KR20200142202A - 발광소자 패키지, 광원장치 및 발광소자 패키지 제조방법 - Google Patents

발광소자 패키지, 광원장치 및 발광소자 패키지 제조방법 Download PDF

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Abstract

발명의 실시 예에 개시된 발광소자 패키지는 복수의 본딩부, 상기 복수의 본딩부 상에 발광 구조물, 및 상기 발광 구조물 상에 투광성 기판을 갖는 발광소자; 상기 발광소자 상에 배치된 파장 변환층; 상기 파장 변환층 상에 배치된 투광층 및 레진층 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 파장 변환층의 외측에는 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나가 배치되며, 상기 파장 변환층은 불소 원소를 갖는 형광체를 포함할 수 있다.

Description

발광소자 패키지, 광원장치 및 발광소자 패키지 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE, LIGHTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
발명의 실시 예는 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발명의 실시 예는 하나 또는 복수의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치 또는 차량 램프에 관한 것이다.
3족-5족 또는/및 2족-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드(Laser Diode)와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 파장 대역의 빛을 구현할 수 있는 장점이 있다. 발광소자는 형광 물질을 이용하거나 서로 다른 색을 조합함으로써 백색 광원을 구현할 수 있다. 이러한 발광소자는 형광등, 백열등과 같은 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 또는 환경 친화성의 장점을 가진다.
한편, 최근에는 차량용 광원에 발광소자를 적용하려는 시도가 계속되고 있는바, 패키지(Package) 형태로 차량 내부에 설치되는 앰비언트 라이트, 무드등, 독서등 등과 같은 실내용 광원뿐만이 아니라, 차량의 헤드 램프, 테일 램프 등과 같은 외부용 광원에도 광범위하게 적용되고 있는 추세이다.
이 중, 차량의 헤드 램프는 어두운 야간에 보다 밝고 멀리 빛을 비추어야 하는 본연의 목적에 의해 복수 개의 발광소자 패키지를 사용하는 추세이며, 최근 특정 차량 제조 업체는 하나의 헤드 램프에 수 십개의 고성능 발광 다이오드 패키지를 사용하여 구현한 인텔리전트 라이트 시스템(Intelligent Light System)을 개발하여 적극적인 마케팅을 벌이고 있다.
이러한 차량 헤드 램프용 발광소자 패키지는 발광소자의 측면에서의 광의 손실을 줄이고 램프의 전체 광량을 증가시킬 수 있는 패키지가 요구된다.
발명의 실시 예는 발광소자와 레진층 사이에 불소 원소를 갖는 파장 변환층을 포함하는 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 발광소자 상에 배치된 파장 변환층의 주변을 밀봉한 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 반사측벽의 개구부 내에 발광소자를 배치하고, 상기 발광소자 상에 불소를 갖는 파장 변환층을 밀봉한 발광소자 패키지 및 그 제조방법을 제공한다.
발명의 실시 예는 하나 또는 복수의 발광소자 패키지를 갖는 광원 장치 또는 차량 램프를 제공한다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수의 본딩부, 상기 복수의 본딩부 상에 발광 구조물, 및 상기 발광 구조물 상에 투광성 기판을 갖는 발광소자; 상기 발광소자 상에 배치된 파장 변환층; 상기 파장 변환층 상에 배치된 투광층 및 레진층 중 적어도 하나를 포함하며, 상기 파장 변환층의 외측에는 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나가 배치되며, 상기 파장 변환층은 불소 원소를 갖는 형광체를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수의 본딩부, 상기 복수의 본딩부 상에 발광 구조물, 및 상기 발광 구조물 상에 투광성 기판을 갖는 발광소자; 상기 발광소자 상에 배치된 투광층; 상기 투광층 상에 배치된 파장 변환층; 및 상기 파장 변환층 상에 배치된 레진층을 포함하며, 상기 파장 변환층의 외측에는 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나가 배치되며, 상기 파장 변환층은 불소 원소를 갖는 제1형광체를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 레진층은 반사성 재질이며, 상기 투광층의 상면에 배치될 수 있다. 상기 투광층은 상기 발광소자의 둘레에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며, 상기 반사측벽은 상기 발광소자의 측면과 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나에 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며, 상기 반사측벽의 상면은 상기 발광소자의 상면보다 높고 상기 파장 변환층의 외측에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며, 상기 반사측벽의 상면은 상기 발광소자의 상면보다 낮고 상기 발광 구조물의 하면보다 높게 배치되며, 상기 투광층은 상기 반사측벽의 상면에 접촉될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 파장 변환층은 상기 발광소자의 측면으로 더 연장되며, 상기 투광층은 상기 발광소자의 외측으로 연장되는 상기 파장 변환층의 외측에 배치될 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 상기 제1형광체는 적색 광을 발광하며, 상기 파장 변환층 및 상기 투광층 중 적어도 하나에는 황색 형광체를 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자 패키지의 광량을 증가시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자 패키지 내에서의 광 손실을 줄이고 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 고온 및 고습 환경에 적용될 수 있는 고출력 패키지를 제공할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 패키지 내에서 불소를 갖는 형광체를 습기로부터 보호할 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자 패키지의 제조공정을 단순화할 수 있고 공정 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 레진층에서의 크랙 발생을 줄일 수 있어, 패키지의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
발명의 실시 예에 의하면, 발광소자 패키지의 전기적 특성과 신뢰성을 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
도 1은 발명의 제1실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도의 제1예이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제2예이다.
도 4는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제3예이다.
도 5는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제4예이다.
도 6은 도 1의 발광소자 패키지의 평면도의 다른 예이다.
도 7은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제5예이다.
도 8은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제6예이다.
도 9는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제7예이다.
도 10 내지 도 14는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도에 있어서, 반사측벽의 제1변형 예이다.
도 15 내지 도 18은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도에 있어서, 반사측벽의 제2변형 예이다.
도 19는 도 2의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제8예이다.
도 20은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제9예이다.
도 21은 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도에 있어서, 투광층의 제1변형 예이다.
도 22는 발명의 실시 예에서 복수의 발광소자를 갖는 발광소자 패키지의 예이다.
도 23은 도 22의 발광소자 패키지의 변형 예이다.
도 24 및 도 25는 도 22 또는 도 23의 발광소자 패키지의 평면도의 예이다.
도 26은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 조명장치의 일 예이다.
도 27은 도 26의 조명 장치의 변형 예이다.
도 28은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 적용된 발광소자의 일 예를 설명하는 단면도이다.
도 29는 발명의 실시 예(들)에 따른 발광소자 패키지가 적용된 차량 외부 광원을 나타낸 도면이다.
도 30은 도 29에 도시된 차량 외부 광원이 적용된 차량 헤드 램프를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명한다.
본 발명의 기술 사상은 설명되는 일부 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있고, 본 발명의 기술 사상 범위 내에서라면, 실시 예들간 그 구성 요소들 중 하나 이상을 선택적으로 결합, 치환하여 사용할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예에서 사용되는 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는, 명백하게 특별히 정의되어 기술되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 일반적으로 이해될 수 있는 의미로 해석될 수 있으며, 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미를 고려하여 그 의미를 해석할 수 있을 것이다. 또한, 본 발명의 실시예에서 사용된 용어는 실시 예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함할 수 있고, "A 및(와) B, C중 적어도 하나(또는 한 개 이상)"로 기재되는 경우 A, B, C로 조합할 수 있는 모든 조합 중 하나이상을 포함 할 수 있다. 또한, 본 발명의 실시 예의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제1, 제2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등으로 확정되지 않는다. 그리고, 어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 '연결', '결합' 또는 '접속'된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 결합 또는 접속되는 경우뿐만 아니라, 그 구성 요소와 그 다른 구성요소 사이에 있는 또 다른 구성 요소로 인해 '연결', '결합' 또는 '접속＇되는 경우도 포함할 수 있다. 또한, 각 구성 요소의 " 상(위) 또는 하(아래)"에 형성 또는 배치되는 것으로 기재되는 경우, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되는 경우뿐만 아니라 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 형성 또는 배치되는 경우도 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다. 상기 발광소자 패키지는 자외선, 적외선 또는 가시광선의 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 패키지에 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 상기 발광소자가 적용된 패키지 또는 광원 장치에는 비 발광소자 예컨대, 제너 다이오드와 같은 소자나 파장이나 열을 감시하는 센싱 소자를 포함할 수 있다. 이하에서는 소자의 예로서 발광소자가 적용된 경우를 기반으로 설명하며, 발광소자 패키지에 대해 상세히 설명하도록 한다.
<실시 예>
도 1은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 평면도이며, 도 2는 도 1의 발광소자 패키지의 A-A측 단면도의 제1예이고, 도 3 내지 도 5는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도의 제2 내지 제4예를 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자 패키지(100)는 발광소자(140), 및 발광소자(140) 상에 파장 변환층(130), 투광층(120) 및 레진층(150) 중 둘 이상을 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(100)는 발광소자(140) 상에 파장 변환층(130) 및 상기 파장 변환층(130) 상에 투광층(120)이 배치될 수 있다. 상기 투광층(120)의 측부(20)는 발광소자(140) 및 상기 파장 변환층(130)의 외측에 배치될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)와 상기 투광층(120) 사이를 접착시키고 입사된 광의 파장을 변환하는 파장변환 부재를 포함할 수 있다. 상기 파장변환부재는 형광체나 양자점을 포함할 있다. 상기 발광소자(140)는 레진층(150)의 하부에 복수로 배치될 수 있으나, 설명의 편의를 위해, 단일 개의 소자로 설명하기로 한다.
상기 발광소자(140)는 가시 광을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(140)는 청색 광, 녹색 광 또는 적색 광을 발광할 수 있다. 예컨대, 상기 발광소자(140)는 청색 광을 발광하거나, 420nm 내지 450nm 범위의 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광소자(140)는 자외선부터 가시광선의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있다. 상기 발광소자(140)는 LED 칩으로 구현될 수 있다. 상기 발광소자(140)는 플립 칩으로 배치될 수 있으며, 상기 플립 칩은 측면들 및 상면으로 발광하며, 상면 방향으로 가장 높은 광도로 발광될 수 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(140)는 적어도 하나의 와이어로 연결된 수평형 LED 칩 또는 수직형 LED 칩으로 제공될 수 있다. 상기 발광소자(140)는 상기 투광층(120) 내에 배치될 수 있다. 상기 발광소자(140)는 상기 투광층(120)의 하부에 매립될 수 있다. 상기 발광소자(140)는 상기 파장 변환층(130) 및 투광층(120)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
상기 발광소자(140)는 발광 구조물(41)을 포함할 수 있다. 상기 발광소자(140)는 상기 발광 구조물(41)의 하부에 제1 및 제2 본딩부(43,44)를 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)는 상기 발광소자(140)의 하부에 제공될 수 있으며, 서로 이격될 수 있다. 상기 제1 및 제2 본딩부(43,44)는 상기 투광층(120)의 하면에 노출될 수 있다. 도 26 및 도 27와 같이, 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)는 지지부재(110)의 상면에 대면하며, 상부 프레임(112,114)에 본딩될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)는 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)는 예컨대, Cu, Ti, Al, In, Ir, Ta, Pd, Co, Cr, Mg, Zn, Ni, Si, Ge, Ag, Ag alloy, Au, Hf, Pt, Ru, Rh, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, Ni/IrOx/Au/ITO를 포함하는 그룹 중에서 선택된 하나 이상의 물질 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(41)은 상기 제1 및 제2본딩부(43,44) 상에 배치되고 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)로부터 전원을 공급받고 발광할 수 있다.
상기 발광소자(140)는 상기 발광 구조물(41) 위에 투광성 기판(42)을 포함할 수 있다. 상기 투광성 기판(42)은 투명한 재질이며, 절연성 재질 또는 반도체 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 기판(42)은 예컨대, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge을 포함하는 그룹 중에서 선택될 수 있다. 예로서, 상기 투광성 기판(42)은 표면에 요철 패턴이 형성될 수 있다. 상기 투광성 기판(42)은 제거되거나, 다른 수지 재질의 투광성 재질이 배치될 수 있다. 상기 투광성 기판(42)은 발광소자(140)의 최상층에 배치되거나, 광 추출 층으로 기능할 수 있다.
여기서, 상기 발광소자(140)가 플립 칩으로 배치된 경우, 상기 발광소자(140)는 5면 발광하므로, 상기 투광성 기판(42)의 상면 및 측면을 통해 대부분의 광이 방출될 수 있다. 상기 투광성 기판(42)의 상면으로 진행하는 광은 파장 변환층(130)을 통해 레진층(150)으로 진행할 수 있으며, 상기 투광성 기판(42)의 측면으로 진행하는 광은 상기 투광층(120)을 통해 방출될 수 있다. 상기 발광 구조물(41)은 상기 투광성 기판(42)이 제거될 경우, 발광소자(140)의 상부에 노출되고 상기 파장 변환층(130)과 접촉될 수 있다.
상기 발광 구조물(41)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(41)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예로서, 상기 발광 구조물(41)은 알루미늄(Al), 갈륨(Ga), 인듐(In), 인(P), 비소(As), 질소(N)로부터 선택된 적어도 두 개 이상의 원소를 포함하여 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(41)은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층은 상기 투광성 기판(42)과 상기 활성층 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층은 상기 활성층과 상기 제1 및 제2 본딩부(43,44) 사이에 배치될 수 있다. 상기 발광 구조물(41)은 상기 제1도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2도전형 반도체층의 적어도 한 층의 상면 또는/및 하면에 다른 반도체층이 더 배치될 수 있다. 상기 제1 본딩부(43)는 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 본딩부(44)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 반대로, 상기 제2 본딩부(44)는 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 본딩부(43)는 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(140)에서 발광된 빛은 투광층(120)으로 제공될 수 있게 된다. 상기 발광소자(140)의 두께는 상기 투광성 기판(42)의 상면부터 제1 및 제2본딩부(43,44)의 하면까지의 직선 거리일 수 있으며, 예컨대 200마이크로 미터 이하이거나, 80 내지 200마이크로 미터의 범위 또는 100 내지 200 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 발광소자(140)의 두께 또는 면적은 패키지의 크기에 따라 달라질 수 있다.
상기 제1 본딩부(43)는 상기 발광 구조물(41)의 제1영역 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 본딩부(43A)는 상기 발광 구조물(41)의 제2영역 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)는 전극 또는 패드일 수 있으며, 회로기판이나 지지부재 상에 배치된 프레임에 본딩될 수 있다. 이때의 본딩 물질 예컨대, 솔더 페이스트, Ag 페이스트, SAC(Sn-Ag-Cu) 계열의 물질을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자(140)는 상기 발광 구조물(41)과 상기 제1 및 제2본딩부(43,44) 사이에 반사층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 반사층은 금속 또는/및 비 금속 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사층은 상기 발광 구조물(41)로부터 발생된 광을 투광성 기판 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 상기 반사층은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 상기 투광층(120)과 상기 발광소자(140) 사이에 배치될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 제1형광체(P1)를 갖는 투명한 재질로 형성될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 투명한 재질은 상기 투광층(120)과 동일한 재질이거나 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지 재질이거나 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 투광층(120)과 상기 발광소자(140)를 접착시켜 줄 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)의 상면 또는 투광성 기판(42)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)의 상면 또는 투광성 기판(42)의 상면에 접착제로 접착될 수 있다. 상기 접착제는 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 굴절률은 1.4 내지 1.7 범위로서, 상기 화합물 반도체의 굴절률보다 낮으며, 상기 레진층(150)의 굴절률과의 차이가 0.3 이하일 수 있다.
일 예로서, 상기 파장 변환층(130)은 상면 또는/및 하면의 전 영역은 평탄한 면으로 제공될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상면 또는/및 하면은 상기 투광성 기판(42)의 상면과 평행하게 배치될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 하면 면적은 상기 발광소자(140)의 상면 면적 또는 상기 투광성 기판(42)의 상면 면적과 같거나 클 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 하면 면적이 상기 발광소자(140)의 상면 면적과 같거나 클 수 있어, 상기 파장 변환층(130)은 입사된 광의 파장 변환 효율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 내부에 제1형광체(P1) 또는/및 양자점과 같은 불순물을 포함할 수 있다. 상기 제1형광체(P1)나 양자점은 상기 발광소자(140)에서 방출된 광을 흡수하여 장 파장으로 여기하여 방출하게 된다. 상기 파장 변환층(130)은 청색, 황색, 녹색, 또는 적색의 광을 발광할 수 있다. 상기 제1형광체는 녹색 형광체, 적색 형광체, 황색 형광체 및 청색 형광체 중 적어도 한 종류 또는 두 종류를 포함할 수 있다. 상기 제1형광체는 불소함유 형광체, 황화물(Sulfide)계 형광체, 불화물 형광체, 포스페이스트 형광체, 실리게이트(silicate)계 형광체, 질화물(Nitride)계 형광체, 알루미네이트(aluminate)계 형광체, YAG계 형광체, 및 TAG계 형광체 중 적어도 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
발명의 실시 예에서 상기 파장 변환층(130)에서 제1형광체(P1)는 불소함유 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 불소 함유 형광체는, MgF2:Mn2 +, (Zn, Mg)F2:Mn2 +, (K, Mg)F2:Mn2 +, CaF2:Eu2 +, CsF2:Eu2 +, BaF2:Eu2 +, LiBaF3:Ce3+, K2TiF6:Mn, BaTiF6:Mn, K2SiF6:Mn, K2ZrF7:Mn, K2SnF6:Mn, K2AlF5:Mn, Na2TiF6:Mn, Na2ZrF6:Mn, Zn2AlF7:Mn 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 적색 광을 발광하는 제1형광체를 포함하며, 상기 적색 형광체는 입사된 광을 610nm 내지 780nm의 범위의 파장으로 변환할 수 있다.
상기 파장 변환층(130) 내에 첨가된 제1형광체(P1)의 크기는 1 마이크로 미터 이상 예컨대, 10 내지 150 마이크로 미터 또는 5 내지 30 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 양자점의 크기는 10nm 이하의 반도체 결정체를 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)을 통해 방출된 광은 청색, 녹색, 황색, 적색, 또는 백색 광 중 적어도 하나 또는 둘 이상일 수 있다. 상기 파장 변환층(130)을 통해 발광소자(140)의 일부 광과 상기 형광체(P1)에 의해 파장 변환된 일부 광이 방출되며, 상기 방출된 광들은 혼색될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)의 두께(T2)는 10 마이크로 미터 이상 예컨대, 10 내지 100 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 두께(T2)가 상기 범위보다 작은 경우, 파장 변환 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 형광체 함량에 비해 파장 변환 효율의 개선 효과가 미미하거나 패키지의 두께(예, T1)가 증가될 수 있다.
상기 투광층(120)은 상기 파장 변환층(130)의 상부 및 측부, 상기 발광소자(140)의 측부에 배치될 수 있다. 상기 투광층(120)의 측부(20)는 상기 파장 변환층(130)의 외측 및 상기 발광소자(130)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 투광층(120)의 측부(20)는 상기 파장 변환층(130) 및 상기 발광소자(130)의 측면에 접촉되고 상기 파장 변환층(130)을 보호할 수 있다. 상기 투광층(120)은 투광성 재질이거나, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 투광층(120)의 측면 및 상면으로부터 이격되고, 상기 발광소자(140) 상에서 상기 투광층(120) 내에 매립될 수 있다. 이에 따라 상기 파장 변환층(130)은 외부 습기에 의한 수분 침투 경로가 차단될 수 있어, 신뢰성이 개선될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)이 불소계 형광체를 갖는 경우, 상기 불소계 형광체 또는 불소계 적색 형광체는 광학적 특성 및 색 재현성이 높은 특징을 갖고 있으나, 다습한 환경에 매우 취약한 문제가 있다. 또한 상기 불소계 형광체가 혼합되는 수지 재질은 흡습성이 강해 상기 제1형광체의 효율을 하락시키는 원인일 수 있다. 따라서, 발명의 실시 예는 상기 파장 변환층(130)을 투광층(120) 내에 매립시켜 줌으로써, 상기 형광체로의 수분 침투를 차단시켜 수분으로부터 보호할 수 있다. 장기적으로 패키지를 사용할 경우, 신뢰성을 5% 이상 개선시켜 줄 수 있다.
상기 투광층(120)은 황색 광을 발광하는 제2형광체(P2)를 포함할 수 있다. 상기 제2형광체(P2)는 Y3Al5O12:Ce3 + (YAG:Ce) Tb3Al5O12:Ce3 + (TAG:Ce) (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu2+ (Sr,Ba,Ca,Mg,Zn)2Si(OD)4:Eu2 +, β-SiAlON:Eu2 +, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu2+ 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 황색 형광체는 입사된 광을 570nm 내지 610nm의 범위의 파장으로 변환할 수 있다. 다른 예로서, 제2형광체(P2) 또는/및 양자점은 투광층(120) 및 파장 변환층(130) 중 적어도 하나 또는 모두에 첨가될 수 있다. 제2형광체(P2)의 크기는 1 마이크로 미터 이상 예컨대, 10 내지 150 마이크로 미터 또는 5 내지 30 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 양자점의 크기는 10nm 이하의 반도체 결정체를 포함할 수 있다. 상기 투광층(120)은 내부에 확산제를 더 포함할 수 있다.
상기 투광층(120)의 하면은 상기 발광소자(140)의 하면과 같은 위치 예컨대, 상기 발광 구조물(41)의 하면과 같은 위치이거나 본딩부(43,44)의 하단 위치와 같은 위치일 수 있다. 상기 투광층(120)은 상기 발광 구조물(41)의 외측에 보호층(미도시)이 배치된 경우, 상기 보호층과 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120)은 상기 발광소자(140)로부터 방출된 광, 상기 제1 및 제2형광체(P1,P2)에 의해 파장 변환된 광들이 방출할 수 있으며, 상기 방출된 광들은 혼색될 수 있다.
상기 투광층(120)의 두께(C1)는 150 마이크로 미터 이상 예컨대, 150 내지 400 마이크로 미터의 범위이거나 200 내지 350 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 투광층(120)의 두께(C1)는 상기 파장 변환층(130)의 상면에서 상기 레진층(150) 하면 사이의 직선 거리이며, 상기 범위보다 작은 경우, 광의 출사 면적이 줄어들 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 광의 집광 효율이 저하될 수 있다.
수직 방향으로, 상기 투광층(120)은 상기 파장 변환층(130) 또는 상기 발광소자(140)와 중첩되는 센터 영역(B1)와, 상기 센터 영역(B1)에서 에지까지의 외곽 영역(B2)을 포함할 수 있다. 상기 센터 영역(B1)의 폭은 상기 외곽 영역(B2)의 폭보다 넓을 수 있다. 즉, 대면적의 발광소자(140)을 배치하고 상기 발광소자(140) 및 파장 변환층(130)의 둘레를 투광층(120)으로 밀봉함으로써, 파장 변환 효율의 저하를 억제하고 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 레진층(150)은 상기 투광층(120) 상에 배치될 수 있다. 상기 레진층(150)은 상기 투광층(120)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 레진층(150)은 상기 발광소자(150) 및 상기 파장 변환층(130)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 레진층(150)의 제1방향(X)의 폭(X1)과 제2방향(Y)의 길이(Y1)은 서로 동일하거나 다를 수 있다. 상기 레진층(150)은 상기 투광층(120)의 두께(C1)보다 얇은 두께(T3)로 제공될 수 있다. 상기 레진층(150)의 두께(T3)는 100 마이크로 미터 이상 예컨대, 100 내지 300 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 레진층(150)은 반사성 재질인 경우, 상기 두께(T3)보다 작은 경우 반사 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 패키지 두께가 증가될 수 있다. 이때 패키지의 출사면의 높이는 상기 투광층(120)의 측면 높이 또는 측면 두께일 수 있다. 상기 레진층(150)은 투광성 재질인 경우, 상부를 보호하는 층으로서, 상기 두께의 범위로 제공될 수 있다.
상기 레진층(150)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질로 형성될 수 있다. 상기 레진층(150)은 입사되는 광을 반사하는 반사성 재질일 수 있다. 상기 반사성 재질은 수지 재질 내부에 금속 산화물, 예로서 TiO2, SiO2, Al2O3와 같은 불순물을 포함할 수 있다. 상기 레진층(150)는 백색 재질일 수 있다. 상기 레진층(150)가 백색 재질인 경우, 입사된 광은 반사되어, 상기 투광층(120)을 통해 추출될 수 있다. 여기서, 상기 레진층(150), 상기 파장 변환층(130), 상기 투광층(120)의 수지 재질들은 서로 동일하거나, 적어도 하나가 다를 수 있다. 이에 따라 패키지의 광 지향각 분포는 넓어질 수 있고, 센터측 핫 스팟은 억제될 수 있다. 다른 예로서, 상기 레진층(150)이 투광성 재질인 경우, 내부에 어떠한 금속 산화물과 같은 불순물을 갖지 않을 수 있다.
발명의 실시 예는 불소계 형광체를 갖는 파장 변환층(130)의 외부를 투광층(120)을 이용하여 밀봉시켜 줌으로써, 습기에 의한 신뢰성 저하를 방지할 수 있다. 또한 파장 변환층(130)의 상면 및 측면이 투광층(120)의 외면으로부터 100 마이크로 미터 이상 이격됨으로써, 제1형광체(P1)에 의한 색 재현성이나 광학적 특성 저하를 차단할 수 있다. 따라서 발광소자 패키지(100)를 장시간 사용하더라도, 신뢰성 저하를 줄여줄 수 있다.
이하, 개시된 발광소자 패키지의 다른 예 또는 변형 예들을 설명하기로 한다.
도 3과 같이, 상기 파장 변환층(130)의 하면 면적 또는 하면 폭은 상기 발광소자(140)의 상면 면적 또는 상면 폭보다 클 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 외 측면과 상기 발광소자(140)의 각 측면 사이의 최소 거리(B3)는 70 마이크로 미터 이상 예컨대 70 내지 120 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 이러한 파장 변환층(130)의 외측 둘레가 상기 발광소자(140)의 측면보다 더 외측으로 돌출됨으로써, 상기 파장 변환층(130)에서의 광의 입사 효율과 파장 변환 효율은 개선될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)의 외부는 상기 투광층(120)의 측부(20)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 외부는 상기 투광층(120)의 측면보다 상기 발광소자(140)의 측면에 더 인접하게 배치되어, 파장 변환층(130)으로 침투하는 습기의 침투 경로가 줄어드는 것을 억제할 수 있다.
도 4를 참조하면, 발광소자 패키지(101)는 발광소자(140), 상기 발광소자(140)의 둘레에 반사측벽(121), 상기 반사측벽(121)과 상기 발광소자(140) 상에 파장 변환층(130), 상기 파장 변환층(130) 상에 레진층(150)이 배치될 수 있다.
상기 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 측면에 배치되어, 입사된 광을 반사하게 된다. 상기 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 모든 측면의 외측에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 상면 일부는 상기 발광소자(140)의 상면 위치와 같거나 다르게 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 상면 및 하면이 개방된 개구부를 가지며, 상기 개구부 내에 상기 발광소자(140)가 배치될 수 있다. 상기 개구부의 높이 또는 깊이는 상기 반사측벽(121)의 두께와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 개구부의 바닥에는 발광소자(140)의 하부가 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 하면은 상기 발광소자(140)의 하면 위치와 같거나 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 발광소자(140)의 하면은 상기 본딩부(43,44)의 상면이거나 하면일 수 있다.
상기 반사측벽(121)의 두께(T4)는 상기 발광소자(140)의 두께보다 작을 수 있다. 상기 발광소자(140)의 두께는 상기 투광성 기판(42)의 상면부터 제1 및 제2본딩부(43,44)의 하면까지의 직선 거리일 수 있으며, 예컨대 200마이크로 미터 이하이거나, 80 내지 200마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 두께(T4)는 150 마이크로 미터 이상 예컨대, 150 내지 200 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 반사측벽(121)이 상기 발광소자(140)의 측면을 커버하도록 제공됨으로써, 발광소자(140)의 측면으로 누설된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 또한 발광소자(140)의 둘레를 지지할 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 폭(B4)는 상기 발광소자(140)의 측면으로부터 상기 반사측벽(121)의 외면까지의 거리로서, 30 마이크로 미터 이상 예컨대, 30 내지 100 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 폭(B4)이 상기 범위보다 작은 경우, 광의 반사 효율이 저하될 수 있고 상기 범위보다 큰 경우 패키지 사이즈가 커질 수 있다.
상기 파장 변환층(130) 내의 제1형광체(P1)는 상기에 개시된 적색 또는/및 황색 형광체를 포함할 수 있다. 이때의 제1형광체(P1)를 갖는 파장 변환층(140)의 하면 면적 또는 하면 폭은 상기 발광소자(140)의 상면 면적 또는 상면 폭보다 더 크게 배치됨으로, 파장 변환 효율 및 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 두께(T2)는 50 마이크로 미터 이상 예컨대, 50 내지 250 마이크로 미터의 범위일 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 두께(T2)가 상기 범위보다 작은 경우, 광 출사 면적이 줄어들거나 파장 변환 효율이 저하될 수 있고, 상기 범위보다 큰 경우 패키지 두께가 증가될 수 있다.
상기 레진층(150)은 반사성 재질로 형성될 수 있으며, 입사된 광을 반사하게 되며, 상기 파장 변환층(130)은 입사된 광 또는/및 상기 반사된 광을 측면을 통해 추출시켜 줄 수 있다. 상기 레진층(150)은 상기 반사측벽(121)의 상면으로 더 연장되므로, 상기 레진층(150)과 상기 반사측벽(121) 사이의 영역을 통해 광을 방출할 수 있다.
도 5는 도 4의 다른 예이며, 상기 발광소자(140)의 본딩부(43,44) 방향으로 상기 반사측벽(121)이 연장될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 일부는 상기 본딩부(43,44)의 외측 둘레를 감싸거나 접촉될 수 있다. 이에 따라 상기 반사측벽(121)과 같은 수지 재질은 본딩부(43,44)의 주변에서의 본딩 물질에 의한 광 손실을 줄여줄 수 있다.
도 6과 같이, 상기 반사측벽(121A,121B)은 발광소자(140)의 양측에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121A,121B)은 서로 대향되며, 제1방향으로 발광소자(140)의 양 측면에 접촉될 수 있다. 상기 반사측벽(121A,121B)은 제2방향(Y)으로 긴 길이를 가지며, 상기 발광소자(140)의 코너보다 더 돌출될 수 있다. 상기 반사측벽(121A,121B)와 상기 발광소자(140) 사이의 영역에는 측부(20A,20B)가 각각 배치될 수 있다. 상기 측부(20A,20B)는 투광성 수지 재질이거나 반사성 수지 재질일 수 있다. 이러한 구조는 반사측벽(121A,12B)의 형상은 도 2 내지 도 5의 패키지에 적용될 수 있다.
도 7과 같이, 투광체(123)는 발광소자(140)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 투광체(123)는 상기 발광소자(140)의 측면에 접촉될 수 있다. 상기 투광체(123)는 상기 파장 변환층(130)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 투광체(123)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 투광성 수지 재질로 형성되거나, 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광체(123)은 입사되는 광을 측 방향으로 추출시켜 줄 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 상기 투광체(123)의 상면과 상기 발광소자(140)의 상면 위에서, 입사된 광의 파장을 변환하여 추출하게 된다. 상기 레진층(150)은 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 외측 하부에 투광체(123)를 배치함으로써, 발광소자 패키지의 출사면의 면적이 증가될 수 있다. 상기 출사면은 도 6과 같이, 패키지의 양 측면이거나, 도 1과 같은 전 측면일 수 있다.
도 8을 참조하면, 접착층(128)은 발광소자(140)의 상면과 파장 변환층(130) 사이에 배치될 수 있다. 상기 접착층(128)은 상기 파장 변환층(130)의 하면의 센터 영역을 상기 발광소자(140)에 접착시켜 줄 수 있다. 상기 접착층(128)은 10 마이크로 미터 이하의 두께로 형성될 수 있으며, 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 발광소자(140)는 둘레에 투광체(123)가 배치되거나, 도 4 또는 도 5와 같이 반사측벽(121)이 배치될 수 있다. 도 4 내지 도 8과 같은 패키지에서는, 상기 파장 변환층(130)의 하면을 발광 소자(140)의 상면과 같거나 높게 배치해 줌으로써, 투광체(123) 또는 반사측벽(121)이 상기 발광소자(140)의 하부에서 올라오는 습기를 차단할 수 있다.
도 9와 같이, 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)의 상면 위에 배치될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)와 상기 투광층(125) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 파장 변환층(130)에는 불소 원소를 갖는 적색 형광체를 포함하거나, 적색 형광체와 황색 형광체를 포함할 수 있다. 또는 황색 형광체는 상기 투광층(125)에 배치될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)의 제1 또는 제2방향의 길이는 상기 발광소자(140)의 제1 또는 제2방향의 길이보다 클 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)의 면적보다 더 큰 면적을 가지므로, 발광소자(140)의 상면으로 방출된 광 또는 발광소자(140)와 반사측벽(121) 사이의 계면을 통해 반사된 광의 입사 효율이 개선될 수 있다.
상기 투광층(125)의 외곽부(51)는 상기 반사측벽(121)의 상면(S1) 내측에 접착될 수 있다. 상기 외곽부(51)는 상기 파장 변환층(130)의 측면에 접촉될 수 있다. 이러한 상기 파장 변환층(130)은 외곽부(51)에 의해 상기 투광층(125)의 외 측면으로부터 이격되고, 투광층(125)의 하부 센터 영역에 밀봉될 수 있다. 따라서, 불소를 갖는 형광체가 첨가된 파장 변환층(130)을 습기로부터 보호할 수 있다.
상기 투광층(125) 상에는 레진층(150)이 배치될 수 있다. 상기 레진층(150)은 반사성 재질일 수 있다. 다른 예로서, 상기 레진층(150)은 투광성 재질일 수 있다.
도 10 내지 도 14는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도에 있어서, 반사측벽의 제1변형 예이다.
도 10을 참조하면, 발광소자 패키지에서 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 외측 및 상기 파장 변환층(130)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 둘레 및 상기 파장 변환층(130)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 상부(23)는 하부보다 좁은 폭을 갖고, 상기 파장 변환층(130)의 외측을 통해 상기 투광층(125)의 상면 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 상면(S1)은 상기 파장 변환층(130)의 상면과 같거나 더 높게 돌출될 수 있다. 이에 따라 상기 파장 변환층(130)의 측면을 통해 누설된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 투광층(125)의 센터 하부(25A)는 상기 파장 변환층(130) 방향으로 돌출되거나, 상기 반사측벽(121)의 상부 사이의 영역으로 돌출될 수 있다. 이에 따라 상기 파장 변환층(130)은 반사측벽(121) 및 투광층(125) 내에 밀봉될 수 있어, 습기로부터 차단될 수 있다.
상기 레진층(150)은 반사성 재질이거나 투광성 재질일 수 있다. 상기 레진층(150)은 투광층(125)의 상면 전체에 배치될 수 있으며, 상기 투광층(125)의 외 측면, 및 상기 반사측벽(121)의 외 측면과 같은 평면에 배치될 수 있다.
도 11과 같이, 상기 투광층(125)은 패키지 상면에 노출되며, 도 10과 같은 레진층(150)은 제거될 수 있다. 즉, 상기 도 11의 레진층(150)이 투광성 재질인 경우, 투광층(125)의 재질과 같은 수지 재질로 형성될 수 있다. 이에 따라 패키지 상부에 상기 레진층(150)이 제거되거나 반사성 재질 없이 제공될 수 있다.
도 12와 같이, 패키지는 반사측벽(121)의 높이를 더 높게 제공할 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 상면은 레진층(155)의 하면에 접착될 수 있다. 이때 상기 레진층(155)은 투광성 재질일 수 있다. 여기서, 상기 반사측벽(121)은 도 1과 같이 발광소자(140)의 전 측면에 배치될 경우, 상기 레진층(155)은 투광성 재질로 제공될 수 있다. 다른 예로서, 상기 반사측벽(121)은 도 6과 같이, 발광소자(140)의 양 측면에 배치될 수 있으며, 이 경우 상기 발광소자(140)로버터 방출된 광은 상기 반사측벽(121)이 없는 측부를 통해 방출될 수 있으며, 상기 레진층(155)은 투광성 재질이거나 반사성 재질일 수 있다.
상기 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)와 파장 변환층(130)의 외측에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 두께(T4)는 상기 발광소자(140)의 두께보다 두껍고 상기 발광소자(140)의 발광 구조물(41)의 하면에서 파장 변환층(130)의 상면까지의 직선 거리일 수 있다. 다른 예로서, 상기 반사측벽(121)의 일부가 상기 본딩부(43,44)의 외측으로 연장될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 파장 변환층(130)의 외측을 완전하게 커버함으로써, 불소를 갖는 형광체를 보호할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 황색 형광체 및 적색 형광체를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 파장 변환층(130)은 적색 형광체를 갖고, 상기 레진층(155)은 황색 형광체를 포함할 수 있다.
도 13과 같이, 반사측벽(121)은 발광소자(140)의 외측에 배치되며, 상부(23A)에 개구부(R1)을 가질 수 있다. 상기 개구부(R1)는 발광소자(140)에 인접할수록 더 좁은 폭을 가질 수 있다. 상기 개구부(R1)의 하부 폭 또는 면적은 상기 발광소자(140)의 폭 또는 면적과 같을 수 있으며, 상부 폭 또는 면적은 상기 발광소자(140)의 폭 또는 면적보다 클 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 발광소자(140)와 레진층(155) 사이에 배치될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 개구부(R1) 내에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 파장 변환층(130)은 반사측벽(121)과 레진층(155)에 의해 밀봉될 수 있어, 불소를 갖는 형광체가 습기로부터 보호될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 개구부(R1)의 측면(S2)은 경사진 면으로 제공될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 상면(S1)은 상기 파장 변환층(130)의 상면과 같은 수평 면이거나, 상기 레진층(155)의 하면에 접촉될 수 있다.
상기 개구부(R1)의 측면(S2)은 경사진 수평 면이거나, 도 14와 같이 오목한 곡면으로 제공될 수 있다. 이에 따라 입사된 광은 파장 변환층(130)에 의해 파장 변환될 수 있고, 상기 레진층(155)을 통해 방출될 수 있다. 이때 상기 개구부(R1)의 측면(S2)은 광 추출 방향으로 광을 반사시켜 줄 수 있다.
도 14를 참조하면, 반사측벽(121)의 상부(23)는 레진층(155)의 둘레에 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 개구부(R2)는 측면(S2)이 경사진 면이거나 오목한 면으로 제공될 수 있다.
상기 발광소자(140) 상에는 파장 변환층(130)이 배치되며, 상기 파장 변환층(130)과 상기 발광소자(140) 사이에는 투광층(125A)이 배치될 수 있다. 상기 투광층(125A)은 상기 발광소자(140)와 파장 변환층(130)에 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 투광층(125A)은 상기 반사측벽(121)의 측면(S2)와 접촉되거나 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 투광층(125A)의 상면은 상기 파장 변환층(130)의 하면 아래에 배치될 수 있어, 상기 파장 변환층(130)을 발광소자(140)로부터 이격시켜 줄 수 있다. 이에 따라 투광층(125A)에 의해 상기 발광소자(140)로부터 발생된 열에 의한 상기 파장 변환층(130) 내의 형광체의 손해 또는 변색을 줄일 수 있다. 상기 투광층(125A)의 두께는 50 마이크로 미터 이상 예컨대, 50 내지 150 마이크로 미터의 범위일 수 있어, 상기 형광체를 열로부터 보호할 수 있다.
상기 투광층(125A) 상에는 파장 변환층(130) 및 레진층(155)이 배치될 수 있다. 상기 레진층(155)의 외곽부(55)는 상기 파장 변환층(130)의 외측을 통해 상기 투광층(125A)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(155)의 외측은 상기 반사측벽(121)의 개구부(R2)의 측면(S2)에 접촉될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(140)의 상면 면적보다 큰 면적을 갖고 상기 발광소자(140) 상에 배치되어, 입사된 광의 파장 변환 효율의 저하를 방지할 수 있다. 또한 상기 반사측벽(121)의 개구부(R2)의 측면(S2)에 의해 광을 반사시켜 줄 수 있어, 파장 변환 효율이나 광 추출 효율은 개선될 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 상기 레진층(155) 및 투광층(125A) 사이에 밀봉됨으로써, 불소를 갖는 형광체를 습기로부터 보호할 수 있다. 상기 레진층(155)은 투광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 도 1과 같이 발광소자(140)의 전 측면에 배치되거나, 도 6과 같이 양 측면에 배치될 수 있어, 광 추출 경로는 상부 방향이거나 상부 또는/및 측부 방향일 수 있다.
또한 상기 파장 변환층(130)이 적색 형광체를 가질 경우, 상기 파장 변환층(130), 상기 투광층(125A) 및/또는 레진층(155) 중 적어도 하나는 황색 형광체를 포함할 수 있다.
도 15 내지 도 18는 도 1의 발광소자 패키지의 측 단면도에 있어서, 반사측벽의 제2변형 예이다.
도 15를 참조하면, 발광소자 패키지에서 반사측벽(121)의 두께(T4)는 상기 발광소자(140)의 두께보다 작을 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 두께(T4)를 얇게 제공할 경우, 상기 반사측벽(121)은 상기 발광 구조물(41)의 측면과 상기 투광성 기판(42)의 측면 하부에 대면하거나 접촉될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)은 적색 형광체를 포함하거나, 적색 및 황색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 외곽부는 상기 발광소자(140)의 측면보다 더 외측으로 돌출될 수 있다.
상기 투광층(120)의 측부(20)는 상기 파장 변환층(130)의 외측, 상기 발광소자(140)의 투광성 기판(42)의 외측에 대면하거나 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120)의 측부(20)는 상기 반사측벽(121)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120)의 측부(20)는 상기 파장 변환층(130)의 측면 및 하면에 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120)은 황색 형광체를 가질 수 있으며, 외 측면을 통해 광을 방출할 수 있다.
상기 레진층(150)은 반사성 재질일 수 있어, 입사된 광을 투광층(120) 방향으로 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 패키지의 광 지향각 분포는 넓어질 수 있고, 센터측 핫 스팟은 억제될 수 있다. 상기 레진층(150)이 투광성 재질인 경우, 도 16과 같이, 상기 투광층(120)의 상면은 패키지 상면에 노출될 수 있고, 상기 레진층(150)은 제거될 수 있다.
도 16과 같이, 상기 투광층(120)은 패키지 상면 및 측면에 노출될 수 있다. 상기 투광층(120)은 파장 변환층(130)의 상면, 측면 및 외측 하면에 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120)은 내부에 파장 변환층(130)을 매립하는 형태로 제공됨으로써, 불소를 갖는 형광체를 습기로부터 보호할 수 있다.
도 17 및 도 18과 같이, 파장 변환층(130)은 상기 발광소자(120)의 상면 및 측면에 배치될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 연장부(30A)는 상기 발광소자(120)의 측면 예컨대, 상기 투광성 기판(42)의 측면에 대면하거나 접촉될 수 있다. 상기 연장부(30A)는 하단이 상기 반사측벽(121)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 연장부(30A)는 발광 구조물(41)로부터 이격될 수 있다. 상기 연장부(30A)를 갖는 파장 변환층(130)은 내부에 적색 형광체를 포함하거나, 황색 및 적색 형광체를 포함할 수 있으며, 레진층(155)의 표면으로부터 이격될 수 있다. 따라서, 상기 파장 변환층(130)은 상기 투광성 기판(42)의 상면 및 측면을 통해 방출된 광을 입사받고 파장 변환할 수 있다.
상기 레진층(155)의 측부(55B)는 상기 파장 변환층(130)의 연장부(30A)의 외측으로 연장되고 반사측벽(121)의 상면에 접착될 수 있다. 상기 레진층(155)는 상기 파장 변환층(130)이 적색 형광체를 갖는 경우, 황색 형광체를 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 파장 변환층(130)이 적색 및 황색 형광체를 갖는 경우, 상기 레진층(155)은 형광체 없이 형성되거나, 확산제를 가질 수 있다.
상기 레진층(155) 상에는 반사성 재질의 레진층(150)이 더 배치될 수 있으며, 상기 레진층(150)은 입사된 광을 측 방향으로 확산시켜 줄 수 있다.
도 4, 5, 도 10 내지 도 13, 도 15 내지 도 18에 개시된, 반사측벽의 상면은 요철 구조 또는 러프한 패턴이 형성될 수 있다. 이러한 요철 구조 또는 러프한 패턴은 투광층 또는 파장 변환층과의 접착력이 강화될 수 있다.
도 19를 참조하면, 발광소자 패키지에서 반사측벽(121)의 상면은 요철 구조(21B)가 형성될 수 있다. 상기 요철 구조(21B)의 측 단면은 삼각형 또는 사각형 형상과 같은 다각형 형상, 반구형 또는 반 타원 형상일 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 요철 구조(21B)는 상부에 배치된 파장 변환층(130)과의 접착력이 강화될 수 있다. 이러한 요철 구조(21B)는 파장 변환층(130)과 상기 반사측벽(121) 사이의 경계 면을 따라 침투하는 습기의 침투 경로를 더 길게 제공할 수 있다. 상기 요철 구조(21B)의 일부는 상기 발광소자(140)의 상면보다 높게 돌출될 수 있어, 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다.
상기 반사측벽(121)의 하부(21)는 상기 발광소자(140)의 본딩부(43,44)의 측면을 감싸거나 접촉될 수 있다. 상기 반사측벽(121)의 하부(21)는 상기 발광소자(140)와 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
도 20을 참조하면, 발광소자 패키지에서 파장 변환층(130)은 제1형광체(P1)을 갖고 발광소자(140)와 레진층(150,155) 사이에 배치될 수 있다. 반사측벽(121)은 상기 발광소자(140)의 둘레에 배치될 수 있다.
투광층(120A)은 상기 파장 변환층(130)의 둘레 또는 양측에 배치될 수 있다. 상기 투광층(120A)는 제2형광체(P2)를 포함할 수 있다. 상기 투광층(120A)은 상기 파장 변환층(130)의 측면 및 상기 반사측벽(121)의 상면에 접촉될 수 있다. 상기 투광층(120A)의 상면(S3)은 레진층(150,155)의 하면에 접촉될 수 있다. 상기 레진층(150,155)는 상기 파장 변환층(130) 및 상기 투광층(120A)의 상부에 배치되어, 입사된 광을 측 방향으로 반사하거나, 투과시켜 줄 수 있다.
도 21과 같이, 발광소자 패키지는 발광소자(140)의 상부 및 외측에 투광층(120)이 배치되며, 상기 투광층(120)의 상부에 파장 변환층(130), 상기 파장 변환층(130)의 상부에 레진층(150)이 배치될 수 있다. 이때 상기 투광층(120)과 상기 레진층(150) 사이의 외측 둘레에는 상기 파장 변환층(130)의 외측을 보호하기 위해, 보호층(155B)이 배치될 수 있다. 상기 보호층(155B)은 황색 형광체 또는/및 확산제 중 적어도 하나를 포함하거나, 불순물 없이 형성될 수 있다. 상기 보호층(155B)은 투광성 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 파장 변환층(130)이 발광소자(140)의 상면 및 보호층(155B)의 외면으로부터 이격됨으로써, 열에 의한 형광체의 손해를 방지할 수 있고, 외부 습기로부터 형광체를 보호할 수 있다.
도 22 및 도 23은 발명의 실시 예에서 복수의 발광소자를 갖는 발광소자 패키지의 예이다.
도 22와 같이, 복수의 발광소자(140,140A)는 제1방향 또는 제1,2방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 발광소자(140,140A) 각각의 외측에는 반사측벽(121)이 배치될 수 있다. 상기 반사측벽(121)은 발광소자(140,140A)로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 사익 복수의 발광소자(140,140A) 사이에는 반사측벽(121)의 일부(121B)가 배치되어, 인접한 발광소자(140,140A) 사이를 분리시켜 줄 수 있다.
상기 반사측벽(121) 및 발광소자(140,140A) 상에는 파장 변환층(130)이 배치되며, 상기 파장 변환층(130) 상에는 레진층(150,155)가 배치될 수 있다. 상기 레진층(150,155)는 반사성 재질의 층이거나, 투광성 재질의 층일 수 있다.
상기 파장 변환층(130)은 상기에 개시된 제1형광체를 포함하거나, 제1 및 제2형광체를 포함할 수 있다. 상기 파장 변환층(130)의 외측 또는/및 내측에는 상기에 개시된 투광층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 23과 같이, 파장 변환층은 각 발광소자(140,140A) 상에 각각 배치된 제1 및 제2파장 변환층(130B,130C)으로 분리될 수 있다. 상기 제1파장 변환층(130B)와 제2파장 변환층(130C) 사이에는 중간 반사측벽(121C)가 배치되어, 두 발광소자(140,140A)로부터 방출된 광들에 의한 간섭을 차단할 수 있다. 상기 중간 반사측벽(121C)는 인접한 파장 변환층(130B,130C)으로부터 방출된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 상기 레진층(150,155)은 인접한 파장 변환층(130B,130C) 상에 배치될 수 있으며, 상기 중간 반사측벽(121C) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 상기 각 파장 변환층(130B,130C)의 외측 방향 즉, 상기 중간 반사측벽(121C)로부터 멀어지는 방향으로 광을 방출할 수 있다. 이때 패키지의 출사면의 높이는 인접한 파장 변환층(130B,130C) 각각의 두께일 수 있다.
상기 발광소자 패키지에서 반사측벽(121)은 도 24와 같이, 각 발광소자(140,140A)의 둘레에 배치되거나, 도 25와 같이, 각 발광소자(140,140A)의 외측 및 중간에 일 방향으로 긴 길이로 배치될 수 있다. 각 발광소자(140,140A)의 중간 반사측벽(121B)는 도 22 및 도 23과 같이, 형성될 수 있다.
도 26 및 도 27은 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 조명 장치의 예이다.
도 26을 참조하면, 조명 장치는 지지 부재(110) 상에 하나 또는 복수의 발광소자 패키지(101)가 배열될 수 있다.
상기 지지 부재(110)는 상기 발광소자 패키지(101)를 지지하는 부재일 수 있다. 상기 지지부재(110)는 몸체(111) 및 적어도 2개 이상의 상부 프레임(112,114)을 포함한다. 상기 몸체(111)는 절연 재질 또는 열 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 몸체(111)는 예컨대, 세라믹 소재를 포함한다. 상기 세라믹 소재는 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함한다. 상기 몸체(111)의 재질은 금속 화합물 예컨대, Al2O3, 또는 AlN일 수 있으며, 바람직하게는 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있으며, 또는 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 상기 몸체(111)는 다른 예로서, 수지 계열의 절연 물질 예컨대, 폴리프탈아미드(PPA: Polyphthalamide), 실리콘, 에폭시 수지, 또는 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성, 고 내광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(111)의 두께는 0.5mm 이하 예컨대, 0.3mm 내지 0.5mm 범위로 형성될 수 있다. 상기 몸체(111)의 두께가 상기 범위보다 얇을 경우 방열 효율 저하 및 지지할 수 없는 문제가 있으며, 상기 범위보다 두꺼울 경우 방열 효율의 개선이 미미하며 패키지 두께가 증가하는 문제가 있다. 여기서, 상기 발광소자(140)의 사이즈는 한 변의 길이가 1mm 이상일 수 있다. 상기 지지부재(110)의 너비 또는 길이는 발광소자(140)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 발광소자 패키지(101)는 지지부재(110) 상에 발광소자(140) 보다 넓은 투광층(120)이 배치됨으로써, 넓은 측면 면적을 통해 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 지지 부재(110)는 회로 패턴을 갖는 PCB일 수 있다. 예컨대, 연성 기판 또는 비 연성 재질의 기판을 포함할 수 있다.
상기 지지부재(110)의 상부 프레임들(112,114)은 상기 발광소자(140)의 제1 및 제2본딩부(43,44)와 본딩되고 상기 발광소자(140)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 발광소자(140)는 지지부재(110)의 제1 및 제2프레임(112,114) 상에 배치되며, 상기 제1 및 제2프레임(112,114)과 수직 방향으로 중첩될 수 있다. 상기 제1 및 제2본딩부(43,44)와 상기 지지부재(110)의 각 상부 프레임(112,114) 사이는 본딩층 예컨대, 솔더 페이스트, Ag 페이스트, SAC(Sn-Ag-Cu) 계열의 물질로 접합될 수 있다.
상기 지지부재(110)는 하부 프레임 또는/및 내부 비아 구조를 포함하여, 상기 상부 프레임과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 몸체(111)의 상부에 배치된 프레임(112,114)들은 상기 몸체(111)의 측면 또는 상면 에지로부터 이격될 수 있다. 이에 따라 상기 몸체(111) 에지로부터 전달되는 습기나 쇼트 문제를 방지할 수 있다. 상기 지지부재(110)의 상부 프레임(112,114)은 금속을 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 제공될 수 있다. 상기 프레임들은 예컨대, Ti, Cu, Ni, Au, Cr, Ta, Pt, Sn, Ag, P, Fe, Sn, Zn, Al를 포함하는 그룹 중에서 선택된 적어도 하나의 물질 또는 그 합금을 포함할 수 있다.
상기 지지부재(110)의 몸체(111) 상에는 절연층(113)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(113)은 상기 프레임(112,114)의 노출을 최소화하고 표면을 보호할 수 있다. 상기 절연층(113)은 솔더 레지스트 재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지 또는 조명 장치는 보호 소자(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 보호 소자는 상기 발광소자(140)를 전기적으로 보호할 수 있다. 상기 보호 소자는 싸이리스터, 제너 다이오드, 또는 TVS(Transient voltage suppression)로 구현될 수 있으며, 상기 보호 소자는 상기 발광소자(140)를 ESD(electro static discharge)로부터 보호하게 된다.
도 27과 같이, 상기 지지 부재(110) 상에는 반사 부재(180)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(180)는 상기 지지 부재(110) 상에 밀착될 수 있고 상기 발광소자 패키지(101)의 측면을 습기로부터 보호할 수 있다. 상기 반사 부재(180)는 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질 내에 금속 산화물과 같은 불순물이 첨가될 수 있으며, 예컨대 백색 수지 재질로 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(180)는 상면이 오목한 곡면을 갖거나 경사진 면으로 제공되어, 광을 반사시켜 줄 수 있다. 한편, 조명장치는 하나 또는 복수개의 발광소자 패키지가 지지부재(110)에 배치되어 광원 장치에 적용될 수 있다. 또한, 광원 장치는 산업 분야에 따라 표시 장치, 조명 장치, 헤드 램프 등을 포함할 수 있다.
도 28는 발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자의 예를 나타낸 도면이다.
도 28를 참조하면, 발광소자(140)는 투광성 기판(221), 발광 구조물(225) 및 복수의 전극(245,247)을 포함한다. 상기 복수의 전극(245,247)은 상기 발광 구조물(225)의 반도체층에 선택적으로 연결되며, 전원을 공급하게 된다. 상기 투광성 기판(221)은 상기 발광 구조물(225) 위에 배치된다. 상기 투광성 기판(221)은 예컨대, 투광성, 절연성 기판, 또는 전도성 기판일 수 있다. 상기 투광성 기판(221)과 상기 발광 구조물(225) 사이에는 버퍼층(미도시) 및 저 전도성의 반도체층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 버퍼층 및 저 전도성의 반도체층은 III족-V족 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(225)은 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.
상기 발광 구조물(225) 아래에는 제1 및 제2전극(245,247)이 배치된다. 상기 제1전극(245)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(247)은 제2도전형 반도체층(224)과 전기적으로 연결된다. 상기 제1 및 제2전극(245,247)은 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상일 수 있다. 상기 발광 구조물(225) 내에는 복수의 리세스(226)를 구비할 수 있다.
상기 발광소자는 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 절연층(231,233)을 포함한다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242) 각각은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 전류 확산층으로 기능할 수 있다. 상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 상기 발광 구조물(225)의 아래에 배치된 제1전극층(241); 및 상기 제1전극층(241) 아래에 배치된 제2전극층(242)을 포함할 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 전류를 확산시켜 주게 되며, 상기 제2전극층(241)은 입사되는 광을 반사하게 된다.
상기 제1 및 제2전극층(241,242)은 서로 다른 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 투광성 재질로 형성될 수 있으며, 예컨대 금속 산화물 또는 금속 질화물로 형성될 수 있다. 상기 제1전극층(241)은 예컨대 ITO(indium tin oxide), ITON(ITO nitride), IZO(indium zinc oxide), IZON(IZO nitride), 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) 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 제2전극층(242)은 상기 제1전극층(241)의 하면과 접촉되며 반사 전극층으로 기능할 수 있다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제2전극층(242)의 아래에 배치되며, 상기 제1 및 제2전극층(241,242)과 전기적으로 절연된다. 상기 제3전극층(243)은 금속 예컨대, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 제3전극층(243) 아래에는 제1전극(245) 및 제2전극(247)가 배치된다.
상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2전극층(241,242), 제3전극층(243), 제1 및 제2전극(245,247), 발광 구조물(225)의 층 간의 불필요한 접촉을 차단하게 된다. 상기 절연층(231,233)은 제1 및 제2절연층(231,233)을 포함하며, 상기 제1절연층(231)은 상기 제3전극층(243)과 제2전극층(242) 사이에 배치된다. 상기 제2절연층(233)은 상기 제3전극층(243)과 제1,2전극(245,247) 사이에 배치된다.
상기 제3전극층(243)은 상기 제1도전형 반도체층(222)과 연결된다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)는 상기 제1, 2전극층(241, 242) 및 발광 구조물(225)의 하부를 통해 비아 구조로 돌출되며 제1도전형 반도체층(222)과 접촉된다. 상기 연결부(244)는 복수로 배치될 수 있다. 상기 제3전극층(243)의 연결부(244)의 둘레에는 상기 제1절연층(231)의 일부(232)가 발광 구조물(225)의 리세스(226)을 따라 연장되며 제3전극층(243)과 상기 제1 및 제2전극층(241,242), 제2도전형 반도체층(224) 및 활성층(223) 간의 전기적인 연결을 차단한다. 상기 발광 구조물(225)의 측면에는 측면 보호를 위해 절연 층이 배치될 수 있다.
상기 제2전극(247)은 상기 제2절연층(233) 아래에 배치되고 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제1 및 제2전극층(241, 242) 중 적어도 하나와 접촉되거나 연결된다. 상기 제1전극(245)은 상기 제2절연층(233)의 아래에 배치되며 상기 제2절연층(233)의 오픈 영역을 통해 상기 제3전극층(243)과 연결된다. 이에 따라 상기 제2전극(247)의 돌기(248)는 제1,2전극층(241,242)을 통해 제2도전형 반도체층(224)에 전기적으로 연결되며, 제1전극(245)의 돌기(246)는 제3전극층(243)을 통해 제1도전형 반도체층(222)에 전기적으로 연결된다.
도 29은 발명의 실시 예에 따른 차량 헤드 램프용 발광소자 패키지(100)가 적용된 외부 광원(200)을 나타낸 도면이다.
도 29와 같이, 외부 광원(200)은 상기에 개시된 발광소자 패키지(100)가 하나 이상 배치된 발광 모듈(201)로 제공될 수 있으며, 상기 발광 모듈 (201)로부터 조사된 빛이 리플렉터(202)와 쉐이드(203)에서 반사된 후, 렌즈(204)를 투과하여 외부로 방출될 수 있다.
도 30은 도 29에 도시된 외부 광원(200)이 적용된 차량 헤드 램프(300)를 나타낸 도면이다.
도 30과 같이, 헤드 램프(300)는 하나 이상의 차량 외부 광원(200)을 포함할 수 있으며, 이들 차량 외부 광원(200)의 구동 시점을 개별적으로 제어하여 통상적인 헤드 램프로서의 기능뿐만 아니라, 운전자가 차량 도어를 오픈한 경우 웰컴등 또는 셀레브레이션(Celebration) 효과 등과 같은 부가적인 기능까지 제공할 수 있다. 상기 램프는 다른 예로서, 스탑 램프, 안개등, 방향 지시등, 리어 램프, 후진등, 안개등, 차폭등, 상향등, 하향등과 같은 차량 램프에 선택적으로 적용될 수 있다.
발명의 실시 예에 따른 발광소자 패키지의 발광소자는 발광 구조물이 단일 개 또는 하나의 발광 셀을 갖는 구조로 설명되었다. 이는 발광 셀이 상기의 발광 구조물을 포함하는 경우, 발광소자의 구동 전압은 하나의 발광 셀에 걸리는 전압일 수 있다. 실시 예에 개시된 발광소자의 예로서, 하나의 패키지 내에 2개 또는 3개 이상의 발광 셀을 갖는 발광소자를 포함할 수 있다. 이에 따라 고전압의 발광소자 패키지를 제공할 수 있다. 이러한 고전압의 발광소자 패키지는 전압 조절이 가능하여, 디밍 효과를 줄 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 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 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시 예를 한정하는 것이 아니며, 실시 예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 특허청구범위에서 설정하는 실시 예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (10)

  1. 복수의 본딩부, 상기 복수의 본딩부 상에 발광 구조물, 및 상기 발광 구조물 상에 투광성 기판을 갖는 발광소자;
    상기 발광소자 상에 배치된 파장 변환층;
    상기 파장 변환층 상에 배치된 투광층 및 레진층 중 적어도 하나를 포함하며,
    상기 파장 변환층의 외측에는 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나가 배치되며,
    상기 파장 변환층은 불소 원소를 갖는 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 복수의 본딩부, 상기 복수의 본딩부 상에 발광 구조물, 및 상기 발광 구조물 상에 투광성 기판을 갖는 발광소자;
    상기 발광소자 상에 배치된 투광층;
    상기 투광층 상에 배치된 파장 변환층; 및
    상기 파장 변환층 상에 배치된 레진층을 포함하며,
    상기 파장 변환층의 외측에는 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나가 배치되며,
    상기 파장 변환층은 불소 원소를 갖는 제1형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 레진층은 반사성 재질이며, 상기 투광층의 상면에 배치되는 발광소자 패키지.
  4. 제2항 또는 제3항에 있어서,
    상기 투광층은 상기 발광소자의 둘레에 배치되며,
    상기 파장 변환층은 일 방향의 폭이 상기 발광소자의 폭보다 넓은 발광소자 패키지.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며,
    상기 반사측벽은 상기 발광소자의 측면과 상기 투광층 및 상기 레진층 중 적어도 하나에 접촉되는 발광소자 패키지.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며,
    상기 반사측벽의 상면은 상기 발광소자의 상면보다 높고 상기 파장 변환층의 외측에 배치되는 발광소자 패키지.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며,
    상기 반사측벽의 상면은 상기 발광소자의 상면보다 낮고 상기 발광 구조물의 하면보다 높게 배치되며,
    상기 투광층은 상기 반사측벽의 상면 및 상기 파장 변환층의 하면에 접촉되는 발광소자 패키지.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 발광소자의 둘레에 배치된 반사측벽을 포함하며,
    상기 반사측벽의 상면은 상기 발광소자의 상면과 다른 높이를 가지며, 상기 투광층과 접착되는 요철 구조를 포함하는 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환층은 상기 발광소자의 측면으로 더 연장되며,
    상기 투광층은 상기 발광소자의 외측으로 연장되는 상기 파장 변환층의 외측에 배치되는 발광소자 패키지.
  10. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 제1형광체는 적색 광을 발광하며,
    상기 파장 변환층 및 상기 투광층 중 적어도 하나에는 황색 형광체를 포함하는 발광소자 패키지.
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WO2023229405A1 (ko) * 2022-05-25 2023-11-30 서울반도체 주식회사 발광 다이오드 패키지

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