KR20140092090A - 발광소자 패키지 - Google Patents

Abstract

광속이 향상된 발광소자 패키지가 개시된다.
일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체; 상기 몸체에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부; 및 상기 제1 파장 변환부와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부;를 포함하고, 상기 제1 파장 변환부는 제1 파장 영역의 광을 방출하고 상기 제2 파장 변환부는 제2 파장 영역의 광을 방출하며, 상기 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 길다.

Description

발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}

실시예는 발광소자 패키지에 관한 것이다.

반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.

따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.

도 1은 발광소자를 포함한 종래의 발광소자 패키지의 일 예시를 나타낸 도면이다.

도 1을 참조하면, 일 예시에 따른 종래의 발광소자 패키지(1A)는 몸체(10), 몸체(10)에 배치되는 복수 개의 발광소자(20), 발광소자(20)와 이격되어 배치되는 파장 변환부(30), 발광소자(20)와 파장 변환부(30)의 사이에 배치되는 몰딩부(40)를 포함한다.

파장 변환부(30)는 발광소자(20)에서 방출된 빛의 파장을 변화시킨다. 복수 개의 발광소자(20) 각각은 청색 계열의 LED이고, 파장 변환부(30)는 적색 계열의 형광체(31)와 녹색 계열의 형광체(32)를 함께 포함하며, 발광소자 패키지(1A)는 외부로 백색 광을 방출한다.

그러나, 종래의 발광소자 패키지(1A)에는 다음과 같은 문제점이 있다.

도 2는 일 예시에 따른 종래의 발광소자 패키지의 문제점을 설명하기 위한 도면이다.

도 2를 참조하면, 발광소자(20)에 의한 방사 조도의 스펙트럼이 A, 적색 계열의 형광체(31)에 의한 방사 조도의 스펙트럼이 B, 녹색 계열의 형광체(32)에 의한 방사 조도의 스펙트럼이 C이므로, 발광소자 패키지(1A)의 방사 조도의 스펙트럼은 D와 같이 나타나야 하지만, 실제로는 E와 같이 나타났다. 이러한 결과는 빗금친 부분의 광이 손실된 것을 의미하며, 이는 녹색 계열의 형광체(32)에 의해 방출된 광이 적색 계열의 형광체(31)에 의해 흡수되어 빗금친 부분의 광이 손실되었기 때문이다.

도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 문제점을 해결하기 위한 종래의 발광소자 패키지의 다른 예시를 나타낸 도면이다.

도 3을 참조하면, 다른 예시에 따른 발광소자 패키지(1B)는 복수 개의 발광소자(20) 중 일부의 발광소자(20a)를 청색 계열의 LED로, 나머지 일부의 발광소자(20b)를 적색 계열의 LED로 구성하고, 파장 변환부(30)에는 녹색 계열의 형광체(32)만을 배치한다.

따라서 발광소자 패키지(1B)에 의하면 적색 계열의 LED인 발광소자(20b)에서 먼저 발광이 이루어진 후 녹색 계열의 형광체(32)를 만나게 되므로 녹색 계열 파장의 광이 흡수에 의해 손실되는 것을 막을 수 있다.

그러나 발광소자 패키지(1B)는 두 종류의 LED를 각각 구동해야 하는 불편이 있고, 적색 계열의 LED는 고온에서 안정성이 떨어지기 때문에 특히 적색 계열의 LED가 많이 필요한 감성조명에서는 광 효율이 오히려 저하될 수 있다.

실시예는 광속을 향상된 발광소자 패키지를 제공하고자 한다.

일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체; 상기 몸체에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부; 및 상기 제1 파장 변환부와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부;를 포함하고, 상기 제1 파장 변환부는 제1 파장 영역의 광을 방출하고 상기 제2 파장 변환부는 제2 파장 영역의 광을 방출하며, 상기 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 길다.

상기 제1 파장 변환부의 전체 폭이 상기 제2 파장 변환부의 전체 폭보다 작을 수 있다.

상기 발광소자는 복수 개 배치되고, 상기 제1 파장 변환부는 복수 개의 발광소자 중 적어도 어느 하나와 접하여 배치될 수 있다.

상기 제1 파장 변환부는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 상기 제2 파장 변환부는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함할 수 있다.

상기 제1 파장 변환부는 상기 발광소자의 상면과 접하거나, 상기 발광소자의 상면 및 측면과 접할 수 있다.

상기 제2 파장 변환부는 플레이트 형상이거나, 반구 형상일 수 있다.

상기 몸체는 상부가 개방된 캐비티를 갖고, 상기 캐비티 내에 상기 발광소자가 배치되며, 상기 제2 파장 변환부는 상기 캐비티의 개방 영역을 덮을 수 있다.

다른 실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체; 상기 몸체에 배치되는 발광소자; 상기 발광소자와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부; 및 상기 제1 파장 변환부와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부;를 포함하고, 상기 제1 파장 변환부에 의해 방출되는 광은 상기 제2 파장 변환부에 의해 흡수되지 않는다.

실시예에 따르면 광 손실을 막아 발광소자 패키지의 광속을 향상시킬 수 있다.

도 1은 발광소자를 포함한 종래의 발광소자 패키지의 일 예시를 나타낸 도면.
도 2는 일 예시에 따른 종래의 발광소자 패키지의 문제점을 설명하기 위한 도면.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 문제점을 해결하기 위한 종래의 발광소자 패키지의 다른 예시를 나타낸 도면.
도 4는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 일 예시를 나타낸 측단면도.
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 다른 예시를 나타낸 측단면도.
도 7 및 도 8은 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 제1 파장 변환부의 예시를 나타낸 도면.
도 9는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 10은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 11은 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 12는 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 13은 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도.
도 14는 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도.
도 15는 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도.

이하 첨부한 도면을 참조하여 실시예들을 설명한다.

본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

도 4는 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다.

도 4를 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지(200A)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되는 발광소자(100), 상기 발광소자(100)와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부(230), 상기 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부(240)를 포함한다.

몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 몸체(210)에는 발광소자(100)에 전류를 공급하기 위한 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)이 배치된다. 몸체(210)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 몸체(210)의 표면에 절연층이 코팅되어 제1,2 리드 프레임(221, 222) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.

제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)은 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다. 발광소자(100)가 복수 개 배치된 경우, 복수 개의 발광소자(100) 간의 직렬 또는 병렬 연결 형태에 따라, 상기 제1,2 리드 프레임(221. 222) 외에 더 많은 개수의 리드 프레임이 존재할 수도 있다.

몸체(210)에 발광소자(100)가 배치된다. 발광소자(100)는 제1,2 리드 프레임(221, 222)과 전기적으로 연결된다. 발광소자(100)는 도 4에 도시된 바와 같이 제1 리드 프레임(221) 상에 배치될 수도 있고, 도시하지는 않았으나 제2 리드 프레임(222) 상에 배치되거나 몸체(210) 상에 배치될 수도 있다. 발광소자(100)는 와이어(미도시)에 의해 제1,2 리드 프레임(221, 222)과 전기적으로 연결될 수도 있고, 어느 하나의 리드 프레임(예를 들어, 제1 리드 프레임(221))과는 직접 통전되고 다른 하나의 리드 프레임(예를 들어, 제2 리드 프레임(222))과는 와이어에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.

발광소자(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 원소의 반도체층을 이용한 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, LED는 청색 계열, 녹색 계열 또는 적색 계열과 같은 광을 방출하는 유색 LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

도 5는 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 일 예시를 나타낸 측단면도이다.

도 5를 참조하면, 일 예시에 따른 발광소자(100A)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 위치하며 제1 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120), 제1 반도체층(122)의 일면에 배치된 제1 전극(150) 및 제2 반도체층(126)의 일면에 배치된 제2 전극(155)을 포함한다.

일 예시에 따른 발광소자(100A)는 수평형 발광소자일 수 있다.

수평형(Lateral) 발광소자란 발광 구조물(120)에서 제1 전극(150)과 제2 전극(155)이 동일한 방향을 향해 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 5를 참조하면, 제1 전극(150)과 제2 전극(155)이 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 형성되어 있다.

성장기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 성장기판(110)은 예를 들어, 사파이어(Al₂O₃), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga₂0₃ 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 성장기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.

발광 구조물(120)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

발광 구조물(120)과 성장기판(110) 사이에 버퍼층(112)이 위치할 수 있다. 버퍼층(112)은 발광 구조물(120)과 성장기판(110) 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(112)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 또는 2족-6족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층(112)은 발광 구조물(120)의 성장 온도보다 낮은 온도에서 성장될 수 있다.

발광 구조물(120)은 성장기판(110)에서 멀어지는 방향으로 제1 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함한다.

제1 반도체층(122)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제1 반도체층(122)은 Al_xIn_yGa_(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 발광소자(100A)가 자외선 영역의 빛을 방출하는 자외선 발광소자인 경우, 제1 반도체층(122)은 Al을 포함하여 이루어질 수 있다.

성장기판(110)과 제1 반도체층(122) 사이에 언도프트 반도체층(114)이 배치될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)은 제1 반도체층(122)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 제1 반도체층(122)과 동일한 물질 또는 제1 반도체층(122)과 다른 물질로 형성될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 반도체층(122)에 비해 낮은 전기 전도성을 나타낸다. 언도프트 반도체층(114)은 버퍼층(112)의 상부에서 제1 반도체층(122)과 접하여 배치될 수 있다. 언도프트 반도체층(114)은 버퍼층(112)의 성장 온도보다 높은 온도에서 성장되며, 버퍼층(112)에 비해 좋은 결정성을 나타낸다.

제2 반도체층(126)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제2 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제2 반도체층(126)은 Al_xIn_yGa_(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(126)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 발광소자(100A)가 자외선 영역의 빛을 방출하는 자외선 발광소자인 경우, 제2 반도체층(126)은 Al을 포함하여 이루어질 수 있다.

이하에서는, 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층, 제2 반도체층(126)이 p현 반도체층인 경우를 예로 들어 설명한다.

상기 제2 반도체층(126) 상에는 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체, 예컨대 상기 상기 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층일 경우 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물(120)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.

제1 반도체층(122)과 제2 반도체층(126) 사이에 활성층(124)이 위치한다.

활성층(124)은 전자와 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층이고 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 반도체층(122)으로부터 전자가 주입되고 상기 제2 반도체층(126)으로부터 정공이 주입될 수 있다. 발광소자(100A)가 UV LED인 경우, 활성층(124)은 약 260nm 내지 405nm 영역의 파장의 빛을 방출할 수 있다.

활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH₃), 질소 가스(N₂), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자 우물 구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

활성층(124)이 다중 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층보다 에너지 밴드갭이 작은 물질로 형성된다.

제1 반도체층(122)과 활성층(124) 사이에 응력 완화층(130)이 배치될 수 있다. 응력 완화층(130)은 제1 반도체층(122)과 활성층(124) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위한 것이다. 응력 완화층(130)은 복수 개의 우물층과 장벽층이 교대로 적층된 초격자 구조로 이루어질 수 있다. 응력 완화층(130)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 응력 완화층(130)의 우물층은 활성층(124)의 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 형성될 수 있다.

제2 반도체층(126)과 활성층(124) 사이에 전자 차단층(150)이 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 전자 차단층(Electron Blocking Layer, 150)은 제2 반도체층(126) 내에서 활성층(124)에 인접하여 배치될 수도 있다. 전자 차단층(150)은 제1 반도체층(122)에서 제공되는 전자의 이동도(mobility)가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 한다. 전자 차단층(150)은 활성층(124)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, In_xAl_yGa_{1 -x-y}N(0≤x<y<1)의 조성을 갖는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 전자 차단층(150)에 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.

발광 구조물(120)은 제2 반도체층(126)과 활성층(124) 및 제1 반도체층(122)의 일부가 식각되어 제1 반도체층(122)의 일부를 노출하는 노출면(S)을 포함한다. 상기 노출면(S) 상에 제1 전극(150)이 배치된다. 그리고, 식각되지 않은 제2 반도체층(126) 상에 제2 전극(155)이 배치된다.

제1 전극(150) 및 제2 전극(155)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.

제2 전극(155)이 형성되기 전 제2 반도체층(126) 상에 도전층(157)이 형성될 수도 있다. 실시예에 따라, 제2 반도체층(126)이 노출되도록 도전층(157)의 일부가 오픈되어 제2 반도체층(126)과 제2 전극(155)이 접할 수 있다. 또는, 도 2에 도시된 바와 같이, 도전층(157)을 사이에 두고 제2 반도체층(126)과 제2 전극(155)이 전기적으로 연결될 수도 있다.

도전층(157)은 제2 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고 제2 전극(155)과의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 도전층(155)은 투과성을 갖는 투명 전극층으로 형성될 수 있다.

도전층(155)에는 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.

도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 발광소자의 다른 예시를 나타낸 측단면도이다. 상술한 내용과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 6을 참조하면, 다른 예시에 따른 발광소자(100B)는 제1 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120), 제1 반도체층(122)의 일면에 배치된 제1 전극(150) 및 제2 반도체층(126)의 일면에 배치된 제2 전극층(160)을 포함한다.

일 예시에 따른 발광소자(100B)는 수직형 발광소자일 수 있다.

수직형(Vertical) 발광소자란, 발광 구조물(120)에서 제1 전극(150)과 제2 전극층(160)이 서로 다른 방향에 각각 형성되는 구조를 의미한다. 일 예로서, 도 6을 참조하면, 발광 구조물(120)의 상부 방향으로 제1 전극(150)이 형성되고 발광 구조물(120)의 하부 방향으로 제2 전극층(160)이 형성되어 있다.

제1 반도체층(122)에 광추출 패턴(R)이 위치할 수 있다. 광추출 패턴(R)은 PEC(Photo enhanced chemical) 식각 방법이나 마스크 패턴을 이용한 에칭 공정 수행하여 형성할 수 있다. 광추출 패턴(R)은 활성층(124)에서 생성된 광의 외부 추출 효율을 증가시키기 위한 것으로서, 규칙적인 주기로 형성되거나 불규칙적으로 형성될 수 있다.

제2 전극층(160)은 도전층(160a) 또는 반사층(160b) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도전층(160a)은 제2 반도체층(126)의 전기적 특성을 개선하기 위한 것으로, 제2 반도체층(126)과 접하여 위치할 수 있다.

도전층(160a)은 투명 전극층 또는 불투명 전극층으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되지는 않는다.

반사층(160b)은 활성층(124)에서 생성된 빛을 반사시켜 발광소자의 내부에서 소멸되는 빛의 양을 줄임으로써, 발광소자의 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.

반사층(160b)은 Ag, Ti, Ni, Cr 또는 AgCu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다. 반사층(160b)이 제2 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질로 이루어진 경우, 도전층(160a)은 별도로 형성하지 않을 수 있다.

발광 구조물(120)은 지지기판(170)에 의해 지지된다.

지지기판(170)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성되며, 예를 들어, 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 또는 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga₂O₃ 등) 또는 전도성 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.

발광 구조물(120)은 본딩층(175)에 의해 지지기판(170)에 본딩될 수 있다. 이 때, 발광 구조물(120)의 하부에 위치하는 제2 전극층(160)과 본딩층(175)이 접할 수 있다.

본딩층(175)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

본딩층(175)은 발광 구조물(120)에 인접하여 확산 방지층(미도시)을 포함하여, 본딩층(175)에 사용된 금속 등이 상부의 발광 구조물(120) 내부로 확산되는 것을 방지할 수도 있다.

발광 구조물(120)의 측면 및 상부면의 적어도 일부에 패시베이션층(180)이 배치될 수 있다.

패시베이션층(180)은 산화물 또는 질화물로 이루어져 발광 구조물(120)을 보호할 수 있다. 일 예로서, 패시베이션층(180)은 실리콘 산화물(SiO₂)층, 실리콘 질화물층, 산화 질화물층, 또는 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.

도시하지는 않았으나, 발광 구조물(120)의 상부면에도 패시베이션층(180)이 위치하는 경우, 상기 패시베이션층(180)에 광추출 패턴(R)이 형성될 수도 있다.

도 4를 다시 참조하면, 몸체(210)에는 상부가 개방된 캐비티(C)가 형성될 수 있다. 캐비티(C)는 몸체(210)의 중심을 향해 함몰된 형태일 수 있다. 몸체(210)가 캐비티(C)를 갖는 경우, 캐비티(C) 내에 발광소자(100)가 배치된다. 캐비티(C)의 측벽은 반사 효율을 향상시키기 위하여 경사면으로 형성될 수 있다. 캐비티(C)의 내 측면에는 반사 부재가 제공될 수도 있다.

발광소자(100)와 접하여 제1 파장 변환부(230)가 배치된다.

도 7 및 도 8은 제1 실시예에 따른 발광소자 패키지에 적용될 수 있는 제1 파장 변환부의 예시를 나타낸 도면이다.

제1 파장 변환부(230)는 도 4에 도시된 바와 같이, 발광소자(100)의 상면과 접할 수 있다. 즉, 제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)를 상부에서 바라봤을 때 발광소자(100)의 면적만큼 발광소자(100)의 상부에 배치될 수 있다.

또는, 제1 파장 변환부(230)는 도 7 및 도 8에 도시된 바와 같이, 발광소자(100)의 상면 및 측면과 접할 수 있다. 즉, 제1 파장 변환부(230)는, 몸체(210)에 고정되지 않고 노출된 발광소자(100)의 면들에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 제1 파장 변환부(230)는 도 7에 도시된 바와 같이 단면 형상이 사각형이 되도록 형성될 수도 있고, 도 8에 도시된 바와 같이 단면 형상이 라운드 형이 되도록 형성될 수도 있다.

제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제1 파장 영역의 광을 방출한다.

제1 파장 변환부(230)는 단일 종류의 파장변환 물질을 포함할 수 있다. 파장변환 물질은 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +}) 또는 TAG(Tb₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +})일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)₂SiO₄:Eu^{2 +}일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN₃:Eu^{2 +}일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si_{6 - x}Al_xO_xN_{8 -x}:Eu^{2 +}(0<x<6)일 수 있다.

제1 파장 변환부(230)와 이격되어 제2 파장 변환부(240)가 배치된다. 제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)와도 이격되어 배치된다.

제2 파장 변환부(240)는 몸체(210)의 상부에 배치될 수 있다. 몸체(210)가 캐비티(C)를 갖는 경우, 제2 파장 변환부(240)는 캐비티(C)의 외부에 배치되거나, 적어도 일부가 캐비티(C)의 내부에 배치될 수도 있다. 제2 파장 변환부(240)는 캐비티(C)의 개방 영역을 덮도록 배치될 수 있다. 제2 파장 변환부(240)는 플레이트(plate) 형상일 수 있다.

제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제2 파장 영역의 광을 방출한다. 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 길다. 따라서, 제1 파장 변환부(230)에 의해 방출된 제1 파장 영역의 광은 제2 파장 변환부(240)에 의해 흡수되지 않는다.

제2 파장 변환부(230)는 단일 종류의 파장변환 물질을 포함할 수 있다. 파장변환 물질은 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.

예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +}) 또는 TAG(Tb₃Al₅O₁₂:Ce^{3 +})일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)₂SiO₄:Eu^{2 +}일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN₃:Eu^{2 +}일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si_{6 - x}Al_xO_xN_{8 -x}:Eu^{2 +}(0<x<6)일 수 있다.

제1 파장 변환부(230)에 포함된 파장변환 물질과 제2 파장 변환부(240)에 포함된 파장변환 물질은 종류가 서로 다르다.

일 예로서, 발광소자(100)는 청색 광을 방출하는 청색 계열의 LED이고, 제1 파장 변환부(230)는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 제2 파장 변환부(240)는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함할 수 있다. 이 경우, 발광소자(100)에서 방출된 청색 광의 일부를 제1 파장 변환부(230)가 흡수하여 적색 광을 방출하고, 발광소자(100)에서 방출된 청색 광의 일부를 제2 파장 변환부(240)가 흡수하여 녹색 광을 방출한다. 제1 파장 변환부(230)에 의해 방출된 적색 광은 녹색 광보다 파장이 길기 때문에 제2 파장 변환부(230)에 의해 흡수되지 않는다. 따라서, 실시예에 따르면, 도 2와 관련하여 상술한 빗금친 부분과 같은 녹색 광의 손실이 발생하지 않으므로 발광소자 패키지(200A)의 광속이 향상될 수 있다.

청색 계열의 LED인 발광소자(100), 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하는 제1 파장 변환부(230), 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함하는 제2 파장 변환부(240)를 예로 들어 설명하였으나, 발광소자(100)가 가장 짧은 파장 영역의 광을 방출하고, 제1 파장 변환부(230)가 발광소자(100)가 방출하는 광의 파장보다 긴 제1 파장 영역의 광을 방출하고, 제2 파장 변환부(240)가 상기 제1 파장 영역의 광보다 짧은 제2 파장 영역의 광을 방출하는 조건을 만족하는 다른 조합 역시 가능하다. 예를 들어, 발광소자(100)가 청색 계열의 LED이고, 제1 파장 변환부(230)가 적색 계열의 형광체를 포함하고, 제2 파장 변환부(240)가 황색 계열의 형광체를 포함할 수도 있다. 또는, 발광소자(100)가 청색 계열의 LED이고, 제1 파장 변환부(230)가 황색 계열의 형광체를 포함하고, 제2 파장 변환부(240)가 녹색 계열의 형광체를 포함할 수도 있다.

제2 파장 변환부(240)는 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치된다. 제2 파장 변환부(240)가 제1 파장 변환부(230)와 접하여 배치되면, 제2 파장 변환부(240)에서 방출된 제2 파장 영역의 광의 일부가 제1 파장 변환부(230)에 의해 흡수되어 제2 파장 영역의 광이 손실될 우려가 있기 때문이다.

제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)에 대응하여 배치되므로 제1 파장 변환부(230)의 전체 폭(W₁)은 제2 파장 변환부(240)의 전체 폭(W₂)보다 작을 수 있다. 제1 파장 변환부(230)의 전체 폭(W₁)이란 발광소자 패키지(200A)를 정면에서 바라봤을 때 제1 파장 변환부(230)가 존재하는 부분의 가장 넓은 폭을 의미한다. 제2 파장 변환부(240)의 전체 폭(W₂)이란 발광소자 패키지(200A)를 정면에서 바라봤을 때 제2 파장 변환부(240)가 존재하는 부분의 가장 넓은 폭을 의미한다.

제1 파장 변환부(230)와 제2 파장 변환부(240)의 사이에 몰딩부(250)가 배치된다. 몰딩부(250)는 물리적 및 화학적 충격으로부터 발광소자(100)와 와이어(미도시) 등을 보호하며, 발광소자(100)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 몰딩부(250)는 투명한 재질로 이루어지며, 실리콘 수지 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 몰딩부(250)는 파장변환 물질을 포함하지 않는 클리어 몰딩(clear molding)일 수 있다. 몸체(210)가 캐비티(C)를 갖는 경우, 캐비티(C) 내에 몰딩부(250)가 배치될 수 있다.

도 9는 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다. 상술한 실시예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(200B)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되는 발광소자(100), 상기 발광소자(100)와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부(230), 상기 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부(240)를 포함한다.

발광소자(100)는 복수 개 배치된다. 복수 개의 발광소자(100)는 모두 같은 종류의 발광소자일 수 있다. 복수 개의 발광소자(100) 중 적어도 어느 하나와 접하여 제1 파장 변환부(230)가 배치된다. 도시하지는 않았으나. 복수 개의 발광소자(100)에 대응하여 복수 개의 제1 파장 변환부(230)가 각각 배치되는 경우, 복수 개의 제1 파장 변환부(230)에 포함되는 파장변환 물질의 종류는 동일할 수 있다.

도 9에는 일 예로서 제1 파장 변환부(230)가 발광소자(100)의 상면에만 접하여 배치되는 것으로 도시하였으나, 제1 실시예와 관련하여 상술한 바와 같이 발광소자(100)의 상면 및 측면 모두와 접할 수도 있고, 제1 파장 변환부(230)의 단면 형상도 다양할 수 있다.

제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제1 파장 영역의 광을 방출한다.

제1 파장 변환부(230)와 이격되어 제2 파장 변환부(240)가 배치된다. 제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)와도 이격되어 배치된다.

제2 파장 변환부(240)는 몸체(210)의 상부에 배치될 수 있다. 몸체(210)가 캐비티(C)를 갖는 경우, 제2 파장 변환부(240)는 캐비티(C)의 외부에 배치되거나, 적어도 일부가 캐비티(C)의 내부에 배치될 수도 있다. 제2 파장 변환부(240)는 캐비티(C)의 개방 영역을 덮도록 배치될 수 있다. 제2 파장 변환부(240)는 플레이트(plate) 형상일 수 있다.

제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제2 파장 영역의 광을 방출한다. 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 길다. 따라서, 제1 파장 변환부(230)에 의해 방출된 제1 파장 영역의 광은 제2 파장 변환부(240)에 의해 흡수되지 않는다.

일 예로서, 발광소자(100)는 청색 광을 방출하는 청색 계열의 LED이고, 제1 파장 변환부(230)는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 제2 파장 변환부(240)는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함할 수 있다. 발광소자 패키지(200B)가 색온도가 낮은 감성 조명에 사용되는 경우, 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하는 제1 파장 변환부(230)와 접하는 발광소자(100)의 개수가 증가할 수 있다. 도 3과 관련하여 상술한 종래의 발광소자 패키지(1B)와 달리, 실시예에 따르면 복수 개의 발광소자(100)를 같은 종류의 LED로 구현하고 그 중 일부의 발광소자(100)와 접하도록 제1 파장 변환부(230)를 배치할 수 있다. 이로써, 같은 종류의 발광소자(100)를 사용하기 때문에 구동이 편리하고 열에 불안정한 적색 계열의 발광소자를 사용하지 않아도 되므로 열에 안정적이면서도 광속에 유리한 발광소자 패키지(200B)를 제작할 수 있다.

도 10은 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 10을 참조하면, 제3 실시예에 따른 발광소자 패키지(200C)가 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(200B)와 다른 점은, 복수 개의 발광소자(100)에 대응하여 복수 개의 제1 파장 변환부(230a. 230b)가 각각 배치되는 경우, 구현하고자 하는 색온도에 따라 복수 개의 제1 파장 변환부(230)에 각각 포함되는 파장변환 물질의 종류가 서로 다를 수도 있다는 점이다.

예를 들어, 발광소자(100)는 청색 계열의 LED이고, 두 개의 파장 변환부(230a, 230b) 중 어느 하나의 파장 변환부(230a)는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고 다른 어느 하나의 파장 변환부(230b)는 황색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 제2 파장 변환부(240)는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함할 수 있다.

도 10은 일 예로서 세 개의 발광소자(100) 중 두 개의 발광소자(100)와 접하는 두 개의 제1 파장 변환부(230a, 230b)를 도시하였으나, 실시예에 따라 복수 개의 발광소자(100) 모두와 접하도록 복수 개의 제1 파장 변환부(230)가 배치될 수도 있다.

도 11은 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 11을 참조하면, 제4 실시예에 따른 발광소자 패키지(200D)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되는 발광소자(100), 상기 발광소자(100)와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부(230), 상기 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부(240)를 포함한다.

몸체(210)에는 캐비티(C)가 형성되지 않는다. 즉, 몸체(210)는 플레이트 형상이거나, 상면이 플랫한 사각 기둥 또는 원기둥 형상일 수 있다.

발광소자(100)와 접하여 제1 파장 변환부(230)가 배치된다. 도 11에는 일 예로서 제1 파장 변환부(230)가 발광소자(100)의 상면에만 접하여 배치되는 것으로 도시하였으나, 제1 실시예와 관련하여 상술한 바와 같이 발과소자(100)의 상면 및 측면 모두와 접할 수도 있고, 제1 파장 변환부(230)의 단면 형상도 다양할 수 있다.

제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제1 파장 영역의 광을 방출한다.

제1 파장 변환부(230)와 이격되어 제2 파장 변환부(240)가 배치된다. 제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)와도 이격되어 배치된다.

제2 파장 변환부(240)는 몸체(210)의 상부에 배치된다. 제2 파장 변환부(240)는 몸체(210)의 상부에서 반구 형상으로 형성될 수 있다. 제2 파장 변환부(240)는 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치되므로 속이 빈 반구 형상일 수 있다. 제2 파장 변환부(240)는 정확한 반구 형상이 아닐 수도 있으며, 몸체(210)로부터 상부 방향으로 돌출된 임의의 형상일 수도 있다.

제2 파장 변환부(240)는 발광소자(100)에서 방출된 광의 일부를 흡수하여 제2 파장 영역의 광을 방출한다. 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 길다. 따라서, 제1 파장 변환부(230)에 의해 방출된 제1 파장 영역의 광은 제2 파장 변환부(240)에 의해 흡수되지 않는다.

제1 파장 변환부(230)는 발광소자(100)에 대응하여 배치되므로 제1 파장 변환부(230)의 전체 폭(W₁)은 제2 파장 변환부(240)의 전체 폭(W₂)보다 작을 수 있다. 제1 파장 변환부(230)의 전체 폭(W₁)이란 발광소자 패키지(200A)를 정면에서 바라봤을 때 제1 파장 변환부(230)가 존재하는 부분의 가장 넓은 폭을 의미한다. 제2 파장 변환부(240)의 전체 폭(W₂)이란 발광소자 패키지(200A)를 정면에서 바라봤을 때 제2 파장 변환부(240)가 존재하는 부분의 가장 넓은 폭을 의미한다.

제1 파장 변환부(230)와 제2 파장 변환부(240)의 사이에 몰딩부(250)가 배치된다. 몰딩부(250)는 물리적 및 화학적 충격으로부터 발광소자(100)와 와이어(미도시) 등을 보호하며, 발광소자(100)가 이탈되는 것을 방지할 수 있다. 몰딩부(250)는 투명한 재질로 이루어지며, 실리콘 수지 등을 포함하여 이루어질 수 있다. 몰딩부(250)는 파장변환 물질을 포함하지 않는 클리어 몰딩(clear molding)일 수 있다.

도 12는 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다. 상술한 실시예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 12를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자 패키지(200B)는 몸체(210), 상기 몸체(210)에 배치되는 발광소자(100), 상기 발광소자(100)와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부(230), 상기 제1 파장 변환부(230)와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부(240)를 포함한다.

발광소자(100)는 복수 개 배치된다. 복수 개의 발광소자(100)는 모두 같은 종류의 발광소자일 수 있다. 복수 개의 발광소자(100) 중 적어도 어느 하나와 접하여 제1 파장 변환부(230)가 배치된다. 도시하지는 않았으나. 복수 개의 발광소자(100)에 대응하여 복수 개의 제1 파장 변환부(230)가 각각 배치되는 경우, 복수 개의 제1 파장 변환부(230)에 포함되는 파장변환 물질의 종류는 동일할 수 있다.

도 13은 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지를 간략히 나타낸 측 단면도이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.

도 13을 참조하면, 제6 실시예에 따른 발광소자 패키지(200F)가 제5 실시예에 따른 발광소자 패키지(200E)와 다른 점은, 복수 개의 발광소자(100)에 대응하여 복수 개의 제1 파장 변환부(230a. 230b)가 각각 배치되는 경우, 구현하고자 하는 색온도에 따라 복수 개의 제1 파장 변환부(230)에 각각 포함되는 파장변환 물질의 종류가 서로 다를 수도 있다는 점이다.

예를 들어, 발광소자(100)가 청색 계열의 LED이고, 두 개의 파장 변환부(230a, 230b) 중 어느 하나의 파장 변환부(230a)는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고 다른 어느 하나의 파장 변환부(230b)는 황색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 제2 파장 변환부(240)는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함할 수 있다.

도 13에는 일 예로서 세 개의 발광소자(100) 중 두 개의 발광소자(100)와 접하는 두 개의 제1 파장 변환부(230a, 230b)를 도시하였으나, 실시예에 따라 복수 개의 발광소자(100) 모두와 접하도록 복수 개의 제1 파장 변환부(230)가 배치될 수도 있다.

도 14는 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

실시예에 따른 조명 장치는 광을 투사하는 발광 모듈(600)과 상기 발광 모듈(600)이 내장되는 하우징(400)과 상기 발광 모듈(600)의 열을 방출하는 방열부(500) 및 상기 발광 모듈(600)과 방열부(500)를 상기 하우징(400)에 결합하는 홀더(700)를 포함하여 이루어진다.

상기 하우징(400)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(410)와, 상기 소켓결합부(410)와 연결되고 광원(600)이 내장되는 몸체부(420)를 포함한다. 몸체부(420)에는 하나의 공기유동구(430)가 관통하여 형성될 수 있다.

상기 하우징(400)의 몸체부(420) 상에 복수 개의 공기유동구(430)가 구비되어 있는데, 상기 공기유동구(430)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.

발광 모듈(600)은 회로 기판(610) 상에 배치된 복수 개의 발광소자 패키지(650)를 포함한다. 상기 발광소자 패키지(650)는 상술한 실시예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다. 회로 기판(610)은 상기 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(500)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.

상기 발광 모듈의 하부에는 홀더(700)가 구비되는데 상기 홀더(700)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 상기 발광 모듈(600)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 상기 발광 모듈(600)의 발광소자 모듈(650)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.

도 15는 실시예들에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.

도 15를 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.

발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 상술한 바와 같다.

상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.

여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.

도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.

상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.

상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.

본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.

상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.

상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.

표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.

상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.

이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.

그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.

100: 발광소자 200A~200F: 발광소자 패키지
210: 몸체 230: 제1 파장 변환부
240: 제2 파장 변환부 250: 몰딩부

Claims (8)

1. 몸체;
   상기 몸체에 배치되는 발광소자;
   상기 발광소자와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부; 및
   상기 제1 파장 변환부와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부;를 포함하고,
   상기 제1 파장 변환부는 제1 파장 영역의 광을 방출하고 상기 제2 파장 변환부는 제2 파장 영역의 광을 방출하며, 상기 제1 파장 영역의 광은 상기 제2 파장 영역의 광보다 파장이 긴 발광소자 패키지.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 파장 변환부의 전체 폭이 상기 제2 파장 변환부의 전체 폭보다 작은 발광소자 패키지.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 발광소자는 복수 개 배치되고, 상기 제1 파장 변환부는 복수 개의 발광소자 중 적어도 어느 하나와 접하여 배치되는 발광소자 패키지.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 파장 변환부는 적색 계열의 파장변환 물질을 포함하고, 상기 제2 파장 변환부는 녹색 계열의 파장변환 물질을 포함하는 발광소자 패키지.
5. 제 1 항에 있어서,
   상기 제1 파장 변환부는 상기 발광소자의 상면과 접하거나, 상기 발광소자의 상면 및 측면과 접하는 발광소자 패키지.
6. 제 1 항에 있어서,
   상기 제2 파장 변환부는 플레이트 형상이거나, 라운드 형상인 발광소자 패키지.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 몸체는 상부가 개방된 캐비티를 갖고, 상기 캐비티 내에 상기 발광소자가 배치되며, 상기 제2 파장 변환부는 상기 캐비티의 개방 영역을 덮는 발광소자 패키지.
8. 몸체;
   상기 몸체에 배치되는 발광소자;
   상기 발광소자와 접하여 배치되는 제1 파장 변환부; 및
   상기 제1 파장 변환부와 이격되어 배치되는 제2 파장 변환부;를 포함하고,
   상기 제1 파장 변환부에 의해 방출되는 광은 상기 제2 파장 변환부에 의해 흡수되지 않는 발광소자 패키지.

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