KR20120140053A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20120140053A
KR20120140053A KR1020110059668A KR20110059668A KR20120140053A KR 20120140053 A KR20120140053 A KR 20120140053A KR 1020110059668 A KR1020110059668 A KR 1020110059668A KR 20110059668 A KR20110059668 A KR 20110059668A KR 20120140053 A KR20120140053 A KR 20120140053A
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Abstract

본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것으로,
본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지는, 플렉서블하게 변형 가능한 제1 금속 박막과, 상기 제1 금속 박막과 전기적으로 분리되며 상기 제1 금속 박막의 일면에 상기 제1 금속 박막의 일부를 노출하도록 형성된 제2 금속 박막과, 상기 제1 금속 박막의 노출된 영역에 배치되며 상기 제2 금속 박막과 전기적으로 연결된 발광소자와, 상기 제2 금속 박막의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막과, 상기 절연막의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지{Light Emitting Device Package}
본 발명은 발광소자 패키지에 관한 것이다.
일반적으로 발광 소자(luminous element)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여, 전기 에너지를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시킨 신호를 발신하는데 사용되는 소자이다. 발광 다이오드는 EL의 일종이며, 현재 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 이용한 발광 다이오드가 실용화되고 있다. Ⅲ족 질화물계 화합물 반도체는 직접천이형 반도체이며, 다른 반도체를 이용한 소자보다 고온에서 안정된 동작을 얻을 수 있어서, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)나 레이저 다이오드(laser diode:LD) 등의 발광 소자에 널리 응용되고 있다.
일반적으로 이러한 발광소자는 패키지를 구성하여 발광소자 패키지가 기판에 실장되는 형태로 적용될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지는 발광소자를 노출시키는 형태의 수지로 이루어진 패키지 본체를 포함할 수 있다. 상기 패키지 본체는 내광성, 투광성이 뛰어난 수지 조성물을 성형하여 형성되며, 이 경우, 상기 패키지 본체는 비교적 단단한 재질로 구성되므로, 패키지의 크기가 커질수록 조명 기구 설계 및 디자인에 있어서 제약이 따르게 된다.
본 발명의 목적 중 하나는, 플렉서블한 구조를 가짐으로써 광원 모듈, 조명 등에 적용 시 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 목적 중 다른 하나는, 단순하고 박형화된 구조를 가지며 방열 효율이 향상된 발광소자 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면은,
플렉서블하게 변형 가능한 제1 금속 박막과, 상기 제1 금속 박막과 전기적으로 분리되며 상기 제1 금속 박막의 일면에 상기 제1 금속 박막의 일부를 노출하도록 형성된 제2 금속 박막과, 상기 제1 금속 박막의 노출된 영역에 배치되며 상기 제2 금속 박막과 전기적으로 연결된 발광소자와, 상기 제2 금속 박막의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막과, 상기 절연막의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은,
서로 전기적으로 분리되며, 플렉서블하게 변형 가능한 제1 및 제2 금속 박막과, 상기 제1 및 제2 금속 박막 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2 금속 박막과 전기적으로 연결된 발광소자와, 상기 제1 및 제2 금속 박막의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막과, 상기 절연막의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 절연막에 의해 노출되는 영역에, 상기 발광소자를 봉지하도록 투광성 수지를 포함하는 봉지부가 형성될 수 있다.
이 경우, 상기 봉지부는 상부로 볼록한 렌즈 형상을 가질 수 있다.
이 경우, 상기 봉지부는 상기 발광소자로부터 방출된 광의 파장을 변환시키기 위한 파장변환물질을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 봉지부의 표면은 상기 금속 필름과 공면을 이루도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자 상부에 배치되며, 파장변환물질을 포함하는 필름 형태의 파장변환층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 금속 박막 중 적어도 하나의 일면은 외부로 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 금속 박막은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 금속 박막 일면에 홈부가 형성되고, 상기 홈부 내에 상기 발광소자가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 금속 박막 일면에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 상에 상기 발광소자가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 발광소자는 상기 제2 금속 박막과 와이어 본딩될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 금속 박막과 상기 제2 금속 박막 사이에 형성된 절연층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시형태에 따르면, 단순하고 박형화된 구조를 가지며 방열 효율이 향상된 발광소자 패키지를 제공할 수 있다.
또한, 발광소자 패키지가 플렉서블한 구조를 가짐으로써 광원 모듈, 조명 등에 적용 시 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 이용한 광원 모듈을 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 단면도이다. 본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(100)는, 플렉서블하게 변형 가능한 제1 금속 박막(21)과, 상기 제1 금속 박막(21)과 전기적으로 분리되며 상기 제1 금속 박막(21)의 일면에 상기 제1 금속 박막(21)의 일부를 노출하도록 형성된 제2 금속 박막(22)과, 상기 제1 금속 박막(21)의 노출된 영역에 배치되며 상기 제2 금속 박막(22)과 전기적으로 연결된 발광소자(10)와, 상기 제2 금속 박막(22)의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막(30)과, 상기 절연막(30)의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름(40)을 포함할 수 있다.
상기 발광소자(10)는 전기 신호 인가시 빛을 방출하는 광전 소자라면 어느 것이나 이용 가능하며, 대표적으로, 성장 기판 상에 반도체층을 에피택셜 성장시킨 반도체 발광소자를 이용할 수 있다. 성장기판은 사파이어가 적용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 스피넬, SiC, GaN, GaAs 등과 같은 공지된 성장용 기판을 이용할 수 있다. 구체적으로, 상기 발광소자(10)는 SiC, ZnSe, GaN, InGaN, InAlGaN, AlGaN, BAlGaN, BInAlGaN 등으로 이루어질 수 있으며, Si 또는 Zn 등으로 도핑할 수 있다. 또한, 상기 발광소자(10)의 발광층은 InxAlyGa1 -x-y(0≤X≤1, 0≤Y≤1, X+Y≤1)로 이루어진 질화물 반도체로 구성될 수 있으며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 이루어질 수 있다.
상기 제1 금속 박막(21)은 상기 발광소자(10)의 실장 영역으로 제공되며, 상기 발광소자(10)에서 생성된 열을 외부로 방출하는 히트 싱크(heat sink)의 기능을 하므로, 방열 성능이 우수한 금속, 예를 들면, Cu, Al, Ag, Ni, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있다. 본 실시형태에 따르면, 상기 제1 금속 박막(21)의 일면에는 발광소자(10)가 실장되고 그 반대면은 외부로 노출됨으로써 방열 특성을 향상시킬 수 있으며, 상기 제1 금속 박막(21)은 전기적 단자로 기능하지 않으므로 외부로 노출된 면이 회로 기판 등에 직접 실장됨으로써 실장 방법 및 구조를 단순화하고 방열 효율을 보다 향상시킬 수 있다.
본 실시형태에서, 상기 제1 금속 박막(21)의 일부는 상부로 돌출되며, 상기 돌출된 영역에 발광소자(10)가 실장될 수 있다. 즉, 상기 제1 금속 박막(21)의 발광소자(10) 실장 영역의 높이를 조절함으로써 발광소자 패키지의 배광 분포 및 휘도 등을 조절할 수 있으며, 도 1에서는 발광소자(10)의 실장 영역이 상부로 돌출된 형태로 도시되었으나, 필요에 따라, 하부로 오목하거나 그 표면이 평평한 형상을 가질 수 있다.
상기 제2 금속 박막(22)은 상기 제1 금속 박막(21)의 일면, 구체적으로, 상기 발광소자(10)가 실장된 면과 동일한 면에 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(10)와 전기적으로 연결되는 단자로 기능할 수 있다. 또한, 상기 제2 금속 박막(22)은 상기 발광소자(10)로부터 방출된 빛을 상부로 반사하는 기능을 수행할 수 있으며, 따라서, 상기 제2 금속 반사부(22)는 높은 전기 전도성과 고 반사성을 갖는 금속, 예를 들면, Cu, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)은 플렉서블하게 변형 가능한 두께(t), 구체적으로, 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있으며, 따라서, 곡면 등을 포함하는 영역에 패키지 실장 시 유리한 구조를 가지므로, LED 패키지를 포함하는 광원 모듈, 조명 등의 설계 자유도가 높아지는 효과를 얻을 수 있다.
상기 제2 금속 박막(22)은 도전성 와이어(W)를 통해 발광소자(10)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 전술한 바와 같이 외부 전기 신호를 인가하기 위한 단자로서 이용될 수 있다. 다만, 본 실시형태에서는 발광소자(10)와 연결된 한 쌍의 전극(미도시)이 상부에 위치하며, 한 쌍의 도전성 와이어(W)를 통하여 제2 금속 박막(22)과 연결된 구조를 나타내고 있으나, 실시형태에 따라, 연결 방식은 달라질 수 있을 것이다. 예를 들어, 발광소자(10)는 실장 영역으로 제공되는 제1 금속 박막(21)과는 와이어를 이용하지 않고 직접 전기적으로 연결되며, 제2 금속 박막(22)과만 도전성 와이어(W)로 연결될 수 있다. 이때, 상기 제1 금속 박막(21)은 히트 싱크와 전기적 단자의 기능을 동시에 수행하게 된다.
상기 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)이 모두 전기적 단자로 기능하는 경우, 상기 발광소자(10)의 단락을 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)은 전기적으로 분리될 수 있다. 이를 위하여, 상기 제1 및 제2 금속 박막(21, 22) 사이에는 SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 이용한 절연층(60)이 개재될 수 있다. 상기 절연층(60)은 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)을 전기적으로 분리하거나, 본 실시형태와 같이 상기 제2 금속 박막(22)이 발광소자(10)의 서로 다른 전극과 연결되는 경우에 제2 금속 박막(22)의 사이를 분리할 수 있으며, 동시에 상기 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)을 서로 접착시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 제2 금속 박막(22) 상에는 그 표면 중 일부를 덮도록 절연막(30)이 형성될 수 있다. 상기 절연막(30)은 전기적 단자로 제공되는 제2 금속 박막(22)의 표면을 보호하고, 상기 발광소자(10)를 봉지하는 봉지부(50) 형성 영역을 정의하는 캐비티를 형성할 수 있다. 상기 절연막(60)은 전기 절연성을 가지면서도 열 방출 성능과 광 반사율이 우수한 물질을 이용하는 것이 바람직하며, 이에 제한되는 것은 아니나, PI(Polyimide), PEN(Polyethylene Naphthalate)와 같은 수지 및 상기 수지에 광 반사 입자(예컨대, TiO2)가 분산된 구조를 가질 수 있다. 상기 절연막(30)은 상기 발광소자(10)가 배치된 영역을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광소자(10) 상부에 형성되는 봉지부(50) 형성 영역을 정의함으로써, 상기 봉지부(50)의 형상, 크기 및 위치를 정밀하게 제어할 수 있다.
상기 봉지부(50) 상기 절연막(30)에 의해 정의된 영역 내에서, 상기 발광소자(10)로부터 방출된 빛의 경로 상에 상기 발광소자(10)를 밀봉하는 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 상기 수지는, 에폭시, 실리콘, 변형 실리콘, 우레탄수지, 옥세탄수지, 아크릴, 폴리카보네이트 및 폴리이미드 중 적어도 어느 하나를 포함한 투명 수지로 이루어질 수 있으며, 상기 봉지부(50)는 상기 발광소자(10)와 도전성 와이어(W)를 보호하고, 발광소자(10)를 이루는 물질과 외부와의 굴절률 매칭을 구현하여 외부 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 봉지부(50)는 도 1에 도시된 바와 같이 반구 형상의 렌즈 형태로 이루어져, 경계면에서의 플레넬 반사를 줄여서 광 추출을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 봉지부(50) 상면에 요철을 형성하여 광추출 효율을 높이고, 방출되는 광의 방향을 조절할 수 있다.
상기 절연막(30) 상부에는 그 표면을 덮도록 금속 필름(40)이 형성될 수 있다. 상기 금속 필름(40)은 발광소자 패키지(100)의 기계적 강도를 향상시킴과 동시에, 발광소자 패키지(100)로부터 방출된 광의 반사 효율을 향상시키기 위한 것으로, 고 반사성 금속인 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 2층 이상의 구조로 채용되어 반사 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들면, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등과 같은 구조를 가질 수 있다.
본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(100)는, 플렉서블하게 변형 가능한 두께를 갖는 제1 및 제2 금속 박막(21, 22)과 유연성을 갖는 절연막(30) 및 봉지부(50)를 이용하여 발광소자 패키지(100)를 구성함으로써, 좁거나 곡면을 포함하는 공간에까지 적용 범위가 확대되어 설계 자유도가 향상된 발광소자 패키지(100)를 제공할 수 있다.
도 2는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도 2에 도시된 발광소자 패키지(200)는 도 1에 도시된 발광소자 패키지(100)가 변형된 형태이므로, 이하에서는 달라진 구성에 대해서만 설명한다. 본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(200)는 상기 발광소자(110)가 배치되는 제1 금속 박막(121)이 평평한 구조를 가지며, 상기 발광소자(10)를 봉지하도록 형성된 봉지부(150)는 상기 발광소자(10)로부터 방출된 광의 파장을 변환시키기 위한 파장변환물질을 포함할 수 있다. 다만, 이러한 특징은 상호 독립적인 것이며, 따라서, 둘 중 어느 하나만을 포함하는 구조도 가능함은 물론이다.
도 2를 참조하면, 상기 봉지부(150) 내에는 상기 발광소자(110)의 활성층으로부터 방출된 광의 파장을 변환시키는 파장변환용 형광체 입자 또는 양자점을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 황색(yellow), 적색(red) 및 녹색(green) 중 어느 하나로 파장을 변환시키는 형광체로 이루어지거나, 복수 종의 형광체가 혼합되어 복수의 파장으로 변환 시킬 수 있으며, 상기 형광체의 종류는, 상기 발광소자(110)의 활성층으로부터 방출되는 파장에 의해 결정될 수 있다. 구체적으로, 상기 파장변환물질은 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 적어도 1종 이상의 형광물질을 포함할 수 있다. 예를 들면, 청색 발광 LED 칩에 황색으로 파장 변환시키는 형광체를 적용하는 경우, 백색 발광 반도체 발광소자를 얻을 수 있다.
양자점은 대략 1~10nm의 직경을 갖는 반도체 물질의 나노결정(nano crystal)으로서, 양자제한(Quantum confinement) 효과를 나타내는 물질이다. 양자점(150)은 발광소자(120)에서 방출되는 광의 파장을 변환하여 파장변환광, 즉 형광을 발생시킨다. 양자점으로는, Si계 나노결정, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정 등을 예로 들 수 있는데, 본 실시예에서 양자점으로는 이들 각각을 단독으로 사용하거나 이들의 혼합물을 사용할 수 있다.
양자점 물질을 보다 구체적으로 살펴보면, II-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 CdS, CdSe, CdTe, ZnS, ZnSe, ZnTe, HgS, HgSe, HgTe, CdSeS, CdSeTe, CdSTe, ZnSeS, ZnSeTe, ZnSTe, HgSeS, HgSeTe, HgSTe, CdZnS, CdZnSe, CdZnTe, CdHgS, CdHgSe, CdHgTe, HgZnS, HgZnSe, HggZnTe, CdZnSeS, CdZnSeTe, CdZnSTe, CdHgSeS, CdHgSeTe, CdHgSTe, HgZnSeS, HgZnSeTe 및 HgZnSTe로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. III-V족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 GaN, GaP, GaAs, AlN, AlP, AlAs, InN, InP, InAs, GaNP, GaNAs, GaPAs, AlNP, AlNAs, AlPAs, InNP, InNAs, InPAs, GaAlNP, GaAlNAs, GaAlPAs, GaInNP, GaInNAs, GaInPAs, InAlNP, InAlNAs, 및 InAlPAs로 구성된 군으로부터 선택된 어느 하나일 수 있다. IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정은 예를 들어 SbTe일 수 있다.
양자점은 유기용매 혹은 고분자 수지와 같은 분산매질에 자연스럽게 배위된 형태로 분산되며, 분산매질로는 양자점의 파장변환성능에 영향을 미치지 않으면서 광에 의해 변질되거나 광을 반사시키지 않으며, 광흡수를 일으키지 않도록 하는 투명한 매질이라면 어느 것이든 사용할 수 있다. 예를 들어, 유기용매는 톨루엔(toluene), 클로로포름(chloroform) 및 에탄올(ethanol) 중 적어도 한가지를 포함할 수 있으며, 고분자 수지는 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스틸렌(polysthylene), 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 한 가지를 포함할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 3을 참조하면, 플렉서블하게 변형 가능한 두께를 갖는 제1 금속 박막(221)과, 상기 제1 금속 박막(221)과 전기적으로 분리되며 상기 제1 금속 박막(221)의 일면에 상기 제1 금속 박막(221)의 일부를 노출하도록 형성된 제2 금속 박막(222)과, 상기 제1 금속 박막(221)의 노출된 영역에 배치되며 상기 제2 금속 박막(222)과 전기적으로 연결된 발광소자(210)와, 상기 제2 금속 박막(222) 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막(230)과, 상기 절연막(230)의 표면을 덮도록 금속 필름(240) 및 상기 절연막(230)에 의해 노출되는 영역에, 상기 발광소자(210)를 봉지하도록 투광성 수지를 포함하는 봉지부(250)가 형성된 것은 도 2와 동일하나, 상기 봉지부(250)의 표면이 평평하다는 점에서 구조적 차이가 존재한다. 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 봉지부(250)는 상기 금속 필름(240)의 표면과 공면을 이루도록 그 표면이 평평한 형상을 가질 수 있으며, 이 경우, 발광소자 패키지(300)가 평판 형상을 갖도록 구성됨으로써 패키지를 소형화, 박형화할 수 있다.
상기 파장변환물질을 포함하는 봉지부(250)는 실리콘, 에폭시 등의 투명 수지에 상기 형광체 및 무기 충진제가 혼합되어 형성될 수 있다. 무기 충진제는 파장변황층의 공정 방법에 따라 적정 점도를 확보하기 위한 수단이며, 통상 Al2O3, SiO2 등의 수~수백 나노미터의 크기가 적당하다. 또한, 상기 봉지부(250) 내에 광 투과성이 우수한 유?무기계 스페이서를 추가함으로써, 상기 봉지부(250)의 두께를 일정하게 유지되도록 하여 광 산포를 개선할 수 있다. 상기 봉지부(250)는 디스펜싱(dispecing), 프린팅(printing), MOCVD(metal organic chemical vapor deposition), ALD(atomic layer deposition), RF-sputter, e-beam evaporator, thermal evaporator 등 종래의 공지된 방법을 이용하여 상기 절연막(230)에 의해 정의된 캐비티 내부를 충진하도록 형성될 수 있다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(400)는 플렉서블하게 변형 가능한 제1 금속 박막(321) 일부에 홈이 형성되며, 상기 홈 내부에 발광소자(310)가 배치될 수 있다. 이 경우, 발광소자(310) 및 상기 발광소자(310)와 제2 금속 박막(322)을 전기적으로 연결하는 와이어가 위치하는 높이가 낮아지게 되므로, 상기 봉지부(350)에 내부에 보다 안정적으로 수용되어 발광소자 패키지의 신뢰성이 향상될 수 있다.
한편, 상기 봉지부(350) 상부에는, 파장변환물질을 포함하는 필름 형태의 파장변환부(351)가 배치될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 형광체 입자 또는 양자점을 포함하는 파장변환층(51)은 상기 절연부(330)에 의해 정의되는 캐비티 상부에 형성될 수 있으며, 균일한 두께를 갖도록 별도 제작된 필름 형태로 적용될 수 있다. 상기 파장변환층(51)이 균일한 두께를 갖도록 형성되는 경우, 상기 파장변환층(51)에서 파장 변환된 광의 산포가 개선되고, 이에 따라 광 균일도가 향상되며 색얼룩이 감소되는 효과를 얻을 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 발광소자 패키지의 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(500)는, 서로 전기적으로 분리되며, 플렉서블하게 변형 가능한 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)과, 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422) 상에 배치되며 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)과 전기적으로 연결되는 발광소자(410)와, 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막(430)과, 상기 절연막(430)의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름(440)을 포함할 수 있다.
본 실시형태에 따른 발광소자 패키지(500)는, 도 1 내지도 4에 도시된 실시형태와는 달리, 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)이 상기 발광소자(410)의 양 전극과 각각 전기적으로 연결되므로 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)은 서로 전기적으로 분리되어야 한다. 앞선 실시형태와 마찬가지로 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)는 플렉서블하게 변형 가능한 두께, 예를 들면, 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 가질 수 있으며, 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)을 보호하고 유연성을 향상시키기 위한 절연막(430)과 금속 필름(440)을 포함할 수 있다. 본 실시형태의 경우, 상기 발광소자(410)의 양 전극은 상기 제1 및 제2 금속 박막(421, 422)과 직접 접촉하여 플립칩 본딩될 수 있으며, 상기 절연막(430)에 의해 노출되는 영역에 파장변환물질을 포함하는 봉지부(450)가 형성될 수 있다. 본 실시형태의 경우, 와이어 본딩 구조가 삭제되므로, 박형화 가능하며 발광소자 패키지의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시형태에 따른 발광소자 패키지를 이용한 광원 모듈을 단면을 개략적으로 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 5에 도시된 발광소자 패키지(500) 세 개가 연결된 구조로, 별도로 제작된 패키지(500)를 연결하거나 하나의 공정에서 금속 박막 상에 복수 개의 발광소자를 실장하는 형태로 제조될 수 있다. 본 실시형태에 따른 광원 모듈의 경우, 복수 개의 발광소자 패키지(500) 각각이 독립적으로 구동하거나, 서로 전기적으로 연결되어 함께 구동하도록 구성될 수 있으며, 광원 모듈의 유연성이 확보되므로 조명, BLU, 전장용 등 다양한 분야에 다양한 형태로 적용될 수 있을 것이다.
본 발명은 상술한 실시 형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
100, 200, 300, 400, 500: 발광소자 패키지
10, 110, 210, 310, 410: 발광소자
21, 121, 221, 321, 421: 제1 금속 박막
22, 122, 222, 322, 422: 제2 금속 박막
30, 130, 230, 330, 430: 절연막
40, 140, 440, 340, 440: 금속 필름
50, 150, 250, 350, 450: 봉지부

Claims (13)

  1. 플렉서블하게 변형 가능한 제1 금속 박막;
    상기 제1 금속 박막과 전기적으로 분리되며 상기 제1 금속 박막의 일면에 상기 제1 금속 박막의 일부를 노출하도록 형성된 제2 금속 박막;
    상기 제1 금속 박막의 노출된 영역에 배치되며 상기 제2 금속 박막과 전기적으로 연결된 발광소자;
    상기 제2 금속 박막의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막; 및
    상기 절연막의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름;
    을 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 서로 전기적으로 분리되며, 플렉서블하게 변형 가능한 제1 및 제2 금속 박막;
    상기 제1 및 제2 금속 박막 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2 금속 박막과 전기적으로 연결된 발광소자;
    상기 제1 및 제2 금속 박막의 표면 중 일부를 덮도록 형성된 절연막; 및
    상기 절연막의 표면을 덮도록 형성된 금속 필름;
    을 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 절연막에 의해 노출되는 영역에, 상기 발광소자를 봉지하도록 투광성 수지를 포함하는 봉지부가 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 봉지부는 상부로 볼록한 렌즈 형상을 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 봉지부는 상기 발광소자로부터 방출된 광의 파장을 변환시키기 위한 파장변환물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 봉지부의 표면은 상기 금속 필름과 공면을 이루도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자 상부에 배치되며, 파장변환물질을 포함하는 필름 형태의 파장변환층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 박막 중 적어도 하나의 일면은 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 금속 박막은 10㎛ 내지 100㎛의 두께를 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 박막 일면에 홈부가 형성되고, 상기 홈부 내에 상기 발광소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 박막 일면에 돌출부가 형성되고, 상기 돌출부 상에 상기 발광소자가 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 제2 금속 박막과 와이어 본딩되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 금속 박막과 상기 제2 금속 박막 사이에 형성된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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US10090479B2 (en) 2014-10-02 2018-10-02 Samsung Electronics Co., Ltd. Stretchable/foldable optoelectronic device, method of manufacturing the same, and apparatus including the stretchable/foldable optoelectronic device

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