KR20130014254A - 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 시스템 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제1영역에 제1캐비티; 상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제2영역에 제2캐비티; 상기 제1캐비티 및 제2캐비티 내에 서로 이격된 복수의 리드 프레임; 상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 배치된 복수의 리드 프레임 상에 배치되는 제1 및 제2발광 소자; 상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 몰딩 부재; 상기 복수의 리드 프레임은 제1 내지 제3리드 프레임을 포함하며, 상기 제1캐비티에는 상기 제1 및 제2리드 프레임이 배치되며, 상기 제2캐비티에는 상기 제2 및 제3리드 프레임이 배치된다.

Description

발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 시스템{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND LIGHTING SYSTEM HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Device)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
또한, 발광 다이오드는 반도체 소자의 전위 갭을 이용하여 빛을 생성하므로 기존의 광원에 비해 수명이 길고 응답특성이 빠르며, 친환경적 특징을 갖는다.
이에 따라, 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내 외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가하고 있다.
실시 예는 복수의 캐비티 및 상기 캐비티에 플립 본딩되어 배치된 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 시스템을 제공한다.
실시 예는 복수의 캐비티 각각에 복수의 리드 프레임으로 컵 구조로 형성한 발광 소자 패키지 및 이를 구비한 조명 시스템을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제1영역에 제1캐비티; 상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제2영역에 제2캐비티; 상기 제1캐비티 및 제2캐비티 내에 서로 이격된 복수의 리드 프레임; 상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 배치된 복수의 리드 프레임 상에 배치되는 제1 및 제2발광 소자; 상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 몰딩 부재; 상기 복수의 리드 프레임은 제1 내지 제3리드 프레임을 포함하며, 상기 제1캐비티에는 상기 제1 및 제2리드 프레임이 배치되며, 상기 제2캐비티에는 상기 제2 및 제3리드 프레임이 배치된다.
실시 예는 복수의 캐비티를 갖는 발광 소자 패키지에서 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자 패키지와 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 리드 프레임과 발광 소자의 연결 예를 나타낸 도면이다.
도 4는 도 1의 발광 소자 패키지의 저면도이다.
도 5는 도 1의 발광 소자 패키지의 측 단면도이다.
도 6은 실시 예에 따른 렌즈를 갖는 도 1의 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 4의 발광 소자 패키지의 리드 프레임의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 8은 실시 예에 따른 복수의 발광 소자의 회로 구성도이다.
도 9는 도 1의 발광 소자 패키지의 발광 소자의 예를 나타낸 사시도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 예를 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(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 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 평면도이고, 도 3은 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 리드 프레임과 발광 소자의 연결 예를 나타낸 도면이며, 도 4는 도 1의 발광 소자 패키지의 저면도이며, 도 5는 도 1의 발광 소자 패키지의 측 단면도이다.
도 1 내지 도 5을 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 몸체(110), 상기 몸체(110)의 제1영역에 제1 캐비티(125), 상기 몸체(110)의 제2영역에 제2캐비티(135), 상기 몸체(110) 내에 제1 내지 제3리드 프레임(121,131,141), 제1 발광 소자(151), 제2 발광 소자(152)를 포함한다.
상기 몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si) 계열, 금속 재질, PSG(photo sensitive glass), 사파이어(Al2O3), 인쇄회로기판(PCB) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 바람직하게 몸체(110)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 이루어질 수 있다.
상기 몸체(110)는 전도성을 갖는 도체로 형성될 수도 있다. 몸체(110)가 전기 전도성을 갖는 재질인 경우, 몸체(110)의 표면에는 절연막(미도시)이 형성되어 몸체(110)가 제1 내지 제3 리드 프레임(121,131,141)과 전기적으로 쇼트(short)되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다. 위에서 바라본 몸체(110)의 둘레 형상은 발광 소자 패키지(100)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상을 가질 수 있다.
상기 몸체(110)는 복수의 측면을 포함하며, 상기 복수의 측면 중 적어도 하나는 상기 몸체(110)의 하면에 대해 수직하거나 경사지게 배치될 수 있다. 상기 몸체(110)의 외형은 다면체로서, 예컨대 육면체를 포함하며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 상부(116)에는 상기 제1캐비티(125)의 상부가 개방된 제1영역과, 상기 제2캐비티(135)의 상부가 개방된 제2영역을 포함하며, 광이 방출되는 영역이다.
상기 제1캐비티(125) 및 상기 제2캐비티(135)는 상기 몸체(110)의 상면과 하면 사이에 배치된다.
상기 제1캐비티(125) 및 제2캐비티(135)는 상기 몸체(110)의 서로 다른 영역에 배치되며, 상기 몸체(110)의 상부로부터 오목한 형상, 예컨대, 컵(Cup) 구조 또는 리세스(recess) 형상을 포함한다. 상기 제1캐비티(125)의 측면은 상기 제1캐비티(125)의 바닥으로부터 경사지거나 수직하게 절곡될 수 있다. 상기 제1캐비티(125)의 측면 중에서 대향되는 두 측면은 동일한 각도로 경사지거나 서로 다른 각도로 경사질 수 있다.
상기 제1캐비티(125) 및 제2캐비티(135)는 발광 소자 패키지의 길이 방향에 대해 같은 중심부 상에 배치될 수 있다.
도 1 및 도 2와 같이, 상기 제1캐비티(125)에는 상기 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)의 제1부(132)가 배치되고 서로 이격된다. 상기 제1캐비티(125)의 바닥에는 제1 및 제2리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)의 제1부(131)가 배치되며, 도 2와 같은 제1분리부(126)에 의해 분리된다. 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 제1부(132)에 의해 제1캐비티(125)의 구조가 형성된다.
상기 제2캐비티(135)에는 상기 제2리드 프레임(131)과 제2리드 프레임(131)의 제2부(134)가 배치되고 서로 이격된다. 상기 제2캐비티(135)의 바닥에는 제2리드 프레임(131)의 제2부(134)와 제3리드 프레임(141)이 배치되며, 도 2와 같은 제1분리부(136)에 의해 분리된다. 상기 제2리드 프레임(131)의 제2부(134)와 제3리드 프레임(141)에 의해 제2캐비티(135)의 구조가 형성될 수 있다.
상기 제1 및 제2분리부(126,136)에는 절연 물질 예컨대 몸체(110)의 재질과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2분리부(125,136)의 너비는 동일하게 형성될 수 있다.
도 3을 참조하면, 상기 제2리드 프레임(131)은 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제3리드 프레임(141) 사이에 배치되며, 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제3리드 프레임(141)의 길이(D2,D4)는 동일할 수 있으며, 상기 제2리드 프레임(131)의 길이(D3) 보다는 작을 수 있다. 여기서, 길이 방향은 두 캐비티의 중심을 지나는 방향이거나, 발광 소자 패키지의 장변 방향일 수 있으며, 너비 방향은 상기 길이 방향과 직교하는 방향이거나 발광 소자 패키지의 단변 방향일 수 있다.
상기 제1내지 제3리드 프레임(121,131,141)의 너비(D1)는 동일한 너비로 형성될 수 있다.
상기 제1 내지 제3리드 프레임(121,131,141)의 두께는 0.15mm ~ 0.3mm일 수 있다. 상기 제1캐비티(121)에 복수의 리드 프레임(121,131) 및 상기 제2캐비티(131)에 복수의 리드 프레임(131,141)이 각 발광 소자(151,152)와 직접 접속됨으로써, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제1 내지 제3리드 프레임(121,131,141)는 전도성 재질로서, 금속 재질 예컨대, 은, 금, 또는 구리와 같은 금속 재질 또는 합금을 선택적으로 포함할 수 있다.
도 3 및 도 5를 참조하면, 상기 제1내지 제3리드 프레임(121,131,131)의 상부는 상기 캐비티(125,135)의 외측으로 절곡되며, 상기 몸체(110)의 상면과 하면 사이의 영역 내에 배치되며, 상기 몸체(110)의 하면보다는 상면에 더 가깝게 배치될 수 있다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 상기 제1캐비티(125)의 하면은 몸체의 하면과 동일 평면 상에 배치되며, 상기 제1캐비티(125)의 하면은 상기 제1리드 프레임(121)과 제2리드 프레임(131)의 제1부(132)가 분리부(126)에 의해 서로 이격된다. 상기 제2캐비티(135)의 하면은 상기 몸체의 하면과 동일 평면 상에 배치되며, 상기 제2리드 프레임(131)과 제2리드 프레임(131)의 제2부(134)가 분리부(136)에 의해 서로 분리된다.
상기 제1캐비티(125)에는 적어도 하나의 제1발광 소자(151)가 배치되며, 상기 제1발광 소자(151)는 상기 제1캐비티(125)의 바닥에 본딩된다. 상기 제1발광 소자(151)는 상기 제1리드 프레임(121)과 상기 제2리드 프레임(131)의 제1부(132) 상에 솔더 본딩되어, 별도의 와이어를 이용하지 않을 수 있다.
상기 제2캐비티(135)에는 적어도 하나의 제2발광 소자(152)가 배치되며, 상기 제2발광 소자(152)는 상기 제2캐비티(135)의 바닥에 본딩된다. 상기 제2발광 소자(152)는 상기 제2리드 프레임(131)의 제2부(134)와 상기 제3리드 프레임(141) 상에 솔더 본딩되어, 별도의 와이어를 이용하지 않을 수 있다. 상기 발광 소자(151,152)는 각 캐비티(125,135)의 중심부에 배치될 수 있다.
상기 제1캐비티(125) 및 상기 제2캐비티(135) 내에 제1 및 제2발광 소자(151,152)가 필립 본딩됨으로써, 상기 각 캐비티(125,135) 내에 와이어가 본딩될 공간을 제거할 수 있다. 또한 제1캐비티(125) 내에서 제1발광 소자(151) 및 상기 제2캐비티(135) 내에 제2발광 소자(152)가 본딩됨으로써, 몸체(110)의 상부에 본딩을 위한 리드 프레임을 더 구비하지 않아도 되며, 와이어를 제거함으로써 발광 소자 패키지의 두께를 얇게 가져갈 수 있다.
상기 제1발광 소자(151) 및 제2발광 소자(152)는 자외선 대역부터 가시광선 대역의 파장 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있으며, 동일한 피크 파장의 광을 방출하거나, 서로 다른 피크 파장의 광을 방출할 수 있다. 상기 제1발광 소자(151) 및 제2발광 소자(152)는 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 LED 칩 예컨대, UV(Ultraviolet) LED 칩, 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩, 적색 LED 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1캐비티(125)에는 제1몰딩 부재(161) 및 제2캐비티(135)에는 제2몰딩 부재(162)가 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(161) 및 제2몰딩 부재(162)는 투광성 수지층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 및 제2몰딩 부재(161,162)는 상기 몸체(110)의 상부 영역까지 형성될 수 있다. 상기 제1몰딩 부재(161) 및 상기 제2몰딩 부재(162)에는 제1 발광 소자(151) 및 제2 발광 소자(152)에서 방출되는 빛의 파장을 변화하기 위한 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 발광 소자들(151,152)에서 방출되는 빛의 일부를 여기시켜 다른 파장의 빛으로 방출하게 된다.
예컨대, 발광 소자들(151,152)이 청색 발광 다이오드이고, 형광체가 황색 형광체인 경우 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 백색의 빛을 생성할 수 있다. 발광 소자들(151,152)이 자외선(UV)을 방출하는 경우에는, Red, Green, Blue 삼색의 형광체가 각 몰딩 부재(161,162)에 첨가되어 백색광을 구현할 수도 있다. 상기 제1몰딩 부재(161)과 상기 제2몰딩 부재(162) 내에 첨가된 형광체는 서로 동일한 종류이거나 다른 종류일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 몸체(110)의 상부에는 도 6과 같이 렌즈(170)가 더 형성될 수 있으며, 상기 렌즈는 오목 또는/및 볼록 렌즈의 구조를 포함할 수 있으며, 발광 소자 패키지(100)가 방출하는 빛의 배광(light distribution)을 조절할 수 있다. 또한 상기 렌즈(170)는 중심부가 오목한 형상을 갖고, 상기 발광 소자(151,512)에 대응되는 영역이 볼록한 형상으로 형성될 수 있다.
도 7은 발광 소자 패키지의 리드 프레임의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 발광 소자 패키지는 제1 및 제2리드 프레임(122,123)의 길이(L1)를 동일한 길이로 형성되고, 제1 및 제2리드 프레임(122,123)은 제1캐비티(125)와 제2캐비티(135) 내에서 분리부(127)에 의해 서로 이격된다. 상기 제1리드 프레임(122)의 측면 너비(D5)는 상기 제2리드 프레임(123)의 측면 너비(D6)보다 더 넓은 너비로 형성될 수 있다. 상기 제1리드 프레임(122)의 상부(122A)와 상기 제2리드 프레임(123)의 상부(123A)는 서로 반대측으로 절곡된다.
도 8을 참조하면, 도 1의 발광 소자 패키지는 도 8의 (A)와 같이 제1발광 소자(151)과 제2발광 소자(152)가 직렬로 연결되며, 도 7의 발광 소자 패키지는 도 8의 (B)와 같이 제1발광 소자(151)과 제2발광 소자(152)가 병렬로 연결된다. 상기 발광 소자(151,152)의 애노드(A) 및 캐소드(C)로 전원을 공급하게 된다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 9를 참조하면, 발광 소자(151,152)는 기판(51), 제1반도체층(53), 제1도전형 반도체층(55), 활성층(57), 제2도전형 반도체층(59), 반사 전극층(71), 절연층(73), 제1전극(75), 제2전극(77), 제1연결 전극(81), 제2연결 전극(83), 및 지지부재(91)을 포함한다.
상기 기판(51)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판의 일 측면에는 요철 패턴과 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 상기의 요철 패턴은 상기 기판의 식각을 통해 형성하거나, 별도의 러프니스와 같은 패턴을 형성할 수 있다. 상기 요철 패턴은 스트라이프 형상 또는 볼록 렌즈 형상을 포함할 수 있다.
상기 기판(51) 아래에는 제1반도체층(53)이 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(53)은 2-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(53)은 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체를 이용하여 적어도 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(53)은 예컨대, 3족-5족 화합물 반도체를 이용한 반도체층 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(53)은 ZnO 층과 같은 산화물로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1반도체층(53)은 버퍼층으로 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있다.
상기 제1반도체층(53)은 언도프드(undoped) 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 언도프드 반도체층은 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN계 반도체로 구현될 수 있다. 상기 언도프드 반도체층은 제조 공정시 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않더라도 제1도전형 특성을 가지게 되며, 상기 제1도전형 반도체층(55)의 도전형 도펀트 농도보다는 낮은 농도를 가지게 된다.
상기 제1반도체층(53)은 버퍼층 및 언도프드 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1반도체층(53) 위에는 발광 구조물(60)이 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(60)은 3족-5족 화합물 반도체를 포함하며, 예컨대 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체를 갖고, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(60)은 제1도전형 반도체층(55), 제2도전형 반도체층(59), 상기 제1도전형 반도체층(55)과 상기 제2도전형 반도체층(59) 사이에 형성된 활성층(57)을 포함한다.
상기 제1반도체층(53) 아래에는 제1도전형 반도체층(55)이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(55)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1도전형 반도체층(55)은 N형 반도체층이며, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(55)과 상기 제1반도체층(53) 사이에는 서로 다른 반도체층들이 교대로 적층된 초 격자 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 초격자 구조는 격자 결함을 감소시켜 줄 수 있다. 상기 초 격자 구조의 각 층은 수 A 이상의 두께로 적층될 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(55)과 상기 활성층(57) 사이에는 제1도전형 클래드층이 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 클래드층은 GaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 그 밴드 갭은 상기 활성층(57)의 밴드 갭 이상으로 형성될 수 있다. 이러한 제1도전형 클래드층은 캐리어를 구속시켜 주는 역할을 한다.
상기 제1도전형 반도체층(55) 아래에는 활성층(57)이 형성된다. 상기 활성층(57)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다.
상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, AlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(57) 아래에는 제2도전형 반도체층(59)이 형성된다. 상기 제2도전형 반도체층(59)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(59)이 P형 반도체층이고, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(59)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(59)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(57)을 보호할 수 있다.
또한 상기 제1도전형 반도체층(55)은 P형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(59)은 N형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(59) 위에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다.
상기 발광소자(151,152)는 상기 제1도전형 반도체층(55), 활성층(57) 및 상기 제2도전형 반도체층(59)을 발광 구조물(60)로 정의될 수 있으며, 상기 발광 구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다. 여기서, 상기 P는 P형 반도체층이며, 상기 N은 N형 반도체층이며, 상기 -은 P형 반도체층과 N형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉된 구조를 포함한다. 이하, 설명의 편의를 위해, 발광 구조물(60)의 최 상층은 제2도전형 반도체층(59)으로 설명하기로 한다.
상기 제2도전형 반도체층(59) 아래에는 반사 전극층(71)이 형성된다. 상기 반사 전극층(71)은 오믹 접촉층, 반사층, 및 확산 방지층, 보호층 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 반사 전극층(71)은 오믹 접촉층/반사층/확산 방지층/보호층의 구조로 형성되거나, 반사층/확산 방지층/보호층의 구조로 형성되거나, 오믹 접촉층/반사층/보호층의 구조로 형성되거나, 반사층/확산 방지층으로 형성되거나, 반사층으로 형성될 수 있다.
여기서, 상기 오믹 접촉층은 상기 제2도전형 반도체층(59) 아래에 접촉되며, 그 접촉 면적은 상기 제2도전형 반도체층(59)의 하면 면적의 70% 이상으로 형성될 수 있다. 상기 오믹 접촉층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SnO, InO, INZnO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Ni, Cr 및 이들의 선택적인 화합물 또는 합금 중에서 선택되며, 적어도 한 층으로 형성될 수 있다. 상기 오믹 접촉층의 두께는 1~1,000Å로 형성될 수 있다.
상기 반사층은 상기 오믹 접촉층 아래에 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 2 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 반사층의 금속은 상기 제2도전형 반도체층(59) 아래에 오믹 접촉될 수 있으며, 이 경우 상기 오믹 접촉층은 형성하지 않을 수 있다. 상기 반사층의 두께는 1~10,000Å으로 형성될 수 있다.
상기 확산 방지층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들 중에서 2이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 확산 방지층은 서로 다른 층의 경계에서 층간 확산을 방지하게 된다. 상기 확산 방지층의 두께는 1~10,000Å로 형성될 수 있다.
상기 보호층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들 중에서 2이상의 합금 중에서 선택될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å로 형성될 수 있다.
상기 반사 전극층(71)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 상기 투광성 전극층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SnO, InO, INZnO, ZnO, IrOx, RuOx의 그룹 중에서 선택될 수 있다. 상기 투광성 전극층의 아래에는 반사층이 형성될 수 있으며, 상기 반사층은 제1굴절률을 갖는 제1층과 제2굴절률을 갖는 제2층이 교대로 2페어 이상 적층된 구조를 포함하며, 상기 제1 및 제2굴절률은 서로 다르고, 상기 제1층과 제2층은 1.5~2.4 사이의 물질 예컨대, 전도성 또는 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 이러한 구조는 DBR(distributed bragg reflection) 구조로 정의될 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(59) 및 상기 반사 전극층(71) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(55)의 일부 영역(A1) 아래에는 제1전극(75)이 형성되며, 상기 반사 전극층(71)의 일부 아래에는 제2전극(77)이 형성될 수 있다. 상기 제1전극(75) 아래에는 제1연결 전극(81)이 형성되며, 상기 제2전극(77) 아래에는 제2연결 전극(83)이 형성된다.
상기 제1전극(75)는 상기 제1도전형 반도체층(55)의 일부 영역(A1)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1전극(75)은 전극 패드를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극(75)는 상기 활성층(57) 및 제2도전형 반도체층(59)의 측면과 이격되며, 상기 제1도전형 반도체층(55)의 일부 영역(A1) 보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.
상기 제2전극(77)은 상기 반사 전극층(71)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(59)과 물리적 또는/및 전기적으로 접촉될 수 있다. 상기 제2전극(77)은 전극 패드를 포함한다.
상기 제1전극(75) 및 제2전극(77)은 접착층, 반사층, 확산 방지층, 및 본딩층 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 접착층은 상기 제1도전형 반도체층(55)의 일부 영역(A1) 아래에 오믹 접촉되며, Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 1~1,000Å으로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 상기 접착층 아래에 형성되며, 그 물질은 Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å로 형성될 수 있다. 상기 확산 방지층은 상기 반사층 아래에 형성되며, 그 물질은 Ni, Mo, W, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å을 포함한다. 상기 본딩층은 상기 제1연결 전극(81)과 본딩되는 층이며, 그 물질은 Al, Ru, Rh, Pt 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å로 형성될 수 있다.
상기 제1전극(75)과 상기 제2전극(77)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2전극(77)의 적층 구조가 상기 제1전극(75)의 적층 구조보다 적을 수 있으며, 예컨대 상기 제1전극(75)은 접착층/반사층/확산 방지층/본딩층의 구조 또는 접착층/확산방지층/본딩층의 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제2전극(77)은 접착층/반사층/확산 방지층/본딩층의 구조 또는 접착층/확산방지층/본딩층의 구조로 형성될 수 있다.
상기 제2전극(77)의 상면 면적은 상기 반사전극층(71)의 하면 면적과 동일한 면적이거나, 상기 제2연결 전극(83)의 상면 면적보다 적어도 큰 면적일 수 있다.
상기 제1전극(75) 및 상기 제2전극(77) 중 적어도 하나는 전극 패드로부터 분기된 암(arm) 또는 핑거(finger) 구조와 같은 전류 확산 패턴이 더 형성될 수 있다. 또한 상기 제1전극(75) 및 상기 제2전극(77)의 전극 패드는 하나 또는 복수로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공하게 된다. 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)은 기둥 형상일 수 있으며, 예컨대 구형, 원 기둥 또는 다각 기둥과 같은 형상이거나 랜덤한 형상을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 다각 기둥은 등각이거나 등각이 아닐 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 상면 또는 하면 형상은 원형, 다각형을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 하면은 상면과 다른 면적으로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 하면 면적은 상면 면적보다 더 크거나 작을 수 있다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83) 중 적어도 하나는 상기 발광 구조물(60)의 하면 너비보다는 작게 형성될 수 있고, 상기 각 전극(75,77)의 하면 너비 또는 직경 보다는 크게 형성될 수 있다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 직경 또는 너비는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있으며, 그 높이는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1연결 전극(81)의 두께(H1)는 상기 제2연결 전극(83)의 두께(H2)보다 더 길게 형성될 수 있으며, 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 하면은 동일한 평면 (즉, 수평 면) 상에 배치될 수 있다.
상기 제1연결 전극(81) 및 제2연결 전극(83)은 어느 하나의 금속 또는 합금을 이용하여 단일 층으로 형성될 수 있으며, 상기의 단일 층의 너비 및 높이는 1㎛~100,000㎛로 형성될 수 있으며, 예컨대 상기 단일층 층의 두께는 상기 제2전극(83)의 두께보다 더 두꺼운 높이로 형성될 수 있다.
상기 제1연결 전극(81) 및 제2연결 전극(83)은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들 금속의 선택적 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(81) 및 제2연결 전극(83)은 상기 제1전극(75) 및 제2전극(77)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중의 어느 한 금속으로 도금될 수 있다. 이때 도금두께는 1~100,000Å이 적용 가능하다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 표면에는 도금층이 더 형성될 수 있으며, 상기 도금층은 Tin 또는 이의 합금, Ni 또는 이의 합금, Tin-Ag-Cu 합금으로 형성될 수 있으며, 그 두께는 0.5㎛~10㎛로 형성될 수 있다. 이러한 도금층은 다른 본딩층과의 접합을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 절연층(73)은 상기 반사 전극층(71) 아래에 형성될 수 있다. 상기 절연층(73)은 상기 제2도전형 반도체층(59)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(59) 및 상기 활성층(57)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(55)의 일부 영역(A1)의 하면에 형성될 수 있다. 상기 절연층(73)은 상기 발광 구조물(60)의 하부 영역 중에서 상기 반사 전극층(71), 제1전극(75) 및 제2전극(77)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(60)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다.
상기 절연층(73)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(73)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(73)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 절연층(73)은 발광 구조물(60)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(60)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
상기 절연층(73)은 상기 반사 전극층(71) 하면에 형성되지 않고, 상기 발광 구조물(60)의 표면에만 형성될 수 있다. 이는 상기 반사 전극층(71)의 하면에는 절연성의 지지 부재(91)가 형성됨으로써, 상기 절연층(73)을 상기 반사 전극층(71)의 하면까지 연장하지 않을 수 있다.
상기 절연층(73)은 서로 다른 굴절률을 갖는 제1층과 제2층이 교대로 배치된 DBR 구조로 형성될 수 있으며, 상기 제1층은 SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 어느 하나이며, 상기 제2층은 상기 제1층 이외의 물질 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 반사 전극층은 형성하지 않을 수 있다.
상기 절연층(73)은 100~10,000Å 두께로 형성되며, 다층 구조로 형성된 경우 각 층은 1~50,000Å의 두께이거나, 각 층당 100~10,000Å의 두께로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 다층 구조의 절연층(73)에서 각 층의 두께는 발광 파장에 따라 반사 효율을 변화시켜 줄 수 있다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 재질은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1연결 전극(81)과 상기 제2연결 전극(83)은 상기 제1전극(75)와 상기 제2전극(77)과의 접착력을 위해 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 합금을 이용한 도금층을 포함할 수 있으며, 상기 도금층의 두께는 1~100,000Å로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2 연결 전극(83)은 솔더 볼 또는 금속 범프로 사용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2연결 전극(83)의 재질은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들의 선택적인 합금으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1연결 전극(81)과 상기 제2연결 전극(83)은 상기 제1전극(75)와 상기 제2전극(77)과의 접착력을 위해 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 합금을 이용한 도금층을 포함할 수 있으며, 상기 도금층의 두께는 1~100,000Å로 형성될 수 있다. 상기 제1연결 전극(81) 및 상기 제2 연결 전극(83)은 솔더 볼 또는 금속 범프와 같은 단일 금속으로 사용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지 부재(91)는 발광 소자(151,152)를 지지하는 지지층으로 사용된다. 상기 지지 부재(91)는 절연성 재질로 형성되며, 상기 절연성 재질은 예컨대, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지층으로 형성된다. 다른 예로서, 상기 절연성 재질은 페이스트 또는 절연성 잉크를 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질의 재질은 그 종류는 polyacrylate resin, epoxy resin, phenolic resin, polyamides resin, polyimides rein, unsaturated polyesters resin, polyphenylene ether resin (PPE), polyphenilene oxide resin (PPO), polyphenylenesulfides resin, cyanate ester resin, benzocyclobutene (BCB), Polyamido-amine Dendrimers (PAMAM), 및 Polypropylene-imine, Dendrimers (PPI), 및 PAMAM 내부 구조 및 유기-실리콘 외면을 갖는 PAMAM-OS(organosilicon)를 단독 또는 이들의 조합을 포함한 수지로 구성될 수 있다. 상기 지지부재(91)은 상기 절연층(73)과 다른 물질로 형성될 수 있다.
상기 지지 부재(91) 내에는 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 황화물과 같은 화합물들 중 적어도 하나가 첨가될 수 있다. 여기서, 상기 지지 부재(91) 내에 첨가된 화합물은 열 확산제일 수 있으며, 상기 열 확산제는 소정 크기의 분말 입자, 알갱이, 필러(filler), 첨가제로 사용될 수 있으며, 이하 설명의 편의를 위해 열 확산제로 설명하기로 한다. 여기서, 상기 열 확산제는 절연성 재질 또는 전도성 재질일 수 있으며, 그 크기는 1Å~100,000Å으로 사용 가능하며, 열 확산 효율을 위해 1,000Å~50,000Å로 형성될 수 있다. 상기 열 확산제의 입자 형상은 구형 또는 불규칙한 형상을 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 열 확산제는 세라믹 재질을 포함하며, 상기 세라믹 재질은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic), 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic), 알루미나(alumina), 수정(quartz), 칼슘지르코네이트(calcium zirconate), 감람석(forsterite), SiC, 흑연, 용융실리카(fusedsilica), 뮬라이트(mullite), 근청석(cordierite), 지르코니아(zirconia), 베릴리아(beryllia), 및 질화알루미늄(aluminum nitride) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 세라믹 재질은 질화물 또는 산화물과 같은 절연성 물질 중에서 열 전도도가 질화물이나 산화물보다 높은 금속 질화물로 형성될 수 있으며, 상기 금속 질화물은 예컨대, 열 전도도가 140 W/mK 이상의 물질을 포함할 수 있다. 상기 세라믹 재질은 예컨대, SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, BN, Si3N4, SiC(SiC-BeO), BeO, CeO, AlN와 같은 세라믹 (Ceramic) 계열일 수 있다. 상기 열 전도성 물질은 C (다이아몬드, CNT)의 성분을 포함할 수 있다.
상기 지지 부재(91)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 부재(91)는 내부에 세라믹 물질의 분말을 포함함으로써, 지지 부재(91)의 강도는 개선되고, 열 전도율 또한 개선될 수 있다.
상기 지지 부재(91) 내에 포함된 열 확산제는 1~99wt/% 정도의 함량 비율로 첨가될 수 있으며, 효율적인 열 확산을 위해 50~99wt% 범위의 함량 비율로 첨가될 수 있다. 이러한 지지 부재(91) 내에 열 확산제가 첨가됨으로써, 내부에서의 열 전도율은 더 개선될 수 있다. 또한 상기 지지 부재(91)의 열 팽창 계수는 4-11 [x106/℃]이며, 이러한 열 팽창 계수는 상기 기판(51) 예컨대, 사파이어 기판과 동일하거나 유사한 열 팽창 계수를 갖게 되므로, 상기 기판 상에 형성되는 발광 구조물(60)과의 열 팽창 차이에 의해 웨이퍼가 휘어지거나 결함이 발생되는 것을 억제하여 발광 소자의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
여기서, 상기 지지 부재(91)의 하면 면적은 상기 기판(51)의 상면과 실질적으로 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 상기 지지 부재(91)의 하면 면적은 상기 제1도전형 반도체층(55)의 상면 면적과 동일한 면적으로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지 부재(91)의 하면 너비는 상기 기판(51)의 상면과 상기 제1도전형 반도체층(55)의 상면 너비와 동일한 너비로 형성될 수 있다. 이는 지지 부재(91)를 형성한 다음 개별 칩으로 분리함으로써, 상기 지지부재(91)과 상기 기판(51) 및 상기 제1도전형 반도체층(55)의 측면이 동일 평면 상에 배치될 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자 패키지가 어레이된 구조를 포함하며, 도 10 및 도 11에 도시된 표시 장치, 도 12에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판, 지시등과 같은 유닛에 적용될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 배치되어 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 포함하며, 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. 상기 기판은 인쇄회로기판(printed circuit board)일 수 있지만, 이에 한정하지 않는다. 또한 상기 기판(1033)은 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다. 따라서, 발광 소자 패키지(100)에서 발생된 열은 방열 플레이트를 경유하여 바텀 커버(1011)로 방출될 수 있다.
상기 복수의 발광 소자 패키지(100)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 상기 표시 패널(1061)로 공급함으로써, 상기 표시 패널(1061)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버(미도시)와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 상기 발광 모듈(1031)로부터 제공된 광을 투과 또는 차단시켜 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비전과 같은 영상 표시 장치에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장 이상의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트(diffusion sheet), 수평 및 수직 프리즘 시트(horizontal/vertical prism sheet), 및 휘도 강화 시트(brightness enhanced sheet) 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1061)로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.
도 11을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자 패키지(100)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자 패키지(100)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 발광 모듈(1060), 광학 부재(1154)는 라이트 유닛(미도시)으로 정의될 수 있다.
상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 상기 표시 패널(1155)으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 12는 실시 예에 따른 조명 장치의 사시도이다.
도 12를 참조하면, 조명 장치(1500)는 케이스(1510)와, 상기 케이스(1510)에 설치된 발광모듈(1530)과, 상기 케이스(1510)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1520)를 포함할 수 있다.
상기 케이스(1510)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1530)은 기판(1532)과, 상기 기판(1532)에 탑재되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)는 복수개가 매트릭스 형태 또는 소정 간격으로 이격되어 어레이될 수 있다.
상기 기판(1532)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB, FR-4 기판 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1532)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등의 코팅층될 수 있다.
상기 기판(1532) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(100)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100) 각각은 적어도 하나의 LED(LED: Light Emitting Diode) 칩을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 적색, 녹색, 청색 또는 백색 등과 같은 가시 광선 대역의 발광 다이오드 또는 자외선(UV, Ultra Violet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1530)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(100)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1520)는 상기 발광모듈(1530)과 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 상기 연결 단자(1520)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1520)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
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: 발광 소자 패키지 110: 몸체
125,135: 캐비티 121,131: 리드 프레임
120,130: 리브 151,161: 발광 소자

Claims (13)

  1. 몸체;
    상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제1영역에 제1캐비티;
    상기 몸체의 상면과 하면 사이의 제2영역에 제2캐비티;
    상기 제1캐비티 및 제2캐비티 내에 서로 이격된 복수의 리드 프레임;
    상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 배치된 복수의 리드 프레임 상에 배치되는 제1 및 제2발광 소자;
    상기 제1캐비티 및 상기 제2캐비티 내에 몰딩 부재;
    상기 복수의 리드 프레임은 제1 내지 제3리드 프레임을 포함하며,
    상기 제1캐비티에는 상기 제1 및 제2리드 프레임이 배치되며,
    상기 제2캐비티에는 상기 제2 및 제3리드 프레임이 배치되는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1발광소자는 상기 제1 및 제2리드프레임 상에 플립 본딩되고,
    상기 제2발광소자는 상기 제2 및 제3리드프레임 상에 플립 본딩되는 발광 소자 패키지
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2리드 프레임은 동일한 너비를 갖는 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2리드 프레임 중 적어도 하나의 너비는 상기 제3리드 프레임의 너비보다 작은 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제3리드 프레임은 상기 제1캐비티와 상기 제2캐비티 사이에 배치되는 발광 소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1내지 제3리드 프레임의 너비는 동일한 너비를 갖는 발광 소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2캐비티에 배치된 상기 제2리드 프레임은 일체로 형성되는 발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2캐비티의 바닥에 배치된 상기 복수의 리드 프레임은 상기 몸체의 하면에 배치되는 발광 소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서, 상기 복수의 리드 프레임의 일부는 상기 몸체 내에 상기 몸체의 하면보다 상면에 더 가깝게 배치되는 발광 소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서, 상기 몸체는 수지 재질을 포함하며,
    상기 발광 소자는 탑 층이 기판 또는 반도체층인 발광 소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1리드 프레임과 제2리드 프레임 사이에는 제1분리부가 형성되고,,
    상기 제2리드 프레임과 제3리드 프레임 사이에는 제2분리부가 형성되는 발광 소자 패키지.
  12. 제10항에 있어서, 상기 제1분리부는 상기 제2분리부의 너비와 동일한 너비를 갖는 발광 소자 패키지.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항의 발광 소자 패키지를 포함하는 조명시스템.
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