KR20170084805A - 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 패키지 몸체, 상기 패키지 몸체에 배치되는 제1 도전층 및 제2 도전층, 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 서로 연결하며, 레진 및 상기 레진에 분산된 도전성의 제1 입자를 포함하는 보호층을 포함하며, 기설정된 기준 전압 미만에서는 상기 보호층은 절연성을 가지며, 상기 기설정된 기준 전압 이상에서는 상기 보호층은 전도성을 갖는다.
Description
실시 예는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode:LD)와 같은 발광 소자는 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 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL:Cold Cathode Fluorescent 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.
조명 장치나 표시 장치에는 발광 소자 패키지가 널리 사용되고 있다. 발광 소자 패키지는 일반적으로 몸체, 몸체 내에 위치하는 도전층들, 및 도전층들 중 어느 하나에 위치하는 발광 소자(예컨대, LED)를 포함할 수 있다.
실시 예는 정전기에 기인하는 파손을 방지할 수 있는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체; 상기 패키지 몸체에 배치되는 제1 도전층 및 제2 도전층; 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 서로 연결하며, 레진 및 상기 레진에 분산된 도전성의 제1 입자를 포함하는 보호층을 포함하며, 기설정된 기준 전압 미만에서는 상기 보호층은 절연성을 가지며, 상기 기설정된 기준 전압 이상에서는 상기 보호층은 전도성을 갖는다.
상기 보호층은 상기 레진에 분산되는 제2 입자들을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 입자들은 Al, Cu, Au, Zn, Ti 또는 Ag 중 적어도 하나를 포함하거나, 또는 SiC일 수 있다.
상기 제1 입자들 각각은 금속 입자 및 상기 금속 입자 표면을 덮는 코팅막을 포함하며, 상기 코팅막은 상기 금속 입자보다 낮은 산화성을 갖는 금속으로 이루어질 수 있다.
상기 보호층은 상기 발광 소자 아래에 위치하는 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치될 수 있다.
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 연결하는 상기 보호층의 폭은 100㎛ ~ 200㎛일 수 있다.
상기 보호층은 상기 발광 소자 아래에 위치하는 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치되는 제1 보호층; 및 상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 일 영역, 상기 제2 도전층의 일 영역, 및 상기 제1 보호층의 일 영역 상에 배치되는 제2 보호층을 포함할 수 있다.
상기 제2 보호층 상에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 보호층은 상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 일 영역, 상기 제2 도전층의 일 영역, 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 다른 영역, 상기 제2 도전층의 다른 영역, 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 상기 패키지 몸체의 상부면의 다른 영역에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 입자들 각각의 직경은 상기 제1 입자들 각각의 직경보다 작을 수 있다. 상기 제2 입자들은 SiC, SiO2, Al2O3, 또는 TiO2 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 패키지 몸체는 측면과 바닥을 포함하는 캐비티를 포함하며, 상기 제1 및 제2 도전층들 각각의 상부면의 적어도 일부는 상기 캐비티에 의하여 노출되며, 상기 보호층은 상기 캐비티에 의하여 노출되는 상기 제1 및 제2 도전층들 사이에 위치하는 상기 캐비티의 바닥에 배치될 수 있다.
상기 제2 입자들의 함량은 상기 제1 입자들의 함량보다 낮으며, 상기 보호층의 전체 중량의 10[wt%] 이상일 수 있다.
실시 예는 정전기에 기인하는 파손을 방지할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3a는 도 2에 도시된 보호층의 일 실시 예를 나타낸다.
도 3b는 도 3a에 도시된 제1 입자들의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 보호층의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 기준 전압 이상의 전압이 인가될 때, 보호층의 통전 모식도를 나타낸다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 8a는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 8b는 도 8a에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3a는 도 2에 도시된 보호층의 일 실시 예를 나타낸다.
도 3b는 도 3a에 도시된 제1 입자들의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 4는 도 2에 도시된 보호층의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 5는 기준 전압 이상의 전압이 인가될 때, 보호층의 통전 모식도를 나타낸다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도이다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 8a는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 평면도를 나타낸다.
도 8b는 도 8a에 도시된 발광 소자 패키지의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 1에 도시된 발광 소자의 일 실시 예를 나타낸다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 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.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자 패키지(100)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110), 제1 도전층(122), 제2 도전층(124), 발광 소자(130), 접착 부재(135), 및 보호층(140)을 포함한다.
패키지 몸체(110)는 실리콘 기반의 웨이퍼 레벨 패키지(wafer level package), 실리콘 기판, Al2O3, 실리콘 카바이드(SiC), Si3N4, 질화알루미늄(aluminum nitride, AlN) 등과 같이 절연성 또는 열전도도가 좋은 기판으로 형성될 수 있으며, 복수 개의 기판이 적층되는 구조일 수 있다.
또는 패키지 몸체(110)는 수지 재질, 예컨대, 폴리프탈아미드 (PPA:Polyphthalamide), EMC 수지, 또는 PCT 수지로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 실시 예는 상술한 몸체의 재질, 구조, 및 형상으로 한정되지 않는다.
또한 예컨대, 발광 소자(130)가 자외선을 방출할 경우에, 패키지 몸체(110)는 자외선에 의하여 변색 또는 파손되지 않는 물질, 예컨대, 고온 동시 소성 세라믹(high temperature co-fired ceramic: HTCC) 또는 저온 동시 소성 세라믹(Low Temperature Cofired Ceramics: LTCC)로 이루어질 수 있다.
제1 도전층(122) 및 제2 도전층(124)은 열 배출이나 발광 소자(130)의 배치를 고려하여 서로 전기적으로 분리되도록 패키지 몸체(110)의 표면에 서로 이격하여 배치될 수 있다.
제1 도전층(122) 및 제2 도전층(124)은 도전성 물질, 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나로 형성되거나, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금(예컨대, Ti/Al)으로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다. 다른 실시 예에서는 제1 도전층(122) 및 제2 도전층(124)이라는 용어는 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임으로 대체되어 사용될 수도 있다.
제1 및 제2 도전층들(122, 124)의 표면에는 발광 소자(130)에서 방출된 빛을 반사시킬 수 있는 반사 부재가 코팅될 수 있다. 예컨대, 반사 부재는 Ag일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 소자(130)는 제1 및 제2 도전층들(122,124) 상에 배치되며, 제1 및 제2 도전층들과 전기적으로 연결된다.
도 10은 도 1에 도시된 발광 소자(130)의 일 실시 예를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 발광 소자(130)는 기판(310), 발광 구조물(320), 전도층(330), 제1 전극(342), 제2 전극(344), 및 패시베이션층(passivation layer, 350)을 포함한다. 예컨대, 발광 소자(130)는 플립 칩형 발광 다이오드일 수 있다.
기판(310)은 투광성 기판, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘(Si) 기판, 산화아연(ZnO) 기판, 및 질화물 반도체 기판 중 어느 하나 또는 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN, SiC, GaP, InP, Ga203, 및 GaAs 중에서 적어도 어느 하나가 적층된 기판일 수 있다.
발광 구조물(320)은 복수의 3족 내지 5족 원소의 화합물 반도체층들을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 구조물(320)은 제1 도전형 반도체층(322), 제2 도전형 반도체층(326), 및 제1 도전형 반도체층(322)과 제2 도전형 반도체층(326) 사이에 위치하는 활성층(324)을 포함할 수 있다.
발광 구조물(320)의 측면은 단위 칩으로 구분하는 아이솔레이션(isolation) 에칭 과정에서 경사면이 될 수 있다. 예컨대, 발광 구조물(320) 측면은 기판(310)의 상면을 기준으로 경사면일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(322)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체, 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(324)은 제2 도전형 반도체층(326) 및 제1 도전형 반도체층(322)으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.
활성층(324)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가질 수 있다. 활성층(324)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(Multi Quantum Well, MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(324)이 다중 양자 우물 구조인 경우, 활성층(324)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있다. 우물층의 에너지 밴드 갭은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮다.
제2 도전형 반도체층(326)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 원소의 화합물 반도체, 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)일 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(324)과 제1 도전형 반도체층(322) 사이, 또는 활성층(324)과 제2 도전형 반도체층(326) 사이에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(clad layer, 미도시)이 형성될 수도 있으며, 클래드층은 AlGaN 또는 InAlGaN을 포함하는 반도체층일 수 있다. 발광 구조물(320)은 다양한 파장대의 빛을 발광할 수 있다. 예컨대, 발광 구조물(320)은 자외선(예컨대, UV-C)을 발생할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전도층(330)은 제2 도전형 반도체층(326) 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 전도층(330)은 제2 도전형 반도체층(326)과 제2 전극(344) 사이에 배치될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(330)과 오믹 접촉할 수 있다. 전도층(330)은 전반사를 감소시키고, 투광성이 좋기 때문에 활성층(324)으로부터 제2 도전형 반도체층(326)으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있으며, 도 10에는 도시되지 않았지만, 광 추출 효율을 향상시키기 위하여 제2 도전형 반도체층(326) 또는 전도층(330)의 표면에는 요철이 형성될 수 있다.
전도층(330)은 제2 도전형 반도체층(326)과 오믹 접촉하는 금속 물질, 예컨대, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, W, Ti, V 또는 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또는 전도층(330)은 발광 파장에 대해 투과율이 높은 투명한 산화물계 물질, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), ATO(Aluminium 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 구현할 수 있다. 다른 실시 예에서 전도층(330)은 생략될 수도 있다.
발광 구조물(320)은 제1 전극(342)을 배치시키기 위하여 제1 도전형 반도체층(322)의 일 영역을 노출하도록 식각될 수 있다. 예컨대, 발광 구조물(320)은 제2 도전형 반도체층(326), 활성층(324), 및 제1 도전형 반도체층(322)의 일부가 식각되어 제1 도전형 반도체층(322)의 일 영역이 노출할 수 있다.
제1 전극(342)은 노출되는 제1 도전형 반도체층(322) 상에 배치될 수 있으며, 노출되는 제1 도전형 반도체층(322)과 접촉할 수 있다. 또한 제2 전극(344)은 전도층(330)의 일부를 관통하여 제2 도전형 반도체층(326)과 접촉할 수도 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 전극(344)은 전도층(330)의 상면 상에 배치될 수 있으며, 전도층(330)과 접촉할 수 있다. 제1 전극(342) 및 제2 전극(344)은 전도성 금속, 예컨대, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, WTi, V 또는 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
패시베이션층(350)은 발광 구조물(320)의 측면 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 패시베이션층(350)은 발광 구조물(320)의 측면을 덮을 수 있다. 또한 패시베이션층(350)은 제1 전극(342)이 배치되는 영역을 제외한 제1 도전형 반도체층(322)의 노출되는 나머지 영역 상에 배치될 수도 있다. 또한 패시베이션층(350)은 제2 전극(344)이 배치되는 영역을 제외한 전도층(330)의 상면의 나머지 영역 상에 배치될 수도 있다. 전도층(330)이 생략되는 실시 예에서는 패시베이션층(350)은 제2 도전형 반도체층(326 상에 배치될 수도 있다.
패시베이션층(350)은 제1 전극(342)의 상면의 적어도 일 부분, 및 제2 전극(344)의 상면의 적어도 일부를 노출할 수 있다.
패시베이션층(350)은 절연 물질, 예컨대, 예컨대, SiO2, SiOx, SiOxNy,Si3N4, 또는 Al2O3 로 형성될수 있다.
또한 패시베이션층(350)은 굴절률이 서로 다른 적어도 두 개의 층을 적어도 1회 이상 교대로 적층한 복층 구조를 가지는 분산 브래그 반사층(Distributed Bragg Reflective layer)일 수 있다.
접착 부재(135)는 제1 및 제2 도전층들(122, 124)의 상부면들과 발광 소자(130) 사이에 배치되며, 발광 소자(130)를 제1 및 제2 도전층들(122,124)에 본딩(bonding)시킨다. 또한 접착 부재(135)는 제1 및 제2 도전층들(122,124)과 발광 소자(130)를 전기적으로 연결할 수 있다.
접착 부재(135)는 제1 접착 부재(135a) 및 제2 접착 부재(135b)을 포함할 수 있다.
제1 접착 부재(135a)는 발광 소자(130)의 제1 전극(342)과 제1 도전층(122)의 상면 사이에 배치될 수 있고, 발광 소자(130)의 제1 전극(342)을 제1 도전층(122)의 상면에 본딩시킬 수 있다. 또한 제1 접착 부재(135a)는 발광 소자(130)의 제1 전극(342)과 제1 도전층(122)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제2 접착 부재(135b)는 발광 소자(130)의 제2 전극(344)과 제2 도전층(124)의 상면 사이에 배치될 수 있고, 발광 소자(130)의 제2 전극(344)을 제2 도전층(124)의 상면에 본딩시킬 수 있다. 또한 제2 접착 부재(135b)는 발광 소자(130)의 제2 전극(344)과 제2 도전층(124)을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
제1 및 제2 접착 부재들(135a, 135b)는 범프(bump) 타입일 수 있고, 서로 이격하여 배치될 수 있으며, 발광 소자(130)는 제1 및 제2 도전층들(122, 124)에 플립 칩 본딩될 수 있다.
도 2의 발광 소자(130)는 플립칩 타입이나, 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 발광 소자(130)가 수평형 또는 수직형일 수 있으며, 다이 본딩(die bonding) 또는 와이어 본딩(wire bonding)에 의하여 제1 및 제2 도전층들(122,124)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
보호층(140)는 패키지 몸체(110) 상에 배치되며, 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124)을 서로 연결한다. 예컨대, 보호층(140)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 위치하는 패키지 몸체(110)의 상부면의 일 영역 상에 배치될 수 있다.
예컨대, 보호층(140)은 발광 소자(130) 아래에 위치하는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이의 패키지 몸체(110)의 상부면의 일 영역에 배치될 수 있다.
보호층(140)은 제2 입자들(143)에 따라 흑색 또는 백색일 수 있다.
보호층(140)이 흑색일 경우, 보호층(140)은 발광 소자(130)로부터 조사되는 빛을 흡수할 수 있으며, 이로 인하여 광 출력 또는 광 추출 효율이 감소할 수 있다. 보호층(140)을 발광 소자 아래에 위치하는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 위치시킴으로써 보호층(140)에 의하여 흡수되는 빛을 줄일 수 있고, 이로 인하여 광 출력 또는 광 추출 효율이 감소하는 것을 완화할 수 있다.
보호층(140)의 일단은 제1 도전층(122)에 접촉할 수 있고, 보호층(140)의 다른 일단은 제2 도전층(124)에 접촉할 수 있다.
보호층(140)은 발광 소자(130)로부터 이격될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예에서는 보호층(140)은 발광 소자(130)와 접할 수도 있다.
보호층(140)은 서지(surge) 또는 정전기로부터 발광 소자(130)를 보호하는 역할을 한다. 보호층이라는 용어는 정전기 보호층, 또는 정전기 방전 억제 패턴층으로 대체되어 사용될 수도 있다.
도 3a는 도 2에 도시된 보호층(140)의 일 실시 예(140a)를 나타낸다.
도 3a을 참조하면, 보호층(140a)은 레진(resin, 141) 및 레진(141)에 분산된 제1 입자들(142)을 포함할 수 있다.
보호층(140a)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 위치하는 패키지 몸체(110)의 일 영역 상에 제1 입자들(142)이 분산된 레진(141)을 도포하고, 도포된 레진을 경화시켜 형성될 수 있다.
보호층(140a)은 기설정된 기준 전압(예컨대, 임계 전압, 또는 전위 장벽) 미만에서는 절연성을 갖는 절연체가 된다. 제1 입자들(142)은 레진(141) 내에 이격되어 골고루 분산되어 있는데, 기준 전압 미만에서는 분산된 제1 입자들(141)이 전기적으로 절연되기 때문에 보호층(140a)은 전기적 절연체일 수 있다.
반면에 보호층(140a)의 기준 전압 이상에서는 터널링 효과에 의하여 분산된 제1 입자들(141)이 서로 통전되어 보호층(140a)은 전도성을 갖는 전도체가 된다.
예컨대, 발광 소자(130)의 동작 전압은 3[V] ~ 20[V]일 수 있고, 보호층(140a)의 기준 전압은 70[V] ~ 200[V]일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 기준 전압 이상의 전압이 인가될 때, 보호층(140a)의 통전 모식도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 서지 또는 정전기로 인하여 발광 소자(130) 및 보호층(140a)에 기준 전압 이상의 전압이 인가된 경우에는 캐리어(carrier)의 터널링 효과(tunneling effect)에 의하여 물리적으로 이격된 제1 입자들(141)은 서로 통전될 수 있으며, 터널링 효과에 의하여 제1 도전층(122)과 제1 입자들(142) 사이 및 제1 입자들(142)과 제2 도전층 사이도 서로 통전될 수 있고, 보호층(140a)을 통하여 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에는 전류 패스가 형성될 수 있다.
기준 전압 미만에서는 보호층(140a)이 절연체가 되고, 기준 전압 이상에서는 보호층(140a)이 전도체가 되도록 제1 입자들(140a)은 기설정된 간격으로 이격될 필요가 있다. 제1 입자들(142) 사이의 이격 간격은 3㎛ ~ 6㎛일 수 있다. 제1 입자들(142) 사이의 이격 간격이 3㎛ 미만인 경우에는 기준 전압 미만에서 보호층(140a)의 절연성이 떨어지고, 제1 입자들(142) 사이의 이격 간격이 6㎛ 초과할 경우에는 기준 전압 이상에서 보호층(140a)의 전도성이 떨어질 수 있다.
예컨대, 기준 전압 미만에서 보호층(140a)의 절연성, 및 기준 전압 이상에서 보호층(140a)의 전도성을 동시에 안정적으로 확보하기 위하여 제1 입자들(142) 사이의 이격 간격은 4㎛ ~ 5㎛일 수 있다.
레진(141)은 아크릴계 레진, 에폭시계 레진, 우레탄계 레진, 실리콘계 레진 등일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 입자들(142)은 도전성의 금속 입자일 수 있다. 예컨대, 제1 입자들(142)은 Al, Cu, Au, Zn, Ti 또는 Ag 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는 제1 입자들(142)은 금속 탄화물, 예컨대, SiC일 수도 있다.
도 3b는 도 3a에 도시된 제1 입자들(142)의 다른 실시 예(142')를 나타낸다.
도 3b를 참조하면, 제1 입자들(142')은 금속 입자들(예컨대, 도 3a의 제1 입자들(142)), 및 금속 입자들 표면에 형성된 코팅막(142a)을 포함한다.
코팅막(142a)은 제1 입자들(142)의 산화를 방지하기 위한 것으로 제1 입자들(142)의 표면에 코팅될 수 있다. 제1 입자들(142)이 산화될 경우, 보호층(140a)의 기준 전압이 변할 수 있다. 따라서 코팅막(142a)은 제1 입자들(142)의 산화에 기인하여 보호층(140a)의 기준 전압이 변화하는 것을 방지할 수 있다.
코팅막(142a)은 제1 입자들(142)보다 낮은 산화성을 갖는 금속이거나, 절연성을 갖는 물질일 수 있다. 예컨대, 코팅막(142a)은 Ag이거나 Au 등일 수 있다.
예컨대, 도 3a의 제1 입자들(142)이 산화성이 높은 Cu일 경우, 코팅막(142a)은 Cu보다 산화성이 낮은 Ag일 수 있다.
제1 입자들(142)이 산화성이 낮은 Al일 경우에는 코팅막이 생략될 수 있다.
코팅막(142a)의 두께는 0.1㎛ ~ 3㎛일 수 있다. 코팅막(142a)의 두께가 0.1㎛ 미만일 경우 레진(141)을 경화할 때, 코팅막(142a)이 산화되어 제1 입자들(142)의 산화 방지를 할 수 없고, 코팅막(142a)의 두께가 3㎛ 초과인 경우에는 비용 상승의 문제가 발생할 수 있다.
예컨대, 레진 경화시 제1 입자들(142)의 산화를 안정적으로 방지하고, 터널링 효과를 안정적으로 확보하기 위하여 코팅막(142a)의 두께는 0.5㎛ ~ 1.5㎛일 수 있다.
예컨대, 제1 입자들(142)과 코팅막(142a)의 중량비는 62:38일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
보호층(140)은 기준 전압 미만에서는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124)을 절연시켜 양자의 쇼트를 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 보호층(140)은 기준 전압 이상의 정전기가 인가되는 경우에서는 전도체로 기능하기 때문에, 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 전류 패스를 형성하여 발광 소자(130)에 인가되는 정전기를 전류 패스를 통하여 바이패스(bypass)시킴으로써 발광 소자(130)가 정전기에 의하여 파손되는 것을 방지하여 정전기로부터 발광 소자(130)를 보호할 수 있다.
제1 입자들(142, 142')의 분산성이 높을수록 보호층(140a)의 전도체로서의 기능은 향상될 수 있다. 다른 실시 예에서는 제1 입자들(142)의 분산성을 향상시키기 위하여 레진(141)에 분산제 또는 용제(solvent)를 더 첨가시킬 수 있다.
도 4는 도 2에 도시된 보호층(140)의 다른 실시 예(140b)를 나타낸다. 도 3과 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 4를 참조하면, 보호층(140b)은 레진(resin, 141), 레진(141)에 분산된 제1 및 제2 입자들(142, 143)을 포함할 수 있다. 도 4의 제1 입자들(142)은 도 3a 및 도 3b에 도시된 제1 입자들에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
제2 입자들(143)은 제1 입자들(142)의 분산성을 향상시키기 위하여 제1 입자들(142)과 함께 레진(141)에 분산될 수 있다.
제2 입자들(143)은 제1 입자들(142)과 상이한 입자들일 수 있고, 절연성을 갖거나 전도성을 가질 수 있다.
예컨대, 제2 입자들(143)은 SiC, SiO2, Al2O3, 또는 TiO2 중 적어도 하나를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 입자들(143)은 제1 입자들(142) 사이에 위치할 수 있으며, 제1 입자들(142)이 서로 접촉하는 것을 억제시키는 역할을 할 수 있다.
제1 입자들(142)과 제2 입자들(143)의 이격 간격은 제2 입자들의 특성에 따라 달라질 수 있다.
예컨대, 제2 입자들(143)이 절연성을 가질 경우, 제1 입자들(142)과 제2 입자들(143)은 서로 접촉될 수도 있다.
반면에 제2 입자들(143)이 전도성을 갖는 경우에는 제1 입자들(142)과 제2 입자들(143)은 서로 이격할 수 있다. 예컨대, 이 경우 제1 입자들(142)과 제2 입자들(143) 사이의 이격 간격은 제1 입자들(142) 사이의 이격 간격에 대한 설명이 동일하게 적용될 수 있다.
제1 및 제2 입자들(142, 143)의 함량에 따라 보호층(140b)의 전기적 특성이 조절될 수 있다. 제2 입자들(143)의 함량은 제1 입자들(142)의 함량보다는 낮고, 보호층(140b)의 전체 중량의 10[wt%] 이상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 입자들(143)이 절연체일 때, 제2 입자들(143)의 함량이 증가하면 제1 입자들(142)의 함량은 상대적으로 낮아질 수 있고, 보호층(140b)이 충분한 전도성을 갖기 어려울 수 있다. 즉 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위보다 높아진다.
반면에 제2 입자들(143)이 전도체일 때, 제2 입자들(143)의 함량이 증가하면 터널링 효과를 위한 전위 장벽이 낮아져 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위보다 낮아진다.
보호층(140b)의 기준 전압을 원하는 범위 내로 하기 위하여, 제1 입자들(142)과 제2 입자들(143)은 혼합비는 60:40 ~ 70:30일 수 있다.
또한 제1 및 제2 입자들(142, 143)의 중량 백분율은 보호층(140b)의 총 중량의 85 wt% ~ 90 wt%일 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 입자들(142, 143)의 중량 백분율이 85% 미만인 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위보다 높아지고, 제1 및 제2 입자들(142, 143)의 중량 백분율이 90% 초과인 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위보다 낮아질 수 있다.
다른 실시 예에서는 예컨대, 제1 및 제2 입자들(142, 143)의 중량 백분율은 보호층(140b)의 총 중량의 85 wt% ~ 87.5 wt%일 수도 있다.
제1 입자들(142)의 직경이 감소할수록 보호층(140b)의 기준 전압은 감소할 수 있다. 이는 제1 입자들(142)의 직경이 감소할수록 인접한 제1 입자들 사이의 이격 간격이 감소하므로 낮은 전압에서도 제1 입자들 사이에 터널링 효과가 발생할 수 있기 때문이다.
반면에 제1 입자들(142)의 직경이 증가할수록 보호층(140b)의 기준 전압은 증가한다. 이는 제1 입자들(142) 사이의 직경이 증가할수록 인접한 제1 입자들 사이의 이격 간격이 증가하기 때문이다.
제2 입자들(143) 각각의 직경은 제1 입자들(142)의 각각의 직경보다 작을 수 있다.
제1 입자들(142)의 직경은 20㎛ ~ 60㎛일 수 있고, 제2 입자들(143)의 직경은 1㎛ ~ 4㎛일 수 있다.
제1 입자들(142)의 직경이 20㎛ 미만인 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위의 하한치보다 낮아질 수 있고, 제1 입자들(142)의 직경이 60㎛ 초과인 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위의 상한치보다 높아질 수 있고, 이로 인하여 정전기에 의한 발광 소자의 파손이 발생할 수 있다.
보호층(140b)의 원하는 기준 전압의 범위(예컨대, 70[V] ~ 200[V]를 안정적으로 확보하기 위하여 다른 실시 예에서는 제1 입자들(142)의 직경은 35㎛ ~ 45㎛일 수 있고, 제2 입자들(143)의 직경은 2㎛ ~ 3㎛일 수 있다.
제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이를 연결하는 보호층(140b)의 폭(W1)은 100㎛ ~ 200㎛일 수 있다. W1은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이의 이격 거리와 동일할 수 있다.
보호층(140b)의 폭(W1)이 100㎛ 미만일 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위의 하한치보다 낮아질 수 있다. 반면에 보호층(140b)의 폭(W1)이 200㎛ 초과일 경우에는 보호층(140b)의 기준 전압이 원하는 범위의 상한치보다 높아질 수 있고, 이로 인하여 정전기에 의한 발광 소자의 파손이 발생할 수 있다.
보호층(140b)의 원하는 기준 전압의 범위(예컨대, 70[V] ~ 200[V]를 안정적으로 확보하기 위하여 다른 실시 예에서는 보호층(140b)의 폭(W1)은 140㎛ ~ 160㎛일 수 있다.
또한 발광 소자(130)를 안정적으로 보호하기 위하여 보호층(140b)의 폭(W1)은 100㎛ ~ 150㎛일 수 있다.
실시 예는 제1 입자들의 함량, 제2 입자들의 함량, 제1 입자들의 직경, 제2 입자들의 직경, 제1 입자들의 이격 거리, 및 제2 입자들의 이격 거리를 조절하여, 보호층(140b)의 기준 전압을 원하는 범위 내에서 조절함으로써, 기준 전압 이하에서는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124)을 서로 절연시킬 수 있고, 기준 전압 이상에서는 발광 소자(130)를 정전기로부터 보호할 수 있다.
도 6은 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)의 평면도이고, 도 7은 도 6에 도시된 발광 소자 패키지(200)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체(110), 제1 도전층(122), 제2 도전층(124), 발광 소자(130), 접착 부재(135), 및 보호층(240), 및 반사층(250)을 포함한다.
보호층(240)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 위치하는 패키지 몸체(110)의 상부면의 일 영역, 제1 도전층(122)의 상부면의 일 영역, 및 제2 도전층(14)의 상부면의 일 영역 상에 배치된다.
보호층(240)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124)과 접촉하며, 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124)을 서로 연결할 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 설명한 보호층(140)의 조성, 함량, 기준 전압, 및 기능, 제1 및 제2 입자들(142,143)의 크기 및 함량은 보호층(240)에 동일하게 적용될 수 있다.
예컨대, 보호층(240)은 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이에 위치하는 제1 보호층(242), 및 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)의 일 영역, 제2 도전층(124)의 일 영역, 및 제1 보호층(240)의 일 영역 상에 배치되는 제2 보호층(244)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제2 보호층(140)은 발광 소자(130)가 배치되는 영역을 제외한 제1 도전층(122)의 나머지 영역, 제2 도전층(124)의 나머지 영역, 및 제1 보호층(240)의 나머지 영역 상에 배치될 수 있다.
반사층(250)은 보호층(240) 상에 배치된다. 예컨대, 반사층(250)은 제2 보호층(244)의 상부면에 배치될 수 있다.
반사층(250)은 발광 소자(130)로부터 조사되는 빛을 반사시킬 수 있는 반사 물질, 예컨대, Al, Ag 등과 같은 반사 금속 또는 반사율이 높은 수지로 이루어질 수 있다.
기준 전압 미만에서는 보호층(240)은 절연체이기 때문에, 반사층이 전도성을 갖는 금속이라도 보호층(240)에 의하여 발광 소자(130)가 쇼트(short)되는 것을 방지할 수 있다. 또한 반사층(250)은 발광 소자(130)로부터 조사되는 빛이 보호층(240)에 의하여 흡수되는 것을 차단함으로써, 실시 예는 광 출력 또는 광 추출 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 8a는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(300)의 평면도를 나타내고, 도 8b는 도 8a에 도시된 발광 소자 패키지(300)의 AB 방향의 단면도를 나타낸다. 도 1 및 도 2와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나 생략한다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 발광 소자 패키지(300)는 패키지 몸체(110), 제1 도전층(122), 제2 도전층(124), 발광 소자(130), 접착 부재(135), 및 보호층(340), 및 및 반사층(350)을 포함한다.
보호층(340)은 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)의 일 영역, 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제2 도전층(124)의 일 영역, 및 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이의 패키지 몸체(110)의 상부면의 일 영역에 배치될 수 있다. 보호층(240)은 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)의 일 영역 및 제2 도전층(124)의 일 영역과 접촉할 수 있으며, 제1 도전층(122)의 일 영역 및 제2 도전층(124)의 일 영역을 서로 연결할 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 설명한 보호층(140)의 조성, 함량, 기준 전압 및 기능, 제1 및 제2 입자들(142,143)의 크기 및 함량은 보호층(340)에 동일하게 적용될 수 있다.
반사층(350)은 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)의 다른 영역, 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제2 도전층(124)의 다른 영역, 및 발광 소자(130) 주위에 위치하는 제1 도전층(122)과 제2 도전층(124) 사이의 패키지 몸체(110)의 상부면의 다른 영역에 배치될 수 있다.
보호층(340)은 반사층(350)보다 발광 소자(130)에 더 인접하여 배치될 수 있고, 반사층(350)과 접할 수 있다. 예컨대, 보호층(340)이 발광 소자(130)에 인접하여 위치할 수 있고, 반사층(350)은 보호층(340)의 외곽 또는 주위에 위치할 수 있다. 다른 실시 예에서는 반사층이 보호층보다 발광 소자에 더 인접하여 배치될 수도 있다. 예컨대, 보호층이 반사층의 외곽 또는 주위에 위치할 수 있다.
반사층(350)은 발광 소자(130)로부터 조사되는 빛이 보호층(340)에 의하여 흡수되는 것을 차단함으로써, 실시 예는 광 출력 또는 광 추출 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다.
도 9는 다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(400)의 단면도를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 발광 소자 패키지(400)는 패키지 몸체(410), 제1 도전층(412), 제2 도전층(414), 발광 소자(420), 와이어(430), 보호층(440), 및 수지층(470)을 포함한다.
패키지 몸체(410)는 측면(401) 및 바닥(402)으로 이루어지는 캐비티(cavity, 403)를 가질 수 있으며, 캐비티(403)의 측면(401)은 캐비티(403)의 바닥(402)을 기준으로 경사질 수 있다. 도 1 및 도 2의 패키지 몸체(110)의 재질에 대한 설명은 패키지 몸체(410)에 동일하게 적용될 수 있다.
제1 도전층(412), 및 제2 도전층(414)은 서로 이격하여 패키지 몸체(410)에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 도전층들(412,414) 각각의 상부면의 적어도 일부는 패키지 몸체(410)의 캐비티(403)로 노출될 수 있다.
또한 제1 및 제2 도전층들(412,414) 각각은 패키지 몸체(110)를 통과하여 패키지 몸체(410) 밖으로 노출될 수 있다. 예컨대, 제1 및 제2 도전층들(412,414) 각각의 일단은 패키지 몸체(410)의 측면으로 노출될 수 있다.
발광 소자(420)는 캐비티(403)에 의하여 노출되는 제1 도전층(412)의 상부면 상에 배치될 수 있으며, 와이어(430) 등에 의하여 제1 도전층(412)과 제2 도전층(414)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 발광 소자(420)는 수직형, 수평형 또는 플립칩 형일 수 있다.
보호층(440)은 캐비티(403)에 의하여 노출되는 제1 도전층(412)과 제2 도전층(414) 사이에 위치하는 캐비티(403)의 바닥에 배치될 수 있다. 보호층(440)은 제1 도전층(412)과 제2 도전층(414)과 접하며, 제1 도전층(412)과 제2 도전층(414)을 서로 연결할 수 있다.
보호층(440)은 기준 전압 미만에서는 제1 도전층(412)과 제2 도전층(414) 사이를 절연하는 절연체로 기능하고, 기준 전압 이상에서는 정전기로부터 발광 소자(420)를 보호할 수 있다.
도 1 내지 도 5에서 설명한 보호층(140)의 조성, 함량, 기준 전압, 및 기능, 제1 및 제2 입자들(142,143)의 크기 및 함량은 도 9에 도시된 보호층(440)에 동일하게 적용될 수 있다.
도 9에는 도시되지 않았지만, 다른 실시 예에서는 보호층(440) 상에 배치되는 반사층(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 반사층은 발광 소자(420)로부터 조사되는 빛이 보호층(440)에 의하여 흡수되는 것을 차단함으로써, 광 출력 또는 광 추출 효율이 감소되는 것이 방지될 수 있다.
발광 소자 패키지(400)는 반사층(450) 및 절연층(460)을 더 포함할 수 있다.
반사층(450)은 패키지 몸체(410)의 캐비티(403)의 측면(401) 상에 배치될 수 있으며, 발광 소자(420)로부터 조사되는 빛을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 반사층(450)은 반사 금속, 예컨대, Al 또는 Ag일 수 있다.
절연층(460)은 반사층(450)과 제1 도전층(412) 사이, 및 반사층(450)과 제2 도전층(414) 사이에 배치될 수 있으며, 반사층(450)과 제1 및 제2 도전층들 사이를 전기적으로 절연시킨다.
수지층(470)은 발광 소자(420)를 포위하도록 패키지 몸체(410)의 캐비티(403) 내에 채워지며, 발광 소자(420) 및 와이어(430)를 외부 환경으로부터 보호한다. 수지층(470)은 에폭시 또는 실리콘과 같은 무색 투명한 고분자 수지 재질로 이루어질 수 있다. 수지층(470)은 발광 소자(420)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있도록 형광체가 포함될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 배치될 수 있고, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 차량용 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 및 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상일 수 있으며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상일 수 있다. 커버(1100)는 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(1100)는 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다.
커버(1100)는 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(1100)는 외부에서 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 불투명할 수 있다. 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있으며, 광원 모듈(1200)로부터 발생한 열은 방열체(1400)로 전도될 수 있다. 광원 모듈(1200)은 광원부(1210), 연결 플레이트(1230), 및 커넥터(1250)를 포함할 수 있다. 광원부(1210)는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지들 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)들과 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)을 갖는다. 가이드홈(1310)은 광원부(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응 또는 정렬될 수 있다.
부재(1300)의 표면은 광 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다.
예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(1300)는 커버(1100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(1200)을 향하여 되돌아오는 빛을 다시 커버(1100) 방향으로 반사할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(1400)와 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(1230)와 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(1400)는 광원 모듈(1200)로부터의 열과 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열할 수 있다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)에 수납되는 전원 제공부(1600)는 밀폐될 수 있다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 가질 수 있으며, 가이드 돌출부(1510)는 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 가질 수 있다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납될 수 있고, 홀더(1500)에 의해 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐될 수 있다. 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
가이드부(1630)는 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 가이드부(1630)는 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 베이스(1650)의 일 면 위에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
연장부(1670)는 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입될 수 있고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받을 수 있다. 예컨대, 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)와 폭이 같거나 작을 수 있다. 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결될 수 있고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(1600)가 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 12를 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 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 백라이트유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있다. 발광 소자 패키지(835)는 상술한 실시 예들 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(PolyEthyleneTerephtalate; 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, 백라이트유닛으로부터 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.
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.
110: 패키지 몸체 122: 제1 도전층
124: 제2 도전층 130: 발광 소자
135: 접착 부재 140: 보호층
141: 레진 142: 제1 입자
143: 제2 입자.
124: 제2 도전층 130: 발광 소자
135: 접착 부재 140: 보호층
141: 레진 142: 제1 입자
143: 제2 입자.
Claims (14)
- 패키지 몸체;
상기 패키지 몸체에 배치되는 제1 도전층 및 제2 도전층;
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 서로 연결하며, 레진 및 상기 레진에 분산된 도전성의 제1 입자를 포함하는 보호층을 포함하며,
기설정된 기준 전압 미만에서는 상기 보호층은 절연성을 가지며, 상기 기설정된 기준 전압 이상에서는 상기 보호층은 전도성을 갖는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 레진에 분산되는 제2 입자들을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 입자들은 Al, Cu, Au, Zn, Ti 또는 Ag 중 적어도 하나를 포함하거나, 또는 SiC인 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 제1 입자들 각각은 금속 입자 및 상기 금속 입자 표면을 덮는 코팅막을 포함하며, 상기 코팅막은 상기 금속 입자보다 낮은 산화성을 갖는 금속으로 이루어지는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 발광 소자 아래에 위치하는 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제5항에 있어서,
상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층을 연결하는 상기 보호층의 폭은 100㎛ ~ 200㎛인 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서, 상기 보호층은,
상기 발광 소자 아래에 위치하는 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이에 위치하는 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치되는 제1 보호층; 및
상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 일 영역, 상기 제2 도전층의 일 영역, 및 상기 제1 보호층의 일 영역 상에 배치되는 제2 보호층을 포함하는 발광 소자 패키지. - 제7항에 있어서,
상기 제2 보호층 상에 배치되는 반사층을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 보호층은 상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 일 영역, 상기 제2 도전층의 일 영역, 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 패키지 몸체의 상부면의 일 영역에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제9항에 있어서,
상기 발광 소자 주위에 위치하는 상기 제1 도전층의 다른 영역, 상기 제2 도전층의 다른 영역, 및 상기 제1 도전층과 상기 제2 도전층 사이의 상기 패키지 몸체의 상부면의 다른 영역에 배치되는 반사층을 더 포함하는 발광 소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 제2 입자들 각각의 직경은 상기 제1 입자들 각각의 직경보다 작은 발광 소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 제2 입자들은 SiC, SiO2, Al2O3, 또는 TiO2 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지. - 제1항에 있어서,
상기 패키지 몸체는 측면과 바닥을 포함하는 캐비티를 포함하며,
상기 제1 및 제2 도전층들 각각의 상부면의 적어도 일부는 상기 캐비티에 의하여 노출되며,
상기 보호층은 상기 캐비티에 의하여 노출되는 상기 제1 및 제2 도전층들 사이에 위치하는 상기 캐비티의 바닥에 배치되는 발광 소자 패키지. - 제2항에 있어서,
상기 제2 입자들의 함량은 상기 제1 입자들의 함량보다 낮으며, 상기 보호층의 전체 중량의 10[wt%] 이상인 발광 소자 패키지.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020160004093A KR102534589B1 (ko) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 발광 소자 패키지 |
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| KR1020160004093A KR102534589B1 (ko) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 발광 소자 패키지 |
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| KR20170084805A true KR20170084805A (ko) | 2017-07-21 |
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| KR1020160004093A KR102534589B1 (ko) | 2016-01-13 | 2016-01-13 | 발광 소자 패키지 |
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| KR (1) | KR102534589B1 (ko) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2020050471A1 (ko) * | 2018-09-06 | 2020-03-12 | (주)맨지온 | 엘이디 조명장치 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150039689A (ko) * | 2013-10-03 | 2015-04-13 | 가부시끼가이샤 도시바 | 복합 수지 및 전자 디바이스 |
-
2016
- 2016-01-13 KR KR1020160004093A patent/KR102534589B1/ko active IP Right Grant
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