JP5999929B2 - 発光素子パッケージ及びこれを利用した照明システム - Google Patents

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Description

本発明の実施例は、発光素子パッケージ及びこれを利用した照明システムに関する。
発光ダイオード(ＬＥＤ)は、電気エネルギーを光に変換する半導体素子の一種である。発光ダイオードは、蛍光灯、白熱灯など既存の光源に比べて低消費電力、半永久的な寿命、速い応答速度、安全性、環境親和性の長所を有する。これに既存の光源を発光ダイオードに取り替えるための多い研究が進行されているし、発光ダイオードは室内外で使われる各種ランプ、液晶表示装置、電光板、街灯などの照明装置の光源として使用が増加されている成り行きである。
発光ダイオードは、順方向電圧印加時にｎ層電子とｐ層の正孔が結合して、伝導帯(Conductionband)と価電子帯(Valance band)のエネルギーギャップに該当する程度の光エネルギーを生成することができる。
発光ダイオードの材質の一種である窒化物半導体は、高い熱的安全性と幅広いバンドギャップエネルギーによって光素子及び高出力電子素子開発分野で大きい関心を受けている。特に、窒化物半導体を利用した青色(Blue)ＬＥＤ、緑(Green)ＬＥＤ、紫外線(ＵＶ)ＬＥＤなどは常用化されて広く使われている。
技術的課題
本発明の実施例は、新しい構造を有する発光素子パッケージ及びこれを利用したライトユニットを提供する。
技術的解決手段
本発明の一実施例は、お互いに異なる青色系列の主ピーク波長を有する発光素子パッケージ及びこれを利用したライトユニットを提供する。
本発明の一実施例は、青色蛍光体と青色発光素子を利用して白色カラーを調節することができる発光素子パッケージ及びこれを利用したライトユニットを提供する。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、キャビティを有する胴体と、前記胴体に配置された第１リード電極及び第２リード電極と、前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、４１０-４６０nm範囲の第１ピーク波長を発光する発光素子と、前記発光素子上の、第１蛍光体を有する第１樹脂層とを備え、前記第１樹脂層の第１蛍光体は、前記第１主ピーク波長の一部光を励起させて４６１-４８０nm範囲の第２主ピーク波長の光を発光して、前記第１主ピーク波長と前記第２主ピーク波長は波長の差を持って等しいカラー帯域の光を含む。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、キャビティを有する胴体と、前記胴体に配置された第１リード電極及び第２リード電極と、前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、４１０-４４０nm範囲の第１主ピーク波長を発光する発光素子と、前記発光素子上の、第１蛍光体を含む第１樹脂層と、前記第１樹脂層の上の第２樹脂層とを備え、前記第１樹脂層の第１蛍光体の含量と異なる含量の第２蛍光体を含む第２樹脂層を含んで、前記第１樹脂層の第１蛍光体は、前記第１ピーク波長の一部光を励起させて４６５-４７９nm帯域の第２主ピーク波長の光を発光して、前記第１主ピーク波長と前記第２主ピーク波長は、等しいカラー帯域の光を含む。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、キャビティを有する胴体と、前記キャビティに配置された第１リード電極及び第２リード電極と、前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、第１青色波長を発光する発光素子と、前記発光素子上に配置されて、前記第１青色波長より長波長の第２青色波長を発光する第１蛍光体を含む第１樹脂層とを備え、前記第１樹脂層の第１蛍光体は、４６１nm-４７９nm範囲の第２青色波長を発光する。
本発明の一実施例による照明システムは、前記の発光素子パッケージのうちの少なくとも１つを備える。
有利な効果
本発明の一実施例は、発光素子パッケージによって発光された光を利用して感性照明効果を改善させてくれることができる。
本発明の一実施例は、発光素子パッケージの光効率を改善させてくれることができる。
本発明の一実施例は、色偏差が少ない発光素子パッケージ及びこれを利用したライトユニットを提供することができる。
図１は第１実施例による発光素子パッケージの側断面図である。 図２は図１の発光素子から放出された光の光経路を示す図面である。 図３は第２実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図４は第３実施例による発光素子パッケージを示す図面である。 図５は第４実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図６は第５実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図７は第６実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図８は第７実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図９は第８実施例による発光素子パッケージを示した図面である。 図１０は図９の発光素子の側断面を示した図面である。 図１１は図１の第１発光素子と第２蛍光体の主ピーク波長を示した図面である。 図１２は図１の発光素子の一例を示した図面である。 図１３は図１の発光素子パッケージを有する表示装置の一例を示した斜視図である。 図１４は図１の発光素子パッケージを有する表示装置の他の例を示した斜視図である。 図１５は図１の発光素子パッケージを有する照明ユニットを示した図面である。
発明を実施するための最良の様態
本発明の実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物らが基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンらの“上(on)”にまたは“下(under)”に形成されることで記載する場合において、“上(on)”と“下(under)”は“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”形成されるものをすべて含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準で説明する。
図面で各層の厚さや大きさは、説明の便宜及び明確性のために誇張されるか、または省略されるか、または概略的に図示された。また、各構成要素の大きさは実際大きさを全面的に反映するものではない。
以下、添付された図面を参照して本発明の実施例による発光素子に対して説明する。
図１は、本発明の一実施例による発光素子パッケージ１００の側断面図である。
図１を参照すれば、本発明の一実施例による発光素子パッケージ１００は、胴体１０、キャビティ１５、前記胴体１０に配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光素子２０、前記発光素子２０と前記第２リード電極３２を連結するワイヤ２１、前記発光素子２０を密封するように形成された第１樹脂層４０、前記第１樹脂層４０上に形成された第２樹脂層５０、第２樹脂層５０及び前記キャビティ１５を満たす第３樹脂層６０を備えることができる。
前記胴体１０は、ポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のような樹脂材質、シリコン(Si)、アルミニウム(Al)、アルミニウムナイトライド(ＡｌＮ)、ＡｌＯｘ、液晶ポリマー(ＰＳＧ：photo sensitive glass)、ポリアミド９T(ＰＡ９Ｔ)、シンジオタクチックポリスチレン(ＳＰＳ)、金属材質、サファイア(Ａｌ２Ｏ３)、酸化ベリリウム(ＢｅＯ)、印刷回路基板(ＰＣＢ：Printed Circuit Board)のうちで少なくとも一つで形成されることができる。前記胴体１０は、射出成形、エッチング工程などによって形成されることができるが、これに対して限定しない。
前記胴体１０が電気伝導性を有する材質で形成された場合、前記胴体１０の表面には絶縁膜(図示せず)が形成されて、前記胴体１０と前記第１、２リード電極３１、３２などとの電気的ショートを防止することができる。
また、前記胴体１０がシリコン(Si)に形成された場合、前記胴体１０には導電型ドーパントを注入する方式でツェナー(zener)ダイオードなどの保護素子を集積回路形態で形成することができる。
前記胴体１０には、上部が開放されるように前記キャビティ１５が形成されることができる。前記キャビティ１５は、例えば、前記胴体１０の射出成形過程で形成されるか、またはエッチング工程によって別に形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記キャビティ１５は、コップ形状、または凹な容器形状で形成されることができるし、前記キャビティ１５の側面は底面に対して垂直な面や傾いた面になることができる。また、前記キャビティ１５を上面から眺めた形状は、円形、四角形、多角形、卵円形などの形状であることがある。前記キャビティ１５は、少なくとも一つのリード電極３１、３２によってコップ構造で形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記第１リード電極３１及び前記第２リード電極３２は、お互いに電気的に分離するように前記胴体１０に設置されることができる。前記第１、２リード電極３１、３２は前記発光素子２０と電気的に連結されて前記発光素子２０に電源を提供することができる。
前記第１リード電極３１及び前記第２リード電極３２の一端は、前記胴体１０内に配置されて、他端は前記胴体１０に沿って前記胴体１０の外側または下面に露出することができる。または、前記第１、２リード電極３１、３２は、前記胴体１０の上面及び下面を貫通して前記発光素子パッケージ１００の底面をなすこともでき、前記第１、２リード電極３１、３２の構造に対して限定しない。
前記第１、２リード電極３１、３２は、メッキ方法、蒸着方法またはフォトリソグラフィ方法などを利用して選択的に形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記第１、２リード電極３１、３２は、電気伝導性を有する金属材質、例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、白金(Pt)、スズ(Sn)、銀(Ag)、燐(P)、アルミニウム(Al)、インジウム(In)、パラジウム(Pd)、コバルト(Co)、珪素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、ハフニウム(Hf)、ルテニウム(Ru)、または、鉄(Fe)のうちで少なくとも一つの物質を含むことができる。また、前記第１、２リード電極３１、３２は、単層または多層構造を有するように形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記発光素子２０は、青色発光素子に形成されることができるし、前記第１、２リード電極３１、３２上に直接接合されて形成されることができる。前記発光素子２０が例えば、青色ＬＥＤチップの場合、４１０nm乃至４６０nm範囲の第１主ピーク波長の値を有することができるし、例えば、４２０-４５０nm範囲の第１主ピーク波長を発光するようになる。前記発光素子２０は白色カラーを具現するために青色波長と黄色蛍光体から発光された波長を利用して白色カラーバランス(balance)を合わせるようになる。しかし、前記長波長の青色波長は短波長の青色波長に比べてエネルギーが低いから発光効率の向上には限界がある。実施例は、 紫外線(ＵＶ：Ultra Violet)範囲の波長に近い青色波長であればあるほど、例えば、４５０nm以下例えば、４２０nm±５nmの波長にますます蛍光体がエネルギーをたくさん受けて発光効率がさらに改善することができる。
前記発光素子２０は、III-V族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰ系列の半導体材質で形成されて、半導体材質固有の色を有する光を放出することができる。
前記発光素子２０は、チップボンディング方式、フリップチップ方式などによって前記第１、２リード電極３１、３２に電気的に連結されることができるし、これに対して限定しない。
前記第１樹脂層４０は、前記発光素子２０を覆うように形成されて、透光性を有するシリコンまたは樹脂材質で形成されることができるし、第１樹脂物４０２内に第１蛍光体４０１を含んで形成されることができる。
前記第１樹脂層４０は、前記キャビティ１５内に前記シリコンまたは樹脂材質を充填した後、これを硬化する方式で形成されることができるが、これに対して限定しない。
前記第１蛍光体４０１は、励起波長範囲が前記発光素子２０の発光波長と等しいカラーの値を有するように形成されることができる。例えば、前記発光素子２０が青色ＬＥＤチップの場合、前記第１蛍光体４０１は、４１０乃至４６０nm帯の第１主ピーク波長の一部光を励起させて４６１nm-４８０nmの第２主ピーク波長の値、例えば、４７０nm±５nmの波長範囲を発光することができる。前記第１主ピーク波長と前記第２主ピーク波長の差は５-６９nm程度の差を含んで、望ましく４５-５５nm波長差を有することができる。
前記第１蛍光体４０１は、例えば、前記第１蛍光体４０１は青色蛍光体であり、前記青色蛍光体はSr２MgSi２O７:Eu２+の物質、BaMgAl１０O１７:Eu(Mn)、Sr５Ba３MgSi２O８:Eu２+、Sr２P２O７:Eu２+、SrSiAl２O３N２:Eu２+、(Ba１-xSrx)SiO４:Eu２+、(Sr、Ca、Ba、Mg)１０(PO４)６Cl２:Eu２+、CaMgSi２O６:Eu２+のうち少なくとも一つを含むことができるし、１乃至１０μmの直径を有するように形成されることができる。前記第１蛍光体４０１の発光波長が前記発光素子２０の発光波長範囲とマッチングされる値を有するように形成された場合、前記発光素子２０で生成された光と前記第１蛍光体４０１から発光された光によって青色成分が他の波長の値を有する光に比べて相対的にさらにたくさん発光されるようにすることで、色座標の値を維持しながら白色光効率を高めることができる。また、４７０nm±１０nm範囲の波長の成分を発光することで、感性照明効果を極大化することができるし、カラーホワイトバランスの自由度が増大されて色座標制御が容易であることができる。
図１１のように、発光素子２０は、４２０nm±５nmの主ピーク波長Ｐ１を有する青色系列の第１主ピーク波長Ｗ１を発光して、前記第１主ピーク波長Ｗ１を吸収した第１蛍光体４０１は４７０nm±５nmの主ピーク波長Ｐ２を青色系列の第２主ピーク波長Ｗ２を発光するようになる。前記第２主ピーク波長Ｗ１の光度(Intensity)は、前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度よりさらに低いことがあって、前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度に比べて７０-９５％程度の光度を有することができる。
前記発光素子２０は、第１青色波長の光を発光して、前記第１蛍光体４０１は前記第１青色波長より長波長の第２青色波長の光を発光するようになる。前記第２青色波長は４６１nm-４７０nm範囲の主ピーク波長を発光するようになる。
前記第１樹脂物４０２では透光性樹脂系列を含むことができるし、光屈折率と熱特性を考慮してシリコン樹脂またはエポキシ樹脂を含むことができる。前記シリコン樹脂は熱変現象が少なくて、前記発光素子２０の高い温度による物性変化が少ない。
前記第２樹脂層５０は、前記第１樹脂層４０の少なくとも一部を覆う形状で形成されることができる。前記第２樹脂層５０は第２蛍光体５０１が第２樹脂物５０２内に含まれて形成されることができる。前記第２樹脂物５０２は前記第１樹脂物４０２と同じくシリコン樹脂またはエポキシ樹脂のような透光性樹脂を含むことができるし、前記第１樹脂層４０上に樹脂材質を充填した後、これを硬化する方式で形成されることができる。前記第１樹脂層４０の形状は曲面を有する凸型レンズ形状や平たい形状であることができるし、前記第２樹脂層５０の形状は曲面を有する凸型レンズ形状や平たい形状であることができる。前記第１及び第２樹脂層４０、５０の曲面または平たい形状は光が出射される面の形状であることができる。
前記第２蛍光体５０１は、前記発光素子２０から放出される第１主ピーク波長の光と前記第１蛍光体４０１から放出された第２主ピーク波長の光のうちで少なくとも一つを吸収及び励起して第２光を生成することができる。例えば、前記第２蛍光体５０１で赤色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体のうちで少なくとも一つを含むことができるし、例えば赤色、緑色、黄色蛍光体をすべて含むことができる。前記発光素子２０で生成された光が前記第２蛍光体５０１に入射されて、他の波長の光で発光することができる。前記第２蛍光体５０１は、青色波長に比べて長波長の光を発光する蛍光体として、YAG、TAG、Silicate、Nitride、Oxynitride系材質のうちで少なくとも一つを含むことができる。
前記赤色蛍光体は、Ｌａ２Ｏ２Ｓ:Ｅｕ３+、Ｙ２Ｏ２Ｓ:Ｅｕ３+、Ｙ２Ｏ３:Ｅｕ３+(Ｂｉ３+)、ＣａＳ:Ｅｕ２+、(Ｚｎ、Ｃｄ)Ｓ:Ａｇ+(Ｃｌ-)、Ｋ５(ＷＯ４)６．２５:Ｅｕ３+ ２．５、ＬｉＬａ２Ｏ２ＢＯ３:Ｅｕ３+のうちで少なくとも一つを含むことができる。緑色蛍光体は、ＺｎＳ:Ｃｕ+(Ａｌ３+)、ＳｒＧａ２Ｓ４:Ｅｕ２+、ＣａＭｇＳｉ２Ｏ７:Ｅｕ２+、Ｃａ８Ｍｇ(ＳｉＯ４)Ｃｌ２:Ｅｕ２+(Ｍｎ２+)、(Ｂａ、Ｓｒ)２ＳｉＯ４:Ｅｕ２+のうちで少なくとも一つを含むことができる。前記黄色蛍光体は、Ｙ３Ａｌ５Ｏ１２:Ｃｅ３+、Ｓｒ２ＳｉＯ４:Ｅｕ２+のうちで少なくとも一つを含むことができる。前記赤色蛍光体によって放出された主ピーク波長は、６００-６３０nm範囲内であり、前記緑色蛍光体によって放出された主ピーク波長は、５２５-５３５nm範囲内であり、 黄色蛍光体によって放出された主ピーク波長は、５１０-５２５nm範囲内にある。前記発光素子２０と前記第１蛍光体４０１によって青色系列の波長が増加することで、第２蛍光体５０１である黄色、緑、赤色蛍光体による発光効率も増加するようになる。これによって４７０±１０nmの感性照明効果を極大化することができるだけでなく、白色バランスの自由度も増加して、色座標制御を効率的にできる。
前記第３樹脂層６０は、第２樹脂層５０及びキャビティ１５を全体的に覆うように形成されることができる。前記第３樹脂層６０は本実施例でエポキシまたはシリコン樹脂をモールディングして形成されることができる。前記第２樹脂層５０は第１樹脂層４０と第３樹脂層６０との間に配置される。そして、前記第３樹脂層６０は上端の発光面が凸なレンズ型の曲面でなされるか、または平たい形状で形成されることができるし、第１樹脂層４０及び第２樹脂層５０を経りながら得られた光を外部に放出することができる。前記第３樹脂層６０内に第１蛍光体がさらに含まれることができるし、前記第１蛍光体から分離された透光性樹脂層で形成されることができる。
前記第１乃至第３樹脂層４０、５０、６０のうちで少なくとも一つの表面は、凹凸面で形成されることができるし、前記凹凸面は光を屈折させて、光指向角を改善させてくれることができる。
前記第１樹脂層４０内の第１蛍光体４０１の含量は、前記第２樹脂層５０内の第２蛍光体の含量と異なるように、例えば、さらに多い含量を有する。
前記第１乃至第３樹脂層４０、５０、６０は、透光性樹脂層であり、前記第３樹脂層６０は前記第２樹脂層５０の屈折率より低い屈折率を有する材質で形成されて、前記第２樹脂層５０は前記第１樹脂層４０の屈折率より低い屈折率を有する材質で形成されることができる。前記第１乃至第３樹脂層４０、５０、６０の屈折率は２以下、例えば、１．６以下の材質で形成されることができる。ここで、前記第１樹脂層４０と前記第２樹脂層５０の屈折率は等しいことがあって、これは等しい樹脂材質で形成されることができる。 前記第１蛍光体は、前記胴体１０内に添加されることができる。前記胴体１０は反射率が７０％以上であり、透過率が１０％未満であり、前記第１蛍光体は、前記胴体１０を透過した光のうちで波長を変化させて４６１nm-４８０nmの主ピーク波長を発光することができる。
図２を参考すれば、前記第１蛍光体４０１に入射した光の角度が変化されて反射することができるし、光を散乱させて発光することができる。
前記第１蛍光体４０１の直径が小さければ、光の拡散効果が充分でなくて、過度に増加すれば蛍光体で光が吸収される問題点が発生することができるので、前記第１蛍光体４０１は、光の吸収を最小化する大きさ、例えば、１乃至１０μmの直径を有するように形成されることができる。
前記第１蛍光体４０１は、前記発光素子２０で生成された光の相当部分を散乱させることができる。よって、前記第１樹脂層４０を通過した光は片方へ偏重されることなしに、均一に混合することができるし、これによって前記第２樹脂層５０の上側では色偏差が減少された光が得られることができる。
図３は、第２実施例による発光素子パッケージ１００Ｂを示した図面である。前記第２実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図３を参照すれば、胴体１０のキャビティ１５には第１樹脂層４０及び第２樹脂層５０が配置されて、前記第２樹脂層５０の第２樹脂物５０２内部に第１蛍光体４０１及び第２蛍光体５０１が添加される。前記第２樹脂層５０に含まれる第１蛍光体４０１は、第１樹脂層４０に含まれた第１蛍光体４０１とは別に形成されることで、前記第１樹脂層４０内の第１蛍光体４０１と第２樹脂層５０内の第１蛍光体４０１がお互いに異なる樹脂層で４６１nm-４８０nm範囲の光を発光することで、青色光を増大させてくれることができるし、感性照明効果を与えることができる。
図４は、第３実施例による発光素子パッケージ１００Ｃを示した図面である。前記第３実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図４を参照すれば、第３樹脂層６０が前記第１樹脂層４０及び第２樹脂層５０を覆うように形成されることができるし、前記第３樹脂層６０の内部に第１蛍光体４０１が含まれることができる。前記第３樹脂層６０の内部に第１蛍光体４０１が含まれるので、青色波長の光の拡散効果が上昇することができるし、色座標の調節がさらに容易になることができる。
前記第３樹脂層６０の形状が図示したところのように発光素子２０に垂直した方向の上に形成される部分の高さが高くて、周辺に行くほど高さが低くなるレンズ形態で形成される場合、前記発光素子２０上側に含まれる第１蛍光体４０１の量が多くなるので、中央に集中された多くの青色光を上部全領域にかけて効果的に散乱させることができる。
以上でよく見たところのように、前記第１蛍光体４０１は、前記発光素子２０の発光波長に対応する励起波長の値を有するように形成されるので、波長を変化させること以外に光を散乱させることができるし、特に、垂直型発光素子で光が垂直に偏重される現象を改善することができる。
図５は、第４実施例による発光素子パッケージを示した図面である。前記第４実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図５を参照すれば、発光素子パッケージは、胴体１０、キャビティ１５、前記胴体１０に配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光素子２０、前記発光素子２０と前記第２リード電極３２を連結するワイヤ２１、前記発光素子２０を密封するように形成された第１樹脂層４１、該第１樹脂層４１上に形成された第２樹脂層５１、第２樹脂層５１及び前記キャビティ１５を満たす第３樹脂層６０を備えることができる。
前記第１樹脂層４１は、上面Ｓ１がフラットな面または平たい面で形成されて、前記第２樹脂層５１は上面Ｓ２がフラットな面または平たい面で形成されることができる。前記第１樹脂層４１は前記第２樹脂層５１とキャビティ１５の底の間に配置されて、前記第２樹脂層５１は前記第１樹脂層４１と前記第３樹脂層６０との間に配置される。前記第１樹脂層４１の上面Ｓ１は前記胴体１０の上面より低いキャビティ１５内に配置されることができるし、これに対して限定しない。
前記第１樹脂層４１には、第１蛍光体４０１が形成されて、前記第２樹脂層５１には第２蛍光体５０１が形成される。
前記第２樹脂層５１の上面Ｓ２は、前記胴体１０の上面と同一平面上に配置されるか、または他の平面上に配置されることができる。
図６は、第５実施例による発光素子パッケージを示した図面である。前記第５実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図６を参照すれば、発光素子パッケージは、胴体１０、キャビティ１５、前記胴体１０に配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光素子２０、前記発光素子２０と前記第２リード電極３２を連結するワイヤ２１、前記発光素子２０を密封するように形成された第１樹脂層４２、前記第１樹脂層４２上に形成された第２樹脂層５２、第２樹脂層５２及び前記キャビティ１５を満たす第３樹脂層６０を備えることができる。
前記キャビティ１５は、第１樹脂層４２が配置された第１キャビティブ１５Ａと第２樹脂層５２が形成された第２キャビティブ１５Ｂを含む。前記第１キャビティブ１５Ａの上部幅は、前記第２キャビティブ１５Ｂの上部幅より狭く形成されることができる。これは前記キャビティ１５の内部側面らが２段以上の段差になった構造で形成されることができる。また、第１キャビティブ１５Ａの側面と前記第２キャビティブ１５Ｂとの側面らは、お互いに異なる角度で傾くように形成されることができるし、これに対して限定しない。
図７は、第６実施例による発光素子パッケージを示した図面である。前記第６実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図７を参照すれば、発光素子パッケージは、胴体１０、キャビティ１５、前記胴体１０に配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光素子２０、該発光素子２０と前記第２リード電極３２を連結するワイヤ２１、前記発光素子２０を密封するように形成された第１樹脂層４１Ａ、前記第１樹脂層４１Ａ上に形成された第２樹脂層５１Ａ、第２樹脂層５１Ａ及び前記キャビティ１５を満たす第３樹脂層６０を含むことができる。
前記第１樹脂層４１Ａには第１樹脂物４０２内に第１蛍光体４０１及び第２蛍光体５０２が添加されることができる。図１１のように、前記発光素子２０は４２０nm±５nm範囲の主ピーク波長を有する青色系列の第１主ピーク波長Ｗ１を発光して、前記第１主ピーク波長Ｗ１を吸収した第１蛍光体４０１は４７０nm±５nmの主ピーク波長Ｐ２を青色系列の第２主ピーク波長Ｗ２を発光するようになる。前記第２主ピーク波長Ｗ２の光度(Intensity)は前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度よりさらに低いことがあって、前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度に比べて７０-９５％程度の光度を有することができる。
前記第２蛍光体５０１は、前記発光素子２０から放出される第１主ピーク波長の光と前記第１蛍光体４０１から放出された第２主ピーク波長の光のうちで少なくとも一つを吸収及び励起して第２光を生成することができる。例えば、前記第２蛍光体５０１で赤色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体のうちで少なくとも一つを含むことができるし、例えば赤色、緑色、黄色蛍光体をすべて含むことができる。
前記第１樹脂層４１Ａを通じてお互いに異なる主ピーク波長を有する青色と、５１０nm以上のピーク波長を有する第２カラーを放出されることができる。
前記第２樹脂層５１Ａは、他の蛍光体らから分離されて、どのような蛍光体を持たない透光性樹脂層で定義することができる。
図８は、第７実施例による発光素子パッケージを示した図面である。前記第７実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図８を参照すれば、発光素子パッケージは胴体１０、キャビティ１５、前記胴体１０に配置された第１リード電極３１及び第２リード電極３２、前記第１リード電極３１及び第２リード電極３２と電気的に連結されて光を生成する発光素子２０、前記発光素子２０と前記第２リード電極３２を連結するワイヤ２１、前記発光素子２０を密封するように形成された第１樹脂層４１Ｂ、前記第１樹脂層４１Ｂ上に形成された第２樹脂層５１Ｂ、第２樹脂層５１Ｂ及び前記キャビティ１５を満たす第３樹脂層６０を備えることができる。
前記第１樹脂層４１Ｂにはどのような蛍光体を持たない透光性樹脂層で形成される。
前記第２樹脂層５１Ｂには、第２樹脂物５０２内に第１蛍光体４０１及び第２蛍光体５０２が添加されることができる。前記発光素子２０は、４２０nmの主ピーク波長を有する青色系列の第１主ピーク波長Ｗ１を発光して、前記第１主ピーク波長Ｗ１を吸収した第１蛍光体４０１は４７０nm±５nmの主ピーク波長Ｐ２を青色系列の第２主ピーク波長Ｗ２を発光するようになる。前記第２主ピーク波長Ｗ２の光度(Intensity)は前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度よりさらに低いことがあって、前記第１主ピーク波長Ｗ１の光度に比べて７０-９５％程度の光度を有することができる。
前記第２蛍光体５０１は、前記発光素子２０から放出される第１主ピーク波長の光と前記第１蛍光体４０１から放出された第２主ピーク波長の光のうちで少なくとも一つを吸収及び励起して第２光を生成することができる。例えば、前記第２蛍光体５０１で赤色蛍光体、緑色蛍光体、黄色蛍光体のうちで少なくとも一つを含むことができるし、例えば赤色、緑色、黄色蛍光体をすべて含むことができる。
前記第２樹脂層５１Ｂを通じてお互いに異なる主ピーク波長を有する青色と、５１０nm以上のピーク波長を有する第２カラーを放出されることができる。
図９は、第８実施例による発光素子パッケージを示した図面であり、図１０は図９の発光素子パッケージの側断面図である。前記第８実施例を説明するにおいて、前記第１実施例と等しい部分は同一符号で処理して、重複説明は略することにする。
図９及び図１０を参照すれば、発光素子パッケージは、第１キャビティ１７を有する胴体１２、第２キャビティ３４を有する第１リード電極３３、第３キャビティ３６を有する第２リード電極３５、連結フレーム３８、発光チップら２２、２３、及びワイヤら２５乃至２８を含む。
胴体１２は、ポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のような樹脂材質、シリコン(Si)、金属材質、ＰＳＧ(photo sensitive glass)、サファイア(Ａｌ２Ｏ３)、印刷回路基板(ＰＣＢ)のうちで少なくとも一つで形成されることができる。望ましくは、胴体１２は、ポリフタルアミド(ＰＰＡ:Polyphthalamide)のようなプラスチック樹脂材質とシリコン材質のうちで少なくとも一つでなされることができる。
胴体１２の上面形状は、発光素子パッケージの用途及び設計によって三角形、四角形、多角形、及び円形など多様な形状を有することができる。前記第１リード電極３３及び第２リード電極３５は、胴体１２の底に配置されて直下タイプで基板上に搭載されることができるし、前記胴体１２の側面に配置されてエッジタイプで基板上に搭載されることができるし、これに対して限定しない。
胴体１２は上部が開放されて、側面と底でなされた第１キャビティ(cavity)１７を有する。前記第１キャビティ１７は前記胴体１２の上面から凹なコップ構造またはリセス構造を含むことができるし、これに対して限定しない。第１キャビティ１７の側面は底に対して垂直するか、または傾くことができる。
第１キャビティ１７を上で眺めた形状は円形、卵円形、多角形(例えば、四角形)であることがある。第１キャビティ１７の角は曲面や、平面であることができる。
前記第１リード電極３３は前記第１キャビティ１７の第１領域に配置されて、前記第１キャビティ１７の底に一部が配置されてその中心部に前記第１キャビティ１７の底よりさらに低い深さを有するように凹な第２キャビティ３４が配置される。前記第２キャビティ３４は、前記第１リード電極３３の上面から前記胴体１２の下面方向に凹な形状、例えば、コップ(Cup)構造、またはリセス(recess)形状を含む。前記第２キャビティ３４の側面は、前記第２キャビティ３４の底から傾くか、または垂直するように折曲されることができる。前記第２キャビティ３４の側面のうちで対向される二つの側面は等しい角度で傾くか、またはお互いに異なる角度で傾くことができる。
前記第２リード電極３５は、前記第１キャビティ１７の第１領域と離隔される第２領域に配置されて、前記第１キャビティ１７の底に一部が配置されて、その中心部には前記第１キャビティ１７の底よりさらに低い深さを有するように凹な第３キャビティ３６が形成される。前記第３キャビティ３６は、前記第２リード電極１１３の上面から前記胴体１２の下面方向に凹な形状、例えば、コップ(Cup)構造またはリセス(recess)形状を含む。前記第３キャビティ３６の側面は、前記第３キャビティ３６の底から傾くか、または垂直するように折曲されることができる。前記第３キャビティ３６の側面のうちで対向される二つの側面は等しい角度で傾くか、またはお互いに異なる角度で傾くことができる。
前記第１リード電極３３の上部は、前記胴体１２のセンター領域で前記第２リード電極３５の上部とお互いに対応されるように配置されて、これに対して限定しない。
前記第１リード電極３３の下面及び前記第２リード電極３５の下面前記胴体１２の下面に露出するか、または前記胴体１２の下面と同一平面上に配置されることができる。
前記第１リード電極３３の第１リード部３３Ａは前記胴体１２の下面に配置されて、前記胴体１２の第１側面１１３に突き出されることができる。前記第２リード電極３５の第２リード部３５Ａは前記胴体１２の下面に配置されて前記胴体１２の第１側面の反対側第２側面１１４に突き出されることができる。
前記連結フレーム３８は、前記第１リード電極３３と前記第２リード電極３５との間の領域一側に配置されて、前記胴体１２の第１側面１１１に接するように配置される。前記連結フレーム３８は前記第１発光チップ２２と第２発光チップ２３をお互いに連結させてくれる。
前記第１リード電極３３、前記第２リード電極３５及び前記連結フレーム３８は金属材質、例えば、チタン(Ti)、銅(Cu)、ニッケル(Ni)、金(Au)、クロム(Cr)、タンタル(Ta)、白金(Pt)、スズ(Sn)、銀(Ag)、燐(P)のうちで少なくとも一つを含むことができるし、単一金属層または多層金属層で形成されることができる。前記第１、第２リード電極３３、３５及び連結フレーム３８の厚さは等しい厚さで形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記第２キャビティ３４及び前記第３キャビティ３６の底形状は直四角形、正四角形または曲面を有する円または楕円形状であることができる。
前記第１リード電極３３の第２キャビティ３４内には第１発光チップ２２が配置されて、前記第２リード電極３１の第３キャビティ３６内には第２発光チップ２３が配置されることができる。
前記第１発光チップ２３は、第１及び第２ワイヤ２５、２６で前記第１キャビティ１７の底に配置された第１リード電極３３と連結フレーム３８に連結されることができる。前記第２発光チップ２５は、第１及び第２ワイヤ２７、２８で前記連結フレーム３８と前記第１キャビティ１７の底に配置された第１リード電極３３に連結されることができる。
前記第１キャビティ１７内の所定領域には、保護素子が配置されることができるし、前記保護素子はサイリスター、ツェナーダイオード、またはＴＶＳ(Transient voltage suppression)で具現されることができるし、前記ツェナーダイオードは前記発光チップをＥＳＤ(electro static discharge)から保護するようになる。
前記発光素子２２、２３は、III族乃至Ｖ族元素の化合物半導体を含んで、青色波長、例えば、４１０nm-４６０nm範囲の波長を発光するようになる。第１発光素子２２は、４１０nm-４６０nmのうちで４１０nm-４４０nm範囲の主ピーク波長を発光することができるし、前記第２発光素子２３は前記第１発光素子２２の主ピーク波長と異なる主ピーク波長、例えば、４３０nm-４６０nm範囲の主ピーク波長を発光することができる。
他の例として、前記第１発光素子２２及び第２発光素子２３は、主ピーク波長が同じか、または少なくとも１nmの波長差を有する主ピーク波長で発光することができる。
前記胴体１２の第２キャビティ３４には、第１樹脂層４３が形成されて、第３キャビティ３６には第２樹脂層４４が配置されて、前記第１キャビティ１７には第３樹脂層５３が形成される。
前記第１樹脂層４３は、第１樹脂物４０４及び前記第１樹脂物４０４内に添加された第１蛍光体４０３を含む。前記第２樹脂層４４は第２樹脂物４０６及び前記第１樹脂物４０６内に添加された第２蛍光体４０５を含む。前記第３樹脂層５３は第３樹脂物５０４及び前記第３樹脂物５０４内に第３蛍光体５０３を含む。前記第１乃至第３樹脂物４０４、４０６、５０４はシリコンまたはエポキシのような透光性樹脂材質で形成されることができる。
前記第１蛍光体４０３は青色蛍光体であり、前記青色蛍光体は、例えば、Sr２MgSi２O７:Eu２+、BaMgAl１０Ｏ１７:Eu(Mn)、Sr５Ba３MgSi２O８:Eu２+、Sr２P２O７:Eu２+、SrSiAl２O３N２:Eu２+、(Ba１-xSrx)SiO４:Eu２+、(Sr、Ca、Ba、Mg)１０(PO４)６Cl２:Eu２+、CaMgSi２O６:Eu２+のうちで少なくとも一つを含むことができる。
前記第２蛍光体４０５は青色蛍光体であり、前記青色蛍光体は、例えば、Sr２MgSi２O７:Eu２+、BaMgAl１０O１７:Eu(Mn)、Sr５Ba３MgSi２O８:Eu２+、Sr２P２O７:Eu２+、SrSiAl２O３N２:Eu２+、(Ba１-xSrx)SiO４:Eu２+、(Sr、Ca、Ba、Mg)１０(PO４)６Cl２:Eu２+、CaMgSi２O６:Eu２+のうちで少なくとも一つを含むことができる。
前記第１蛍光体４０３は、前記第１発光素子２２から放出された４１０nm-４４０nm範囲の光を励起して青色波長範囲、例えば、４６５nm-４７５nm範囲の主ピーク波長で発光することができる。前記第２蛍光体４０５は前記第２発光素子２３から放出された４３０nm-４６０nm範囲の光を励起して青色波長範囲、例えば、４６９nm-４７９nm範囲で発光することができる。前記第２蛍光体４０５の主ピーク波長は前記第１蛍光体４０３より長波長の光を発光することができる。
他の例として、前記第１及び第２発光素子２２、２３は４１０-４４０nm範囲で発光するか、または４３０nm-４６０nm範囲で発光することができる。この場合、前記第１蛍光体４０３は前記第１発光素子２２から放出された光を励起して青色波長範囲、例えば、４６５nm-４７５nm範囲の主ピーク波長で発光することができる。前記第２蛍光体４０５は前記第２発光素子２３から放出された４１０nm-４６０nm範囲の光を励起して青色波長範囲、例えば、４６９nm-４７９nm範囲で発光することができる。前記第２蛍光体４０５の主ピーク波長は前記第１蛍光体４０３より長波長の光を発光することができる。
前記第１蛍光体４０３及び第２蛍光体４０５は、前記第１及び第２発光素子２２、２３の主ピーク波長より長波長の光を発光するようになる。前記第１及び第２蛍光体４０３、４０５の発光波長と前記第１及び第２発光素子２２、２３の発光波長の差は５nm-６９nmであることがある。
前記第３蛍光体５０３は、赤色蛍光体、黄色蛍光体、及び緑色蛍光体のうちで少なくとも一つを含むことができる。前記第３蛍光体５０３は、前記第１発光素子２２、第２発光素子２３、第１蛍光体４０３、第２蛍光体４０５から発光された光の一部を励起して青色波長より長波長の光を発光するようになる。前記第３樹脂物５０４内に第１蛍光体さらに添加されることができる。
前記第１及び第２蛍光体４０３、４０５の発光波長が前記発光素子２２、２３の発光波長範囲とマッチングされる値を有するように形成された場合、前記発光素子２２、２３で生成された光と前記第１及び第２蛍光体４０３、４０５から発光された光によって青色成分が他の波長の値を有する光に比べて相対的にさらにたくさん発光されるようにすることで、色座標の値を維持しながら白色光効率を高めることができる。また４７０nm±５nm範囲の波長の成分を発光することで、感性照明効果を極大化することができるし、カラーホワイトバランスの自由度が増大されて色座標制御が容易なことがある。
前記胴体１２の上部には、レンズがさらに形成されることができるし、前記レンズは凹型または/及び凸型レンズの構造を含むことができるし、発光素子が放出する光の配光(lightdistribution)を調節することができる。
前記実施例は、発光素子パッケージのお互いに異なる領域に２個のキャビティを有する構造で説明したが、３個以上のキャビティがお互いに異なる領域に配置されることができる。また、発光素子パッケージ内に２個の発光素子に対して説明したが、３個以上の発光素子が配置されることができるし、これに対して限定しない。
図１２は、実施例による発光素子を示した図面である。
図１２を参照すれば、発光素子２０は発光構造物１１０、発光構造物１１０下にオーミック層１２１が形成されて、前記オーミック層１２１下に反射層１２４が形成されて、前記反射層１２４下に伝導性支持部材１２５が形成されて、前記反射層１２４と前記発光構造物１１０のまわりに保護層１２３が形成されることができる。
前記発光構造物１１０は、第１導電型半導体層１１３、第２導電型半導体層１１５及び前記第１導電型半導体層１１３と前記第２導電型半導体層１１５との間に活性層１１４が形成される。
前記第１導電型半導体層１１３は、第１導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどで選択されることができる。前記第１導電型がＮ型半導体の場合、前記第１導電型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、ＴｅなどのようなＮ型ドーパントを含む。前記第１導電型半導体層１１４は単層または多層で形成されることができるし、これに対して限定しない。
前記活性層１１４は、単一量子井構造、多重量子井構造、量子線構造、量子点構造で形成されることができる。前記活性層１１４は３族-５族元素の化合物半導体材料を利用して井戸層と障壁層の周期、例えば、InGaN井戸層/GaN障壁層またはInGaN井戸層/AlGaN障壁層の周期で形成されることができる。前記活性層１１４の井戸層は４１０-４６０nmの主ピーク波長のために、インジウム含量を３-１５％範囲を有することができる。前記井戸層のインジウム含量を低める場合、長波長よりは短波長範囲に移動するようになる。
前記活性層１１４の上または/及び下には導電型クラッド層が形成されることができるし、前記導電型クラッド層はAlGaN系半導体で形成されることができる。
前記活性層１１４の下には前記第２導電型半導体層１１５が形成されて、前記第２導電型半導体層１１５は、第２導電型ドーパントがドーピングされた３族-５族元素の化合物半導体、例えば、ＧａＮ、ＡｌＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＩｎＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰなどで選択されることができる。前記第２導電型がＰ型半導体の場合、前記第２導電型ドーパントはMg、ZeなどのようなＰ型ドーパントを含む。前記第２導電型半導体層１１５は単層または多層で形成されることができるし、これに対して限定しない。
また、前記第２導電型半導体層１１５の下には第３導電型半導体層、例えば、Ｎ型半導体層が形成されることができる。前記発光構造物１３５はＮ-Ｐ接合、Ｐ-Ｎ接合、Ｎ-Ｐ-Ｎ接合、Ｐ-Ｎ-Ｐ接合構造のうちで少なくとも一つが形成されることができる。
前記オーミック層１２１は、発光構造物１１０の下層、例えば第２導電型半導体層１１５にオーミック接触されて、その材料はＩＴＯ(indium tin oxide)、ＩＺＯ(indium zin coxide)、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)、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ及びこれらの選択的な組合で構成された物質のうちで形成されることができる。また、前記金属物質とＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどの透光性伝導性物質を利用して多層で形成することができるし、例えば、ＩＺＯ/Ｎｉ、ＡＺＯ/Ａｇ、ＩＺＯ/Ａｇ/Ｎｉ、ＡＺＯ/Ａｇ/Ｎｉなどで積層することができる。前記オーミック層１２１内部は電極１１６と対応されるように電流をブロッキングする層がさらに形成されることができる。
前記保護層１２３は、ＩＴＯ(indium tin oxide)、ＩＺＯ(indium zinc oxide)、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)、ＳｉＯ２、ＳｉＯｘ、ＳｉＯｘＮｙ、Ｓｉ３Ｎ４、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２程度で選択的に形成されることができる。前記保護層１２３は、スパッタリング方法または蒸着方法などを利用して形成することができるし、反射層１２４のような金属が発光構造物１１０の層らをショートさせることを防止することができる。
前記反射層１２４は、Ａｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ及びこれらの選択的な組合で構成された物質で形成されることができる。前記反射層１２４は前記発光構造物１１０の幅より大きく形成されることができるし、これは光反射効率を改善させてくれることができる。
前記伝導性支持部材１２５は、ベース基板として、銅(Cu)、金(Au)、ニッケル(Ni)、モリブデン(Mo)、銅-タングステン(Cu-W)、キャリアウェハー(例:Si、Ge、GaAs、ZnO、SiCなど)などで具現されることができる。前記伝導性支持部材１２５と前記反射層１２４との間には接合層がさらに形成されることができるし、前記接合層は二つの層をお互いに接合させてくれることができる。
前記開示された発光チップは一例であり、前記に開示された特徴に限定しない。前記発光チップは、前記の発光素子の実施例に選択的に適用されることができるし、これに対して限定しない。
本発明の一実施例による発光素子パッケージは、照明システムに適用されることができる。前記照明システムは複数の発光素子パッケージがアレイされた構造を含んで、図１３及び図１４に示された表示装置、図１５に示された照明装置を含んで、照明灯、信号灯、車両ヘッドライト、電光板、指示灯のようなユニットに適用されることができる。
図１３は、本発明の一実施例による表示装置の分解斜視図である。
図１３を参照すれば、表示装置１０００は、導光板１０４１と、該導光板１０４１に光を提供する発光モジュール１０３１と、前記導光板１０４１下に反射部材１０２２と、前記導光板１０４１上に光学シート１０５１と、該光学シート１０５１上に表示パネル１０６１と、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２を収納するボトムカバー１０１１とを備えることができるが、これに限定されない。
前記ボトムカバー１０１１、反射シート１０２２、導光板１０４１、光学シート１０５１は、ライトユニット１０５０で定義されることができる。
前記導光板１０４１は、前記発光モジュール１０３１から提供された光を拡散させて面光源化させる役割をする。前記導光板１０４１は、透明な材質でなされて、例えば、ＰＭＭＡ(polymethyl metaacrylate)のようなアクリル樹脂系列、ＰＥＴ(polyethylene terephthlate)、ＰＣ(poly carbonate)、ＣＯＣ(cycloolefin copolymer)及びＰＥＮ(polyethylene naphthalate)樹脂のうちで一つを含むことができる。
前記発光モジュール１０３１は、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に配置されて、前記導光板１０４１の少なくとも一側面に光を提供して、窮極的には表示装置の光源として作用するようになる。
前記発光モジュール１０３１は、前記ボトムカバー１０１１内に少なくとも一つが配置されて、前記導光板１０４１の一側面で直接または間接的に光を提供することができる。前記発光モジュール１０３１は基板１０３３と前記に開示された実施例による発光素子パッケージ１００を含んで、前記発光素子パッケージ１００は前記基板１０３３上に所定間隔でアレイされることができる。前記基板は印刷回路基板(printed circuit board)であることがあるが、これに限定しない。また、前記基板１０３３はメタルコアＰＣＢ(ＭＣＰＣＢ、Ｍｅｔａｌ Ｃｏｒｅ ＰＣＢ)、軟性ＰＣＢ(ＦＰＣＢ、Flexible ＰＣＢ)などを含むこともでき、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、前記ボトムカバー１０１１の側面または放熱プレート上に搭載される場合、前記基板１０３３は除去されることができる。前記放熱プレートの一部は前記ボトムカバー１０１１の上面に接触されることができる。よって、発光素子パッケージ１００で発生された熱は放熱プレートを経由してボトムカバー１０１１に放出されることができる。
前記複数の発光素子パッケージ１００は、前記基板１０３３上に光が放出される出射面が前記導光板１０４１と所定距離離隔されるように搭載されることができるし、これに対して限定しない。前記発光素子パッケージ１００は、前記導光板１０４１の一側面である入光部に光を直接または間接的に提供することができるし、これに対して限定しない。
前記導光板１０４１の下には前記反射部材１０２２が配置されることができる。前記反射部材１０２２は前記導光板１０４１の下面に入射された光を反射させて前記表示パネル１０６１に供給することで、前記表示パネル１０６１の輝度を向上させることができる。前記反射部材１０２２は、例えば、ＰＥＴ、ＰＣ、ＰＶＣレジンなどで形成されることができるが、これに対して限定しない。前記反射部材１０２２は前記ボトムカバー１０１１の上面であることができるし、これに対して限定しない。
前記ボトムカバー１０１１は、前記導光板１０４１、発光モジュール１０３１及び反射部材１０２２などを収納することができる。このために、前記ボトムカバー１０１１は上面が開口されたボックス(box)形状を有する収納部１０１２が具備されることができるし、これに対して限定しない。前記ボトムカバー１０１１はトップカバー(図示せず)と結合されることができるし、これに対して限定しない。
前記ボトムカバー１０１１は、金属材質または樹脂材質で形成されることができるし、プレス成形または圧出成形などの工程を利用して製造されることができる。また、前記ボトムカバー１０１１は熱伝導性が良い金属または非金属材料を含むことができるし、これに対して限定しない。
前記表示パネル１０６１は、例えば、ＬＣＤパネルとして、お互いに対向される透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。前記表示パネル１０６１の少なくとも一面には偏光板が付着することができるし、このような偏光板の付着構造に限定しない。前記表示パネル１０６１は前記発光モジュール１０３１から提供された光を透過または遮断させて情報を表示するようになる。このような表示装置１０００は、各種携帯端末機、ノートブックコンピューターのモニター、ラップトップコンピューターのモニター、テレビのような映像表示装置に適用されることができる。
前記光学シート１０５１は、前記表示パネル１０６１と前記導光板１０４１との間に配置されて、少なくとも一枚以上の透光性シートを含む。前記光学シート１０５１は、例えば拡散シート(diffusion sheet)、水平及び垂直プリズムシート(horizontal/vertical prism sheet)、及び輝度強化シート(brightness enhanced sheet)などのようなシートのうちで少なくとも一つを含むことができる。前記拡散シートは、入射される光を拡散させてくれて、前記水平または/及び垂直プリズムシートは入射される光を前記表示パネル１０６１に集光させてくれて、前記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させてくれる。また、前記表示パネル１０６１上には保護シートが配置されることができるし、これに対して限定しない。
前記発光モジュール１０３１の光経路上には光学部材として、前記導光板１０４１、及び光学シート１０５１を含むことができるし、これに対して限定しない。
図１４は、本発明の一実施例による発光素子パッケージを有する表示装置を示した図面である。
図１４を参照すれば、表示装置１１００は、ボトムカバー１１５２、前記開示発光素子パッケージ１００がアレイされた基板１１２０、光学部材１１５４、及び表示パネル１１５５を備える。
前記基板１１２０と前記発光素子パッケージ１００とは、発光モジュール１０６０に定義されることができる。前記ボトムカバー１１５２、少なくとも一つの発光モジュール１０６０、光学部材１１５４はライトユニット１１５０で定義されることができる。
前記ボトムカバー１１５２には、収納部１１５３を具備することができるし、これに対して限定しない。
前記光学部材１１５４は、レンズ、導光板、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、及び輝度強化シートなどで少なくとも一つを含むことができる。前記導光板は、ＰＣ材質またはＰＭＭＡ(Poly methy methacrylate)材質でなされることができるし、このような導光板は除去されることができる。前記拡散シートは入射される光を拡散させてくれて、前記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を前記表示パネル１１５５に集光させてくれて、前記輝度強化シートは損失される光を再使用して輝度を向上させてくれる。
前記光学部材１１５４は、前記発光モジュール１０６０上に配置されて、前記発光モジュール１０６０から放出された光を面光源するか、または拡散、集光などを遂行するようになる。
図１５は、本発明の一実施例による照明装置の斜視図である。
図１５を参照すれば、照明装置１５００はケース１５１０と、該ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０と、前記ケース１５１０に設置されて外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０を備えることができる。
前記ケース１５１０は、放熱特性が良好な材質で形成されることが望ましくて、例えば、金属材質または樹脂材質で形成されることができる。
前記発光モジュール１５３０は、基板１５３２と、該基板１５３２に搭載される実施例による発光素子パッケージ１００を含むことができる。前記発光素子パッケージ１００は、複数個がマトリックス形態または所定間隔で離隔されてアレイされることができる。
前記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることができるし、例えば、一般印刷回路基板(ＰＣＢ:Printed Circuit Board)、メタルコア(Metal Core)ＰＣＢ、軟性(Flexible)ＰＣＢ、セラミックスＰＣＢ、ＦＲ-４基板などを含むことができる。
また、前記基板１５３２は、光を効率的に反射する材質で形成されるか、または表面の光が効率的に反射するカラー、例えば、白色、シルバーなどのコーティング層になることがある。
前記基板１５３２上には、少なくとも一つの発光素子パッケージ１００が搭載されることができる。前記発光素子パッケージ１００それぞれは少なくとも一つのＬＥＤ(ＬＥＤ:Light Emitting Diode)チップを含むことができる。前記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色または白色などのような刺光線範囲の発光ダイオードまたは紫外線(ＵＶ：Ultra Violet)を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
前記発光モジュール１５３０は、色感及び輝度を得るために多様な発光素子パッケージ１００の組合を有するように配置されることができる。例えば、その演色性(ＣＲＩ)を確保するために白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード及び緑発光ダイオードを組み合わせて配置することができる。
前記連結端子１５２０は、前記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。前記連結端子１５２０はソケット方式で外部電源に回して挟まれて結合されるが、これに対して限定しない。例えば、前記連結端子１５２０はピン(pin)形態で形成されて外部電源に挿入されるか、または配線によって外部電源に連結されることもできるものである。
以上で説明したところのように、本発明の一実施例による照明システムは、実施例による発光素子または発光素子パッケージを含むことで光効率が向上させてくれることができるし、感性照明に効果的であることがある。
以上で本発明の実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例らが属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例らに対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に係る内容らは、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。 また、以上で本発明の実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで、本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を持った者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。例えば、実施例に具体的に現われた各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異らは添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。

Claims (23)

  1. キャビティを有する胴体と、
    前記胴体に配置された第１リード電極及び第２リード電極と、
    前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、４２０nm乃至４６０nm範囲の第１ピーク波長の光を発光する発光素子と、
    前記発光素子上に第１蛍光体を有する第１樹脂層と、
    前記第１樹脂層の上に第２樹脂層と、を備え、
    前記第１ピーク波長の一部光が、前記第１蛍光体を励起させて４６１nm乃至４８０nm範囲の第２ピーク波長の光を発光し、
    前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長は、紫外線より長波長であり、等しい青色帯域の光を含み、
    前記第２ピーク波長の光の強度は、前記第１ピーク波長の光の強度の７０％乃至９５％であり、
    前記第２ピーク波長と前記第１ピーク波長の差は４５nm乃至５５nmの範囲であり、
    前記第２樹脂層内に、前記第１蛍光体または第２蛍光体のいずれか１つの蛍光体をさらに含み、
    前記第２蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体のうちの少なくとも１つを含む発光素子パッケージ。
  2. 前記胴体は、前記第１蛍光体を含む、請求項１に記載の発光素子パッケージ。
  3. 前記第２ピーク波長の一部光が、前記第２蛍光体を励起させて赤色光、緑色光及び黄色光のうちの少なくとも１つを発光する、請求項１または２に記載の発光素子パッケージ。
  4. 前記第１ピーク波長は４２０nm乃至４３０nm範囲を含み、
    前記第２ピーク波長は４６５nm乃至４７５nm範囲を含む、請求項１から３のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  5. 前記第１樹脂層の下に前記第１及び第２蛍光体から分離された透光性の樹脂層を含む、請求項１から４のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  6. 前記第１樹脂層と前記第２樹脂層の形状は、少なくとも一部が曲面形状であるか、または平たい形状を含む、請求項１から５のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  7. 前記第２樹脂層の上に前記第１蛍光体から分離された透光性の第３樹脂層をさらに備える、請求項１から４のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  8. 前記第３樹脂層内に前記第１蛍光体をさらに含む、請求項７に記載の発光素子パッケージ。
  9. 前記第３樹脂層の形状は、曲面形状を有する、請求項７又は８に記載の発光素子パッケージ。
  10. キャビティを有する胴体と、
    前記胴体に配置された第１リード電極及び第２リード電極と、
    前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、４１０nm乃至４４０nm範囲の第１ピーク波長の光を発光する発光素子と、
    前記発光素子上に第１蛍光体を含む第１樹脂層と、
    前記第１樹脂層の上に前記第１樹脂層の前記第１蛍光体の含量と異なる含量の第２蛍光体を含む第２樹脂層と、を含み、
    前記第１ピーク波長の一部光が、前記第１樹脂層の前記第１蛍光体を励起させて４６１nm乃至４７９nm帯域の第２ピーク波長の光を発光し、
    前記第１ピーク波長と前記第２ピーク波長は、紫外線より長波長であり、等しい青色帯域の光を含み、
    前記第２ピーク波長の光の強度は、前記第１ピーク波長の光の強度の７０％乃至９５％であり、
    前記第２ピーク波長と前記第１ピーク波長の差は４５nm乃至５５nmの範囲であり、
    前記第２樹脂層内に、前記第１蛍光体または前記第２蛍光体のいずれか１つの蛍光体をさらに含み、
    前記第２蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、
    前記第２ピーク波長の一部光が、前記第２蛍光体を励起させて赤色光、緑色光及び黄色光のうちの少なくとも１つを発光する発光素子パッケージ。
  11. 前記発光素子は、４２０nm乃至４２５nm範囲の第１ピーク波長の光を発光し、
    前記第１蛍光体は、４６５nm乃至４７５nm範囲の第２ピーク波長の光を発光する、請求項１または１０に記載の発光素子パッケージ。
  12. 前記第２蛍光体は、前記第１蛍光体より長波長の光を発光する、請求項１０に記載の発光素子パッケージ。
  13. 前記発光素子、前記第１及び第２蛍光体から発光された光は、白色光で混色される、請求項３から１０のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  14. 前記第１樹脂層と前記第２樹脂層の形状は、少なくとも一部が凹凸面を有する、請求項１０から１３のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  15. 前記第２樹脂層の上に前記第１蛍光体を含む第３樹脂層を備え、
    前記第３樹脂層の前記第１蛍光体の含量が前記第１樹脂層の前記第１蛍光体の含量よりさらに小さい、請求項１４に記載の発光素子パッケージ。
  16. キャビティを有する胴体と、
    前記キャビティに配置された第１リード電極及び第２リード電極と、
    前記キャビティ内に配置されて、前記第１リード電極及び第２リード電極のうちの少なくとも１つと電気的に連結されて、第１青色波長の光を発光する発光素子と、
    前記発光素子上に配置されて、前記第１青色波長より長波長の第２青色波長の光を発光する第１蛍光体を含む第１樹脂層と、
    前記第１樹脂層の上に第２樹脂層と、を備え、
    前記第１樹脂層の前記第１蛍光体は、４６１nm乃至４７９nm範囲の前記第２青色波長を発光し、
    前記第１青色波長は４２０nm以上の光を含み、
    前記第２青色波長の光の強度は、前記第１青色波長の光の強度の７０％乃至９５％であり、
    前記第２青色波長と前記第１青色波長の差は４５nm乃至５５nmの範囲であり、
    前記第２樹脂層内に、前記第１蛍光体または第２蛍光体のいずれか１つの蛍光体をさらに含み、
    前記第２蛍光体は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び黄色蛍光体のうちの少なくとも１つを含み、
    前記第２青色波長の一部光が、前記第２蛍光体を励起させて赤色光、緑色光及び黄色光のうちの少なくとも１つを発光する発光素子パッケージ。
  17. 前記第１リードフレームに第２キャビティ及び前記第２リードフレームに第３キャビティを含み、
    前記発光素子は、前記第２キャビティに第１発光素子及び前記第３キャビティに第２発光素子を含み、
    前記第１発光素子と前記第２発光素子は、お互いに異なる主ピーク波長の光を発光する、請求項１、請求項１０及び請求項１６のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  18. 前記第１発光素子は、４２０nm乃至４３０nmの主ピーク波長の光を発光し、
    前記第２発光素子は前記第１発光素子より長波長の光を発光する、請求項１７に記載の発光素子パッケージ。
  19. 前記第２キャビティ及び前記第３キャビティに前記第１樹脂層が配置され、
    前記第２キャビティに配置された前記第１樹脂層の前記第１蛍光体は、４６５nm乃至４７５nm範囲の主ピーク波長の光を発光し、
    前記第３キャビティに配置された前記第１樹脂層の前記第１蛍光体は、４６９nm乃至４７９nm範囲の主ピーク波長の光を発光する、請求項１８に記載の発光素子パッケージ。
  20. 前記第１蛍光体は、BaMgAl１０O１７:Eu(Mn)、Sr５Ba３MgSi２O８:Eu２+、Sr２P２O７:Eu２+、SrSiAl２O３N２:Eu２+、(Ba１-xSrx)SiO４:Eu２+、(Sr、Ca、Ba、Mg)１０(PO４)６Cl２:Eu２+、CaMgSi２O６:Eu２+のうちの少なくとも１つを含む、請求項１、請求項１２及び請求項１８のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  21. 前記第１蛍光体の直径は、１乃至１０μmの範囲で形成されている、請求項１、請求項１０及び請求項１９のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  22. 前記キャビティの側壁には、傾斜角を２個以上含む、請求項１、請求項１０及び請求項１９のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージ。
  23. 請求項１乃至請求項２２のうちのいずれかに記載の発光素子パッケージを備える照明システム。
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