KR20200085082A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents

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KR20200085082A
KR20200085082A KR1020190001181A KR20190001181A KR20200085082A KR 20200085082 A KR20200085082 A KR 20200085082A KR 1020190001181 A KR1020190001181 A KR 1020190001181A KR 20190001181 A KR20190001181 A KR 20190001181A KR 20200085082 A KR20200085082 A KR 20200085082A
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emitting diode
light emitting
light
diode package
reinforcing filler
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김명진
오광용
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 실시 예는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다. 본 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 광을 방출하는 발광 다이오드 칩 및 투광 부재를 포함한다. 투광 부재는 발광 다이오드 칩의 적어도 상면을 덮으며, 투광성 수지와 강화 필러를 포함한다. 강화 필러는 적어도 두 개의 측면이 서로 다른 길이를 가지며, 투광성 수지에 산재한다.

Description

발광 다이오드 패키지{LIGHT EMITTING DIODE PACKAGE}
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전류가 가해지면 p, n형 반도체의 접합 부분에서 전자와 정공의 재결합에 의한 다양한 파장의 광을 방출한다. 발광 다이오드는 종래의 발광 장치에 사용되던 필라멘트에 비해 긴 수명, 낮은 전원, 우수한 구동 특성 등의 여러 장점으로 그 수요가 지속적으로 증가하고 있다.
발광 다이오드가 적용된 발광 다이오드 패키지는 디스플레이 장치의 백라이트 광원 등 다양한 분야에서 광원으로 사용되고 있다.
발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩을 보호하기 위해서 발광 다이오드 칩을 투광성 수지로 덮는다. 또는 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장 변환 하기 위해서 발광 다이오드 칩을 파장 변환 물질이 산재한 투광성 수지로 덮는다.
일반적으로 투광성 수지로 에폭시 수지 또는 실리콘 수지가 사용된다. 그러나 투광성 수지는 발광 다이오드 칩에 비해 열팽창 계수가 크다.
따라서 투광성 수지는 발광 다이오드 칩 또는 다른 원인에 의한 온도 변화에 따라 크게 팽창 또는 수축한다. 온도 변화에 따른 수축 또는 팽창 정도가 발광 다이오드 칩과 투광성 수지가 큰 차이를 갖기 때문에, 투광성 수지에 크랙(crack)이 발생한다. 투광성 수지에 크랙이 발생하면 발광 다이오드 패키지 및 발광 다이오드 패키지가 적용되는 디스플레이 장치의 신뢰성이 저하된다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 크랙(crack) 발생을 방지하여 신뢰성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 광 효율 감소를 최소한으로 하면서 신뢰성이 향상된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 광을 방출하는 발광 다이오드 칩 및 투광 부재를 포함하는 발광 다이오드 패키지가 제공된다. 투광 부재는 발광 다이오드 칩의 적어도 상면을 덮으며, 투광성 수지와 강화 필러를 포함한다. 강화 필러는 적어도 두 개의 측면이 서로 다른 길이를 가지며, 투광성 수지에 산재한다.
본 발명의 실시 예에 발광 다이오드 패키지는 열팽창 계수가 낮은 강화 필러를 이용하여 투광성 수지의 크랙을 방지하고 신뢰성이 향상될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 투광성의 강화 필러를 이용하여 신뢰성이 향상되면서, 광 효율 감소를 최소화 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
도 2 및 도 3은 종래의 발광 다이오드 패키지의 SEM 사진이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 SEM 사진이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 설명하기로 한다. 다음에 소개되는 실시 예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예시로써 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타내고 유사한 참조번호는 대응하는 유사한 구성요소를 나타낸다.
본 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지는 광을 방출하는 발광 다이오드 칩 및 투광 부재를 포함한다. 상기 투광 부재는 발광 다이오드 칩의 적어도 상면을 덮으며, 투광성 수지와 강화 필러를 포함한다. 상기 강화 필러는 적어도 두 개의 측면이 서로 다른 길이를 가지며, 상기 투광성 수지에 산재한다.
상기 강화 필러는 Si, Al, Fe, Ba, Ca, Mg 및 Na로 이루어진 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
더 나아가, 상기 강화 필러는 SiO2, Al2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O 및 B2O3로 이루어진 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 강화 필러의 함량은 상기 투광성 수지의 10wt% 이상 200wt% 이하일 수 있다.
또는 상기 강화 필러의 함량은 상기 투광성 수지의 50wt% 이상 100wt% 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 투광 부재는 상기 발광 다이오드 칩의 측면 및 상면을 덮을 수 있다.
또한, 발광 다이오드 패키지는 상기 투광 부재의 측면을 덮어, 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 방출되는 광을 반사하는 장벽 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 장벽 부재는 상기 강화 필러를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 투광 부재는 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮을 수 있다.
또한, 발광 다이오드 패키지는 상기 발광 다이오드 칩의 측면을 덮는 장벽 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 장벽 부재는 상기 강화 필러를 더 포함할 수 있다.
상기 투광 부재는 상기 장벽 부재의 상면을 더 덮을 수 있다.
또는 상기 장벽 부재는 상기 투광 부재의 측면을 더 덮을 수 있다.
상기 투광 부재는 상기 투광성 수지에 산재된 파장 변환 물질을 더 포함할 수 있다.
이후, 도면을 통해서 본 발명의 광 치료 장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 발광 다이오드 칩(110) 및 투광 부재(120)를 포함한다.
발광 다이오드 칩(110)은 반도체층을 성장시키기 위한 성장 기판에 질화갈륨 계열의 반도체 적층부가 형성된 것이다. 발광 다이오드 칩(110)은 자외선 또는 가시광선을 방출한다.
발광 다이오드 칩(110)은 상부 및 하부 중 적어도 하나에 전극(미도시)이 위치할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드 칩(110)은 상부에 전극이 형성되어, 외부의 구성과 와이어 본딩(wire bonding) 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 또는 발광 다이오드 칩(110)은 하부에 전극이 형성되어, 외부 구성과 플립칩 본딩(flip chip bonding) 방식으로 전기적으로 연결될 수 있다. 또는 발광 다이오드 칩(110)은 상부 및 하부에 각각 전극이 형성되어 하부는 외부 구성과 플립칩 본딩 방식으로 연결되고, 상부는 와이어 본딩 방식으로 연결될 수 있다.
투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)의 발광면을 덮는다. 예를 들어, 투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)의 상면 및 측면을 덮는다. 이처럼 형성된 투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)을 외부의 환경으로부터 보호할 수 있다.
투광 부재(120)는 투광성 수지(121), 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)을 포함한다. 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)은 광이 투과되는 재질로 투광성 수지(121)에 산재한다. 만약, 투광성 수지(121)에 일반적인 금속 필러나 탄소 필러처럼 광이 투과하지 못하는 필러가 산재하면, 발광 다이오드 패키지의 광 효율이 감소하게 된다. 따라서, 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)는 투광성의 강화 필러(122)를 이용하여 광 효율이 감소하는 것을 방지하거나, 광 효율 감소를 최소화 할 수 있다.
예를 들어, 투광성 수지(121)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 및 폴리이미드 수지 중 적어도 하나로 이루어진 수지일 수 있다. 이는 투광성 수지(121) 재료의 예시로 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 투광성 수지(121)의 재료는 광이 투과되는 수지라면, 공지된 어떠한 재료도 가능하다.
투광성 수지(121)는 발광 다이오드 칩(110) 보다 열팽창 계수가 크다. 또한, 투광성 수지(121)는 발광 다이오드 칩(110)과 접촉하고 있으므로, 발광 다이오드 칩(110)에서 발생한 광과 열을 직접 전달 받는다.
따라서, 종래의 발광 다이오드 패키지는 투광성 수지가 발광 다이오드 칩의 광 및 열에 의해서 열화되어 크랙(crack)이 발생한다. 크랙을 통해서 외부의 수분, 공기, 먼지 등과 같은 외부 물질이 발광 다이오드 패키지의 내부로 침투하거나 파장 변환되지 않는 광이 외부로 방출되어 발광 다이오드 패키지의 신뢰성이 감소하게 된다.
본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)는 투광성 수지(121)에 산재된 강화 필러(122)를 포함한다. 강화 필러(122)는 투광성 수지(121)와 발광 다이오드 칩(110)의 열팽창 계수의 차이에 의해 발광 다이오드 패키지의 신뢰성이 감소하는 것을 방지한다.
강화 필러(122)는 적어도 두 개의 측면이 서로 다른 길이를 갖는 구조이다. 예를 들어, 강화 필러(122)는 장축과 단축을 갖는 긴 막대 구조일 수 있다.
강화 필러(122)는 Si, Al, Fe, Ba, Ca, Mg 및 Na의 성분으로 이루어진 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 강화 필러(122)는 SiO2, Al2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O 및 B2O3로 이루어진 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량은 투광성 수지(121)의 10wt% 이상 200wt% 이하일 수 있다. 또는 투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량은 투광성 수지(121)의 50wt% 이상 100wt% 이하일 수 있다.
유리 섬유는 열에 강하고, 열팽창 계수가 낮다. 또한, 유리 섬유는 광에 영향을 받지 않으며, 내화학성이 우수하다. 따라서, 유리 섬유로 이루어진 강화 필러(122) 역시 열팽창 계수가 낮으며, 내열성 및 내화학성이 우수하다.
강화 필러(122)는 열팽창 계수가 낮으므로, 투광성 수지(121)가 온도 변화에 따라 팽창 또는 수축하는 정도를 감소시킬 수 있다. 따라서, 강화 필러(122)는 투광성 수지(121)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 강화 필러(122)는 크랙의 발생을 방지하여, 크랙을 통해서 외부 물질이 투광성 수지(121)의 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 강화 필러(122)는 긴 막대 구조이므로, 크랙의 진행 경로를 막아 크랙이 더는 진행하지 못하도록 할 수 있다. 또한, 긴 막대 구조의 강화 필러(122)는 외부 물질이 투광성 수지(121)에 침투하는 것을 방해할 수 있다. 또한, 외부 물질이 투광성 수지(121)에 침투하더라도 강화 필러(122)의 긴 막대 구조에 의해서 침투 경로가 길어진다.
이처럼, 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)는 강화 필러(122)에 의해서 투광 부재(120)의 내열성 및 내화학성이 향상되어, 신뢰성이 향상한다.
파장 변환 물질(123)은 발광 다이오드 패키지(100)가 특정 색의 광을 방출하도록 발광 다이오드 칩(110)의 광의 파장을 변환한다. 예를 들어, 파장 변환 물질(123)은 형광체, QD(Quantum Dot) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 투광 부재(120)가 파장 변환 물질(123)을 포함하는 것을 예시로 설명하였지만, 투광 부재(120)가 파장 변환 물질(123)은 반드시 포함해야 하는 것은 아니다. 발광 다이오드 패키지(100)에서 방출되어야 하는 광의 파장대와 발광 다이오드 칩(110)에서 방출되는 광의 파장대가 동일하다면 파장 변환 물질(123)은 생략될 수 있다.
투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)의 광을 변환할 필요가 없으면, 파장 변환 물질(123)을 포함하지 않을 수도 있다.
표 1 및 표2는 종래의 발광 다이오드 패키지(10, 20)와 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)의 신뢰성을 비교한 실험 결과이다.
제1 실험군 및 제2 실험군은 종래의 발광 다이오드 패키지(10, 20)이다.
도 2는 제1 실험군에 해당하는 종래의 발광 다이오드 패키지(10)의 SEM 사진이며, 도 3은 제2 실험군에 해당하는 종래의 발광 다이오드 패키지(20)의 SEM 사진이다. SEM 사진은 주사 전자 현미경(scanning electron microscope)으로 촬영한 사진이다.
도 2를 참고하면, 제1 실험군인 종래의 발광 다이오드 패키지(10)는 투광 부재(11)가 투광성 수지(121) 및 투광성 수지(121)에 산재된 파장 변환 물질(123)로 이루어져 있으며, 필러는 포함하고 있지 않다.
도 3을 참고하면, 제2 실험군인 종래의 발광 다이오드 패키지(20)는 투광 부재(21)가 투광성 수지(121), 파장 변환 물질(123) 및 필러(22)를 포함한다. 제2 실험군에 사용된 필러(22)는 본 실시 예의 강화 필러(122)와 같이 긴 막대 구조가 아닌 일반적인 구조이며, 함량은 80wt%이다. 예를 들어, 필러(22)는 실리카 필러(Silica filler)이다.
제3 실험군 내지 제7 실험군은 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)이다.
도 4는 제3 실험군 내지 제7 실험군에 해당하는 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)의 SEM 사진이다.
제3 실험군 내지 제7 실험군인 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)가 투광성 수지(121), 파장 변환 물질(123) 및 강화 필러(122)를 포함한다. 강화 필러(122)는 도 4에 도시된 바와 같이 긴 막대 구조이다.
강화 필러(122) 함량은 제3 실험군은 5wt%이며, 제4 실험군은 10wt%이며, 제5 실험군은 50wt%이며, 제6 실험군은 100wt%이며, 제7 실험군은 150wt%이다.
표 1은 종래의 발광 다이오드 패키지(10, 20)와 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)의 투광 부재(11, 21, 120)에 크랙이 발생하는 시기를 비교한 실험의 결과이다.
100℃에서 각 실험군의 발광 다이오드 칩(110)에 1000㎃의 전류를 제공하는 상태에서 실험을 진행하였다.
구분 실험 시간(hour)
500 1000 1500 2000 2500 3000 3500
제1 실험군 통과 크랙 - - - - -
제2 실험군 통과 크랙 - - - - -
제3 실험군 통과 크랙 - - - - -
제4 실험군 통과 통과 크랙 - - - -
제5 실험군 통과 통과 통과 통과 크랙 - -
제6 실험군 통과 통과 통과 통과 통과 통과 크랙
제7 실험군 통과 통과 통과 통과 통과 통과 크랙
표 1을 살펴보면, 제1 실험군, 제2 실험군 및 제3 실험군은 모두 실험을 시작한 지 1000시간 만에 투광 부재(11, 21, 120)에 크랙이 발생하였다. 이 실험 결과로, 긴 막대 구조가 아닌 일반적인 필러(22)는 투광 부재(21)의 크랙 발생을 방지하지 못하고, 결국 발광 다이오드 패키지(20)의 신뢰성 향상에 도움이 되지 않는다는 것을 알 수 있다.
또한, 강화 필러(122)의 함량이 5wt% 이하 발광 다이오드 패키지는 종래의 발광 다이오드 패키지와 신뢰성에 있어서 유의미한 차이가 없다는 것을 알 수 있다.
그러나 제4 실험군 내지 제7 실험군은 모두 1500시간 이후에 크랙이 발생하였다. 따라서 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)가 강화 필러(122) 함량이 10wt%이상인 투광 부재(120)를 포함하는 경우 종래의 발광 다이오드 패키지(10, 20)보다 신뢰성이 향상되었다는 것을 알 수 있다.
또한, 제5 실험군은 크랙 발생 시간이 2500시간으로 제4 실험군의 크랙 발생 시간인 1500시간과 유의미한 큰 차이를 갖는다. 또한, 제6 실험군 및 제7 실험군은 크랙 발생 시간이 3500시간으로 제5 실험군의 크랙 발생 시간인 2500시간과 유의미한 큰 차이를 갖는다.
다만, 강화 필러(122)의 함량이 200wt%를 넘는 경우, 성형이 어려울 정도로 투광 부재의 점도가 커져 실험 및 패키지에 적용하기 어렵다.
본 실험을 통해서 투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량이 10wt% 이상 200wt% 이하일 때, 발광 다이오드 패키지(100)의 신뢰성이 향상된다는 것을 알 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량이 50wt% 이상일 때, 이전보다 의미 있는 수준으로 신뢰성이 향상된다는 것을 알 수 있다. 또한, 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량이 100wt% 이상일 때, 이전보다 의미 있는 수준으로 신뢰성이 향상된다는 것을 알 수 있다.
즉, 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)가 10wt% 이상 200wt% 이하 함량의 강화 필러(122)를 포함하면, 신뢰성이 향상한다.
더 나아가, 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)가 50wt% 200wt% 이하 또는 100wt% 200wt% 이하 함량의 강화 필러(122)를 포함하면, 신뢰성이 더 향상할 수 있다.
표 2는 350㎃의 전류를 발광 다이오드 칩(110)에 제공하였을 때, 본 실시 예의 발광 다이오드 패키지(100)의 강화 필러(122) 함량에 따른 광속을 나타낸 예시도이다.
구분 광속(Luminous Flux)(lm) 비교
제1 실험군 102.82 100%
제3 실험군 102.61 99.8%
제4 실험군 101.90 99.3%
제5 실험군 100.57 98.7%
제6 실험군 98.56 98.0%
제7 실험군 95.41 96.8%
표 2를 참고하면, 필러를 포함하지 않는 제1 실험군의 광속을 기준으로 강화 필러(122)를 포함하는 제3 실험군 내지 제7 실험군은 모두 광속이 감소한다.제3 실험군은 제1 실험군과 광속 차이가 0.2%이다. 제4 실험군은 제1 실험군과 광속 차이가 0.7%이며, 제3 실험군과 광속 차이가 0.5%이다. 제5 실험군은 제1 실험군과 광속 차이가 1.3%이며, 제4 실험군과 광속 차이가 0.6%이다. 제6 실험군은 제1 실험군과 광속 차이가 2%이며, 제5 실험군과 광속 차이가 0.7%이다. 제7 실험군은 제1 실험군과 광속 차이가 3.2%이며, 제6 실험군과 광속 차이가 1.2%이다.
제1 실험군과 광속 차이가 2% 이내인 제3 실험군 내지 제6 실험군은 강화 필러(122)의 함량이 높아짐에 따라 광속 감소율이 0.7% 이하이다. 그러나 제7 실험군은 제6 실험군과 광속 차이가 1.2%로 광속 감소율이 급격히 높아졌다.
본 실험을 통해서 발광 다이오드 패키지(100)의 광 효율 감소를 최소화하기 위해서는 투광 부재(120)의 강화 필러(122)의 함량이 100wt% 이하이어야 한다는 것을 알 수 있다.
즉, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)의 강화 필러(122) 함량이 10wt% 이상 200wt% 이하일 때, 신뢰성이 향상한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)의 강화 필러(122) 함량이 50wt% 이상 200wt% 이하일 때, 강화 필러(122) 함량이 50wt%미만 일때보다 신뢰성이 더 크게 향상한다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(100)는 투광 부재(120)의 강화 필러(122) 함량이 50wt% 이상 100wt% 이하일 때, 광 효율 감소를 최소화 하면서 신뢰성이 크게 향상된다.
이후, 다른 실시 예의 발광 다이오드 패키지에 관해 설명을 할 때, 이전 실시 예의 발광 다이오드 패키지와 중복되는 구성에 대한 설명은 생략하거나 간략하게 설명한다. 따라서, 생략되거나 간략하게 설명한 구성의 자세한 설명은 이전 실시 예의 설명을 참고하도록 한다.
도 5는 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
제2 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(200)는 발광 다이오드 칩(110), 투광 부재(120) 및 장벽 부재(210)를 포함한다.
투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)의 측면 및 상면을 덮는다. 또한, 투광 부재(120)는 투광성 수지(121), 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)을 포함한다. 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)은 투광성 수지(121)에 산재된다. 여기서, 파장 변환 물질(123)은 발광 다이오드 칩(110)에서 방출되는 광의 파장에 따라 생략될 수 있다.
장벽 부재(210)는 광을 반사하는 재질로 형성되며, 발광 다이오드 칩(110)에서 방출된 광을 반사한다. 예를 들어, 장벽 부재(210)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 이들을 혼합한 수지로 형성될 수 있다. 또한, 장벽 부재(210)는 광 반사율 향상을 위해 TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 반사 물질을 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 장벽 부재(210)는 투광 부재(120)의 측면을 덮으며, 투광 부재(120)의 상면을 노출한다. 즉, 장벽 부재(210)는 발광 다이오드 칩(110)의 측면에서 방출된 광을 반사하여 투광 부재(120)의 상면을 통해 외부로 방출되도록 할 수 있다. 따라서, 장벽 부재(210)는 발광 다이오드 패키지(200)의 측면을 통해 광이 손실되는 것을 방지하여 발광 다이오드 패키지(200)의 광 효율이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 장벽 부재(210)는 외부 물질이 발광 다이오드 패키지(200)의 측면을 통해서 투광 부재(120) 및 발광 다이오드 칩(110)으로 침투하는 것을 방지하여 발광 다이오드 패키지(200)의 신뢰성이 향상되도록 할 수 있다.
또한, 장벽 부재(210)는 강화 필러(122)를 포함할 수 있다.
장벽 부재(210)는 열팽창 계수가 낮은 강화 필러(122)에 의해서 온도 변화에 따른 팽창 또는 수축되는 정도가 감소한다. 따라서, 장벽 부재(210)는 투광 부재(120)가 온도 변화에 따라 길이 또는 체적이 변하지 않도록 고정시킬 수 있다. 또한, 장벽 부재(210)는 투광 부재(120)가 발광 다이오드 칩(110)에서 박리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 긴 막대 구조의 강화 필러(122)에 의해서 외부 물질이 장벽 부재(210)를 통해서 발광 다이오드 패키지(200)의 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 긴 막대 구조의 강화 필러(122)는 외부 물질이 장벽 부재(210)를 침투하더라도 침투 경로를 막거나 침투 경로를 증가시켜 투광 부재(120)에 도달하는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 장벽 부재(210)가 강화 필러(122)를 포함하면, 발광 다이오드 패키지(200)를 이루는 구성부들이 외부 물질의 영향으로 열화되는 것을 방지할 수 있다.
본 실시 예에서 장벽 부재(210)가 강화 필러(122)를 포함하는 것을 예시로 설명하였지만, 본 실시 예가 이에 한정되는 것은 아니다. 강화 필러(122) 없이도 발광 다이오드 패키지(200)의 신뢰성이 감소하는 것을 방지하고, 외부 물질이 내부로 침투하는 것을 충분히 방지할 수 있다면, 강화 필러(122)는 생략될 수 있다.
도 6은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
또한, 도 7은 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지의 예시도이다.
제3 실시 예 및 제4 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(300, 400)는 발광 다이오드 칩(110), 투광 부재(120) 및 장벽 부재(210)를 포함한다.
투광 부재(120)는 발광 다이오드 칩(110)의 상면을 덮는다. 또한, 투광 부재(120)는 투광성 수지(121), 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)을 포함한다. 강화 필러(122) 및 파장 변환 물질(123)은 투광성 수지(121)에 산재한다. 여기서, 파장 변환 물질(123)은 발광 다이오드 칩(110)에서 방출되는 광의 파장에 따라 생략될 수 있다.
도 6을 참고하면, 제3 실시 예의 발광 다이오드 패키지(300)는 장벽 부재(210)가 발광 다이오드 칩(110)의 측면 및 투광 부재(120)의 측면을 덮는다.
도 7을 참고하면, 제4 실시 예의 발광 다이오드 패키지(400)는 장벽 부재(210)가 투광 부재(120)의 하부에 배치되어 발광 다이오드 칩(110)의 측면을 덮는다. 즉, 제4 실시 예의 발광 다이오드 패키지(400)는 투광 부재(120)가 발광 다이오드 칩(110)의 상면과 장벽 부재(210)의 상면을 모두 덮는다.
장벽 부재(210)는 광을 반사하는 재질로 형성되며, 발광 다이오드 칩(110)에서 방출된 광을 반사한다. 예를 들어, 장벽 부재(210)는 실리콘 수지, 에폭시 수지 또는 이들을 혼합한 수지로 형성될 수 있다. 또한, 장벽 부재(210)는 광 반사율 향상을 위해 TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 반사 물질을 포함할 수 있다.
또한, 장벽 부재(210)는 내부에 강화 필러(122)가 산재하여 있을 수 있다. 장벽 부재(210)는 강화 필러(122)에 의해서 투광 부재(120)가 온도 변화에 따라 길이 또는 체적이 변하지 않도록 고정할 수 있다. 또한, 장벽 부재(210)는 강화 필러(122)에 의해서 외부 물질이 장벽 부재(210)를 통해서 발광 다이오드 패키지(300, 400)의 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다.
제3 실시 예 및 제4 실시 예에 따르면, 장벽 부재(210)는 발광 다이오드 칩(110)의 측면을 덮어, 발광 다이오드 칩(110)의 측면에서 방출된 광을 반사한다. 발광 다이오드 칩(110)의 측면에서 방출된 광은 장벽 부재(210)에서 반사되어 발광 다이오드 칩(110)의 상부에 위치한 투광 부재(120)를 향할 수 있다.
따라서, 제3 실시 예 및 제4 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(300, 400)는 장벽 부재(210)가 발광 다이오드 패키지(300, 400)의 측면을 통해 광이 손실되는 것을 방지하여 광 효율이 향상될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 자세한 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시 예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시 예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시 예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리 범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
10, 20, 100, 200, 300, 400: 발광 다이오드 패키지
22: 필러
110: 발광 다이오드 칩
11, 21, 120: 투광 부재
121: 투광성 수지
122: 강화 필러
123: 파장 변환 물질
210: 장벽 부재

Claims (13)

  1. 광을 방출하는 발광 다이오드 칩; 및
    상기 발광 다이오드 칩의 적어도 상면을 덮으며, 투광성 수지와 강화 필러를 포함하는 투광 부재;를 포함하며,
    상기 강화 필러는 적어도 두 개의 측면이 서로 다른 길이를 가지며, 상기 투광성 수지에 산재하는 발광 다이오드 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 강화 필러는 Si, Al, Fe, Ba, Ca, Mg 및 Na 성분 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 강화 필러는 SiO2, Al2O3, MgO, CaO, Na2O, K2O 및 B2O3로 이루어진 유리 섬유 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 강화 필러의 함량은 상기 투광성 수지의 10wt% 이상 200wt% 이하인 발광 다이오드 패키지.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광 부재는 상기 발광 다이오드 칩의 측면 및 상면을 덮는 발광 다이오드 패키지.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 투광 부재의 측면을 덮어, 상기 발광 다이오드 칩의 측면에서 방출되는 광을 반사하는 장벽 부재를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 장벽 부재는 상기 강화 필러를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광 부재는 상기 발광 다이오드 칩의 상면을 덮는 발광 다이오드 패키지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩의 측면을 덮는 장벽 부재를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 장벽 부재는 상기 강화 필러를 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
  11. 청구항 9에 있어서,
    상기 투광 부재는 상기 장벽 부재의 상면을 더 덮는 발광 다이오드 패키지.
  12. 청구항 9에 있어서,
    상기 장벽 부재는 상기 투광 부재의 측면을 더 덮는 발광 다이오드 패키지.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 투광 부재는 상기 투광성 수지에 산재된 파장 변환 물질을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006186165A (ja) * 2004-12-28 2006-07-13 Okaya Electric Ind Co Ltd 発光ダイオード
WO2010061434A1 (ja) * 2008-11-25 2010-06-03 電気化学工業株式会社 発光素子パッケージ用基板の製造方法および発光素子パッケージ
WO2011099384A1 (ja) * 2010-02-09 2011-08-18 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
KR20120066321A (ko) * 2010-12-14 2012-06-22 엘지디스플레이 주식회사 유기전계발광소자
JP2012222005A (ja) * 2011-04-04 2012-11-12 Mitsubishi Chemicals Corp 発光装置、繊維複合体、及び繊維複合体の製造方法
US9269873B2 (en) * 2012-03-13 2016-02-23 Citizen Holdings Co., Ltd. Semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
KR101238013B1 (ko) * 2012-09-06 2013-02-26 네오마루 주식회사 Ｌｅｄ 조명에 이용되는 플레이크 타입의 필러를 이용한 방열시트 및 이의 제조방법
KR101974353B1 (ko) * 2013-01-11 2019-05-02 삼성전자주식회사 발광소자 및 발광소자 패키지
JP5905648B2 (ja) * 2013-07-08 2016-04-20 Ｎｓマテリアルズ株式会社 半導体を利用した発光デバイス
KR20150008626A (ko) * 2013-07-15 2015-01-23 서울반도체 주식회사 발광 장치
JP2016225581A (ja) * 2015-06-04 2016-12-28 日本電気硝子株式会社 波長変換部材及びそれを用いた発光装置
JP6418200B2 (ja) * 2016-05-31 2018-11-07 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法
JP6790478B2 (ja) * 2016-06-14 2020-11-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US9893250B1 (en) * 2016-12-16 2018-02-13 Nichia Corporation Light emitting device having silicone resin-based sealing member
US20190064595A1 (en) * 2017-08-28 2019-02-28 Radiant Choice Limited Display system

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