KR20140039471A - 발광소자 어레이 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 발광소자와 제2 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 제1 발광소자 어레이 위의 제1-2 형광체와 제1-2 형광체; 및 상기 제2 발광소자 어레이 위의 제2-1 형광체와 제2-2 형광체를 포함하고, 상기 제1 발광소자에서 방출되어 상기 제1-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제1-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표는, 상기 제2 발광소자에서 방출되어 상기 제2-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제2-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표와 동일 영역에 배치되는 발광소자 어레이 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 어레이 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE ARRAY PACKAGE}
실시예는 발광소자 패키지 어레이에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 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.
발광소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 발광소자 패키지에는 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 형광체가 여기되어 활성층에서 방출된 빛보다 장파장 영역의 빛을 방출할 수 있다.
발광소자 패키지에서 방출되는 빛의 파장 내지 색온도는 활성층을 이루는 물질의 조성이나 고유의 에너지 밴드 갭과, 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 여기되어 다른 파장 영역의 빛을 방출하는 형광체의 종류 등에 의하여 다를 수 있다.
이때, 각종 어플리케이션에서 필요로 하는 파장 내지 색온도를 가지는 발광소자 패키지를 준비할 때, 생산 공정에서 타겟(target) 파장 내지 색온도를 정확히 방출하지 못하는 발광 소자 패키지도 다량이 생산되고 있으며, 이러한 발광 소자 패키지를 사용할 수 있는 방안이 필요하다.
특히, 여러 개의 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 어레이 패키지 등에서, 각각의 발광소자에서 방출되는 빛의 파장이나 색온도가 정확히 동일하지 않을 수 있다. 이때, 하나의 어플리케이션 내에 배치되는 복수 개의 발광소자 어레이 패키지가 배치될 수 있고, 각각의 발광소자 어레이 패키지의 복수 개의 발광소자에서 방출되는 빛의 파장 내지 색온도가 전체적으로 통일되게 할 필요가 있다.
실시예는 발광소자 어레이 패키지 내에서, 각각의 발광소자에서 방출되는 서로 다른 파장 내지 색온도를 가지는 빛이 전체적으로 통일된 색좌표로 인식될 수 있게 하고자 한다.
실시예는 제1 발광소자와 제2 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이; 상기 제1 발광소자 위의 제1-2 형광체와 제1-2 형광체; 및 상기 제2 발광소자 위의 제2-1 형광체와 제2-2 형광체를 포함하고, 상기 제1 발광소자에서 방출되어 상기 제1-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제1-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표는, 상기 제2 발광소자에서 방출되어 상기 제2-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제2-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표와 동일 영역에 배치되는 발광소자 어레이 패키지를 제공한다.
제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체는 서로 분리되어 배치될 수 있다.
제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체는 서로 일체로 배치될 수 있다.
제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체 중 적어도 하나는 조명 장치의 글로브(globe)에 배치될 수 있다.
제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체 중 적어도 하나는 조명 장치의 반사판에 배치될 수 있다.
제1-1 형광체와 상기 제2-1 형광체 중 적어도 하나는 일정한 두께를 가질 수 있다.
동일한 색좌표는 MacAdam 4 step 영역에 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자 패키지 등은, 복수 개의 발광소자에서 방출되는 빛의 파장 내지는 색온도가 일치하지 않더라도 서로 다른 형광체가 몰딩부 및/또는 렌즈 등에 배치되어, 빛의 파장 내지 색온도가 전체적으로 통일될 수 있다.
도 1은 색좌표 MRM을 진행하는 MacAdam 영역을 나타낸 도면이고,
도 2는 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 4a 및 도 4b는 발광소자 어레이 패키지의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 발광소자 어레이 패키지의 다른 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 7은 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 영상 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 1은 색좌표 MRM을 진행하는 MacAdam 영역을 나타낸 도면이다.
MacAdam 이론은 측정된 색 좌표가 인간의 눈으로 보았을 때 기준 색 좌표에 동일한 색으로 보이는지를 평가하는 이론이다. 도 1에서 'A'로 표시된 영역이 MacAdam 4 step 영역이며, 발광소자에서 다른 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛을 방출할 때 상술한 'A'영역의 색좌표로 변환되도록 형광체등을 배치할 수 있다.
도 1에서 '1'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 적색 형광체를 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'2-1'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 적색 형광체를 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'2-2'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체 등을 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 황색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시키거나 이와 함께 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'2-3'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 적색 형광체 등을 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'3-1'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체를 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시키거나 이와 함께 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'3-2'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 동일한 조성을 가진 형광체를 1% 내지 10% 증가시킬 수 있다.
'3-3'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체를 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 황색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'4'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 녹색 형광체를 사용할 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 녹색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
'5'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 실리콘 몰딩부를 증가시킬 수 있는데, 발광소자 패키지의 몰딩부 등에 포함되는 돔 형상 등의 실리콘 몰딩부의 높이를 0.2 밀리미터 내지 3 밀리미터로 형성할 수 있다.
상술한 방법에 따라, 도 1의 각 영역에 표시된 색좌표를 가진 빛에 각각의 형광체를 배치하여 MacAdam 4 step 영역의 색좌표를 가진 빛으로 변환할 수 있으며, 이하에서는 상술한 각각의 형광체가 배치되는 실시예에 대하여 설명한다.
도 2는 발광소자(100)의 일실시예를 나타낸 도면이다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, SiO2, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
버퍼층(115)은, 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이의 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 상기 버퍼층(115)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, AlN, GaN, InN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
버퍼층(115) 상에 발광 구조물(120)이 배치되는데, 발광 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하여 이루어진다. 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 활성층(124), 그리고 제1 도전형 반도체층(122)의 일부까지 메사 식각되어 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되고, 노출된 제1 도전형 반도체층(122) 상에 제1 전극(190)이 배치된다.
제2 도전형 반도체층(126) 상에 투명 도전층(150)이 배치되고, 투명 도전층(150) 상에 제2 전극(175)이 배치될 수 있다. 투명 도전층(150)의 표면에 도시되지는 않았으나 요철이 형성되어 발광소자(100)의 광추출 구조를 향상시킬 수 있다.
도 2에서는 수평형 발광소자의 일실시예를 도시하고 있으며, 후술하는 발광소자 패키지 등에서는 수직형 발광소자가 사용될 수도 있다. 그리고, 발광소자들은 상술한 활성층의 조성이나 에너지 밴드 갭 등에 의하여 서로 다른 색온도를 가지는 빛이 방출될 수 있음은 상술한 바와 동일하다.
도 3은 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 몸체(210)와, 상기 몸체(210)에 설치된 제1 리드 프레임(Lead Frame, 221) 및 제2 리드 프레임(222)과, 상기 몸체(210)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광소자(100)와, 발광소자(100)를 둘러싸는 몰딩부(280)를 포함한다.
몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(210)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 몸체(210)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(221, 222) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다. 이때, 제1 리드 프레임(221)과 제2 리드 프레임(222)은 몸체(210)를 관통하고 배치될 수 있다. 발광소자(100)와 대응되어 몸체(210)의 하부에는 방열부(230)가 배치되는데, 방열부(230)는 발광소자(100)로부터 방출된 열을 방출하고, 몸체(210)를 다른 지지부재에 고정할 때 균형을 맞출 수 있다.
발광소자(100)는 몸체(210) 상에 설치되거나 제1 리드 프레임(221) 또는 제2 리드 프레임(222) 상에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 리드 프레임(221) 위에 접합층(240)을 통하여 발광소자(100)가 배치되고 있으며, 발광소자(100)는 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)와 와이어(251, 252)를 통하여 연결되고 있다. 발광소자(100)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 등에 의하여 리드 프레임(221, 222)과 연결될 수 있다.
발광소자(100)의 둘레에는 형광체를 포함하는 컨포멀 코팅층(260)이 배치될 수 있고, 몰딩부(280)는 상기 발광소자(100)와 와이어(251, 252)를 둘러싸며 보호할 수 있다.
발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 상기 컨포멀 코팅층(260)에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광은 몰딩부(280)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
상술한 발광소자 패키지(200)의 내부에 배치된 형광체는 도 1에 도시된 바와 같이 각각의 발광소자에서 방출되는 빛의 색온도에 따라 각각 다른 형광체가 배치되어 발광소자에서 방출되는 빛의 파장을 원하는 파장 영역 예를 들면 MacAdam 4 step 영역으로 변환할 수 있으며, 하나의 발광소자 패키지 내에 복수 개의 형광체를 배치할 수도 있으며 아래와 같이 복수 개의 발광소자에 대응하여 배치할 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 발광소자 어레이 패키지의 일실시예들을 나타낸 도면이다.
도 4a에 도시된 실시예에서, 도 3에 도시된 발광소자 패키지 2개가 하나의 몸체(210)에 배치되어 있으며, 다른 구성 예를 들면 제1 리드 프레임(221), 제2 리드 프레임(222) 및 와이어(251, 252)의 구성 등은 도 3의 실시예와 동일하다. 그리고, 본 실시예에 따른 발광소자 어레이 패키지는 도 3에 도시된 것과 달리 형광체를 포함하는 컨포멀 코팅층은 구비하고 있지 않으며, 제1,2 몰딩부(280a, 280b) 위에 각각 제1,2 렌즈(290a, 290b)가 배치되고 있다. 그리고, 상술한 제1,2 몰딩부(280a, 280b)와 제1,2 렌즈(290a, 290b)는 각각 형광체를 포함할 수 있다.
이때, 제1 몰딩부(280a)에 포함된 형광체를 제1-1 형광체라 하고, 제1 렌즈(290a)에 포함된 형광체를 제1-2 형광체라 하고, 제2 몰딩부(280b)에 포함된 형광체를 제2-1 형광체라 하며, 제2 렌즈(290b)에 포함된 형광체를 제2-2 형광체라 할 수 있다.
제1 발광소자(100a)에서 방출된 빛은 제1 몰딩부(280a) 내의 제1-1 형광체에 의하여 여기된 후, 제1 렌즈(290a) 내의 제1-2 형광체에 의하여 여기될 수 있다. 그리고, 제2 발광소자(100b)에서 방출된 빛은 제2 몰딩부(280b) 내의 제2-1 형광체에 의하여 여기된 후, 제2 렌즈(290b) 내의 제2-2 형광체에 의하여 여기될 수 있다.
이때, 상술한 제1 발광소자(100a)에서 방출되어 제1-1 형광체에서 1차 여기되고 제1-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표는, 상기 제2 발광소자(100b)에서 방출되어 제2-1 형광체에서 1차 여기되고 제2-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표와 동일 영역에 배치될 수 있으며, 여기서 동일 영역은 도 1에서 MacAdam 4 스텝 영역일 수 있다.
즉, 본 실시예에서 2개의 발광소자(100a, 100b)에서 방출되는 빛의 파장 내지는 색온도가 일치하지 않을 때, 상술한 바와 같이 각각의 발광소자(100a, 100b) 위에 서로 다른 형광체가 배치되어, 복수 개의 발광소자(100a, 100b)에서 방출되는 빛의 파장 내지 색온도가 전체적으로 통일될 수 있다.
구체적으로 설명하면 다음과 같다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '1'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하기 위하여 적색 형광체를 사용할 수 있고, 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '2-1'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 적색 형광체를 사용할 수 있는데, 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '2-2'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체 등을 사용할 수 있는데, 황색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시키거나 이와 함께 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '2-3'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 적색 형광체 등을 사용할 수 있는데, 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '3-1'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체를 사용할 수 있는데, 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시키거나 이와 함께 적색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '3-2'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 동일한 조성을 가진 형광체를 1% 내지 10% 증가시킬 수 있다. 동일한 조성이란 방출되는 빛의 색좌표와 동일한 색상을 방출하는 조성을 뜻한다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '3-3'로 표시된 영역에 해당하는 색좌표를 가진 빛이 방출되면, 도 1의 'A' 영역으로 변환하려면 황색 형광체를 사용할 수 있는데, 황색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '4'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 녹색 형광체를 사용할 수 있는데, 녹색 형광체의 함량을 0.5% 내지 5% 증가시킬 수 있다.
각각의 발광소자에서 도 1의 '5'로 표시된 영역에 해당하는 빛의 색좌표를 'A' 영역으로 변환하려면 몰딩부를 증가시킬 수 있는데, 몰딩부의 높이를 0.2 밀리미터 내지 3 밀리미터로 형성할 수 있다.
본 실시예에서 각각의 발광소자에서 방출되는 빛이 각각 몰딩부와 렌즈에 배치된 형광체에서 2회 여기되어 파장 내지 색온도가 변화될 수 있는데, 몰딩부에서 1회의 여기에 의하여 원하는 색온도 영역 예를 들면 도 1의 MacAdam 4 step 영역으로 색온도가 구현되지 않을때, 추가로 렌즈에 배치된 형광체에 의하여 색온도를 변화시킬 수 있다.
도 4b에 도시된 실시예에는 도 4a에 도시된 실시예와 유사하나, 도 4a에 도시된 실시예는 제1 렌즈(290a)와 제2 렌즈(290b)가 각각 제1 발광소자(100a)와 제2 발광소자(100b)에 대응하며 분리되어 배치되나, 본 실시예에서는 하나의 렌즈(290) 만이 배치되고 있다.
그리고, 제1 몰딩부(280a)에 제1-1 형광체가 포함되고, 제2 몰딩부(280b)에 제2-1 형광체가 포함되며, 제2 렌즈(290b)에 포함되는 형광체를 제2 형광체라 할 수 있다. 본 실시예는 도 4a에서 제2-1 형광체와 제2-2 형광체가 동일하며 일체로 형성된 경우일 수 있다.
따라서, 제1 발광소자(100a)에서 방출된 빛은 제1 몰딩부(280a) 내의 제1-1 형광체에 의하여 여기된 후, 렌즈(290) 내의 제2 형광체에 의하여 여기될 수 있다. 그리고, 제2 발광소자(100b)에서 방출된 빛도 제2 몰딩부(280b) 내의 제2-1 형광체에 의하여 여기된 후, 렌즈(290b) 내의 제2 형광체에 의하여 여기될 수 있다.
이때, 상술한 제1 발광소자(100a)에서 방출되어 제1-1 형광체에서 1차 여기되고 제2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표는, 상기 제2 발광소자(100b)에서 방출되어 제2-1 형광체에서 1차 여기되고 제2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표와 동일 영역에 배치될 수 있으며, 여기서 동일 영역은 도 1에서 MacAdam 4 스텝 영역일 수 있으며, 복수 개의 발광소자(100a, 100b)에서 방출되어 제1,2 몰딩부(280a, 280b)와 렌즈(290)를 통과한 빛의 파장 내지 색온도가 전체적으로 통일될 수 있다.
구체적인 색온도의 변환은 도 4a의 실시예와 동일하면, 후술하는 실시예들에서도 동일하다.
상술한 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 배치될 수 있으며, 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서,조명 장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 5a 및 도 5b는 발광소자 어레이 패키지의 다른 일실시예들을 나타낸 도면이다. 본 실시예에 따른 발광소자 어레이 패키지들은 도 4a 및 도 4b에 도시된 실시예와 각각 유사하나, 제1,2 몰딩부(280a, 280b)와 제1-1 형광체 및 제2-1 형광체가 생략되고, 각각의 발광소자(100a, 100b)의 둘레에 제1 컨포멀 코팅층(260a)과 제2 컨포멀 코팅층(260b)이 배치되고 있으며, 제1 컨포멀 코팅층(260a)과 제2 컨포멀 코팅층(260b)은 각각 제1-1 형광체와 제1-2 형광체를 포함할 수 있는 점에서 상이하다.
상술한 제1 컨포멀 코팅층(260a)과 제2 컨포멀 코팅층(260b)은 기설정된 두께로 각각의 발광소자(100a, 100b)의 둘레에 배치되며, 도시되지는 않았으나 하나의 발광소자에는 컨포멀 코팅의 방식으로 형광체가 배치되고 다른 발광소자에는 몰딩부 내에 형광체가 배치될 수도 있다.
도 6은 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에서, 조명 장치(300)는 몸체(310)와, 몸체(310)에 배치되는 발광 모듈(320)과 글로브(globe, 340)을 포함할 수 있으며, 발광 모듈(320)은 발광 소자 패키지(200) 어레이가 배치될 수 있고, 발광소자 패키지(200) 어레이의 하부에 배치되는 반사판(330)을 포함할 수 있다.
몸체(310)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다. 발광소자 패키지(200)은 기판(미도시)에 탑재될 수 있는데, 기판은 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 등을 포함할 수 있다.
발광 모듈(320)은 발광소자 패키지(200)에서 방출되어 입사된 빛을 글로브(240) 방향으로 진행시키는 반사판(330)을 포함할 수 있다.그리고, 발광 모듈(320)에서 방출되는 빛을 전방으로 진행시키기 위하여 반구형 등의 형상으로 글로브(340)가 배치될 수 있다.
본 실시예에 따른 조명 장치에서 각각의 발광소자 패키지는 도 4a 내지 도 4b에 도시된 바와 같이 2개의 발광소자가 배치될 수 있으며, 반사판(330) 또는 글로브(340)에도 형광체가 배치될 수 있다. 이때, 도 4b의 실시예와 같이 각각의 발광소자에 제1-1 형광체와 제2-1 형광체가 배치될 수 있고, 도 4b의 제2 형광체와 같이 한 종류의 형광체가 반사판(330) 또는 글로브(340)에 배치되어, 각각의 발광소자로부터 방출되어 조명 장치(300)의 외부로 방출되는 빛의 색온도 내지 파장을 통일시킬 수 있다.
도 7은 상술한 발광소자 패키지를 포함하는 영상 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)는 도 4a 내지 도 5b 등에서 설명한 바와 같다.
바텀 커버(510)는 영상표시장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있고, 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다. 도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다.
제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되고, 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다. 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
본 실시예에 따른 영상표시장치는 배치된 발광소자 패키지로부터 방출되는 빛의 색온도 내지 파장을 통일시킬 수 있다.
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, 100a, 100b: 발광소자, 제1,2 발광소자
115: 버퍼층 120: 발광 구조물
122: 제1 도전형 반도체층 124: 활성층
126: 제2 도전형 반도체층 150: 투명 도전층
120, 220: 발광 구조물 190, 175: 제1,2 전극
200: 발광소자 패키지 221, 222: 제1,2 리드 프레임
230: 방열부 240: 접합층
251, 252: 제1,2 와이어 260, 260a, 260b: 컨포멀 코팅층
280a, 280b: 제1,2 몰딩부 290a, 290b: 제1,2 렌즈
300: 조명 장치 310: 몸체
320: 광원 모듈 330: 반사판
340: 글로브 500: 영상표시장치

Claims (7)

  1. 제1 발광소자와 제2 발광소자를 포함하는 발광소자 어레이;
    상기 제1 발광소자 위의 제1-2 형광체와 제1-2 형광체; 및
    상기 제2 발광소자 위의 제2-1 형광체와 제2-2 형광체를 포함하고,
    상기 제1 발광소자에서 방출되어 상기 제1-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제1-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표는, 상기 제2 발광소자에서 방출되어 상기 제2-1 형광체에서 1차 여기되고 상기 제2-2 형광체에서 2차 여기된 빛의 색좌표와 동일 영역에 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체는 서로 분리되어 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체는 서로 일체로 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체 중 적어도 하나는 조명 장치의 글로브(globe)에 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-2 형광체와 상기 제2-2 형광체 중 적어도 하나는 조명 장치의 반사판에 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 제1-1 형광체와 상기 제2-1 형광체 중 적어도 하나는 일정한 두께를 가지는 발광소자 어레이 패키지.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 동일한 색좌표는 MacAdam 4 step 영역에 배치되는 발광소자 어레이 패키지.
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