KR101646256B1 - Lgiht emitting device - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광장치는, 기판; 상기 기판에 탑재된 복수개의 발광 칩; 상기 각 발광 칩의 상면에 형성되며 다수개의 홀을 포함하는 형광체 수납부; 및 상기 형광체 수납부의 상기 홀에 고정되는 형광체 입자를 포함한다.A light emitting device according to an embodiment includes a substrate; A plurality of light emitting chips mounted on the substrate; A phosphor accommodating portion formed on an upper surface of each light emitting chip and including a plurality of holes; And phosphor particles fixed to the holes of the phosphor accommodating portion.

발광장치, 발광소자, 형광체 Light emitting device, light emitting element, phosphor

Description

발광장치{LGIHT EMITTING DEVICE}LIGHT EMITTING DEVICE

실시예는 발광장치에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting device.

발광 칩(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자이다. 최근 발광 칩은 형광 물질을 이용하거나 다양한 색의 발광 칩을 조합함으로써 효율이 우수한 백색 광을 발광하는 발광 칩도 구현이 가능하다.Light emitting diodes (LEDs) are semiconductor light emitting devices that convert current into light. Recently, a light emitting chip which emits white light with excellent efficiency can be realized by using a fluorescent material or combining light emitting chips of various colors.

이러한 발광 칩은 휘도가 점차 증가하게 되어 디스플레이용 광원, 자동차용 광원 및 조명용 광원으로 사용되거나, 다양한 색을 방출하는 발광장치로 이용되고 있다.Such a light emitting chip has been increasingly used as a light source for a display, a light source for an automobile, a light source for illumination, or a light emitting device emitting various colors.

실시예는 광 효율과 광 균일성을 향상시킬 수 있으며, 발광 색상과 특성을 용이하게 조절할 수 있는 발광장치를 제공한다.Embodiments provide a light emitting device capable of improving light efficiency and light uniformity and easily controlling light emission hue and characteristics.

실시예에 의한 발광장치는, 기판; 상기 기판에 탑재된 복수개의 발광 칩; 상기 각 발광 칩의 상면에 형성되며 다수개의 홀을 포함하는 형광체 수납부; 및 상기 형광체 수납부의 상기 홀에 고정되는 형광체 입자를 포함한다.A light emitting device according to an embodiment includes a substrate; A plurality of light emitting chips mounted on the substrate; A phosphor accommodating portion formed on an upper surface of each light emitting chip and including a plurality of holes; And phosphor particles fixed to the holes of the phosphor accommodating portion.

실시예에 의하면, 광 효율과 광 균일성을 향상시킬 수 있으며, 발광 색상과 특성을 용이하게 조절할 수 있는 발광장치를 제공할 수 있다.According to the embodiments, it is possible to provide a light emitting device capable of improving light efficiency and light uniformity, and easily controlling light emission hue and characteristics.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광장치에 대해서 상세하게 설명한다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으 로 반영하는 것은 아니다.Hereinafter, a light emitting device according to an embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure may be formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " include both being formed" directly "or" indirectly " Also, the criteria for top, bottom, or bottom of each layer will be described with reference to the drawings. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. In addition, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

도 1은 제1실시예에 따른 발광장치의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of a light emitting device according to the first embodiment.

제1실시예에 따른 발광장치(500)는, 기판(510)과, 기판(510)에 탑재된 복수개의 발광 칩(100)을 포함하며, 각 발광 칩(100)의 상면에는 형광체 입자(200)를 포함하는 형광체층이 형성된다.The light emitting device 500 according to the first embodiment includes a substrate 510 and a plurality of light emitting chips 100 mounted on the substrate 510. On the upper surface of each light emitting chip 100, ) Is formed.

기판(510)은 단층 PCB, 다층 PCB, 세라믹 기판, 금속 기판 등으로 이루어질 수 있다. 기판(510) 위에는 전원 공급을 위해 소정 패턴의 리드 프레임(미도시) 또는 도금된 전극층이 형성될 수 있다.The substrate 510 may be a single layer PCB, a multilayer PCB, a ceramic substrate, a metal substrate, or the like. A lead frame (not shown) or a plated electrode layer may be formed on the substrate 510 in a predetermined pattern for power supply.

발광 칩(100)은 기판(510) 위에 복수개가 횡 방향 또는 종 방향으로 배열되며, 매트릭스 형태 또는 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 발광 칩(100)은 기판(510) 위에 탑재되는 COB(Chip on board)방식으로 탑재될 수 있다. 발광 칩(100)은 와이어 본딩 방식, 플립 본딩 방식 또는 다이 본딩 방식 등을 이용하여 기판(510)에 탑재될 수 있다. 실시예에서는 와이어(512)를 이용하여 기판(510)과 발광 칩(100)을 전기적으로 연결하는 경우를 예시하고 있다. 여기서, 기판(510)은 발광 칩(100)이 탑재되는 캐비티를 포함하는 것도 가능하다. 기판(510)에 탑재된 발광 칩(100)은 동시 구동되거나 각각 개별 구동 하는 것이 가능하며, 이러한 구동 방식은 기판(510)에 형성되는 회로 패턴의 연결 방식에 따라 조절할 수 있다.A plurality of light emitting chips 100 are arranged on the substrate 510 in a transverse direction or a longitudinal direction, and may be arranged in a matrix form or a zigzag form. The light emitting chip 100 may be mounted on a substrate 510 using a chip on board (COB) method. The light emitting chip 100 may be mounted on the substrate 510 using a wire bonding method, a flip bonding method, or a die bonding method. In the embodiment, a case where the substrate 510 and the light emitting chip 100 are electrically connected to each other using the wire 512 is illustrated. Here, the substrate 510 may include a cavity on which the light emitting chip 100 is mounted. The light emitting chips 100 mounted on the substrate 510 can be driven simultaneously or individually, and the driving method can be adjusted according to the connection pattern of the circuit patterns formed on the substrate 510.

각 발광 칩(100)은 청색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 적색 LED 칩, 백색 LED 칩 중 어느 하나일 수 있으며, 각기 다른 색상의 발광 칩(100)를 혼합하여 사용하는 것도 가능하다.Each light emitting chip 100 may be any one of a blue LED chip, a green LED chip, a red LED chip, and a white LED chip, or may be a mixture of light emitting chips 100 of different colors.

발광 칩(100)의 상면에는 형광체 입자(200)를 포함하는 형광체층이 형성된다. 형광체층의 형광체 입자(200)는 청색, 녹색, 적색, 백색 등의 형광체를 포함할 수 있다. On the upper surface of the light emitting chip 100, a phosphor layer containing the phosphor particles 200 is formed. The phosphor particles 200 of the phosphor layer may include phosphors such as blue, green, red, and white.

이러한 발광 칩(100)의 구성에 대해 도 2 내지 도 5를 참조하여 상세히 설명한다.The construction of such a light emitting chip 100 will be described in detail with reference to Figs. 2 to 5. Fig.

도 2는 실시예에 따른 발광장치(500)에 적용되는 발광 칩(100)의 사시도이고, 도 3 내지 도 5는 발광 칩(100)의 제조 상태도이다.2 is a perspective view of a light emitting chip 100 applied to a light emitting device 500 according to an embodiment, and FIGS. 3 to 5 are manufacturing state diagrams of the light emitting chip 100. FIG.

도 2에 도시된 바와 같이, 발광 칩(100)은 칩 형성 기판(110)과, 칩 형성 기판(110) 상에 형성된 제1도전형 반도체층(120)과, 제1도전형 반도체층(120) 상에 형성되는 활성층(130)과, 활성층(130) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(140)과, 제2도전형 반도체층(140) 상에 형성된 형광체층(150)을 포함한다.2, the light emitting chip 100 includes a chip forming substrate 110, a first conductive semiconductor layer 120 formed on the chip forming substrate 110, a first conductive semiconductor layer 120 A second conductivity type semiconductor layer 140 formed on the active layer 130 and a phosphor layer 150 formed on the second conductivity type semiconductor layer 140. The active layer 130 is formed on the active layer 130,

칩 형성 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나를 이용할 수 있으며, 도전 특성을 갖는 칩 형성 기판(110)으로 이용할 수도 있다. 또한, Epi 성장 후 기판을 제거하여 수직형 칩(Vertical Chip)에도 적용이 가능하며, 이러한 경우, 기판은 물리적 연마, Laser Lift Off(LLO), Chemical Wet Etching 등의 방법으로 제거될 수 있다. At least one of sapphire (Al 2 O 3 ), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP and Ge can be used as the chip forming substrate 110 and used as a chip forming substrate 110 having a conductive property It is possible. In addition, the substrate can be removed by Vertical Chip after removing the substrate after Epi growth. In this case, the substrate can be removed by physical polishing, laser lift off (LLO), chemical wet etching or the like.

제1도전형 반도체층(120)은 칩 형성 기판(110)상에 제1도전형 도펀트가 도핑된 적어도 한 층의 n형 반도체층으로 형성될 수 있다. 제1도전형 반도체층(120)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 제1도전형 반도체층(120)을 전자 주입층으로 설정한 경우, 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있다. 이러한 제1도전형 반도체층(120)은 이후, 전극 접촉층으로 기능할 수 있다.The first conductive semiconductor layer 120 may be formed of at least one n-type semiconductor layer doped with a first conductive dopant on the chip-forming substrate 110. The first conductive semiconductor layer 120 may be formed of at least one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP and InP. When the first conductivity type semiconductor layer 120 is set as an electron injection layer, the first conductivity type dopant may include Si, Ge, Sn, Se, and Te as an n-type dopant. The first conductivity type semiconductor layer 120 may then function as an electrode contact layer.

활성층(130)은 제1도전형 반도체층(120) 상에 단일 양자 우물 또는 다중 양자 우물(MQW) 구조로 형성된다. 활성층(130)은 유색의 광(예: 청색, 녹색, 적색 등) 또는 자외선 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 활성층(130)을 형성하는 데에는 InGaN/GaN, AlGaN/GaN, 또는, InAlGaN/GaN GaAs,/AlGaAs(InGaAs), GaP/AlGaP(InGaP) 등을 이용하는 것이 가능하며, 우물층과 장벽층을 형성하는 물질의 밴드 갭 에너지에 따라 발광시키는 빛의 파장을 조절할 수 있다. 예컨대, 파장이 460~470nm의 청색 발광의 경우, InGaN 우물층/GaN 장벽층을 한 주기로 형성할 수 있다.The active layer 130 is formed on the first conductive semiconductor layer 120 in a single quantum well structure or a multiple quantum well (MQW) structure. The active layer 130 can generate colored light (e.g., blue, green, red, etc.) or ultraviolet light. InGaN / GaN, AlGaN / GaN or InAlGaN / GaN GaAs, / AlGaAs (InGaAs), GaP / AlGaP (InGaP) or the like can be used to form the active layer 130, and a well layer and a barrier layer It is possible to control the wavelength of the light emitted according to the band gap energy of the material. For example, in the case of blue light emission having a wavelength of 460 to 470 nm, an InGaN well layer / GaN barrier layer can be formed in one cycle.

제2도전형 반도체층(140)은 활성층(130) 상에 제2도전형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제2도전형 반도체층(140)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 등과 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등에서 적어도 하나를 첨가할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 140 may be a p-type semiconductor layer doped with a second conductive dopant on the active layer 130. The second conductive semiconductor layer 140 may be formed of any one of compound semiconductors such as GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP and InP. The second conductivity type dopant is a p-type dopant, and at least one of Mg, Zn, Ca, Sr, and Ba may be added.

형광체층(150)은 제2도전형 반도체층(140)의 상면에 형성될 수 있다. 형광체층(150)에는 입자 상태인 형광체가 균일하게 고정된 형태로 형성될 수 있다. 형 광체층(150)은 형광체의 고정을 위한 다수개의 홀(155)이 형성된 형광체 수납부(152)와, 홀(155)에 고정되는 형광체 입자(200)를 포함한다. The phosphor layer 150 may be formed on the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer 140. In the phosphor layer 150, phosphors in a particle state can be uniformly fixed. The phosphor layer 150 includes a phosphor accommodating portion 152 formed with a plurality of holes 155 for fixing the phosphor and phosphor particles 200 fixed to the hole 155.

형광체 입자(200)는 홀(155)의 형상과 대응되는 형상을 가지고, 형광체 수납부(152)의 홀(155) 내에 삽입 고정됨으로써 형광체층(150)을 형성한다. 이에, 형광체의 분포를 균일하게 유지할 수 있으며, 홀(155) 형성 시 광결정(photonic Crystal) 형태를 형성하여 발광효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 형광체층(150)이 제2도전형 반도체층(140)의 광이 발광되는 영역에 정합되도록 형성됨으로, 굴절률 차이가 있는 공기층을 제거하고, 전반사를 줄일 수 있어 색 분포를 좁게 가지고 갈 수 있는 효과가 있다.The phosphor particles 200 have a shape corresponding to the shape of the holes 155 and are inserted and fixed in the holes 155 of the phosphor accommodating portion 152 to form the phosphor layers 150. Accordingly, the distribution of the phosphors can be uniformly maintained, and when the holes 155 are formed, a photonic crystal shape can be formed to improve the luminous efficiency. In addition, since the phosphor layer 150 is formed to match the light emitting region of the second conductivity type semiconductor layer 140, the air layer having the difference in refractive index can be removed, the total reflection can be reduced, There is an effect.

이러한 실시예에 따라, 활성층(130)에서 방출된 광은 제2도전형 반도체층(140)과 형광체층(150)을 통해 외부로 방출된다. 이에, 활성층(130)에서 방출된 광은 형광체 층에서 다른 파장을 갖는 광으로 변환되어 소정의 색상을 갖는 유색광이나 백색광의 형태로 발광되며, 형광체층(150)의 광결정 형상에 의해 광 추출 효율이 개선될 수 있다.According to this embodiment, the light emitted from the active layer 130 is emitted to the outside through the second conductive type semiconductor layer 140 and the fluorescent layer 150. The light emitted from the active layer 130 is converted into light having a different wavelength in the phosphor layer to emit light in the form of colored light or white light having a predetermined hue, Can be improved.

한편, 상술한 설명에서는 GaN 계열 물질을 기본 구성으로 하여 전자 주입층으로서 n형 GaN으로 형성된 제1도전형 반도체층(120)과 정공 주입층으로서 p형 GaN으로 형성된 제2도전형 반도체층(140) 사이에 양자우물구조(quantum well)를 가지는 활성층(130)이 위치하는 경우를 예시하고 있으나, 제1도전형 반도체층(120)을 p형으로 형성하고 제2도전형 반도체층(140)을 n형으로 형성하여 적층 순서를 달리할 수 있다. On the other hand, in the above description, the first conductivity type semiconductor layer 120 formed of n-type GaN as the electron injection layer and the second conductivity type semiconductor layer 140 (p-type GaN) The first conductivity type semiconductor layer 120 may be formed in a p-type and the second conductivity type semiconductor layer 140 may be formed in a p-type region. In the case where the active layer 130 having a quantum well is disposed between the first conductivity type semiconductor layer 120 and the active layer 130, n-type, and the order of lamination can be changed.

도 3 내지 도 5는 실시예에 따른 발광소자의 제조 상태도로서, 형광체층(150)을 형성하는 과정을 도시한 것이다.FIGS. 3 to 5 are diagrams illustrating a manufacturing process of the light emitting device according to the embodiment, illustrating a process of forming the phosphor layer 150. FIG.

도 3에 도시된 바와 같이, 형광체 입자(200)를 형성하기 위해서는 원하는 형광체 입자(200)의 형상을 본뜬 성형틀(300)에 형광체 혼합액(320)을 주입한다.3, in order to form the phosphor particles 200, the phosphor mixture 320 is injected into the forming mold 300, which is shaped like a desired phosphor particle 200.

성형틀(300)에는 형광체 입자(200)의 형상이 오목부(310)로 형성되어 형광체 혼합액(320)을 수용한다. 오목부(310)는 형성하고자 하는 형광체 입자(200)의 형상에 따라 구형이나, 타원형, 혹은, 육면체, 사면체, 팔면체 등의 다각형 형태로 형성될 수 있다. 또한, 형광체 입자(200)의 크기에 따라, 수 ㎛ 에서 1mm 이상의 크기까지 다양한 크기로 형성될 수 있다. 여기서, 성형틀(300)은 형광체 입자(200)의 형상에 따라, 한 쌍의 성형틀(300)이 상호 정합되어 형광체 입자(200)의 형상을 완성하는 형태로 구성하는 것도 가능하다. The shape of the phosphor particles 200 is formed as a recess 310 in the mold 300 to receive the phosphor mixture 320. The concave portion 310 may be formed in a polygonal shape such as a sphere, an ellipse, a hexahedron, a tetrahedron, or an octahedron depending on the shape of the phosphor particles 200 to be formed. In addition, depending on the size of the phosphor particles 200, they may be formed in various sizes ranging from several micrometers to 1 mm or more. Here, the forming mold 300 may be configured such that the pair of forming molds 300 are matched to each other to complete the shape of the phosphor particles 200, depending on the shape of the phosphor particles 200.

형광체 혼합액(320)은 형광체와 수지를 혼합하여 형성할 수 있다. 혼합되는 형광체는 규산염 계열, 황화물 계열, 가넷 계열, 나이트라이드 계열, 이트륨, 알루미늄, 등의 다양한 종류의 R, G, B 형광체가 선택적으로 적용될 수 있다. 형광체 혼합액을 구성하는 수지는 형광체의 혼합과 경화가 가능한 물질로서, 실리콘(silicone)이나, 투명 에폭시 수지 등의 다양한 물질을 적용할 수 있다. 형광체와 수지의 혼합액에는 점도 조절을 위한 소정의 용제가 첨가될 수 있다.The phosphor mixture 320 may be formed by mixing a phosphor and a resin. A variety of R, G, and B phosphors such as silicate series, sulfide series, garnet series, nitride series, yttrium, and aluminum can be selectively applied to the mixed phosphors. The resin constituting the phosphor mixture is a material capable of mixing and curing the phosphor, and various materials such as silicone and transparent epoxy resin can be applied. A predetermined solvent for viscosity control may be added to the mixed solution of the phosphor and the resin.

도 4는 형광체 입자(200)를 분리하는 과정을 도시한 것이다.FIG. 4 shows a process of separating the phosphor particles 200.

형광체 혼합액(320)을 성형틀(300)의 오목부(310)에 충전한 후 경화시키면, 오목부(310)의 형상에 따른 형광체 입자(200)가 형성된다. The phosphor mixture liquid 320 is filled in the concave portion 310 of the mold 300 and then cured to form the phosphor particles 200 according to the shape of the concave portion 310.

성형틀(300)로부터 경화된 형광체 입자(200)를 분리하면 일정한 형상의 형광체 입자(200)들을 얻을 수 있다. 이에, 필요한 만큼의 형광체 혼합액(320)을 마련하여 오목부(310)에 충전하는 방법으로 형광체 입자(200)를 형성할 수 있음으로, 형광체가 누출되거나 사용 전에 경화되는 등의 낭비를 방지할 수 있다.By separating the cured phosphor particles 200 from the mold 300, the phosphor particles 200 having a certain shape can be obtained. The phosphor particles 200 can be formed by filling the concave portion 310 with the necessary amount of the phosphor mixture 320 as needed to prevent waste such as leakage of the phosphor or curing before use have.

도 5는 발광소자에 형광체층(150)을 형성하는 방법을 도시한 것이다.5 shows a method of forming the phosphor layer 150 in the light emitting device.

제2도전형 반도체층(140) 상에는 형광체 입자(200)의 고정을 위한 다수개의 홀(155)을 포함하는 형광체 수납부(152)가 형성된다. 홀(155)이 형성된 형광체 수납부(152))에 형광체 입자(200)를 도포하여 경화시키면, 제2도전형 반도체층(140) 상에 형광체층(150)이 형성된다. 홀(155)에 수용된 형광체 입자(200)는 수지를 이용하여 고정시킬 수 있으며, 경화과정을 통해 고정시키는 것도 가능하다. 여기서, 형광체 수납부(152)에 도포된 형광체 입자(200) 중 홀(155)에 수용되고 남은 형광체 입자(200)는 재사용이 가능함으로 형광체 물질의 낭비를 방지할 수 있다.A phosphor storage part 152 including a plurality of holes 155 for fixing the phosphor particles 200 is formed on the second conductivity type semiconductor layer 140. The phosphor layer 150 is formed on the second conductivity type semiconductor layer 140 by coating the phosphor particles 200 on the first conductive type semiconductor layer 140 and the phosphor particles 160 having the holes 155 formed therein. The phosphor particles 200 accommodated in the holes 155 can be fixed using a resin and can be fixed through a curing process. Here, since the phosphor particles 200 accommodated in the holes 155 of the phosphor particles 200 applied to the phosphor accommodating portion 152 can be reused, waste of the phosphor material can be prevented.

형광체 수납부(152)에 형성되는 홀(155)은 포토 레지스터를 이용한 RIE(Reactive Ion Etching) 방식이나, 나노 임프린트 방식, 테이프 접착방식 등이 적용될 수 있다. 여기서, 홀(155)의 형상은 형광체 입자(200)의 형상과 정합되도록 형성할 수 있으며, 배열 방식이나 배열 간격 등을 조절하여 발광 칩(100)의 발광특성을 조절하는 것이 가능하다. The hole 155 formed in the phosphor accommodating portion 152 may be a reactive ion etching (RIE) method using a photoresist, a nanoimprint method, a tape adhering method, or the like. Here, the shape of the hole 155 may be formed to match the shape of the phosphor particles 200, and it is possible to control the light emission characteristic of the light emitting chip 100 by adjusting the arrangement method, arrangement interval, and the like.

홀(155)이 형성된 형광체 수납부(152)에 형광체 입자(200)를 도포하면 홀(155)에 형광체 입자(200)가 수용된다. 1개의 홀(155)에는 1개의 형광체 입자(200)가 대응되어 수용되어 광분 포를 일정하게 유지할 수 있으나, 홀(155)과 형 광체 입자(200)의 크기나 형상에 따라 1개의 홀(155) 내에 복수개의 형광체 입자(200)가 수용되도록 하는 것도 가능하다. The phosphor particles 200 are accommodated in the holes 155 when the phosphor particles 200 are applied to the phosphor accommodating portion 152 in which the holes 155 are formed. One hole 155 may correspond to one phosphor particle 200 so that the light scattering can be maintained constant. However, depending on the size and shape of the hole 155 and the fluorescent material particles 200, It is also possible to accommodate the plurality of phosphor particles 200 in the phosphor particles.

도 6은 본 실시예에 따른 발광소자의 형광체 입자의 예시도이다.Fig. 6 is an illustration of phosphor particles of a light emitting device according to this embodiment.

형광체 입자(200)의 크기와 형상을 조절함으로써 발광 칩(100)의 색도, 발광 특성, 광효율 등을 조정하는 것이 가능함으로, 적용된 형광체의 특성과 발광 칩(100)의 설계조건 등에 따라 다양한 크기와 형상의 형광체 입자(200)를 적용할 수 있다.The light emitting chip 100 can be adjusted in color and luminous efficiency and light efficiency by adjusting the size and shape of the phosphor particles 200. It is possible to adjust various sizes and shapes of the light emitting chip 100 according to the characteristics of the applied phosphor and the design conditions of the light emitting chip 100 Shaped phosphor particles 200 can be applied.

도 6의 (a)는 단면이 정삼각형인 형광체 입자를 예시한 것이고, (b)는 정육면체 형상의 형광체를 예시하고 있다. (c)는 단면이 팔면체인 형광체 입자를 예시한 것이고, (d)는 단면이 마름모꼴인 형광체 입자를 예시하고 있다. (e)는 단면이 사다리꼴인 형광체 입자를 예시한 것이고, (f)는 원통형의 형광체 입자를 예시하고 있다. (g)는 단면이 직각삼각형인 형광체 입자를 예시한 것이고, (h)는 단면이 평행사변형인 형광체 입자를 예시하고 있다. Fig. 6 (a) illustrates a phosphor particle having a section of a regular triangle, and Fig. 6 (b) illustrates a cube-shaped phosphor. (c) shows phosphor particles whose octahedron has an octahedron, and (d) shows phosphor particles with a rhomboid section. (e) shows a phosphor particle having a trapezoidal cross section, and (f) shows a cylindrical phosphor particle. (g) exemplifies phosphor particles whose cross section is a right triangle, and (h) illustrate phosphor particles whose cross section is a parallelogram.

도 6의 (a) 내지 (h)에 도시된 바와 같이, 형광체 입자는 다면체, 뿔, 기둥, 등의 다양한 다각형 형상으로 형성될 수 있으며, 도면에 도시되어 있는 형상에 한정되지 아니하고 뿔대, 구 등의 다양한 형상의 형광체 입자가 적용될 수 있다.6 (a) to 6 (h), the phosphor particles may be formed in various polygonal shapes such as polygons, horns, pillars, and the like, and are not limited to the shapes shown in the drawings, Phosphor particles of various shapes can be applied.

이러한 실시예에 의해, 원하는 색상의 형광체 입자(200)를 발광 칩(100) 상에 고정시킴으로써, 발광 칩(100)의 발광색상을 용이하게 설정할 수 있다. 또한, 형광체 입자(200)의 크기 및 배열 간격 등을 조절함으로써 색도를 용이하고 정확하게 조절할 수 있으며, 색 분포를 좁게 가지고 갈 수 있다. 그리고, 홀(555) 형성 시 광결정(photonic Crystal) 형태를 형성하여 발광효율을 향상시킬 수 있다. According to this embodiment, the phosphor color of the light emitting chip 100 can be easily set by fixing the phosphor particles 200 of the desired color on the light emitting chip 100. Further, the chromaticity can be easily and accurately adjusted by adjusting the size and arrangement interval of the phosphor particles 200, and the color distribution can be narrowed. In forming the holes 555, a photonic crystal shape may be formed to improve the luminous efficiency.

도 7 및 도 8은 제1실시예에 따른 발광장치(500)의 발광 상태도이다.7 and 8 are light emission state diagrams of the light emitting device 500 according to the first embodiment.

도 7의 발광장치(500)는 기판(510)에 복수개의 발광 칩(100)을 매트릭스 형태로 배열한 경우를 예시하고 있다.7 illustrates a case where a plurality of light emitting chips 100 are arranged on a substrate 510 in the form of a matrix.

기판(510)의 A, B, C, D 영역에는 각기 다른 발광 특성을 갖는 발광 칩 그룹이 배열될 수 있다.In the regions A, B, C, and D of the substrate 510, light emitting chip groups having different light emission characteristics can be arranged.

예컨대, A 영역에는 적색 형광체가 첨가된 형광체 입자(200)를 포함하는 발광 칩 그룹을 탑재하고, B 영역에는 녹색 형광체가 첨가된 형광체 입자(200)를 포함하는 발광 칩 그룹을 탑재할 수 있다. C 영역 및 D 영역에도 각각, 청색 형광체 및 백색 형광체가 첨가된 형광체 입자(200)를 포함하는 발광 칩 그룹을 탑재할 수 있다. 이에, A, B, C, D 영역에서는 각 형광체 입자(200)의 색상에 따라 각기 다른 색상의 광이 방출될 수 있다.For example, a light emitting chip group including the phosphor particles 200 to which the red phosphor is added may be mounted on the A region, and a light emitting chip group including the phosphor particles 200 to which the green phosphor is added may be mounted on the B region. The C region and the D region may each be provided with a light emitting chip group including phosphor particles 200 to which a blue phosphor and a white phosphor are added. Accordingly, in the areas A, B, C, and D, light of different colors may be emitted depending on the colors of the phosphor particles 200.

또한, 기판(510)의 A, B, C, D 영역의 각 발광 칩 그룹은 각기 개별적으로 구동이 가능하다. 따라서, 특정 색상의 광이 필요할 경우 해당 영역(A, B, C, D)의 발광 칩(100)들을 점등시킬 수 있다. 그리고, 복수의 발광 칩 그룹을 동시 점등하여 새로운 혼색 광이 방출되도록 하는 것도 가능하다.In addition, each of the light emitting chip groups of the areas A, B, C, and D of the substrate 510 can be individually driven. Therefore, when light of a specific color is required, the light emitting chips 100 of the regions A, B, C, and D can be lighted. It is also possible to light a plurality of light emitting chip groups simultaneously to emit a new mixed color light.

도 8은 기판(510)의 발광영역을 중앙 영역인 a 영역과 외곽 영역인 b 영역으로 설정한 경우를 예시하고 있다. 8 illustrates a case where the light emitting region of the substrate 510 is set as a region a, which is a central region, and region b, which is an outer region.

기판(510)의 a, b 영역에는 각기 다른 발광 특성을 갖는 발광 칩 그룹이 배열될 수 있다. a, b 영역에 각기 탑재된 발광 칩 그룹은 상호 발광 색상은 동일하 나, 광의 산란효율, 반사효율 등에 차이가 있을 수 있다.In the regions a and b of the substrate 510, light emitting chip groups having different light emission characteristics can be arranged. The light emitting chip groups mounted in the areas a and b have the same luminescent color but there may be differences in light scattering efficiency and reflection efficiency.

예컨대, a 영역에는 상대적으로 산란효율이 우수한 다각형 형광체 입자(200)를 포함하는 발광 칩(100)들의 그룹을 탑재하고, b 영역에는 a 영역보다 상대적으로 산란효율이 낮은 원형 형광체 입자(200)를 포함하는 발광 칩 그룹을 탑재할 수 있다. 이러한 경우 발광장치(500)를 점등하면 방출되는 광의 색상은 동일하나, 중심부인 a 영역의 광이 상대적으로 더 산란되어 보일 수 있다.For example, a group of the light emitting chips 100 including the polygonal phosphor particles 200 having relatively high scattering efficiency is mounted in the region a, and circular fluorescent particles 200 having relatively lower scattering efficiency than the region a in the region b A light emitting chip group including the light emitting chip group can be mounted. In this case, when the light emitting device 500 is turned on, the emitted light has the same color but the light in the region a, which is the center portion, can be seen to be more scattered.

이상 설명한 바와 같이, 본 실시예의 발광장치(500)는 기판(510) 상에 각기 다른 색상과 형상을 갖는 형광체 입자(200)가 고정된 발광 칩(100)을 그룹 별로 배열하여 구동시킨다. 각 발광 칩(100)의 그룹은 개별 구동이 가능함으로 색상 혼합을 통해 다양한 색감의 광을 얻을 수 있으며, 각각의 발광 칩(100)의 광 효율과 광 균일성을 향상시킬 수 있다.As described above, in the light emitting device 500 of this embodiment, the light emitting chips 100 in which the phosphor particles 200 having different colors and shapes are fixed on the substrate 510 are arranged in groups and driven. Since each group of the light emitting chips 100 can be individually driven, light of various colors can be obtained through color mixing, and the light efficiency and light uniformity of each light emitting chip 100 can be improved.

도 9는 제2실시예에 따른 발광장치의 측단면도이다.9 is a side cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.

제2실시예에 따른 발광장치(600)를 설명함에 있어서, 제1실시예와 동일한 구성에 대해서는 제1실시예의 설명을 참조하여 중복된 설명을 생략하기로 한다.In the following description of the light emitting device 600 according to the second embodiment, a description of the same configuration as that of the first embodiment will be omitted with reference to the description of the first embodiment.

제2실시예에 따른 발광장치(600)는, 기판(610)과, 기판(610)에 탑재된 복수개의 발광 칩(100)와, 각 발광 칩(100)의 상면에는 형광체 입자(200)를 포함하는 형광체층과, 각 발광 칩(100)를 밀봉하는 수지층(620)을 포함한다.The light emitting device 600 according to the second embodiment includes a substrate 610, a plurality of light emitting chips 100 mounted on the substrate 610, and phosphor particles 200 on the upper surface of each light emitting chip 100 And a resin layer 620 that seals each light emitting chip 100. The light emitting chip 100 includes a phosphor layer 620,

각 발광 칩(100)은 와이어(612)를 통해 기판(610)과 전기적으로 접속될 수 있다.Each light emitting chip 100 may be electrically connected to the substrate 610 through a wire 612.

수지층(620)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 투명한 수지로 형성될 수 있다. 수지층(620)은 기판(610)에 탑재된 발광 칩(100)를 밀봉하여 보호할 수 있다. 또한, 수지층(620)은 반구형 형상 또는 볼록 렌즈 형상 등 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 수지층(620)의 형상에 따라 발광 칩(100)의 지향각을 조절하는 것도 가능하다.The resin layer 620 may be formed of a transparent resin such as silicon or epoxy. The resin layer 620 can protect the light emitting chip 100 mounted on the substrate 610 by sealing. The resin layer 620 may have various shapes such as a hemispherical shape or a convex lens shape, and it is also possible to adjust the directivity angle of the light emitting chip 100 according to the shape of the resin layer 620.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment of the present invention and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects and the like illustrated in the embodiments can be combined and modified by other persons skilled in the art to which the embodiments belong. Therefore, it should be understood that the present invention is not limited to these combinations and modifications.

또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

도 1은 제1실시예에 따른 발광장치의 측단면도이다.1 is a side cross-sectional view of a light emitting device according to the first embodiment.

도 2는 도 1의 발광 칩의 사시도이다.2 is a perspective view of the light emitting chip of FIG.

도 3 내지 도 6은 도 1의 발광 칩의 제조 상태도이다.Figs. 3 to 6 are diagrams showing manufacturing steps of the light emitting chip of Fig. 1. Fig.

도 7 및 도 8은 제1실시예에 따른 발광장치의 발광 상태도이다.7 and 8 are light emission state diagrams of the light emitting device according to the first embodiment.

도 9는 제2실시예에 따른 발광장치의 측단면도이다.9 is a side cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.

Claims (15)

기판, 상기 기판 상에 제1도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층 상에 활성층 및 상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하는 발광 칩; 및A light emitting chip comprising a substrate, a first conductivity type semiconductor layer on the substrate, an active layer on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And 상기 제2도전형 반도체층 상에 배치되며 다수개의 홀을 포함하는 형광체 수납부 및 상기 형광체 수납부의 상기 홀에 고정되는 형광체 입자를 갖는 형광체층을 포함하며,And a phosphor layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer and having phosphor particles, the phosphor layer having a plurality of holes, and phosphor particles fixed to the holes of the phosphor layer, 상기 형광체 입자의 하부는 상기 홀의 형상과 대응되는 형상을 가지고 상기 홀 내에 배치되며, Wherein a lower portion of the phosphor particles has a shape corresponding to the shape of the hole and is disposed in the hole, 상기 형광체 입자의 상부는 상기 홀로부터 돌출되며,An upper portion of the phosphor particles protruding from the hole, 상기 다수개의 홀에 배치되는 상기 형광체 입자는 서로 동일한 형상을 가지며,The phosphor particles disposed in the plurality of holes have the same shape, 상기 형광체 수납부는 상기 제2도전형 반도체층의 상면 상에 배치되며 상기 제2도전형 반도체층의 측면으로부터 이격되며,Wherein the phosphor containing portion is disposed on the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer and is spaced apart from a side surface of the second conductivity type semiconductor layer, 상기 형광체 입자를 상기 홀에 고정하는 수지를 포함하며,And a resin for fixing the phosphor particles to the hole, 상기 형광체 수납부의 다수개의 홀은 복수 열로 배열되는 발광장치.Wherein the plurality of holes of the phosphor accommodating portion are arranged in a plurality of rows. 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 발광 칩은,The light- 청색 LED 칩, 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광장치.A blue LED chip, a red LED chip, a green LED chip, and a white LED chip. 삭제delete 제1항에 있어서,The method according to claim 1, 상기 형광체 입자는, 구형 또는 타원형 형태로 형성되는 발광장치.Wherein the phosphor particles are formed in a spherical or oval shape. 삭제delete 제1항 또는 제2항에 있어서, 3. The method according to claim 1 or 2, 상기 형광체 입자는 형광체와 수지를 포함하며,The phosphor particles include a phosphor and a resin, 상기 형광체 입자의 상부는 반구형으로 돌출되는 발광장치.And the upper portion of the phosphor particles protrudes hemispherically. 제6항에 있어서, The method according to claim 6, 상기 형광체는 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 백색 형광체 중 하나 이상을 포함하는 발광장치.Wherein the phosphor includes at least one of a red phosphor, a green phosphor, a blue phosphor, and a white phosphor. 제1항 또는 제2항에 있어서, 3. The method according to claim 1 or 2, 상기 형광체 입자 및 상기 발광 칩을 밀봉하는 수지층을 포함하는 발광장치.And a resin layer sealing the phosphor particles and the light emitting chip. 기판;Board; 상기 기판의 제1영역에 탑재되며, 제1색상의 형광체 입자를 포함하는 제1발광 칩 그룹; 및A first light emitting chip group mounted on a first region of the substrate, the first light emitting chip group including phosphor particles of a first color; And 상기 기판의 제2영역에 탑재되며, 제2색상의 형광체 입자를 포함하는 제2발광 칩 그룹을 포함하며,And a second light emitting chip group mounted on a second region of the substrate, the second light emitting chip group including phosphor particles of a second color, 상기 제1발광 칩 그룹은, 제1도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층 상에 활성층 및 상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하는 제1발광 칩; 및 상기 제2도전형 반도체층 상에 배치되며 다수개의 제1홀을 포함하는 제1형광체 수납부 및 상기 제1형광체 수납부의 상기 제1홀에 고정되는 상기 제1색상의 형광체 입자를 갖는 제1형광체층을 포함하며, 상기 제1색상의 형광체 입자의 하부는 상기 제1홀의 형상과 대응되는 형상을 가지고 상기 제1홀 내에 배치되며, 상기 제1색상의 형광체 입자의 상부는 상기 제1홀로부터 돌출되며,The first light emitting chip group includes a first conductive semiconductor layer, an active layer on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer on the active layer. And a second phosphor layer formed on the second conductive semiconductor layer and having a first phosphor containing section including a plurality of first holes and a second phosphor containing section having the first color phosphor particles fixed to the first hole of the first phosphor containing section 1 phosphor layer, the lower part of the phosphor particles of the first color having a shape corresponding to the shape of the first hole, the upper part of the phosphor particles of the first color being arranged in the first hole, Respectively, 상기 제2발광 칩 그룹은, 제1도전형 반도체층, 상기 제1도전형 반도체층 상에 활성층 및 상기 활성층 상에 제2도전형 반도체층을 포함하는 제2발광 칩; 및 상기 제2도전형 반도체층 상에 배치되며 다수개의 제2홀을 포함하는 제2형광체 수납부 및 상기 제2형광체 수납부의 상기 제2홀에 고정되는 상기 제2색상의 형광체 입자를 갖는 제2형광체층을 포함하며, 상기 제2색상의 형광체 입자의 하부는 상기 제2홀의 형상과 대응되는 형상을 가지고 상기 제2홀 내에 배치되며, 상기 제2색상의 형광체 입자의 상부는 상기 제2홀로부터 돌출되며,A second light emitting chip group including a first conductive semiconductor layer, an active layer on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer on the active layer; And a second fluorescent material accommodating portion disposed on the second conductive type semiconductor layer and including a plurality of second holes and a second fluorescent material accommodating portion having the second color phosphor particles fixed to the second hole of the second fluorescent material accommodating portion. 2 phosphor layer, the lower part of the phosphor particles of the second color has a shape corresponding to the shape of the second hole, and the upper part of the phosphor particles of the second color is arranged in the second hole Respectively, 상기 제1형광체 수납부의 다수개의 제1홀은 복수 열로 배열되며,The plurality of first holes of the first phosphor accommodating portion are arranged in a plurality of rows, 상기 제2형광체 수납부의 다수개의 제2홀은 복수 열로 배열되며,The plurality of second holes of the second phosphor accommodating portion are arranged in a plurality of rows, 상기 제1색상의 형광체 입자와 상기 제2색상의 형광체 입자는 서로 다른 형상을 가지는 발광장치.Wherein the phosphor particles of the first color and the phosphor particles of the second color have different shapes. 삭제delete 제9항에 있어서,10. The method of claim 9, 상기 제1 및 제2발광 칩 그룹의 제1 및 제2발광 칩 중 적어도 하나는,At least one of the first and second light-emitting chips of the first and second light- 청색 LED 칩, 적색 LED 칩, 녹색 LED 칩, 백색 LED 칩 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광장치.A blue LED chip, a red LED chip, a green LED chip, and a white LED chip. 삭제delete 삭제delete 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 제1 또는 제2색상의 형광체 입자는 형광체와 수지를 포함하는 발광장치.Wherein the phosphor particles of the first or second color include a phosphor and a resin. 제14항에 있어서, 15. The method of claim 14, 상기 형광체는 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 백색 형광체 중 하나 이상을 포함하는 발광장치.Wherein the phosphor includes at least one of a red phosphor, a green phosphor, a blue phosphor, and a white phosphor.
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