KR20120051855A - 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛 - Google Patents

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20120051855A
KR20120051855A KR1020100113171A KR20100113171A KR20120051855A KR 20120051855 A KR20120051855 A KR 20120051855A KR 1020100113171 A KR1020100113171 A KR 1020100113171A KR 20100113171 A KR20100113171 A KR 20100113171A KR 20120051855 A KR20120051855 A KR 20120051855A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
light
package
light source
Prior art date
Application number
KR1020100113171A
Other languages
English (en)
Inventor
박준석
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100113171A priority Critical patent/KR20120051855A/ko
Publication of KR20120051855A publication Critical patent/KR20120051855A/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/1336—Illuminating devices
    • G02F1/133602—Direct backlight
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/10—Bump connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/12—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/14—Structure, shape, material or disposition of the bump connectors prior to the connecting process of a plurality of bump connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • Planar Illumination Modules (AREA)

Abstract

본 발명은 본 발명은 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛에 관한 것이다. 실시예의 발광소자 패키지는, 상면에 캐비티가 형성된 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 형성된 전도성의 리드; 상기 캐비티 내에 위치되고 상기 리드와 전기적으로 연결되는 발광소자; 상기 발광소자를 덮도록 상기 캐비티를 충전하는 충전재; 을 포함하고, 상기 패키지 몸체는 형광체와 투광성 재질로 이루어진다.
실시예는 패키지 몸체에 형광체가 혼합되어 있어 수분 침투에 따른 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛 {Light emitting device package, and light source device and backlight unit having the same}
본 발명은 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광소자가 패키지 몸체에 실장되어 전기적으로 연결된 형태로 된 발광소자 패키지는 표시 장치의 광원으로 많이 사용되고 있다. 이러한 발광소자 패키지에서, 패키지 몸체에는 전극을 형성하는 리드 프레임이 배치된다. 발광소자는 패키지 몸체에 배치되어 리드 프레임과 전기적으로 연결된다. 발광소자 위에는 형광체층이 적층되고, 형광체층 위에는 수지층이 적층되어, 예를 들어 청색광을 발광하는 발광소자로부터의 광이 황색의 형광체를 거치면서 백색광이 발광되도록 할 수 있다.
발광소자 패키지는 장기 신뢰성이 중요한데, 패키지 몸체와 수지층 사이로 수분이 침투하면 형광체가 변색되어 발광소자 패키지의 신뢰성이 저하되는 문제가 있다.
실시예는 수분 침투에 따른 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛을 제공하고자 함에 목적이 있다.
실시예의 발광소자 패키지는, 상면에 캐비티가 형성된 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 형성된 전도성의 리드; 상기 캐비티 내에 위치되고 상기 리드와 전기적으로 연결되는 발광소자; 상기 발광소자를 덮도록 상기 캐비티를 충전하는 충전재; 을 포함하고, 상기 패키지 몸체는 형광체와 투광성 재질로 이루어진다.
또한, 상기 충전재 위에 형성되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 반사하기 위한 반사층; 을 더 포함한다.
또한, 상기 패키지 몸체는 PPA 수지, 유리, 실리콘, 에폭시 중의 어느 하나이다.
또한, 상기 발광소자는 기판; 상기 기판 아래의 반사층; 상기 반사층 아래의 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 아래의 활성층; 상기 활성층 아래의 제2 반도체층; 을 포함한다.
또한, 상기 반사층은 굴절률이 다른 두가지 이상의 물질을 교번하며 쌓아 만든 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)이다.
또한, 상기 발광소자는 상기 리드와 플립칩 본딩된다.
실시예의 광원 장치는, 인쇄회로기판; 상기 인쇄회로기판 위에 배치되는 상기 발광소자 패키지; 를 포함한다.
또한, 상기 인쇄회로기판의 표면에는 반사층이 형성된다.
또한, 상기 발광소자 패키지는 상기 인쇄회로기판에 표면실장기술(SMT)에 의해 실장된다.
실시예의 백라이트 유닛은, 상기 광원 장치; 상기 광원 장치를 수납하기 위한 수납부재; 를 포함한다.
또한, 상기 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛이다.
실시예는 수분 침투에 따른 신뢰성 저하를 방지할 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 일반적인 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지가 인쇄회로기판에 실장된 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광소자 패키지가 인쇄회로기판에 실장된 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
도 7은 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위/상(on)"에 또는 "아래/하(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위/상(on)"와 "아래/하(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일반적인 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
발광소자 패키지(1)는 패키지 몸체(11), 리드 프레임(13, 14), 발광소자(20), 수지층(25) 등을 포함한다.
패키지 몸체(11)는 알루미나(alumina), 수정(quartz) 등의 재질을 이용하여 성형되며, 상면에 캐비티(C)가 일정 깊이로 형성될 수 있다.
리드 프레임(13, 14)은 얇은 판으로 형성되어 전극으로 이용되고, 전기적으로 서로 분리된다. 리드 프레임(13, 14)은 각각 일단부가 외부에 노출되고, 타단부는 패키지 몸체(11)에 삽입되어 형성된다.
리드 프레임(13, 14) 상에는 발광소자(20)가 위치한다. 발광소자(20)는 발광다이오드(Lighit Emitting Diode; LED)나 레이저 다이오드(Laser Diode; LD)일 수 있다. 발광소자(20)의 양극 및 음극 단자는 와이어(22)에 의해 리드 프레임(13, 14)에 선택적으로 연결되고, 리드 프레임(13, 14)에 의해 외부회로와 연결되어 구동이 이루어질 수 있다.
발광소자(20) 위의 캐비티(C) 영역에는 수지층(25)이 적층된다. 수지층(25)은 투명한 실리콘 또는 에폭시 재질을 포함한다. 수지층(25)에는 형광체가 포함될 수 있다. 이와 달리, 발광소자(20)와 수지층(25) 사이에 형광체를 포함하는 별도의 형광체층이 형성될 수 있다. 형광체는 발광소자(20)로부터 발광되는 광을 흡수하여 원하는 색상의 광을 발광할 수 있도록 한다. 예를 들어, 발광소자(20)가 청색광을 발광하고 형광체가 황색이면, 형광체를 통해 발광되는 광은 백색광이 된다.
이러한 발광소자 패키지(1)는 표시 장치의 백라이트 유닛, 조명 장치 등에 사용된다. 발광소자 패키지(1)는 사용 중에 대기에 노출되므로, 발광소자 패키지(1)의 패키지 몸체(11)와 수지층(25) 사이의 틈으로 습기가 침투하여, 발광소자 패키지(1)의 신뢰성을 저하시키는 문제가 있다. 특히, 수지층(25)에 형광체가 포함된 경우 수지층(25)을 경화시키는 과정에서 형광체가 아래로 가라앉게 되고, 형광체가 습기와 접촉하면 변색되어 원하는 색상의 광을 발광할 수 없게 되는 문제가 있다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
발광소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110), 리드(121, 122), 발광소자(130), 충전재(140), 반사층(150) 등을 포함한다.
패키지 몸체(110)는 PPA(Polyphthalamide) 수지, 유리, 실리콘, 에폭시 등의 투광성 재질을 이용하여 성형되며, 상면에 캐비티(C)가 일정 깊이로 형성된다. 패키지 몸체(110)에 형광체(111)가 혼합될 수 있다. 이와 달리, 형광체는 투광성 재질의 패키지 몸체(110)의 내부 또는 외부에 층을 형성하도록 박막의 형태로 부착될 수도 있다.
전도성의 리드(121, 122)는 전극으로 이용되고, 각각의 리드는 전기적으로 서로 분리된다. 리드(121, 122)의 일단부는 외부에 노출되고, 타단부는 패키지 몸체(110)에 삽입된다.
패키지 몸체(110)의 캐비티(C) 내에는 발광소자(130)가 배치되어, 리드(121, 122)와 전기적으로 연결된다. 발광소자(130)는 와이어(135)에 의해 리드(121, 122)와 선택적으로 연결될 수 있다. 이와 달리, 발광소자(130)는 플립칩 본딩에 의해 리드(121, 122)와 연결될 수도 있다. 발광소자(130)는 리드(121, 122)에 의해 외부회로와 연결되어 구동될 수 있다. 발광소자(130)는 예를 들어, LED칩일 수 있다.
충전재(140)는 발광소자(130)를 덮도록 캐비티(C) 영역을 충전한다. 충전재(140)는 수지로 형성될 수 있다.
충전재(140) 위에는 반사층(150)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(150)은 발광소자(130)로부터 입사되는 광을 반사한다. 이러한 반사층(150)은 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)으로 구성될 수 있다. 상기 DBR층은 굴절율이 다른 두가지 물질을 교대로 쌓은 층으로 구성되어, 제1 파장 대역의 광은 투과시키고, 제2 파장 대역의 광은 반사시킬 수 있다.
본 실시예에서는, 발광소자(130)로부터 발광되는 광의 파장을 변환시키기 위한 형광체(111)가 충전재(140) 내에 포함되지 않고, 패키지 몸체(110)에 혼합될 수 있다. 따라서, 충전재(140)와 패키지 몸체(110) 사이로 습기가 침투해도, 패키지 몸체(110) 내로는 습기가 침투하기 어렵다. 또한, 패키지 몸체(110)에는 형광체(111)가 전체적으로 균일하게 분포되므로, 형광체(111)는 습기와 거의 접촉되지 않는다. 따라서, 발광소자 패키지(100) 내로 습기의 침투로 인해 형광체(111)가 변색되는 등의 발광소자 패키지(100)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지가 인쇄회로기판에 실장된 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
광원 장치(200)는 인쇄회로기판(201)과, 발광소자 패키지(100)를 포함한다.
발광소자 패키지(100)는 인쇄회로기판(printed circuit board; PCB)(201) 위에 배치되어, 인쇄회로기판(201)과 전기적으로 연결된다.
인쇄회로기판(201)은 회로배선이 인쇄된 얇은 판이다. 인쇄회로기판(201)은 절연체인 에폭시 수지 또는 베이클라이트 수지로 만들어질 수 있다.
인쇄회로기판(201)에는 전극(211, 212)이 형성되어, 발광소자 패키지(100)의 리드(121, 122)와 각각 전기적으로 연결된다. 발광소자 패키지(100)는 인쇄회로기판(201) 위의 전극(211, 212)과 연결되도록 표면실장기술(Surface Mount Technology; SMT)에 의해 실장될 수 있다.
인쇄회로기판(201)의 표면에는 반사층(220)이 형성될 수 있다. 이러한 반사층(220)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
발광소자(130)로부터 발광되는 광은 화살표로 도시된 바와 같이 투광성 재질의 패키지 몸체(110)의 측면을 통해 발광된다. 발광소자(130)로부터 반사층(150)을 향해 발광된 광은 반사층(150)에 의해 반사되어 패키지 몸체(110)의 측면으로 출사될 수 있다. 발광소자(130)로부터 패키지 몸체(110)의 하면을 향해 발광된 광은 인쇄회로기판(201)에 형성된 반사층(220)에 의해 반사되어 패키지 몸체(110)의 측면으로 출사될 수 있다. 이러한 구성에 의해 패키지 몸체(110)의 측면 또는 후면으로 발광되는 광원 장치(200)를 구현할 수 있으면서, 광원 장치(200)의 발광소자 패키지(100) 내로 습기의 침투로 인해 발광소자 패키지(100)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타내는 단면도이다.
발광소자 패키지(300)는 패키지 몸체(310), 리드(321, 322), 발광소자(330), 충전재(340), 반사층(350)을 포함한다.
패키지 몸체(310)는 PPA 수지, 유리, 실리콘, 에폭시 등의 투광성 재질을 이용하여 성형되며, 상면에 캐비티(C)가 일정 깊이로 형성된다. 패키지 몸체(310)에는 형광체(311)가 혼합될 수 있다. 또는, 형광체는 투광성 재질의 패키지 몸체(310)의 내부 또는 외부에 층을 형성하도록 박막의 형태로 부착될 수도 있다.
전도성의 리드(321, 322)는 전극으로 이용되고, 각각의 리드(321, 322)는 전기적으로 서로 분리된다. 리드(321, 322)의 일단부는 외부에 노출되고, 타단부는 패키지 몸체(310)에 삽입된다.
패키지 몸체(310)의 캐비티(C) 내에는 발광소자(330)가 배치되어, 리드(321, 322)와 전기적으로 연결된다. 발광소자(330)는 플립칩 본딩(Flip-Chip bonding)에 의해 리드(321, 322)와 연결될 수 있다. 발광소자(330)는 리드(321, 322)에 의해 외부회로와 연결되어 구동될 수 있다. 발광소자(330)는 예를 들어, LED칩일 수 있다.
발광소자(330)는, 기판(331)과, 상기 기판(331) 아래에 순차적으로 형성된 반사층(332), 제1 반도체층(333), 활성층(334), 제2 반도체층(335)을 포함한다. 실시예의 발광소자(330)는 수평구조의 발광 소자를 예시한 것이다.
기판(331)은, 투광성을 갖는 재질, 예를 들어, 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, 그리고 GaAs 등이 사용될 수 있다.
기판(331) 아래에는 반사층(332)이 형성된다. 반사층(332)은 활성층(334)에서 발생되는 광을 패키지 몸체(310)의 하부 쪽으로 반사한다. 이러한 반사층(332)은 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)으로 구성될 수 있다. 상기 DBR층은 굴절율이 다른 두가지 물질을 교대로 쌓은 층으로 구성되어, 제1 파장 대역의 광은 투과시키고, 제2 파장 대역의 광은 반사시킬 수 있다.
반사층(332) 아래에는 제1 반도체층(333)이 형성된다. 제1 반도체층(333)은 InxAlyGa1-x-yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(333)은 n형 도펀트가 도핑된 GaN층으로 이루어질 수 있다.
제1 반도체층(333) 아래에는 활성층(334)이 형성된다. 활성층(334)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 양자선(Quantum wire) 구조, 양자점(Quantum dot) 구조, 단일양자우물 구조 또는 다중양자우물 구조(Multi Quantum Well; MQW) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(334)은 다중양자우물 구조의 InGaN/GaN층으로 이루어질 수 있다.
활성층(334)은 제1 반도체층(333) 및 제2 반도체층(335)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 광을 방출한다.
활성층(334) 아래에는 제2 반도체층(335)이 형성된다. 제2 반도체층(335)은 InxAlyGa1-x-yN의 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(335)은 p형 도펀트가 도핑된 GaN층 등으로 이루어질 수 있다.
제2 반도체층(335) 아래에는 p형 전극(336)이 형성된다. 한편, 제2 반도체층(335), 활성층(334)의 일부는 식각(etching)으로 제거되어, 저면에 제1 반도체층(333)의 일부가 드러난다. 식각에 의해 드러난 제1 반도체층(333), 즉 활성층(334)이 형성되지 않은 제1 반도체층(333) 상에는 n형 전극(337)이 형성된다.
상기에서 제1 반도체층(333)은 n형 반도체로 형성되고, 제2 반도체층(335)은 p형 반도체로 형성되는 것으로 설명하였지만, 반대로 제1 반도체층(333)이 p형 반도체로 형성되고, 제2 반도체층(335)이 n형 반도체로 형성될 수도 있다.
발광소자(330)는 플립칩 본딩에 의해 리드(321, 322)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, p형 전극(336)과 리드(321) 사이 그리고 n형 전극(337)과 리드(322) 사이에 솔더(solder)(360)가 위치되어 본딩될 수 있다. 이러한 발광소자(330)와 리드(321, 322) 사이의 플립칩 본딩에 의해 더욱 콤팩트한 구성의 발광소자 패키지(300)를 구성할 수 있다.
상기에서 수평구조의 발광소자(330)를 예시하였지만, 수직구조의 발광소자가 패키지 몸체(310)의 캐비티(C) 내에 실장되어 리드와 전기적으로 연결될 수도 있다.
충전재(340)는 발광소자(330)를 덮도록 캐비티(C) 영역을 충전한다. 충전재(340)는 수지로 형성될 수 있다.
충전재(340) 위에는 반사층(350)이 형성될 수 있다. 상기 반사층(350)은 발광소자(330)로부터 입사되는 광을 반사한다. 이러한 반사층(350)은 특정 파장 대역의 광을 반사시키는 DBR층으로 구성될 수 있다.
본 실시예에서는, 발광소자(330)에서 활성층(334) 위에 반사층(332)이 위치되어, 활성층(334)에서 발광되는 광은 반사층(332)에 의해 반사되어 주로 패키지 몸체(310)의 측부 또는 하부로 출사된다. 이러한 구성에 의해 측면과 후면으로 발광하는 패키지를 구현할 수 있다.
또한, 발광소자(330)로부터 발광되는 광의 파장을 변환시키기 위한 형광체(311)는 충전재(340) 내에 포함되지 않고, 패키지 몸체(310)에 혼합된다. 따라서, 충전재(340)와 패키지 몸체(310) 사이로 습기가 침투해도, 패키지 몸체(310) 내로는 습기가 침투하기 어렵다. 또한, 패키지 몸체(310)에는 형광체(311)가 균일하게 분포되므로, 형광체(311)는 습기와 거의 접촉되지 않는다. 따라서, 발광소자 패키지(300) 내로 습기의 침투로 인해 발광소자 패키지(300)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 5는 도 4의 발광소자 패키지가 인쇄회로기판에 실장된 광원 장치를 도시하는 단면도이다.
광원 장치(400)는 인쇄회로기판(401)과, 발광소자 패키지(300)를 포함한다.
발광소자 패키지(300)는 인쇄회로기판(PCB)(401) 위에 배치되어, 인쇄회로기판(401)과 전기적으로 연결된다.
인쇄회로기판(401)은 회로배선이 인쇄된 얇은 판이다. 인쇄회로기판(401)은 절연체인 에폭시 수지 또는 베이클라이트 수지로 만들어질 수 있다.
인쇄회로기판(401)에는 전극(411, 412)이 형성되어, 발광소자 패키지(300)의 리드(321, 322)와 각각 전기적으로 연결된다. 발광소자 패키지(300)는 인쇄회로기판(401) 위에 표면실장기술(SMT)에 의해 실장될 수 있다. 이때, 발광소자 패키지(300)의 리드(321, 322)는 각각 인쇄회로기판(401)의 전극(411, 412)과 연결된다.
인쇄회로기판(401)의 표면에는 반사층(420)이 형성될 수 있다. 이러한 반사층(420)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
발광소자(330)로부터 발광되는 광은 화살표로 도시된 바와 같이 패키지 몸체(310)의 측면을 통해 발광된다. 발광소자(330)로부터 패키지 몸체(310)의 하면을 향해 발광된 광은 인쇄회로기판(401)에 형성된 반사층(420)에 의해 반사되어 패키지 몸체(310)의 측면으로 출사될 수 있다. 발광소자(330)로부터 패키지 몸체(310)의 상면을 향해 발광된 일부 광은 반사층(350)에 의해 반사되어 패키지 몸체(310)의 측면으로 출사될 수 있다. 이러한 구성에 의해 패키지 몸체(310)의 측면 또는 후면으로 발광되는 광원 장치(400)를 구현할 수 있으면서, 광원 장치(400)의 발광소자 패키지(300) 내로 습기의 침투로 인해 발광소자 패키지(300)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 표시 장치를 나타내는 사시도이다.
표시 장치(display; 600)는 화상표시부재(690) 및 백라이트 유닛을 포함한다. 여기서, 화상표시부재(690)는 예를 들어, 액정 패널과 같이 광을 받아서 화상을 표시할 수 있도록 구성된 부재를 말한다. 이하에서는, 화상표시부재(690)의 실시예로 액정 패널을 예로 들어 설명하기로 한다.
액정 패널(690)은 TFT 기판 및 칼라 필터 기판 사이에 액정층이 주입되어 형성된다. 액정 패널(690)은 전극이 각각 형성되어 있는 두 기판을 전극이 형성되어 있는 면이 마주하도록 배치하고, 두 기판 사이에 액정 물질을 주입한 다음, 두 전극에 전압을 인가하여 생성되는 전기장에 의해 액정 분자를 움직이게 함으로써, 이에 따라 달라지는 빛의 투과율에 의해 화상을 표현한다.
백라이트 유닛은 액정 패널(690)이 화상을 표시할 수 있도록 액정 패널(690)의 뒤에서 광을 비춰주는 광원 장치이다. 백라이트 유닛은 액정 패널(690)의 후방에 도광판이 배치되고 도광판의 측면에 광원부가 배치되어 광원부로부터 출사되는 광을 도광판을 통해 액정 패널(690)로 보내주는 에지형 백라이트 유닛과, 액정 패널(690)의 후방에 광원부가 배치되어 광원부로부터의 빛을 직접 액정 패널(690)로 보내주는 직하형 백라이트 유닛이 있다. 본 실시예의 백라이트 유닛은 직하형 백라이트 유닛을 나타내고 있다.
백라이트 유닛은 광원부(620), 광학시트(630) 및 반사판(640)을 갖는 백라이트 어셈블리(610)와, 프레임(650) 및 하부커버(670)를 갖는 수납부재를 포함할 수 있다.
광원부(620)는 액정 패널(690)의 후방에 배치되어, 광원부(620)로부터 발생되는 광은 직접 액정 패널(690)로 전달된다. 광원부(620)는 LED(light emitting diodes; 발광 다이오드), LD(laser diodes; 레이저 다이오드) 등의 발광소자가 인쇄회로기판에 실장되어 형성되고, 구동부(미도시)과 전기적으로 연결된다. 발광소자는 다수 개가 기판에 이격되어 배열된다. 도 3 및 도 5에 도시된 광원 장치(200, 400)는 이러한 백라이트 유닛의 광원부(620)로 사용될 수 있다.
광학시트(630)는 광원부(620) 상에 일정한 거리만큼 이격되어 배치되며, 광원부(620)에서 방출되는 광이 확산, 굴절현상을 거치도록 하여 휘도 및 광 효율을 향상시킨다. 광학시트(630)는 하나 또는 복수로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광학시트(630)는 확산 시트(diffusion sheet)와, 프리즘 시트(prism sheet)를 포함할 수도 있고, 확산 시트의 기능과 프리즘 시트의 기능을 구비하는 하나의 광학시트로 구성될 수도 있다. 광학시트(630)의 종류와 수는 요구되는 휘도 특성에 따라 다양하게 선택될 수 있다.
광원부(620)의 하부에는 반사판(640)이 위치될 수 있다. 반사판(640)은 광원부(620)에서 후방으로 누설되는 광을 출사면 쪽으로 반사시켜 준다.
이러한 액정 패널(690) 및 백라이트 어셈블리(610)는 수납 및 고정되어야 하며, 이를 위해 프레임(650), 상부커버(660) 및 하부커버(670)가 사용된다.
프레임(650)과 하부커버(670)는 백라이트 어셈블리(610)를 수납하여 보호하는 수납부재가 된다. 백라이트 어셈블리(610)에는 광원부(620)만 포함될 수도 있고, 광학시트(630), 반사판(640) 중 하나 이상을 추가로 포함할 수 있다. 백라이트 어셈블리(610)에 포함되는 구성요소의 범위는 당업자에 의해 적절히 선택될 수 있고, 본 발명을 제한하지 않는다.
프레임(650) 위에는 액정 패널(690)이 안착될 수 있다. 액정 패널(690)은 상부커버(660)와 프레임(650) 사이에 지지되어 수납된다. 상기 프레임(650), 상부커버(660) 및 하부커버(670)는 금속 또는 플라스틱 재질로 형성될 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 직하형 백라이트 유닛을 나타내는 단면도이다.
백라이트 유닛(700)은 프레임(750), 하부커버(770), 반사판(740), 광원부(720), 광학시트(730) 등을 포함한다.
프레임(750)과 하부커버(770)는 반사판(740), 광원부(720), 광학시트(730) 등을 수납하여 보호하는 수납부재가 된다.
하부커버(770) 상에는 광원부(720)가 배치된다. 도 3 및 도 5에 도시된 광원 장치(200, 400)는 이러한 백라이트 유닛의 광원부(720)로 사용될 수 있다.
광원부(720)에는 기판(721)의 길이방향을 따라 다수의 발광소자(722)가 이격되어 배열될 수 있다. 하부커버(770)와 광원부(720) 사이에는 반사판(740)이 배치될 수 있다.
광원부(720) 위에는 일정한 이격 거리를 두고 광학시트(730)가 배치될 수 있다. 직하형의 백라이트 유닛에서는 광원부(720)로부터 발광된 광이 확산된 후, 광학시트(730)에 도달될 수 있도록 광원부(720)와 광학시트(730) 사이에 일정한 이격 거리를 필요로 한다. 이는 직하형 백라이트 유닛의 두께를 두꺼워지게 하는 요인이 된다.
도 3 및 도 5에 도시된 광원 장치(200, 400)는 측면 또는 후면 발광을 달성하고, 이러한 광원 장치(200, 400)가 직하형 백라이트 유닛에서 광원부(720)로 사용될 경우, 광원부(720)와 광학시트(730) 사이의 이격 거리를 줄일 수 있게 한다. 따라서, 직하형 백라이트 유닛의 두께가 얇아질 수 있어, 더욱 콤팩트한 구성의 백라이트 유닛을 구현할 수 있게 된다.
또한, 도 3 및 도 5에 도시된 광원 장치(200, 400)에서는, 형광체가 패키지 몸체에 혼합되어 있어서, 습기의 침투에 의해 광원 장치가 열화되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 도 3 및 도 5에 도시된 광원 장치(200, 400)가 조명장치에 사용될 경우, 측면 또는 후면 발광에 의해 간접조명이 가능하여, 심미적인 효과가 뛰어난 조명을 달성할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발광소자 패키지 110 : 패키지 몸체
111 : 형광체 121, 122 : 리드
130 : 발광소자 135 : 와이어
140 : 충전재 150 : 반사층
200 : 광원 장치 201 : 인쇄회로기판
211, 212 : 전극 220 : 반사층
330 : 발광소자 331 : 기판
332 : 반사층 333 : 제1 반도체층
334 : 활성층 335 : 제2 반도체층
336 : p형 전극 337 : n형 전극
360 : 솔더 400 : 광원 장치
401 : 인쇄회로기판 411, 412 : 전극
600 : 표시 장치 610 : 백라이트 어셈블리
620 : 광원부 630 : 광학시트
640 : 반사판 650 : 프레임
660 : 상부커버 670 : 하부커버
690 : 액정패널 700 : 백라이트 유닛
720 : 광원부 721 : 기판
722 : 발광소자 730 : 광학시트
740 : 반사판 750 : 프레임
770 : 하부커버

Claims (13)

  1. 상면에 캐비티가 형성된 패키지 몸체;
    상기 패키지 몸체에 형성된 전도성의 리드;
    상기 캐비티 내에 위치되고 상기 리드와 전기적으로 연결되는 발광소자;
    상기 발광소자를 덮도록 상기 캐비티를 충전하는 충전재;
    을 포함하고,
    상기 패키지 몸체는 형광체와 투광성 재질로 이루어지는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전재 위에 형성되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 반사하기 위한 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 PPA 수지, 유리, 실리콘, 에폭시 중의 어느 하나인 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 기판; 상기 기판 아래의 반사층; 상기 반사층 아래의 제1 반도체층; 상기 제1 반도체층 아래의 활성층; 상기 활성층 아래의 제2 반도체층; 을 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 반사층은 굴절률이 다른 두가지 이상의 물질을 교번하며 쌓아 만든 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)인 발광소자 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 충전재 위에 형성되어 상기 발광소자로부터 입사되는 광을 반사하기 위한 반사층;
    을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 패키지 몸체는 PPA 수지, 유리, 실리콘, 에폭시 중의 어느 하나인 발광소자 패키지.
  8. 제4항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 리드와 플립칩 본딩되는 발광소자 패키지.
  9. 인쇄회로기판;
    상기 인쇄회로기판 위에 배치되는 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 따른 발광소자 패키지;
    를 포함하는 광원 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 인쇄회로기판의 표면에는 반사층이 형성된 광원 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 발광소자 패키지는 상기 인쇄회로기판에 표면실장기술(SMT)에 의해 실장되는 광원 장치.
  12. 제10항에 따른 광원 장치;
    상기 광원 장치를 수납하기 위한 수납부재;
    를 포함하는 백라이트 유닛.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 백라이트 유닛은 직하형인 백라이트 유닛.
KR1020100113171A 2010-11-15 2010-11-15 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛 KR20120051855A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113171A KR20120051855A (ko) 2010-11-15 2010-11-15 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100113171A KR20120051855A (ko) 2010-11-15 2010-11-15 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20120051855A true KR20120051855A (ko) 2012-05-23

Family

ID=46268728

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100113171A KR20120051855A (ko) 2010-11-15 2010-11-15 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20120051855A (ko)

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140019634A (ko) * 2012-08-06 2014-02-17 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR20140035094A (ko) * 2012-09-13 2014-03-21 엘지이노텍 주식회사 자외선 발광 소자 및 자외선 발광 소자 패키지
KR20140061796A (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 이용하는 라이트 유닛
KR101464326B1 (ko) * 2012-08-24 2014-11-25 주식회사 씨티랩 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR20180107486A (ko) * 2017-03-22 2018-10-02 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자 패키지 및 조명 시스템
WO2019235752A1 (ko) * 2018-06-08 2019-12-12 주식회사 루멘스 면발광 마이크로 엘이디 모듈
US11366355B2 (en) * 2019-10-21 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Direct type back light device and display apparatus having the same
WO2023160057A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 深圳Tcl新技术有限公司 柔性灯条的制备方法、柔性灯条以及显示装置

Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140019634A (ko) * 2012-08-06 2014-02-17 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR101464326B1 (ko) * 2012-08-24 2014-11-25 주식회사 씨티랩 반도체 소자 구조물을 제조하는 방법
KR20140035094A (ko) * 2012-09-13 2014-03-21 엘지이노텍 주식회사 자외선 발광 소자 및 자외선 발광 소자 패키지
KR20140061796A (ko) * 2012-11-14 2014-05-22 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 및 이를 이용하는 라이트 유닛
KR20180107486A (ko) * 2017-03-22 2018-10-02 엘지이노텍 주식회사 반도체 소자 패키지 및 조명 시스템
WO2019235752A1 (ko) * 2018-06-08 2019-12-12 주식회사 루멘스 면발광 마이크로 엘이디 모듈
US11366355B2 (en) * 2019-10-21 2022-06-21 Samsung Electronics Co., Ltd. Direct type back light device and display apparatus having the same
WO2023160057A1 (zh) * 2022-02-28 2023-08-31 深圳Tcl新技术有限公司 柔性灯条的制备方法、柔性灯条以及显示装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112136219B (zh) 照明模块
KR20120051855A (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 광원 장치, 백라이트 유닛
US20120146077A1 (en) Light emitting device
US20080123023A1 (en) White light unit, backlight unit and liquid crystal display device using the same
KR102189129B1 (ko) 발광 소자 모듈
KR102446576B1 (ko) 백라이트 유닛
JP2019021919A (ja) 発光素子パッケージ
KR20120137865A (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
KR20120129666A (ko) 발광소자
KR20110117415A (ko) 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 패키지 및 반도체 발광소자의 제조방법
KR101873996B1 (ko) 광원 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛, 표시 장치
KR100712880B1 (ko) 색온도 편차를 줄일 수 있는 백색 발광 다이오드
KR101998766B1 (ko) 발광소자 패키지
KR20120051856A (ko) 광원 장치, 백라이트 유닛 및 이를 포함하는 표시 장치
KR101163492B1 (ko) 발광 소자 패키지
KR100795178B1 (ko) 백라이트 유니트용 ｌｅｄ 패키지
KR102607401B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102252475B1 (ko) 발광 소자 모듈
KR102209035B1 (ko) 발광소자 패키지
KR102127446B1 (ko) 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 발광소자 어레이
KR20130072413A (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템
KR20120011198A (ko) 발광 소자, 발광 소자 패키지 및 발광 소자의 제조방법
KR20080025715A (ko) 백라이트용 ｌｅｄ 모듈 및 이를 이용한 백라이트 유닛
KR20170084590A (ko) 발광소자 패키지
KR20130072698A (ko) 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application