KR20140048431A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 몸체, 상기 몸체 내에 위치하는 리드 프레임, 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하고, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자, 및 상기 발광 소자를 포위하고, 상기 발광 소자로부터 발생하는 빛의 파장을 변화시키는 파장 변환층을 포함하고, 상기 파장 변환층은 수지층, 형광체, 및 형광체 분산용 방열 필러를 포함하며, 상기 형광체 분산용 방열 필러는 판상형 구조이다.

Description

발광 소자 패키지{A LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
광원 모듈는 특정한 목적을 위하여 빛을 공급하거나 조절하는 장치를 말한다. 광원 모듈의 광원으로는 백열 전구, 형광등, 네온등과 같이 것이 사용될 수 있으며, 최근에는 LED(Light Emitting Diode)가 사용되고 있다.
LED는 화합물 반도체 특성을 이용하여 전기 신호를 적외선 또는 빛으로 변화시키는 소자로서, 형광등과 달리 수은 등의 유해 물질을 사용하지 않아 환경 오염 유발 원인이 적다. 또한 LED의 수명은 백열 전구, 형광등, 네온등의 수명보다 길다. 또한 백열 전구, 형광등, 네온등과 비교할 때, LED는 전력 소비가 적고, 높은 색온도로 인하여 시인성이 우수하고 눈부심이 적은 장점이 있다.
LED가 사용되는 광원 모듈은 그 용도에 따라 백라이트(backlight), 표시 장치, 조명등, 차량용 표시등, 또는 해드 램프(head lamp)에 사용될 수 있다.
광원 모듈은 기판 상에 실장되는 LED 패키지를 포함할 수 있다. LED 패키지는 패키지 몸체 및 이에 배치되는 발광 칩을 포함할 수 있다. 광원 모듈 발광 시에 발광 칩의 온도가 증가하게 되는데, 온도 증가에 따라 발광 칩의 특성(예컨대, 광도 및 파장 변화)이 변할 수 있기 때문에 발광 칩의 온도 증가를 억제하기 위한 방열 대책이 필요하다.
실시 예는 방열 특성을 향상시킬 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예는 몸체; 상기 몸체 내에 위치하는 리드 프레임; 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하고, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및 상기 발광 소자를 포위하고, 상기 발광 소자로부터 발생하는 빛의 파장을 변화시키는 파장 변환층을 포함하고, 상기 파장 변환층은 수지층, 형광체, 및 형광체 분산용 방열 필러를 포함하며, 상기 형광체 분산용 방열 필러는 판상형 구조이다.
상기 형광체 분산용 방열 필러는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)를 포함할 수 있다. 상기 형광체 분산용 방열 필러의 지름은 0.1um ~ 7um일 수 있다. 상기 형광체 분산용 방열 필러의 농도는 0.1% ~ 3%이고, 상기 농도는 상기 수지층과 상기 형광체 분산용 방열 필러의 중량비일 수 있다.
상기 몸체는 리드 프레임 상에 위치하는 상기 발광 소자를 노출하는 캐비티를 가지며, 상기 파장 변환층은 상기 캐비티 내에 충진될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지는 상기 몸체의 바닥으로부터 함몰되는 반사컵을 더 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 반사컵 내에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 반도체층 아래에 배치되는 기판; 상기 제1 반도체층 상에 배치되는 제1 전극; 및 상기 제2 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 포함할 수 있다.
또는 상기 발광 소자는 상기 제1 반도체층 상에 배치되는 제1 전극부; 및 반사층, 및 지지층을 포함하고, 상기 제2 반도체층 아래에 배치되는 제2 전극부를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부는 상기 형광체와 상기 형광체 분산용 방열 필러가 상기 수지층에 혼합된 구조일 수 있다.
실시 예는 방열 특성을 향상시키고, 색산포 수율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 4는 다른 종류의 필러를 포함하는 발광 소자 패키지들 각각의 열화상 이미지를 나타낸다.
도 5는 도 1에 도시된 형광체 분산용 방열 필러의 농도 변화에 따른 광 효율 특성을 나타내는 그래프이다.
도 6 내지 도 7은 형광체 분산용 방열 필러의 입자 구조를 나타낸다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/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 패키지(100)의 단면도를 나타낸다. 도 1을 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 몸체(20), 제1 리드 프레임(31), 제2 리드 프레임(32), 발광 소자(10), 와이어들(12,14), 및 파장 변환부(210)를 포함한다.
몸체(20)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, 실리콘 카바이드(SiC), 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성되거나, 반사도가 높은 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 또한 몸체(20)는 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수 있다.
몸체(20)의 상부면 형상은 발광 소자 패키지(100-1)의 용도 및 설계에 따라 삼각형, 사각형, 다각형, 및 원형 등 다양한 형상일 수 있다. 그러나 실시 예는 상술한 몸체의 재질, 구조, 및 형상으로 한정되는 것은 아니다.
몸체(20)의 앞면에는 반사 측벽(101)과 바닥(102)을 포함하는 캐비티(cavity, 105)가 형성될 수 있다. 캐비티(105)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형, 컵 형상, 또는 오목한 용기 형상 등일 수 있으며, 캐비티(105)의 반사 측벽(101)은 바닥(102)에 대해 수직이거나 경사질 수 있다.
반사 측벽(101)은 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 상에 위치할 수 있으며, 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32)의 외주의 적어도 일부를 감쌀 수 있다. 반사 측벽(101)은 후술하는 발광 소자(10)로부터 입사되는 빛을 반사시킬 수 있다.
제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32)은 서로 전기적으로 분리되도록 이격되어 몸체(20) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 사이에는 캐버티(105)의 바닥(102)이 개재될 수 있다.
제1 리드 프레임(31), 및 제2 리드 프레임(32)은 금속과 같은 전도성 재질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 하나, 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
캐비티(105)는 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 각각의 앞면의 적어도 일부를 노출시킬 수 있다. 제1 리드 프레임(31)과 제2 리드 프레임(32) 각각은 몸체(20)의 측면으로 노출되는 일단을 가질 수 있다.
예컨대, 제1 리드 프레임(31)의 일단은 몸체(20)의 일 측면으로 노출될 수 있고, 제2 리드 프레임(32)의 일단은 몸체(20)의 다른 일 측면으로 노출될 수 있다.
이때 몸체(20)의 일 측면은 발광 소자 패키지(100)의 실장면을 의미할 수 있으며, 예컨대, 실장면은 발광 모듈의 기판과 접촉하는 몸체(20)의 일 측면을 의미할 수 있다. 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)는 사이드 뷰 타입(side view type)이거나 또는 탑 뷰 타입(top view type)일 수 있다.
발광 소자(10)는 제1 리드 프레임(31)의 노출되는 앞면 상에 배치될 수 있으며, 제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32)과 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 에폭시 다이본드(epoxy die bond), 유테틱 다이본드(eutetic die bond), 또는 연납 다이본드(soft solder die bond) 등과 같은 다이 본딩에 의하여 발광 소자(10)는 제1 리드 프레임(31)에 본딩될 수 있다. 그리고 TC(Thermo Compression) 본딩, TS(Thermo Sonic) 본딩, 또는 US(Ultra Sonic) 본딩 등과 같은 와이어 본딩(wire bonding)에 의하여 발광 소자(10)는 제1 리드 프레임(31) 및 제2 리드 프레임(32)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 와이어(12)는 발광 소자(10)와 제1 리드 프레임(31)을 전기적으로 연결할 수 있고, 제2 와이어(14)는 발광 소자(10)와 제2 리드 프레임(32)을 전기적으로 연결할 수 있다.
발광 소자(10)는 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)일 수 있다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자(10)의 일 실시 예(300-1)를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 발광 소자(300-1)는 기판(310), 발광 구조물(320), 전도층(330), 제1 전극(342), 및 제2 전극(344)을 포함할 수 있다.
기판(310)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한 기판(310)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어 기판(310)은 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, GaAs 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다. 이러한 기판(310)의 상면에는 요철 패턴이 형성될 수 있다.
또한 기판(310) 위에는 2족 내지 6족 원소의 화합물 반도체를 이용한 층 또는 패턴, 예컨대, ZnO층(미도시), 버퍼층(미도시), 언도프드 반도체층(미도시) 중 적어도 한 층이 형성될 수 있다. 버퍼층 또는 언도프드 반도체층은 3족-5족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 버퍼층은 기판과의 격자 상수의 차이를 줄여주게 되며, 언도프드 반도체층은 도핑하지 않는 GaN계 반도체로 형성될 수 있다.
발광 구조물(320)은 빛을 발생하는 반도체층일 수 있으며, 제1 반도체층(322), 활성층(324), 및 제2 반도체층(326)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(322)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 제1 반도체층(322)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, n형 도펀트(예: Si, Ge, Sn 등)가 도핑될 수 있다.
활성층(324)은 제1 반도체층(322) 및 제2 반도체층(326)으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.
활성층(324)은 반도체 화합물, 예컨대, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체일 수 있으며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다. 활성층(324)이 양자우물구조인 경우에는 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.
제2 반도체층(326)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 제2 반도체층(326)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, p형 도펀트(예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba)가 도핑될 수 있다.
발광 구조물(320)는 제2 반도체층(326), 활성층(324) 및 제1 반도체층(322)의 일부가 제거되어 제1 반도체층(322)의 일부를 노출할 수 있다.
전도층(330)은 제2 반도체층(326) 상에 배치될 수 있다. 전도층(330)은 전반사를 감소시킬 뿐만 아니라, 투광성이 좋기 때문에 활성층(324)으로부터 제2 반도체층(326)으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있다.
전도층(330)은 투명 전도성 산화물, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ITZO(Indium Tin Zinc 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), IrOx, RuOx,RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.
제1 전극(342)은 노출되는 제1 반도체층(322) 상에 배치되며, 제2 전극(344)은 전도층(330) 상에 배치될 수 있다. 제1 와이어(12)의 일단은 제1 전극(342)에 본딩될 수 있고, 제1 와이어(12)의 나머지 다른 일단은 제1 리드 프레임(31)에 본딩될 수 있다. 또한 제2 와이어(14)의 일단은 제2 전극(342)에 본딩되고, 나머지 다른 일단은 제2 리드 프레임(32)에 본딩될 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 발광 소자(10)의 다른 실시 예(300-2)를 나타낸다.
도 3을 참조하면, 발광 소자(300-2)는 제2 전극부(405), 보호층(440), 전류 차단층(Current Blocking Layer; 445), 발광 구조물(450), 패시베이션층(465), 및 제1 전극부(470)를 포함할 수 있다.
제2 전극부(405)는 제1 전극부(470)와 함께 발광 구조물(450)에 전원을 제공한다. 제2 전극부(405)는 지지층(support, 410), 접합층(bonding layer, 415), 배리어층(barrier layer, 420), 반사층(reflective layer, 425), 및 오믹 영역(ohmic layer, 430)을 포함할 수 있다.
지지층(410)는 발광 구조물(450)을 지지한다. 지지층(410)은 금속 또는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 또한 지지층(410)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, 지지층(410)는 구리(Cu), 구리 합금(Cu alloy), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo), 및 구리-텅스텐(Cu-W) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 물질이거나, 또는 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC 중 적어도 하나를 포함하는 반도체일 수 있다.
접합층(415)은 지지층(410)와 배리어층(420) 사이에 배치될 수 있으며, 지지층(410)과 배리어층(420)을 접합시키는 본딩층(bonding layer)의 역할을 할 수 있다. 접합층(415)은 금속 물질, 예를 들어, In,Sn, Ag, Nb, Pd, Ni, Au, Cu 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 접합층(415)은 지지층(410)을 본딩 방식으로 접합하기 위해 형성하는 것이므로 지지층(410)을 도금이나 증착 방법으로 형성하는 경우에는 접합층(215)은 생략될 수 있다.
배리어층(420)은 반사층(425), 오믹 영역(430), 및 보호층(440)의 아래에 배치되며, 접합층(415) 및 지지층(410)의 금속 이온이 반사층(425), 및 오믹 영역(430)을 통과하여 발광 구조물(450)로 확산하는 것을 방지할 수 있다. 예컨대, 배리어층(420)은 Ni, Pt, Ti,W,V, Fe, Mo 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.
반사층(425)은 배리어층(420) 상에 배치될 수 있으며, 발광 구조물(450)로부터 입사되는 광을 반사시켜 주어, 광 추출 효율을 개선할 수 있다. 반사층(425)은 광 반사 물질, 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
반사층(425)은 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 형성할 수 있다.
오믹 영역(430)은 반사층(425)과 제2 반도체층(452) 사이에 배치될 수 있으며,제2 반도체층(452)에 오믹 접촉(ohmic contact)되어 발광 구조물(450)에 전원이 원활히 공급되도록 할 수 있다.
투광성 전도층과 금속을 선택적으로 사용하여 오믹 영역(430)을 형성할 수 있다. 예컨대 오믹 영역(430)은 제2 반도체층(452)과 오믹 접촉하는 금속 물질, 예컨대, Ag, Ni,Cr,Ti,Pd,Ir, Sn, Ru, Pt, Au, Hf 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
보호층(440)은 제2 전극층(405)의 가장 자리 영역 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 보호층(440)은 오믹 영역(430)의 가장 자리 영역, 또는 반사층(425)의 가장 자리 영역, 또는 배리어층(420)의 가장 자리 영역, 또는 지지층(410)의 가장 자리 영역 상에 배치될 수 있다.
보호층(440)은 발광 구조물(450)과 제2 전극층(405) 사이의 계면이 박리되어 발광 소자(300-2)의 신뢰성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 보호층(440)은 전기 절연성 물질, 예를 들어, ZnO, SiO2, Si3N4, TiOx(x는 양의 실수), 또는 Al2O3 등으로 형성될 수 있다.
전류 차단층(445)은 오믹 영역(430)과 발광 구조물(450) 사이에 배치될 수 있다. 전류 차단층(445)의 상면은 제2 반도체층(452)과 접촉하고, 전류 차단층(445)의 하면, 또는 하면과 측면은 오믹 영역(430)과 접촉할 수 있다. 전류 차단층(445)은 수직 방향으로 제1 전극부(470)와 적어도 일부가 오버랩되도록 배치될 수 있다.
전류 차단층(445)은 오믹 영역(430)과 제2 반도체층(452) 사이에 형성되거나, 반사층(425)과 오믹 영역(430) 사이에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(450)은 오믹 영역(430) 및 보호층(440) 상에 배치될 수 있다. 발광 구조물(450)의 측면은 단위 칩으로 구분하는 아이솔레이션(isolation) 에칭 과정에서 경사면이 될 수 있다.
발광 구조물(450)은 제2 반도체층(452), 활성층(454), 및 제1 반도체층(456)을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(452), 활성층(454), 및 제1 반도체층(456)은 도 2에서 설명한 바와 동일할 수 있으며, 중복을 피하기 위하여 설명을 생략한다.
패시베이션층(465)은 발광 구조물(450)을 전기적으로 보호하기 위하여 발광 구조물(450)의 측면에 배치될 수 있다. 패시베이션층(465)은 제1 반도체층(456)의 상면 일부 또는 보호층(440)의 상면에도 배치될 수 있다. 패시베이션층(465)은 절연 물질, 예컨대, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, 또는 Al2O3 로 형성될 수 있다.
제1 전극부(470)는 제1 반도체층(456) 상에 배치될 수 있고, 소정의 패턴 형상일 수 있다. 제1 반도체층(456)의 상면은 광 추출 효율을 증가시키기 위해 러프니스 패턴(미도시)이 형성될 수 있다. 또한 광 추출 효율을 증가시키기 위하여 제1 전극부(470)의 상면에도 러프니스 패턴(미도시)이 형성될 수 있다.
파장 변환부(210)는 발광 소자(10)를 밀봉하도록 몸체(20)의 캐비티(105) 내에 충진될 수 있다. 파장 변환부(210)는 발광 소자(10)로부터 방출되는 제1차광을 흡수하고, 흡수된 제1차광의 파장을 변환하고, 파장이 변환된 제2차광을 방출할 수 있다.
파장 변환부(210)는 수지층(212), 형광체(214), 및 형광체 분산용 방열 필러(filler, 216)를 포함할 수 있다. 수지층(212)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지일 수 있다. 형광체(214)는 적색 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 파장 변환부는 형광체(214)와 형광체 분산용 방열 필러(216)가 수지층(212)에 혼합된 구조일 수 있다.
형광체 분산용 방열 필러(216)는 수지층(212)보다 열전도도가 높다. 즉 형광체 분산용 방열 필러(216)는 높은 열전도도를 가지는 판상형 구조를 갖는 물질, 예컨대, BN(Boron Nitride)을 포함하는 구성 성분으로 이루어진 물질일 수 있다.
도 6 내지 도 7은 형광체 분산용 방열 필러의 입자 구조를 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 형광체 분산용 방열 필러(216)는 판상형 구조를 가지며, 지름이 0.1um ~ 7um인 입자일 수 있다. 수지층(212)을 이루는 입자에 비교할 때 형광체 분산용 방열 필러(216)는 판상형 구조로 인하여 방열에 용이한 구조이기 때문에 열전도도가 높을 수 있다.
도 6에 도시된 형광체 분산용 방열 필러(216) 입자의 지름은 0.5um이고, 도 7에 도시된 형광체 분산용 방열 필러(216) 입자의 지름은 6.9um일 수 있다.
BN을 포함하는 구성 성분으로 이루어진 물질은 작은 입자 사이즈 및 분산에 용이한 구조를 갖기 때문에 형광체 분산용 방열 필러(216)는 수지층(212) 내의 형광체(214)의 균일한 분산을 향상시킬 수 있다.
수지층(212) 내에 형광체(214)가 균일하게 분산됨에 따라, 발광 소자 패키지(100)의 색산포 수율 및 광 효율이 향상될 수 있고, 제1 및 제2 리드 프레임(31,32)과 수지층(212)의 접착력이 향상되어 발광 소자 패키지(100)의 신뢰성 및 수명을 향상될 수 있다.
또한 BN을 포함하는 구성 성분으로 이루어진 물질은 높은 열전도도를 가지기 때문에 발광 소자(10)로부터 파장 변환부(210)로 전달되는 열량이 증가하여, 발광 소자 패키지(100)의 방열 특성이 향상될 수 있다.
도 4는 다른 종류의 필러를 포함하는 발광 소자 패키지들 각각의 열화상 이미지를 나타낸다. 도 4를 참조하면, 열화상 이미지는 열적외선 화상 카메라(Thermal infrared imaging camera)를 이용하여 얻을 수 있다. 필러들(filler1 ~ filler5) 각각의 농도는 1%일 수 있다. 여기서 농도는 수지층의 중량에 대한 필러의 상대적인 중량비를 의미할 수 있다.
먼저 필러가 포함되지 않을 경우(case 1)에 열화상 이미지에 따른 온도는 83.7℃이다. BN을 구성 성분으로 하며, 입자의 지름이 0.5um인 제3 필러(filler3)를 포함하는 경우(case 4)에 열화상 이미지에 따른 온도는 89.9℃이고, 다른 경우들(case 1 ~ case 3, case 5 ~ case 6)에 비하여 온도가 가장 높으며, case 1과의 온도차(+6.2℃)가 가장 크다.
또한 제3 필러(filler3) 및 제4 필러(filler4)는 BN을 구성 성분으로 하나, 입자 크기가 서로 다르다. 즉 제3 필러(filler4)의 입자 지름은 0.5um이고, 제4 필러(filler4)의 입자 지름은 6.9um일 수 있다. 제4 필러(filler4)를 포함하는 경우(case 5)의 열화상 이미지에 따른 온도는 86.0℃이고, 제3 필러(filler3)를 포함하는 경우(case4)의 열화상 이미지에 따른 온도는 89.9℃일 수 있다. 따라서 형광체 분산용 방열 필러(216)의 BN 입자의 지름이 작을수록 열 방출 효율이 향상됨을 알 수 있다.
BN을 구성 성분으로 하는 형광체 분산용 방열 필러(216)를 포함하는 파장 변환부(210)는 열 방출 특성이 좋기 때문에, 열화상 이미지에 따른 온도가 높게 나타남을 알 수 있다.
실시 예는 상술한 바와 같이, 파장 변환부(210)의 열 방출 특성이 향상됨에 따라 발광 소자(10)의 온도(예컨대, 접합 온도(junction temperature)는 낮춤으로써, 수명을 연장할 수 있고, 고온에 적합할 수 있다.
형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도는 수지층(212) 대비 0.1% ~ 3%일 수 있다. 이때 분산용 방열 필러(216)의 농도는 수지층(212)의 중량에 대한 형광체 분산용 방열 필러(216)의 중량의 비를 의미할 수 있다.
도 5는 도 1에 도시된 형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도 변화에 따른 광 효율 특성을 나타내는 그래프이다. 분산용 방열 필러의 농도는 수지층(212)과의 중량에 대한 상대적 중량비를 의미할 수 있다. 예컨대, 수지층(212)의 중량이 1g이고, 형광체 분산용 방열 필러(216)의 중량이 0.01g일 경우, 형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도는 1%일 수 있다.
도 5를 참조하면, 실시 예에 따른 형광체 분산용 방열 필러(216)에 대한 광 효율 특성 그래프는 제3 필러(filler3) 또는 제4 필러(filler4)일 수 있다. 다른 필러들(filler1,2,5)들과 비교할 때, 실시 예에 따른 형광체 분산용 방열 필러(filler3, 및 filler4)는 농도가 증가함에 따라 광 효율(relative efficiency)이 현저히 감소함을 알 수 있다. 따라서 형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도는 광 효율이 감소하는 것을 고려할 때, 일정한 제한이 필요할 수 있다.
형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도는 광 효율이 69.6% 이하로 감소하지 않도록 3%이하여야 한다. 또한 형광체 분산용 방열 필러(216)의 농도는 방열 특성의 향상을 고려할 때, 0.1%이상일 수 있다. 이는 농도가 0.1%이하일 경우에는 방열 특성의 향상이 미미하게 나타날 수 있기 때문이다.
도 8은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 나타낸다. 도 1과 동일한 도면 부호는 동일한 구성 요소를 나타내며, 앞에서 설명한 내용과 중복되는 내용은 생략하거나 간략히 설명한다.
도 8을 참조하면, 발광 소자 패키지(200)는 몸체(20-1), 제1 리드 프레임(31-1), 제2 리드 프레임(32-1), 반사컵(33), 발광 소자(10), 와이어들(12,14), 및 파장 변환부(210)를 포함할 수 있다.
도 8을 참조하면, 몸체(20-1)는 상부가 개방되고, 측면(101-1)과 바닥(bottom, 102-1)으로 이루어진 캐비티(cavity, 105-1)를 가질 수 있다.
반사컵(33)은 몸체(20-1) 내에 배치될 수 있다. 반사컵(33)은 몸체(20-1)의 바닥(102-1)으로부터 함몰되는 상부가 개방된 구조일 수 있다. 반사컵(33)은 상부(410), 측부(420), 및 바닥(430)을 포함할 수 있으며, 상부(410)와 바닥(430) 사이에 측부(420)가 위치하는 컵(cup) 형상 또는 오목한 용기 형상일 수 있다.
반사컵(33)의 적어도 일부분은 몸체(20-1)를 통과하여 외부로 노출될 수 있다. 예컨대, 반사컵(33)의 뒷면(401)은 몸체(20-1)의 뒷면(21)으로 노출될 수 있다.
제1 리드 프레임(31-1)은 일단이 반사컵(33)과 연결되도록 몸체(20-1) 내에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임(31-1)의 일 단은 반사컵(33)의 상부(410)와 연결될 수 있다. 제1 리드 프레임(31-1)의 다른 일단은 몸체(20-1)로부터 노출될 수 있다.
제1 리드 프레임(31-1)과 반사컵(33)은 일체형일 수 있다. 예컨대, 제1 리드 프레임(31-1)은 몸체(20-1) 내에 배치되는 반사컵(33)을 포함할 수 있다.
반사컵(33)의 상부(410)와 연결되는 제1 리드 프레임(31-1)의 일단과 몸체(20-1)로부터 노출되는 제1 리드 프레임(31-1)의 나머지 다른 일단은 단차를 갖도록 제1 리드 프레임(31-1)은 절곡된 구조일 수 있다.
제2 리드 프레임(32-1)은 반사컵(33)과 이격되도록 몸체(20-1) 내에 배치될 수 있고, 제2 리드 프레임(32-1)의 일부는 캐비티(105-1)에 의해 노출되고, 다른 일부는 몸체(20-1)로부터 노출될 수 있다. 캐비티(105-1)에 의해 노출되는 제2 리드 프레임(32-1)의 일부와 몸체(20-1)로부터 노출되는 제2 리드 프레임(32-1)의 다른 일부는 단차를 갖도록 제2 리드 프레임(32-1)은 절곡된 구조일 수 있다.
캐비티(105-1)의 측면(101-1) 상단은 절곡된 테두리부(440)를 가질 수 있다.
테두리부(440)는 몸체(20-1)의 상면(22)과 캐비티(105-1)의 측면(101-1)의 최하단 사이에 위치하고, 몸체(20-1)의 상면(22)과 단차를 가질 수 있다. 테두리부(440)는 몸체(20-1)의 상면(22)과 수평일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 테두리부(440)는 가스 침투를 막아 발광 소자 패키지(100)의 기밀성을 향상시킬 수 있다. 기밀성이 향상되는 것은 테두리부(440)에 의하여 가스 침투 경로가 길어지기 때문이다.
도 8에 도시된 파장 변환부(210)는 도 1에서 설명한 바와 같이 수지층(212), 형광체(214), 및 형광체 분산용 방열 필러(216)를 포함할 수 있으며, 형광체 분산 및 열 방출 특성을 향상시킬 수 있다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 발광 모듈(500)은 회로 기판(501), 발광 소자(10), 와이어(545), 파장 변환부(210), 고정부(555), 및 반사 부재(560)를 포함할 수 있다.
발광 소자(10)는 회로 기판(501) 상에 실장될 수 있다. 예컨대, 발광 소자(10)는 도 2 내지 도 3에 도시된 발광 소자들(300-1, 300-2) 중 어느 하나일 수 있다. 발광 소자(10)는 복수 개일 수 있으며, 복수의 발광 소자들은 회로 기판(501)에 서로 이격하여 실장될 수 있다.
회로 기판(501)은 방열층(510), 절연층(520), 제1 도전층(532), 제2 도전층(534),및 솔더 레지스트층(solder resist layer, 538)을 포함할 수 있다.
방열층(510)은 알루미늄(Al) 등과 같은 열전도성 물질로 이루어질 수 있다.
절연층(520)은 방열층(510)의 일 면 상에 배치될 수 있으며, 제1 도전층(532)과 제2 도전층(534)은 절연층(520) 상에 서로 전기적으로 분리되어 배치될 수 있다. 절연층(520)은 제1 도전층(532) 및 제2 도전층(534)으로부터 방열층(510)을 절연시키는 역할을 할 수 있다.
솔더 레지스트층(538)은 제1 도전층(532)과 제2 도전층(534) 사이에 개재되도록 절연층(520) 상에 배치되며, 제1 도전층(532)과 제2 도전층(534)의 단락을 방지하기 위하여 절연 물질로 이루어질 수 있다. 솔더 레지스트층(538)은 발광 모듈(500)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 솔더 레지스트층(538)은 포토 솔더 레지스트(Photo Solder Resist; PSR), 특히 화이트 포토 솔더 레지스트(white PSR)로 형성될 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
제1 도전층(532) 및 제2 도전층(534)은 도전 물질, 예컨대, 금(Au), 은(Ag), 또는 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광 소자(10)는 제1 도전층(332) 상에 실장되며, 제1 도전층(532) 및 제2 도전층(534)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 도 3에 도시된 발광 소자(300-2)의 경우, 제2 전극층(405)은 제1 도전층(532)에 전기적으로 연결될 수 있고, 와이어(545)에 의하여 제1 전극(470)은 제2 도전층(534)과 전기적으로 연결될 수 있다.
파장 변환부(210)는 발광 소자(10) 및 와이어(545)를 둘러싸며 보호할 수 있다. 예컨대, 파장 변환부(210)는 적어도 발광 소자(10) 및 와이어(545)를 덮는 돔(dome) 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9에 도시된 파장 변환부(210)는 도 1에서 설명한 바와 같이 수지층(212), 형광체(214), 및 형광체 분산용 방열 필러(216)를 포함할 수 있다.
파장 변환부(210)는 복수의 발광 소자들 각각에 대응하여 배치되며, 각각의 발광 소자를 개별적으로 감쌀 수 있다.
고정부(555)는 파장 변환부(210)의 외주면에 접하도록 회로 기판(501) 상에 배치될 수 있으며, 파장 변환부(210)의 가장 자리를 고정할 수 있다. 즉 고정부(555)는 파장 변환부(210)의 둘레를 고정하도록 원형 또는 타원형의 측벽 형태를 갖도록 솔더 레지스트층(538) 상에 배치될 수 있다.
반사 부재(560)는 파장 변환부(210)를 둘러싸도록 회로 기판(501) 상에 배치될 수 있으며, 회로 기판(501)의 상부 방향으로 확장되고 회로 기판(501)을 기준으로 경사지는 반사 측벽(562)을 가질 수 있다. 반사 측벽(562)은 발광 소자(10)로부터 입사하는 광을 반사할 수 있다. 예컨대, 반사 부재(560)는 파장 변환부(210)의 주위를 감싸도록 솔더 레지스트(538) 상에 배치될 수 있다.
반사 부재(560)는 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethyleneterephthalate, PET) 수지일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 반사 부재(560)는 고정 부재(557)에 의하여 회로 기판(501)에 고정될 수 있다. 예컨대, 반사 부재(560)는 양면 접착제 또는 양면 접착 테이프 등과 같은 고정 부재(557)에 의하여 솔더 레지스트층(538)에 고정될 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다. 도 10을 참조하면, 조명 장치는 광을 투사하는 광원(750)과, 광원의 열을 방출하는 방열부(740)와, 광원(750)과 방열부(740)를 수납하는 하우징(700)과, 광원(750)과 방열부(740)를 하우징(700)에 결합하는 홀더(760)를 포함한다.
하우징(700)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(710)와, 소켓 결합부(710)와 연결되고 광원(750)이 내장되는 몸체부(730)를 포함할 수 있다. 몸체부(730)에는 하나의 공기 유동구(720)가 관통하여 형성될 수 있다.
하우징(700)의 몸체부(730) 상에 복수 개의 공기 유동구(720)가 구비될 수 있으며, 공기 유동구(720)는 하나이거나, 복수 개일 수 있다. 공기 유동구(720)는 몸체부(730)에 방사상으로 배치되거나 다양한 형태로 배치될 수 있다.
광원(750)은 기판(754) 상에 실장되는 복수 개의 발광 소자 패키지(752)를 포함할 수 있다. 기판(754)은 하우징(700)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(740)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
예컨대, 광원(750)은 상술한 발광 모듈(300)일 수 있다. 또는 복수 개의 발광 소자 패키지(752)는 상술한 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.
광원(750)의 하부에는 홀더(760)가 구비되며, 홀더(760)는 프레임 및 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 광원(750)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 광원(750)의 발광 소자 패키지(752)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈(830,835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850,860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840), 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 도 9에 도시된 실시 예(300)일 수 있다. 또는 발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있다. 또는 발광 소자 패키지(835)는 실시 예들(100, 200) 중 어느 하나일 수 있다.
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(830)은 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(1870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 해드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다. 도 12를 참조하면, 해드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903), 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 도 9에 도시된 실시 예(300)일 수 있다. 또는 발광 모듈(901)은 기판(미도시) 상에 배치되는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100 또는 200)를 포함할 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 발광 소자 12,14,545: 와이어
20: 몸체 31: 제1 리드 프레임
32: 제2 리드 프레임 210: 파장 변환부
212: 수지층 214: 형광체
216: 형광체 분산용 방열 필러 310: 기판
320,450: 발광 구조물 312: 제1 반도체층
314: 활성층 316: 제2 반도체층
330: 전도층 342: 제1 전극
344: 제2 전극 405: 제2 전극부
410: 지지층 415: 접합층
420: 배리어층 425: 반사층
430: 오믹 영역 440: 보호층
445: 전류 차단층 465: 패시베이션층
470: 제1 전극부 501: 회로 기판
510: 방열층 520: 절연층
532: 제1 도전층 534: 제2 도전층
538: 솔더 레지스트층 555: 고정부
560: 반사 부재.

Claims (9)

  1. 몸체;
    상기 몸체 내에 위치하는 리드 프레임;
    제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하고, 상기 리드 프레임과 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자를 포위하고, 상기 발광 소자로부터 발생하는 빛의 파장을 변화시키는 파장 변환층을 포함하고,
    상기 파장 변환층은,
    수지층, 형광체, 및 형광체 분산용 방열 필러를 포함하며,
    상기 형광체 분산용 방열 필러는 판상형 구조인 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 분산용 방열 필러는 보론 나이트라이드(Boron Nitride)를 포함하는 발광 소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 분산용 방열 필러의 지름은 0.1um ~ 7um인 발광 소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 형광체 분산용 방열 필러의 농도는 0.1% ~ 3%이고, 상기 농도는 상기 수지층과 상기 형광체 분산용 방열 필러의 중량비인 발광 소자 패키지.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 리드 프레임 상에 위치하는 상기 발광 소자를 노출하는 캐비티를 가지며, 상기 파장 변환층은 상기 캐비티 내에 충진되는 발광 소자 패키지.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 몸체의 바닥으로부터 함몰되는 반사컵을 더 포함하며, 상기 발광 소자는 상기 반사컵 내에 배치되는 발광 소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는,
    상기 제1 반도체층 아래에 배치되는 기판;
    상기 제1 반도체층 상에 배치되는 제1 전극; 및
    상기 제2 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 발광 소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는,
    상기 제1 반도체층 상에 배치되는 제1 전극부; 및
    반사층, 및 지지층을 포함하고, 상기 제2 반도체층 아래에 배치되는 제2 전극부를 포함하는 발광 소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환부는 상기 형광체와 상기 형광체 분산용 방열 필러가 상기 수지층에 혼합된 구조인 발광 소자 패키지.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015182855A1 (ko) * 2014-05-30 2015-12-03 엘지이노텍(주) 산질화물계 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 장치
KR20180062842A (ko) * 2016-12-01 2018-06-11 연세대학교 산학협력단 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11220179A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Rohm Co Ltd 半導体発光装置
JP2005340748A (ja) * 2003-09-18 2005-12-08 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2005353914A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法並びに半導体発光ユニット
KR20090088134A (ko) * 2008-02-14 2009-08-19 주식회사 엘지화학 내열도, 반사율 및 열전도도가 우수한 수지 조성물 및 제조방법

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11220179A (ja) * 1998-02-03 1999-08-10 Rohm Co Ltd 半導体発光装置
JP2005340748A (ja) * 2003-09-18 2005-12-08 Nichia Chem Ind Ltd 発光装置
JP2005353914A (ja) * 2004-06-11 2005-12-22 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法並びに半導体発光ユニット
KR20090088134A (ko) * 2008-02-14 2009-08-19 주식회사 엘지화학 내열도, 반사율 및 열전도도가 우수한 수지 조성물 및 제조방법

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2015182855A1 (ko) * 2014-05-30 2015-12-03 엘지이노텍(주) 산질화물계 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 장치
KR20150137767A (ko) * 2014-05-30 2015-12-09 엘지이노텍 주식회사 산질화물계 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지
CN106463586A (zh) * 2014-05-30 2017-02-22 Lg伊诺特有限公司 包含基于氮氧化物的荧光体的发光器件封装和包含其的照明装置
US20170077359A1 (en) * 2014-05-30 2017-03-16 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting device package containing oxynitride-based phosphor and lighting apparatus containing same
US9882098B2 (en) 2014-05-30 2018-01-30 Lg Innotek Co., Ltd. Light-emitting device package containing oxynitride-based phosphor and lighting apparatus containing same
KR20180062842A (ko) * 2016-12-01 2018-06-11 연세대학교 산학협력단 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법

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