KR102000072B1 - luminescence Device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예는 조명용 또는 디스플레이용 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에 관한 것으로, 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있다.
제 1 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하고 있다.An embodiment of the present invention relates to a light emitting device for use in a backlight unit for illumination or display, wherein a side surface of a heat dissipation layer exposed to the outside is covered with a protective layer to suppress ion migration, The reliability and life of the product can be improved. Further, the stress of the molded wire between the electrode pad and the electrode layer can be reduced.
The light emitting device according to the first embodiment includes a substrate, first and second electrode layers on which a pattern is formed, a heat dissipation layer formed on the first electrode layer, a light emitting layer formed on the heat dissipation layer, An electrode pad formed on a predetermined region of the light emitting layer; a wire connected between the electrode pad and the second electrode layer; a cover disposed on the substrate outside the first and second electrode layers; And a protective layer formed on the substrate and the first and second electrode layers in the cover, the protective layer being formed at substantially the same height as the heat dissipation layer.
Description
본 발명의 실시 예는 조명용 또는 디스플레이용 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a light emitting device used in a backlight unit for illumination or display.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emission Diode: 이하, 'LED'라 함)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.2. Description of the Related Art In general, a light emitting diode (hereinafter referred to as 'LED') is formed by using a compound semiconductor material such as GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN and AlGaInP to form a light emitting source, It says.
LED 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 고출력 발광 및 휘도, 발광색의 범위 등이 있다. 이러한 LED 소자의 특성은 1차적으로 LED소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다. 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로는 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.As a criterion for determining the characteristics of the LED element, there are a high output light emission and luminance, and a range of a luminescent color. The characteristics of the LED element are determined primarily by the compound semiconductor material used in the LED element, but also by the structure of the package for mounting the chip with the secondary element. In order to obtain high brightness and brightness according to user's demand, there is a limit to only the primary factors due to the development of materials, so that the package structure has attracted much attention.
도 1은 종래의 발광 장치를 나타낸 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a conventional light emitting device.
종래의 발광 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11), 제 1 및 제 2 전극층(12,13), 방열층(14), 발광층(15), 형광체층(16), 전극 패드(17), 와이어(18), 커버(19)로 구성되어 있으며, 상기 발광층(15)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 상기 발광층(15)의 이면에 상기 방열층(14)이 배치되어 있다.1, the conventional
상기 방열층(14)은 방열성 향상을 목적으로 텅스텐(W)이 이용되고 있지만, 대체 재료로서 몰리브덴(Mo)의 사용이 많아지고 있다. 그러나, 상기 몰리브덴(Mo)은 전계와 증류수로 이온 마이그레이션(migration)을 일으키는 문제점이 있고, 고온화로를 사용했을 경우 산화막이 박리되는 문제점이 있다.Although the
따라서 도 1과 같이, 상기 방열층(14)의 측면이 외부에 노출되어 있는 경우, 상기 방열층(14)을 몰리브덴(Mo)으로 형성하게 되면 상술한 바와 같은 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리로 인해 제품의 신뢰성 및 수명이 저하되는 문제점이 있다. Therefore, when the side surface of the
전술한 문제점을 해결하기 위하여 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.In order to solve the above-described problems, it is an object of the present invention to provide a light emitting device capable of improving the reliability and lifetime of a product.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 외부에 노출된 방열층으로 인한 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 문제를 해소할 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a light emitting device capable of solving the problem of ion migration due to a heat dissipation layer exposed to the outside and peeling of an oxide film.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.It is another object of the present invention to provide a light emitting device capable of reducing the stress of a wire molded between an electrode pad and an electrode layer.
본 발명의 해결과제는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The solution to the problem of the present invention is not limited to those mentioned above, and other solutions not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a substrate; first and second electrode layers having a pattern formed on the substrate; a heat dissipation layer formed on the first electrode layer; A light emitting layer formed on the light emitting layer, a phosphor layer formed on the light emitting layer, an electrode pad formed on a predetermined region of the light emitting layer, a wire connected between the electrode pad and the second electrode layer, A cover disposed on the substrate, and a protective layer formed on the substrate and the first and second electrode layers, the protective layer being formed at substantially the same height as the heat dissipation layer.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 다른 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버와, 상기 제 1 전극층 외곽의 상기 기판 상에 형성된 격벽 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 격벽과 상기 방열층 사이의 상기 제 1 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.According to another aspect of the present invention, there is provided a light emitting device comprising: a substrate; first and second electrode layers on which a pattern is formed; a heat dissipation layer formed on the first electrode layer; A light emitting layer formed on the heat dissipation layer, a phosphor layer formed on the light emitting layer, an electrode pad formed on a predetermined region of the light emitting layer, a wire connected between the electrode pad and the second electrode layer, A barrier rib formed on the substrate outside the first electrode layer; and a barrier rib formed on the first electrode layer between the barrier rib and the heat-releasing layer, the barrier rib being formed on the first electrode layer, And a protective layer formed on the substrate.
여기서, 상기 방열층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)를 포함한 금속 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 방열층은 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성될 수 있다.Here, the heat dissipation layer may be formed of any one of metals including tungsten (W) and molybdenum (Mo). The heat dissipation layer may have a thickness of about 65 μm to about 95 μm.
상기 보호층은 수지 또는 무기재료로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 보호층은 상기 방열층과 동일한 높이 또는 상기 방열층의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이 중 어느 하나의 높이로 형성될 수 있다.The protective layer may be formed of a resin or an inorganic material. The protective layer may be formed to have the same height as the heat dissipation layer or a height that can cover at least 80% of the side surface of the heat dissipation layer.
상기 격벽은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층에 연결된 와이어 사이에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 격벽은 상기 방열층과 동일한 높이로 형성되거나 상기 방열층보다 높게 형성될 수 있다. 또한, 상기 격벽은 반구형, 반타원형, 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.The barrier rib may be formed between the first electrode layer and the wire connected to the second electrode layer. The partition wall may have the same height as the heat dissipation layer or be formed higher than the heat dissipation layer. The partition may have a hemispherical shape, a semi-elliptical shape, a semicircular shape, a quadrangle, and a quadrangle having a chamfer at an upper corner.
상기 커버는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 형성될 수 있다.The cover may be formed of a light-transmitting polymer or glass.
상기 발광층은 유색 LED 칩 및 UV 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The light emitting layer may include at least one of a colored LED chip and a UV chip.
상기 형광체층은 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가될 수 있다.At least one kind of phosphor may be added to the phosphor layer.
상기 기판은, 세라믹, 폴리머, 수지, 실리콘, 금속 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.The substrate may be made of any one of ceramic, polymer, resin, silicon, and metal.
실시 예에 따르면, 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.According to the embodiment, the side surface of the heat-radiating layer exposed to the outside is covered with the protective layer to suppress the occurrence of ion migration and oxide film peeling, thereby improving the reliability and life of the product.
또한, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있다.Further, the stress of the molded wire between the electrode pad and the electrode layer can be reduced.
또한, 상기 보호층을 반사율이 높은 수지를 사용함으로써 광속 저하를 방지할 수 있고, 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층으로부터 이온 마이그레이션(migration) 발생을 억제시킬 수 있다.Further, by using a resin having a high reflectance as the protective layer, the light flux can be prevented from being lowered, and occurrence of ion migration from the heat dissipation layer can be suppressed by using a resin having low gas permeability.
본 발명의 효과는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to those mentioned above, and other effects not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 장치의 단면도
도 2는 제 1 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도
도 3은 제 2 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device
2 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment
3 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
제 1 실시 예First Embodiment
도 2는 제 1 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the first embodiment.
상기 발광 장치의 제 1 실시 예(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(111), 제 1 및 제 2 전극층(112,113), 방열층(114), 발광층(115), 형광체층(116), 전극 패드(117), 와이어(118), 커버(119) 및 보호층(120)을 포함하고 있다.2, the
상기 기판(111)은 상기 발광 장치의 몸체(body) 역할을 하며, 세라믹 재질, 폴리머 재질, 수지 재질, 실리콘 재질, 금속 재질 등을 사용하여 구성될 수 있다. The
상기 발광 장치는 상기 기판(111)으로 사용된 소재에 따라 세라믹 패키지, 플라스틱 패키지, 실리콘 패키지, 금속 패키지 등으로 분류되기도 한다. 상기 기판(111)으로 어떠한 소재를 사용할 것인가에 관하여는 방열 효과, 양산 가능성, 비용, 다른 구성요소의 특성, 제품의 목적·용도 및 기타 제반 사항을 고려하여 선택될 수 있다.The light emitting device may be classified as a ceramic package, a plastic package, a silicon package, a metal package, or the like depending on the material used as the
예를 들어, 상기 발광 장치의 기판 재료로 실리콘을 사용하는 경우, 다층으로 적층하여 패키지를 제조할 수 있으며 적층부 사이에 회로를 실장 할 수 있다. 또한, 실리콘 기판을 사용하는 경우, 발광 파장에 의한 반사율 의존도가 낮고 웨이퍼 레벨의 집적화된 형태로도 제작할 수 있어 다품종을 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.For example, when silicon is used as the substrate material of the light emitting device, a package can be laminated in multiple layers, and a circuit can be mounted between the lamination portions. In addition, when a silicon substrate is used, it can be manufactured in a wafer-level integrated form with a low dependency on reflectance due to a light emission wavelength, and thus it is advantageous in mass production of multiple products.
상기 기판(111)은 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)에 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등으로 사출 성형하여 형성할 수 있다. 상기 기판(111)이 상기 세라믹 재질로 구성된 경우, 알루미나(Al2O3)를 사용하여 구성될 수 있다. The
상기 기판(111) 내에는 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 구동 회로(미도시)가 실장 될 수 있다. 상기 구동 회로는 상기 발광 장치의 목적 및 용도에 따라 원하는 기능을 수행하도록 상기 발광층(115)을 구동하는 역할을 한다.A driving circuit (not shown) for driving the
한편, 상기 기판(111) 상에는 절연층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 절연층은 상기 기판(111)과 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다. 다만, 상기 기판(111)이 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 형성하지 않아도 무방하다.On the other hand, an insulating layer (not shown) may be disposed on the
계속해서, 상기 기판(111) 상에는 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)이 패터닝될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)과 전기적으로 연결하기 위한 전극으로 구성되며, 또한 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 구동 회로와 전기적으로 연결되도록 패터닝될 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광 장치 내에서 구성 요소간을 연결해 주는 전기 도선의 역할을 한다. Subsequently, the first and
좀더 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode) 전극으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 전극의 역할 이외에 상기 발광층(115)에서 방출되는 광을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)에서 방출되는 컬러 광의 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면 처리될 수도 있다.More specifically, the first and
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 방열 역할도 한다.In addition, the first and
이러한 기능을 수행하기 위해 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 전도성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성될 수 있다.In order to perform such a function, the first and
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 광속을 증가시키기 위해 은(Ag)으로 패턴을 형성한 경우, 상기 은(Ag)의 변색을 방지하기 위해 상기 은(Ag)을 유리 코팅하여 형성할 수도 있다.For example, when the first and second electrode layers 112 and 113 are formed with a pattern of silver (Ag) to increase the light flux, the silver (Ag) .
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 에칭(Etching) 또는 인쇄(Printing) 공정을 통해 패턴을 형성할 수 있다.In addition, the first and second electrode layers 112 and 113 may be patterned through an etching process or a printing process.
다음으로, 상기 제 1 전극층(112) 상에는 상기 방열층(114)이 소정의 두께로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 방열층(114)은 상기 발광층(115)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 형성된 것으로, 상기 기판(111) 하부에 설치되는 히트 싱크(미도시)와 연결될 수 있다.Next, the
상기 방열층(114) 상에는 상기 발광층(115)이 형성될 수 있다. 상기 발광층(115)은 유색 LED 칩과 UV 칩을 포함한 발광 칩 중에서 하나로 구성될 수 있다.The
상기 발광 장치는, 상기 기판(111)에 실장되는 상기 발광 칩의 배치 구조에 따라 수직형 구조, 수평형 구조 또는 플립 칩(Flip chip) 구조로 구성될 수 있다. 이때, 상기 발광 장치는 상기 발광 칩의 구조에 따라 와이어(118)를 이용한 본딩(wire bonding) 또는 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 등의 방식으로 실장될 수 있다.The light emitting device may have a vertical structure, a horizontal structure, or a flip chip structure according to the layout structure of the light emitting chip mounted on the
상기 발광 장치는, 상기 기판(111) 상에 적어도 한 개 이상의 발광 칩을 실장할 수 있다. 즉, 상기 발광 칩은 실시 예에 따른 예시일 뿐이며, 원하는 목적 및 설계 변경에 따라 상기 발광 칩을 추가로 배치할 수도 있다. 이에 의해, 상기 발광 장치는 상기 발광 칩의 수에 따라 단일 칩(chip) 또는 멀티 칩(Multi-chip) 구조로 구현될 수 있다.The light emitting device may mount at least one or more light emitting chips on the
상기 발광 칩에는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 발광 소자가 실장될 수 있다. 이때, 상기 발광 소자는 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함하고 있다. 상기 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 재결합되어 빛이 발생하며, 활성층에서 발생한 빛은 모든 방향으로 방출되어 노출 표면을 통해 발광 소자 밖으로 방출되게 된다.A light emitting device for converting electrical energy into light may be mounted on the light emitting chip. At this time, the light emitting device includes an active layer of a semiconductor material interposed between two opposing doping layers. When a bias is applied to both ends of the two doped layers, holes and electrons are injected into the active layer and then recombined to generate light. Light generated in the active layer is emitted in all directions and emitted through the exposed surface to the outside of the light emitting device.
상기 발광 칩은 청색 LED 칩 또는 자외선(UV) 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 발광 칩은 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED, 엘로우 그린(Yellow green) LED, 화이트 LED를 하나 또는 하나 이상 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다. 이때, 상기 발광 칩는 pn 또는 npn 접합 구조를 포함하는 질화물 반도체 발광 소자를 모두 포함할 수 있다.The light emitting chip may be a blue LED chip or an ultraviolet (UV) chip. In addition, the light emitting chip may be configured as a package in which one or more of a red LED, a green LED, a blue LED, a yellow green LED, and a white LED are combined. At this time, the light emitting chip may include all nitride semiconductor light emitting devices including a pn or npn junction structure.
또한, 상기 발광층(115)으로 이루어진 상기 발광 칩은 도 2에서 상기 제 1 전극층(113) 상에 배치된 것을 예시로 나타내었으나, 상기 기판(111) 상에 배치될 수도 있다. 이때, 상기 발광 칩이 상기 기판(111) 상에 배치될 경우 상기 기판(111)과 상기 발광 칩 사이에 절연층이 형성될 수 있다.In addition, although the light emitting chip composed of the
상기 발광층(115) 상에는 상기 형광체층(116)과 상기 전극 패드(117)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 형광체층(116)에는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수 있다.The
상기 형광체는 상기 발광층(115)에서 방출된 광을 여기시키는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 형광체는 실리케이트(Silicate) 계열, 설파이드(Sulfide, 황화물) 계열, YAG 계열 및 TAG 계열, Nitride계열 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.The phosphor plays a role of exciting the light emitted from the
또한, 상기 형광체는 황색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 황색, 적색, 녹색 및 청색 형광체 중에서 적어도 하나 이상 포함할 수 있으나, 상기 형광체의 종류에 대해서는 한정하지 않는다. The phosphor may include at least one of yellow, red, green and blue phosphors emitting yellow, red, green and blue light, but the type of the phosphor is not limited.
상기 발광 장치는, 상기 형광체의 색상에 따라 입사되는 광의 파장에 응답하여 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 따라서, 상기 발광층(115)의 색상과 상기 형광체 색상의 조합에 따라 필요한 파장 또는 색상의 광을 얻을 수 있다. The light emitting device emits light of different wavelengths in response to the wavelength of light incident on the phosphor depending on the hue of the phosphor. Therefore, light of a required wavelength or color can be obtained according to the combination of the color of the
한편, 상기 형광체는 심적색을 발광시키기 위하여, 대표적인 설파이드 계열의 무기 형광체로 CaS:Eu가 사용될 수 있다. 또한, 주황색 형광체로 설파이드 계열의 SrS:Eu 및 MgS:Eu 중에서 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 녹색 형광체로는 설파이드 계열의 SrGa2S4, Eu2+가 사용될 수 있다.On the other hand, CaS: Eu may be used as a typical sulfide-based inorganic phosphor to emit deep red light. At least one of SrS: Eu and MgS: Eu of the sulfide series may be used as the orange phosphor. As the green phosphor, sulfide-based SrGa2S4 and Eu2 + can be used.
상기 형광체는 상기 발광층(1115)에 따라 상이한 종류 및 양이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(115)이 백색광을 방출하는 경우, 상기 형광체층(116)에 녹색 및 적색 형광체가 포함될 수 있다. 또한, 상기 발광층(115)이 청색광을 방출하는 경우에는 상기 형광체층(116)에 녹색, 황색 및 적색 형광체가 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 형광체층(116)에 포함되는 상기 형광체의 종류 및 양은 상기 발광층(115)의 종류에 따라 달라질 수 있다.The phosphor may include different kinds and amounts depending on the light emitting layer 1115. For example, when the
상기 전극 패드(117)는 상기 발광층(115)의 상면에서 상기 제 2 전극층(113)이 배치된 방향의 소정 영역에 형성될 수 있다. 상기 전극 패드(117)는 상기 와이어(118)를 통해 상기 제 2 전극층(113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 발광층(115)의 발광 칩이 수평형 또는 수직형 구조일 경우 상기 와이어(118)를 통해 상기 제 2 전극층(113)과 전기적으로 연결된다.The
상기 발광 장치는, 수직형 타입의 발광 칩이 예시되어 있기 때문에, 하나의 와이어(118)를 사용하여 상기 전극 패드(117)와 상기 제 2 전극층(113) 상에 본딩되어 있다. 다른 예로서, 상기 발광 칩이 수평형 타입인 경우에는 두 개의 와이어가 사용될 수 있으며, 플립칩 방식인 경우 와이어가 사용되지 않을 수도 있다.The light emitting device is bonded to the
한편, 상기 발광 칩을 보호하기 위해 제너 다이오드와 같은 보호 소자를 상기 제 1 전극층(112)에 탑재할 수도 있다.Meanwhile, a protection element such as a zener diode may be mounted on the
상기 커버(119)는 상기 발광층(115)를 둘러싸도록 하부에 개구부가 형성된 반구형으로 구성될 수 있다. 상기 커버(119)는 상기 발광층(115)으로부터 방출된 광을 투과시킬 수 있는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 구성될 수 있다.The
여기서, 상기 폴리머(Polymer)는 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate: PEN), 아크릴 수지, 폴리스틸렌(Polystyrene: PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate: PMMA) 등으로 이루어진 군에서 어느 하나일 수 있다. 특히, 상기 커버(119)는 상기 폴리머(Polymer) 재질로 구성될 경우, 내열성과 내화학성이 요구되는 경우에 폴리카보네이트(PC)로 구성될 수 있다.Here, the polymer may be at least one selected from the group consisting of polycarbonate (PC), polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), acrylic resin, polystyrene (PS) Polymethyl methacrylate (PMMA), and the like. In particular, when the
또한, 상기 커버(119)는 상기 발광 장치에서 상기 형광체층(116)이 배치되어 있지 않은 경우에, 투광성 재질의 플라스틱(plastic)과 형광체(Phosphors)를 혼합하여 메탈 사출 성형(Metal Injection Molding) 방식을 이용하여 제작될 수 있다. When the
상기 커버(119)는 광의 투과 뿐만 아니라 광을 확산(Diffuse) 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 커버(119)는 투광성 확산판(Diffuser plate)으로 구성되거나 확산제가 포함된 투명 기판으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 확산제는 산화실리콘(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 합성실리카, 글래스비드, 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 또한, 상기 확산제의 입자 크기는 빛의 확산에 적합한 크기로 선택될 수 있으며, 예를 들어 5~7μm의 지름을 가질 수 있다.The
계속해서, 상기 커버(119)는 내부 공간에 믹싱(mixing) 공간이 형성되어 있다. 상기 믹싱 공간은 상기 발광층(115)에서 방출되는 광이 믹싱되는 공간을 의미한다.Subsequently, a mixing space is formed in the inner space of the
또한, 상기 커버(119)는 소포제(antifoaming agent), 첨가제, 경화제 중 적어도 하나 이상이 더 포함될 수도 있다. The
상기 소포제는 상기 커버(119) 내의 기포를 제거함으로써 신뢰성을 확보할 수 있다. 특히, 상기 커버(119)를 메탈 사출 성형(Metal Injection Molding) 방식을 이용하여 제작할 때 기포가 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 상기 소포제의 예로는 옥탄올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜 또는 각종 계면활성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The defoaming agent can ensure reliability by removing bubbles in the
상기 경화제는 상기 커버(119)를 경화시키는 역할을 한다.The curing agent serves to cure the
상기 첨가제는 상기 형광체를 상기 커버(119) 내에 고르게 분산시키는 역할을 한다.The additive serves to uniformly disperse the phosphor in the
이에 의해, 상기 커버(119)는 상기 발광층(115)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 커버(119)는 각종 조명 장치, 백라이트 유닛, 발광 소자, 표시 장치 등의 광원에 적용되어, 다양한 파장을 가지는 빛을 생성하는 데에 사용되거나, 상기 광원의 연색 지수(CRI)를 향상시키는 등의 용도로 사용될 수 있다.Accordingly, the
끝으로, 상기 보호층(120)은 상기 방열층(114)의 측면을 충분히 덮도록 상기 커버(119) 내부의 상기 기판(111)과 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113) 상에 형성될 수 있다.The
상기 보호층(120)은 상기 방열층(114)과 동일한 높이로 형성될 수 있으며, 또한, 상기 방열층(114)의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 방열층(114)보다 보호층(120)을 높게 형성할 경우에는 발광에 방해가 될 수 있고, 상기 보호층(120)을 아주 낮게 형성할 경우에는 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리의 억제 효과가 저하될 수 있다.The
상기 보호층(120)은 수지 또는 무기재료를 사용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 수지 재료는 반사율이 높은 수지를 사용하여 광속 저하를 일으키지 않도록 하고, 또한 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층(114)으로부터 이온 마이그레이션(migration) 발생을 억제하도록 한다.The
상기 방열층(114)은 상기 발광층(115)에서 발생하는 열을 외부로 방열시키기 위해 형성된 것으로, 방열성 향상을 위해 텅스텐(W)이 이용되고 있지만, 대체 재료로서 몰리브덴(Mo)의 사용이 많아지고 있다. 그러나, 상기 몰리브덴(Mo)은 전계와 증류수로 이온 마이그레이션(migration)을 일으키는 문제점이 있고, 고온에서 산화막이 박리되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시 예에서는 상기 방열층(114)의 측면을 상기 보호층(120)으로 매립하여 상기 방열층(114)이 외부에 노출되지 않도록 하였다. The
따라서 상기 발광 장치는, 외부에 노출된 상기 방열층(114)의 측면을 상기 보호층(120)으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
Therefore, the light emitting device covers the side surface of the
제 2 실시 예Second Embodiment
도 3는 제 2 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도이다.3 is a cross-sectional view of the light emitting device according to the second embodiment.
상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(211), 제 1 및 제 2 전극층(212,213), 방열층(214), 발광층(215), 형광체층(216), 전극 패드(217), 와이어(218), 커버(219), 격벽(220), 보호층(230)을 포함하고 있다.The
상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)에서, 상기 기판(211), 상기 제 1 및 제 2 전극층(212,213), 상기 방열층(214), 상기 발광층(215), 상기 형광체층(216), 상기 전극 패드(217), 상기 와이어(218), 상기 커버(219)는, 상기 발광 장치의 제 1 실시 예(100)의 상기 기판(111), 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113), 상기 방열층(114), 상기 발광층(115), 상기 형광체층(116), 상기 전극 패드(117), 상기 와이어(118), 상기 커버(119)와 동일하다. In the
다만, 상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)에서는, 상기 제 1 전극층(212) 외곽의 상기 기판(211) 상에 상기 격벽(220)가 형성되어 있고, 상기 격벽(220)와 상기 방열층(214) 사이의 상기 제 1 전극층(212) 상에 상기 방열층(214)의 측면을 충분히 덮도록 상기 보호층(230)이 형성되어 있는 점이 상기 제 1 실시 예의 발광 장치와 다르다.In the second embodiment of the
상기 격벽(220)는 상기 커버(219) 내부에 형성되며, 상기 제 1 전극층(212)의 외곽 둘레에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극층(213)이 배치되어 있는 부분은 상기 제 1 전극층(212)과 상기 제 2 전극층(213) 사이에 상시 격벽(220)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 격벽(220)는 상기 전극 패드(217)와 상기 제 2 전극층(213) 사이에 연결된 상기 와이어(218)의 아래쪽에 배치되게 된다.The
상기 격벽(220)는 상기 방열층(214)과 동일한 높이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 발광층(115)의 측면을 완전히 가리지 않는 범위 내에서 상기 방열층(214)보다 약간 높게 형성될 수도 있다. The
상기 격벽(220)의 형상은 도 3에 도시된 바와 같은 반구형이나 반타원형으로 형성되거나, 또는 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 등으로 형성될 수도 있다.The shape of the
상기 보호층(230)은 상기 방열층(214)과 상기 격벽(220) 사이의 상기 제 1 전극층(212) 상에 형성되며 상기 방열층(214)의 측면을 완전히 덮도록 형성된다.The
상기 보호층(230)은 상기 방열층(214)과 동일한 높이로 형성될 수 있으며, 또한, 상기 방열층(214)의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다.The
상기 보호층(230)은 수지 또는 무기재료를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 보호층(230)의 재료로 사용된 수지는 반사율이 높은 수지를 사용하여 광속 저하를 일으키지 않도록 하고, 또한 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층(214)으로부터 이온 마이그레이션(migration)이 발생되지 않도록 억제한다.The
따라서, 상기 방열층(214)의 측면을 상기 보호층(220)으로 매립하여 상기 방열층(214)이 외부에 노출됨으로써 발생되는 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킬 수가 있고, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.The side surfaces of the
또한, 상기 전극 패드(217)와 상기 제 2 전극층(213) 사이에 연결된 상기 와이어(218)의 아래쪽에 상기 격벽(220)를 배치하여 상기 와이어(218)에 상기 보호층(230)이 접촉되지 않도록 함으로써, 상기 와이어(218)의 스트레스를 경감시킬 수 있다.The
이와 같이 구성된 본 발명의 발광 장치는 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮음으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.The light emitting device of the present invention thus configured can overcome the technical problem of the present invention by covering the side surface of the heat radiation layer exposed to the outside with a protective layer.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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 to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood 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.
실시 예에 의한 발광 장치는 조명장치, 디스플레이용 백라이트 유닛 등에 사용될 수 있다.The light emitting device according to the embodiment can be used for a lighting device, a backlight unit for a display, and the like.
100 : 발광 장치의 제 1 실시 예
111 : 기판 112 : 제 1 전극층
113 : 제 2 전극층 114 : 방열층
115 : 발광층 116 : 형광체층
117 : 전극 패드 118 : 와이어
119 : 커버 120 : 보호층
200 : 발광 장치의 제 2 실시 예
211 : 기판 212 : 제 1 전극층
213 : 제 2 전극층 214 : 방열층
215 : 발광층 216 : 형광체층
217 : 전극 패드 218 : 와이어
219 : 커버 220 : 볼록부
230 : 보호층100: First Embodiment of Light Emitting Device
111: substrate 112: first electrode layer
113: second electrode layer 114: heat dissipation layer
115: luminescent layer 116: phosphor layer
117: electrode pad 118: wire
119: Cover 120: Protective layer
200: Second Embodiment of Light Emitting Device
211: substrate 212: first electrode layer
213: second electrode layer 214: heat dissipating layer
215: light emitting layer 216: phosphor layer
217: electrode pad 218: wire
219: Cover 220:
230: Protective layer
Claims (17)
상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되는 제 1 및 제 2 전극층;
상기 제 1 전극층 상에 배치되는 방열층;
상기 방열층 상에 배치된 제 1 도전형 반도체층, 제 2 도전형 반도체층, 상기 제 1 도전형 반도체층과 상기 제 2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층, 상기 제 1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극 패드, 및 상기 제 2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극 패드를 포함하는 발광 소자;
상기 발광 소자 상에 배치되는 형광체층;
상기 제 2 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 배치되는 와이어;
상기 발광 소자와 상기 기판 상에 배치되고, 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층을 커버하는 커버; 및
상기 기판 상에 배치되고, 상기 방열층을 둘러싸는 보호층;을 포함하고,
상기 제 1 전극 패드는 상기 방열층 및 상기 제 1 전극층과 전기적으로 연결되고,
상기 제 2 전극 패드는 상기 와이어 및 상기 제 2 전극층과 전기적으로 연결되고,
상기 기판의 상면과 상기 방열층의 상면 사이의 높이는 상기 기판의 상면과 상기 보호층의 상면의 높이와 동일하고,
상기 보호층은 상기 와이어의 일부를 감싸는 발광 장치.Board;
First and second electrode layers spaced apart from each other on the substrate;
A heat dissipation layer disposed on the first electrode layer;
A first conductivity type semiconductor layer disposed on the heat dissipation layer, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer disposed between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, A light emitting element including a first electrode pad electrically connected to the first electrode pad and a second electrode pad electrically connected to the second conductive semiconductor layer;
A phosphor layer disposed on the light emitting element;
A wire disposed between the second electrode pad and the second electrode layer;
A cover disposed on the substrate and covering the first electrode layer and the second electrode layer; And
And a protective layer disposed on the substrate and surrounding the heat dissipation layer,
Wherein the first electrode pad is electrically connected to the heat dissipation layer and the first electrode layer,
The second electrode pad is electrically connected to the wire and the second electrode layer,
The height between the upper surface of the substrate and the upper surface of the heat dissipation layer is equal to the height of the upper surface of the substrate and the upper surface of the protective layer,
Wherein the protective layer surrounds a part of the wire.
상기 보호층 주위에 배치되는 격벽을 포함하는 발광 장치.The method according to claim 1,
And a barrier disposed around the protective layer.
상기 보호층은 수지 또는 무기재료로 형성된 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the protective layer is formed of a resin or an inorganic material.
상기 격벽은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층 사이에 배치되는 발광 장치.3. The method of claim 2,
And the barrier rib is disposed between the first electrode layer and the second electrode layer.
상기 방열층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)를 포함한 금속 중 어느 하나로 형성된 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heat dissipation layer is formed of any one of metals including tungsten (W) and molybdenum (Mo).
상기 방열층은 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성된 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the heat dissipation layer has a thickness of 65 占 퐉 to 95 占 퐉.
상기 와이어는 상기 격벽 상에 배치된 발광 장치.3. The method of claim 2,
And the wire is disposed on the partition wall.
상기 보호층은 상기 격벽의 내측에 배치되는 발광 장치.5. The method of claim 4,
And the protective layer is disposed inside the partition wall.
상기 격벽은 반구형, 반타원형, 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 발광 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the barrier ribs have any one of a hemispherical shape, a semi-elliptical shape, a semicircular shape, a quadrangle, and a quadrangle in which a chamfer is formed in an upper corner.
상기 격벽은 절연 물질로 형성된 발광 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the barrier rib is formed of an insulating material.
상기 커버는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 형성된 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the cover is made of a polymer or glass of a light transmitting material.
상기 형광체층은 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가된 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein at least one kind of phosphor is added to the phosphor layer.
상기 기판은, 세라믹, 폴리머, 수지, 실리콘, 금속 중 어느 하나의 재질로 이루어진 발광 장치.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the substrate is made of any one material selected from the group consisting of ceramic, polymer, resin, silicon, and metal.
상기 기판의 상면과 상기 보호층의 상면 사이의 제1 높이는 상기 격벽의 높이와 같은 발광 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first height between the upper surface of the substrate and the upper surface of the protective layer is equal to the height of the barrier rib.
상기 기판의 상면과 상기 보호층의 상면 사이의 제1 높이는 상기 격벽의 높이보다 작은 발광 장치.9. The method of claim 8,
Wherein the first height between the upper surface of the substrate and the upper surface of the protective layer is smaller than the height of the partition.
상기 보호층은 상기 커버의 내측면과 접하는 발광 장치.
The method according to claim 1,
And the protective layer contacts the inner surface of the cover.
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