KR20170048017A - 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 광속이 향상된 발광 소자 패키지에 관한 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자; 상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층; 상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 세 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 한 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및 상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴을 포함한다.
Description
본 발명 실시 예는 광속이 향상된 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층으로 구성된 발광 구조물의 일 측에 제 1 전극과 제 2 전극이 배치된 구조일 수 있다. 그런데, 발광 다이오드의 제 1, 제 2 전극이 와이어(wire)를 통해 제 1, 제 2 리드 프레임에 각각 연결된 수평형(lateral) 구조의 발광 소자를 백라이트 유닛의 광원으로 사용하는 경우, 와이어에 의해 백라이트 유닛의 소형화가 어려우며, 방열에도 취약하다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 반사 패턴을 통해 광 방출면을 용이하게 조절하고, 광속이 향상된 발광 소자 패키지를 제공하는 데 있다.
본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자; 상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층; 상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 세 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 한 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및 상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴을 포함한다.
또한, 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자; 상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층; 상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 한 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 세 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및 상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴을 포함한다.
또한, 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자; 상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층; 상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 세 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 한 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및 상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자와 중첩되도록 상기 제 1 반사 패턴의 상부면에 배치된 제 2 반사 패턴을 포함한다.
또한, 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자 패키지는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자; 상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층; 상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 한 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 세 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및 상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자와 중첩되도록 상기 제 1 반사 패턴의 상부면에 배치된 제 2 반사 패턴을 포함한다.
본 발명의 발광 소자 패키지는 발광 소자를 감싸는 반사 패턴을 이용하여 발광 소자의 광 방출면을 용이하게 조절하고, 광속을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지를 백라이트 유닛의 광원으로 이용하는 경우, 도광판으로 입사되는 광속이 향상되며, 동시에 광원의 소형화가 가능하다.
도 1a는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1d 및 도 1e는 본 발명 제 1 실시 예의 제 2 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 2d 내지 도 2g는 본 발명 제 2 실시 예의 제 2 반사 패턴 및 제 3 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명 제 3 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 4a는 본 발명 제 4 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5a는 본 발명 제 5 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 6a는 본 발명 제 6 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 7a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 제 2 절연층과 제 2 반사 패턴이 활성층을 사이에 두고 배치된 구조를 도시한 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 발광 소자 패키지를 적용한 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1d 및 도 1e는 본 발명 제 1 실시 예의 제 2 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 2a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 2c는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 2d 내지 도 2g는 본 발명 제 2 실시 예의 제 2 반사 패턴 및 제 3 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 3a는 본 발명 제 3 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 4a는 본 발명 제 4 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5a는 본 발명 제 5 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 5b는 도 5a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 5c는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 6a는 본 발명 제 6 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다.
도 6b는 도 6a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 6c는 도 6a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 7a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 7b는 도 7a의 제 2 절연층과 제 2 반사 패턴이 활성층을 사이에 두고 배치된 구조를 도시한 단면도이다.
도 8a는 본 발명의 발광 소자 패키지를 적용한 백라이트 유닛의 사시도이다.
도 8b는 도 8a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 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.
제 1, 제 2 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 실시 예를 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 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 발광 소자 패키지를 상세히 설명하면 다음과 같다.
* 제 1 실시 예 *
도 1a는 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다. 그리고, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 1c는 도 1a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 1a, 도 1b 및 도 1c와 같이, 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자(10), 발광 소자(10)의 네 측면을 커버하는 파장 변환층(110), 발광 소자(10)의 상부면과 발광 소자(10)의 세 측면을 커버하여, 발광 소자(10)의 광 방출면인 나머지 한 측면의 파장 변환층(110)을 노출시키는 제 1 반사 패턴(105) 및 제 1 반사 패턴(105)과 발광 소자(10) 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴(115)을 포함한다. 상기와 같은 발광 소자 패키지(100)는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package; CSP)일 수 있다.
발광 소자(10)는 자외선 파장대의 광 또는 청색 파장대의 광을 방출할 수 있다. 발광 소자(10)는 하부면에 제 1, 제 2 전극(미도시) 및 제 1, 제 2 전극 패드가 배치된 플립 칩일 수 있으며, 발광 소자(10)의 구조에 대해서는 후술한다.
발광 소자(10)의 상부면에 배치된 제 2 반사 패턴(115)은 발광 소자(10)의 상부면으로 진행하는 광을 반사시켜 발광 소자(10)의 광 방출면으로 방출되는 광량을 증가시키기 위한 것이다. 제 2 반사 패턴(115)은 분산 브래그 반사층(Distributed Bragg Reflector Layer; DBR)으로 구성될 수 있다. 이 때, 제 2 반사 패턴(115)의 두께는 2㎛ 내지 3㎛일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
DBR층은 굴절률이 다른 두가지 물질을 교대로 쌓은 구조로 이루어질 수 있다. DBR층은 고 굴절률을 갖는 제 1 층과 저 굴절률을 갖는 제 2 층이 반복되어 형성될 수 있다. 제 1 층과 제 2 층은 모두 유전체일 수 있으며, 제 1 층과 제 2 층의 고 굴절률과 저 굴절률은 상대적인 굴절률일 수 있다. 발광 소자(10)에서 방출되는 광 중 DBR층으로 진행하는 광은 제 1 층과 제 2 층의 굴절률 차이에 의해 DBR층을 통과하지 못하고 다시 발광 소자(10) 방향으로 반사될 수 있다.
파장 변환층(110)은 발광 소자(10)의 네 측면 및 제 2 반사 패턴(115)이 배치된 발광 소자(10)의 상부면을 감싸도록 형성될 수 있다. 파장 변환층(110)은 파장 변환 입자가 분산된 고분자 수지로 형성될 수 있다. 이 때, 고분자 수지는 광 투과성 에폭시 수지, 실리콘 수지, 폴리이미드 수지, 요소 수지, 및 아크릴 수지 중 선택된 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 고분자 수지는 실리콘 수지일 수 있다.
파장 변환 입자는 발광 소자(10)에서 방출된 광을 흡수하여 백색광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 파장 변환 입자는 형광체, QD(Quantum Dot) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 이하에서는 파장 변환 입자를 형광체로 설명한다.
형광체는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 어느 하나의 형광 물질이 포함될 수 있으나, 실시 예는 형광체의 종류에 제한되지 않는다.
YAG 및 TAG계 형광 물질은 (Y, Tb, Lu, Sc, La, Gd, Sm)3(Al, Ga, In, Si, Fe)5(O, S)12:Ce 중에서 선택될 수 있으며, Silicate계 형광 물질은 (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4:(Eu, F, Cl) 중에서 선택 사용 가능하다. 또한, Sulfide계 형광 물질은 (Ca,Sr)S:Eu, (Sr,Ca,Ba)(Al,Ga)2S4:Eu 중 선택 가능하며, Nitride계 형광체는 (Sr, Ca, Si, Al, O)N:Eu (예, CaAlSiN4:Eu β-SiAlON:Eu) 또는 Ca-αSiAlON:Eu계인 (Cax,My)(Si,Al)12(O,N)16일 수 있다. 이 때, M은 Eu, Tb, Yb 또는 Er 중 적어도 하나의 물질이며 0.05<(x+y)<0.3, 0.02<x<0.27 and 0.03<y<0.3을 만족하는 형광체 성분 중에서 선택될 수 있다. 적색 형광체는 N(예, CaAlSiN3:Eu)을 포함하는 질화물(Nitride)계 형광체거나 KSF(K2SiF6) 형광체일 수 있다.
상기와 같은 파장 변환층(110)은 발광 소자(10)의 측면을 감싸도록 배치되며, 파장 변환층(110)의 폭(w1)을 조절하여 발광 소자(10)에서 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. 파장 변환층(110)의 폭(w1)은 70㎛ 내지 300㎛일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 파장 변환층(110)의 폭(w1)이 70㎛ 내지 300㎛인 경우, 발광 소자(10)에서 방출되는 광은 140° 내지 160°를 가질 수 있다. 이 때, 파장 변환층(110)의 폭(w1)이 좁을수록 지향각이 커진다.
제 1 반사 패턴(105)은 발광 소자(10)의 네 측면 중 광 방출면인 일 측면만을 노출시키도록 발광 소자(10)를 감싸는 구조이다. 제 1 반사 패턴(105)은 발광 소자(10)에서 방출되는 광을 반사시켜 발광 소자(10)에서 방출되는 광의 방향을 조절하기 위한 것이다. 즉, 발광 소자(10)의 광 방출면은 제 1 반사 패턴(105)이 형성되지 않는 일 측면으로, 광 방출면을 통해 대부분의 광이 방출될 수 있다.
제 1 반사 패턴(105)은 페닐 실리콘(Phenyl Silicone), 메틸 실리콘(Methyl Silicone) 과 같은 백색 실리콘(White Silicone)을 포함할 수 있으며, 반사율을 향상시키기 위해 반사 입자를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제 1 반사 패턴(105)은 TiO2가 분산된 글래스일 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다.
그런데, 제 1 반사 패턴(105)의 두께(d2)가 너무 두꺼우면 발광 소자 패키지(100)의 소형화가 어렵다. 따라서, 본 발명 실시 예는 발광 소자 패키지(100)의 소형화를 위해, 제 1 반사 패턴(105)의 두께(d2)를 100㎛ 이하로 형성한다. 그러나, 두께(d2)가 너무 얇으면 제 1 반사 패턴(105)이 충분한 반사 기능을 갖지 못하여, 발광 소자(10)에서 발생한 광이 제 1 반사 패턴(105)을 통과하여 발광 소자 패키지(100)의 상부면으로 방출될 수 있다.
더욱이, 제 1 반사 패턴(105)의 폭(w2)이 너무 좁으면 발광 소자 패키지(100)의 측면을 통해 방출되는 광이 증가하여 발광 소자 패키지(100)의 측면에서 광이 방출되며, 동시에 발광 소자 패키지(100)의 상부면으로도 광이 확산되어 발광 소자 패키지(100)의 지향각이 커진다. 반대로, 제 1 반사 패턴(105)의 폭(w2)이 너무 넓으면 발광 소자 패키지(100)의 측면을 통해 광이 방출되지 못하고, 발광 소자(10)의 광 방출면을 통해 방출되는 광이 증가하여 발광 소자 패키지(100)의 지향각이 좁아진다.
따라서, 본 발명 실시 예의 제 1 반사 패턴(105)의 두께(d2) 및 제 1 반사 패턴(105)의 폭(w2)은 70㎛ 내지 100㎛일 수 있다. 그러나, 두께(d2) 및 폭(w2)을 이에 한정하지 않는다.
그리고, 제 2 반사 패턴(115)은 발광 소자 패키지(100)의 소형화를 위해 제 1 반사 패턴(105)의 두께(d2)를 얇게 형성할 때, 통해 발광 소자 패키지(100)의 상부면을 통해 방출될 수도 있는 광을 발광 소자(10)의 광 방출면으로 진행시킨다. 따라서, 제 2 반사 패턴(115)에 의해 대부분의 광이 발광 소자(10)의 측면을 통해 방출되므로, 발광 소자(10)의 상부면에는 파장 변환층(110)이 형성되지 않아도 무방하다. 따라서, 발광 소자(10)의 상부면에 배치되는 파장 변환층(110)의 두께(d1)는 0 내지 80㎛일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
상기와 같은 본 발명 제 1 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(10) 상에 배치된 제 2 반사 패턴(115)과 발광 소자(10)의 광 방출면인 일 측면만을 노출시키는 제 1 반사 패턴(105)을 포함하여 이루어져, 제 1 반사 패턴(105)에 의해 노출된 발광 소자(10)의 일 측면을 통해서 방출되는 광량을 증가시킬 수 있다.
특히, 광 방출면으로 방출되는 광량을 효율적으로 증가시키기 위해, 제 2 반사 패턴(115)을 광 방출면을 제외한 발광 소자(10)의 나머지 측면에도 형성할 수 있다.
도 1d 및 도 1e는 본 발명 제 1 실시 예의 제 2 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 1d와 같이, 제 2 반사 패턴(115)은 발광 소자(10)의 광 방출면과 인접한 양 측면에 형성되거나, 도 1e와 같이, 광 방출면과 대향하는 발광 소자(10)의 타 측면에 형성될 수 있다. 도시하지는 않았으나, 제 2 반사 패턴(115)은 발광 소자(10)의 광 방출면만 노출시키도록 상술한 양 측면과 타 측면에 모두 형성될 수 있다.
* 제 2 실시 예 *
도 2a는 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다. 그리고, 도 2b는 도 2a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 2c는 도 2a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(10)와 제 1 반사 패턴(105) 사이에 배치되는 제 3 반사 패턴(120)을 더 포함한다.
구체적으로, 도 2a, 도 2b 및 도 2c와 같이, 본 발명 제 2 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(10)의 상부면에 제 3, 제 2 반사 패턴(120, 115)이 차례로 배치될 수 있다. 이 때, 제 3 반사 패턴(120)은 Ag, Al 등과 같이 반사율이 우수한 금속을 포함할 수 있으며, TiO2, Al2O3및 ZrO2 등과 같은 금속 산화물을 포함할 수 있다.
제 2 실시 예의 발광 소자 패키지는 발광 소자(10)의 상부면으로 진행하는 광이 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)에 의해 발광 소자(10)의 광 방출면인 일 측면으로 용이하게 반사될 수 있으며, 제 2 반사 패턴(115)만 포함하는 제 1 실시 예에 비해 반사율이 효율적으로 향상될 수 있다.
특히, 광 방출면으로 방출되는 광량을 효율적으로 증가시키기 위해, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)을 광 방출면을 제외한 발광 소자(10)의 나머지 측면에도 더 형성할 수 있다.
도 2d 내지 도 2g는 본 발명 제 2 실시 예의 제 2 반사 패턴 및 제 3 반사 패턴의 다른 구조를 도시한 단면도이다.
도 2d 및 도 2e와 같이, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120) 중 선택된 하나의 반사 패턴이 광 방출면과 인접한 발광 소자(10)의 양 측면에도 형성되거나, 도 2f와 같이, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)이 모두 광 방출면과 인접한 발광 소자(10)의 양 측면에 형성될 수 있다. 또한, 도 2g와 같이, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)이 모두 광 방출면과 대향하는 발광 소자(10)의 타 측면에 형성될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120) 중 선택된 하나의 반사 패턴만 발광 소자(10)의 타 측면에 형성될 수도 있으며, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)은 발광 소자(10)의 광 방출면만 노출시키도록 상술한 양 측면과 타 측면에 모두 형성될 수 있다.
도면에서는 제 3 반사 패턴(120)이 발광 소자(10)와 제 2 반사 패턴(115) 사이에 배치되는 것을 도시하였으나, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)의 적층 순서는 이에 한정하지 않고, 용이하게 변경 가능하다.
상기와 같은 본 발명의 제 1, 제 2 실시 예는 발광 소자(10)의 일 측면에서만 광이 방출되므로, 광 방출면에서 방출되는 광속이 향상될 수 있다.
* 제 3 실시 예 *
도 3a는 본 발명 제 3 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이며, 도 3b는 도 3a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b와 같이, 본 발명 제 3 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자(10), 발광 소자(10)의 네 측면을 커버하는 파장 변환층(110), 발광 소자(10)의 상부면과 발광 소자(10)의 한 측면을 커버하여, 발광 소자(10)의 광 방출면인 나머지 세 측면의 파장 변환층(110)을 노출시키는 제 1 반사 패턴(115) 및 제 1 반사 패턴(115)과 발광 소자(10) 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴(105)을 포함한다. 따라서, 발광 소자(10)는 제 1 반사 패턴(115)이 커버하지 않은 세 측면에서 광을 방출할 수 있다.
이 때, 제 2 반사 패턴(115)은 상술한 제 1 실시 예와 같이 광 방출면과 대향하는 발광 소자(10)의 타 측면에도 형성될 수 있으며, 광 방출을 위해, 발광 소자(10)의 광 방출면인 세 측면에는 형성되지 않는다.
* 제 4 실시 예 *
도 4a는 본 발명 제 4 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이며, 도 4b는 도 4a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 4a 및 도 4b와 같이, 발광 소자(10)의 상부면에 제 3, 제 2 반사 패턴(120, 115)이 차례로 배치될 수 있다. 이 때, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)은 발광 소자(10)의 측면 광 방출을 위해, 발광 소자(10)의 상부면에만 배치되는 것이 바람직하며, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)의 적층 순서는 변경 가능하다.
상기와 같은 본 발명의 제 3, 제 4 실시 예는 발광 소자(10)의 세 측면에서 광이 방출되도록 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)이 발광 소자(10)의 광 방출면인 세 측면에는 형성되지 않는다. 또한, 도 1e 및 도 2g와 같이, 제 2, 제 3 반사 패턴(115, 120)이 광 방출면과 대향하는 발광 소자(10)의 타 측면에도 선택적으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(10)를 감싸는 제 1, 제 2 및 제 3 반사 패턴(105, 115, 120)을 이용하여 발광 소자(10)의 광 방출면을 용이하게 조절할 수 있다. 또한, 제 1, 제 2 및 제 3 반사 패턴(105, 115, 120)에 의해 발광 소자(10)의 광 방출면을 통해 방출되는 광의 광속이 향상된다.
특히, 본 발명의 제 3 실시 예 및 제 4 실시 예는 발광 소자(10)의 세 측면에서 광이 방출되므로, 제 1, 제 2 실시 예와 같이 발광 소자(10)의 일 측면에서 광이 방출될 때보다 광속이 약 15%이상 증가할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(10)의 일 측면이 광 방출면인 경우 발광 소자 패키지(100)가 5루멘(lm)의 광속을 방출하나, 제 3, 제 4 실시 예와 같이 발광 소자(10)의 세 측면이 광 방출면인 경우 발광 소자 패키지(100)가 6.5루멘(lm)의 광속을 방출할 수 있다.
제 3 실시 예 및 제 4 실시 예의 발광 소자 패키지(100)를 백라이트 유닛의 광원으로 이용하는 경우, 발광 소자 패키지(100)를 배열할 때, 인접한 발광 소자 패키지(100)의 피치(pitch)가 증가되어 백라이트 유닛의 광원 수를 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있다.
또한, 상기와 같이, 발광 소자 패키지(100)가 세 측면에서 광을 방출하는 경우, 발광 소자(10)에서 발생한 광이 제 2 반사 패턴(115)에 의해 반사되어 세 측면으로 진행하므로, 제 1, 제 2 실시 예와 같이 일 측면에서 광을 방출하는 경우보다 발광 소자 패키지의 광속이 향상된다.
특히, 제 2 반사 패턴(115)의 형성 위치는 파장 변환층(110)과 발광 소자(10) 사이에만 국한되지 않고 광 방출 차단을 위한 어떤 위치에도 형성될 수 있다.
* 제 5 실시 예 *
도 5a는 본 발명 제 5 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다. 그리고, 도 5b는 도 5a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 5c는 도 5a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 5a, 도 5b 및 도 5c와 같이, 제 2 반사 패턴(115)은 제 1 반사 패턴(105)과 파장 변환층(110) 사이에 배치될 수 있으며, 도면에서는 제 2 반사 패턴(115)이 발광 소자(10)의 상부면과 중첩되는 영역에서 제 1 반사 패턴(105)과 파장 변환층(110) 사이에 배치되는 것을 도시하였다.
또한, 제 2 반사 패턴(115)은 발광 소자(10)의 광 방출면을 제외한 세 측면과 중첩되는 영역에서 제 1 반사 패턴(105)과 파장 변환층(110) 사이에도 배치되어 발광 소자(10)의 세 측면에서 광이 방출되는 것을 용이하게 차단할 수 있다.
* 제 6 실시 예 *
도 6a는 본 발명 제 6 실시 예의 발광 소자 패키지의 사시도이다. 그리고, 도 6b는 도 6a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이며, 도 6c는 도 6a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 6a, 도 6b 및 도 6c와 같이, 제 2 반사 패턴(115)은 제 1 반사 패턴(105)의 상부면에 배치될 수 있다. 도면에서는 제 2 반사 패턴(115)이 제 1 반사 패턴(105)의 상부면을 덮도록 배치된 것을 도시하였으나, 제 2 반사 패턴(115)은 제 1 반사 패턴(105)의 양 측면 및 발광 소자(10)의 광 방출면과 대향하는 제 1 반사 패턴(105)의 타 측면까지 덮도록 형성될 수 있다.
즉, 본 발명의 제 5 실시 예 및 제 6 실시 예와 같이, 제 2 반사 패턴(115)은 광 방출면을 제외한 나머지 측면에서 광이 방출되는 것을 차단하기 위해 형성 위치가 용이하게 변경될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 발광 소자(10)의 세 측면에서 광이 방출되는 경우, 제 2 반사 패턴(115)은 도 3a 및 도 4a의 제 1 반사 패턴(105)과 동일한 구조를 가져 제 1 반사 패턴(105)과 파장 변환층(110) 사이에 배치되거나, 제 1 반사 패턴(105)의 외 측면에 배치될 수 있다.
도 7a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 7a와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자(10)는 기판(11)에 배치되는 제 1 반도체층(12), 활성층(13) 및 제 2 반도체층(14)을 포함하는 발광 구조물, 제 1 반도체층(12)과 접속되는 제 1 전극(16a), 제 2 반도체층(14)과 접속되는 제 2 전극(16b) 및 제 1, 제 2 전극(16a, 16b)과 각각 접속하는 제 1, 제 2 전극 패드(17a, 17b)를 포함한다. 제 1, 제 2 전극 패드(17a, 17b) 사이에는 충진층(20)이 더 형성되어, 제 1, 제 2 전극 패드(17a, 17b)을 지지할 수 있다.
기판(11)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(11)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이거나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(11)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 기판(11)은 제거되어도 무방하다.
제 1 반도체층(12)과 기판(11) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 버퍼층은 제 1 반도체층(12)과 기판(11)의 격자 부정합을 완화할 수 있다. 버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으며, 이에 한정하지 않는다. 버퍼층은 기판(11) 상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층은 제 1 반도체층(12)의 결정성을 향상시킬 수 있다.
제 1 반도체층(12)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 반도체층(12)에 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 반도체층(12)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 반도체층(12a)은 n형 반도체층일 수 있다.
활성층(13)은 제 1 반도체층(12a)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제 2 반도체층(14)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(13)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(13)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(13)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
제 2 반도체층(14)은 활성층(13) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 반도체층(14)에 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 반도체층(14)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0=x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제 2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제 2 도펀트가 도핑된 제 2 반도체층(14)은 p형 반도체층일 수 있다.
제 1 전극(16a)은 제 1 반도체층(12), 활성층(13) 및 제 2 반도체층(14)을 관통하는 관통홀을 통해 제 1 반도체층(12)과 전기적으로 접속될 수 있다. 관통홀에 의해 노출된 제 1 반도체층(12), 활성층(13) 및 제 2 반도체층(14)의 측면에는 제 1 절연층(15a)이 배치되어, 활성층(13) 및 제 2 반도체층(14)이 제 1 전극(16a) 및 제 1 전극 패드(16a)과 접속되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제 2 전극(16b)은 제 2 반도체층(14)과 전기적으로 접속된다.
제 1 전극(16a)과 제 2 전극(16b)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, Ti, Cr, Cu 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 또한, 도시하지는 않았으나, 제 1 전극(16a)과 제 2 전극(16b)은 ITO와 같은 투명 전도성 물질로 형성된 오믹 콘택층을 통해 제 1, 제 2 반도체층(12, 14)과 접속될 수도 있다. 제 1 전극(16a)과 제 2 전극(16b) 및 제 1, 제 2 반도체층(12, 14)의 접속은 이에 한정하지 않는다.
제 1 전극(16a)과 제 1 전극 패드(17a) 및 제 2 전극(16b)과 제 2 전극 패드(17b)사이에는 제 2 절연층(15b)이 더 배치될 수 있다. 제 2 절연층(15b)은 절연 기능과 반사 기능을 모두 수행하는 물질로 구현될 수 있다. 예를 들어, 제 2 절연층(15b)은 상술한 제 2 반사 패턴(115)과 같이 분산 브래그 반사층(DBR:Distributed Bragg Reflector)을 포함할 수 있다.
이 경우, 본 발명 실시 예의 발광 소자(10)는 반사 기능을 갖는 제 2 절연층(15b)과 상술한 제 2 반사 패턴(115)이 활성층(13)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치될 수 있다.
도 7b는 도 7a의 제 2 절연층과 제 2 반사 패턴이 활성층을 사이에 두고 배치된 구조를 도시한 단면도이다.
도 7b와 같이, 발광 소자(10) 내에 포함된 제 2 절연층(15b)과 발광 소자(10) 상부에 배치되는 제 2 반사 패턴(115)은 활성층(13)을 사이에 두고 서로 마주보도록 배치되어, 제 2 절연층(15b)과 제 2 반사 패턴(115) 사이에서 캐비티(cavity)가 형성된다. 즉, 활성층(13)에서 발생한 광이 발광 소자(10)내에서 흡수되어 소멸되지 않고 제 2 절연층(15b)과 제 2 반사 패턴(115) 사이에서 반사되어 발광 소자 패키지(100) 외부로 방출될 수 있다. 따라서, 발광 소자(10)의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 8a는 본 발명의 발광 소자 패키지를 적용한 백라이트 유닛의 사시도이며, 도 8b는 도 8a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도로, 도 1b의 발광 소자 패키지(100)를 도시하였다.
도 8a 및 도 8b와 같이, 본 발명 실시 예의 백라이트 유닛은 복수 개의 발광 소자 패키지(100)를 포함하는 발광 소자 어레이(200), 바텀 커버(300), 도광판(310), 반사 시트(305) 및 광학 시트(315)를 포함한다.
바텀 커버(300)는 일부가 개구된 구조이며, 바텀 커버(300)에 반사 시트(105), 도광판(310) 및 광학 시트(315)가 수납되며, 바텀 커버(300)의 일 측에 발광 소자 어레이(200)가 배치될 수 있다. 발광 소자 패키지(100)는 도광판(310)의 입광면과 마주하도록 배치되어, 발광 소자 패키지(100)에서 방출되는 광이 도광판(310)의 입광면으로 용이하게 입사된다.
발광 소자 어레이(200)는 복수 개의 발광 소자 패키지(100)가 인쇄 회로 기판과 같은 회로 기판(320)에 실장된 구조이다. 발광 소자(도 의 10)의 제 1, 제 2 전극 패드(도 5의 17a, 17b)가 솔더(미도시)를 통해 회로 기판(320)에 실장될 수 있다.
발광 소자 패키지(100)는 제 1, 제 2 및 제 3 반사 패턴(105, 115, 120)에 의해 방출되는 광속이 향상되므로, 도광판(310)으로 입사되는 광량이 증가한다. 더욱이, 본 발명 제 3 및 제 4 실시 예와 같이, 발광 소자(10)의 세 측면에서 광이 방출되는 경우, 발광 소자 패키지(100)가 형성되지 않은 도광판(310)의 입광면으로도 광이 입사될 수 있으므로, 백라이트 유닛의 광원 수를 감소시켜 제조 비용을 절감할 수 있다.
도광판(310)은 발광 소자 패키지(100)로부터 입사된 광을 산란시켜 광이 표시 장치의 화면 전 영역에 걸쳐 균일하게 입사시키기 위한 것이다. 도광판(310)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 형성되며, 도광판(310)은 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
반사 시트(305)는 도광판(310)의 하부 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 표시 장치가 배치된 상부로 진행시킬 수 있다. 반사 시트(305)는 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(310)에서 방출되는 광은 광학 시트(315)에 의해 확산 및 집광되어 표시 장치로 입사될 수 있다. 광학 시트(315)는 확산 시트, 프리즘 시트 등을 포함할 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(10)를 감싸는 제 1, 제 2 및 제 3 반사 패턴(105, 115, 120)을 이용하여 발광 소자(10)의 광 방출면을 용이하게 조절하고, 광속을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자 패키지(100)를 백라이트 유닛의 광원으로 이용하는 경우, 도광판(310)으로 입사되는 광속이 향상될 수 있다.
더욱이, 와이어(wire)를 통해 제 1, 제 2 리드 프레임에 각각 연결된 수평형(lateral) 구조의 발광 소자를 백라이트 유닛의 광원으로 사용하는 경우에 비해 백라이트 유닛의 소형화가 가능하며, 발광 소자(10)의 구동에 따라 발생하는 열이 발광 소자 패키지(100)가 실장된 회로 기판(320)을 통해 용이하게 방출될 수 있다. 따라서, 방열 성능이 향상될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 발광 소자
11: 기판
12: 제 1 반도체층 13: 활성층
14: 제 2 반도체층 15a: 제 1 절연층
15b: 제 2 절연층 16a: 제 1 전극
16b: 제 2 전극 17a: 제 1 전극 패드
17b: 제 2 전극 패드 20: 충진층
100: 발광 소자 패키지 105: 제 1 반사 패턴
110: 파장 변환층 115: 제 2 반사 패턴
120: 제 3 반사 패턴 200: 발광 소자 어레이
300: 바텀 커버 305: 반사 시트
310: 도광판 315: 광학 시트
320: 회로 기판
12: 제 1 반도체층 13: 활성층
14: 제 2 반도체층 15a: 제 1 절연층
15b: 제 2 절연층 16a: 제 1 전극
16b: 제 2 전극 17a: 제 1 전극 패드
17b: 제 2 전극 패드 20: 충진층
100: 발광 소자 패키지 105: 제 1 반사 패턴
110: 파장 변환층 115: 제 2 반사 패턴
120: 제 3 반사 패턴 200: 발광 소자 어레이
300: 바텀 커버 305: 반사 시트
310: 도광판 315: 광학 시트
320: 회로 기판
Claims (20)
- 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자;
상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층;
상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 세 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 한 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및
상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 파장 변환층은 상기 제 2 반사 패턴과 상기 제 1 반사 패턴 사이에도 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 파장 변환층은 상기 제 2 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에도 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 상기 발광 소자의 세 측면을 더 감싸는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 사이에 배치된 제 3 반사 패턴을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반사 패턴은 페닐 실리콘(Phenyl Silicone), 메틸 실리콘(Methyl Silicone) 과 같은 백색 실리콘(White Silicone) 또는 반사 입자가 포함된 실리콘을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 3 반사 패턴은 Ag, Al 과 같은 금속 또는 TiO2, Al2O3및 ZrO2과 같은 금속 산화물을 포함하는 발광 소자 패키지. - 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자;
상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층;
상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 한 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 세 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및
상기 제 1 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에 배치되는 제 2 반사 패턴을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 파장 변환층은 상기 제 2 반사 패턴과 상기 제 1 반사 패턴 사이에도 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 파장 변환층은 상기 제 2 반사 패턴과 상기 발광 소자 상부면 사이에도 배치되는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 상기 발광 소자의 상기 한 측면을 더 감싸는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴과 상기 발광 소자 사이에 배치된 제 3 반사 패턴을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 1 반사 패턴은 페닐 실리콘(Phenyl Silicone), 메틸 실리콘(Methyl Silicone) 과 같은 백색 실리콘(White Silicone) 또는 반사 입자가 포함된 실리콘을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 9 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 DBR층(Distributed Bragg Reflector Layer)을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 13 항에 있어서,
상기 제 3 반사 패턴은 Ag, Al 과 같은 금속 또는 TiO2, Al2O3및 ZrO2과 같은 금속 산화물을 포함하는 발광 소자 패키지. - 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자;
상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층;
상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 세 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 한 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및
상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자와 중첩되도록 상기 제 1 반사 패턴의 상부면에 배치된 제 2 반사 패턴을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 17 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자의 상기 세 측면과 더 중첩되는 발광 소자 패키지. - 하부면에 전극 패드가 배치되는 발광 소자;
상기 발광 소자의 네 측면을 커버하는 파장 변환층;
상기 발광 소자의 상부면과 상기 발광 소자의 한 측면을 커버하여, 상기 발광 소자의 광 방출면인 나머지 세 측면의 상기 파장 변환층을 노출시키는 제 1 반사 패턴; 및
상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자와 중첩되도록 상기 제 1 반사 패턴의 상부면에 배치된 제 2 반사 패턴을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제 19 항에 있어서,
상기 제 2 반사 패턴은 상기 제 1 반사 패턴을 사이에 두고 상기 발광 소자의 상기 한 측면과 더 중첩되는 발광 소자 패키지.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019033251A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-28 | マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドＭａｖｅｎ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 非対称な形状の発光装置、当該発光装置を用いたバックライトモジュール、当該発光装置の製造方法 |
| KR20200054637A (ko) * | 2018-11-12 | 2020-05-20 | 주식회사 루멘스 | 측면 발광형 발광소자 패키지 및 그 제조방법 |
| US10749086B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-08-18 | Maven Optronics Co., Ltd. | Asymmetrically shaped light-emitting device, backlight module using the same, and method for manufacturing the same |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005167136A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Masami Nei | 半導体発光装置及びその製造方法 |
| US20050133796A1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-23 | Seo Jun H. | Nitride semiconductor light emitting diode and fabrication method thereof |
| JP2005223082A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオードチップ |
| JP2007059612A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| JP2008288230A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Citizen Electronics Co Ltd | バックライト光源 |
| US20130214298A1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-08-22 | Cree Inc. | Light emitter device packages, components, and methods for improved chemical resistance and related methods |
| JP2015028997A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| KR20150051562A (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-13 | 주식회사 루멘스 | 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛 및 조명 장치 |
| KR20150066186A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 서울반도체 주식회사 | 발광 디바이스 및 이를 구비한 백라이트 유닛 |
-
2015
- 2015-10-26 KR KR1020150148855A patent/KR102464320B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005167136A (ja) * | 2003-12-05 | 2005-06-23 | Masami Nei | 半導体発光装置及びその製造方法 |
| US20050133796A1 (en) * | 2003-12-23 | 2005-06-23 | Seo Jun H. | Nitride semiconductor light emitting diode and fabrication method thereof |
| JP2005223082A (ja) * | 2004-02-04 | 2005-08-18 | Citizen Electronics Co Ltd | 発光ダイオードチップ |
| JP2007059612A (ja) * | 2005-08-24 | 2007-03-08 | Sharp Corp | 発光ダイオード |
| JP2008288230A (ja) * | 2007-05-15 | 2008-11-27 | Citizen Electronics Co Ltd | バックライト光源 |
| US20130214298A1 (en) * | 2011-07-21 | 2013-08-22 | Cree Inc. | Light emitter device packages, components, and methods for improved chemical resistance and related methods |
| JP2015028997A (ja) * | 2013-07-30 | 2015-02-12 | 日亜化学工業株式会社 | 発光装置及びその製造方法 |
| KR20150051562A (ko) * | 2013-11-04 | 2015-05-13 | 주식회사 루멘스 | 발광 소자 패키지, 백라이트 유닛 및 조명 장치 |
| KR20150066186A (ko) * | 2013-12-06 | 2015-06-16 | 서울반도체 주식회사 | 발광 디바이스 및 이를 구비한 백라이트 유닛 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2019033251A (ja) * | 2017-07-21 | 2019-02-28 | マブン オプトロニックス カンパニー リミテッドＭａｖｅｎ Ｏｐｔｒｏｎｉｃｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ． | 非対称な形状の発光装置、当該発光装置を用いたバックライトモジュール、当該発光装置の製造方法 |
| US10749086B2 (en) | 2017-07-21 | 2020-08-18 | Maven Optronics Co., Ltd. | Asymmetrically shaped light-emitting device, backlight module using the same, and method for manufacturing the same |
| US11081631B2 (en) | 2017-07-21 | 2021-08-03 | Maven Optronics Co., Ltd. | Asymmetrically shaped light-emitting device, backlight module using the same, and method for manufacturing the same |
| KR20200054637A (ko) * | 2018-11-12 | 2020-05-20 | 주식회사 루멘스 | 측면 발광형 발광소자 패키지 및 그 제조방법 |
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| Publication number | Publication date |
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