[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20140015958A - 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자 패키지 Download PDF

Info

Publication number
KR20140015958A
KR20140015958A KR1020120082494A KR20120082494A KR20140015958A KR 20140015958 A KR20140015958 A KR 20140015958A KR 1020120082494 A KR1020120082494 A KR 1020120082494A KR 20120082494 A KR20120082494 A KR 20120082494A KR 20140015958 A KR20140015958 A KR 20140015958A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
wavelength conversion
light
wavelength
Prior art date
Application number
KR1020120082494A
Other languages
English (en)
Inventor
이치우
박민정
박종원
우나리
윤창번
윤철수
한옥식
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020120082494A priority Critical patent/KR20140015958A/ko
Publication of KR20140015958A publication Critical patent/KR20140015958A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H01L33/504—Elements with two or more wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것으로서, 본 발명의 일 측면은,
발광 소자와, 상기 발광 소자가 탑재된 패키지 본체와, 상면에 오목부가 형성되며, 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제1 파장의 광으로 변환하는 제1 파장변환물질을 갖는 제1 파장변환부 및 상기 오목부에 형성되며 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제2 파장의 광으로 변환하는 제2 파장변환물질을 갖는 제2 파장변환부를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.

Description

발광 소자 패키지{Light Emitting Device Package}
본 발명은 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
일반적으로, 파장변환용 형광체물질은 다양한 광원의 특정 파장광을 원하는 파장광으로 변환시키는 물질로 사용되고 있다. 특히, 다양한 광원 중 발광다이오드는 저전력 구동 및 우수한 광효율으로 인해 LCD 백라이트와 자동차 조명 및 가정용 조명장치로서 유익하게 적용될 수 있으므로, 최근에 형광체 물질은 백색광 발광 소자를 제조하기 위한 핵심기술로 각광받고 있다.
특히, 최근에 색재현성과 높은 양자효율을 가지고 있는 양자점을 이용한 발광 소자 패키지에 관한 많은 연구 및 특허가 진행되고 있다. 하지만 현재 양자점을 형광체를 적용한 발광 소자 또는 양자점을 실리콘에 직접 적용한 발광 소자는 양자점의 열화 및 소멸 문제로 낮은 신뢰성을 가지고 있어 실제 상용화 하는데는 많은 문제점을 안고 있다.
즉, 형광체를 단독으로 적용하였을 때에는 파우더 형광체의 고질적인 문제인 색의 불균일성, 빛의 재흡수, 광산란 문제가 여전히 남아있다. 또한 양자점을 적용하였을 때에는 양자점이 유기물에 혼합되어 있기 때문에 산소 수분에 매우 취약하며, 또한 발광 소자 칩에서 발생하는 과도한 열로 인해 양자점이 소멸되거나 변색 되는 현상이 나타난다.
본 발명은 이러한 양자점 및 형광체의 문제를 개선하며, 두 재료의 장점을 동시에 취하기 위해 컵 형상의 형광체층을 제작하여 양자점을 담은 후 산소 수분을 차단하여 구조를 개선하고 색 재현성 및 고휘도를 구현한 백색 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
본 발명의 목적 중 하나는 전 가시광 영역에서의 발광 영역을 가지며 고휘도, 연색성, 색재현성이 우수한 새로운 형태의 발광 소자 패키지를 제공하는 것이다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 일 측면은,
발광 소자와, 상기 발광 소자가 탑재된 패키지 본체와, 상면에 오목부가 형성되며, 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제1 파장의 광으로 변환하는 제1 파장변환물질을 갖는 제1 파장변환부 및 상기 오목부에 형성되며 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제2 파장의 광으로 변환하는 제2 파장변환물질을 갖는 제2 파장변환부를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 파장변환물질은 무기 형광체를 포함하며, 상기 제2 파장변환물질은 양자점 형광체를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 오목부를 밀봉하도록 상기 제1 파장변환부 상에 형성된 보호층을 더 포함할 수 있으며,
상기 보호층은 글래스판 또는 광투과성 고분자화합물일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 파장변환부는 상기 무기 형광체로 이루어진 세라믹 구조체일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 파장변환부는 상기 무기 형광체가 함유된 투명수지로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 제2 파장변환부는 상기 양자점 형광체를 함유한 투명수지로 이루어질 수 있다.
이 경우, 상기 발광소자는 청색광을 발광하며, 상기 제1 파장변환물질은 적색 형광체이고, 상기 제2 파장변환물질은 녹색 형광체일 수 있다.
이 경우, 상기 발광소자는 청색광을 발광하며, 상기 제1 파장변환물질은 녹색 형광체이고, 상기 제2 파장변환물질은 적색 형광체일 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 패키지 본체는 상기 발광 소자의 실장영역을 제공하는 캐비티를 포함하며, 상기 제1 파장변환부는 상기 캐비티 상면을 덮도록 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 파장변환부는 컵형상으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 파장변환부의 적어도 일부는 상기 캐비티 내벽 형상과 대응되도록 형성되어 캐비티 안쪽에 삽입될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 파장변환부는 상기 캐비티 저면과 이격되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 제1 및 제2 파장변환부 중 적어도 하나는 형광물질 이외에 빛의 원활한 확산을 위한 확산물질을 더 함유할 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에서, 상기 캐비티는 내측면이 단차진 복수의 층 구조일 수 있다.
이 경우, 상기 캐비티의 복수의 층 구조 중 적어도 하나에 형성되며 상기 제1 및 제2 파장변환부와 다른 구성물질을 갖는 제3 파장변환부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 의할 경우, 기판과 반도체층 사이에 반사층을 형성하여 광추출효율을 높이고, 동시에 소자의 신뢰성이 향상된 반도체 발광 소자 및발광 장치를 얻을 수 있다.
또한, 양자점 파장변환부를 적용하여 파장의 반치폭이 좁고 우수한 색 재현성을 구사할 수 있다. 또한 컵 형상의 형광체층을 이용하여 양자점이 받는 온도를 낮추고, 스페이서를 이용하여 산소/수분을 차단함으로서, 발광 소자 패키지의 수명을 안정적으로 확보 할 수 있다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다.
도5는 종래 기술에 따른 발광 소자 패키지에서 시간변화에 따른 발광성능을 나타낸 그래프이다.
도6은 종래 기술에 따른 발광 소자 패키지에서 시간변화에 따른 광파장의 변화를 나타낸 그래프이다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지에서 시간변화에 따른 발광성능을 나타낸 그래프이다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지에서 시간변화에 따른 광파장의 변화를 나타낸 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시형태들을 설명한다.
그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시형태는 당해 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 발광 소자(11), 상기 발광 소자 칩이 상면에 실장된 패키지 본체(12), 상기 발광소자(11) 및 패키지 본체(12)의 상부에 배치된 제1 및 제2 파장변환부(13, 14)을 포함하는 형태로 제공될 수 있다.
이하, 본 실시예에 따른 반도체 발광 소자의 구성 요소들을 상세히 설명한다. 다만, 본 명세서에서, '상면', '하면', '측면' 등의 용어는 도면을 기준으로 한 것이며, 실제로는 소자가 배치되는 방향에 따라 달라질 수 있을 것이다.
본 실시 형태에서 발광소자(11)는 광원으로 사용될 수 있는 것이라면 어느 것이나 채용이 가능하며, 다만 광원의 소형화 및 고효율화의 측면에서 발광다이오드를 채용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 발광다이오드는 전압 인가에 의해 빛을 발생시키는 광원으로서, 백라이트 유닛과 같이 백색 광원이 필요한 곳에 주로 사용된다. 이러한 발광다이오드로 주로 백색 발광 다이오드 칩이 사용되지만, 필요시 적색, 녹색 또는 청색 발광다이오드 칩을 모아 구성하여 이 세 가지 색상의 빛을 선택적으로 발광시키도록 구성할 수도 있다. 또한, 이 세 가지 색의 혼합으로 백색 광을 발현할 수 있으며, 각 색상의 발광 다이오드 칩을 모두 설치하고 각 칩의 인가 전압에 차이를 둠으로써 이 외 원하는 특정의 색상도 발현할 수 있다.
패키지 본체(12)는 열전도효율이 높아 발광소자(11)가 동작하는 동안에 발생되는 열을 외부로 용이하게 방출시킬 수 있는 고방열성의 세라믹 소재를 주로 사용하나 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 패키지 본체(12)는 상기 예시 이외에도 에폭시, 트라아진, 실리콘 및 폴리이미드 등을 함유하는 유기 수지 소재 및 기타 유기 수지 소재로 형성되거나, AlN 및 Al2O3 등의 세라믹 소재, 또는 금속 및 금속화합물 등을 소재로 하여 형성될 수 있다.
이러한 패키지 본체(12)에는 발광소자(11)가 설치될 수 있는 공간을 제공하며 발광소자(11)에 전기적 신호를 전달할 수 있도록 패키지 본체(12)의 상면 및 하면 또는 제1 서브기판과 제2 서브기판 사이 등 다양한 위치에 여러 형태로 된 전극(미도시)이 형성될 수 있다.
그리고, 발광소자(11)는 와이어와 같은 접속수단에 의해 전극과 전기적으로 연결된다. 상기 와이어 이외에 발광소자(11)는 패키지 본체(12)에 설치된 전극과 플립칩 본딩 등에 의해 연결될 수 있으며, 전기적 연결 방식은 이러한 방식에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변경하여 적용시킬 수 있다.
한편, 패키지 본체(12)는 하나의 몸체로 이루어져 드릴 등을 이용하여 수직방향으로 홀 가공을 한 후 캐비티(121)를 형성하여 사용할 수 있으나, 본 실시 형태에서는 다양한 도전성 패턴을 확보하고 캐비티(121)를 형성하기 보다 용이하도록 평평한 상면을 갖는 제1 기판(미도시) 위에 중공부를 갖는 제2 기판(미도시)을 적층한 후 접착제 등을 이용하여 고정시켜 캐비티를 갖는 패키지 본체를 형성하도록 구성될 수도 있다.
이러한 패키지 본체(12)의 캐비티(121) 형상은 상기 제2 기판에 형성된 중공부의 형상에 따라 결정되며, 대부분 가공이 용이한 원형으로 이루어지나 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며 정사각형 또는 직사각형 등 패키지의 종류와 발광소자의 형상 등을 고려하여 다양한 형태로 제작될 수 있다.
한편, 캐비티(121)의 내벽은 수직으로 형성될 수 있고, 캐비티(121)의 내벽의 경사에 따라 발광소자(11)로부터 방출된 빛의 조명영역이 상이해지는 점을 감안하여 전방으로 반사되는 빛과 측방으로 분산되는 빛의 양을 효율적으로 조정할 수 있도록 내벽을 경사지게 형성할 수 있다.
이 경우 캐비티(121) 내벽의 경사 기울기는 발광소자(11)의 특성 및 지향각 등을 고려하여 다양한 범위 내에서 변경될 수 있으며, 사용되는 제품에 따라서 원하는 광 특성을 발휘하도록 선택되어 사용될 수 있다. 이러한 사항을 고려하여 캐비티(121)의 내벽의 경사 기울기는 바람직하게 30-60°, 더 바람직하게는 45° 정도가 되도록 구성될 수 있다.
또한, 캐비티(121)는 설치되는 발광소자(11)의 크기와 제1 및 제2 파장변환부(13, 14)의 두께를 고려하여 그 저면의 폭과 높이가 구성될 수 있다.
즉, 일반적으로 본 실시 형태에서 발광소자(11)로 사용되는 발광다이오드 칩은 정육방면체 광원이므로 각 면에서 빛이 발생될 수 있다. 이 중 발광다이오드 칩의 측면으로 발생되는 빛의 양이 많으므로 광 손실을 줄이기 위해서는 발광소자(11)의 측면에 반사수단이 위치하도록 하여 발광소자(11)의 측면으로 발생되는 빛의 방향을 변경하는 것이 바람직하다. 이를 위해 캐비티(121)의 내벽은 설치되는 발광소자(11)에 맞게 그 높이가 조정되어 발광소자(11)의 측면으로 방출된 빛이 캐비티 상부로 반사되는 광반사면의 역할을 할 수 있다. 즉, 발광소자(11)로부터 방출된 빛이 캐비티(14)의 내벽에 반사되어 빛의 경로가 전방을 향하도록 변경되므로 광 손실을 최소화할 수 있는 것이다.
제1 파장변환부(13)는 상기 패키지 본체(12)의 캐비티(121)를 덮도록 설치되되, 상기 발광 소자(11)로부터 방출된 빛을 다른 파장으로 변환할 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(11)와 소정의 간격을 두고 형성될 수 있다. 즉, 캐비티(121) 측벽 및 제1 파장변환부(13)로 둘러싸인 빈 공간이 형성될 수 있다. 상기 공간에는 공기가 충진될 수 있으며, 발광소자(11)를 이루는 물질과 외부와의 굴절률의 차이를 줄이고 광 추출효율을 향상시킬 수 있도록 높은 투명도의 물질, 예를 들어, 실리콘이 충진될 수도 있다.
또, 제1 파장변환부(13)는 상기 캐비티(121)과 반대측의 표면에 내측으로 오목한 오목부가 형성될 수 있다. 상기 오목부는 다양한 형태로 제한없이 형성될 수 있으나, 예를 들어 가공이 용이한 원형으로 형성될 수 있으며, 후술하는 바와 같이 내측에 제2 파장변환부를 수납하는 형태로 제공될 수 있다.
이 경우, 제1 파장변환부(13)는 광투과성의 수지 및 형광물질이 혼합되어 이루어질 수 있으며, 발광소자(11)를 보호하는 역할을 한다. 또한, 열에 약한 제2 파장변환부(14)와 발광 소자(11)간의 간격을 유지해줌으로써 제2 파장변환부(14)가 발광소자(11)의 작동시 그 열에 의해 손상되는 것을 방지하는 역할을 한다.
이러한 제1 파장변환부(13)는 발광소자(11)으로부터 발생된 빛의 손실을 최소화하면서 통과시킬 수 있도록 높은 투명도의 실리콘, 폴리머, 에폭시 또는 실리카등의 수지와 발광소자(11)로부터 방출된 빛의 파장을 변환시켜 단색광을 백색광 등으로 변환시키기 위한 무기형광물질이 결합되어 형성될 수 있다.
특히, 제1 파장변환부(13)는 형광체와 폴리머를 혼합하여 사출 형성되어 무기 형광체가 함유된 투명수지로 이루어지거나, 소결되어 세라믹 구조체로 형성될 수 있다. 그러나 본 실시 형태에서는 이와 같은 예시에 한정되는 것은 아니며, 오목부를 갖고, 상기 오목부의 내측에 제2 파장변환부를 수납할 수 있을 정도의 내구성을 갖춘 경우라면 다양한 형태로 형성될 수 있을 것이다.
또한, 제1 파장변환부(13)에는 발광소자(11)에서 방출되는 자외선을 흡수할 수 있도록 자외선 흡수제가 더 포함될 수 있다.
제2 파장변환부(14)는, 상기 오목부 내측에 형성되되, 상기 발광소자(11)에서 방출된 빛의 광경로상에 위치하며 발광 소자(11)로부터 발생되어 제1 파장변환부에서 1차 변환된 빛을 다시 2차로 변환할 수 있다. 즉, 상기 발광소자(11)에서 방출된 빛은 제1 파장변환부(13) 및 제2 파장변환부(14)를 순차로 거쳐 발광소자 패키지 상부로 방출되도록 제공될 수 있다.
이러한 제2 파장변환부(14)는 양자점 형광체를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 양자점 형광체를 함유한 투명 수지로 이루어질 수 있고, 투명 수지로서 실리콘을 사용할 수 있다.
일반적으로 양자점 형광체는 방출파장의 반치폭이 작기 때문에 색재현성에 매우 유리한 장점을 갖는다. 그러나 반대로 열에 약한 단점을 가지므로 발광 소자(11)의 동작시 방출되는 열에 의하여 변성되어 성능을 발휘하기 어려운 측면이 있다.
본 실시 형태의 경우에는 제2 파장변환부(14)가 발광 소자(11)와 직접 접촉하지 아니하고 제1 파장변환부(13)를 통하여 일정 거리 이격되어 있는 구조이므로 비교적 열에 강하고 수명이 긴 우수한 효과를 가질 수 있다.
또한, 제2 파장변환부(14)는 일반적으로 평평한 상면을 제공하도록 구성되지만, 필요시 빛의 광 지향각 등을 고려하여 상면이 하측으로 오목하게 들어간 형상으로 구성되거나, 상면이 상측으로 볼록하게 돌출된 형상으로 구성할 수도 있다.
이 경우, 제2 파장변환부(14)의 곡률반경을 발광소자(11)의 광 방출량과 캐비티(121)의 크기 등을 고려하여 설정될 수 있을 것이다.
상술한 바와 같이, 본 실시 형태에서는 제1 및 제2 파장변환부(13, 14)의 두 단계의 파장변환부를 거쳐 빛이 2 단계로 변환된다. 이 과정에서 최종 출사되는 빛은, 반드시 이에 한정하는 것은 아니지만 백색광일 수 있다.
이 경우 상기 발광 소자(11)가 청색 광을 방출하는 청색 발광 소자인 경우, 발광 소자 패키지가 최종적으로 백색광을 방출하도록 하기 위해서 제1 파장변환부(13)는 녹색 형광체를, 제2 파장변환부(14)는 적색 형광체를 함유하도록 할 수 있다. 또는 이와 반대로, 제1 파장변환부(13)는 적색 형광체를, 제2 파장변환부(14)는 녹색 형광체를 함유하도록 할 수 있다.
우선 제1 파장변환부(13)는 녹색 형광체를, 제2 파장변환부(14)는 적색 형광체를 함유하는 경우에는 제1 파장변환부(13)에 함유된 무기 형광체가 가지는 장점인 높은 휘도와, 제2 파장변환부(14)에 함유된 양자점 형광체가 가지는 장점인 높은 색재현성의 특징을 살릴 수 있는 효과가 있다.
반대로 제1 파장변환부(13)는 적색 형광체를, 제2 파장변환부(14)는 녹색 형광체를 함유하는 경우에는 단파장에서 장파장으로 가는 빛의 재흡수(reabsorption)현상을 방지할 수 있고, 제2 파장변환부(14)에 함유된 양자점 형광체가 가지는 장점을 살려 녹색 파장 영역에서 높은 색재현성을 얻을 수 있는 효과가 있다.
도2는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도2를 참조하면, 본 실시 형태에서는 캐비티(221)내벽에 반사부(25)를 갖고, 제1 및 제2 파장변환부(23, 24) 상부에 광투과성의 보호층(26)이 배치되어 있다는 점을 제외하고는 기본적인 구성은 도1에서 도시한 실시 형태와 동일하다.
반사부(25)는 고반사성 물질로 이루어지며, 캐비티(221)의 내벽에는 발광소자(21)에서 전달된 빛의 반사율을 더욱 높일 수 있도록 바람직하게는 알루미늄 등의 금속 재질의 코팅막으로 형성될 수 있다.
보호층(26)은 제2 파장변환부(24)를 완전히 덮고, 제1 파장변환부(23)의 적어도 일부를 덮도록 오목부를 밀봉하는 형태로 형성될 수 있다. 이는, 습기와 열에 상대적으로 취약한 양자점 형광체를 포함하는 제2 파장변환부(24)를 보호하기 위한 것이다. 따라서, 상기 보호층(26)과 제2 파장변환부(24) 사이에는 이격된 공간이 없이 완전히 밀착되도록 하는 것이 바람직하다.
또한 이 경우, 보호층(26)은 상기 제2 파장변환부(24)를 보호하는 역할을 수행함과 동시에 발광 소자 패키지의 최종 광출사면이기도 하므로, 충분한 광투과성을 갖는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 보호층(26)은 글래스판일 수 있으며, 광투과성 고분자 수지로 이루어질 수 있다.
도3은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도3을 참조하면, 본 실시 형태에서는 제1 파장변환부(33)가 그 일부 영역이 돌출되어 캐비티(321)내벽 일부에 삽입 형성된 돌출부(331)를 갖는다는 점을 제외하고는 기본적인 구성은 도1에서 도시한 실시 형태와 동일하다.
즉, 제1 파장변환부(33)는 도3에 도시된 바와 같이 밑면이 수평인 구성이 아니며, 하면 중앙에 소정 깊이로 돌출부(331)가 형성되어, 캐비티(321)내벽 일부에 끼워져 고정되도록 구성될 수 있다.
한편 제1 파장변환부(33)의 돌출부가 형성되지 않은 다른 영역은 상기 도1 및 도2에서 도시되었던 바와 마찬가지로 평평한 하면을 갖도록 구성될 수 있다. 이와 같이 함으로써 패키지 본체(32)의 캐비티(321)가 형성된 영역과 캐비티(321)가 형성되지 않은 영역 모두에서 제1 파장변환부(33)와의 결합이 보다 견고하고 안정적으로 확보될 수 있다.
도4는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 개략적으로 나타낸 단면도이다. 도4를 참조하면, 본 실시 형태에서는 캐비티 내측에 단차부(422)가 형성되어 다층 구조로 이루어질 수 있다는 점에서 상기 도1 및 도2에 도시된 실시 형태와 차이가 있다.
이 경우, 하부에서 상부로 갈수록 직경이 커지는 중공부를 갖는 복수의 서브기판을 이용하여 캐비티가 단차진 다층 구조로 이루어지도록 형성할 수 있을 것이다. 앞선 실시 예와 유사한 부분에 대해서는 그 상세한 설명은 생략한다.
본 실시 형태에서는 캐비티에 형성된 단차부(422)에 상기 제1 및 제2 파장변환부와 다른 구성물질을 갖는 제3 파장변환부(48)를 형성한 실시 형태를 예시하고 있다. 이와 같이, 상기 단차부(422)를 파장변환부를 별도로 배치할 수 있는 공간으로서 활용할 수 있다. 또한, 상기 단차부(422)는 복수개 형성될 수 있으며, 상기 복수개 형성된 단차부마다 서로 다른 구성물질, 서로 다른 색의 또는 같은 색상이 중복되게 파장변환물질을 적용하여 선택적으로 하나씩 형성되도록 하여 다양한 색 구현이 가능할 것이다. 이때, 필요시 하나의 파장변환부를 복수의 색상 형광물질을 혼합하여 구성할 수도 있으며, 복수개 형성된 단차부마다 서로 다른 색상의 파장변환부를 형성하는 경우 광속 및 CRI를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
또한, 한 쌍의 제1 및 제2 파장변환부를 상기 단차부(422)에 배치하고 그 상부에 제1 및 제2 파장변환부를 다시 배치하여, 결과적으로 제1 및 제2 파장 변환부가 번갈아 적층되는 형태로 제공될 수 있을 것이다.
도5는 종래 기술에 따른 발광 소자 패키지에서 시간 및 온도변화에 따른 발광성능을 나타낸 그래프이다.
도5를 참조하면, 시험을 시작한 시점에서의 발광성능을 100%로 할 때, 시험시작후 약 25분 경과한 시점에서 상온에서는 약 20%, 85도와 60도의 온도에서는 강각 40% 및 90%의 성능 하락폭을 보이고 있음을 알 수 있다.
도6은 종래 기술에 따른 발광 소자 패키지에서 시간 및 온도변화에 따른 광파장의 변화를 나타낸 그래프이다.
도6을 참조하면, 특히 530nm 및 600nm 부근의 파장에서 시간이 지남에 따라 광방출량이 현격히 약해지는 것을 알 수 있다.
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지에서 시간 및 온도변화에 따른 발광성능을 나타낸 그래프이다.
도7을 참조하면, 시험 시작 후 약 1000 시간 경과 후에도 상온 및 60도의 온도에서 거의 성능 저하가 없음을 알 수 있다. 또한 온도 85도의 열악한 조건 하에서도 발광 성능의 하락폭은 약 40%에 그쳐, 상기 설명한 종래기술에 비해 매우 뛰어난 안정성 및 수명을 보이고 있음을 알 수 있다.
도8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지에서 시간 및 온도변화에 따른 광파장의 변화를 나타낸 그래프이다.
역시 약 1000 시간 후에도 모든 광파장 영역에서 동일한 광출력을 보이고 있음을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정된다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게는 자명할 것이며, 이 또한 첨부된 청구범위에 기재된 기술적 사상에 속한다 할 것이다.
11, 21, 31, 41: 발광 소자 12, 22, 32, 42: 패키지 본체
121, 122, 321: 캐비티 13, 23, 33, 43: 제1 파장변환부
14, 24, 34, 44: 제2 파장변환부 25: 반사층
26: 보호층 331: 돌출부
422: 단차부

Claims (16)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자가 탑재된 패키지 본체;
    상면에 오목부가 형성되며, 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제1 파장의 광으로 변환하는 제1 파장변환물질을 갖는 제1 파장변환부; 및
    상기 오목부에 형성되며 상기 발광 소자로부터 방출되는 광의 파장을 제2 파장의 광으로 변환하는 제2 파장변환물질을 갖는 제2 파장변환부;
    를 포함하는 발광 소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장변환물질은 무기 형광체를 포함하며, 상기 제2 파장변환물질은 양자점 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 오목부를 밀봉하도록 상기 제1 파장변환부 상에 형성된 보호층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보호층은 글래스판 또는 광투과성 고분자화합물인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 제1 파장변환부는 상기 무기 형광체로 이루어진 세라믹 구조체인 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 제1 파장변환부는 상기 무기 형광체가 함유된 투명수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제2 파장변환부는 상기 양자점 형광체를 함유한 투명수지로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 청색광을 발광하며,
    상기 제1 파장변환물질은 적색 형광체이고, 상기 제2 파장변환물질은 녹색 형광체인 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 발광소자는 청색광을 발광하며,
    상기 제1 파장변환물질은 녹색 형광체이고, 상기 제2 파장변환물질은 적색 형광체인 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 제1항에 있어서
    상기 패키지 본체는 상기 발광 소자의 실장영역을 제공하는 캐비티를 포함하며,
    상기 제1 파장변환부는 상기 캐비티 상면을 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  11. 제1항에 있어서
    상기 제1 파장변환부는 컵형상으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 파장변환부의 적어도 일부는 상기 캐비티 내벽 형상과 대응되도록 형성되어 캐비티 안쪽에 삽입되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제1 파장변환부는 상기 캐비티 저면과 이격되어 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 파장변환부 중 적어도 하나는 형광물질 이외에 빛의 원활한 확산을 위한 확산물질을 더 함유하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 캐비티는 내측면이 단차진 복수의 층 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 캐비티의 복수의 층 구조 중 적어도 하나에 형성되며 상기 제1 및 제2 파장변환부와 다른 구성물질을 갖는 제3 파장변환부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지.
KR1020120082494A 2012-07-27 2012-07-27 발광 소자 패키지 KR20140015958A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120082494A KR20140015958A (ko) 2012-07-27 2012-07-27 발광 소자 패키지

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020120082494A KR20140015958A (ko) 2012-07-27 2012-07-27 발광 소자 패키지

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20140015958A true KR20140015958A (ko) 2014-02-07

Family

ID=50265230

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020120082494A KR20140015958A (ko) 2012-07-27 2012-07-27 발광 소자 패키지

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20140015958A (ko)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10388841B2 (en) Light emitting package
US9082946B2 (en) Light emitting module, a lamp, a luminaire and a display device
US9599292B2 (en) Light emitting module, a lamp, a luminaire and a display device
US8716729B2 (en) Lighting device
KR102277127B1 (ko) 발광소자 패키지
US20110248296A1 (en) Light emtting device
JP2007165811A (ja) 発光装置
JP5025636B2 (ja) 発光装置
JP5561330B2 (ja) 発光装置
KR20190010478A (ko) 발광 장치, 집적형 발광 장치 및 발광 모듈
TW201306325A (zh) 白光發光元件、顯示裝置以及使用上述的照明裝置
JP2014060328A (ja) 発光装置
KR20160079973A (ko) 광원 모듈
KR20130079804A (ko) 백색 발광 장치 및 이를 이용한 디스플레이 및 조명장치
KR101202173B1 (ko) 복수개의 파장변환 물질층들을 갖는 발광 소자
KR101666844B1 (ko) 광학 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
US9989197B2 (en) Optical device and light source module including the same
JP5005013B2 (ja) 発光装置及び照明装置
KR20220141262A (ko) 발광 다이오드 패키지
WO2015072120A1 (ja) 発光装置、発光モジュール、照明器具及びランプ
KR20140015958A (ko) 발광 소자 패키지
JP5704207B2 (ja) 発光装置
KR20130027653A (ko) Ｌｅｄ 백색 광원모듈
KR20070088848A (ko) 발광장치 및 이를 구비하는 영상표시장치
KR101258232B1 (ko) 복수개의 파장변환 물질층들을 갖는 발광 소자

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination