KR102519814B1 - 높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 led 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10), 통합된 반사기 배열(70) - 통합된 반사기 배열(70)은 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)의 발광 영역(11)을 통해 방출된 광을 반사하는 반사기 표면(72)을 포함하고, 통합된 반사기 배열(70)은 발광 다이오드 구조체(10)의 측 표면을 통해 방출된 광을 발광 다이오드 구조체(10)에 다시 확산 반사하는 후방 반사 표면(74)을 추가로 포함하고, 후방 반사 표면(74)은 발광 다이오드 모듈(100)의 동작 중에 발광 다이오드 구조체(10)의 측 표면에 의한 미광의 방출이 감소되도록 발광 다이오드 구조체(10)의 측 표면의 적어도 일부에 직접 부착됨 - 을 포함하는 발광 다이오드 모듈(100)을 설명한다. 본 발명은 추가로 이러한 발광 다이오드 모듈(100)을 제조하는 대응하는 방법을 설명한다. 본 발명은 최종적으로 적어도 하나의 발광 다이오드 모듈(100)을 포함하는 플래시 모듈, 자동차 전조등 또는 프로젝션 발광 다이오드 시스템을 설명한다.

Description

높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 LED 모듈
본 발명은 높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 LED 모듈에 관한 것이다. 본 발명은 추가로 높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 LED 모듈들을 제조하는 방법에 관한 것이다. 본 발명은 최종적으로 적어도 하나의 발광 다이오드 모듈을 포함하는 플래시 모듈, 자동차 전조등(헤드라이트) 또는 프로젝션 발광 다이오드 시스템과 같은 조명 디바이스에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED) 모듈들의 높은 근거리 콘트라스트 요건은 눈부심 없는 루미네어 영상 광학계 설계를 위해 점점 더 중요해지고 있다. 근거리 콘트라스트는 개개의 칩 및 패키지 레이아웃에 강하게 의존한다.
본 발명의 목적은 높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 LED 모듈을 제공하는 것이다. 추가 목적은 높은 근거리 콘트라스트 비를 갖는 LED 모듈들을 제조하는 개선된 방법을 제공하는 것이다.
본 발명은 독립 청구항들에서 설명된다. 종속 청구항들은 양호한 실시예들을 포함한다.
제1 양태에 따르면 발광 다이오드 모듈을 제조하는 방법이 제공된다. 상기 방법은
캐리어 구조체 상에 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체를 배열하는 단계,
적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 발광 영역이 보호 표면에 의해 덮히도록 캐비티 내에 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체를 몰드 체이스(chase)에 의해 봉입하는 단계,
발광 다이오드 구조체의 측 표면의 적어도 일부가 유체 몰딩 컴파운드에 의해 덮히도록 그리고 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 광 변환 구조체의 발광 영역을 통해 방출된 광을 반사하는 반사기 표면이 형성되도록 캐비티 내에 유체 몰딩 컴파운드를 제공하는 단계,
발광 다이오드 모듈의 동작 중에 발광 다이오드 구조체의 측 표면에 의한 미광의 방출이 감소 또는 심지어 억제되게 후방 반사 표면이 발광 다이오드 구조체의 측 표면의 일부에 직접 부착되도록 몰딩 컴파운드를 경화하는 단계를 포함한다.
보호 표면은 몰드 체이스로 구성될 수 있다.
유체 몰딩 컴파운드는 바람직하게는 캐비티 내에 압착될 수 있다. 캐비티는 바람직하게는 캐비티 내에 유체 몰딩 컴파운드를 압착하기 전에 비워질 수 있다. 캐비티 내의 압력은 바람직하게는 유체 몰딩 컴파운드를 제공하는 동안 1Pa보다 낮을 수 있다. 위에 설명된 발광 다이오드 모듈은 그러므로 바람직하게는 통합된 반사기 배열이 트랜스퍼 몰딩 처리에 의해 제조된 일편의 재료로 구성되도록 트랜스퍼 몰딩 처리에 의해 제공될 수 있다. 발광 영역 또는 발광 영역들의 후속하는 세정이 통합된 반사기 배열의 어떤 손상을 피하기 위해 보호 표면에 의해 피해질 수 있다.
추가 양태에 따르면 발광 다이오드 모듈이 제공된다. 발광 다이오드 모듈은
적어도 하나의 발광 다이오드 구조체,
통합된 반사기 배열 - 통합된 반사기 배열은 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 발광 영역을 통해 방출된 광을 반사하는 반사기 표면을 포함하고, 통합된 반사기 배열은 발광 다이오드 구조체의 측 표면을 통해 방출된 광을 발광 다이오드 구조체에 다시 확산 반사하는 후방 반사 표면을 추가로 포함하고, 후방 반사 표면은 발광 다이오드 모듈의 동작 중에 발광 다이오드 구조체의 측 표면에 의한 미광의 방출이 감소 또는 심지어 억제되도록 발광 다이오드 구조체의 측 표면의 적어도 일부에 직접 부착됨 - 을 포함한다.
전형적으로, 특히 플립 칩 LED들의 측벽들을 봉합하는 몇가지 방식들이 있다. 가장 전형적인 것은 높은 광 반사율 재료로 LED 광원의 측벽들을 봉합하기 위해 사용되는 디스펜스 처리 및 오버몰딩 처리들이다. 오버몰딩의 경우에 초과 코팅 재료가 샌드 블라스팅에 의해 LED 광원의 발광 영역으로부터 제거된다. 실험들에 의하면 측면 코팅 및 후속하는 샌드 블라스팅은 미광 및 나아가 불충분한 근거리 콘트라스트를 야기한다고 밝혀졌다. 부가적으로, 증가된 에탕듀(etendue)가 인광체 층의 노출된 측벽들 및/또는 서브마운트로부터 산란 또는 반사된 광으로 인해 증가된 표면적에 의해 발생될 수 있다. 디스펜스 처리의 경우에 증가된 에탕듀가 측벽에서의 디스펜스 재료의 메니스커스에 의해 발생될 수 있을 뿐만 아니라 재료 흐름에 대한 제어가 어렵다. 모든 언급된 요인들은 플래시 모듈들, 자동차 전조등 또는 프로젝션 LED 시스템들과 같은, 응용들에 대해 나쁜 미광을 야기한다.
위와 아래에 설명되는 발광 다이오드 모듈은 미광을 감소시키고 증가된 에탕듀를 피하는 데 도움을 줄 수 있다.
적어도 하나의 발광 다이오드 구조체는 발광 다이오드 다이 및 광 변환 구조체를 포함한다. 광 변환 구조체는 발광 다이오드 다이의 발광 측에 부착될 수 있다. 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 발광 영역은 광 변환 구조체의 표면일 수 있다.
광 변환 구조체는 보통 발광 다이오드(LED) 다이의 발광 표면에 부착된 변환기 재료의 플레이트일 수 있다. LED 다이의 발광 표면은 플립 칩 LED 다이의 경우에 전기적 접점들로부터 떨어져 배열된 LED 다이의 상부 표면이다(도 1 참조). 통합된 반사기 배열은 본질적으로 전혀 광이 광 변환 구조체의 측 표면들 및 LED 다이의 측 표면들을 통해 LED 구조체에서 나가지 못하도록 적어도 하나의 발광 다이오드(LED) 구조를 에워싼다. 후방 반사 표면은 LED 구조체와 직접 접촉하므로 LED 구조체의 측 표면에 직접 부착된다. LED 구조체는 하나의 측 표면들(예를 들어, 둥근 LED 구조체) 또는 하나보다 많은 측 표면(예를 들어, 직사각형 LED 구조체의 경우에 4개)을 포함할 수 있다. LED 구조체를 에워싸는 재료 및 그 재료의 두께는 발광 영역 주위의 광의 후광이 피해지도록 선택된다. 통합된 반사기 배열은 LED 구조체를 부분적으로 매립하는 일편의 재료로 구성된다.
통합된 반사기 배열은 바람직하게는 발광 영역(예를 들어, 광 변환 구조체의 상부 표면) 주위의 통합된 반사기 배열의 표면이 적어도 발광 영역과 동일한 레벨에 있도록 배열된다. 통합된 반사기 배열은 예를 들어, 광 변환 구조체의 상부 표면(발광 영역) 및 발광 영역(들) 바로 주위의 통합된 반사기 배열의 일부가 하나의 공통 평탄 표면을 만들도록 배열될 수 있다. 발광 영역(들) 주위의 평탄 영역은 LED 구조체 및 특히 광 변환 구조체의 측 표면(들)의 어떤 부분이 LED 구조체의 측 표면들의 이러한 부분을 통해 광이 직접 방출될 수 있도록 노출되는 것을 방지한다. 게다가, 통합된 반사기 배열은 반사기 표면 또는 반사기 표면들을 발광 영역(들)에 근접하여 배열하는 것을 가능하게 한다.
통합된 반사기 배열은 바람직하게는 발광 다이오드 모듈의 동작 중에 근거리 콘트라스트가 적어도 150, 바람직하게는 적어도 200 및 보다 바람직하게는 적어도 250이도록 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 광 변환 구조체의 발광 영역의 외부에 샤프한 휘도 컷오프를 제공하기 위해 배열된다.
근거리 콘트라스트는 LEA(발광 영역)의 메디안 루미네선스와 LEA의 에지로부터 150㎛ 떨어져 있는 선 내의 메디안 루미네선스의 비로서 계산된다.
콘트라스트=Emed_LEA/Emed_150㎛
발광 영역의 외부의 샤프한 휘도 컷오프는 이러한 발광 다이오드 모듈들의 하나 이상을 포함하는 광원으로 구성된 광학 디바이스(들)에 의하여 발광 다이오드 모듈에 의해 방출된 광의 후속하는 조작을 간소화한다. 적어도 150의 높은 근거리 콘트라스트는 발광 영역 주위의 후광에 의해 발생될 수 있는 눈부심을 방지한다. 높은 근거리 콘트라스트는 조명 응용에서 사용될 수 없는 큰 각도들로 방출된 광을 추가로 제한할 수 있다.
후방 반사 표면은 바람직하게는 적어도 95%의 반사율을 특징으로 한다.
후방 반사 표면은 발광 영역(들) 위의 반구 내의 발광 다이오드 모듈로부터 빠져 나갈 수 있는 미광이 본질적으로 피해지도록 발광 다이오드 구조체의 측 표면들의 적어도 일부를 에워싼다. 적어도 95% 또는 심지어 99%의 높은 반사율은 미광을 억제하고 측 표면들 특히 광 변환 구조체의 측 표면들을 통해 방출된 광을 발광 다이오드 구조체에 다시 확산 반사한다. 확산 반사는 이 광의 적어도 일부가 재순환되고 발광 영역(들)을 통해 빠져 나가게 하는 것을 가능하게 할 수 있다.
후방 반사 표면은 위에 설명된 것과 같이 적어도 하나의 발광 영역의 레벨까지 적어도 연장할 수 있다. 후방 반사 표면은 특히 발광 다이오드 구조체 및 특히 발광 영역(들)이 발광 영역(들)에 수직인 반사기 표면들에 의해 봉입되도록 발광 영역(들)의 레벨을 지나 연장할 수 있다. 반사기 표면들은 발광 영역(들)의 레벨 위의 반사기 표면들의 높이에 따라 발광 영역(들)에 수직인 광학 축에 대해 더 큰 각도들로의 광의 양이 감소될 수 있게 발광 영역(들)을 통해 방출된 광을 확산 반사하도록 배열된다. 발광 영역(들)의 레벨 위의 반사기 표면들의 높이는 예를 들어, 500㎛일 수 있다. 높이는 반사기 표면들에 의해 둘러싸인 발광 영역 또는 영역들의 크기에 의존할 수 있다.
통합된 반사기 배열은 산화물 입자들로 로딩된 실리콘 수지를 포함하는 재료를 포함할 수 있다. 산화물 입자들은 그룹 SiO2, TiO2, Zr2O3, Y2O3, Al2O3 중에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함할 수 있다.
산화물 입자들은 통합된 반사기 배열의 높은(확산) 반사율을 가능하게 하기 위해 실리콘 수지 내에 매립된다. 실리콘 수지와 같은 재료는 통합된 반사기 배열을 제조하기 위해 트랜스퍼 몰딩을 사용하는 것을 가능하게 한다. 산화물 섬유들 또는 유리 섬유들과 같은 추가 재료들이 통합된 반사기 배열의 재료의 강건성을 증가시키기 위해 첨가될 수 있다.
실리콘 수지는 바람직하게는 SiO2와 TiO2의 혼합물로 로딩된다.
실리콘 수지 내의 산화물 입자들의 함량은 적어도 60%, 바람직하게는 적어도 70% 및 가장 바람직하게는 적어도 80%이다. 함량은 실리콘 수지 내의 각각의 산화물 입자들 및 산화물 입자들의 혼합물의 질량 부분 또는 질량 퍼센티지를 말한다. 실리콘 수지 내의 산화물 입자들의 높은 함량은 경화된 수지의 95%보다 큰 높은 반사율을 가능하게 한다. 특히 실리콘 산화물과 티타늄 산화물의 혼합물은 통합된 반사기 배열의 충분한 신뢰성을 가능하게 하는 5GPa보다 큰 영률을 갖는 강건한 재료를 가능하게 한다.
반사기 표면은 적어도 하나의 발광 영역에 대해 100㎛의 거리에서 반사기 표면에 의해 둘러싸인 개구가 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체의 발광 영역의 2배보다 작도록 배열될 수 있다. 반사기 표면(들)의 개구는 발광 영역(들)에 평행한 평면을 정한다. 개구는 단지 하나의 발광 영역의 경우에 반사기 표면들(예를 들어, 직사각형 발광 영역)이 발광 영역의 레벨을 지나 연장하여 이 연장이 발광 영역에 수직인 반사기 표면들을 정하면 발광 영역과 동일한 크기를 가질 것이다. 개구는 반사기 표면들의 높이와 독립적으로 이 경우에 발광 영역의 면적과 동일한 크기를 가질 것이다. 개구의 크기와 발광 영역의 크기 간의 비는 이 경우에 1일 것이다. 발광 영역 주위의 모든 평탄한 가장자리 및 90°보다 큰 반사기 표면들과 발광 영역 사이의 각도는 발광 영역의 크기에 대한 개구의 크기를 증가시킬 것이다. 동일한 것이 또한 발광 영역들의 어레이에 대해 유효하다. 그러므로 개구와 발광 영역(들) 간의 비를 감소시키기 위해 발광 다이오드 구조체들을 서로 가능한 한 가깝게 배열하는 것이 바람직하다.
발광 다이오드 모듈은 서브마운트 상에 배열된 적어도 2개의 발광 다이오드 구조체를 포함할 수 있다. 통합된 반사기 배열은 서브마운트의 적어도 일부를 매립한다.
서브마운트의 적어도 일부를 매립하면 다수의 LED들 구조(LED 어레이)를 포함하는 발광 다이오드 모듈의 제조가 간소화될 수 있다.
추가 양태에 따르면 플래시 모듈, 자동차 전조등 또는 프로젝션 발광 다이오드 시스템이 제공된다. 플래시 모듈, 자동차 전조등 또는 프로젝션 발광 다이오드 시스템은 위에 설명된 것과 같은 적어도 하나의 발광 다이오드 모듈을 포함할 수 있다. 조명 디바이스들은 위에 설명된 것과 같은 2개, 3개, 4개 이상의 발광 다이오드 모듈을 포함할 수 있다.
위에 설명된 발광 다이오드 모듈에 의한 미광의 감소는 이러한 발광 다이오드 모듈을 포함하는 임의의 조명 디바이스에 의해 제공될 수 있는 광 패턴을 개선시키기 위해 사용될 수 있다.
본 발명의 양호한 실시예는 또한 각각의 독립 청구항과의 종속 청구항들의 임의의 조합일 수 있다는 것을 이해할 것이다.
추가의 유리한 실시예들이 아래에 정의된다.
본 발명의 이들 및 다른 양태들이 이후 설명되는 실시예들로부터 분명해지고 그들을 참조하여 자세히 설명될 것이다.
본 발명이 이제 예로서 첨부 도면을 참조하여 실시예들에 기초하여 설명될 것이다.
도 1은 발광 다이오드의 주요 스케치를 도시한다.
도 2는 발광 다이오드 어레이의 주요 스케치를 도시한다.
도 3은 발광 다이오드 모듈을 제조하는 제1 제조 단계의 주요 스케치를 도시한다.
도 4는 발광 다이오드 모듈을 제조하는 제2 제조 단계의 주요 스케치를 도시한다.
도 5는 발광 다이오드 모듈을 제조하는 제3 제조 단계의 주요 스케치를 도시한다.
도 6은 발광 다이오드 모듈을 제조하는 제4 제조 단계의 주요 스케치를 도시한다.
도 7은 발광 다이오드 모듈들의 어레이의 상면의 주요 스케치를 도시한다.
도 8은 발광 다이오드 모듈의 제1 실시예를 도시한다.
도 9는 발광 다이오드 모듈의 제2 실시예를 도시한다.
도면에서, 유사한 번호들은 전체에 걸쳐 유사한 물체들을 참조한다. 도면 내의 물체들은 반드시 축척에 맞게 그려지지 않았다.
본 발명의 다양한 실시예들이 도면을 참조하여 이제 설명될 것이다.
도 1은 발광 다이오드 구조체(LED)(10)의 단면의 주요 스케치를 도시한다. LED 구조체(10)는 n-접점(5)에 의해 전기적으로 접촉될 수 있는 n-층(3)을 포함한다. n-층(3) 다음에는 활성 층(4)이 있다. 활성 층(4)은 활성 층의 조성물(예를 들어, AIInGaN)에 의해 결정되는 파장을 갖는 광을 방출하도록 배열된 양자 우물 구조를 포함할 수 있다. 활성 층(4)은 n-층(3)과 p-층(7) 사이에 매립된다. p-층(7)은 p-접점(9)에 의해 전기적으로 접촉될 수 있다. n-층(3), 활성 층(4), p-층(9), n-접점(5) 및 p-접점(9)의 배열은 플립 칩 LED 다이를 만든다. p-접점과 n-접점은 LED 다이의 동일한 측 상에 배열된다. 도시하지 않은 추가 지지 층들이 있을 수 있다. 광 변환 구조체(1)는 활성 층(4)에 부착된 n-층(3)의 표면에 대향하는 n-층(3)의 상부 표면에 부착된다. n-층(3)의 상부 표면은 LED 다이의 발광 표면이다. 광 변환 구조체(1)는 세륨 도핑된 인광체 가넷 YAG:Ce와 같은 인광체를 포함할 수 있다. 광 변환 구조체(1)는 활성 층(4)에 의해 방출된 1차 광(예를 들어, 청색 광)을 1차 광보다 긴 파장을 특징으로 하는 2차 광(예를 들어, 황색 광)으로 변환하도록 배열된다. LED 구조체(10)는 광 변환 구조체(1)의 상부 표면을 통해 광의 적어도 다수 부분을 방출하도록 배열되고, 상부 표면은 n-층(3)에 부착된 광 변환 구조체(1)의 표면에 대향한다. 광 변환 구조체(1)의 상부 표면은 LED 구조체(10)의 발광 영역(11)이다. 일부 광은 광 변환 구조체(1)의 측 표면들 밖으로 그리고 심지어 활성 층(4) 및 인접한 층들의 측 표면들을 통해 누출할 수 있다. LED 구조체(10)의 측 표면들을 통한 광의 이 누출은 조명 응용들에서 근거리 콘트라스트를 감소시킬 수 있다.
도 2는 발광 다이오드 어레이(30)의 단면의 주요 스케치를 도시한다. 발광 다이오드 어레이(30)는 서브마운트(20)에 부착된 다수의 LED 구조체(10)(단면에 3개가 도시됨)를 포함한다. 서브마운트(20)는 LED 구조체들(10)이 장착된 서브마운트 칩(21) 및 그에 의해 LED 구조체들(10)의 n-접점들 및 p-접점들(도시 안됨)이 전기적으로 접속될 수 있는 전기적 접촉 패드들(23)을 포함한다.
도 3은 발광 다이오드(LED) 모듈(100)을 제조하는 제1 제조 단계의 주요 스케치를 도시한다. LED 구조체들(10)은 테이프(40)(또는 기타 적합한 캐리어 구조체) 상에 배치된다. LED 구조체들(10)은 몰드 체이스(50)에 의해 도 4에 도시한 제2 제조 단계에서 봉입된다. 몰드 체이스(50)는 LED 구조체(10)의 상부 표면(발광 영역(11))을 덮도록 배열된 보호 표면들(52)을 포함한다. 몰드 체이스(50)는 통합된 반사기 배열(70)의 형태를 제공하는 LED 구조체들(10) 주위에 캐비티가 있도록 캐리어 구조체 상에 LED 구조체들(10)을 봉입한다. 이 캐비티는 비워지고 유체 몰딩 컴파운드(60)는 테이프(40)와 몰드 체이스(50) 사이의 캐비티 내에 압착된다. 몰딩 컴파운드(60)는 이 경우에 실리콘 산화물과 티타늄 산화물 입자들의 혼합물로 로딩된 실리콘 수지를 포함한다. 몰딩 컴파운드(60) 내의 산화물 입자들의 질량 부분 및 퍼센티지는 이 예에서 80%이다. 몰딩 컴파운드(60)는 경화되고 몰드 체이스(50)는 도 6에 도시한 제4 처리 단계에서 제거된다. 보호 표면들(52)은 LED 구조체들(10) 및 특히 LED 구조체들(10)의 발광 영역들(11)인 LED 구조체들(10)의 상부 표면들을 덮었다. 경화된 컴파운드 재료는 그러므로 LED 구조체들(10)의 발광 영역들(11) 상에 존재하지 않는다. LED 구조체들(10)의 발광 영역들(11)의 후속하는 세정 단계는 그러므로 피해진다. 몰드 체이스(50) 및 보호 표면들(52)은 LED 구조체들(10) 주위의 몰딩 컴파운드(60)의 경화된 재료가 LED 구조체들(10)의 상부 표면들과 적어도 동일한 레벨에 있도록 배열된다. 경화된 몰딩 컴파운드(60)는 발광 영역들(11) 중 하나를 통한 발광의 두번째 기회를 가능하게 하기 위해 LED 구조체들(10)에 의해 방출된 광이 바람직하게는 LED 구조체들(10)에 다시 확산 반사되도록 배열된다. 경화된 몰딩 컴파운드(60)의 반사율은 이 경우에 97%이다. 광의 나머지는 바람직하게는 발광 영역들(11) 주위의 광의 누출을 가능한 한 많이 억제하기 위해 경화된 컴파운드 재료(60)에 의해 흡수된다. 발광 영역들 주위의 평탄한 가장자리는 200㎛의 폭을 특징으로 한다. 이 실시예의 근거리 콘트라스트는 160이다.
도 7은 도 3 내지 도 6에 관해 논의된 처리 단계들에 따라 제조된 발광 다이오드 모듈들(100)의 어레이의 상면의 주요 스케치를 도시한다. 경화된 몰딩 컴파운드(60)는 경화된 몰딩 컴파운드의 일부가 반사기 표면들(72)을 형성하도록 LED 구조체들(10)의 발광 영역들(11)을 에워싸고 각각의 반사기 표면은 각각의 발광 영역(11)을 에워싼다. 반사기 표면들(72)은 발광 영역들(11)에 평행한 평면과 약 80°의 각도를 봉입한다. 반사기 표면들(72)은 발광 영역(11)에 의해 방출된 광을 반사하기 위해 각각의 발광 영역(11) 주위에 반사기를 만들기 위해 발광 영역들(11)의 레벨에서 시작한다. 반사기 표면들(72) 간의 브리지들은 예를 들어, 다이싱에 의해 각각의 LED 모듈(100)의 분리를 가능하게 한다.
도 8은 LED 모듈(100)의 제1 실시예의 단면을 도시한다. LED 모듈(100)은 도 3 내지 도 6에서 설명된 트랜스퍼 몰딩 처리에 따라 처리되었다. LED 모듈은 마지막으로 도 7에 도시되고 그에 관해 논의된 것과 유사한 LED 모듈들(100)의 어레이로부터 다이싱되었다. 경화된 몰딩 컴파운드로 구성되는 통합된 반사기 배열(70)은 이 경우에 직사각형 LED 구조체(10)를 에워싸는 4개의 후방 반사 표면(74)을 포함한다. 후방 반사 표면들(74)은 LED 구조체(10)의 측 표면들을 통해 방출된 본질적으로 모든 광이 LED 구조체(10)에 다시 반사되도록 배열된다. 통합된 반사기 배열(70)은 이 경우에 발광 영역(11)에 평행한 표면과 90°의 각도를 봉입하는 반사기 표면들(72)을 추가로 포함한다. 반사기 표면들(72)은 사실상 이 경우에 후방 반사 표면들(74)의 연장들이다. 반사기 표면들(72)의 높이는 이 실시예에서 발광 영역(11)의 레벨 위 300㎛이다. 광이 발광 다이오드 모듈(100)로부터 빠져 나갈 수 있는 반사 표면들(72)의 개구는 이 경우에 반사기 표면들(72)의 각각의 높이에서 발광 영역(11)의 면적 크기와 동일한 크기를 갖는다.
도 9는 발광 다이오드 모듈(100)의 단면의 제2 실시예를 도시한다. 단면은 서브마운트(20) 상에 장착된 모든 LED 구조체들(10)의 전기적 접속들을 제공하는 서브마운트(20) 상에 장착된 5개의 LED 구조체(10)를 도시한다. 서브 마운트(20) 및 모든 LED 구조체들(10)은 통합된 반사기 배열(70)이 형성되도록 경화된 몰딩 컴파운드(60)에 의해 에워싸지고 반사기 표면들(72)은 서브마운트(20) 상에 장착된 모든 LED 구조체들(10)을 위한 반사기를 만든다(예를 들어, 3×5 LED 구조체들(10)의 어레이). 통합된 반사기 배열(70)은 LED 구조체들(10) 간의 통합된 반사기 배열(74)의 표면이 위에 논의된 것과 같이 광 변환 구조체(1)의 상부 표면들인 발광 영역들(11)과 동일한 레벨에 있도록 각각의 LED 구조체(10)를 에워싸는 후방 반사 표면들(74)을 추가로 포함한다. LED 구조체들(10)은 서로에 대해 40㎛의 거리로 배열된다.
통합된 반사기 배열(70)은 대안적으로 서브마운트(20)의 상부 상에서 처리될 수 있다. 장착된 LED 구조체들(10)을 갖는 다수의 서브마운트(20)는 서로 결합될 수 있고 각각의 통합된 반사기 배열(70)을 만들기 위해 캐비티들의 어레이를 포함하는 몰드 체이스(50)는 결합된 서브마운트들(20)의 상부 상에 배치될 수 있다. 이 경우에 LED 구조체들(10)의 어레이를 각각 포함하는 LED 모듈(100)은 도 3 내지 도 6에 관해 설명된 것과 본질적으로 동일한 방식으로 처리되고, 테이프는 결합된 서브마운트들(20)로 대체된다. 서브마운트들은 마지막으로 후속하는 처리 단계에서 분리된다.
본 발명이 도면 및 전술한 설명에서 상세히 예시되고 설명되었지만, 이러한 예시 및 설명은 설명적이거나 예시적인 것으로 고려되고 제한적으로 고려되지 않아야 한다.
본 개시내용을 읽고 난 후에, 다른 수정들이 본 기술 분야의 통상의 기술자들에게 명백할 것이다. 이러한 수정들은 본 기술 분야에 이미 공지되고 여기에 이미 설명된 특징들 대신에 또는 그들에 부가하여 사용될 수 있는 다른 특징들을 포함할 수 있다.
개시된 실시예들에 대한 변화들이 도면, 개시내용 및 첨부된 청구범위를 연구한다면, 본 기술 분야의 통상의 기술자들에 의해 이해되고 실행될 수 있다. 청구범위에서, 단어 "구성하는"은 다른 요소들 또는 단계들을 배제하지 않고, 단수 표현은 복수의 요소 또는 단계를 배제하지 않는다. 소정의 수단들이 상호 상이한 종속 청구항들에 나열된다는 사실만으로 이들 수단의 조합이 유리하게 사용될 수 없다는 것을 나타내지 않는다.
청구범위 내의 임의의 참조 부호들은 그 범위를 제한하는 것으로 해석되어서는 안된다.
1 광 변환 구조체
3 n-층
4 활성 층
5 n-접점
7 p-층
9 p-접점
10 발광 다이오드(LED) 구조
11 발광 영역
20 서브마운트
21 서브마운트 칩
23 전기적 접촉 패드들
30 발광 다이오드(LED) 어레이
40 테이프
50 몰드 체이스
52 보호 표면
60 몰딩 컴파운드
70 통합된 반사기 배열
72 반사기 표면
74 후방 반사 표면
100 발광 다이오드(LED) 모듈

Claims (20)

  1. 발광 다이오드 모듈(100)을 제조하는 방법으로서,
    캐리어 구조체(20, 40) 상에 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)를 배열하는 단계,
    캐비티 내에 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)를 몰드 체이스(50)에 의해 봉입하는 단계,
    상기 발광 다이오드 구조체(10)의 측 표면의 적어도 일부가 유체 몰딩 컴파운드(60)에 의해 덮히도록 그리고 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)의 광 변환 구조체(1)의 발광 영역(11)을 통해 방출된 광을 반사하는 반사기 표면(72)이 형성되도록 상기 캐비티 내에 상기 유체 몰딩 컴파운드(60)를 제공하는 단계,
    후방 반사 표면(74)이 상기 발광 다이오드 구조체(10)의 상기 측 표면의 상기 일부에 직접 부착되도록 상기 몰딩 컴파운드(60)를 경화하는 단계를 포함하고,
    상기 몰드 체이스(50)는 상기 발광 다이오드 구조체(10)의 상부 표면을 향해 돌출된 보호 표면(52)을 갖고,
    상기 유체 몰딩 컴파운드(60)를 제공하는 단계 및 상기 몰딩 컴파운드(60)를 경화하는 단계 동안, 상기 보호 표면(52)은 상기 발광 다이오드 구조체(10)의 발광 영역(11)인 상기 발광 다이오드 구조체(10)의 상부 표면에 직접 접촉하여 상기 상부 표면을 덮어서, 경화된 컴파운드 재료가 상기 발광 다이오드 구조체(10)의 상기 발광 영역(11) 상에 존재하지 않게 하고,
    상기 유체 몰딩 컴파운드(60)를 제공하고 경화함으로써 상기 몰드 체이스(50)는 통합된 반사기 배열(70)을 제공하도록 배열되고, 상기 통합된 반사기 배열(70)은 상기 후방 반사 표면(74) 및 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)의 발광 영역(11)을 통해 방출된 광을 반사하는 반사기 표면(72)을 포함하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 통합된 반사기 배열(70)은 상기 발광 다이오드 모듈(100)의 동작 중에 근거리 콘트라스트가 적어도 150이도록 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)의 상기 광 변환 구조체(1)의 상기 발광 영역(11)의 외부에 선명한 휘도 컷오프를 제공하기 위해 배열되는 방법.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 유체 몰딩 컴파운드(60)는 상기 캐비티 내에 압착되고, 상기 유체 몰딩 컴파운드(60)를 제공하는 동안 상기 캐비티 내의 압력은 1Pa보다 낮은 방법.
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  13. 제1항에 있어서, 상기 발광 다이오드 모듈(100)은 플래시 모듈, 자동차 전조등 또는 프로젝션 발광 다이오드 시스템에 포함되는 것인 방법.
  14. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 후방 반사 표면(74)은 적어도 95%의 반사율을 특징으로 하는 방법.
  15. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 통합된 반사기 배열(70)은 산화물 입자들로 로딩된 실리콘 수지를 포함하는 재료를 포함하고, 상기 산화물 입자들은 그룹 SiO2, TiO2, Zr2O3, Y2O3, Al2O3 중에서 선택된 적어도 하나의 산화물을 포함하는 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 실리콘 수지는 SiO2와 TiO2의 혼합물로 로딩되는 방법.
  17. 제15항에 있어서, 상기 실리콘 수지 내의 상기 산화물 입자들의 함량은 적어도 60%인 방법.
  18. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사기 표면(72)은, 상기 발광 영역(11)의 레벨에 대해 100㎛의 거리에서 상기 반사기 표면(72)에 의해 둘러싸인 개구가 상기 적어도 하나의 발광 다이오드 구조체(10)의 상기 발광 영역(11)의 2배보다 작도록 배열되는 방법.
  19. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 반사기 표면(72)은 상기 발광 영역(11)에 수직으로 배열되는 적어도 하나의 반사 영역을 포함하는 방법.
  20. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 발광 다이오드 모듈(100)은 서브마운트(20) 상에 배열된 적어도 2개의 발광 다이오드 구조체(10)를 포함하고, 상기 통합된 반사기 배열(70)은 상기 서브마운트(20)의 적어도 일부를 매립하는 방법.
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