KR20230109578A - 발광 패키지 - Google Patents

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KR20230109578A
KR20230109578A KR1020230004936A KR20230004936A KR20230109578A KR 20230109578 A KR20230109578 A KR 20230109578A KR 1020230004936 A KR1020230004936 A KR 1020230004936A KR 20230004936 A KR20230004936 A KR 20230004936A KR 20230109578 A KR20230109578 A KR 20230109578A
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optical unit
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장보람이
박기연
송재완
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서울반도체 주식회사
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Abstract

본 발명은 발광 패키지에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 배선이 형성된 기판, 제1 광학부, 광 제어부 및 제2 광학부를 포함하는 발광 패키지가 제공된다. 상기 제1 광학부는 상기 기판에 배치되어 상기 배선과 전기적으로 연결되며, 광을 생성 및 방출할 수 있다. 상기 광 제어부는 상기 제1 광학부의 측면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 광학부의 측면에서 방출된 광을 반사할 수 있다. 또한, 상기 제2 광학부는 상기 제1 광학부 및 상기 광 제어부를 덮으며, 상기 기판에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 제2 광학부는 상기 기판에 고정되는 고정부 및 상기 고정부의 상부에 위치하며 광 방출부를 포함할 수 있다. 상기 제1 광학부에서 방출된 광은 상기 제2 광학부를 통과하여 상기 제2 광학부의 외부로 방출될 수 있다.

Description

발광 패키지{LIGHT EMITTING PACKAGE}
본 발명은 발광 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드는 무기 광원으로서, 디스플레이 장치, 차량용 램프, 일반 조명과 같은 여러 분야에 다양하게 이용되고 있다. 특히, 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비 전력이 낮아 기존 조명 광원을 빠르게 대체하고 있다.
다만, 발광 다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 우수한 응답성, 낮은 소비전력, 긴 수명, 친 환경성 등의 여러가지 장점에도 불구하고, 낮은 휘도와 낮은 출력으로 인해, 소형 디스플레이 장치의 백라이트 광원 등에 제한적으로 이용되어 왔었다.
최근에는 고휘도, 고출력의 발광 다이오드가 개발됨에 따라 새로운 조명 광원으로 각광받고 있다.
일반적으로 조명 장치의 발광 패키지는 발광 다이오드, 발광 다이오드를 덮는 형광체층 및 렌즈를 포함한다. 형광체층은 발광 다이오드에서 방출된 일부 광을 여기하여 다른 파장대의 광을 방출한다. 또한, 렌즈는 발광 다이오드 및 형광체층에서 방출된 광을 확산시킨다.
그러나 종래의 발광 패키지는 형광체층이 발광 다이오드를 둘러싸는 구조에 따라 렌즈의 상부면을 통과하는 광과 렌즈의 측면을 통과하는 광의 색이 달라질 수 있는 문제점이 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 광량이 향상된 발광 패키지를 적용하는 데 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 다른 과제는 광학부의 전체 영역에서 균일한 색의 광을 방출할 수 있는 발광 패키지를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 배선이 형성된 기판, 제1 광학부, 광 제어부 및 제2 광학부를 포함하는 발광 패키지가 제공된다. 상기 제1 광학부는 상기 기판에 배치되어 상기 배선과 전기적으로 연결되며, 광을 생성 및 방출할 수 있다. 상기 광 제어부는 상기 제1 광학부의 측면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 광학부의 측면에서 방출된 광을 반사할 수 있다. 또한, 상기 제2 광학부는 상기 제1 광학부 및 상기 광 제어부를 덮으며, 상기 기판에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 제2 광학부는 상기 기판에 고정되는 고정부 및 상기 고정부의 상부에 위치하며 광 방출부를 포함할 수 있다. 상기 제1 광학부에서 방출된 광은 상기 제2 광학부를 통과하여 상기 제2 광학부의 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지는 전체 영역에서 균일한 색의 광을 방출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 패키지는 광원의 상면뿐만 아니라 측면에서 방출되는 광을 이용하여 광량을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 상부 평면도이다.
도 3은 도 1의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(A1-A2)이다.
도 4는 도 1의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 타 단면도(A3-A4)이다.
도 5는 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 하부 평면도이다.
도 6은 제2 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 7은 도 6의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(B1-B2)이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 12는 제7 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 13은 도 12의 제7 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(C1-C2)이다.
도 14는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 15는 제9 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 16은 도 15의 제9 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(D1-D2)이다.
도 17은 제10 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 18은 도 17의 제10 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(E1-E2)이다.
도 19는 제11 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 20은 도 19의 제11 실시 예에 따른 발광 패키지의 일 단면도(E1-E2)이다.
도 21은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 22는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 23은 본 발명의 제14 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 24는 본 발명의 제15 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 25는 본 발명의 제16 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 26은 본 발명의 제17 실시 예에 다른 발광 패키지의 사시도이다.
도 27은 본 발명의 제17 실시 예에 따른 발광 패키지의 단면도(G1-G2)이다.
도 28은 본 발명의 제17 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 29는 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
도 30은 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지의 단면도(I1-I2)이다.
도 31은 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지의 더미 패턴을 설명하기 위한 평면도이다.
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 발명의 일 실시 예에 따른 발광 패키지는 배선이 형성된 기판, 제1 광학부, 광 제어부 및 제2 광학부를 포함할 수 있다. 상기 제1 광학부는 상기 기판에 배치되어 상기 배선과 전기적으로 연결되며, 광을 생성 및 방출할 수 있다. 상기 광 제어부는 상기 제1 광학부의 측면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 광학부의 측면에서 방출된 광을 반사할 수 있다. 또한, 상기 제2 광학부는 상기 제1 광학부 및 상기 광 제어부를 덮으며, 상기 기판에 고정될 수 있다. 여기서, 상기 제2 광학부는 상기 기판에 고정되는 고정부 및 상기 고정부의 상부에 위치하며 광 방출부를 포함할 수 있다. 상기 제1 광학부에서 방출된 광은 상기 제2 광학부를 통과하여 상기 제2 광학부의 외부로 방출될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 상기 제1 광학부는 광 생성부, 광 특성 변환부 및 접속부를 포함할 수 있다. 상기 광 생성부는 광을 생성하고 적어도 측면 및 상면에서 제1 광을 방출할 수 있다. 상기 광 특성 변환부는 상기 광 생성부의 상부에 형성되며, 상기 제1 광 및 제2 광을 측면 및 상면에서 방출할 수 있다. 또한, 상기 접속부는 상기 광 생성부의 하부에 형성되며, 상기 기판의 배선과 접속할 수 있다. 여기서, 상기 광 특성 변환부는 상기 제1 광 중 일부 광의 광 특성을 상기 제2 광의 광 특성으로 변환시킬 수 있다.
예를 들어, 상기 광 특성 변환부는 상기 제1 광의 파장대를 상기 제2 광의 파장대로 변환할 수 있다.
상기 광 생성부는 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 형성된 활성층을 포함할 수 있다.
상기 광 생성부는 상기 제1 반도체층 또는 상기 제2 반도체층이 성장되며, 상기 광 특성 변환부 하부에 배치된 성장 기판을 더 포함할 수 있다.
상기 광 제어부는 하단 테두리의 적어도 일부가 상기 제2 광학부의 상기 광 방출부의 하부 내측에 위치하도록 형성될 수 있다.
상기 광 제어부의 하단 테두리의 모서리는 곡선 형상일 수 있다.
다른 실시 예에 따르면, 상기 발광 패키지는 상기 광 특성 변환부의 하부에 형성되는 이격부를 더 포함할 수 있다. 상기 이격부는 상기 광 생성부와 상기 광 제어부 사이에서 상기 광 생성부의 측면을 따라 형성되고, 상기 광 생성부의 측면의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다.
상기 광 생성부의 측면에서 방출된 상기 제1 광은 상기 이격부를 통과하여 상기 광 제어부의 내측면에서 반사될 수 있다. 상기 광 제어부의 내측면에서 반사된 제1 광은 상기 이격부의 상부에 위치한 상기 광 특성 변환부에 입사될 수 있다.
예를들어, 상기 이격부는 상기 광 생성부의 측면 전체를 덮도록 형성될 수 있다.
또는 상기 이격부는 하단이 상기 광 생성부의 상단과 하단의 중간 지점 또는 그 중간 지점의 하부에 위치하도록 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 이격부는 상기 광 생성부의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 광 생성부의 측면에서의 두께가 점점 감소하도록 형성될 수 있다.
또는 상기 이격부는 상기 광 생성부의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 광 생성부의 측면에서의 두께가 점점 증가하도록 형성될 수 있다.
상기 광 방출부는 상기 광 방출부의 높이가 상기 광 방출부의 하단 직경보다 큰 구조일 수 있다.
상기 고정부의 적어도 일부는 상기 기판의 상면과 접촉할 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 제1 광학부는 서로 이격되도록 배치된 복수의 광 생성부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 광 특성 변환부는 상기 복수의 광 생성부를 덮도록 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 발광 패키지는 상기 제1 광학부를 복수로 구비할 수 있다. 상기 복수의 제1 광학부는 서로 이격되도록 배치될 수 있다. 또한, 상기 복수의 제1 광학부 사이에는 상기 광 제어부가 형성될 수 있다.
상기 광 제어부는 실리콘 수지 및 상기 실리콘 수지에 분산된 산화 티탄(TiO2)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 이격부는 광이 투과하는 실리콘 수지로 형성될 수 있다.
또 다른 실시 예에 따르면, 상기 기판은 상기 제1 광학부가 배치된 상기 기판의 일면의 반대면에 형성된 방열 패드를 더 포함할 수 있다. 상기 방열 패드는 상기 제1 광학부 및 상기 기판의 일면에 형성된 상기 배선의 하부에 위치할 수 있다. 이때, 상기 방열 패드의 양단, 상기 접속부의 양단 및 상기 기판의 일면에 형성된 상기 배선의 양단은 수직선상을 기준으로 서로 다른 위치에 배치될 수 있다.
이후, 도면을 통해서 본 발명의 발광 패키지의 실시 예에 대해 상세히 설명한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다.
도 1은 본 발명의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지의 사시도이다. 도 2는 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)의 상부 평면도이다. 도 3은 도 1의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)의 일 단면도(A1-A2)이다. 도 4는 도 1의 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)의 타 단면도(A3-A4)이다. 또한, 도 5는 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)의 하부 평면도이다.
제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)는 기판(110), 제1 광학부(120), 제2 광학부(140) 및 광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
제1 광학부(120)는 광 생성부(125), 접속부(128) 및 광 특성 전환부(127)를 포함할 수 있다. 광 생성부(125)는 제1 광 생성부(121) 및 제2 광 생성부(122)를 포함할 수 있다.
제1 광 생성부(121)는 전원을 공급받아 제1 광을 생성한다. 예를 들어, 제1 광 생성부(121)는 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층을 포함할 수 있다.
제1 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층은 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다.
제2 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층은 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다.
여기서, 제1 반도체층은 n형 반도체층이며, 제2 반도체층은 p형 반도체층인 것을 예시로 설명하였지만, 반대로 제1 반도체층은 p형 반도체층이며, 제2 반도체층은 n형 반도체층일 수도 있다.
활성층은 제1 반도체층과 제2 반도체층 사이에 형성될 수 있다.
활성층은 제1 반도체층을 통해 주입되는 전자와 제2 반도체층을 통해 주입되는 정공이 재결합하는 층으로, 전자와 정공의 재결합을 통해서 광을 생성할 수 있다. 또는 활성층은 제1 반도체층을 통해 주입되는 정공과 제2 반도체층을 통해 주입되는 전자의 재결합을 통해서 광을 생성할 수 있다.
활성층은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조로 형성될 수 있다.
활성층에서 생성된 광은 제1 광 생성부(121)의 측면 및 상면을 통해서 제1 광 생성부(121)의 외부로 방출될 수 있다. 또한, 활성층에서 생성된 광은 제1 광 생성부(121)의 하면을 통해서 제1 광 생성부(121)의 외부로 방출될 수 있다.
제1 반도체층, 제2 반도체층 및 활성층을 이루는 조성물의 종류에 따라서 생성되는 광의 종류가 달라질 수 있다. 예를 들어, 제1 광 생성부(121)는 청색광 또는 자외선광을 생성 및 방출할 수 있다. 제1 광 생성부(121)에서 방출하는 광의 종류는 청색광과 자외선광에 한정되는 것은 아니며, 다양한 파장대의 광을 방출할 수 있다.
도 3을 참고하면, 제2 광 생성부(122)는 제1 광 생성부(121)의 상부에 형성될 수 있다.
제2 광 생성부(122)는 제1 광 생성부(121)의 상면을 통해서 입사된 제1 광을 측면 및 상면을 통해서 제2 광 생성부(122)의 외부로 방출할 수 있다.
제2 광 생성부(122)는 제1 광 생성부(121)를 형성하기 위한 물질로 형성될 수 있다. 즉, 제2 광 생성부(122)는 반도체층을 성장시키기 위한 성장 기판일 수 있다. 예를 들어, 제2 광 생성부(122)는 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성된 것일 수 있다.
따라서, 제1 광 생성부(121)에서 생성된 제1 광은 제1 광 생성부(121) 및 제2 광 생성부(122)의 표면에서 방출될 수 있다.
접속부(128)는 제1 광학부(120)와 기판(110)을 전기적으로 연결할 수 있다.
접속부(128)는 기판(110)의 배선부(115)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 3 및 도 4를 참고하면, 접속부(128)는 배선부(115)와 직접 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 또는, 접속부(128)는 접착력을 갖는 전도성 물질을 통해서 배선부(115)와 전기적으로 연결될 수 있다.
2개의 접속부(128) 중 하나는 제1 광 생성부(121)의 제1 반도체층과 전기적으로 연결되며, 다른 하나는 제1 광 생성부(121)의 제2 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 광학부(120)는 접속부(128)를 통해서 공급받은 전원을 이용하여 제1 광을 생성할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 광 특성 전환부(127)는 광 생성부(125)의 상부에 형성될 수 있다.
광 특성 전환부(127)는 제1 광 생성부(121)에서 생성된 제1 광의 특성을 전환시킬 수 있다.
광 생성부(125)의 상면을 통해서 방출된 제1 광은 광 특성 전환부(127)를 통과할 수 있다. 이때, 광 특성 전환부(127)로 입사된 제1 광의 일부는 광 특성 전환부(127) 내부에서 파장대가 변환될 수 있다.
따라서, 광 특성 전환부(127)는 광 생성부(125)에서 생성된 제1 광과 광 특성 전환부(127) 내부에서 파장대가 변환된 제2 광을 방출할 수 있다.
광 특성 전환부(127)는 광이 투과하는 물질로 이루어진 투명 수지 및 투명 수지 내부에 분산된 광 특성 전환 물질을 포함할 수 있다. 광 특성 전환 물질은 광의 파장대를 변환할 수 있는 어떠한 물질도 될 수 있다. 예를 들어, 광 특성 전환 물질은 형광체 및 양자점(Quantum dot) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 투명 수지에 다양한 구조의 형광체가 분산될 수 있다. 형광체의 종류에 따라 형광체의 구조도 달라질 수 있다. 투명 수지에 분산된 형광체 중 일부는 긴 길이를 갖는 막대 구조 또는 비정형 구조의 형광체일 수 있다.
본 발명의 실시예에 있어서, 형광체는 녹색 형광체, 황색 형광체, 적색 형광체 및 시안 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 형광체는 (A, B, C)8-xO12:Ce로 표시되는 가넷계 형광체일 수 있다. 여기서, A는 Y, Lu, Tb, Gd, La, Sm 중 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. C는 Al, Si, Ga, In 중 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. B는 A 또는 B의 원소 중 하나일 수 있다. 또는 B는 A 또는 B와 동일한 원소 일 수 있다. 이때, B가 C의 원소 중 하나일 때, B와 C의 몰수 합은 5보다 크고 7보다 작을 수 있다. 또한, B가 A의 원소 중 하나일 때, A와 B의 몰수 합은 1보다 크고 5보다 작을 수 있다. 또한, X는 0.001보다 크고 0.5와 같거나 작을 수 있다.
형광체는 가넷(Garnets)계 형광체, 실리케이트(Silicates)계 형광체, 황화물(Sulfides)계 형광체, 산질화물(Oxynitrides)계 형광체, 질화물(Nitride)계 형광체 및 알루미네이트(Aluminates)계 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 가넷계 형광체는 A3B5O12:C의 식으로 표시될 수 있다. 여기서, A는 Y, Lu, Tb, Gd 중 적어도 하나의 원소를 포함할 수 있다. B는 Al, Ga, Si, In 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, C는 Ce, Nd, Er, Th 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가넷계 형광체는 Y3Al5O12:Ce(YAG:Ce)의 황색 형광체, Tb3Al5O12:Ce(TAG:Ce)의 황색 형광체, Lu3Al5O12:Ce의 녹색 형광체 등을 포함할 수 있다. 이때, YAG 형광체는 Y의 일부를 Gd으로 치환하면 피크 파장이 적색 파장 영역쪽으로 이동하여 적색 발광을 할 수 있다. 또한, Al의 일부를 Ga로 치환하면 피크 파장이 녹색 파장 영역쪽으로 이동하여 녹색 발광을 할 수 있다. 이와 같이, 형광체는 원소들의 조성비를 조절하여 발광 색을 조절할 수 있다.
또한, 실리케이트계 형광체는 (Ba, Sr, Ca)2SiO4:Eu의 녹색 또는 황색 형광체, (Sr, Ba, Ca, Mg, Zn)2Si(OD)4:Eu의 녹색 또는 황색 형광체(D는 F, Cl, S, N, Br 중 적어도 하나의 원소), Ba2MgSi3O7:Eu의 녹색 형광체, Ba2SiO4:Eu의 녹색 형광체, Ca3(Sc,Mg)2Si3O12:Ce의 녹색 형광체, Ca8Mg(SiO4)4Cl2:Eu의 녹색 형광체 등을 포함할 수 있다.
또한, 황화물계 형광체는 (Ca,Sr)S:Eu의 적색 형광체, (Sr,Ca)Ga2S4:Eu의 녹색 형광체, SrSi2O2N2:Eu의 녹색 형광체 등을 포함할 수 있다.
또한, 산질화물계 형광체는 SiAlON:Ce의 청색 또는 녹색 형광체,β-SiAlON:Eu (예를 들어, Si6-zAlzOzN8-z:Eu (0<z<4.2))의 녹색 또는 황색 형광체, α-SiAlON:Eu (예를 들어, Mz(Si, Al)12(O, N)16, 0<z≤2이고, M은 Li, Mg, Ca, Y 및 La와 Ce을 제외한 란탄족 원소)의 주황색 또는 황색 형광체, Ba3Si6O12N2:Eu의 녹색 형광체 등을 포함할 수 있다.
또한, 질화물계 형광체는 CaAlSiN3:Eu의 적색 형광체, (Sr,Ca)AlSiN3:Eu의 황색 또는 적색 형광체, Sr2Si5N8:Eu의 적색 형광체 등을 포함할 수 있다.
또한, 알루미네이트계 형광체는 (Sr,Ba)Al2O4:Eu의 청색 형광체, (Mg,Sr)Al2O4:Eu의 청색 형광체, BaMg2Al16O27:Eu의 청색 형광체 등을 포함할 수 있다.
또한, 형광체는 불화물 형광체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 불화물 형광체는 A2SiF6:Mn으로 표현되는 형광체를 포함할 수 있다. 여기서, A는 적어도 칼륨을 포함하는 알칼리 금속 원소일 수 있다. 예를 들어, 불화물 형광체는 K2SiF6:Mn의 적색 형광체일 수 있다.
또한, 형광체는 A2[M1-aMnaF6]의 망간을 함유하는 불화물 형광체를 포함할 수 있다. 여기서, A는 K, Li, Na, Rb, Cs 및 NH4로 이루어진 군에서 선택되는 적어도 1종일 수 있다. M은 제4족 원소 및 제14족 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1종의 원소일 수 있다. a는 0<a<0.2일 수 있다.
망간을 함유하는 불화물 형광체(KSF 형광체라 지칭함)는 4가의 망간 이온이 도핑된 것으로, 약 630㎚ 영역의 적색광을 발광할 수 있다. 또한, 망간을 함유하는 불화물 형광체는 색을 나타내는 피크 파장이 2개이며, 이에 따라 색재현율이 높다는 장점이 있다.
또한, 망간을 함유하는 형광체는 옥시도할라이드(Oxiodohalide) 호스트 격자에 기초한 (A4-aBa)m/2+n/2X2m[MX4O2]n으로 표현되는 적색 형광체를 포함할 수 있다. 여기서, A는 수소(H), 중수소(D) 또는 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택될 수 있다. B는 Li, Na, K, Rb, Cs, NH4, ND4, NR4 또는 이들의 둘 이상의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. R은 알킬 또는 아릴 라디칼일 수 있다. X는 F, Cl 또는 이들의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. M은 Cr, Mo, W, Re 또는 이들의 둘 이상의 혼합물들로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 0≤a≤ 4이고, 0<m≤10이며, 1≤n≤10일 수 있다.
또한, 형광체는 시안(cyan) 형광체를 포함할 수 있다. 시안 형광체는 LuAG 물질 및 실리케이트 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 시안 형광체는 LuAG 물질과 실리케이트 물질을 모두 포함하는 경우, 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 시안 형광체는 네오디뮴 산화물(Neodymium Oxide)을 추가로 포함할 수 있다. 네오디뮴 산화물은 약 550㎚ 이하 파장 영역에서 광의 적어도 일부를 흡수하여 시안 형광체에서 발광하는 광의 색 순도를 향상시킬 수 있다.
형광체는 SiO2, Al2O3 등의 소결 조제를 첨가하여 소결하여 형성된 경우, 형광 특성이 향상될 수 있다.
광 특성 전환부(127)가 양자점을 포함하는 경우, 투명 수지는 시트 형태 및 수지 형태 중 어느 것도 가능하다. 양자점은 2-6족화합물로 구성되는 경우 Cd, Se을 포함할 수 있다. 또한, 양자점은 3-5족 화합물로 구성되는 경우 In, P를 포함할 수 있다.
양자점은 2-6족 화합물 또는 3-5족 화합물을 포함하는 코어(core) 및 코어를 보호하기 위하여 코어를 감싸는 보호층을 포함할 수 있다. 여기서, 보호층은 쉘(shell) 및 리간드(ligand)를 포함할 수 있다. 또한, 보호층은 Zn, S 등을 포함할 수 있다.
양자점에서 발광은 코어에서 발생할 수 있다. 양자점은 크기가 작아질수록 밴드갭이 커지게 되며, 이에 따라 짧은 파장의 광을 방출할 수 있다. 또한, 양자점은 크기가 커질수록 밴드갭이 작아지게 되며, 이에 따라 긴 파장의 방출할 수 있다. 즉, 양자점은 크기가 감소할수록 광의 파장이 짧아지며, 크기가 증가할수록 광의 파장이 길어질 수 있다. 이와 같이, 코어의 크기 또는 양자점의 크기에 따라 발광되는 광의 파장이 결정될 수 있다. 예를 들어, 양자점의 지름 또는 코어의 지름은 약 10㎚이하일 수 있으며, 바람직하게는 약 2㎚ 내지 5㎚ 일 수 있다.
본 실시 예에서는 제1 광학부(120)의 광 생성부(125)가 제1 광 생성부(121)와 제2 광 생성부(122)를 모두 포함한다. 그러나 광 생성부(125)는 제2 광 생성부(122)가 생략되어, 제1 광 생성부(121)로만 구성될 수 있다. 이때, 광 특성 전환부(127)는 제1 광 생성부(121)의 상면에 형성된다.
발광 패키지(1)는 제1 광학부(120)를 통해 방출되는 제1 광과 제2 광이 혼합된 광을 외부로 방출할 수 있다.
광 제어부(130)는 기판(110)의 상부에서 제1 광학부(120)의 측면을 덮도록 형성된다. 도 2에 도시된 바와 같이, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 모든 측면을 덮도록 형성될 수 있다.
광 제어부(130)는 제1 광학부(120)에서 방출된 광의 진행 방향을 제어할 수 있다.
광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면에서 방출된 광이 그대로 측면 방향으로 진행하는 것을 막을 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면에서 방출된 광을 반사한다. 광 제어부(130)는 광을 반사하는 물질을 포함할 수 있다 광 제어부(130)는 내부에 광 반사 물질이 분산된 절연 물질로 형성될 수 있다. 또는 광 제어부(130)는 표면에 광 반사 물질이 코팅된 절연 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 제어부(130)는 내부에 산화티탄(TiO2)이 분산된 실리콘 수지로 형성될 수 있다. 또한, 광 제어부(130)를 구성하는 실리콘 수지는 메틸계 실리콘 수지일 수 있다.
본 실시 예에서, 광 특성 전환부(127)는 광 생성부(125)의 상면에서 형성된다. 따라서, 제1 광과 제2 광의 비율이 제1 광학부(120)의 상면과 측면에서 서로 다르다. 즉, 제2 광 대비 제1 광의 비율이 제1 광학부(120)의 상면보다 측면에서 더 높다.
예를 들어, 제1 광은 청색광일 수 있으며, 제2 광은 황색광 일 수 있다. 이때, 제1 광학부(120)의 상면에서는 백색광이 방출되고, 측면에서는 상면에서 방출되는 백색광보다 청색광이 더 많이 혼합된 광이 방출될 수 있다.
또는, 광 특성 전환부(127)는 일반적으로 광 생성부(125)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수도 있다. 이 경우, 광 생성부(125)의 상면에 형성된 광 특성 전환부(127)의 두께와 광 생성부(125)의 측면에 형성된 광 특성 전환부(127)의 두께가 상이하면, 제1 광학부(120)의 상면과 측면에서 방출되는 광의 색이 상이할 수 있다.
본 발명의 실시 예의 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면을 둘러싸도록 형성되어, 제1 광학부(120)의 광 출사면을 광 특성 전환부(127)의 상면으로 제한할 수 있다. 즉, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)에서 생성된 광이 제1 광학부(120)의 상면에서만 방출되도록 광의 이동을 가이드 할 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면에서 광이 제1 광학부(120)의 외부로 방출되는 것을 방지하여 제1 광학부(120)의 상면 및 측면에서 서로 다른 색의 광이 방출되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 광 출사면 전체에서 균일한 색의 광이 방출되도록 할 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면에서 방출된 광을 반사한다. 광 제어부(130)에서 반사된 광은 제1 광학부(120)의 상면을 향할 수 있다. 따라서, 광 제어부(130)에 의해서 제1 광학부(120)의 상면뿐만 아니라 측면에서 방출된 광을 사용할 수 있으므로, 발광 패키지(1)의 광량이 향상될 수 있다.
광 제어부(130)는 서로 다른 곡률을 갖는 테두리 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
도 2를 참고하면, 광 제어부(130)의 테두리는 곡률이 서로 다른 제1 테두리(I1)와 제2 테두리(I2)를 포함한다. 제2 테두리(I2)는 서로 다른 방향으로 형성된 제1 테두리(I1)를 연결하는 모서리이다.
따라서, 광 제어부(130)의 테두리는 제1 테두리(I1)와 제2 테두리(I2)가 시계 방향 또는 시계 반대 방향을 따라 교대로 배치된 구조이다. 즉, 광 제어부(130)는 서로 다른 곡률을 갖는 테두리가 교대로 배치된 구조를 포함할 수 있다.
도 2의 평면도를 기준으로 광 제어부(130)는 모서리 부분이 기판(110)의 중앙에서 측면 방향으로 갈수록 인접한 기판(110)의 테두리와의 거리(L1, L2, L3)가 증가하는 구조를 갖는다. 즉, L1 < L2 < L3이다.
즉, 광 제어부(130)는 도 2에 도시된 바와 같이, 하단 테두리의 모서리가 곡면으로 이루어진 구조를 갖는다.
광 제어부(130)의 모서리 부분이 뾰족하게 형성되는 경우, 뾰족한 모서리 부분으로 열 또는 응력과 같은 스트레스가 집중될 수 있다. 이 경우, 광 제어부(130)의 뾰족한 모서리 부분에서 크랙(creak)이 발생할 수 있다.
본 실시 예에서는 광 제어부(130)의 모서리 부분이 곡선 구조가 되도록 형성하여 스트레스가 한 부분에 집중되지 않고 분산되도록 한다. 따라서, 본 실시 예의 광 제어부(130)는 모서리에 스트레스가 집중되는 것을 방지하여 모서리에서 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참고하면, 광 제어부(130)는 외측면이 평평한 구조일 수 있다. 또한, 제1 광학부(120)를 기준으로 제1 광학부(120)의 양 측에 형성된 광 제어부(130)는 대칭 구조일 수 있다. 그러나 광 제어부(130)가 외측면이 평평하며, 제1 광학부(120)를 기준으로 대칭 구조인 것으로 광 제어부(130)의 구조가 한정되는 것은 아니다. 광 제어부(130)는 제1 광학부(120)의 측면을 덮는 다양한 구조로 형성될 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 상부 배선(111)의 상면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 이와 같이, 광 제어부(130)가 상부 배선(111)을 매립할 정도로 크게 형성되는 경우, 제1 광학부(120)의 측면에서 끝단까지의 두께가 두꺼우므로, 광 반사 효율이 향상될 수 있다. 또한, 광 제어부(130)는 상부 배선(111)을 덮고 있으므로, 상부 배선(111)이 광에 노출되어 열화되는 것을 방지할 수 있다.
제2 광학부(140)는 기판(110) 상에 형성되어, 제1 광학부(120) 및 광 제어부(130)를 덮도록 형성된다. 제2 광학부(140)는 광 방출부(143) 및 고정부(141)를 포함할 수 있다. 본 실시 예에서 제2 광학부(140)는 곡면을 포함하는 구조로 형성될 수 있다.
제2 광학부(140)는 제1 광학부(120)의 광이 투과되는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학부(140)는 실리콘 수지로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광학부(140)는 페닐계 실리콘 수지로 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 제2 광학부(140)는 광 제어부(130)의 외측에 위치한다. 즉, 제2 광학부(140)를 형성하는 페닐계 실리콘 수지가 광 제어부(130)를 구성하는 메틸계 실리콘 수지의 외측에 위치한다. 여기서, 페닐계 실리콘 수지는 약 1.5의 굴절률을 가지며, 메틸계 실리콘 수지는 약 1.4의 굴절률을 갖는다. 따라서, 메틸계 실리콘 수지에 비해 굴절률이 높은 페닐계 실리콘 수지가 메틸계 실리콘 수지의 외측에 위치한다. 또한, 메틸계 실리콘 수지는 폐닐계 실리콘 수지에 비해 열, 외부 충격 등에 의한 높은 신뢰성을 갖는다. 따라서, 메틸계 실리콘 수지는 페닐계 실리콘 수지에 비해 외부 요인에 의한 크랙이 발생하는 것을 더 효과적으로 방지할 수 있다. 이에 따라, 메틸계 실리콘 수지를 포함하여 형성된 광 제어부(130)는 외부 요인에 의한 크랙 발생을 방지하여 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한, 광 제어부(130)는 메틸계 실리콘 수지를 포함함으로써, 크랙 발생을 감소시켜 크랙에 의해 광 반사 효율이 저하되는 것을 방지하여, 광 반사 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 광학부(170)의 내부면은 제1 광학부(120)와 이격되도록 형성될 수 있다. 즉, 제2 광학부(170)와 제1 광학부(120) 사이에 공간이 형성될 수 있다. 이때, 제2 광학부(170)와 제1 광학부(120) 사이의 공간에는 공기가 채워지거나 광 투과성 물질로 채워질 수 있다.
또는 제2 광학부(170)의 내부면은 제1 광학부(120)와 밀착하도록 형성될 수도 있다.
또한, 다른 실시 예로, 제2 광학부(140) 또는 제2 광학부(140)와 제1 광학부(120) 사이를 채우는 광 투과성 물질에는 광의 파장대를 변환할 수 있는 광 특성 전환 물질을 더 포함할 수도 있다. 이때, 제2 광학부(140) 또는 제2 광학부(140)와 제1 광학부(120) 사이의 광 특성 전환 물질은 광 특성 전환부(127)의 광 특성 전환 물질과 다른 종류일 수 있다. 예를 들어, 제2 광학부(140) 또는 제2 광학부(140)와 제1 광학부(120) 사이의 광 특성 전환 물질과 특성 전환부(127)의 광 특성 전환 물질은 광을 서로 다른 파장대의 광으로 변환할 수 있다. 이 경우, 광을 서로 다른 특성으로 변환하는 복수의 광 특성 전환 물질을 포함하는 경우, 발광 패키지의 CIE 및 CRI을 개선할 수 있다.
제1 광학부(120)에서 방출된 광은 제2 광학부(140)를 통과하여 발광 패키지(1)의 외부로 방출될 수 있다.
광 방출부(143)는 고정부(141)의 상부에 위치한다.
본 실시 예에서 광 방출부(143)는 곡면을 포함하는 구조일 수 있다. 예를 들어, 광 방출부(143)는 반구 형태로 형성될 수 있다. 그러나 광 방출부(143)의 구조가 반구 형태로 한정되는 것은 아니다. 광 방출부(143)은 한 형태의 곡면을 포함할 수도 있으며, 다양한 형태의 곡면들을 포함할 수도 있다.
제1 광학부(120)의 광 출사면은 광 방출부(143)의 내측에 위치하게 된다. 따라서, 제1 광학부(120)의 광 출사면은 광 방출부(143)의 내부측면을 마주하고, 제1 광학부(120)에서 방출된 광은 광 방출부(143)를 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 즉, 발광 패키지(1)에서 패키지(1) 외부로 광을 방출하는 광 출사면은 제2 광학부(140) 또는 제2 광학부(140)의 광 방출부(143)이다.
본 실시 예에서, 광 방출부(143)의 높이(H1)는 광 방출부(143)의 하단 반지름(R1)과 동일하거나 그보다 클 수 있다. 여기서, 광 방출부(143)의 높이(H1)는 광 방출부(143)의 하단에서 상단까지의 거리이다. 또한, 광 방출부(143)의 하단은 제2 광학부(140)의 고정부(141)와 만나는 테두리이다. 즉, 광 방출부(143)의 하단 반지름(R1)은 광 방출부(143)의 하단이 이루는 원형 테두리의 반지름이다.
또는 발광 패키지(1)는 광 생성부(122)에서 제2 광학부(140)의 상단까지의 거리(H2)가 광 특성 전환부(127)의 너비(W1)보다 큰 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 광 특성 전환부(127)의 너비(W1)은 광 특성 전환부(127)의 가장 긴 너비일 수 있다. 본 실시 예에서는 광 특성 전환부(127)의 너비(W1)가 광 생성부(125)의 너비와 동일하다. 그러나 이후 설명하는 광 생성부보다 큰 너비를 갖는 광 특성 전환부를 포함하는 실시 예에서도 제2 광학부(140)의 구조의 특징은 동일하게 적용될 수 있다.
반구형 구조의 광 방출부(143)의 크기가 클수록 발광 패키지(1)의 광 효율이 증가할 수 있다. 즉, 광 방출부(143)의 내측면의 면적, 제1 광학부(120)의 광 출사면과 광 방출부(143)의 내측면 사이의 거리 등이 증가할수록 발광 패키지(1)의 광 효율이 향상될 수 있다.
그러나 반구 형태의 광 방출부(143)의 크기를 증가시키기 위해 직경을 기판(110)의 길이보다 크게 증가시킨다면, 복수의 패키지(1)의 단일 패키지(1)로 개별화하기 위한 절단 공정 시, 광 방출부(143)의 측면의 일부분이 절단될 수 있다. 따라서, 제2 광학부(140)가 파손되거나 설계된 구조 변경으로 설정된 광 효율을 구현하지 못할 수 있다.
따라서, 상술한 문제를 방지하기 위해서 광 방출부(143)에서 가장 큰 직경을 갖는 하단의 직경은 기판(110)의 가로 또는 세로 길이보다 작아야 한다.
본 실시 예에서는 광 방출부(143)를 높이가 하단 반지름 이상이 되도록 형성하여, 반구형 구조를 유지하면서 광 방출부(143)의 면적을 증가시킬 수 있다.
또한, 본 실시 예의 발광 패키지(1)는 광 생성부(125)의 상면에서 제2 광학부(140)의 상단까지의 거리(H2)가 광 특성 전환부(127)의 너비(W1)보다 크거나 같고, 기판(100) 또는 제2 광학부(140)의 고정부(141)의 너비(W2)보다 작거나 같다. (W1≤H2≤W2)
고정부(141)는 제2 광학부(140)를 광학 패키지(1)에 고정시킨다.
고정부(141)는 광 방출부(143)의 하부에 위치하며, 기판(110)과 접하는 부분이다. 또한, 고정부(141)는 광 방출부(143)보다 외측으로 돌출되어 기판(110)의 테두리를 덮도록 형성될 수 있다.
또한, 고정부(141)는 제1 광학부(120)의 광출사면과 광 방출부(143) 간의 이격 거리를 증가시킬 수 있다. 즉, 제1 광학부(120)의 광 출사면과 제1 광학부(120)의 광이 입사하는 광 방출부(143)의 내측면 간의 거리는 고정부(141)의 높이만큼 증가할 수 있다.
본 실시 예에 따른 발광 패키지(1)는 고정부(141)에 의해서 제1 광학부(120)와 광 방출부(143)의 내측면 간의 거리를 증가시켜, 광 방출부(143) 내에서 광이 확산하는 거리가 증가하도록 함으로써, 광 효율을 향상시킬 수 있다.
제2 광학부(140) 및 광 제어부(130)가 메틸계 실리콘 수지로 형성되는 경우, 열 경화 공정에 의해서 표면이 안정화되어 접착력이 감소된다.
광 제어부(130)가 기판(110) 전체를 덮도록 형성되는 경우, 제2 광학부(140)는 광 제어부(130)와 접착되어 패키지(1)에 고정된다. 즉, 표면이 안정화되어 접착력이 낮은 광 제어부(130)와 제2 광학부(140)가 서로 접촉하게 된다.
이때, 제2 광학부(140)와 광 제어부(130) 간의 낮은 접착력에 의해서 패키지(1)에 열 또는 물리적 충격이 가해지면, 제2 광학부(140)는 광 제어부(130)로부터 쉽게 분리될 수 있다.
이를 방지하기 위해서, 광 제어부(130)는 기판(110) 전체를 덮지 않도록 형성된다. 즉, 광 제어부(130)는 제2 광학부(140)의 고정부(141) 내측에 위치하도록 형성된다. 따라서, 제2 광학부(140)가 광 제어부(130)의 외측으로 노출된 기판(110)과 접촉하여, 기판(110)에 고정될 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 적어도 일부가 제2 광학부(140)의 광 방출부(143) 내측에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 광학부(140)와 기판(110) 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.
도 2를 참고하면, 발광 패키지(1)의 테두리를 따라 광 방출부(143)의 테두리가 광 제어부(130)의 내측 상부와 외측 상부에 교대로 위치한다. 도 3을 통해서, 광 방출부(143)의 테두리가 광 제어부(130)의 외측 상부에 위치하는 부분의 단면을 확인할 수 있다. 또한, 도 4를 통해서, 광 방출부(143)의 테두리가 광 제어부(130)의 내측 상부에 위치하는 부분의 단면을 확인할 수 있다.
제2 광학부(140)와 기판(110) 간의 접촉 면적 증가를 위해 제1 광학부(120)의 측면에서 광 제어부(130)의 하단 테두리 까지의 거리를 감소시키면, 제1 광학부(120)의 측면에서의 광 제어부(130)의 두께가 얇아질 수 있다. 이 경우, 광 제어부(130)가 제1 광학부(120)의 측면에서 방출되는 광을 충분하게 반사하지 못할 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(1)는 광 제어부(130)가 제1 광하부의 측면에서 방출되는 광을 충분하게 반사할 수 있는 두께를 유지하면서, 제2 광학부(140)와 기판(110) 사이의 충분한 접촉력을 유지하도록 할 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(1)는 접착력이 낮은 제2 광학부(140)와 광 제어부(130) 간의 접촉 면적을 감소시키고, 제2 광학부(140)와 기판(110) 간의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(1)는 제2 광학부(140)와 기판(110) 간의 접착력이 향상되어, 외부 충격으로 제2 광학부(140)가 패키지(1)에서 분리되는 것을 방지할 수 있다.
도 3을 참고하면, 기판(110)은 지지부재(119), 배선부(115) 및 방열 패드(117)를 포함할 수 있다.
지지부재(119)는 기판(110) 상에 위치하는 구성부들, 기판(110)에 형성된 배선부(115) 및 방열 패드(117)를 지지할 수 있다.
지지부재(119)는 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 지지부재(119)는 에폭시 수지 또는 세라믹으로 이루어진 절연 기판(110)일 수 있다. 또는 지지부재(119)는 표면에 산화막이 형성된 금속 기판(110)일 수 있다.
배선부(115)는 발광 패키지(1)의 내부 구성부와 발광 패키지(1)의 외부 구성부 간의 전기적 연결을 수행하는 역할을 한다. 따라서, 배선부(115)는 금속과 같은 전도성 물질로 형성될 수 있다.
배선부(115)는 지지부재(119)의 상부에 형성된 상부 배선(111), 지지부재(119)의 하부에 형성된 하부 배선(112) 및 지지부재(119)의 내부에 형성된 비아(113)를 포함할 수 있다.
상부 배선(111)은 발광 패키지(1)의 내부 구성부와 전기적으로 연결된다.
하부 배선(112)은 지지부재(119)의 하부 위치하여 발광 패키지(1)의 외부로 노출된다. 따라서, 하부 배선(112)은 발광 패키지(1)의 외부 구성부와 전기적으로 연결될 수 있다.
비아(113)는 지지부재(119)를 관통하도록 형성되어, 일단은 상부 배선(111)과 연결되며, 타단은 하부 배선(112)과 연결된다. 따라서, 비아(113)는 상부 배선(111)과 하부 배선(112)을 전기적으로 연결한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 상부 배선(111), 하부 배선(112) 및 비아(113)는 복수로 구성될 수 있다.
도 3 내지도 5를 참고하면, 방열 패드(117)는 지지부재(119)의 하부에 위치하며, 하부 배선들(112) 사이에 위치할 수 있다. 따라서, 방열 패드(117)는 제1 광학부(120)의 한 쌍의 접속부(128) 및 상부 배선들(111)의 하부에 위치하게 된다. 또한, 방열 패드(117)는 지지부재(119)에서 상부 배선들(111) 사이의 영역을 덮도록 형성될 수 있다.
방열 패드(117)는 제1 광학부(120)의 한 쌍의 접속부(128)가 형성된 영역의 하부에 위치하므로, 제1 광학부(120)에 발생한 열이 접속부들(128), 상부 배선들(111) 및 지지부재(119)를 통과하여 방열 패드(117)까지 최단 거리로 전달될 수 있다.
또한, 방열 패드(117)는 하부 배선들(112)과 이격되지만, 하부 배선들(112) 사이의 전체 영역을 덮도록 형성된다. 이와 같이 형성된 방열 패드(117)는 공기와의 접촉 면적이 넓어 방열 패드(117)로 전달된 열을 빠르게 공기 중으로 방출할 수 있다.
본 실시 예에서 방열 패드(117)는 제1 광학부(120)의 접속부들(128) 및 기판(110)의 상부 배선들(111)이 형성된 영역의 하부에 넓게 형성되어 제1 광학부(120)에서 발생한 열을 빠르게 공기 중으로 방출하여 발광 패키지(1)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
이후, 발광 패키지에 관한 다른 실시 예에 대해 설명을 할 때, 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1) 차이점 위주로 설명하도록 한다. 따라서, 제1 실시 예에 따른 발광 패키지(1)와 동일한 구성부에 대한 자세한 설명은 도 1 내지 도 5에 관한 설명을 참고하도록 한다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다. 도 6은 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(2)의 평면도이다. 또한, 도 7은 도 6의 제2 실시 예에 따른 발광 패키지(2)의 일 단면도(B1-B2)이다.
제2 실시 예에 따른 발광 패키지(2)는 기판(110), 제1 광학부(220), 제2 광학부(140), 광 제어부(130) 및 이격부(250)를 포함할 수 있다.
제1 광학부(220)는 광 생성부(125), 접속부(128) 및 광 특성 전환부(227)를 포함할 수 있다. 광 생성부(125)는 제1 광 생성부(121) 및 제2 광 생성부(122)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 광 특성 전환부(227)는 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이, 광 생성부(125)와 이격부(250)의 상부를 덮도록 형성된다. 즉, 광 특성 전환부(227)는 광 생성부(125)보다 큰 단면적을 갖도록 형성된다.
이격부(250)는 제1 광학부(220)의 측면 일부를 덮어 제1 광학부(220)의 측면에서 광이 방출되도록 할 수 있다.
이격부(250)는 광 특성 전환부(227)의 하부에서 광 생성부(125)의 측면을 덮도록 형성된다. 따라서, 이격부(250)는 광 생성부(125)와 광 제어부(130) 사이에 위치한다.
도 7을 참고하면, 이격부(250)는 광 생성부(125)의 측면 전체를 덮도록 형성된다. 즉, 이격부(250)는 제1 광 생성부(121) 및 제2 광 생성부(122)의 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 그러나 이격부(250)는 광 생성부(125)뿐만 아니라 접속부(128)의 측면을 덮도록 형성될 수도 있다.
또한, 이격부(250)는 광이 투과되는 재질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이격부(250)는 투명한 실리콘 수지로 형성될 수 있다.
광 제어부(130)는 제1 광학부(220)의 측면 및 이격부(250)의 외측면을 덮도록 형성된다.
이격부(250)에 의해서 광 생성부(125)의 측면과 광 제어부(130)가 서로 이격된다. 따라서, 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 제1 광은 이격부(250)를 통과하여 광 제어부(130)를 항하게 된다.
광 제어부(130)에 도달한 제1 광은 광 제어부(130)의 내측면에서 반사될 수 있다. 여기서, 광 제어부(130)의 내측면은 광 생성부(125)와 마주하고, 이격부(250)와 접하는 면이다.
이때, 광 제어부(130)는 내측면에 도달한 광이 광 특성 전환부(227)를 향해 반사되도록 할 수 있는 구조를 가질 수 있다. 즉, 광 제어부(130)의 내측면은 경사를 갖는 평면 또는 곡면을 갖도록 형성될 수 있다.
도 7에서 광 제어부(130)의 내측면은 높이에 따라 접선의 기울기가 변화하는 곡면이다. 또한, 광 제어부(130)의 내측면은 하부에서 상부로 갈수록 광 생성부(125)의 측면과의 거리가 증가하는 구조를 갖는다. 즉, 이격부(250)는 하부에서 상부로 갈수록 광 생성부(125)의 측면에서의 두께가 증가하는 구조를 가질 수 있다.
그러나 광 제어부(130) 및 이격부(250)의 구조는 도 7에 도시된 구조로 한정되는 것은 아니다. 광 제어부(130)의 내측면은 높이에 상관없이 일정한 기울기를 갖는 평면일 수도 있다.
광 제어부(130)의 내측면에서 반사된 광은 다시 이격부(250)를 통과하여 이격부(250)의 상부에 위치한 광 특성 전환부(227)를 향할 수 있다. 광 특성 전환부(227)에 입사된 제1 광의 일부는 광 특성 전환부(227)를 통과하면서 제2 광으로 변환될 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(2)는 광 생성부(125)의 측면을 덮도록 이격부(250)를 형성한 이후에 광 특성 전환부(227)의 측면 및 이격부(250)를 덮도록 광 제어부(130)를 형성할 수 있다. 따라서, 이격부(250)의 외측면의 구조에 따라 광이 반사되는 광 제어부(130)의 내측면의 구조가 결정될 수 있다.
이격부(250)는 외측면이 경사를 갖는 구조로 형성되기 위해서 경도가 낮아 약간의 퍼짐성이 있는 실리콘 수지로 형성될 수 있다.
또한, 이격부(250)와 광 제어부(130)에 적용된 실리콘 수지는 서로 다른 경도를 가질 수 있다. 더 나아가 이격부(250)의 실리콘 수지가 광 제어부(130)의 실리콘 수지보다 경도가 낮을 수 있다.
또한, 이격부(250)는 외측면의 일부가 평탄한 구조를 포함할 수 있다. 이때, 평탄면은 이격부(250)의 외측면의 다른 부분과 다른 경사 각도를 가질 수 있다. 예를 들어, 이격부(250)는 외측면이 다단 구조 또는 계단 구조를 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 같은 이격부(250)의 구조에 따라 광 제어부(130)의 내측면 역시 일부가 다른 부분과 다른 경사 각도를 갖는 구조, 다단 구조 또는 계단 구조가 될 수 있다.
이와 같이, 이격부(250)는 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 광이 광 제어부(130)에서 반사되어 광 특성 전환부(227)로 입사될 수 있는 공간을 제공한다.
광 제어부(130)가 광 생성부(125)의 측면과 밀착한 경우에는 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 광이 광 제어부(130)에서 반사되면, 다시 광 생성부(125)의 내부로 재입사하게 될 수 있다.
또한, 광 제어부(130)와 광 생성부(125) 사이에 이격부(250)가 형성되더라도 광 제어부(130)의 내측면이 광 생성부(125)의 측면과 평행한 구조인 경우에도, 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 광이 광 제어부(130)에서 반사되어 광 생성부(125)의 내부로 재입사 될 수 있다.
이와 같이, 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 광이 광 생성부(125)로 재입사되면서 광이 손실될 수 있다.
본 실시 예에 따른 발광 패키지(2)는 이격부(250) 및 광 제어부(130)의 구조에 의해서 광 생성부(125)의 측면에서 방출된 광이 광 제어부(130)에서 반사되어 바로 광 특성 전환부(227)를 향하도록 할 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(2)는 광 생성부(125)의 측면에서도 광을 추출할 수 있다. 또한, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(2)는 광 생성부(125)에서 방출된 광이 광 생성부(125)로 재입사하면서 발생하는 광 손실을 감소시킬 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(2)는 이격부(250)를 통해서 광 생성부(125)의 측면에서도 광을 추출하고, 광 손실을 감소시켜 광량이 향상될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 8을 참고하면, 제3 실시 예에 따른 발광 패키지(3)는 기판(110), 제1 광학부(220), 제2 광학부(140), 광 제어부(330) 및 이격부(350)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 이격부(350)는 광 생성부(125)의 측면의 일부를 덮도록 형성된다. 예를 들어, 이격부(350)는 광 생성부(125)의 측면의 절반 이상을 덮도록 형성될 수 있다. 따라서, 도 8에 도시된 바와 같이, 이격부(350)의 하단이 광 생성부(125)의 상단과 하단의 중간 지점 또는 그 중간 지점이 아래에 위치할 수 있다.
그러나 이격부(350)에 대한 특징이 이에 한정되는 것은 아니다. 이격부(350)는 광 생성부(125)의 측면에서 충분한 양의 광이 추출되도록 할 수 있다면, 도 8에 도시된 이격부(350)보다 더 크게 또는 더 작게 형성될 수도 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다. 또한, 도 10은 본 발명의 제5 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 9의 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(4)와 도 10의 제5 실시 예에 따른 발광 패키지(5)는 이전 실시 예와 광 제어부(430, 530)의 구조가 다르다는 차이가 있다. 제4 실시 예 및 제5 실시 예에 따른 발광 패키지(4, 5)는 광 제어부(430, 530)의 외측면이 곡면을 포함하는 구조일 수 있다.
제4 실시 예에 따른 발광 패키지(4)는 광 제어부(430)가 볼록한 구조로 형성된다. 또한, 제5 실시 예에 따른 발광 패키지(5)는 광 제어부(430)가 오목한 구조로 형성된다.
더 자세히는, 도 9를 참고하면, 제4 실시 예에 따른 발광 패키지(4)의 광 제어부(430)는 외측면이 광 제어부(430)의 상단과 하단을 연결하는 가상의 직선(L)보다 상부 방향으로 볼록하다.
광 제어부(430)의 외측면이 볼록하게 형성된 경우, 광 제어부(430)의 두께가 두꺼워지고, 그에 따라 광 제어부(430)에 분산된 광 반사 물질의 함량도 증가하게 된다. 따라서, 제4 실시 예의 발광 패키지(4)의 광 제어부(430)는 광 반사 물질의 함량이 증가하므로, 광 반사 효율이 향상될 수 있다.
도 10을 참고하면, 제5 실시 예에 따른 발광 패키지(5)의 광 제어부(530)는 외측면이 광 제어부(530)의 상단과 하단을 연결하는 가상의 직선(L)보다 하부 방향으로 오목하다.
제1 광학부(120)와 제2 광학부(170) 사이에 광 투광성 물질로 채워질 수 있다. 이때, 광 제어부(530)의 외측면이 오목하게 형성되면, 광 투광성 물질은 하부 및 상부가 볼록한 구조가 될 수 있다. 광 투광성 물질이 상부 및 하부가 볼록한 구조인 경우, 광이 광 투광성 물질을 통과하면서 넓게 펴져 제2 광학부(170)를 통과할 수 있다. 이 경우, 발광 패키지(5)의 광 지향각이 넓어질 수 있다.
이와 같이, 발광 패키지(4, 5)는 광 제어부(430, 530)가 평면의 외측면을 갖는 구조뿐만 아니라 다양한 구조로 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 제6 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
제6 실시 예에 따른 발광 패키지(6)는 제1 광학부(220)를 기준으로 제1 광학부(220)의 양측에 비대칭 구조로 형성된 광 제어부(630)를 포함한다. 즉, 광 제어부(630)는 제1 광학부(220)의 일 측면에 형성된 외측면과 타 측면에 형성된 외측면의 구조가 다를 수 있다.
도 11을 참고하면, 제1 광학부(220)의 일 측면에서는 광 제어부(630)의 외측면이 평면 구조이며, 제1 광학부(220)의 타 측면에서는 광 제어부(630)의 외측면이 볼록한 곡면구조이다.
이와 같이, 광 제어부(630)는 제1 광학부(220)의 양측에서 서로 다른 구조를 갖도록 형성될 수 있다.
광 제어부(630)가 제1 광학부(220)를 기준으로 비대칭 구조인 경우, 외측면이 볼록한 부분의 하단에 다른 구성부를 매립할 수 있다. 이때, 광 제어부(630)의 볼록한 부분은 기타 구성부가 매립되어도 광 반사 효율이 저하되지 않을 정도로 충분한두께를 가질 수 있다. 여기서, 광 제어부(630)에 매립되는 기타 구성부는 제너 다이오드와 같이 광에 노출되었을 때 광의 진행을 방해하는 구성부일 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(6)는 기타 구성부가 광 제어부(630)에 매립되어도 광 반사 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있으며, 기타 구성부에 의해서 광이 제2 광학부(140)로 진행하는 것을 방해받지 않으므로, 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 12 및 도 13은 본 발명의 제7 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다. 도 12는 제7 실시 예에 따른 발광 패키지(7)의 평면도이다. 또한, 도 13은 도 12의 제7 실시 예에 따른 발광 패키지(7)의 일 단면도(C1-C2)이다.
제7 실시 예에 따른 발광 패키지(7)는 복수의 광 생성부(125)를 포함하는 제1 광학부(720)를 포함할 수 있다.
도 13에서 제1 광학부(720)는 내부 구조가 자세히 도시되어 있지 않는다. 그러나 제1 광학부(720)는 이전 실시 예에서 설명한 바와 같이, 제1 광 생성부(도 3의 121), 제2 광 생성부(도 3의 122) 및 접속부(도 3의 128)를 모두 포함하고 있다. 이후, 다른 실시 예에 관한 도면에서도 마찬가지로 제1 광학부(720)는 간략하게 도시된다. 또한, 기판(110)은 미도시 되었지만, 상부 배선(111)과 하부 배선(112)를 연결하는 비아를 포함할 수 있다.
도 12 및 도 13을 참고하면, 광 특성 전환부(727)는 복수의 광 생성부(125)의 상면을 동시에 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 복수의 광 생성부(125)는 하나의 광 특성 전환부(727)의 하부에 위치한다.
이격부(250)는 도 13에 도시된 바와 같이, 복수의 광 생성부(125) 각각의 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 이때, 서로 이웃한 광 생성부들(125) 사이에 형성된 이격부들(250)은 서로 연결될 수도 있다. 다만, 서로 이웃한 광 생성부들(125)의 이격 거리와 이격부(250)를 형성하데 사용되는 재료의 양에 따라 광 생성부들(125) 사이에 형성된 이격부들(250)도 서로 이격될 수도 있다.
광 제어부(130)는 제1 광학부(720)의 테두리를 따라 복수의 광 생성부(125)의 측면 및 이격부(250)를 덮도록 형성된다. 또한, 광 제어부(130)는 서로 이웃한 광 생성부들(125) 사이에 형성된 공간을 채우도록 형성될 수 있다. 따라서, 서로 이웃한 광 생성부들(125) 사이에서는 이격부(250)가 광 제어부(130)를 덮는 구조가 형성될 수 있다.
본 실시 예에서 발광 패키지(7)는 2X2 행렬로 배치된 4개의 제1 광학부(720)를 포함한다. 그러나 발광 패키지(7)가 포함하는 제1 광학부(720)의 개수는 변경될 수 있으며, 정렬 구조 역시 변경될 수 있다.
도 14는 본 발명의 제8 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 단면도이다.
제8 실시 예의 발광 패키지(8)는 제7 실시 예의 발광 패키지(도 12 및 도 13의 7)와 이격부(850)의 구조가 다르다.
도 14를 참고하면, 본 실시 예의 이격부(850)는 광 생성부(125)의 상부에서 하부로 갈수록 광 생성부(125)의 측면에서의 두께가 감소하는 구조이다. 이때, 이격부(850)는 외측으로 볼록한 곡면의 외측면을 갖도록 형성될 수 있다.
이격부(850)를 덮는 광 제어부(130)는 광 특성 전환부(727)의 상면에서 광 생성부(125)의 하부로 갈수록 두께가 두꺼워지는 구조를 가질 수 있다. 이때, 이격부(850)이 외측면이 볼록한 구조이므로, 광 특성 전환부(727)의 내측면은 오목한 곡면의 구조가 될 수 있다.
도 15 및 도 16은본 발명의 제9 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다. 도 15는 제9 실시 예에 따른 발광 패키지(9)의 평면도이다. 또한, 도 16은 도 15의 제9 실시 예에 따른 발광 패키지(9)의 일 단면도(D1-D2)이다.
제9 실시 예에 따른 발광 패키지(9)는 복수의 광 생성부(125)를 포함하는 제1 광학부(720)를 포함할 수 있다. 광 특성 전환부(727)는 복수의 광 생성부(125)의 상면을 동시에 덮도록 형성될 수 있다. 즉, 복수의 광 생성부(125)는 하나의 광 특성 전환부(727)의 하부에 위치한다.
본 실시 예의 발광 패키지(9)는 복수의 광 생성부(125)를 포함하고, 광 특성 전환부(727)가 복수의 광 생성부(125)를 덮고 있기 때문에, 광 특성 전환부(727)의 면적이 증가하게 된다. 즉, 제1 광학부(720)의 광 출사면의 면적이 증가할 수 있다.
따라서, 도 15 및 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 광학부(720)의 테두리의 적어도 일부가 제2 광학부(140)의 광 방출부(143)의 외측 하부에 위치할 수 있다.
도 17 및 도 18은 본 발명의 제10 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다. 도 17은 제10 실시 예에 따른 발광 패키지(10)의 평면도이다. 또한, 도 18은 도 17의 제10 실시 예에 따른 발광 패키지(10)의 일 단면도(E1-E2)이다.
본 발명의 제10 실시 예에 따른 발광 패키지(10)는 복수의 제1 광학부(220)를 포함한다. 각각의 제1 광학부(220)는 광 생성부(125), 광 특성 전환부(227) 및 접속부(미도시)를 포함한다.
도 17에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 광학부(220)는 서로 이격되도록 배치된다.
또한, 이격부(250)는 복수의 제1 광학부(220) 각각의 광 생성부(125)의 측면을 덮도록 형성된다. 이때, 서로 이웃하게 배치된 제1 광학부들(220)에 형성된 이격부들(250)도 서로 이격될 수 있다.
광 제어부(130)는 복수의 제1 광학부(220)의 측면 및 이격부(250)를 덮도록 형성된다. 따라서, 서로 인접하게 배치된 제1 광학부들(220)과 이격부들(250) 사이에도 광 제어부(130)가 제1 광학부(220)와 이격부(250)를 덮도록 형성될 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 복수의 광 특성 전환부(227) 중 적어도 하나는 다른 광 특성 전환부(227)와 다른 종류의 광 특성 전환 물질을 포함할 수 있다. 서로 다른 광 특성 전환 물질을 포함하는 복 수의 광 특성 전환부(227)를 포함하는 경우, 발광 패키지는 개선된 CIE 및 CRI 구현이 가능해진다.
제7 실시 예 내지 제10 실시 예에서 발광 패키지에서 각각의 광 생성부는 단일 색의 광을 방출하는 칩 형태의 발광 다이오드일 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 발명의 제11 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다. 도 19는 제11 실시 예에 따른 발광 패키지(11)의 평면도이다. 또한, 도 20은 도 19의 제11 실시 예에 따른 발광 패키지(11)의 일 단면도(E1-E2)이다.
본 발명의 제11 실시 예에 따른 발광 패키지(11)는 복수의 제1 광학부(1120) 및 제1 광학부(1120)의 측면을 둘러싸는 광 제어부(130)를 포함한다. 각각의 제1 광학부(1120)는 광 생성부(1125), 광 특성 전환부(127) 및 접속부(미도시)를 포함할 수 있다.
제11 실시 예에 따른 발광 다이오드 패키지(11)는 광 생성부(1125)가 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
예를 들어, 광 생성부(1125)는 제1 광 생성부(1121), 제2 광 생성부(1122) 및 제3 광 생성부(1123)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 광 생성부 내지 제3 광 생성부(1121, 1122, 1123)는 각각이 발광 다이오드로 이루어진다.
또한, 광 특성 전환부(127)는 제1 광 생성부 내지 제3 광 생성부(1121, 1122, 1123)의 각각의 상부에 형성될 수 있다. 또는 광 특성 전환부(127)는 광 생성부(1125)를 이루는 복수의 발광 다이오드 중 일부의 발광 다이오드의 상부에 형성될 수도 있다.
제1 광 생성부 내지 제3 광 생성부(1121, 1122, 1123)은 동일한 색의 광 또는 서로 다른 색의 광을 방출할 수 있다.
예를 들어, 제1 광 생성부(1121)는 적색광을 방출하고, 제2 광 생성부(1122)는 녹색광을 방출하며, 제3 광 생성부(1123)은 청색광을 방출할 수 있다. 이와 같이, 서로 다른 광을 동시에 방출하는 각각의 광 생성부(1125)는 픽셀(pixel)이 될 수 있다.
본 실시 예에서 광 생성부(1125)는 제1 광 생성부 내지 제3 광 생성부(1121, 1122, 1123)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 광 생성부(1125)를 구성하는 발광 다이오드의 종류 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다.
도 21은 본 발명의 제12 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
도 21을 참고하면, 기판(1210)은 지지부재(119), 배선부(115) 및 방열 패드(1217)를 포함할 수 있다.
본 실시 예에서 방열 패드(1217)는 제1 광학부(220)보다 작은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. (W3<W4) 더 나아가 방열 패드(1217)는 광 생성부(125)보다 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다. (W3<W5)
본 실시 예의 발광 패키지(12)는 광 생성부(125)의 하부에 형성된 접속부(128), 상부 배선(111) 및 방열 패드(1217)가 서로 엇갈리도록 배치된다. 도 21을 참고하면, 접속부(128)의 양단, 상부 배선(111)의 양단 및 방열 패드(1217)의 양단이 동일한 수직선상에 위치하는 것이 아니라 서로 어긋나도록 배치된다. 이에 따라 접속부(128), 상부 배선(111) 및 방열 패드(1217)는 상하 방향에서 서로 동시에 겹치는 부분이 최소화될 수 있다. 따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(12)는 기판(1210)에서 지지부재(119)와 다른 응력 및 열 팽창 계수를 갖는 물질이 집중되어 형성되는 영역을 최소화할 수 있다.
또한, 상부 배선(111)의 양단과 하부 배선(112)의 양단 역시 상하 방향을 기준으로 서로 어긋나도록 배치될 수 있다.
이에 따라, 본 실시 예의 발광 패키지(12)는 기판(1210)을 스트레스가 분산되며, 스트레스가 집중되는 영역을 최소화하는 구조로 형성함으로써, 기판(1210)의 변형 및 손상을 방지할 수 있다.
도 22는 본 발명의 제13 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
본 실시 예의 발광 패키지(13)의 기판(1310)은 지지부재(119) 상에 형성된 더미 패턴(1316)를 더 포함할 수 있다.
복수의 더미 패턴(1316)은 지지부재(119)의 상면에 형성된다. 또한, 더미 패턴(1316)은 상부 배선(111)과 이격되도록 배치될 수 있다.
도 22를 참고하면, 제1 광학부(220)을 기준으로 양 측에 각각 더미 패턴(1316)이 배치될 수 있다. 제1 광학부(220)의 일 측에는 두 개의 더미 패턴(1316)이 서로 나란히 배치되며, 제1 광학부(220)의 타 측에는 한 개의 더미 패턴(1316)이 배치될 수 있다.
더미 패턴(1316)과 상부 배선(111) 사이에 더미 패턴(1316)과 상부 배선(111)의 상면을 기준으로 오목한 공간(1317)이 형성된다. 즉, 오목한 공간(1317)은 더미 패턴(1316)과 상부 배선(111)이 형성되지 않아 지지부재(119)의 상면이 노출된 공간이다.
또한, 서로 나란히 배치된 더미 패턴들(1316)도 서로 이격되도록 배치되어, 그 사이에 오목한 공간(1317)이 형성될 수 있다.
광 제어부(130)의 형성을 위한 물질이 기판(1310) 상에 도포될 때, 더미 패턴(1316)은 댐(Dam) 역할을 할 수 있다.
예를 들어, 광 제어부(130)을 형성하기 위한 물질은 실리콘 수지일 수 있다.
광 제어부(130)을 형성하기 위해서 미리 정해진 양의 실리콘 수지가 기판(1310)에 도포될 수 있다.
이때, 공차 발생으로 기판(1310)에 도포되는 실리콘 수지의 양이 많아지거나 실리콘 수지의 흐름성에 의해서, 실리콘 수지가 기판(1310)에 넓게 도포될 수 있다.
이때, 실리콘 수지가 설계보다 많은 양이 도포되더라도 실리콘 수지의 일부가 오목한 공간(1317)에 채워지면서, 미리 정해진 영역 밖으로 도포되는 것을 방지할 수 있다. 즉, 오목한 공간(1317)은 설계보다 더 도포된 실리콘 수지가 채워지는 공간이 될 수 있다.
또한, 본 실시 예에서 더미 패턴(1316)은 광 제어부(130)가 형성되는 영역을 제한할 수 있다. 더미 패턴(1316)은 기판(1310)에 도포된 실리콘 수지의 흐름을 막아 실리콘 수지가 더미 패턴(1316)의 외측으로 흐르는 것을 방지할 수 있다.
도 22를 참고하면, 더미 패턴(1316)은 제1 광학부(220)의 일 측에 형성된 더미 패턴(1316)처럼 광 제어부(130)를 형성하는 실리콘 수지의 흐름을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 더미 패턴(1316)은 제1 광학부(220)의 타 측에 형성되 더미 패턴(1316)처럼 공차에 의해 과 도포된 실리콘 수지의 일부를 채우는 공간을 형성하는 역할을 할 수 있다.
이와 같이, 더미 패턴(1316)은 광 제어부(130)가 미리 설계된 임의의 영역 내에 형성되도록 할 수 있다.
본 실시 예의 더미 패턴(1316)은 이전에 설명한 제1 광학부(220)가 단일 또는 복수로 구비되는 발광 패키지에도 적용될 수 있다.
도 23은 본 발명의 제14 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
제14 실시 예에 따른 발광 패키지(14)는 기판(110), 제1 광학부(1420), 제2 광학부(140) 및 광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
제1 광학부(1420)는 광 생성부(125), 접속부(128) 및 광 특성 전환부(1427)를 포함할 수 있다.
도 23을 참고하면, 본 실시 예의 광 특성 전환부(1427)는 광 생성부(125) 및 광 제어부(130)을 모두 덮도록 형성될 수 있다.
광 제어부(130)는 반사 물질을 포함하여, 광 생성부(125)의 측면에서 방출되는 광을 반사한다. 그러나 광 생성부(125)의 측면을 통해서 방출되는 광은 대부분 광 제어부(130)에 의해서 반사되지만, 일부는 광 제어부(130)를 통과할 수도 있다.
본 실시 예의 광 특성 전환부(1427)는 광 제어부(130)를 덮도록 형성되어, 광 제어부(130)를 통과하는 광의 특성을 전환할 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(14)는 광 생성부(125)의 상면을 통해 방출된 광뿐만 아니라 광 제어부(130)를 통과한 광도 광 특성 전환부(1427)에 입사하도록 할 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(14)는 제1 광학부(1420) 전체에서 균일한 색의 광이 방출되도록 할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(14)의 광 특성 전환부(1427)의 구조는 이전에 설명한 다양한 실시 예의 발광 패키지에 적용될 수 있다.
도 24는 본 발명의 제15 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
제15 실시 예에 따른 발광 패키지(15)는 기판(110), 제1 광학부(220), 제2 광학부(1540) 및 광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
제2 광학부(1540)는 고정부(141) 및 광 방출부(1543)를 포함할 수 있다.
도 24를 참고하면, 본 실시 예의 광 방출부(1543)는 평면들로 이루어질 수 있다.
또한, 본 실시 예의 제2 광학부(1540)는 광 방출부(1543)의 하부에 형성되며, 광 방출부(1543)보다 큰 너비를 갖는 고정부(141)를 포함한다. 그러나 본 실시 예의 제2 광학부(1540)의 구조가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예의 제2 광학부(1540)는 고정부(141)가 생략되고, 광 방출부(1543)가 기판(110)의 상면 전체를 덮도록 기판(110)에 접착될 수 있다. 또는 본 실시 예의 제2 광학부(1540)는 고정부(141) 상에 위치하는 광 방출부(1543)가 고정부(141)와 동일한 너비를 갖도록 형성된 것일 수도 있다.
또한, 본 실시 예의 발광 패키지(15)는 한 개의 제1 광학부(220)를 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다. 본 실시 예의 발광 패키지(15)의 제2 광학부(1540)는 이전에 설명한 다양한 실시 예의 발광 패키지에 적용될 수 있다.
도 25는 본 발명의 제16 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도이다.
제16 실시 예에 따른 발광 패키지(16)는 기판(1610), 제1 광학부(220), 제2 광학부(140), 이격부(250) 및 광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
도 25를 참고하면, 본 실시 예의 발광 패키지(16)는 상부 배선(1611)의 일부가 광 제어부(130)로부터 노출되는 구조를 가질 수 있다. 즉, 상부 배선(1611)이 광 제어부(130)의 하부 단면적보다 큰 단면적을 갖도록 형성될 수 있다. 또는 광 제어부(130)가 상부 배선(1611)의 일부가 노출되도록 형성될 수 있다.
따라서, 금속과 같은 전도성 재질로 형성된 상부 배선(1611)이 제2 광학부(140)의 내부 공간에 노출될 수 있다. 따라서, 제1 광학부(220)에서 발생한 열이 상부 배선(1611)을 통해 외부로 방출될 수 있다. 이때, 상부 배선(1611)에서 광 제어부(130)로 덮여 있는 부분은 상부 배선(1611)로 전도된 열이 광 제어부(130)와 제2 광학부(140)를 거쳐 발광 패키지(16)의 외부로 방출될 수 있다. 그러나 상부 배선(1611)에서 광 제어부(130)로 덮여 있지 않은 부분은 상부 배선(1611)으로 전도된 열이 제2 광학부(140)만을 거쳐 발광 패키지(16)의 외부로 방출될 수 있다.
이와 같이, 본 실시 예에 따른 발광 패키지(16)는 상부 배선(1611)의 노출된 부분을 통해서 발광 패키지(16)의 외부로 열이 효율적으로 방출될 수 있으므로, 방열 효과가 향상될 수 있다.
도 26 내지 도 28은 본 발명의 제17 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다.
도 26은 본 발명의 제17 실시 예에 다른 발광 패키지의 사시도이다. 도 27은 본 발명의 제17 실시 예에 따른 발광 패키지의 단면도(G1-G2)이다. 또한, 도 28은 본 발명의 제17 실시 예에 따른 발광 패키지의 평면도이다.
제17 실시 예에 따른 발광 패키지(17)는 기판(110), 제1 광학부(220), 제2 광학부(1740), 이격부(250) 및 광 제어부(130)를 포함할 수 있다.
제2 광학부(1740)는 고정부(141) 및 광 방출부(1743)를 포함할 수 있다.
도 26 내지 도 28을 참고하면, 광 방출부(1473)는 상부 방향으로 볼록한 곡면(1796) 및 평면(1795)을 포함하는 구조로 형성될 수 있다. 평면(1795)은 광 방출부(1473)의 테두리의 일부와 연결되도록 형성될 수 있다. 또한, 평면(1795)은 광 방출부(1473)의 하단 테두리에서 수직하게 형성될 수 있다. 또한, 도 27에 도시된 바와 같이, 평면(1795)은 고정부(141) 상부에 위치하며, 고정부(141)와 동일한 수직 선상에 위치한다. 이와 같이, 평면(1795)은 고정부(141)의 테두리와 광 방출부(1473)의 테두리가 만나는 지점에 위치할 수 있다.
또한, 도 26을 참고하면, 평면(1795)의 테두리는 직선과 곡선으로 이루어질 수 있다. 즉, 평면(1795)의 하부 테두리(1798)는 직선으로 이루어지며, 하부 테두리(1798)의 양단과 연결되는 상부 테두리(1799)는 곡선으로 이루어질 수 있다. 이때, 평면(1795)의 상부 테두리(1799)는 광 방출부(1473)의 곡면(1796)과 동일한 곡률을 가질 수 있다. 즉, 상부 테두리(1799)와 광 방출부(1473)의 곡면(1796) 간의 최단 거리는 어느 부분에서나 동일할 수 있다.
도 28을 참고하면, 평면(1795)은 제1 평면(1791), 제2 평면(1792), 제3 평면(1793) 및 제4 평면(1794)을 포함할 수 있다. 제1 평면(1791)과 제3 평면(1793)은 서로 마주하도록 위치하며, 제2 평면(1792)과 제4 평면(1794)도 서로 마주하도록 위치할 수 있다.
또한, 제1 평면 내지 제4 평면(1791, 1792, 1793, 1794)은 각각 제1 광학부(220)의 측면 또는 기판(110)의 측면과 평행하게 형성될 수 있다. 또한, 제1 평면 내지 제4 평면(1791, 1792, 1793, 1794)은 마주하는 기판(110)의 측면보다 좁은 폭을 갖도록 형성될 수 있다.
제1 광학부(220)에서 방출된 광 중 일부는 제1 평면(1791)을 향할 수 있다. 또한, 제1 평면(1791)에서 반사된 일부 광은 제1 평면(1791)과 마주하는 제3 평면(1793)을 향할 수 있다. 또한, 제3 평면(1793)에서 반사된 일부 광은 제3 평면(1793)과 마주하는 제1 평면(1791)을 향할 수 있다. 예를 들어, 일부 광은 제1 평면(1791)에서 반사되어 제3 평면(1793)을 향하고, 제3 평면(1793)에서 반사되어 다시 제1 평면(1791)을 향하는 동작을 반복할 수 있다.
즉, 일부 광은 서로 마주하는 제1 평면(1791)과 제3 평면(1793)에서 반복적으로 반사될 수 있다. 또한, 서로 마주하는 제2 평면(1792)과 제4 평면(1794)에서도 일부 광이 반복적으로 반사될 수 있다.
이와 같이, 광의 일부는 광 방출부(1473)의 양단에 위치한 서로 마주하는 평면(1795)에 의해 반복적으로 반사가 되다가 상부 방향을 향해 이동할 수 있다.
따라서, 본 실시 예의 발광 패키지(17)는 제2 광학부(1740)에 서로 마주하는 평면들(1795)을 형성함으로써, 광 지향각을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 본 실시 예의 발광 패키지(17)는 서로 마주하는 평면들(1795)이 형성된 제2 광학부(1740)를 통해서 광 지향각이 120도 이하가 되도록 할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(17)의 제2 광학부(1740)는 이전에 설명한 다양한 실시 예의 발광 패키지에 적용될 수 있다.
도 29 내지 도 31은 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지를 나타낸 예시도들이다.
도 29는 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지(18)의 평면도이다. 도 30은 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지(18)의 단면도(I1-I2)이다. 또한, 도 31은 본 발명의 제18 실시 예에 따른 발광 패키지(18)의 더미 패턴(1816)을 설명하기 위한 평면도이다.
제18 실시 예에 따른 발광 패키지(18)는 기판(1810), 제1 광학부(220), 제2 광학부(1840), 광 제어부(130), 버퍼부(1860) 및 이격부(250)를 포함할 수 있다.
본 실시 예의 발광 패키지(18)의 기판(1810)은 지지부재(119), 상부 배선(1811) 및 더미 패턴(1816)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 배선부(1815)는 상부 배선(1811), 하부 배선(1812), 비아(1813), 더미 패턴(1816) 및 방열 패턴(117)을 포함할 수 있다.
도 30을 참고하면, 상부 배선(1811)은 제1 배선층(1818) 및 제1 배선층(1818) 상부에 형성된 제2 배선층(1819)을 포함할 수 있다.
제1 배선층(1818)과 제2 배선층(1819)은 서로 다른 전도성 물질로 형성될 수 있다. 또한, 제1 배선층(1818)과 제2 배선층(1819)은 동일한 두께를 갖거나 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 배선층(1818)과 제2 배선층(1819) 중에서 상대적으로 지지부재(119)에 더 가까이 위치하는 제1 배선층(1818)이 제2 배선층(1819)보다 두꺼운 두께를 갖도록 형성될 수 있다. 더 나아가, 제2 배선층(1819)의 두께는 제1 배선층(1818)의 두께의 약 5 내지 15%일 수 있다.
또한, 제1 배선층(1818)은 제2 배선층(1819)보다 큰 열팽창 계수를 가질 수 있다. 지지부재(119)보다 열팽창 계수가 작은 제2 배선층(1819)이 지지부재(119)의 상면에 형성되는 경우, 열팽창 계수의 차이로 인해 상부 배선(1811)은 지지부재(119)에서 박리되거나 크랙이 발생할 수 있다. 따라서, 지지부재(119)와 제2 배선층(1819) 사이에 제2 배선층(1819)보다 큰 열팽창 계수를 갖는 제1 배선층(1818)을 형성함으로써, 지지부재(119)와 상부 배선(1811) 간의 계면에서 상부 배선(1811)이 박리되거나 상부 배선(1811)에 크랙이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
예를 들어, 제1 배선층(1818)을 형성하는 물질은 구리를 포함할 수 있으며, 제2 배선층(1819)을 형성하는 물질은 니켈을 포함할 수 있다. 그러나 제1 배선층(1818) 및 제2 배선층(1819)을 이루는 물질이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 배선층(1818)과 제2 배선층(1819)은 상술한 조건에 부합하는 어떠한 물질로도 형성될 수 있다.
배선부(1815)에 포함된 다른 배선도 상부 배선(1811)과 마찬가지로 복수의 배선층을 포함할 수 있다. 즉, 하부 배선(1812)은 제1 배선층(1818) 및 제2 배선층(1819)이 지지기판(119)의 하부에 차례대로 적층된 구조를 가질 수 있다. 또한, 비아(1813) 역시 제1 배선층(1818) 및 제2 배선층(1819)이 지지기판의 내벽에 차례대로 적층된 구조를 가질 수 있다.
본 실시 예에서, 배선부(1815)가 2개의 배선층을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 많은 배선층으로 이루어질 수도 있다. 또한, 배선부(1815)를 형성하는 방법에 따라 상부 배선(1811), 하부 배선(1812) 및 비아(1813)를 이루는 배선층의 구조 및 구성이 상이할 수도 있다. 예를 들어, 하부 배선(1812) 및 비아(1813) 중 적어도 하나는 단일층으로 이루어지거나 상부 배선(1811)과 다른 복수의 배선층을 포함할 수도 있다.
또한 본 실시 예에서, 배선부(1815)는 복수의 층으로 구성되지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 단일층으로 구성될 수도 있다.
더미 패턴(1816)은 전도성 물질로 형성될 수 있다. 더미 패턴(1816)은 전기 전도율이 높은 물질로 형성될 수 있다. 또한, 더미 패턴(1816)은 열 전도율이 높은 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 더미 패턴(1816)은 전기 전도율 및 열 전도율이 모두 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 더미 패턴(1816)은 배선부와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 더미 패턴(1816)이 배선부와 동일한 물질로 형성되는 경우, 배선부와 동일한 공정을 통해서 동시에 형성될 수 있다. 더미 패턴(1816)을 이루는 물질이 전도성 물질로 한정되는 것은 아니며, 더미 패턴(1816)은 절연성 물질로 형성될 수도 있다.
도 31을 참고하면, 더미 패턴(1816)은 지지부재(119)의 테두리를 따라 형성되어, 제1 광학부(220) 및 상부 배선(1811)을 둘러싸는 구조일 수 있다. 이때, 더미 패턴(1816)은 상부 배선(1811) 및 제1 광학부(220)와 이격되어 서로 절연될 수 있다.
더미 패턴(1816)의 외측 테두리는 다각형 형태로 형성될 수 있다. 더 자세히는, 더미 패턴(1816)은 외측 테두리가 지지부재(119)의 테두리를 따라 형성되며, 지지부재(119)의 테두리와 이격될 수 있다. 이때, 더미 패턴(1816)의 외측 테두리는 지지부재(119)의 모서리와 마주하는 부분들 중 적어도 하나의 부분이 모서리가 아닌 경사면(18161)을 갖는 구조일 수 있다.
도 31을 참고하면, 본 실시 예의 더미 패턴(1816)은 외측 테두리가 지지부재(119)의 모서리와 마주하는 하나의 경사면(18161)을 포함하고 있다. 그러나 더미 패턴(1816)의 구조는 이에 한정되는 것은 아니며, 더미 패턴(1816)은 외측 테두리가 지지부재(119)의 모서리를 마주하는 경사면(18161)을 복수로 포함하는 구조일 수도 있다.
도 31을 참고하면, W15는 W16보다 클 수 있다. 여기서, W15는 더미 패턴(1816)의 경사면(18161)과 그 경사면(18161)에 인접한 지지부재(119)의 모서리 간의 거리이다. 또한, W16은 더미 패턴(1816)의 외측 테두리의 모서리와 그 모서리와 인접한 지지부재(119)의 외측 테두리의 모서리 간의 거리이다.
또한, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리는 외측 테두리를 따라 형성되며, 모서리가 곡면으로 형성된 구조일 수 있다.
더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리가 직각인 경우, 모서리의 꼭지점으로 갈수록 모서리를 이루는 더미 패턴(1816)의 내측면 사이의 영역이 급격히 좁아지게 된다. 더미 패턴(1816)의 내측면 사이의 영역이 너무 좁아지면, 광 제어부(130)를 형성하는 물질이 상기 영역에 채워지지 않을 수 있다. 즉, 더미 패턴(1816)의 내측면 전체에 광 제어부(130)가 밀착되지 않고, 더미 패턴(1816)의 내측면과 광 제어부(130)가 이격되는 영역이 형성될 수 있다. 광 제어부(130)를 형성하는 물질의 점도에 따라 더미 패턴(1816)의 내측면과 광 제어부(130)가 이격되는 영역은 더 넓어질 수 있다.
또한, 광 제어부(130)는 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리를 이루는 내측면 사이의 영역을 채우도록 형성되므로, 광 제어부(130) 역시 하단 모서리가 더미 패턴(1816)의 내측 테두리와 대응하는 구조로 형성된다. 즉, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리가 직각인 경우, 광 제어부(130)의 하단 테두리의 모서리 역시 직각이 된다. 광 제어부(130)의 하단 모서리가 직각 구조인 경우, 광 제어부(130)의 하단은 모서리의 꼭지점으로 갈수록 단면이 크게 변하게 된다. 이때, 광 제어부(130)의 하단 모서리에는 단면이 크게 감소함에 따라 응력이 집중되어 크랙이 발생할 수 있다.
또한, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리가 직각 구조인 경우, 광 제어부(130)를 형성하는 물질의 표면 장력에 의해서 더미 패턴(1816)의 내측면의 모서리와 광 제어부(130)의 하단 테두리가 이격될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(1816)의 내측면의 모서리가 직각인 경우, 광 제어부(130)와 더미 패턴(1816) 간의 접촉 면적 감소로 인한 접착력이 감소할 수 있다.
또한, 광 제어부(130)가 더미 패턴(1816)으로부터 박리되면, 제1 광학부(220)의 광이 박리된 부분을 통해서 외부로 노출될 수 있다. 따라서, 광 제어부(130)는 제1 광학부(220)에서 생성된 광이 정해진 방향으로 방출되도록 가이드 하는 역할을 충분하게 수행할 수 없다.
본 실시 예의 더미 패턴(1816)은 내측 테두리의 모서리를 직각이 아닌 곡률을 갖는 곡면으로 형성되어, 광 제어부(130)를 형성하는 물질이 점도와 상관없이 더미 패턴(1816)의 내측면과 인접한 영역을 채울 수 있다. 또한, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리의 곡면 구조는 광 제어부(130)를 형성하는 물질의 표면 장력을 고려하여 형성될 수 있다. 즉, 광 제어부(130)는 더미 패턴(1816)의 내측면과의 이격 공간 없이, 더미 패턴(1816)의 내측면 전체와 밀착하도록 형성될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(1816)과 광 제어부(130) 간의 접촉 면적 감소로 인한 접착력 감소를 방지할 수 있으며, 그에 따라 발광 패키지(18)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리의 곡면 구조는 광 제어부(130)를 형성하는 물질의 무게 중심을 고려하여 형성될 수 있다. 광 제어부(130)의 무게 중심은 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리로 집중될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 모서리를 직각이 아닌 곡률을 갖는 곡면으로 형성하여 광 제어부(130)의 무게 중심을 분산 시킬 수 있다. 따라서, 광 제어부(130)가 더미 패턴(1816)의 외측으로 오버플로우 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 광 제어부(130)와 기판(1810)으로 박리되어 박리된 부분으로 제1 광학부(220)의 광이 새어나가는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따르면, 광 제어부(130)는 더미 패턴(1816)의 내측 테두리의 구조에 의해서 하단 모서리도 곡면 구조를 갖도록 형성될 수 있다. 광 제어부(130)의 하단 모서리는 곡면 구조이므로 직각 구조일 때보다 단면 변화가 감소하게 된다. 따라서, 광 제어부(130)는 하단 모서리가 직각일 때보다 상대적으로 응력을 분산시켜, 응력 집중으로 인한 크랙 발생을 방지할 수 있다.
본 실시 예에서 더미 패턴(1816)은 제13 실시 예에 따른 발광 패키지(도 22의 13)의 더미 패턴(1316)과 동일한 역할을 할 수 있다. 즉, 본 실시 예의 더미 패턴(1816)은 광 제어부(130) 기판(1810) 상에 형성될 때, 광 제어부(130)가 형성되는 영역을 제어할 수 있다. 광 제어부(130)는 더미 패턴(1816)에 의해서 더미 패턴(1816)의 외측 테두리의 내측 영역에 형성될 수 있다. 또한, 광 제어부(130)의 하단 테두리는 더미 패턴(1816)의 내측 테두리 또는 외측 테두리와 대응하는 형태를 가질 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 광 제어부(130)와 제2 광학부(1840) 사이에 버퍼부(1860)가 형성될 수 있다.
버퍼부(1860)는 열 또는 외부 충격에 의해서 제2 광학부(1840)가 발광 패키지(18)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 버퍼부(1860)는 광 제어부(130)와 제2 광학부(1840)의 열팽창 계수의 차이로 인해서 제2 광학부(1840)가 광 제어부(130)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 버퍼부(1860)는 광 제어부(130)와 제2 광학부(1840) 간의 접착력을 향상시켜 외부 충격에 의해서 제2 광학부(1840)가 광 제어부(130)로부터 분리되는 것을 방지할 수 있다.
버퍼부(1860)를 형성하는 물질은 광 제어부(130) 또는 제2 광학부(1840)를 형성하는 물질들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또는 버퍼부(1860)는 광 제어부(130) 및 제2 광학부(1840)를 형성하는 물질 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다. 또는 버퍼부(1860), 광 제어부(130) 및 제2 광학부(1840)는 적어도 하나의 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 버퍼부(1860), 광 제어부(130) 및 제2 광학부(1840)는 실리콘(Silicone)을 포함할 수 있다.
본 실시 예에 따르면, 버퍼부(1860)의 두께는 약 30㎛ 이하일 수 있다. 더 나아가, 버퍼부(1860)의 두께는 약 10㎛ 이하일 수 있다. 더 나아가, 버퍼부(1860)의 두께는 제1 광 생성부(121)의 두께의 2배 이하일 수 있다.
제2 광학부(1840)는 기판(1810)의 상부에 형성되어, 제1 광학부(220), 광 제어부(130), 버퍼부(1860) 및 이격부(250)를 덮도록 형성될 수 있다. 이때, 제2 광학부(1840)의 하단 테두리는 더미 패턴(1816)의 외측 테두리를 따라 형성될 수 있다. 따라서, 더미 패턴(1816)의 외측 테두리의 경사면(18161) 상에서는 제2 광학부(1840) 역시 하단 테두리가 경사면(18411)을 갖도록 형성될 수 있다. 즉, 본 실시 예의 제2 광학부(1840)는 하단 테두리가 다각형 구조이면, 하단 테두리 중에서 지지부재(119)의 모서리들 중 적어도 하나의 모서리와 마주하는 부분에 경사면(18411)을 갖는 구조일 수 있다. 제2 광학부(1840)는 광 방출부(143) 및 광 방출부(143)의 하부에 위치한 고정부(18411)를 포함할 수 있다. 제2 광학부(1840)의 하단 테두리는 고정부(18411)의 하단의 외측 테두리이다.
도 29를 참고하면, 본 실시 예의 제2 광학부(1840)는 지지부재(119)의 한 모서리와 마주하는 부분이 경사면(18411)으로 이루어진 구조이다. 따라서, 제2 광학부(1840)는 평면 상에서 지지부재(119)의 두 대각선 상에 위치한 하단 테두리들 간의 너비가 서로 다르다. W11 > W12 일 수 있다. 여기서, W11은 제2 광학부(1840)의 하단 테두리들 간의 너비 중에서 가장 긴 너비이다. 즉, W11은 제2 광학부(1840)의 하단 테두리 중에서 서로 마주하는 모서리들 사이의 너비이다. 또한, W12는 제2 광학부(1840)의 하단 테두리 중에서 W11의 수직선상에 위치한 모서리와 경사면(18411) 간의 거리이다.
더 나아가 제2 광학부(1840)는 평면 상에서 지지부재(119)의 두 대각선들 및 지지부재(119)의 중심축선 상에 각각 위치한 하단 테두리의 너비가 모두 서로 상이할 수 있다. 더 나아가 지지부재(119)의 중심축선 상에 위치한 제2 광학부(1840)의 하단 테두리의 너비가 다른 두 대각선들 보다 작을 수 있다. 즉, W11 > W12> W13 일 수 있다. 여기서, W13은 지지부재(119)의 중심축선 상에 위치한 하단 테두리의 너비들 중에서 가장 큰 너비일 수 있다.
제2 광학부(1840)는 외부의 열이나 제1 광학부(220) 및 기판(1810)에서 발생하는 열에 의해서 스트레스를 받을 수 있다. 이때, 제2 광학부(1840)는 중심부에서 외측 방향으로 열 스트레스가 퍼질 수 있다. 즉, 제2 광학부(1840)의 하단 테두리의 각각의 대각선 마다 중심에서 대각선 또는 중심축선을 따라 외측으로 갈수록 스트레스가 퍼질 수 있다. 제2 광학부(1840)의 하단 테두리의 대각선들이 동일한 길이를 갖는다면, 가장 큰 스트레스를 받는 대각선들의 중심과 중심축선의 중심이 일치하게 된다. 이 경우, 제2 광학부(1840)의 중심에 스트레스가 집중되며, 스트레스가 집중된 영역에서 제2 광학부(1840)에 크랙이 발생하거나 제2 광학부(1840)가 제1 광학부(220)로부터 박리될 수 있다.
본 실시 예에서 제2 광학부(1840)는 하단 테두리의 대각선의 길이인 W11과 W12가 서로 상이하므로, 각 대각선마다 스트레스가 집중되는 중심들이 서로 일치하지 않는다. 따라서, 본 실시 예는 제2 광학부(1840)에서 스트레스가 집중되는 영역을 분산시켜, 크랙 및 박리를 방지할 수 있다.
또한, 본 실시 예에 따르면, 제2 광학부(1840)는 광이 투과하는 재질로 형성될 수 있다. 또한, 제2 광학부(1840)는 광이 투과하는 수지 및 수지에 분산된 불소를 포함할 수 있다. 수지에 분산된 불소는 제1 광학부(220)가 자외선을 방출할 때, 특히, 자외선이 370㎚ 이하에서 피크 파장을 갖는 경우, 자외선에 의해서 제2 광학부(1840)가 변색 및 변질되는 것을 방지할 수 있다.
본 발명의 실시 예들을 통해서 발광 패키지들이 광 제어부(130)를 포함하는 것으로 설명하였다. 그러나 발광 패키지들을 이루는 구성에 광 제어부(130)가 반드시 포함되어야 하는 것은 아니다.
또한, 발광 패키지가 측면 방향으로 광을 방출하는 경우, 제2 광학부(140, 1840)가 광 생성부(125)의 측면에 배치될 수 있다. 이때, 광 생성부(125)의 측면을 감싸는 광 제어부(130)는 생략될 수 있다.
또는 광 제어부(130)는 광 생성부(125)의 하부 방향에 형성될 수도 있다. 즉, 광 제어부(130)는 광 생성부(125)와 기판(110, 1210, 1310, 1610, 1810) 사이에 형성될 수 있다.
또는 광 제어부(130)는 기판(1310, 1610, 1810)의 상부 배선(111, 1611, 1811)과 더미 패턴(1316, 1816) 사이의 공간인 홈을 채우도록 형성될 수 있다. 이때, 광 제어부(130)는 더미 패턴(1316, 1816)의 내측면을 커버하거나, 더 나아가 더미 패턴(1316, 1816)의 상면까지 연장되어 더미 패턴(1316, 1816)의 상면의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수도 있다.
도 1 내지 도 31을 통해서 다양한 실시 예에 따른 발광 패키지에 대해서 설명하였다. 그러나 본 발명의 발광 패키지의 구조가 각 실시 예에 관한 도면에 도시된 구조로 한정되는 것은 아니다. 각각의 실시 예에서 설명한 조명 발광 패키지의 특징들은 다른 실시 예의 발광 패키지에 적용될 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.
1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18: 발광 패키지
110, 1210, 1310, 1610, 1810: 기판
111, 1611, 1811: 상부 배선
112, 1812: 하부 배선
113, 1813: 비아
115, 1615, 1815: 배선부
117, 1217: 방열 패드
119: 지지부재
120, 220, 720: 제1 광학부
121: 제1 광 생성부
122: 제2 광 생성부
125: 광 생성부
127, 227, 727: 광 특성 전환부
128: 접속부
130, 330, 430, 530, 630: 광 제어부
140, 1840: 제2 광학부
141, 1841: 고정부
143: 광 방출부
250, 350, 580: 이격부
1316, 1816: 더미 패턴
1860: 버퍼부
1818: 제1 배선층
1819: 제2 배선층
18161: 더미 패턴의 외측 테두리의 경사면
18411: 제2 광학부의 하단 테두리의 경사면

Claims (20)

  1. 배선이 형성된 기판;
    상기 기판에 배치되어 상기 배선과 전기적으로 연결되며, 광을 생성 및 방출하는 제1 광학부;
    상기 제1 광학부의 측면을 덮도록 형성되며, 상기 제1 광학부의 측면에서 방출된 광을 반사하는 광 제어부; 및
    상기 제1 광학부 및 상기 광 제어부를 덮으며, 상기 기판에 고정되는 제2 광학부;를 포함하고,
    상기 제2 광학부는 상기 기판에 고정되는 고정부 및 상기 고정부의 상부에 위치하며, 광 방출부를 포함하며,
    상기 제1 광학부에서 방출된 광은 상기 제2 광학부를 통과하여 상기 제2 광학부의 외부로 방출되고,
    상기 광 제어부는 하단 테두리의 적어도 일부가 상기 제2 광학부의 상기 광 방출부의 하부 내측에 위치하도록 형성되는 발광 패키지.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 광학부는,
    광을 생성하고 적어도 측면 및 상면에서 제1 광을 방출하는 광 생성부;
    상기 광 생성부의 상부에 형성되며, 상기 제1 광 및 제2 광을 측면 및 상면에서 방출하는 광 특성 변환부; 및
    상기 광 생성부의 하부에 형성되며, 상기 기판의 배선과 접속하는 접속부;를 포함하고,
    상기 광 특성 변환부는 상기 제1 광 중 일부 광의 광 특성을 상기 제2 광의 광 특성으로 변환시키는 발광 패키지.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 특성 변환부는 상기 제1 광의 파장대를 상기 제2 광의 파장대로 변환하는 발광 패키지.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 생성부는 n형 도펀트가 도핑된 제1 반도체층, p형 도펀트가 도핑된 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 형성된 활성층을 포함하는 발광 패키지.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 광 생성부는 상기 제1 반도체층 또는 상기 제2 반도체층이 성장되며, 상기 광 특성 변환부 하부에 배치된 성장 기판을 더 포함하는 발광 패키지.
  6. 청구항 1에있어서,
    상기 광 제어부의 하단 테두리는 서로 다른 곡률을 갖는 제1 테두리와 제2 테두리가 시계 방향 또는 반시계 방향으로 교대로 배치된 구조인 발광 패키지.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 제어부의 하단 테두리의 모서리는 곡선 형상인 발광 패키지.
  8. 청구항 2에 있어서,
    상기 광 특성 변환부의 하부에 형성되는 이격부를 더 포함하며,
    상기 이격부는 상기 광 생성부와 상기 광 제어부 사이에서 상기 광 생성부의 측면을 따라 형성되고, 상기 광 생성부의 측면의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 발광 패키지.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 광 생성부의 측면에서 방출된 상기 제1 광은 상기 이격부를 통과하여 상기 광 제어부의 내측면에서 반사되며, 상기 광 제어부의 내측면에서 반사된 제1 광은 상기 이격부의 상부에 위치한 상기 광 특성 변환부에 입사되는 발광 패키지.
  10. 청구항 8에 있어서,
    상기 이격부는 상기 광 생성부의 측면 전체를 덮도록 형성되는 발광 패키지.
  11. 청구항 8에 있어서,
    상기 이격부는 하단이 상기 광 생성부의 상단과 하단의 중간 지점 또는 그 중간 지점의 하부에 위치하도록 형성되는 발광 패키지.
  12. 청구항 8에 있어서,
    상기 이격부는 상기 광 생성부의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 광 생성부의 측면에서의 두께가 점점 감소하도록 형성되는 발광 패키지.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 이격부는 상기 광 생성부의 상단에서 하단으로 갈수록 상기 광 생성부의 측면에서의 두께가 점점 증가하도록 형성되는 발광 패키지.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 방출부는 상기 광 방출부의 높이가 상기 광 방출부의 하단 직경보다 큰 구조인 발광 패키지.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 고정부의 적어도 일부는 상기 기판의 상면과 접촉하는 발광 패키지.
  16. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 광학부는 서로 이격되도록 배치된 복수의 광 생성부를 포함하며,
    상기 광 특성 변환부는 상기 복수의 광 생성부를 덮도록 형성되는 발광 패키지.
  17. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 광학부는 복수로 구비되며,
    상기 복수의 제1 광학부는 서로 이격되도록 배치되고,
    상기 복수의 제1 광학부 사이에는 상기 광 제어부가 형성되는 발광 패키지.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 광 제어부는 실리콘 수지 및 상기 실리콘 수지에 분산된 산화 티탄(TiO2)를 포함하는 발광 패키지.
  19. 청구항 8에 있어서,
    상기 이격부는 광이 투과하는 실리콘 수지로 형성된 발광 패키지.
  20. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1 광학부가 배치된 상기 기판의 일면의 반대면에 형성된 방열 패드를 더 포함하며,
    상기 방열 패드는 상기 제1 광학부 및 상기 기판의 일면에 형성된 상기 배선의 하부에 위치하고,
    상기 방열 패드의 양단, 상기 접속부의 양단 및 상기 기판의 일면에 형성된 상기 배선의 양단은 수직선상을 기준으로 서로 다른 위치에 배치되는 발광 패키지.
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