KR20170003102A - 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 - Google Patents

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KR20170003102A
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한영주
구진아
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Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 제1 연결전극, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치된 제2 연결전극, 그리고 상기 제1 전극, 상기 제1 연결전극, 상기 제2 전극 및 상기 제2 연결전극의 둘레에 배치되는 지지층을 포함하며, 상기 지지층은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층, 그리고 상기 제1 지지층 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층을 포함한다.

Description

발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE COMPRISING THE SAME}
본 발명은 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다. 이러한 발광소자는 표시 장치, 전광판, 조명장치 등 다양한 전자 제품의 광원으로 널리 이용되고 있다.
발광소자 기술의 발전에 따라, 발광소자 패키지가 소형화, 박형화되고 있으며, 고효율화되고 있다.
한편, 발광소자 패키지는 리드 프레임 상에 본딩된 발광소자를 포함한다. 발광소자는 발광구조물 및 전극을 포함하며, 전극을 감싸는 지지부재를 더 포함한다. 이때, 발광구조물, 지지부재 및 리드 프레임 간의 열팽창 계수 차로 인하여 재료 간 계면이 분리되는 현상이 일어나므로, 열 충격에 대한 신뢰성이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 열 충격에 대한 신뢰성이 향상된 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 제1 연결전극, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치된 제2 연결전극, 그리고 상기 제1 전극, 상기 제1 연결전극, 상기 제2 전극 및 상기 제2 연결전극의 둘레에 배치되는 지지층을 포함하며, 상기 지지층은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층, 그리고 상기 제1 지지층 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층을 포함한다.
상기 제2 열팽창 계수가 상기 제1 열팽창 계수보다 클 수 있다.
상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃일 수 있다.
상기 기판의 열팽창 계수와 상기 제1 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있다.
상기 제2 열팽창 계수와 상기 제1 연결전극 및 상기 제2 연결전극에 본딩되는 리드프레임의 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있다.
상기 제1 지지층은 상기 제1 전극과 상기 제1 연결전극 간의 경계면 및 상기 제2 전극과 상기 제2 연결전극 간의 경계면 중 적어도 하나의 둘레에 배치될 수 있다.
상기 제1 지지층의 두께는 상기 제2 지지층의 두께보다 클 수 있다.
상기 제1 연결전극의 측면 및 상기 제2 연결전극의 측면의 적어도 일부가 노출될 수 있다.
상기 제2 지지층은 상기 제1 연결전극 및 상기 제2 연결전극 사이의 영역에만 배치될 수 있다.
상기 제2 지지층은 상기 제1 연결전극의 측면 및 상기 제2 연결전극의 측면으로부터 이격되어 배치될 수 있다.
상기 지지층은 상기 제2 지지층 상에 배치되며, 제3 열팽창 계수를 가지는 제3 지지층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 열팽창 계수, 상기 제2 열팽창 계수 및 상기 제3 열팽창 계수의 순으로 열팽창 계수가 커질 수 있다.
상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃이고, 상기 제2 열팽창 계수와 상기 제3 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃일 수 있다.
상기 제1 지지층, 상기 제2 지지층 및 상기 제3 지지층의 순으로 두께가 작아질 수 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지는 리드프레임, 상기 리드프레임에 탑재되는 발광소자, 그리고 상기 발광소자를 포위하는 몰딩 부재를 포함하며, 상기 발광소자는 기판, 상기 기판 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치된 제1 연결전극, 상기 발광 구조물 상에 배치된 제2 전극, 상기 제2 전극 상에 배치된 제2 연결전극, 그리고 상기 제1 전극, 상기 제1 연결전극, 상기 제2 전극 및 상기 제2 연결전극의 둘레에 배치되는 지지층을 포함하며, 상기 지지층은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층, 그리고 상기 제1 지지층 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층을 포함한다.
본 발명의 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광 구조물과 리드프레임 간의 열팽창 계수가 차가 큰 경우에도 열충격에 따른 접합 불량을 방지할 수 있다. 이에 따라, 열충격에 대한 신뢰성을 높일 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 발광소자와 리드프레임 간의 본딩 면적이 넓어지므로, 접합 특성 및 방열 특성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 2는 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 4는 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 6은 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 8은 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 9는 발광 구조물 및 지지층 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 뒤틀림(warpage)를 실험한 그래프이다.
도 10은 발광 구조물, 지지층 및 리드프레임 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 뒤틀림(warpage)를 실험한 그래프이다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제2, 제1 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 2는 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 1 내지 2를 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(111), 제1반도체층(113), 제1도전형 반도체층(115), 활성층(117), 제2도전형 반도체층(119), 반사 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143) 및 지지부재(151)를 포함한다.
여기서, 기판(111)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판일 수 있으며, 예를 들어 Al2O3, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도시되지 않았으나, 기판(111)의 한 면에는 요철 패턴과 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 요철 패턴은 기판의 식각을 통해 형성될 수 있다. 요철 패턴은, 예를 들면 스트라이프 형상 또는 볼록 렌즈 형상을 포함할 수 있다.
그리고, 기판(111) 상에는 제1반도체층(113)이 배치될 수 있다. 제1반도체층(113)은 한 층 또는 복수의 층으로 이루어질 수 있다. 제1반도체층(113)은 3족-5족 화합물 반도체, 예를 들어 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN 및 AlInN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1반도체층(113)은 버퍼층일 수 있다. 이때, 제1반도체층(113)은 기판(111)과 발광 구조물(120) 간의 격자 상수 차를 줄일 수 있다.
제1반도체층(113)은 언도프드(undoped) 반도체층일 수도 있다. 언도프드 반도체층은 3족-5족 화합물 반도체, 예를 들어 GaN계 반도체를 포함할 수 있다. 언도프드 반도체층은 제조 공정시 의도적으로 도전형 도펀트를 도핑하지 않더라도 제1도전형 특성을 가지게 되며, 제1도전형 반도체층(115)의 도전형 도펀트 농도보다는 낮은 농도를 가지게 된다.
그리고, 제1반도체층(113) 상에는 발광 구조물(120)이 배치될 수 있다. 발광 구조물(120)은 3족-5족 화합물 반도체, 예를 들어 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체를 포함하며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
발광 구조물(120)은 제1도전형 반도체층(115), 제2도전형 반도체층(119), 그리고 제1도전형 반도체층(115)과 제2도전형 반도체층(119) 사이의 활성층(117)을 포함한다.
즉, 제1반도체층(113) 상에 제1도전형 반도체층(115)이 배치될 수 있다. 제1도전형 반도체층(115)은 제1도전형 도펀트로 도핑된 3족-5족 화합물 반도체를 포함한다. 여기서, 제1도전형 반도체층(115)은 N형 반도체층이며, 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se 및 Te 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 제1도전형 반도체층(115)의 일부 상에 활성층(117)이 배치된다. 활성층(117)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함할 수 있으며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함할 수 있다. 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 장벽층은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 이때, 우물층과 장벽층의 주기는, 예를 들어 InGaN/GaN, AlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 여기서, 장벽층은 우물층보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 제1도전형 반도체층(115)과 활성층(117) 사이에는 제1도전형 클래드층이 형성될 수 있다. 제1도전형 클래드층은 GaN계 반도체를 포함할 수 있으며, 제1도전형 클래드층의 밴드 갭은 활성층(117)의 밴드 갭보다 크게 형성될 수 있다. 제1도전형 클래드층은 캐리어를 구속시켜 줄 수 있다.
그리고, 활성층(117) 상에는 제2도전형 반도체층(119)이 배치된다. 제2도전형 반도체층(119)은 제2도전형 도펀트로 도핑된 반도체, 예를 들어 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN 및 AlInN와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 이때, 제2도전형 반도체층(119)은 P형 반도체층이고, 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr 및 Ba 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제2도전형 반도체층(119)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 제2도전형 반도체층(119)의 초격자 구조는 비정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(117)을 보호할 수 있다.
여기서, 제1도전형 반도체층(115)이 N형 반도체층이고, 제2도전형 반도체층(119)이 P형 반도체층인 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 제1도전형 반도체층(115)이 P형 반도체층이고, 제2도전형 반도체층(119)이 N형 반도체층일 수도 있다. 제2도전형 반도체층(119) 상에 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성될 수도 있다.
이에 따라, 발광 구조물(120)은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 하나일 수 있다. 여기서, P는 P형 반도체층을 의미하고, N은 N형 반도체층을 의미하며, -은 P형 반도체층과 N형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉되는 것을 의미한다.
다음으로, 제2도전형 반도체층(119) 상에는 반사 전극층(131)이 배치된다. 반사 전극층(131)은 오믹 접촉층, 반사층, 확산 방지층 및 보호층 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 여기서, 오믹 접촉층은 제2도전형 반도체층(119) 상에 접촉될 수 있으며, 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. 오믹 접촉층의 두께는 1~1,000Å일 수 있다.
반사층은 오믹 접촉층 상에 반사율이 70% 이상인 물질, 예를 들어 Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir 및 이들의 합금로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 반사층의 금속은 제2도전형 반도체층(119) 상에 오믹 접촉될 수 있으며, 이러한 경우 오믹 접촉층은 형성되지 않을 수 있다. 반사층의 두께는 1~10,000Å일 수 있다.
확산 방지층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 확산 방지층은 서로 다른 층의 경계에서 층간 확산을 방지할 수 있다. 확산 방지층의 두께는 1~10,000Å일 수 있다.
보호층은 Au, Cu, Hf, Ni, Mo, V, W, Rh, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들의 합금으로 이루어진 그룹에서 선택될 수 있다. 보호층의 두께는 1~10,000Å일 수 있다.
반사 전극층(131)은 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있으며, 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, RuOx로 이루어진 그룹으로부터 선택될 수 있다. 그리고, 반사층은 제1굴절률을 가지는 제1층 및 제2굴절률을 가지는 제2층이 교대로 적층된 구조를 포함할 수 잇다. 이때, 제1 굴절률 및 제2굴절률은 서로 다르며, 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.
제2도전형 반도체층(119) 및 반사 전극층(131) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있다. 이에 따라, 입사되는 광의 임계각이 변화되며, 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
한편, 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역(115-A), 즉 단차가 형성되어 활성층(117) 및 제2 도전형 반도체층(119)이 배치되지 않는 영역 상에는 제1전극(135)이 형성되며, 반사 전극층(131)의 일부 영역 상에는 제2전극(137)이 형성될 수 있다. 그리고, 제1전극(135)에는 제1연결 전극(141)이 연결되며, 제2전극(137)에는 제2연결 전극(143)이 연결될 수 있다. 이때, 제1전극(135)은 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역에 전기적으로 연결된다. 이때, 제1전극(135)은 활성층(117) 및 제2도전형 반도체층(119)의 측면과 이격되며, 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역(115-A) 보다 작은 면적으로 형성될 수 있다.
그리고, 제2전극(137)은 반사 전극층(131)을 통해 제2도전형 반도체층(119)과 전기적으로 접촉될 수 있다. 도시되지 않았으나, 제1전극(135) 및 제2전극(137)은 접착층, 반사층, 확산 방지층 및 본딩층 중 적어도 하나를 더 포함할 수 있다. 여기서, 접착층은 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역(115-A) 상에 오믹 접촉되며, Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있고, 그 두께는 1~1,000Å일 수 있다. 반사층은 접착층 상에 형성되며, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있고, 그 두께는 1~10,000Å일 수 있다. 확산 방지층은 반사층 상에 형성되며, Ni, Mo, W, Ru, Pt, Pd, La, Ta, Ti 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있으며, 그 두께는 1~10,000Å일 수 있다. 그리고, 본딩층은 제1연결 전극(141)과 본딩되는 층이며, Al, Ru, Rh, Pt 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있고, 그 두께는 1~10,000Å일 수 있다.
제2 전극(137)은 제1전극(135)과 동일한 적층 구조 또는 다른 적층 구조로 형성될 수 있다.
제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 전원을 공급하는 리드(lead) 기능과 방열 경로를 제공할 수 있다. 이때, 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 기둥 형상일 수 있다. 이때, 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 Ag, Al, Au, Cr, Co, Cu, Fe, Hf, In, Mo, Ni, Si, Sn, Ta, Ti, W 및 이들의 합금으로부터 선택될 수 있다. 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)은 제1전극(135) 및 제2전극(137)과의 접착력 향상을 위하여 In, Sn, Ni, Cu 및 이들의 선택적인 합금 중 어느 하나로 도금될 수도 있다. 이때 도금두께는 1~100,000Å일 수 있다.
그리고, 제1연결 전극(141) 및 제2연결 전극(143)의 표면에는 도금층이 더 형성될 수도 있으며, 도금층은 Tin 또는 이의 합금, Ni 또는 이의 합금, Tin-Ag-Cu 합금을 포함할 수 있으며, 그 두께는 0.5㎛~10㎛일 수 있다. 이러한 도금층은 다른 본딩층과의 접합을 개선시켜 줄 수 있다.
여기서, 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 상면에는 리드프레임(160)이 본딩될 수 있다. 이때, 리드프레임(160)과 본딩되는 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 접합 면은 100㎛ 이상의 폭을 가질 수 있다. 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 접합 면의 폭이 100㎛ 미만인 경우, 리드프레임(160)과 안정적으로 본딩될 수 없다. 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)과 리드프레임(160)은, 예를 들면 솔더링에 의하여 본딩될 수 있다.
그리고, 제1 연결전극(141)과 제2 연결전극(143) 간의 간격(D)은 80㎛ 이상일 수 있다. 제1 연결전극(141)과 제2 연결전극(143) 간의 간격(D)이 80㎛를 초과하는 경우, 쇼트가 발생할 가능성이 있다.
한편, 반사 전극층(131) 상에는 절연층(133)이 더 배치될 수 있다. 구체적으로, 절연층(133)은 제2도전형 반도체층(119)의 상면, 제2도전형 반도체층(119) 및 활성층(117)의 측면, 제1도전형 반도체층(115)의 일부 영역(115-A)의 상면에 형성될 수 있다. 절연층(133)은 발광 구조물(120)의 상부 영역 중에서 제1전극(135) 및 제2전극(137)을 제외한 영역에 형성되어, 발광 구조물(120)의 상부를 전기적으로 보호한다.
절연층(133)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물 및 황화물 중 적어도 하나를 포함하는 절연물질 또는 절연성 수지일 수 있다. 절연층(133)은, 예를 들어 SiO2, Si3N4, Al2O3 및 TiO2 중에서 선택될 수 있다. 절연층(133)은 발광 구조물(120) 상에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성하는 경우, 발광 구조물(120)의 층간 쇼트를 방지하기 위하여 형성될 수 있다.
절연층(133)은 반사 전극층(131)의 상면에 형성되지 않고, 발광 구조물(120)의 표면에만 형성될 수도 있다.
절연층(133)은 서로 다른 굴절률을 가지고 교대로 배치되는 제1 절연층과 제2 절연층을 포함할 수도 있다.
한편, 지지층(151)은 발광소자(100)를 지지한다. 이를 위하여, 지지층(151)은 발광 구조물(120)의 상부에 형성되며, 제1 전극(135), 제2 전극(137), 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 둘레에 배치된다. 여기서, 지지층(151)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물을 포함한다. 이때, Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물은 지지층(151)의 20 내지 100wt%로 포함될 수 있다. Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물은 지지층(151) 내에서 열 확산제의 역할을 할 수 있다. 그리고, 지지층(151)은 절연성 수지를 더 포함할 수 있다. 지지층(151)이 절연성 수지를 더 포함하면, 지지층(151)의 접착력이 개선될 수 있다. 절연성 수지는, 예를 들면 실리콘 수지 또는 에폭시 수지일 수 있다. 이때, 절연성 수지는 지지층(151)의 60wt% 이하로 포함될 수 있다, 그리고, 지지층(151)이 절연성 수지를 포함하는 경우, 지지층(151)은 유리 섬유를 더 포함할 수도 있다. 지지층(151)이 유리 섬유를 더 포함하면, 열 충격 또는 기계적 충격을 견디면서도 열저항이 우수한 지지층(151)을 얻을 수 있다. 이때, 유리 섬유는 지지층(151)의 70wt% 이하로 포함될 수 있다.
지지층(151)이 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물을 20wt% 미만으로 포함하면, 지지층(151)의 열확산 성능이 낮아질 수 있다. 그리고, 지지층(151)이 절연성 수지를 60wt% 초과하여 포함하면, Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물의 함량이 낮아지므로 열확산 성능이 낮아질 수 있고, 절연성 수지 자체의 열팽창 계수가 높으므로 열충격에 취약해질 수 있다. 그리고, 지지층(151)이 유리섬유를 70wt%를 초과하여 포함하면, Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 및 B로 이루어진 그룹에서 선택된 하나 이상을 포함하는 산화물, 질화물, 불화물 또는 황화물의 함량이 낮아지므로 열확산 성능이 낮아질 수 있고, 유리 섬유로 인한 깨짐이 발생하기 쉽다.
이때, 지지층(151)은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층(1512) 및 제1 지지층(1512) 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층(1514)을 포함한다.
이와 같이, 지지층(151)이 서로 다른 열팽창 계수를 가지는 경우, 발광 구조물(120), 지지층(150), 그리고 리드프레임(160) 간의 열팽창 계수 차로 인한 열충격을 완화시킬 수 있다.
이때, 지지층(151)의 총 두께(H)는 20 내지 400㎛이며, 제1 지지층(1512) 및 제2 지지층(1514)의 각 두께는 10 내지 390㎛일 수 있다. 여기서, 지지층(151)의 총 두께(H)는 제2 도전형 반도체층(119)의 상부에 형성된 지지층의 총 두께를 의미한다. 지지층(151)의 두께가 20㎛ 미만인 경우, 적층되는 각 지지층의 두께가 10㎛ 미만일 수 있으므로, 강도가 낮아져 발광소자(100)를 지지하기 어려워진다. 그리고, 지지층(151)의 두께가 400㎛를 초과하는 경우, 발광소자(100)의 두께가 두꺼워지므로, 슬림화 추세에 반하게 된다.
여기서, 제1 지지층(1512)의 두께는 제2 지지층(1514)의 두께보다 크게 형성될 수 있다. 제1 지지층(1512)의 두께가 제2 지지층(1514)의 두께보다 크게 형성되면, 발광소자(100)를 지지하는 효과가 높아질 수 있다.
한편, 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수는 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창계수보다 크게 형성될 수 있다. 일반적으로, 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)이 본딩되는 리드프레임(160)은 발광 구조물(120) 및 기판(111)에 비하여 열팽창 계수가 높다. 따라서, 리드프레임(160)과 가까이 배치되는 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수가 기판(111)과 가까이 배치되는 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수보다 높을 경우, 기판(111), 제1 지지층(1512), 제2 지지층(1514) 및 리드프레임(160)의 순으로 열팽창 계수가 점진적으로 증가하므로, 열팽창 계수의 급격한 차이로 인한 계면의 분리를 방지할 수 있다.
구체적으로, 기판(111)의 열팽창 계수와 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있고, 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수와 리드프레임(160)의 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있다. 기판(111)의 열팽창 계수와 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수 간의 차가 0.1ppm/℃미만인 경우, 상대적으로 리드프레임과 제2 지지층 간의 열팽창 계수 차가 커지므로, 리드프레임 측의 열충격에 따른 신뢰도가 낮아질 수 있다. 그리고, 기판(111)의 열팽창 계수와 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수 간의 차가 5ppm/℃을 초과하는 경우, 제1 지지층(1512)이 기판(111) 및 발광 구조물(120)을 지지할 수 있는 성능이 낮아질 수 있으며, 기판 측의 열충격에 따른 신뢰도가 낮아질 수 있다. 이와 마찬가지로, 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수와 리드프레임의 열팽창 계수 간의 차가 0.1ppm/℃미만인 경우, 상대적으로 기판과 제1 지지층 간의 열팽창 계수 차가 커지므로, 기판 측의 열충격에 따른 신뢰도가 낮아질 수 있다. 그리고, 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수와 리드프레임의 열팽창 계수 간의 차가 5ppm/℃을 초과하는 경우, 제2 지지층(1514)이 제1 연결전극(141), 제2 연결전극(143) 및 리드프레임을 지지할 수 있는 성능이 낮아질 수 있으며, 리드프레읾 측의 열충격에 따른 신뢰도가 낮아질 수 있다.
이때, 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수와 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃일 수 있다. 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수와 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수 간의 차가 0.1ppm/℃ 미만인 경우, 기판(111)과 리드프레임(160) 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 불량 문제가 발생할 수 있으며, 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수와 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수 간의 차가 10ppm/℃을 초과하는 경우, 제1 지지층(1512)과 제2 지지층(1514) 간의 계면이 분리될 수 있다.
예를 들어, 기판(111)의 열팽창 계수는 약 5ppm/℃이고, 리드프레임(160)의 열팽창 계수는 약 20ppm/℃인 경우, 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수는 약 5 내지 10ppm/℃이고, 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수는 약 10 내지 20ppm/℃일 수 있다.
이때, 제1 지지층(1512)은 제1 전극(135)과 제1 연결전극(141) 간의 경계면 및 제2 전극(137)과 제2 연결전극(143) 간의 경계면을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 지지층(1512)은 기판(111), 제1 반도체층(113) 및 발광 구조물(120)을 지지하며, 이에 대한 열충격을 보호할 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 기판(111) 상에 제1 반도체층(113)이 배치되고, 제1 반도체층(113) 상에 발광 구조물(120)이 배치되며, 발광 구조물(120) 상에 제1 전극(135) 및 제2전극(137)이 배치되는 것으로 설명하고 있으나, 이는 기판(110), 제1 반도체층(113), 발광 구조물(120) 및 제1 전극(135)/제2전극(137)이 순차적으로 적층되어 있는 것을 의미할 뿐이며, 상부 또는 하부를 제한하는 것이 아니다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 4는 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 도 1 내지 2와 중복된 내용은 설명을 생략한다.
도 3 내지 4를 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(111), 제1반도체층(113), 제1도전형 반도체층(115), 활성층(117), 제2도전형 반도체층(119), 반사 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143) 및 지지층(151)을 포함한다.
지지층(151)은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층(1512) 및 제1 지지층(1512) 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층(1514)을 포함한다.
이때, 제1 연결전극(141)의 측면(S11) 및 제2 연결전극(143)의 측면(S31)의 적어도 일부가 노출될 수 있다. 이를 위하여, 제2 지지층(1514)은 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143) 사이의 영역에만 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 측면 중 일부 및 상면에 솔더링이 가능해 지므로, 본딩 면적이 증가하며, 접합 특성 및 방열 특성이 향상될 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 6은 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 도 1 내지 2와 중복된 내용은 설명을 생략한다.
도 5 내지 6을 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(111), 제1반도체층(113), 제1도전형 반도체층(115), 활성층(117), 제2도전형 반도체층(119), 반사 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143) 및 지지층(151)을 포함한다.
지지층(151)은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층(1512) 및 제1 지지층(1512) 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층(1514)을 포함한다.
이때, 지지층(151) 중 제2 지지층(1514)은 제1 연결전극(141)의 측면(S12) 및 제2 연결전극(143)의 측면(S32)으로부터 이격되어 배치될 수 있다. 즉, 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 상면 및 측면이 노출될 수 있다. 이에 따라, 도 1 내지 4의 실시예에 비하여 솔더링을 위한 본딩 면적이 넓어지므로, 접합 특성 및 방열 특성이 더욱 향상될 수 있다.
이때, 제2 지지층(1514)과 제1 연결전극(141) 또는 제2 연결전극(143)의 측면(S12, S32) 간의 간격(d1)은 제1 연결전극(141) 또는 제2 연결전극(143)의 다른 측면(S11, S31) 과 발광소자(100)의 외곽 간의 거리(d2) 이하일 수 있다. 제2 지지층(1514)과 제1 연결전극(141) 또는 제2 연결전극(143)의 측면(S12, S32) 간의 간격(d1)이 제1 연결전극(141) 또는 제2 연결전극(143)의 다른 측면(S11, S31) 과 발광소자(100)의 외곽 간의 거리(d2)를 초과할 경우, 제1 연결전극(141) 및 제2 연결전극(143)의 솔더링이 서로 만나게 되어 쇼트성 불량이 발생할 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타내는 단면도이고, 도 8은 리드프레임 상에 본딩된 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 도 1 내지 2와 중복된 내용은 설명을 생략한다.
도 7 내지 8을 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(111), 제1반도체층(113), 제1도전형 반도체층(115), 활성층(117), 제2도전형 반도체층(119), 반사 전극층(131), 절연층(133), 제1전극(135), 제2전극(137), 제1연결 전극(141), 제2연결 전극(143) 및 지지층(151)을 포함한다.
지지층(151)은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층(1512), 제1 지지층(1512) 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층(1514) 및 제2 지지층(1514) 상에 배치되며 제3 열팽창 계수를 가지는 제3 지지층(1516)을 포함한다. 이때, 제1 지지층(1512), 제2 지지층(1514) 및 제3 지지층(1516)의 순으로 두께가 작아질 수 있다. 즉, 기판(111)에 가까이 배치되는 지지층일수록 발광소자(100)을 지지하기 위한 힘이 필요하므로, 더 두껍게 형성될 수 있다. 그리고, 제1 열팽창 계수, 제2 열팽창 계수 및 제3 열팽창 계수의 순으로 열팽창 계수가 커질 수 있다. 이는 기판에 비하여 리드프레임의 열팽창 계수가 더 크기 때문이다.
설명의 편의를 위하여, 총 3개의 지지층이 연결된 것을 예로 들어 설명하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 적층되는 지지층의 수는 3 이상일 수 있다. 기판과 리드프레임 간의 열팽창 계수 차가 클수록 더 많은 지지층을 적층할 수 있다.
이때, 기판(111)의 열팽창 계수와 최하부 지지층, 예를 들어 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있고, 최상부 지지층, 예를 들어 제3 지지층(1516)의 제3 열팽창 계수와 리드프레임(160)의 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃일 수 있다. 다만, 각 지지층 간의 열팽창 계수의 차, 예를 들어 제1 지지층(1512)의 제1 열팽창 계수와 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수 간의 차 또는 제2 지지층(1514)의 제2 열팽창 계수와 제3 지지층(1516)의 제3 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃일 수 있다.
지지층 간 열팽창 계수의 차가 0.1ppm/℃ 미만인 경우, 기판(111)과 리드프레임(160) 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 불량 문제를 해소할 수 없으며, 지지층 간 열팽창 계수의 차가 10ppm/℃을 초과하는 경우, 지지층 간의 계면이 분리될 수 있다.
도 9는 발광 구조물 및 지지층 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 뒤틀림(warpage)를 실험한 그래프이다. 발광 구조물의 열팽창 계수(CTE(Coefficient of Thermal Expansion), ppm/℃)가 5인 경우, 열팽창계수가 5, 10, 20, 40, 100인 단일 지지층에 대하여 온도 별 접합 뒤틀림을 측정하였다.
도 9를 참조하면, 발광 구조물과 큰 차이를 가지지 않는 열팽창 계수를 가지는 지지층, 예를 들어 5 또는 10 ppm/℃의 열팽창 계수를 가지는 지지층을 사용한 경우, 전체 온도에 대하여 발광 구조물과 지지층 간의 접합 뒤틀림이 크지 않았음을 알 수 있다. 이에 반해, 20 ppm/℃ 이상의 열팽창 계수를 가지는 지지층을 사용한 경우, 접합 뒤틀림이 크게 나타남을 알 수 있다. 특히, 접합을 위한 열처리 온도인 260℃ 부근 또는 상온 근처에서 접합 뒤틀림이 극대화됨을 알 수 있다.
도 10은 발광 구조물, 지지층 및 리드프레임 간의 열팽창 계수 차에 따른 접합 뒤틀림(warpage)를 실험한 그래프이다. 발광 구조물의 열팽창 계수(CTE(Coefficient of Thermal Expansion), ppm/℃)가 5이고, 리드프레임의 열팽창 계수가 15이며, 두 개의 지지층이 적층되어 있고, 적층된 두 개의 지지층의 열팽창 계수가 7/7인 경우, 7/12인 경우, 12/7인 경우 및 12/12인 경우에 대하여 각각 온도 별 접합 뒤틀림을 측정하였다.
도 10을 참조하면, 두 개의 지지층이 동일한 열팽창 계수를 가지거나, 발광 구조물 측의 지지층이 리드프레임 측의 지지층보다 큰 열팽창 계수를 가지는 경우, 접합을 위한 열처리 온도인 220℃ 이상 또는 상온 근처에서 발광 구조물, 지지층 및 리드프레임 간의 접합 뒤틀림이 극대화됨을 알 수 있다. 이에 반해, 본 발명의 실시예와 같이, 두 개의 지지층이 서로 다른 열팽창 계수를 가지며, 발광 구조물 측의 지지층이 리드프레임 측의 지지층보다 작은 열팽창 계수를 가지는 경우, 전체 온도에서 접합 뒤틀림이 낮게 나타남을 알 수 있다.
도 11은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 11을 참조하면, 발광 소자 패키지(200)는 몸체부(211), 몸체부(211)에 설치된 제1리드 전극(161) 및 제2리드 전극(163), 몰딩 부재(219) 및 발광소자(100)를 포함한다.
몸체부(211)는 폴리머 수지 또는 플라스틱 수지로부터 사출 성형되거나, 단층 또는 다층의 기판 적층 구조로 형성될 수 있다. 몸체부(211)는 상부가 개방된 캐비티(212)를 포함하며, 캐비티(212)의 둘레면은 경사지거나 캐비티(212)의 바닥면에 대해 수직하게 형성될 수 있다.
캐비티(212)에는 제1리드 전극(161) 및 제2리드 전극(163)이 배치되며, 제1리드 전극(161) 및 제2리드 전극(163)은 서로 이격된다. 본 명세서에서 제1 리드 전극(161) 및 제2 리드 전극(163)을 리드프레임(160)이라 통칭할 수 있다.
제1리드 전극(161) 및 제2리드 전극(163) 위에 발광 소자(100)가 플립 방식으로 본딩된다. 즉, 발광소자(100)의 제1연결 전극(141)은 제1리드 전극(161)에 본딩되며, 제2연결 전극(143)은 제2리드 전극(163)에 본딩된다.
한편, 캐비티(212) 내에는 몰딩 부재(219)가 형성되며, 몰딩 부재(219)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지 재질로 형성될 수 있으며, 형광체를 포함할 수 있다.
발광소자(100)의 내부에서 발생된 광은 발광 소자(100)의 상면 및 측면을 통해 추출되며, 추출된 광은 몰딩 부재(219)를 통하여 외부로 방출될 수 있다.
설명의 편의를 위하여, 발광 소자 패키지(200)가 하나의 발광소자(100)를 포함하는 것으로 예시하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광소자 패키지(200) 상에 복수의 발광소자가 탑재될 수도 있다.
본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지는 각종 조명 장치, 디스플레이 장치의 백라이트 유닛(Back Light Unit, BLU), UHD(Ultra High Definition) TV, 랩탑(laptop) 컴퓨터, 태블릿 PC, 카메라, 휴대 단말 등에 다양하게 적용될 수 있다.
도 12는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 조명 장치(1200)는 발광 모듈(1210), 케이스(1220) 및 연결 단자(1230)를 포함한다.
발광 모듈(1210)은 케이스(1220)에 수용된다. 그리고, 연결 단자(1230)는 케이스(1220)에 연결되며, 외부 전원(미도시)을 발광 모듈(1210)에 공급한다. 연결 단자(1230)는 소켓 방식으로 외부 전원에 연결되는 것으로 예시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 모듈(1210)은 기판(1212) 및 적어도 하나의 발광소자 패키지(1214)를 포함하며, 적어도 하나의 발광소자 패키지(1214)는 기판(1212) 상에 탑재된다. 발광소자 패키지(1214)는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지일 수 있다. 도시되지 않았으나, 조명 장치(1200)는 케이스(1220) 내에 수용되며, 발광 모듈(1210)과 연결되는 히트 싱크를 더 포함할 수 있다.
도 13은 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 백라이트 유닛(1300)은 도광판(1310), 발광 모듈(1320), 반사 부재(1330) 및 바텀 커버(1340)를 포함한다.
도광판(1310)은 빛을 확산시켜 면광원화한다. 발광 모듈(1320)은 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원이며, 도광판(1310)으로 빛을 제공한다. 발광 모듈(1320)은 기판(1322) 및 적어도 하나의 발광소자 패키지(1324)를 포함하며, 발광소자 패키지(1324)는 기판(1322) 상에 탑재될 수 있다. 발광소자 패키지(1324)는 본 발명의 한 실시예에 따른 발광소자 패키지일 수 있다.
반사 부재(1330)는 도광판(1310)의 아래에 형성되며, 도광판(1310)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다.
바텀 커버(1340)는 도광판(1310), 발광 모듈(1320) 및 반사 부재(1330)를 수집한다. 이를 위하여, 바텀 커버(1340)는 상면이 개구된 박스 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
100: 발광소자
111: 기판
120: 발광 구조물
151: 지지층

Claims (15)

  1. 기판,
    상기 기판 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물,
    상기 발광 구조물 상에 배치된 제1 전극,
    상기 제1 전극 상에 배치된 제1 연결전극,
    상기 발광 구조물 상에 배치된 제2 전극,
    상기 제2 전극 상에 배치된 제2 연결전극, 그리고
    상기 제1 전극, 상기 제1 연결전극, 상기 제2 전극 및 상기 제2 연결전극의 둘레에 배치되는 지지층을 포함하며,
    상기 지지층은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층, 그리고 상기 제1 지지층 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층을 포함하는 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 열팽창 계수가 상기 제1 열팽창 계수보다 큰 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃인 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 기판의 열팽창 계수와 상기 제1 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃인 발광소자.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 열팽창 계수와 상기 제1 연결전극 및 상기 제2 연결전극에 본딩되는 리드프레임의 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 5ppm/℃인 발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지층은 상기 제1 전극과 상기 제1 연결전극 간의 경계면 및 상기 제2 전극과 상기 제2 연결전극 간의 경계면 중 적어도 하나의 둘레에 배치되는 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 지지층의 두께는 상기 제2 지지층의 두께보다 큰 발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 연결전극의 측면 및 상기 제2 연결전극의 측면의 적어도 일부가 노출되는 발광소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2 지지층은 상기 제1 연결전극 및 상기 제2 연결전극 사이의 영역에만 배치되는 발광소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제2 지지층은 상기 제1 연결전극의 측면 및 상기 제2 연결전극의 측면으로부터 이격되어 배치되는 발광소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 지지층은 상기 제2 지지층 상에 배치되며, 제3 열팽창 계수를 가지는 제3 지지층을 더 포함하는 발광소자.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 열팽창 계수, 상기 제2 열팽창 계수 및 상기 제3 열팽창 계수의 순으로 열팽창 계수가 커지는 발광소자.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 열팽창 계수와 상기 제2 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃이고, 상기 제2 열팽창 계수와 상기 제3 열팽창 계수 간의 차는 0.1 내지 10ppm/℃인 발광소자.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 제1 지지층, 상기 제2 지지층 및 상기 제3 지지층의 순으로 두께가 작아지는 발광소자.
  15. 리드프레임,
    상기 리드프레임에 탑재되는 발광소자, 그리고
    상기 발광소자를 포위하는 몰딩 부재를 포함하며,
    상기 발광소자는
    기판,
    상기 기판 상에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물,
    상기 발광 구조물 상에 배치된 제1 전극,
    상기 제1 전극 상에 배치된 제1 연결전극,
    상기 발광 구조물 상에 배치된 제2 전극,
    상기 제2 전극 상에 배치된 제2 연결전극, 그리고
    상기 제1 전극, 상기 제1 연결전극, 상기 제2 전극 및 상기 제2 연결전극의 둘레에 배치되는 지지층을 포함하며,
    상기 지지층은 제1 열팽창 계수를 가지는 제1 지지층, 그리고 상기 제1 지지층 상에 배치되며 제2 열팽창 계수를 가지는 제2 지지층을 포함하는 발광소자 패키지.
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