KR20180002577A - 발광소자 패키지 - Google Patents

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실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 바디; 상기 패키지 바디 상에 발광소자; 상기 패키지 바디 상에 구비되며, 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 전극; 상기 발광소자 상에 수지층; 상기 수지층 상에 렌즈; 및 상기 패키지 바디 상에 상기 발광소자의 외곽에 반사구조물;을 포함한다.

Description

발광소자 패키지 {LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자(LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 반도체소자로서, 화합물 반도체의 조성을 제어하여 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장(색)의 빛을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 빛을 구현할 수 있다.
발광소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성 등의 장점이 있다. 따라서, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광다이오드 조명장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용범위가 확대되고 있다.
종래기술에 의한 발광소자 패키지는 패키지 바디 상에 발광소자가 실장되고, 상기 패키지 바디 상에 전극층이 형성되어 상기 발광소자와 전기적으로 연결된다. 또한, 상기 발광소자 상에는 형광체를 포함하는 수지층 및 상기 수지층 상에 소정의 렌즈 형태의 몰딩부가 형성된다.
그런데, 종래기술에 의한 발광소자 패키지에서 발광소자가 실장되는 패키지 바디에 소정의 캐버티 없는 2D 구조의 패키지 구조의 경우 수직상측 방향으로 발광분포를 제어하기 어려워 광추출 효율이 저하되는 문제가 있다.
실시예는 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 패키지 바디; 상기 패키지 바디 상에 발광소자; 상기 패키지 바디 상에 구비되며, 상기 발광소자와 전기적으로 연결되는 전극; 상기 발광소자 상에 수지층; 상기 수지층 상에 렌즈; 및 상기 패키지 바디 상에 상기 발광소자의 외곽에 반사구조물;을 포함한다.
또한, 실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자 패키지를 구비하는 발광모듈부를 포함할 수 있다.
실시예는 광추출 효율이 향상된 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 2는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 3은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 4는 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 5 내지 도 8은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 공정 단면도.
도 9는 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층폴리머 보호막(220)막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
(실시예)
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 패키지 바디(205)와, 상기 패키지 바디(205) 상에 발광소자(230)와, 상기 패키지 바디(205) 상에 구비되며, 상기 발광소자(230)와 전기적으로 연결되는 전극(211, 212)과, 상기 발광소자(230) 상에 수지층(240)과, 상기 수지층(240) 상에 렌즈(250) 및 상기 패키지 바디(205) 상에 상기 발광소자(230)의 외곽에 반사구조물(260)을 포함할 수 있다.
상기 패키지 바디(205)는 세라믹 절연층일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 패키지 바디(205)를 형성하는 세라믹 절연층은 질화물 또는 산화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 패키지 바디(205)는 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, 또는 AlN일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 수직방향으로 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공하고자 한다.
이를 위해, 실시예는 상기 패키지 바디(205) 상에 상기 발광소자(230)의 외곽에 반사구조물(260)을 포함하여 수직방향으로 발광분포를 제어할 수 있다.
상기 반사구조물(260)은 상기 렌즈(250)와 상기 전극(211, 212) 사이에 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 상기 렌즈(250) 외곽 하측의 상기 전극(211, 212) 상에 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 반사구조물(260)의 수평방향 기준 측면의 기울기는 약 45°~ 90°일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
*21상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 댐(dam) 형태로 상기 발광소자(230)를 둘러쌀 수 있으며 링 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반사구조물(260)의 높이는 상기 발광소자(230)의 높이보다 높게 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 반사구조물(260)의 상면은 상기 발광소자(230)의 상면보다 높은 높이로 형성되어 발광소자(230)에서 발광되는 빛을 수직방향으로 반사하여 지향각은 약 120° 정도로 맞추어 수직방향으로 발광분포를 제어할 수 있다.
상기 반사구조물(260)은 반사기능이 있는 절연물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 TiO2, SiO2 등의 산화막으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 반사구조물(260)은 몰드를 이용하여 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 수지층(240)은 형광체(미도시)를 포함할 수 있으며, 발광소자(230) 상에 컨포멀 코팅에 의해 발광소자(230) 상에 균일한 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 수지층(240)은 도팅(dotting) 형식으로 형성되어 돔 형상을 가질 수도 있다.
상기 발광소자(230)의 측면에는 절연층으로 패시베이션(245)이 형성되어 전기적인 단락을 방지할 수 있다.
상기 렌즈(250)은 실리콘(silicone)에 의해 돔형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(202)의 단면도이다.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
제2 실시예에서 상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자(230)와 대향하는 상기 반사구조물의 측면은 곡률을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자(230) 방향의 상기 반사구조물의 측면에 곡률을 포함함으로써 반사되는 빛을 수직방향으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자(230) 방향으로 오목/복록한 곡율을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지(203)의 단면도이다.
제3 실시예는 제1 실시예, 제2 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
제3 실시예에서 상기 반사구조물(263)은 이종 또는 동종의 물질로 구성되는 복수의 층을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 반사구조물(263)은 상기 패키지 바디 상에 제1 배리어(263a)와 상기 제1 배리어(263a) 상에 절연막 반사구조물(263b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 배리어(263a)는 실리콘 배리어(Silicone barrier)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 실시예에 의하면 실리콘 제1 배리어(263a) 형성 후 절연막 반사구조물(263b)을 형성하여 반사구조물과 제1 배리어(263a)의 접촉면적으로 넓게 하여 반사구조물의 접촉력이 증대될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 의하면 상기 제1 배리어(263a) 형성후 절연막 반사구조물(263b) 형성시 발광소자(230)와 인접한 내측면에 경사가 생기도록 절연막 반사구조물(263b)을 형성하여 수직방향을 광추출 효율을 증대시킬 수 있다.
상기 제1 배리어(263a)의 형성은 실리콘 디스펜싱(Silicone dispensing)에 의해 형성가능하나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 배리어(263a)는 실리콘 링(Silicone Ring)을 별도로 제작 후 접착하는 방법도 가능하다.
도 4는 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지(204)의 단면도이다.
제4 실시예는 제1 실시예, 제2 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
제4 실시예에서 상기 반사구조물(264)은 상기 패키지 바디 상에 제2 배리어(264a)와 상기 제2 배리어(264a) 상에 절연막 반사구조물(264b)을 포함할 수 있다.
상기 제2 배리어(264a)는 세라믹 배리어(Ceramic barrier)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 세라믹 제2 배리어(264a)는 링(Ring) 형태의 세라믹 링(Ceramic Ring)을 별도로 제작 후 접착하는 방법이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
제4 실시예에 의하면 세라믹 제2 배리어(264a) 형성 후 절연막 반사구조물(264b)을 형성하여 반사구조물과 제2 배리어(264a)의 접촉면적으로 넓게 하여 반사구조물의 접촉력이 증대될 수 있다.
또한, 제4 실시예에 의하면 상기 제2 배리어(264a) 형성후 절연막 반사구조물(264b) 형성시 발광소자(230)와 인접한 내측면에 경사가 생기도록 절연막 반사구조물(264b)을 형성하여 수직방향을 광추출 효율을 증대시킬 수 있다.
실시예는 광추출 효율이 향상된 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공할 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 8을 참조하여 실시예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법을 설명하면서 실시예의 특징을 좀 더 상술하기로 한다.
우선, 도 5와 같이 패키지 바디(205)를 준비하고, 상기 패키지 바디(205)에 전극(211, 212)을 형성한다.
상기 패키지 바디(205)는 세라믹 절연층일 수 있으며, 예를 들어 복수의 세라믹 절연층(미도시)이 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC:low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC:high temperature co-fired ceramic)로서, 각각의 절연층 사이에 설계에 따라 금속 전극패턴이 함께 형성될 수 있다.
상기 패키지 바디(205)를 형성하는 세라믹 절연층은 질화물 또는 산화물일 수 있다. 예를 들어, 상기 패키지 바디(205)는 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, 또는 AlN일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전극(211, 212)은 상기 패키지 바디(205) 상에 제1 전극(211) 및 제2 전극(212)을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(211) 및 상기 제2 전극(212)은 양극과 음극으로 전기적으로 분리되어, 상기 발광소자(230)에 전원을 제공할 수 있다. 한편, 상기 발광소자의 설계에 따라, 상기 제1,2 전극(211, 212) 외에 복수 개의 전극이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1,2 전극(211,212)은 다층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1,2 전극(211,212)은 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au)이 순차적으로 적층된 Ti/Cu/Ni/Au층 일 수 있다.
즉, 상기 제1,2 전극(211,212)의 최하층에는 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta)과 같이 상기 패키지 바디(205)와 접촉력이 우수한 재질이 적층되고, 상기 제1,2 전극(211,212)의 최상층에는 금(Au)과 같이 와이어(Wire) 등이 용이하게 부착되며, 전기 전도성이 우수한 재질이 적층되고, 상기 제1,2 전극(211,212)의 최상층과 최하층 사이에는 백금(Pt), 니켈(Ni), 구리(Cu) 등으로 형성되는 확산 방지층(diffusion barrier layer)이 적층될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1,2 전극(211,212)은 상기 패키지 바디(205)의 소결 전에 패터닝되어 상기 패키지 바디(205)와 함께 적층되고, 동시 소성됨으로써 패키지 바디(205) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 상기 제1 전극(211)은 상기 패키지 바디(205) 상부로 노출되는 제1 상부 전극(211a), 상기 제1 상부 전극(211a)과 연결되며 상기 패키지 바디(205)을 관통하는 제1 중간 전극(211b), 상기 제1 중간 전극(211b)과 연결되며 상기 패키지 바디(205) 하부에 형성되는 제1 하부 전극(211c)을 포함할 수 있다. 상기 제1 중간 전극(211b)은 상기 패키지 바디(205)를 관통하지 않고, 상기 패키지 바디(205)의 측면을 따라 제1 하부 전극(211c)과 연결될수도 있다.
상기 제2 전극(212)은 상기 패키지 바디(205) 상부로 노출되는 제2 상부 전극(212a), 상기 제2 상부 전극(212a)과 연결되며 상기 패키지 바디(205)에 형성된 제2 중간 전극(212b), 상기 제2 중간 전극(212b)과 연결되며 상기 패키지 바디(205) 하부에 형성되는 제2 하부 전극(212c)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(211) 중 제1 상부 전극(211a)은 상기 패키지 바디(205) 상에 노출되며 상기 발광소자(230)를 실장하는 실장패드로서 기능할 수 있다.
그리고, 상기 제2 전극(212)은 와이어(245)를 통하여 상기 발광소자(230)의 상면과 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 패키지 바디(205)의 상면의 제1 전극(211) 및 제2 전극(212) 상에는 반사층(도시하지 않음)이 형성될 수 있다.
다음으로 도 6과 같이 패키지 바디(205) 상에 반사구조물(260)을 형성한다.
실시예는 상기 패키지 바디(205) 상에 상기 발광소자(230)의 외곽에 반사구조물(260)을 포함하여 수직방향으로 발광분포를 제어할 수 있다.
상기 반사구조물(260)은 반사기능이 있는 절연물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 TiO2, SiO2 등의 산화막으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 반사구조물(260)은 몰드를 이용하여 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 반사구조물(260)의 수평방향 기준 측면의 기울기는 약 45°~ 90°일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자를 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 댐(dam) 형태로 상기 발광소자(230)를 둘러쌀 수 있으며 링 형태로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 반사구조물(260)의 상면은 상기 발광소자(230)의 상면보다 높은 높이로 형성되어 발광소자(230)에서 발광되는 빛을 수직방향으로 반사하여 지향각은 약 120°정도로 맞추어 수직방향으로 발광분포를 제어할 수 있다.
한편, 도 2와 같이 제2 실시예에서 상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자(230) 방향의 상기 반사구조물의 측면에 곡률을 포함함으로써 반사되는 빛을 수직방향으로 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 반사구조물(260)은 상기 발광소자(230) 방향으로 오목한 곡율을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 3과 같이 제3 실시예에서 상기 반사구조물(263)은 상기 패키지 바디 상에 제1 배리어(263a)와 상기 제1 배리어(263a) 상에 절연막 반사구조물(263b)을 포함할 수 있다. 상기 제1 배리어(263a)는 실리콘 배리어(Silicone barrier)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 도 4와 같이 제4 실시예에서 상기 반사구조물(264)은 상기 패키지 바디 상에 제2 배리어(264a)와 상기 제2 배리어(264a) 상에 절연막 반사구조물(264b)을 포함할 수 있다.
상기 제2 배리어(264a)는 세라믹 배리어(Ceramic barrier)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 세라믹 제2 배리어(264a)는 링(Ring) 형태의 세라믹 링(Ceramic Ring)을 별도로 제작 후 접착하는 방법이 가능하나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 7a와 같이 상기 패키지 바디(205) 상에 발광소자(230)를 실장한다.
상기 발광소자(230)는 상기 발광소자 패키지(200)발광소자 패키지(200)어도 하나가 상기 패키지 바디(205) 상에 탑재될 수 있다.
상기 발광소자(230)는 상기 패키지 바디(205)의 절연층 상에 직접 탑재되거나, 제1 전극(211) 또는 제2 전극(212) 위에 전기적으로 접착될 수 있다.
상기 발광소자(230)는 제1 전극(211) 위에 탑재되어 전기적으로 연결되고, 상기 와이어(245)에 의해 상기 제2 전극(212)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 상기 와이어(245)는 상기 제2 전극(212)에 일단이 접합되고, 타단이 상기 발광소자(230)에 접합될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광소자(230)는 245nm 내지 405nm대의 파장을 가지는 자외선 발광 다이오드, 또는 가시광선 파장을 가지는 Blue 발광다이오드, Red 발광다이오드 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광소자(230)는 와이어 본딩, 다이 본딩, 플립 본딩 방식을 선택적으로 이용하여 탑재할 수 있으며, 이러한 본딩 방식은 칩 종류 및 칩의 전극 위치에 따라 변경될 수 있다.
발광소자(230)는 III족과 V족 원소의 화합물 반도체 예컨대 AlInGaN, InGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs 등의 계열의 반도체를 이용하여 제조된 반도체 발광소자를 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 발광소자(230)는 제1 전극(211)에 전도성 접착제로 부착되고, 와이어(245)로 제2 전극(212)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 발광소자(230)는 수직형 발광소자라 명명한다.
도 7b와 같이 발광소자(230)는 제2 전극층(238), 제2 도전형 반도체층(236), 활성층(234), 및 제1 도전형 반도체층(232)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 전극층(238)은 오믹층(미도시), 반사층(미도시), 결합층(미도시), 전도성 기판(미도시) 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층(238)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(232)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(232)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(232)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 활성층(234)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 활성층(234)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(236)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(236)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(236)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(232)은 N형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(236)은 P형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(236) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
다음으로, 도 7a와 같이, 발광소자(230) 상에 수지층(240)을 형성한다.
상기 수지층(240)은 형광체(미도시)를 포함할 수 있으며, 발광소자(230) 상에 컨포멀 코팅에 의해 발광소자(230) 상에 균일한 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 수지층(240)은 도팅(dotting) 형식으로 형성되어 돔 형상을 가질 수도 있다.
상기 제2 전극(212)은 상기 발광소자(230)와 와이어(미도시)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 발광소자(230)의 측면에는 절연층으로 패시베이션(245)이 형성되어 전기적인 단락을 방지할 수 있다.
다음으로, 도 8과 같이 상기 수지층(240) 상에 렌즈(250)를 형성한다.
상기 렌즈(250)은 실리콘(silicone)에 의해 돔형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 렌즈(250)는 상기 수지층(240)의 물질과 유사한 물성을 물질로 형성하여 열응력에 따른 열팽창 스트레스를 최소화할 수 있다. 예를 들어, 상기 렌즈(250)는 실리콘(Silicone) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 광추출 효율이 향상된 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 9는 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도이다.
도 9는 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도(1100)이다. 다만, 도 9의 조명 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시예에서 상기 조명 유닛(1100)은 케이스몸체(1110)와, 상기 케이스몸체(1110)에 설치된 발광모듈부(1130)과, 상기 케이스몸체(1110)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1120)를 포함할 수 있다.
상기 케이스몸체(1110)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 케이스 몸체(1110)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광모듈부(1130)은 기판(1132)과, 상기 기판(1132)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
상기 기판(1132)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1132)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
상기 기판(1132) 상에는 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(240)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(240)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광소자 패키지는 제1 실시예(200), 제2 실시예(202), 제3 실시예(203), 제4 실시예(204)에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 발광모듈부(1130)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1120)는 상기 발광모듈부(1130)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 상기 연결 단자(1120)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1120)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
실시예는 신뢰성이 향상된 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명시스템을 제공할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (19)

  1. 패키지 바디;
    상기 패키지 바디 상의 적어도 하나의 전극;
    상기 적어도 하나의 전극의 제1 영역 상의 발광 소자;
    상기 발광 소자가 배치되지 않은 상기 적어도 하나의 전극의 제2 영역상에 배치되어 TiO2를 포함하며 상기 발광 소자에 인접한 내측면에 경사면이 형성된 절연막 반사구조물;
    실리콘을 포함하며 상기 적어도 하나의 전극의 상부 표면과 상기 절연막 반사구조물 사이에서 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 접촉되고, 일부는 상기 적어도 하나의 전극 상의 상부 표면에 접촉되는 제1 배리어; 및
    상기 절연막 반사구조물의 내측 경사면을 덮는 제1 영역과 상기 절연막 반사 구조물의 외측면을 덮도록 상기 제1 영역으로부터 연장 형성된 제1 확장 영역을 포함하는 렌즈;를 포함하고,
    상기 적어도 하나의 전극은 상기 패키지 바디 상에 배치된 상부 전극과, 상기 상부 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 내부를 관통하는 중간 전극과, 상기 중간 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 하부에 배치된 하부 전극을 포함하고,
    상기 패키지 바디는 제1 하부 영역, 제2 하부 영역 및 제3 하부 영역을 포함하며, 상기 제3 하부 영역은 제1 하부 영역과 상기 제2 하부 영역 사이에 배치되며, 상기 제3 하부 영역은 상기 발광소자와 수직으로 중첩 배치되며 상기 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역은 상기 발광 소자와 수직으로 중첩되지 않도록 배치되고,
    상기 하부 전극은 제1 하부 전극과 제2 하부 전극을 가지며 상기 제1 하부 전극은 상기 패키지 바디의 제1 하부 영역의 아래에 배치되며 제2 하부 전극은 패키지 바디의 제2 하부 영역의 아래에 배치되고,
    상기 렌즈는 상기 중간 전극과 중첩 배치되고,
    상기 상부 전극은 절연막 반사구조물과 중첩 배치되는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 절연막 반사구조물은 상기 렌즈의 외부로 노출되지 않는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 절연막 반사구조물은 상기 제1 배리어의 일부 영역과 중첩 배치되는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 상부 전극은 다층 구조를 포함하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 상부 전극은 Cu,Ni and Au 가 순차적으로 적층된 발광소자 패키지.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 만곡부와 평면부를 포함하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 바디는 상기 만곡부에 대응되는 상부 영역을 포함하고, 상기 상부 영역에 상기 절연막 반사구조물이 배치되는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 돔 형상을 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈는 절연막 반사 구조물의 외측면과 직접 접촉되는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자와 렌즈 사이에 배치되고 컨포멀 코팅층을 포함하는 형광체층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 렌즈의 평면부의 끝단은 상기 패키지 바디의 끝단과 정렬되는 발광소자 패키지.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 렌즈의 재질은 상기 패키지 바디의 재질과 다른 발광소자 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 패키지 바디는 세라믹 절연층을 포함하는 발광소자 패키지.
  14. 패키지 바디;
    상기 패키지 바디 상의 적어도 하나의 전극;
    상기 적어도 하나의 전극의 제1 영역 상의 발광 소자;
    상기 발광 소자가 배치되지 않은 상기 적어도 하나의 전극의 제2 영역상에 배치되어 TiO2를 포함하며 상기 발광 소자에 인접한 내측면에 경사면이 형성된 절연막 반사구조물;
    실리콘을 포함하며 상기 적어도 하나의 전극의 상부 표면과 상기 절연막 반사구조물 사이에서 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 접촉되고, 일부는 상기 적어도 하나의 전극 상의 상부 표면에 접촉되는 제1 배리어; 및
    상기 절연막 반사구조물의 내측 경사면을 덮는 제1 영역과 상기 절연막 반사 구조물의 외측면을 덮도록 상기 제1 영역으로부터 연장 형성된 제2 영역을 포함하는 렌즈;를 포함하고,
    상기 렌즈의 최하위 표면은 상기 제1 배리어의 최상부 표면보다 낮게 배치되고,
    상기 적어도 하나의 전극은 상기 패키지 바디 상에 배치된 상부 전극과, 상기 상부 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 내부를 관통하는 중간 전극과, 상기 중간 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 하부에 배치된 하부 전극을 포함하고,
    상기 상부 전극은 Ci,Ni 및 Au가 적층 배치되고,
    상기 렌즈는 상기 중간 전극과 중첩 배치되고,
    상기 패키지 바디는 제1 하부 영역, 제2 하부 영역 및 제3 하부 영역을 포함하며, 상기 제3 하부 영역은 제1 하부 영역과 상기 제2 하부 영역 사이에 배치되며, 상기 제3 하부 영역은 상기 발광소자와 수직으로 중첩 배치되며 상기 제1 하부 영역 및 제2 하부 영역은 상기 발광 소자와 수직으로 중첩되지 않도록 배치되고,
    상기 하부 전극은 제1 하부 전극과 제2 하부 전극을 가지며 상기 제1 하부 전극은 상기 패키지 바디의 제1 하부 영역의 아래에 배치되며 제2 하부 전극은 패키지 바디의 제2 하부 영역의 아래에 배치되는 발광소자 패키지.
  15. 패키지 바디;
    상기 패키지 바디 상의 적어도 하나의 전극;
    상기 적어도 하나의 전극의 제1 영역 상의 플립 발광 소자;
    상기 플립 발광 소자가 배치되지 않은 상기 적어도 하나의 전극의 제2 영역상에 배치되어 TiO2를 포함하며 상기 발광 소자에 인접한 내측면에 경사면이 형성된 절연막 반사구조물;
    실리콘을 포함하며 상기 적어도 하나의 전극의 상부 표면과 상기 절연막 반사구조물 사이에서 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 접촉되고, 일부 영역은 상기 적어도 하나의 전극 상의 상부 표면에 접촉되며 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 수직으로 중첩 배치되는 제1 배리어; 및
    상기 플립 발광 소자 상에 배치되어 상기 절연 반사구조물의 외측 표면을 모두 덮는 렌즈;를 포함하고,
    상기 렌즈는 제1 영역과, 제1 확장 영역을 포함하며 상기 제1 영역은 상기 절연막 반사구조물의 내측 경사면을 덮고 상기 제1 확장 영역은 상기 절연막 반사 구조물의 외측면을 덮도록 상기 제1 영역으로부터 연장 형성되며 상기 제1 확장 영역의 최하위 표면은 상기 제1 배리어의 최상위 표면보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 전극은 상기 패키지 바디 상에 배치된 상부 전극과, 상기 상부 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 내부를 관통하는 중간 전극과, 상기 중간 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 하부에 배치된 하부 전극을 포함하고,
    상기 렌즈는 상기 중간 전극과 중첩 배치되고,
    상기 상부 전극은 상기 절연막 반사 구조물과 중첩 배치되는 발광소자 패키지.
  16. 몸체;
    상기 몸체 상에 배치된 적어도 하나의 전극;
    상기 적어도 하나의 전극 상에 배치되며 제1 도전형 반도체층과 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층과 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 소자;
    상기 적어도 하나의 전극 상에 배치되어 TiO2를 포함하며 상기 패키지 바디 상의 발광 소자의 주위에 배치된 절연막 반사 구조물;
    실리콘을 포함하며 상기 적어도 하나의 전극의 상부 표면과 상기 절연막 반사구조물 사이에서 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 접촉되고, 일부 영역은 상기 적어도 하나의 전극 상의 상부 표면에 접촉되며 상기 절연막 반사구조물의 제1 영역과 수직으로 중첩 배치되는 제1 배리어; 및
    상기 발광 소자 상에 배치되어 상기 절연 반사구조물의 외측면을 모두 덮도록 배치되고 만곡부와 평면부를 포함하는 렌즈;
    상기 렌즈는 제1 영역과, 제1 확장 영역을 포함하며 상기 제1 영역은 상기 절연막 반사구조물의 내측 경사면을 덮고 상기 제1 확장 영역은 상기 절연막 반사 구조물의 외측면을 덮도록 상기 제1 영역으로부터 연장 형성되며 상기 제1 확장 영역의 최하위 표면은 상기 제1 배리어의 최상위 표면보다 낮은 위치에 배치되고,
    상기 발광 소자와 상기 렌즈 사이에 배치된 형광체층을 더 포함하며, 상기 렌즈의 재질과 상기 패키지 바디의 재질은 서로 다르고,
    상기 적어도 하나의 전극은 상기 패키지 바디 상에 배치된 상부 전극과, 상기 상부 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 내부를 관통하는 중간 전극과, 상기 중간 전극과 연결되며 상기 패키지 바디 하부에 배치된 하부 전극을 포함하고,
    상기 상부 전극은 Cu, Ni 및 Au가 적층 배치되고,
    상기 렌즈는 상기 중간 전극과 중첩 배치되는 발광소자 패키지.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 형광체층은 컨포멀 코팅층을 포함하는 발광소자 패키지.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 상부 전극은 상기 절연막 반사구조물과 중첩 배치되는 발광소자 패키지.
  19. 제16항에 있어서,
    상기 렌즈의 제1 확장 영역의 최하위 표면과 상기 제1 배리어의 최하위 표면은 상기 적어도 하나의 전극과 접촉되는 발광소자 패키지.
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