KR101775659B1 - Light emitting device having wavelength converting layer - Google Patents

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Abstract

기판; 기판상에 위치하고 제1 도전형 상부 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 하부 반도체층을 포함하는 발광다이오드 칩; 발광다이오드 칩을 덮도록 형성된 저융점 유리 봉지재; 저융점 유리 봉지재의 상부에 형성된파장 변환층; 및 파장 변환층과 저융점 유리 봉지재의 사이에 형성되어 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 필터층을 포함하는 발광 소자가 제공된다.Board; A light emitting diode chip located on the substrate and including a first conductive upper semiconductor layer, an active layer, and a second conductive lower semiconductor layer; A low melting glass sealing material formed to cover the light emitting diode chip; A wavelength conversion layer formed on an upper portion of the low melting point glass encapsulant; And a filter layer formed between the wavelength conversion layer and the low melting point glass encapsulant and selectively transmitting light in a specific wavelength band.

Description

파장변환층을 갖는 발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE HAVING WAVELENGTH CONVERTING LAYER}BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light emitting device having a wavelength conversion layer,

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 파장변환층을 갖는 발광소자 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device having a wavelength conversion layer.

발광 다이오드는 N형 반도체와 P형 반도체를 가지는 반도체 소자로서, 전자와 정공의 재결합에 의하여 빛을 발산한다. 이러한 발광 다이오드는 표시소자, 교통 신호기 및 백라이트로 널리 이용되고 있다. 또한, 발광 다이오드는 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길어, 백열전구 및 형광등을 대체하여 일반 조명 용도로 그 사용 영역을 넓히고 있다.A light emitting diode is a semiconductor element having an N-type semiconductor and a P-type semiconductor, and emits light by recombination of electrons and holes. Such light emitting diodes are widely used as display devices, traffic signals, and backlights. In addition, the light emitting diode has a smaller consumed electric power and longer life than conventional light bulbs or fluorescent lamps, and has been widely used for general lighting purposes in place of incandescent lamps and fluorescent lamps.

발광 다이오드는 통상 웨이퍼 레벨에서의 발광 다이오드 칩 제작 공정을 거쳐 칩으로 제작된 후, 패키징 공정을 거쳐 발광 다이오드 패키지로 사용된다. 상기 발광 다이오드 패키지는 발광 다이오드 칩을 보호하기 위한 봉지재를 포함하며, 발광 다이오드 칩에서 생성된 광의 파장을 변환하기 위한 파장변환층을 포함한다.Light emitting diodes are generally fabricated as chips through wafer fabrication steps and then used as light emitting diode packages through packaging processes. The light emitting diode package includes an encapsulant for protecting the light emitting diode chip, and includes a wavelength conversion layer for converting the wavelength of light generated in the light emitting diode chip.

종래, 봉지재로서 에폭시 또는 실리콘이 일반적으로 사용되었다. 그러나, 에폭시나 실리콘은 발광 다이오드에서 방출된 광에 의해 쉽게 황변이 발생되는 문제가 있다. 나아가, 에폭시 또는 실리콘은 수분 침투를 방지하는데 한계가 있다.Conventionally, an epoxy or silicone was generally used as an encapsulating material. However, there is a problem in that epoxy or silicone is easily yellowed by the light emitted from the light emitting diode. Furthermore, epoxies or silicones have limitations in preventing moisture penetration.

상기 봉지재의 문제점을 해결하기 위해, 저융점 유리 봉지재가 개발되고 있다. 예컨대, Al2O3 기판과 열팽창률이 유사한 다양한 종류의 저융점 유리 봉지재, 또는 유리 함유 Al2O3와 함께 다양한 종류의 저융점 유리 봉지재가 소개되어 있다. 상기 종래기술들에 따르면, 가공이 용이한 저융점 유리 봉지재를 사용하여 Al2O3와 같은 무기 재료의 세라믹 기판 상에서 발광 다이오드를 용이하게 봉지할 수 있다.In order to solve the problem of the sealing material, a low melting glass sealing material has been developed. For example, various types of low-melting glass encapsulants having similar thermal expansion coefficients to Al 2 O 3 substrates or various types of low melting point glass encapsulants with glass-containing Al 2 O 3 have been introduced. According to the above-described conventional techniques, it is possible to easily encapsulate the light emitting diode on the ceramic substrate of an inorganic material such as Al 2 O 3 by using a low melting point glass sealing material which is easy to process.

그러나, 상기 종래기술들에 따르면 고체 소자에서 방출되는 광의 파장을 변환하기 위한 형광체가 저융점 유리 봉지재를 덮는 투명 수지 내에 함유되기 때문에, 투명 수지가 균일한 두께를 갖지 못하기 때문에 색 편차가 발생될 수 있다. 더욱이, 세라믹 기판 측으로 진행하는 광은 세라믹 기판에 흡수되거나 세라믹 기판을 투과하여 손실되므로 광 효율이 떨어진다.However, according to the above-mentioned prior arts, since the phosphor for converting the wavelength of the light emitted from the solid-state device is contained in the transparent resin covering the low melting point glass encapsulant, the transparent resin does not have a uniform thickness, . Further, the light traveling toward the ceramic substrate side is absorbed by the ceramic substrate or is transmitted through the ceramic substrate, so that the light efficiency is lowered.

나아가, 활성층에서 생성된 광이 사파이어 성장 기판을 통해 외부로 방출됨에 따라, 사파이어 기판과 질화갈륨계 반도체층 사이의 굴절률 차이에 의한 내부 전반사가 발생되어 광 손실이 증가될 수 있다.Further, as the light generated in the active layer is emitted to the outside through the sapphire growth substrate, the total internal reflection due to the difference in refractive index between the sapphire substrate and the gallium nitride based semiconductor layer is generated and the optical loss can be increased.

본 발명이 해결하려는 과제는, 균일한 파장 변환을 수행함과 아울러 광 손실을 줄여 광 효율을 향상시킬 수 있는 파장변환층을 갖는 발광소자를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting device having a wavelength conversion layer capable of performing uniform wavelength conversion and reducing light loss to improve light efficiency.

본 발명의 일측면에 의하면, 기판; 기판상에 위치하고 제1 도전형 상부 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 하부 반도체층을 포함하는 발광다이오드 칩; 발광다이오드 칩을 덮도록 형성된 저융점 유리 봉지재; 저융점 유리 봉지재의 상부에 형성된 파장 변환층; 및 파장 변환층과 저융점 유리 봉지재의 사이에 형성되어 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 필터층을 포함하는 발광 소자가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device comprising: a substrate; A light emitting diode chip located on the substrate and including a first conductive upper semiconductor layer, an active layer, and a second conductive lower semiconductor layer; A low melting glass sealing material formed to cover the light emitting diode chip; A wavelength conversion layer formed on an upper portion of the low melting point glass encapsulant; And a filter layer formed between the wavelength conversion layer and the low melting point glass encapsulant and selectively transmitting light in a specific wavelength band.

발광 소자는 기판과 발광다이오드 칩 사이에 형성된 하부 분포 브래그 반사기 층을 더 포함할 수 있다.The light emitting device may further include a lower distributed Bragg reflector layer formed between the substrate and the light emitting diode chip.

발광 소자는 파장 변환층을 덮는 몰딩부를 더 포함할 수 있다.The light emitting device may further include a molding part covering the wavelength conversion layer.

필터층은 발광다이오드 칩으로부터 방출되는 광의 파장은 투과시키고, 파장 변환층에 의해 생성된 광의 파장은 반사시키는 투과 특성을 가지는 단파장 투과 필터층일 수 있다.The filter layer may be a short-wavelength transmission filter layer having a transmission characteristic that transmits a wavelength of light emitted from the light-emitting diode chip and reflects a wavelength of light generated by the wavelength conversion layer.

필터층은 DBR 구조로 형성될 수 있다.The filter layer may be formed of a DBR structure.

저융점 유지 봉지재는 상부에 파장 변환층을 한정하기 위한 오목부가 형성될 수 있다.The low-melting-point maintaining sealing material may have a concave portion for defining the wavelength conversion layer on the upper portion thereof.

저융점 유리 봉지재의 오목부는 측벽이 볼록하게 라운드지거나 오목하게 라운드지거나 직선으로 경사지게 형성될 수 있다.The concave portion of the low melting point glass encapsulant may be formed such that the side walls are convexly rounded, concavely rounded, or inclined to a straight line.

발광다이오드 칩은 기판위에 복수개 배열될 수 있으며, 파장 변환층은 각 발광다이오드 칩에 대응하여 복수개 형성될 수 있다.A plurality of light emitting diode chips may be arranged on the substrate, and a plurality of wavelength conversion layers may be formed corresponding to each light emitting diode chip.

기판은 하부에 형성된 매트릭스 회로 패턴; 매트릭스 회로 패턴과 복수개의 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루홀이 형성될 수 있다. 쓰루홀은 중공에 도전성 재질이 채워질 수 있다.The substrate includes a matrix circuit pattern formed on a lower portion thereof; Through holes for electrically connecting the matrix circuit pattern and the plurality of light emitting diode chips may be formed. The through hole may be filled with a conductive material in the hollow.

복수개의 발광다이오드 칩은 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 적어도 2개의 발광다이오드 칩을 포함할 수 있다.The plurality of light emitting diode chips may include at least two light emitting diode chips for emitting light having different color temperatures.

복수개의 파장 변환층은 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 적어도 2개의 파장 변환층을 포함할 수 있다.The plurality of wavelength conversion layers may include at least two wavelength conversion layers for emitting light having different color temperatures.

필터층은 발광다이오드 칩의 제1 도전형 상부 반도체층과 접촉하도록 형성될 수 있다.The filter layer may be formed in contact with the first conductive upper semiconductor layer of the light emitting diode chip.

파장 변환층의 상부는 요철을 가질 수 있다.The upper portion of the wavelength conversion layer may have irregularities.

본 발명에 의하면, 본 실시예에 따르면, 기판, 하부 분포 브래그 반사기층, 발광다이오드 칩, 저융점 유리 봉지재, 파장 변환층이 거의 동등한 열팽창률을 가질 수 있어 봉지재의 박리나 크랙 등의 발생을 방지할 수 있다. 더욱이, 파장변환층이 저융점 유리 봉지재에 형성된 오목부내에 한정하여 형성되기 때문에 균일한 두께를 갖기 때문에 균일한 파장 변환을 수행하여 색 편차를 방지할 수 있으며, 광 손실을 줄여 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 제공할 수 있다.According to the present invention, according to the present invention, since the substrate, the lower distributed Bragg reflector layer, the light emitting diode chip, the low melting point glass encapsulant and the wavelength conversion layer can have almost the same thermal expansion coefficient, . Furthermore, since the wavelength conversion layer is formed within the concave portion formed in the low-melting-point glass encapsulant, it has a uniform thickness, so that uniform wavelength conversion can be performed to prevent color deviation and to improve light efficiency by reducing light loss The light emitting device can be provided.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
5 is a plan view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
6 is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
7 is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수 있다. 그리고, 도면에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of constituent elements can be exaggerated for convenience. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 and 2 are cross-sectional views illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자(100)는 기판(110), 발광다이오드 칩(130), 저융점 유리 봉지재(140), 파장 변환층(160), 필터층(150)을 포함하여 구성될 수 있다.1 and 2, a light emitting device 100 according to an exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 110, a light emitting diode chip 130, a low melting point glass encapsulant 140, a wavelength conversion layer 160, , And a filter layer (150).

기판(110)은 예컨대, 글래스, 세라믹, 사파이어, GaN, Si 등의 기판일 수 있다.The substrate 110 may be, for example, glass, ceramic, sapphire, GaN, Si, or the like.

기판(110)위에는 하부 분포 브래그 반사기(DBR) 층(120)이 형성된다. 하부 DBR층(120)은 굴절률이 서로 다른 절연층을 번갈아가면서 적층하여 형성될 수 있다. 하부 DBR층(120)은 이후에 설명될 발광다이오드 칩(130)으로부터 기판(110)쪽으로 향하는 자외선광 또는 청색 광을 반사시키는 기능을 수행하도록 형성된다. 하부 DBR층(120)에 의해 발광다이오드 칩(130)에서 생성된 광이 기판(110)에 흡수되거나 기판(110)을 투과하여 광추출 효율을 감소시키는 것을 방지할 수 있다.Above the substrate 110, a bottom distributed Bragg reflector (DBR) layer 120 is formed. The lower DBR layer 120 may be formed by alternately laminating insulating layers having different refractive indices. The lower DBR layer 120 is formed to reflect ultraviolet light or blue light directed from the LED chip 130 to the substrate 110 to be described later. The light generated in the LED chip 130 by the lower DBR layer 120 can be prevented from being absorbed by the substrate 110 or transmitted through the substrate 110 to reduce the light extraction efficiency.

발광다이오드 칩(130)은 제1 도전형 상부 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 하부 반도체층을 포함한다. 발광다이오드 칩(130)은 기판(110)위에 복수개 배열될 수 있다. 활성층은 자외선 광 또는 청색광을 방출하도록 하는 예컨대 질화갈륨계 화합물로 이루어질 수 있다.The light emitting diode chip 130 includes a first conductive upper semiconductor layer, an active layer, and a second conductive lower semiconductor layer. A plurality of light emitting diode chips 130 may be arranged on the substrate 110. The active layer may be made of, for example, a gallium nitride compound which emits ultraviolet light or blue light.

복수개의 발광다이오드 칩(130)는 단일의 색을 가지는 광을 방출하기 위한 발광다이오드 칩으로 구현될 수 있지만, 적어도 2개의 서로 다른 색을 가지는 광을 방출하기 위한 발광다이오드 칩 일 수 있다. 또한, 복수개의 발광다이오드 칩(130)는 단일의 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 발광다이오드 칩으로 구현될 수 있지만, 적어도 2개의 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 발광다이오드 칩 일 수 있다. 예컨대, 3500K 이하의 웜 화이트 또는 6000K 이상의 쿨 화이트의 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 발광 다이오드 칩일 수 있다.The plurality of light emitting diode chips 130 may be implemented as light emitting diode chips for emitting light having a single color, but may be light emitting diode chips for emitting light having at least two different colors. Also, the plurality of light emitting diode chips 130 may be implemented as light emitting diode chips for emitting light having a single color temperature, but may be light emitting diode chips for emitting light having at least two different color temperatures. For example, it may be a light emitting diode chip for emitting light having a color temperature of 3500K or less or a color temperature of cool white of 6000K or more.

저융점 유리 봉지재(140)는 발광다이오드 칩(130)을 덮는다. 또한, 상기 저융점 유리 봉지재(140)는 기판(110)위에 형성된 하부 분포 브래그 반사기(DBR)층(120)의 상부를 덮어 기판(110)에 형성될 수 있다.The low melting point glass encapsulant 140 covers the light emitting diode chip 130. The low melting point glass encapsulant 140 may be formed on the substrate 110 so as to cover the upper portion of the lower distributed Bragg reflector (DBR) layer 120 formed on the substrate 110.

저융점 유리 봉지재(140)는 Al2O3 기판(110)에 대해 열팽창률 차이가 적은 재질의 저융점 유리로 형성될 수 있으며, 예컨대 B2O3-SiO2-Na2O-ZnO-Nb2O5계, B2O3-SiO2-ZnO-Bi2O3계, P2O5-Al2O3-ZnO계, B2O3-SiO2-PbO계, P2O5-ZnO-Li2O계, 또는 SiO2-Nb2O5계 등으로 형성할 수 있다.The low-melting-point glass encapsulant 140 may be formed of a low-melting-point glass having a small difference in thermal expansion coefficient with respect to the Al 2 O 3 substrate 110. For example, B 2 O 3 -SiO 2 -Na 2 O- Nb 2 O 5 based, B 2 O 3 -SiO 2 -ZnO-Bi 2 O 3 based, P 2 O 5 -Al 2 O 3 -ZnO based, B 2 O 3 -SiO 2 -PbO based, P 2 O 5 -ZnO-Li 2 O-based, SiO 2 -Nb 2 O 5 -based or the like.

파장 변환층(160)이 저융점 유리 봉지재(140)의 상부에 형성된다. 파장 변환층(160)은 발광다이오드 칩(130)으로부터 방출된 자외선광이나 청색광에 의해 파장변환을 수행하는 기능을 수행한다. A wavelength conversion layer 160 is formed on the upper portion of the low melting point glass encapsulant 140. The wavelength conversion layer 160 performs wavelength conversion by ultraviolet light or blue light emitted from the light emitting diode chip 130.

아울러, 필터층(150)이 저융점 유리 봉지재(140)에 형성된다. 필터층(150)은 파장 변환층(160)에서의 광효율을 향상시키기 위하여 형성될 수 있다. 필터층(150)은 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키기 위한 필터층이다. 예컨대, 필터층(150)은 단파장 투과 필터층(short-wave pass filter layer), 장파장 투과 필터층(long-wave pass filter layer), 대역 투과 간섭 필터층(bandpass interference filter layer)중 어느 하나로 구현될 수 있다. 단파장 투과 필터층은 자외선광이나 청색광과 같은 단파장 대역의 광은 투과시키고, 가시광선은 반사시키는 투과특성을 가진다. 장파장 투과 필터층은 자외선광이나 청색광은 반사시키고 가시광선은 투과시키는 투과 특성을 가진다. 대역 투과 간섭 필터층은 단파장 투과 필터층과 장파장 투과 필터층의 특성들을 함께 가질 수 있다. 대역 투과 간섭 필터층의 장파장 측은 장파장 투과 필터층의 특성을 가질 수 있으며, 단파장 측은 단파장 투과 필터층의 특성을 가질 수 있다. 필터층(150)은 투과시키고자 하는 광의 파장 대역에 따라 파장 변환층(160) 또는 저융점 유지 봉지재(140)내에 형성되는 위치가 결정될 수 있다. In addition, a filter layer 150 is formed on the low-melting-point glass encapsulant 140. The filter layer 150 may be formed to improve the light efficiency in the wavelength conversion layer 160. The filter layer 150 is a filter layer for selectively transmitting light of a specific wavelength band. For example, the filter layer 150 may be implemented by any one of a short-wave pass filter layer, a long-wave pass filter layer, and a band-pass interference filter layer. The short-wavelength transmission filter layer has a transmission characteristic that transmits light in a short wavelength band such as ultraviolet light or blue light, and reflects visible light. The long-wavelength transmission filter layer has a transmission characteristic that reflects ultraviolet light or blue light and transmits visible light. The band-pass interference filter layer may have characteristics of both the short-wavelength light-permeable filter layer and the long-wavelength light-permeable filter layer. The long wavelength side of the band-pass interference filter layer may have characteristics of a long wavelength transmission filter layer, and the short wavelength side may have characteristics of a short wavelength transmission filter layer. The position of the filter layer 150 formed in the wavelength conversion layer 160 or the low-melting-point-maintaining encapsulant 140 may be determined according to the wavelength band of the light to be transmitted.

저융점 유리 봉지재(140)는 발광다이오드 칩(130)을 덮으며 도 2에 도시된 바와 같이 상부에 오목부(141)가 형성될 수 있다. 저융점 유리 봉지재(140)의 오목부(141)는 각 발광다이오드 칩(130)의 상부에 각각 형성될 수 있다. 저융점 유리 봉지재(140)의 오목부(141)는 측벽(142)이 오목하게 라운드지게 형성될 수 있다. 그러나, 본 발명은 이에 한정되지 않고, 다른 실시예에서는 도 3에 도시된 바와 같이 오목부(141)의 측벽이 볼록하게 라운드지게 형성될 수 있으며, 또 다른 실시예에서는 도 4에 도시된 바와 같이 오목부(141)의 측벽이 직선 형태로 경사질 수 있다.The low-melting-point glass encapsulant 140 covers the light-emitting diode chip 130, and a concave portion 141 may be formed on the upper portion as shown in FIG. The concave portions 141 of the low-melting-point glass encapsulant 140 may be formed on the respective LED chips 130, respectively. The concave portion 141 of the low melting point glass encapsulant 140 may be formed such that the side wall 142 is rounded concavely. However, the present invention is not limited to this. In another embodiment, as shown in FIG. 3, the side wall of the concave portion 141 may be rounded convexly. In another embodiment, The side wall of the concave portion 141 can be inclined in a straight line.

필터층(150)은 파장 변환층(160)과 저융점 유리 봉지재(140)의 오목부 사이에 형성되어 있다. 그러나, 본 발명은 이에 제한되지 않고, 필터층(150)은 투과시키는 파장 대역에 따라 그 위치가 결정될 수 있다.The filter layer 150 is formed between the wavelength converting layer 160 and the concave portion of the low melting point glass encapsulant 140. However, the present invention is not limited to this, and the position of the filter layer 150 can be determined according to the wavelength band to be transmitted.

필터층(150)은 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키기 위한 필터층이다. 예컨대, 필터층(150)은 발광다이오드 칩(130)으로부터 방출되는 광의 파장은 투과시키고, 파장 변환층(160)에 의해 생성된 광의 파장은 반사시키는 투과 특성을 가지는 단파장 투과 필터층일 수 있다. 즉, 필터층(150)은 발광다이오드 칩(130)으로부터 방출되는 자외선광 또는 청색광을 통과시키지만, 파장 변환층(160)에 의해 생성된 광은 투과시키지 않고 반사하도록 하는 특성을 가지도록 형성될 수 있다. 이를 위해 필터층(150)은 굴절률이 서로 다른 절연층을 번갈아가면서 적층하여 분포 브래그 반사기(DBR) 구조로 형성될 수 있다.The filter layer 150 is a filter layer for selectively transmitting light of a specific wavelength band. For example, the filter layer 150 may be a short-wavelength transmission filter layer having a transmission characteristic that transmits the wavelength of the light emitted from the LED chip 130 and reflects the wavelength of the light generated by the wavelength conversion layer 160. That is, the filter layer 150 may be formed so as to have a characteristic of allowing ultraviolet light or blue light emitted from the LED chip 130 to pass therethrough, but reflecting the light generated by the wavelength conversion layer 160 without transmitting . For this purpose, the filter layer 150 may be formed of a distributed Bragg reflector (DBR) structure by alternately laminating insulating layers having different refractive indices.

파장 변환층(160)은 저융점 유리 봉지재(140)의 오목부내에 채워져 형성되어 있다. 파장 변환층(160)은 에폭시 또는 실리콘에 형광체가 함유되어 형성되거나 또는 형광체만으로 형성될 수 있다. 예컨대, 파장 변환층(160)은 에폭시 또는 실리콘에 형광체를 함유한 후, 이를 도포하여 형성될 수 있다. 파장 변환층(160)은 또한 굴절률을 제어하기 위해 TiO2, SiO2, Y2O3 등의 분말을 함유할 수 있다. 파장 변환층(160)은 인젝션 몰딩, 트랜스퍼 몰딩, 컴프레션 몰딩, 프린팅 등 다양한 도포 방법에 의해 형성될 수 있다. 파장 변환층(160)에 포함되는 형광체는 적색 형광체, 녹색 형광체, 황색 형광체일 수 있다. 파장 변환층(160)에 의해 백색광을 방출할 수 있다.The wavelength converting layer 160 is filled in the concave portion of the low melting point glass encapsulant 140. The wavelength conversion layer 160 may be formed by containing a phosphor in an epoxy or silicon, or may be formed of only a phosphor. For example, the wavelength conversion layer 160 may be formed by applying a phosphor to an epoxy or silicon, and then coating the phosphor. The wavelength conversion layer 160 may also contain a powder such as TiO 2 , SiO 2 , Y 2 O 3, etc. to control the refractive index. The wavelength conversion layer 160 may be formed by various application methods such as injection molding, transfer molding, compression molding, and printing. The phosphors included in the wavelength conversion layer 160 may be red phosphors, green phosphors, and yellow phosphors. The wavelength conversion layer 160 can emit white light.

파장 변환층(160)의 표면은 도 2에 도시된 바와 같은 광 방출면을 형성하며, 도 2에 도시한 바와 같이 요철 형상(161)을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 평평한 면, 오목한 면 등 다양한 형상을 가질 수 있다. The surface of the wavelength conversion layer 160 forms a light emitting surface as shown in FIG. 2, and may have a concavo-convex shape 161 as shown in FIG. 2, but it is not limited thereto, and a flat surface, And the like.

한편, 복수개의 파장 변환층(160)은 단일의 색을 가지는 광을 방출하기 위한 파장 변환층으로 구현될 수 있지만, 예컨대, 서로 다른 형광체를 이용하는 적어도 2개의 서로 다른 색을 가지는 광을 방출하기 위한 파장 변환층일 수 있다. 또한, 복수개의 파장 변환층(160)은 단일의 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 파장 변환층으로 구현될 수 있지만, 적어도 2개의 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 파장 변환층 일 수 있다. 예컨대, 3500K 이하의 웜 화이트 또는 6000K 이상의 쿨 화이트의 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 파장 변환층일 수 있다.On the other hand, the plurality of wavelength conversion layers 160 may be implemented as a wavelength conversion layer for emitting light having a single color. However, for example, a plurality of wavelength conversion layers 160 may be used for emitting light having at least two different colors using different phosphors Wavelength conversion layer. In addition, the plurality of wavelength conversion layers 160 may be implemented as a wavelength conversion layer for emitting light having a single color temperature, but may be a wavelength conversion layer for emitting light having at least two different color temperatures. For example, it may be a wavelength conversion layer for emitting light having a color temperature of 3500K or less or a color temperature of cool white of 6000K or more.

저융점 유리 봉지재(140)의 오목부내에 형성되는 파장 변환층(160)의 형상은 도 5에 도시된 바와 같이 사각 형태를 가질 수 있다. 한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 도 6에 도시된 바와 같이 파장 변환층(160)의 형상이 육각형의 벌집 형태를 가질 수 있으며, 또 다른 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 파장 변환층(160)의 형상이 원형태를 가질 수 있다. 이외에도 파장 변환층(160)의 형상은 타원형, 오각형, 평행사변형 등 다양한 형태의 형상으로 변형될 수 있다. 아울러, 파장 변환층(160)은 발광다이오드 칩(130)의 면적보다 넓게 형성되는 것이 바람직하다.The shape of the wavelength conversion layer 160 formed in the concave portion of the low melting point glass encapsulant 140 may have a rectangular shape as shown in FIG. In another embodiment of the present invention, the shape of the wavelength conversion layer 160 may be a hexagonal honeycomb shape as shown in FIG. 6, and in another embodiment, the wavelength conversion layer 160 may have a circular shape. In addition, the shape of the wavelength conversion layer 160 may be changed into various shapes such as an ellipse, a pentagon, and a parallelogram. In addition, it is preferable that the wavelength conversion layer 160 is formed to be wider than the area of the light emitting diode chip 130.

몰딩부(170)는 파장 변환층(160)을 덮도록 형성된다. 몰딩부(170)는 파장 변환층(160)의 공기 접촉을 방지하며 파장 변환층(160)으로부터 방출되는 광이 전반사되지 않도록 하는 굴절율을 가지는 투명수지로 형성될 수 있다. 몰딩부(170)는 저융점 유리 봉지재(140)와 동일한 물질을 사용할 수 있다. 아울러, 몰딩부(170)는 확산제를 포함할 수 있다. 몰딩부(170)의 상부에는 미도시되었지만 확산층 또는 확산부가 형성될 수 있다.The molding part 170 is formed to cover the wavelength conversion layer 160. The molding part 170 may be formed of a transparent resin having a refractive index that prevents air from contacting the wavelength conversion layer 160 and prevents light emitted from the wavelength conversion layer 160 from being totally reflected. The molding part 170 may use the same material as the low melting point glass sealing material 140. In addition, the molding part 170 may include a diffusing agent. Although not shown in the upper part of the molding part 170, a diffusion layer or a diffusion part may be formed.

본 실시예에 따르면, 기판(110), 하부 분포 브래그 반사기 층(120), 발광다이오드 칩(130), 저융점 유지 봉지재(140), 파장 변환층(160)이 거의 동등한 열팽창률을 가질 수 있어 봉지재의 박리나 크랙 등의 발생을 방지할 수 있다. 더욱이, 파장변환층(160)이 저융점 유리 봉지재(140)에 형성된 오목부내에 한정하여 형성되기 때문에 균일한 두께를 갖기 때문에 색 편차를 방지할 수 있다.According to this embodiment, the substrate 110, the lower distributed Bragg reflector layer 120, the LED chip 130, the low-melting-point-retaining encapsulant 140, and the wavelength conversion layer 160 can have almost the same coefficient of thermal expansion It is possible to prevent the occurrence of peeling or cracking of the sealing material. Furthermore, since the wavelength conversion layer 160 is formed within the concave portion formed in the low-melting-point glass encapsulant 140, the color conversion layer 160 can have a uniform thickness, thereby preventing color deviation.

도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8을 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자와 대부분 유사하며, 다만 필터층(150)과 발광다이오드 칩(130)에서 변형된 형상을 보여주고 있다. 즉, 필터층(150)은 발광다이오드 칩(130)의 제1 도전형 상부 반도체층과 접촉하도록 형성될 수 있다.8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 8, the LED chip 130 is similar to the light emitting device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1, but shows a deformed shape in the filter layer 150 and the LED chip 130. That is, the filter layer 150 may be formed in contact with the first conductive upper semiconductor layer of the light emitting diode chip 130.

도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 9를 참조하면, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자와 대부분 유사하며, 다만 기판(110)에서 변형된 형상을 보여주고 있다.9 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. Referring to FIG. 9, the light emitting device of FIG. 1 is similar to the light emitting device of FIG. 1, but shows a deformed shape in the substrate 110.

기판(110)의 하부에 매트릭스 회로 패턴(180)이 형성될 수 있다. 또한, 기판(110)에는 매트릭스 회로 패턴(180)과 발광다이오드 칩(130)을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루홀(111)이 형성될 수 있다. 쓰루홀(111)은 기판(110)에 홀을 형성하고 홀의 내벽에 도전 코팅을 통해 형성될 수 있다. 쓰루홀(111)의 중공내에는 도전성 재질(112)이 채워질 수 있다. 도전성 재질(112)은 발광다이오드 칩(130)의 방열성을 향상시킬 수 있다. 도전성 재질(112)는 예컨대, Ti, Cu, Ni, Al, Au 또는 Cr을 포함할 수 있으며 이들 중 2개 이상의 물질로 형성될 수도 있다. 아울러, 도면에는 쓰루홀(111) 및 도전성 재질(112)이 발광다이오드 칩(130)들의 사이에 형성되어 있지만, 본 발명은 이에 제한되지 않으며, 발광다이오드 칩(130)들의 하부에 형성될 수 있다. A matrix circuit pattern 180 may be formed on a lower portion of the substrate 110. A through hole 111 for electrically connecting the matrix circuit pattern 180 and the light emitting diode chip 130 may be formed on the substrate 110. The through hole 111 may be formed in the substrate 110 through a conductive coating on the inner wall of the hole. The hollow of the through hole 111 may be filled with a conductive material 112. The conductive material 112 may improve heat dissipation of the light emitting diode chip 130. The conductive material 112 may include, for example, Ti, Cu, Ni, Al, Au, or Cr, and may be formed of two or more of these materials. Although the through holes 111 and the conductive material 112 are formed between the light emitting diode chips 130 in the drawing, the present invention is not limited thereto and may be formed under the light emitting diode chips 130 .

이에 따라, 기판(110) 위에 발광다이오드 칩(130)을 매트릭스로 배열하고, 쓰루홀(111) 및 매트릭스 회로 패턴(180)을 통해 전류를 공급하여 각 발광다이오드 칩(130)에 대한 매트릭스 구동을 수행할 수 있다.Accordingly, the light emitting diode chips 130 are arranged in a matrix on the substrate 110, and the current is supplied through the through holes 111 and the matrix circuit pattern 180 to perform matrix driving for each light emitting diode chip 130 Can be performed.

한편, 도 1에 도시된 본 발명의 일실시예에 따른 발광 소자는 발광다이오드 칩(130)들 사이의 공간을 채우는 저융점 유리 봉지재(140)를 분리(sawing)함으로써 개별 발광 다이오드 칩들로서 완성될 수 있다. 저융점 유리 봉지재(140)는 블레이드를 이용하거나 또는 레이저를 이용하여 분리될 수 있다. 도시되지 않았지만, 발광다이오드 칩(130)에는 전원을 공급하기 위해 와이어나 스텝커버 공정을 이용하여 전극들이 형성될 수 있다.The light emitting device according to an embodiment of the present invention shown in FIG. 1 may be manufactured as individual light emitting diode chips by sawing a low melting point glass encapsulant 140 filling a space between the LED chips 130 . The low melting point glass encapsulant 140 may be separated using a blade or by using a laser. Although not shown, electrodes may be formed using a wire or a step cover process to supply power to the light emitting diode chip 130.

본 실시예에 있어서, 발광다이오드 칩(130) 상에 형성된 저융점 유리 봉지재(140)에 오목부를 형성하고, 그 오목부에 파장 변환층(160)을 형성하는 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 파장 변환층(160) 뿐만 아니라 광학적 특성을 변경하기 위한 다양한 투명 코팅층을 파장 변환층(160) 형성방법과 유사한 방법으로 발광다이오드 칩(130) 상에 형성하는 것을 포함한다. 이러한 투명 코팅층은 광학적 특성을 개선하기 위한 다양한 재료를 함유할 수 있으며, 예컨대 확산제를 함유할 수 있다.In the present embodiment, the concave portion is formed in the low-melting-point glass encapsulant 140 formed on the LED chip 130, and the wavelength conversion layer 160 is formed in the concave portion. However, Forming a variety of transparent coating layers for changing the optical characteristics as well as the wavelength conversion layer 160 on the light emitting diode chip 130 by a method similar to the method for forming the wavelength conversion layer 160. Such a transparent coating layer may contain various materials for improving optical properties, and may contain, for example, a diffusing agent.

이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예들에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.The invention being thus described, it will be obvious that the same way may be varied in many ways. Such modifications are intended to be within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.

100 : 발광 소자 110 : 기판
120: 하부 분포 브래그 반사기 층 130 : 발광다이오드 칩
140 : 저융점 유리 봉지재 150 : 필터층
160: 파장 변환층 170 : 몰딩부
180: 매트릭스 회로 패턴100: light emitting device 110: substrate
120: lower distribution Bragg reflector layer 130: light emitting diode chip
140: low melting glass sealing material 150: filter layer
160: Wavelength conversion layer 170:
180: Matrix circuit pattern

Claims (16)

기판;
상기 기판상에 위치하고 제1 도전형 상부 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 하부 반도체층을 포함하는 발광다이오드 칩;
상기 발광다이오드 칩을 덮도록 형성된 저융점 유리 봉지재;
상기 저융점 유리 봉지재의 상부에 형성된 파장 변환층; 및
상기 파장 변환층과 상기 저융점 유리 봉지재의 사이에 형성되어 특정 파장 대역의 광을 선택적으로 투과시키는 필터층을 포함하고,
상기 저융점 유리 봉지재는 상부에 상기 파장 변환층을 한정하기 위한 오목부가 형성된 발광 소자.Board;
A light emitting diode chip disposed on the substrate and including a first conductive upper semiconductor layer, an active layer, and a second conductive lower semiconductor layer;
A low melting point glass encapsulant formed to cover the light emitting diode chip;
A wavelength conversion layer formed on the low melting point glass encapsulant; And
And a filter layer formed between the wavelength conversion layer and the low melting point glass encapsulant to selectively transmit light of a specific wavelength band,
Wherein the low-melting-point glass encapsulant has a concave portion for defining the wavelength conversion layer on an upper portion thereof. 청구항 1에 있어서,
상기 기판과 상기 발광다이오드 칩 사이에 형성된 하부 분포 브래그 반사기층을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And a lower distributed Bragg reflector layer formed between the substrate and the LED chip. 청구항 1에 있어서,
상기 파장 변환층을 덮는 몰딩부를 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And a molding part covering the wavelength conversion layer. 청구항 3에 있어서,
상기 몰딩부는 확산제를 포함하는 발광 소자.The method of claim 3,
Wherein the molding part includes a diffusing agent. 청구항 3에 있어서,
상기 몰딩부는 상기 파장 변환층으로부터 방출되는 광의 전반사를 줄여주는 굴절율을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 3,
Wherein the molding portion has a refractive index that reduces total reflection of light emitted from the wavelength conversion layer. 청구항 1에 있어서,
상기 필터층은 상기 발광다이오드 칩으로부터 방출되는 광의 파장은 투과시키고, 상기 파장 변환층에 의해 생성된 광의 파장은 반사시키는 투과 특성을 가지는 단파장 투과 필터층인 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the filter layer is a short wavelength transmission filter layer having a transmission characteristic for transmitting a wavelength of light emitted from the light emitting diode chip and reflecting a wavelength of light generated by the wavelength conversion layer. 청구항 6에 있어서,
상기 필터층은 분포 브래그 반사기 구조로 형성된 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 6,
Wherein the filter layer is formed of a distributed Bragg reflector structure. 삭제delete 청구항 1에 있어서,
상기 저융점 유리 봉지재의 오목부는 측벽이 볼록하게 라운드지거나 오목하게 라운드지거나 직선으로 경사지게 형성된 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the concave portion of the low melting point glass encapsulant is formed such that the side walls are rounded convexly, concavely rounded, or inclined in a straight line. 청구항 1에 있어서,
상기 발광다이오드 칩은 상기 기판위에 복수개 배열되고,
상기 저융점 유리 봉지재 및 파장 변환층은 각 발광다이오드 칩에 대응하여 복수개 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein a plurality of the light emitting diode chips are arranged on the substrate,
Wherein a plurality of the low melting point glass encapsulant and the wavelength conversion layer are formed corresponding to each light emitting diode chip. 청구항 10에 있어서,
상기 기판은 하부에 형성된 매트릭스 회로 패턴; 및
상기 매트릭스 회로 패턴과 상기 복수개의 발광다이오드 칩을 전기적으로 연결하기 위한 쓰루홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 10,
Wherein the substrate comprises a matrix circuit pattern formed at a lower portion thereof; And
And a through hole for electrically connecting the matrix circuit pattern and the plurality of light emitting diode chips. 청구항 11에 있어서,
상기 쓰루홀은 중공에 전도성 재질이 채워진 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 11,
Wherein the through hole is filled with a conductive material in the hollow. 청구항 10에 있어서,
상기 복수개의 발광다이오드 칩은 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 적어도 2개의 발광다이오드 칩을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 10,
Wherein the plurality of light emitting diode chips include at least two light emitting diode chips for emitting light having different color temperatures. 청구항 10에 있어서,
상기 복수개의 파장 변환층은 서로 다른 색온도를 가지는 광을 방출하기 위한 적어도 2개의 파장 변환층을 포함하는 특징으로 하는 발광 소자.The method of claim 10,
Wherein the plurality of wavelength conversion layers include at least two wavelength conversion layers for emitting light having different color temperatures. 청구항 1에 있어서,
상기 필터층은 상기 발광다이오드 칩의 제1 도전형 상부 반도체층과 접촉하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the filter layer is in contact with the first conductive upper semiconductor layer of the light emitting diode chip. 청구항 1에 있어서,
상기 파장 변환층의 상부는 요철을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And the upper portion of the wavelength conversion layer has irregularities.
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