KR101625911B1 - 광효율이 개선된 ｌｅｄ 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따른 LED 장치는, 특정 파장 영역의 빛을 방출하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 발광면을 덮도록 형성된 투명 수지층; 및 상기 투명 수지층에 의해 상기 LED 칩과는 이격되어 상기 투명 수지층을 덮도록 형성되며, 상기 LED 칩으로부터 방출되는 빛을 다른 파장 영역의 빛으로 변환하는 적어도 1종의 형광체를 함유한 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층에 함유된 형광체의 입자들의 평균 자유 거리(Mean Free Path)가 5500 K의 온도에서 0.8 mm 이상이다.

Description

광효율이 개선된 ＬＥＤ 장치{LED device having enhanced efficiency}
본 발명은 LED 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED 칩과 이로부터 나오는 빛에 의해 여기되어 다른 파장의 빛을 내는 형광체를 포함하는 LED 장치에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 간단히 LED라 함)는 종래의 광원에 비해 긴 수명, 낮은 소비전력, 빠른 응답속도, 환경 친화성 등 장점을 갖고 있으며, 조명, 백라이트 등 다양한 제품에서 고품질 광원으로 적용되고 있다. 이러한 LED를 이용한 발광 장치에는, LED 칩의 방출광을 다른 파장의 빛으로 변환시키기 위해 형광체를 이용하는 기술이 널리 적용된다. 특히, 이러한 파장 변환 기술은 다양한 형태의 조명장치와 디스플레이 장치의 백라이트에서 요구되는 백색 발광 장치 분야에서 크게 요청되고 있다.
백색 LED 장치는, 자외선(UV) 또는 청색(Blue) LED 칩에서 방출된 빛의 일부를 적녹청(RGB) 혹은 황색(Y) 형광체의 조합을 통해 색변환시키고, LED 칩의 방출광과 색변환에 의해 얻어진 빛을 혼합하여(혹은 색변환에 의해 얻어진 여러 파장의 빛을 혼합하여) 백색광을 구현하게 된다. 고효율로 백색광을 얻기 위해서, LED 칩의 출력 향상과 함께 형광체와 같은 색변환 재료의 변환 효율의 향상을 위한 연구가 많이 진행되고 있다.
도 1은 종래의 백색 LED 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1을 참조하면, LED 장치(10)는 반사컵이 마련된 패키지 본체(11), LED 칩(15) 및 형광체층(12)을 포함한다. 통상적으로, 형광체층(12)은 형광체를 함유한 수지로 형성될 수 있다. 형광체층(12) 위에는 렌즈 또는 봉지재 수지(14)가 형성되어 있다. LED 칩(15)과 형광체층(12)은 반사컵 안에 배치된다(컵 충진(cup filling) 방식). LED 칩(15) 주위에 바로 형광체층(12)이 맞닿아 있어, 이 형광체층(12) 내의 형광체에 의해 색변환이 먼저 이루어지고, 이 후에 렌즈 또는 봉지재 수지(14)를 통해 광추출을 이끌어낸다.
그러나, LED 칩(15)에서 나온 빛 중 일부는, 형광체층(12) 내의 형광체에 의해 색변환되지 않고 반사 또는 산란되어 LED 칩(15)에 의해 재흡수되고, 이로 인해 상당한 광손실이 발생할 수 있다. 또한, LED 칩(15)에서 발생된 열이 직접 형광체층(12)에 전달되어 색변환 효율의 감소가 유발된다. 뿐만 아니라, 형광체층(12) 내에 있어서, 형광체에 의해 방출된 빛이 다른 형광체에 의해 재흡수됨으로 인해 광손실이 발생하기도 한다.
본 발명의 실시형태는 광손실이 억제되고 높은 효율과 개선된 광휘도를 나타내는 LED 장치를 제공한다. 또한 본 발명의 실시형태는 광손실이 억제되고 높은 효율과 개선된 광휘도를 나타내며 백색광을 출력하는 LED 장치를 제공한다. 또한 본 발명의 실시형태는 광손실이 억제되고 높은 효율과 개선된 광휘도를 나타내며 고출력에 적합한 LED 장치를 제공한다.
본 발명의 일 측면에 따른 LED 장치는, 특정 파장 영역의 빛을 방출하는 LED 칩; 상기 LED 칩의 발광면을 덮도록 형성된 투명 수지층; 및 상기 투명 수지층에 의해 상기 LED 칩과는 이격되어 상기 투명 수지층을 덮도록 형성되며, 상기 LED 칩으로부터 방출되는 빛을 다른 파장 영역의 빛으로 변환하는 적어도 1종의 형광체를 함유한 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층에 함유된 형광체의 입자들의 평균 자유 거리(Mean Free Path)가 5500 K의 온도에서 0.8 mm 이상이다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 평균 자유 거리는 5500 K의 온도에서 0.8 내지 1.05 mm이다. 상기 색변환층의 체적은 상기 투명 수지층의 체적의 5 배이상일 수 있다. 상기 색변환층의 체적은 상기 투명 수지층의 체적의 5배 이상 15배 이하일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 장치는 상기 LED 칩과 색변환층에 의해 백색광을 출력할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 수지층은 위로 볼록한 상면을 갖되, 상기 투명 수지층의 상면의 곡률은 중심부에서 0.5 mm-1 이상일 수 있다. 상기 투명 수지층은 위로 볼록한 상면을 갖되, 상기 곡률은 중심부에서 0.5 mm-1 이상 2 mm-1 이하일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 수지층의 두께는 상기 LED 칩의 상면으로부터 상기 LED 칩의 두께의 3배이상일 수 있다. 상기 투명 수지층의 두께는 상기 LED 칩의 상면으로부터 상기 LED 칩의 두께의 3배 이상 10배 이하일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 투명 수지층의 굴절율은 1.4 이상일 수 있다. 상기 투명 수지층의 굴절율은 1.4 이상 2.2 이하일 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 장치는, 상기 LED 칩이 실장되는 반사컵이 마련된 패키지 본체를 더 포함하고, 상기 투명 수지층과 색변환층은 상기 반사컵에 배치될 수 있다. 상기 반사컵의 내면은 턱진 부분(stepped portion)를 갖되, 상기 투명 수지층과 색변환층의 계면은 상기 턱진 부분에서 상기 반사컵 내면과 만날 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 장치는 상기 LED 칩이 탑재되는 기판을 더 포함하고, 상기 투명 수지층은 상기 기판 상에서 상기 LED 칩을 덮고, 상기 색변환층은 상기 기판 상에서 상기 투명 수지층을 덮을 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 색변환층은 발광 파장에 따른 2종 이상의 형광체를 함유하되, 상기 2종 이상의 형광체들의 발광 파장에 따라 층분리된 복수의 형광체층의 적층 구조를 가질 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 칩은 청색 LED 칩이고, 상기 색변환층은 황색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 색변환층은 녹색 형광체 및 적색 형광체를 더 포함할 수 있다. 상기 색변환층은 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층과, 상기 적색 형광체층을 덮는 황색 형광체와 녹색 형광체의 혼합물 형광체층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 칩은 청색 LED 칩이고, 상기 색변환층은 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 색변환층은 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층과, 상기 적색 형광체층을 덮는 녹색 형광체층을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시형태에 따르면, 상기 LED 칩은 자외선 LED 칩이고, 상기 색변환층은 적색 형광체, 녹색 형광체 및 청색 형광체를 포함할 수 있다. 상기 색변환층은, 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층, 상기 적색 형광체층을 덮는 녹색 형광체층 및 상기 녹색 형광체층을 덮는 청색 형광체층을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, LED 칩에서 나오는 빛의 광추출을 높일 수 있고, 형광체 입자에 의한 광손실을 효과적으로 억제할 수 있다. 또한, 형광체에 의해 반사되어 LED 칩에 의해 흡수 또는 손실되는 빛의 양을 감소시킬 수 있고, 열에 의한 형광체 열화를 억제할 수 있다. 따라서, 고출력에서도 고효율의 백색 LED와 같은 LED 장치를 구현할 수 있다. 색변환층의 용적이 상대적으로 크므로, LED 장치의 제조 공정에 있어서 색변환층 형성은 곡률에 대하여 큰 공정 공차(tolerance)를 갖게 된다. 또한, 고전류, 고출력 동작에서도 색변환이 충분이 이루어지므로 색좌표의 변화가 없거나 작다.
도 1은 종래의 백색 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시형태에 따른 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 LED 장치의 평균 자유 거리(MFP)에 따른 광속을 나타내는 그래프이다.
도 4는 본 발명의 실시예와 종래예에 따른 LED 장치의 전류에 따른 광속을 나타내는 그래프이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 2는 본 발명의 실시형태에 따른 LED 장치를 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하면, LED 장치(100)는 패키지 본체(101)에 실장된 청색 LED 칩(150)과, 이 청색 LED 칩(150)의 발광면을 덮는 투명 수지층(110)과, 투명 수지층(110)을 덮는 색변환층(120)을 포함한다. LED 칩(150)은 패키지 본체(101)의 반사컵 안에 실장되어 있고, 투명 수지층(110)과 색변환층(120)은 패키지 본체(101)의 반사컵 안에 채워져 있다.
투명 수지층(110)에는 형광체가 함유되어 있지 않으나, 색변환층(120)에는, 청색 LED 칩(150)에서 나온 청색광에 의해 여기되어 황색광을 발하는 황색 형광체(121)가 함유되어 있다. 청색 LED 칩(150)으로부터 나오는 빛 중 일부는 황색 형광체(121)에 의해 황색광으로 변환되는데, 이 황색광과 청색 LED 칩(150)에서 나온 청색광이 혼합되어 백색광을 방출할 수 있다.
색변환층(120)은 예를 들어, 실리콘 수지 등의 투명 수지 내에 황색 형광체(121)의 입자들이 분산되어 있는 형광체 함유 수지로 되어 있다. 색변환층(120)과 청색 LED 칩(150) 사이에 투명 수지층(110)을 배치함으로써 색변환층(120)는 투명 수지층(110)에 의해 LED 칩(150)으로부터 이격되어 있다. 따라서, 색변환층(120)과 그 안에 함유된 형광체(121)는 LED 칩(150)과 접촉하지 않고 LED 칩(150)으로부터 떨어져 분리되어 배치된다.
색변환층(120)은 매우 묽은(dilute)한 형광체 농도를 갖고 있는데, 예를 들어 기존의 형광체 함유 수지층의 형광체 농도 대비 5 내지 9배 정도 묽은 형광체 농도를 가질 수 있다. 이와 같이 낮은 농도의 형광체 농도는 패키지의 구조와 사이즈에 따라 다른 값을 가질 수 있으나, 형광체(121) 입자들의 평균 자유 거리(Mean Free Path, 이하 간단히 MFP 라고도 함)는 5500 K의 온도에서 0.8 mm 이상이다. 특히, 형광체(121) 입자들의 MFP는 5500 K의 온도에서 0.8 내지 1.05 mm일 수 있다. 기존의 백색 LED 패키지(도 1 참조)에서는 색변환층 혹은 형광체층(도 1의 도면부호 12 참조)에서의 형광체 입자들의 MFP가 0.2 mm 이하이나, 본 실시형태에서는 이보다 훨씬 큰 MFP 값을 사용한다. 이와 같이 큰 MFP 값으로 형광체(121) 입자들이 분산되어 있는 색변환층(120)을 LED 칩(150)으로부터 간격을 두고 떨어진 위치에 배치하여, 색변환층(120) 내의 형광체 입자들에 의한 빛의 산란, 반사를 줄이고 형광체 입자들간의 재흡수를 감소시킬 수 있고, 이에 따라 광손실은 줄어들고 광효율고 휘도는 높아지게 된다.
상술한 바와 같이 매우 큰 MFP 값을 확보하면서 충분한 색변환(LED 칩으로부터 나온 빛을 다른 파장의 빛으로 변환)을 얻을 수 있도록 하기 위해, 색변환층(120)은 투명 수지층(110)의 체적의 5배 이상이 되는 체적을 가질 수 있다. 특히, 색변환층(120)의 체적은 투명 수지층(110)의 체적의 5배 이상 15배 이하일 수 있다.
도 2를 참조하면, 투명 수지층(110)의 상면은 위로 볼록한 형상으로 되어 있어 LED 칩(150)으로부터 나온 빛의 광추출에 유리하다. 투명 수지층(110)에 의해 단색광(본 실시형태에서는 특히, 청색광)의 추출을 먼저하고 이 후에 MFP 0.8 mm 이상의 매우 묽은 형광체 농도를 갖는 색변환층(120)으로 파장 변환을 수행함으로써 광손실을 억제함과 아울러 광속의 증가를 도모할 수 있다.
LED 칩(150)(예컨대, GaN계 LED 칩)이 갖는 매우 높은 굴절율(예컨대, 2.5 정도의 굴절율)을 고려하여, 투명 수지층(110)에 의한 단색광 추출을 향상시키기 위해, 투명 수지층(110)은 1.4 이상의 고굴절율을 가질 수 있다. 바람직하게는, 투명 수지층(110)의 굴절율은 1.5 이상일 수 있고, 더 바람직하게는 1.8 이상일 수 있다. 특히, 투명 수지층(110)은 1.4 이상 2.2 이하의 굴절율을 가질 수 있다. 또한, 투명 수지층(110)에 의한 광추출 향상을 증가시키기 위해 투명 수지층(110)은 LED 칩(150)의 상면으로부터 LED 칩(150) 두께의 3배 이상의 두께를 가질 수 있고, 더 바람직하게는 5 배 이상의 두께를 가질 수 있다. 특히, 투명 수지층(110)은 LED 칩(150)의 상면으로부터 LED 칩(150) 두께의 3배 이상 10배 이하일 수 있다.
또한, 투명 수지층(110)의 상면의 곡률이 중심부에서 0.5 mm-1 이상, 보다 바람직하게는 1 mm-1 이상이 되도록 투명 수지층(110)의 구조적 형상을 형성함으로써 LED 칩(150) 상면으로부터의 투명 수지층(110) 두께를 충분히 확보하고 광추출 효율을 극대화시킬 수 있다. 특히, 투명 수지층(110)의 상면의 곡률은 0.5 mm-1 이상 2 mm-1 이하일 수 있다. 이러한 투명 수지층(110) 형상은 압축 성형(compression molding), 사출 성형(injection molding) 등을 이용한 다양한 오버 몰딩(overmolding) 방법을 이용하여 구현될 수 있다. 오버몰딩 이외에도, 도포하는 수지 재료의 점도 및 패키지 형상에 따라 기존의 디스펜싱(dispensing) 방법을 적용하여 투명 수지층(110)의 형상을 만들 수 있다. 디스펜싱에 의해 투명 수지층(110)을 형성할 경우, 투명 수지층(110)의 볼록한 상면 형상을 보다 용이하게 만들기 위해 패키지 본체(101)의 반사컵 내면은 계단형으로 턱진 부분(stepped portion)를 가질 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 투명 수지층(110)과 색변환층(120)의 계면은 이 턱진 부분에서 반사컵 내면과 만난다.
상술한 바와 같이 투명 수지층(110)에 의해 단색광(본 실시형태에서는 청색광)의 추출 효율이 극대화되며, 단색광의 파장 변환이 이루어지는 색변환층(120)이 MFP 0.8 mm 이상의 매우 묽은 형광체 농도를 가짐으로써 광손실을 최소화한다. 기존의 LED 장치(도 1 참조)에서는 40% 정도의 광손실이 발생되나, 본 실시형태의 LED 장치에서는 30% 이하의 광손실, 더 적게는 10% 정도까지 낮은 광손실을 실현할 수 있다. 이러한 결과, LED 장치로부터 높은 광속을 얻을 수 있게 된다.
도 3은 실시예에 따른 LED 장치(도 2 참조)에 있어서 색변환층 내 형광체 입자들의 평균 자유 거리(MFP)에 따른 휘도(광속)의 변화를 나타낸 그래프로서, 이 그래프는 시뮬레이션을 통해 얻은 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, MFP가 0.8mm 이상 1.05mm 이하인 경우 가장 높은 광속을 나타냄을 알 수 있다.
아래 등식에 나타난 바와 같이, MFP는 형광체 농도와 반비례 관계를 갖고 있다. 이러한 MFP에 따른 LED 장치의 휘도 변화 추이는 도 3과 같이 나타난다.
Figure 112010015292510-pat00001
L = 평균 자유 거리, n = 형광체 농도(밀도), σ = 형광체의 단면적.
본 발명자들에 의한 실제 실험 결과, 종래예의 컵 충진(cup filling) 방식의 LED 장치(도 1 참조)에 대비하여, 도 2에 도시된 바와 같은 실시예의 LED 장치는 8 내지 18% 이상의 증가된 광속을 얻을 수 있었다. 이와 같은 광속 증가 양상은 도 4의 그래프에 나타난 바와 같이 고출력 영역에서 더 두드러지게 나타났다. 도 4는 종래예(도 1 참조)와 실시예(도 2 참조)에 따른 있어서, 인가 전류에 따른 LED 장치의 출력광의 광속을 나타낸다. 도 4에 도시된 바와 같이, 높은 전류의 고출력일 수록 실시예와 종래예의 광속 차이는 커진다. 따라서, 고출력에서 휘도 향상 효과가 더욱 더 크다는 것을 알 수 있다. 실제 실험에서, 종래예(도 1 참조)에서는 형광체:수지의 중량비가 1:3인 형광체층을 사용하였으나, 실시예(도 2 참조)에서는 형광체:수지의 중량비가 1:20인 색변환층을 사용하였다. 실시예의 색변환층은 종래예에 비하여 평균 자유 거리가 매우 크다.
도 5는 본 발명의 다른 실시형태에 따른 LED 장치(200)를 나타낸다. 도 5의 실시형태는, 색변환층(220)이 황색 형광체(121) 뿐만 아니라 적색 형광체(123) 및 녹색 형광체(125)를 더 포함한다는 점에서 상술한 실시형태(도 2 참조)와 다르다. 황색 형광체에 더하여 적색 및 녹색 형광체를 사용함으로써 LED 장치(200)는 더 높은 연색성 또는 색재현성의 백색광을 발할 수 있다. 그 외 다른 사항들, 즉 장치 구조, 형광체(121, 123, 125) 입자들의 MFP, 투명 수지층(110)의 두께, 곡률, 굴절율, 광손실 억제, 휘도 향상 등은 전술한 실시형태와 마찬가지이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치(300)를 나타낸다. 도 6에 도시된 바와 같이, LED 장치(300)는 기판(301) 상에 탑재된 청색 LED 칩(150), 투명 수지층(310) 및 색변환층(320)을 포함한다. 투명 수지층(310)은 기판(301) 상에서 청색 LED 칩(150)을 덮는다. 색변환층(320)은 황색 형광체를 함유하고 기판(301) 상에서 투명 수지층(310)을 덮는다. 기판(301)이 회로 기판일 경우, LED 칩(150)과 투명 수지층(310), 그리고 색변환층(320)이 회로 기판 상에 직접 탑재/형성됨으로써 COB(chip on board) 방식의 LED 장치가 구현될 수 있다.
도 7에 도시된 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치(400)는 자외선 LED 칩(450)을 사용한다. 형광체(421, 422, 423)을 함유하는 색변환층(420)은, 형광체를 함유하지 않은 투명 수지층(410)의 상면을 덮도록 기판(401) 상에 배치된다. 색변환층(420)은 2종 이상의 형광체를 함유하되, 이 형광체들의 종류(발광 파장)에 따라 층분리되어 복수의 형광체층(421, 422, 423)의 적층 구조를 갖는다. 보다 구체적으로는, 색변환층(420)은 적색 형광체층(421), 녹색 형광체층(422) 및 청색 형광체층(423)이 순차적으로 적층된 적층 구조를 가진다. 자외선 LED 칩(450)에서 나온 자외선(UV)은 투명 수지층(410)을 통과하고, 색변환층(420)에 의해 적색광, 녹색 및 청색으로 변환된다. 이러한 색변환에 의해 얻어진 적색광, 녹색광 및 청색광은 서로 혼합되어 백색광을 방출할 수 있다. 도 7의 실시형태에서도 기판(401)으로서 회로기판을 사용함으로써 COB 타입의 LED 장치를 구현할 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시형태에 따른 LED 장치를 나타낸다. LED 장치(500)는 기판(1) 상에 탑재된 청색 LED 칩(150), 투명 수지층(510) 및 색변환층(520)을 포함한다. 색변환층(520)은 투명 수지층(510)을 덮는 적색 형광체층(521)과, 적색 형광체층(521)을 덮는 녹색 형광체층(522)을 포함한다. 청색 LED 칩(150)에서 나온 청색광의 일부는 투명 수지층(510)을 통과하고 색변환층(520)에 의해 적색광과 녹색광으로 변환된다. 색변환에 의해 얻어진 적색광 및 녹색광과, 청색 LED 칩(150)에서 나온 일부 청색광이 혼합되어 백색광을 방출할 수 있다. 도 8의 실시형태에서도 기판(501)으로 회로기판을 사용함으로써 COB 타입의 LED 장치를 구현할 수 있다. 도 8의 LED 장치(500)의 변형례로서, 녹색 형광체층(522) 대신에 녹색 형광체와 황색 형광체의 혼합물 형광체층을 사용할 수도 있다. 이 경우, 녹색 형광체와 황색 형광체의 혼합물 형광체층이 적색 형광체층(521)를 덮고, 적색 형광체층(521)은 투명 수지층(510)을 덮는다.
도 6, 7 및 8의 실시형태에서도, 색변환층(320, 420, 520) 내의 형광체 입자들의 MFP, 투명 수지층(310, 410, 510)의 두께, 곡률, 굴절율, 광손실 억제, 휘도 향상 등은 도 2를 참조하여 이미 설명한 바와 마찬가지이므로, 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되지 아니한다. 첨부된 청구범위에 의해 권리범위를 한정하고자 하며, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
100: LED 장치 101: 패키지 본체
110: 투명 수지층 120: 색변환층
121: 형광체 150: LED 칩

Claims (22)

  1. 특정 파장 영역의 빛을 방출하는 LED 칩;
    상기 LED 칩의 발광면을 덮도록 형성된 투명 수지층; 및
    상기 투명 수지층에 의해 상기 LED 칩과는 이격되어 상기 투명 수지층을 덮도록 형성되며, 상기 LED 칩으로부터 방출되는 빛을 다른 파장 영역의 빛으로 변환하는 적어도 1종의 형광체를 함유한 색변환층을 포함하고, 상기 색변환층에 함유된 형광체의 입자들의 평균 자유 거리가 0.8 mm 이상인, LED 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 평균 자유 거리는 1.05 mm 이하인 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 색변환층의 체적은 상기 투명 수지층의 체적의 5배 이상 15배 이하인 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 투명 수지층은 위로 볼록한 상면을 갖되, 상기 투명 수지층의 상면의 곡률은 중심부에서 0.5 mm-1 이상 2 mm-1 이하인 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  7. 삭제
  8. 제1항에 있어서,
    상기 투명 수지층의 두께는 상기 LED 칩의 상면으로부터 상기 LED 칩의 두께의 3배 이상 10배 이하인 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 투명 수지층의 굴절율은 1.4 이상 2.2 이하인 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 LED 장치는, 상기 LED 칩이 실장되는 반사컵이 마련된 패키지 본체를 더 포함하고,
    상기 투명 수지층과 색변환층은 상기 반사컵에 배치되며, 상기 반사컵의 내면은 턱진 부분를 갖되, 상기 투명 수지층과 색변환층의 계면은 상기 턱진 부분에서 상기 반사컵의 내면과 만나는 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 색변환층은 발광 파장에 따른 2종 이상의 형광체를 함유하되, 상기 2종 이상의 형광체들의 발광 파장에 따라 층분리된 복수의 형광체층의 적층 구조를 가지며,
    상기 색변환층은 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층과, 상기 적색 형광체층을 덮는 황색 형광체 및 녹색 형광체의 혼합물 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 색변환층은 발광 파장에 따른 2종 이상의 형광체를 함유하되, 상기 2종 이상의 형광체들의 발광 파장에 따라 층분리된 복수의 형광체층의 적층 구조를 가지며,
    상기 색변환층은 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층과, 상기 적색 형광체층을 덮는 녹색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 색변환층은 발광 파장에 따른 2종 이상의 형광체를 함유하되, 상기 2종 이상의 형광체들의 발광 파장에 따라 층분리된 복수의 형광체층의 적층 구조를 가지며,
    상기 색변환층은 상기 투명 수지층을 덮는 적색 형광체층, 상기 적색 형광체층을 덮는 녹색 형광체층 및 상기 녹색 형광체층을 덮는 청색 형광체층을 포함하는 것을 특징으로 하는 LED 장치.
  15. 삭제
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