KR20100063130A - Radiation-emitting component having glass cover and method for the production thereof - Google Patents

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스테판 그로츠.
토마스 슈레이버
마티아스 캠프
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오스람 옵토 세미컨덕터스 게엠베하
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Abstract

The invention relates to a component comprising at least one LED chip (1), which is disposed on a carrier substrate (2), and a radiation-permeable glass cover (3), which is applied to the carrier substrate (2) and has a cavity (6) suited to receive the at least one LED chip (1). The glass cover (3) is disposed at a distance from the LED chip (1) such that an intermediate space (7) is created between the at least one LED chip (1) and the glass cover (3), said intermediate space being free of solid and liquid materials. The invention further relates to a method for producing a radiation-emitting component.

Description

유리 커버를 포함한 복사 방출 소자 및 그 제조 방법{RADIATION-EMITTING COMPONENT HAVING GLASS COVER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}Radiation-emitting device including glass cover and manufacturing method therefor {RADIATION-EMITTING COMPONENT HAVING GLASS COVER AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF}

본 발명은 특허 청구 범위 1항에 따른 유리 커버를 포함한 복사 방출 소자에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 특허 청구 범위 19항에 따른 복사 방출 소자의 제조 방법에 관한 것이기도 하다.The present invention relates to a radiation emitting device comprising a glass cover according to claim 1. The invention also relates to a method of manufacturing a radiation emitting device according to claim 19.

본 특허 출원은 독일 특허 출원 10 2007 046 348.2의 우선권을 청구하며, 이의 개시 내용은 참조로 포함된다.This patent application claims the priority of German patent application 10 2007 046 348.2, the disclosure of which is incorporated by reference.

커버를 포함한 복사 방출 소자는 예를 들면 문헌 WO 97/50132에 공지되어 있다. 상기 장치는 리세스가 정의된 기본 몸체를 포함하며, 상기 리세스는 플라스틱 소재의 커버판에 의해 덮인다. 상기 리세스의 바닥은 다이오드칩의 실장을 위해 구비된다. 상기와 같은 기본 몸체를 포함한 소자의 예는 US 5,040,868에 개시되어 있다.Radiation emitting elements comprising a cover are known, for example, from document WO 97/50132. The device comprises a base body with a recess defined, the recess being covered by a cover plate of plastic material. The bottom of the recess is provided for mounting the diode chip. Examples of devices comprising such a base body are disclosed in US Pat. No. 5,040,868.

여러 응용에 있어서, 단일의 복사 방출 다이오드칩의 복사 세기는 충분하지 않으므로 다수의 칩들이 필요하다. 대량 생산용의 기본 몸체에 다수의 칩들을 실장하는 것은 일반적이지 않으며, 실행하기 어려울뿐만 아니라 칩면 수요가 커서 비용이 많이 든다. 열 가소성 광학계로 이루어진 기본 몸체의 커버들은 개별적으로 상기 기본 몸체상에 배치되는 것이 대부분이다.In many applications, the radiation intensity of a single radiation emitting diode chip is not sufficient and therefore multiple chips are required. It is not uncommon to mount multiple chips on a basic body for mass production, which is not only difficult to implement but also expensive due to high chip demand. Most of the covers of the base body made of thermoplastic optics are individually disposed on the base body.

또한, WO 01/65613 A1에는, 적어도 하나의 변환 요소를 포함한 얇은 변환층이 다이오드칩의 반도체층 시퀀스상에 직접 배치되는 방법이 개시되어 있다.WO 01/65613 A1 also discloses a method in which a thin conversion layer comprising at least one conversion element is arranged directly on the semiconductor layer sequence of a diode chip.

반도체 몸체상에 직접 위치한 얇은 변환층을 이용한 광 변환의 경우, 상기 변환층에 의해 반도체 몸체의 아웃커플링 효율이 달라질 수 있고, 색 위치의 편차가 발생할 수 있다.In the case of light conversion using a thin conversion layer located directly on the semiconductor body, the outcoupling efficiency of the semiconductor body may vary by the conversion layer, and color shift may occur.

본 발명의 견지에서, "색 위치"란 CIE표색계에서 소자의 방출된 광의 색 수치로 정의된다.In the context of the present invention, "color position" is defined as the color value of the emitted light of the device in the CIE color system.

또한, 복사의 주행 길이가 서로 다른 까닭으로 방출각에 의한 색차가 발생할 수 있다.In addition, the color difference due to the emission angle may occur because the traveling length of the radiation is different.

본 발명의 과제는 휘도가 개선된 복사 방출 소자 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention is to provide a radiation emitting device having improved luminance and a method of manufacturing the same.

상기 과제는 특허 청구 범위 1항의 특징들을 가진 복사 방출 소자 및 특허 청구 범위 19항에 따른 제조 방법을 통해 해결된다. 상기 소자의 유리한 실시예 및 바람직한 발전예는 종속 청구항들의 주제이다.The problem is solved through a radiation emitting device having the features of claim 1 and a manufacturing method according to claim 19. Advantageous embodiments and preferred developments of the device are the subject of the dependent claims.

본 발명에 따르면, 복사 방출 소자는 캐리어 기판, 상기 캐리어 기판상에 위치한 적어도 하나의 LED칩 및 상기 캐리어 기판상에 위치한 복사 투과성 유리 커버를 포함하고, 상기 유리 커버는 적어도 하나의 LED칩을 수용하기에 적합한 적어도 하나의 캐비티를 가진다. 이 때, 유리 커버는 LED칩과 이격 배치됨으로써, 적어도 하나의 LED칩과 유리 커버 사이의 공간이 발생하고, 상기 사이 공간은 고상 및 액상 물질을 포함하지 않는다.According to the invention, the radiation emitting element comprises a carrier substrate, at least one LED chip located on the carrier substrate and a radiation transparent glass cover located on the carrier substrate, the glass cover for receiving at least one LED chip. Has at least one cavity suitable for. In this case, the glass cover is spaced apart from the LED chip, so that a space between the at least one LED chip and the glass cover is generated, and the space therebetween does not include a solid phase and a liquid material.

이러한 목적을 위해, 유리 커버의 캐비티는 상기 캐비티가 적어도 하나의 LED칩을 수용하고, 상기 적어도 하나의 LED칩과 유리 커버 사이의 공간을 포함하도록 형성된다. 따라서, 유리 커버는 LED칩과 직접 접촉하지 않는다.For this purpose, the cavity of the glass cover is formed such that the cavity receives at least one LED chip and comprises a space between the at least one LED chip and the glass cover. Therefore, the glass cover does not directly contact the LED chip.

LED칩과 유리 커버 사이에서 고상 및 액상 물질을 포함하지 않는 공간이 존재하고, 이 때 특히 상기 칩이 몰딩부를 포함하지 않음으로써, 소자의 휘도가 개선된다. 또한, 유리 커버는 가령 충격에 의한 LED칩의 손상을 보호하는 역할을 한다.There is a space between the LED chip and the glass cover that does not contain solid and liquid materials, and in this case, the brightness of the device is improved, in particular because the chip does not include a molding part. In addition, the glass cover serves to protect the LED chip from damage, for example.

바람직하게는, 유리 커버는 캐리어 기판상에 배치되되, 상기 유리 커버가 상기 캐리어 기판과 함께 적어도 하나의 LED칩을 둘러싸도록 배치된다. 바꾸어 말하면, 캐리어 기판 및 유리 커버는 적어도 하나의 LED칩이 배치되어 있는 캐비티를 완전히 둘러싼다.Preferably, a glass cover is disposed on a carrier substrate, wherein the glass cover is disposed with the carrier substrate to surround at least one LED chip. In other words, the carrier substrate and the glass cover completely surround the cavity in which at least one LED chip is disposed.

바람직하게는, 유리 커버는 한 겹으로 연속된 일체형 부품을 나타낸다. 바람직하게는, 유리 커버는 캐리어 기판에 맞춰져 별도로 제조된 몸체로 형성된다.Preferably, the glass cover represents an integral part that is continuous in one layer. Preferably, the glass cover is formed of a body manufactured separately to fit the carrier substrate.

본 발명의 적어도 일 형성예에 따르면, 유리 커버과 LED칩 사이의 공간에는 공기가 포함된다.According to at least one embodiment of the present invention, air is included in the space between the glass cover and the LED chip.

바람직하게는, 몰딩되지 않아 공기 중에 노출되는 질화물 화합물 반도체계 LED칩의 휘도가 종래의 몰딩된 질화물 화합물 반도체계 LED칩에 비해 약 15%만큼 더 높다는 이점이 있다.Preferably, there is an advantage that the brightness of the nitride compound semiconductor LED chip that is not molded and exposed to air is about 15% higher than that of the conventional molded nitride compound semiconductor LED chip.

상기와 관련하여, "질화물 화합물 반도체계"란 활성 에피택시 층 시퀀스 또는 상기 층 시퀀스의 적어도 하나의 층이 질화물 III/V-화합물 반도체 물질, 바람직하게는 AlnGamIn1 -n- mN을 포함하고 이 때 0≤n≤1, 0≤m≤1, n+m≤1임을 의미한다. 이 때, 상기 물질은 상기 수식에 따라 수학적으로 정확한 조성을 반드시 포함할 필요는 없다. 오히려, AlnGamIn1 -n- mN 물질의 특징적인 물리적 성질을 실질적으로 변경하지 않는 하나 이상의 도펀트 및 부가적 성분을 포함할 수 있다. 그러나, 결정 격자의 실질적 성분들(Al, Ga, In, N)의 경우, 비록 이러한 성분들이 부분적으로 미량의 다른 성분으로 대체될 수 있다록 하더라도 상기 수식에 포함되는 것이 간단하다.In this regard, " nitride compound semiconductor-based " means that the active epitaxy layer sequence or at least one layer of the layer sequence is a nitride III / V-compound semiconductor material, preferably Al n Ga m In 1 -n- m N In this case it means that 0≤n≤1, 0≤m≤1, n + m≤1. In this case, the material does not necessarily include a mathematically correct composition according to the above formula. Rather, it may include one or more dopants and additional components that do not substantially alter the characteristic physical properties of the Al n Ga m In 1 -n- m N material. However, in the case of the substantial components (Al, Ga, In, N) of the crystal lattice, it is simple to include them in the above formula, even though these components may be partially replaced by other trace amounts.

적어도 다른 형성예에서, 적어도 하나의 LED칩의 복사 출사측은 유리 커버를 향해있다. 그러므로, 소자에서 전자기 복사의 아웃커플링은 바람직하게는 실질적으로 유리 커버를 통과하여 이루어진다("탑 이미터(top emitter)"). 캐리어 기판은 투명하거나 부분적으로 투명할 필요가 없으므로, 바람직하게는 상기 캐리어 기판을 위한 물질 선택의 폭이 더 크다. 예를 들면, 캐리어 기판은 세라믹, 규소 또는 에폭시 수지를 함유하는 것이 바람직한 기판을 의미한다. 예를 들면 유리 섬유와 같은 충전재를 이용하여 내온도성이 개선될 수 있다.In at least another embodiment, the radiation exit side of the at least one LED chip is towards the glass cover. Therefore, the outcoupling of electromagnetic radiation in the device is preferably made substantially through the glass cover ("top emitter"). Since the carrier substrate does not need to be transparent or partially transparent, the choice of material for the carrier substrate is preferably greater. For example, a carrier substrate means a substrate which preferably contains a ceramic, silicon or epoxy resin. For example, the temperature resistance can be improved by using a filler such as glass fiber.

바람직하게는, 유리 커버의 적어도 하나의 주요면에 변환층이 배치되고, 상기 변환층은 LED칩으로부터 방출된 1차 복사의 적어도 일부를 2차 복사로 변환하는 적어도 하나의 변환 물질을 포함하며, 이 때 적어도 일부의 2차 복사 및 변환되지 않은 일부의 1차 복사가 중첩되어 혼합 복사가 된다. 더욱 바람직하게는, 변환층은 유리 커버의 캐비티의 주요면에 위치한다. 이 때, 변환층이 배치될 수 있는 유리 커버의 캐비티의 주요면은 LED칩과 반대 방향이거나 LED칩을 향해있다.Preferably, a conversion layer is disposed on at least one major surface of the glass cover, the conversion layer comprising at least one conversion material for converting at least a portion of the primary radiation emitted from the LED chip into secondary radiation, At this time, at least some of the secondary copies and some of the unconverted primary copies overlap to form a mixed copy. More preferably, the conversion layer is located on the main face of the cavity of the glass cover. At this time, the main surface of the cavity of the glass cover in which the conversion layer may be disposed is opposite to or directed toward the LED chip.

이 때의 이점은, LED칩의 아웃커플링 특성 변화가 변환층으로 직접 덮인 LED칩의 경우보다 적다는 것이다. 몰딩되지 않은 LED칩의 아웃커플링 효율은 변환층으로 직접 덮인 LED칩보다 크다. 이를 통해 약 10%만큼 증가한 휘도가 발생할 수 있다.The advantage here is that the change in outcoupling characteristics of the LED chip is less than that of the LED chip directly covered with the conversion layer. The outcoupling efficiency of the unmolded LED chip is greater than that of the LED chip directly covered by the conversion layer. As a result, brightness increased by about 10% may occur.

또는, LED칩으로부터 방출된 1차 복사의 적어도 일부를 2차 복사로 변환하는 변환 물질이 유리 커버에 직접 삽입되어 있을 수 있다. 이 때 상기 2차 복사의 적어도 일부 및 변환되지 않은 1차 복사의 일부가 중첩되어 혼합 복사가 된다. 변환 물질이 유리 커버에 삽입되는 것은 매우 유리한데, 방출 특성이 증가할 뿐만 아니라 매우 균일하게 될 수 있기 때문이다.Alternatively, a conversion material for converting at least a portion of the primary radiation emitted from the LED chip into secondary radiation may be inserted directly into the glass cover. At this time, at least a part of the secondary copy and a part of the unconverted primary copy overlap to form a mixed copy. It is very advantageous for the conversion material to be inserted in the glass cover, since not only can the emission properties increase but also can be very uniform.

본 발명의 유리한 적어도 일 발전예에서, 적어도 하나의 변환층에 포함된 적어도 하나의 다른 변환 물질이 유리 커버의 주요면에 도포된다. 이 때, 상기 적어도 하나의 다른 변환 물질은 LED칩으로부터 방출된 1차 복사를 상기와 다른 2차 복사로 변환함으로써, 소자가 방출하는 혼합 복사는 1차 복사, 유리 커버내에 직접적으로 위치하거나 상기 유리 커버의 주요면상의 변환층에 위치하는 제1변환 물질에 의한 2차 복사 및 다른 변환층 또는 다른 변환층들에 의한 2차 복사로 구성된다. 그러므로, 색 혼합 및 색 위치가 다양하게 생성될 수 있다는 이점이 있다.In at least one advantageous development of the invention, at least one other converting material contained in the at least one converting layer is applied to the main surface of the glass cover. In this case, the at least one other conversion material converts the primary radiation emitted from the LED chip into a secondary radiation different from the above, so that the mixed radiation emitted by the device is located directly in the primary radiation, the glass cover, or It consists of secondary radiation by a first conversion material located in the conversion layer on the main surface of the cover and secondary radiation by another conversion layer or other conversion layers. Therefore, there is an advantage that color mixing and color position can be generated in various ways.

제1변환층이 유리 커버의 주요면에 배치되는 경우, 다른 변환층 내지 변환층들은 유리 커버의 다른 주요면에 배치되거나/배치되고 제1변환층상에 직접 배치될 수 있다.When the first conversion layer is disposed on the main surface of the glass cover, the other conversion layers to conversion layers may be disposed on the other main surface of the glass cover and / or disposed directly on the first conversion layer.

본 발명에서, 제1 및/또는 다른 변환 물질에 의한 2차 복사의 파장 영역 또는 파장 영역들은 1차 복사의 파장 영역보다 실질적으로 더 큰 파장을 가진다.In the present invention, the wavelength region or wavelength regions of the secondary radiation by the first and / or other converting material have a wavelength substantially larger than the wavelength region of the primary radiation.

바람직하게는, 변환 물질 또는 변환 물질들 및 LED칩은 서로 맞춰지되, 1차광의 색 및 적어도 일부의 2차광의 색이 서로 보완적이 되도록 맞춰진다. 부가적 색 혼합을 통해 백색광의 인상이 야기된다.Preferably, the conversion material or conversion materials and the LED chip are matched with each other, such that the color of the primary light and the color of at least some of the secondary light are complementary to each other. Additional color mixing results in the impression of white light.

바람직하게는, 제1 및/또는 다른 변환층은 유리 커버상에서 일정한 두께를 가진다. 이를 통해, 변환층내에서 복사의 주행 길이가 단일화된다. 이러한 점은, 복사 방출 소자의 색감을 균일화한다는 이점이 있다.Preferably, the first and / or other conversion layers have a constant thickness on the glass cover. This unifies the running length of radiation in the conversion layer. This has the advantage of uniformizing the color of the radiation emitting device.

더욱 바람직하게는, 각각의 변환 물질은 제1 및/또는 다른 변환층 및/또는 유리 커버에서 실질적으로 균일하게 분포한다. 변환 물질의 실질적으로 균일한 분포는, 일반적으로 복사 방출 소자에서 매우 균일한 방출 특성 및 매우 균일한 색감을 야기한다는 이점이 있다. 상기와 관련하여, "실질적으로 균일한"이란 표현은, 기술적 구현 가능성의 틀에서 가능하고 중요한 정도로 변환 물질의 입자들이 각각의 변환층 및/또는 유리 커버에서 균일하게 분포한다는 것을 의미한다.More preferably, each conversion material is distributed substantially uniformly in the first and / or other conversion layers and / or glass covers. The substantially uniform distribution of the converting material generally has the advantage of causing very uniform emission characteristics and very uniform color in the radiation emitting device. In this regard, the expression “substantially uniform” means that the particles of the conversion material are distributed uniformly in each conversion layer and / or glass cover to the extent possible and important in the framework of technical feasibility.

바람직한 적어도 일 형성예에서, 캐리어 기판의 평면도상에서 유리 커버는 캐리어 기판을 완전히 덮는다. 더욱 바람직하게는, 캐리어 기판 및 유리 커버는 기판의 평면도상에서 서로 맞닿아 배치된다. 즉, 캐리어 기판 및 유리 커버는 주 연장면의 평면도상에서 동일한 범위를 가지고 합동을 이룬다.In at least one preferred embodiment, the glass cover completely covers the carrier substrate on a plan view of the carrier substrate. More preferably, the carrier substrate and the glass cover are disposed in contact with each other on the top view of the substrate. In other words, the carrier substrate and the glass cover have the same range on the plan view of the main extension surface and have the same range.

바람직하게는, 유리 커버의 두께는 50 ㎛이상 500 ㎛이하이다.Preferably, the thickness of the glass cover is 50 micrometers or more and 500 micrometers or less.

바람직하게는, 캐리어 기판은 세라믹, 규소 또는 FR4를 함유한다. 더욱 바람직하게는, 유리 커버는 붕규산염 유리, 예를 들면 Pyrex를 함유하고 캐리어 기판은 규소를 함유한다.Preferably, the carrier substrate contains ceramic, silicon or FR4. More preferably, the glass cover contains borosilicate glass, for example Pyrex, and the carrier substrate contains silicon.

바람직하게는, 캐리어 기판은 (경우에 따라서 LED칩을 향한 캐리어 기판의 주요면을 적합하게 코팅함으로써) LED 칩으로부터 동작 시 방출되는 1차 복사에 대한 반사체층을 포함하여, 상기 LED칩의 1차 복사가 유리 커버의 방향으로 반사된다. 상기 반사체층은 가능한한 높은 반사 계수를 가진다.Preferably, the carrier substrate comprises a reflector layer for primary radiation emitted in operation from the LED chip (by appropriately coating the main surface of the carrier substrate towards the LED chip), thereby providing a primary of the LED chip. Radiation is reflected in the direction of the glass cover. The reflector layer has a reflection coefficient as high as possible.

더욱 바람직하게는, LED칩은 상기 LED칩으로부터 방출된 복사에 대해 반사 특성이 양호한 금속층을 포함한다.More preferably, the LED chip includes a metal layer having good reflection characteristics with respect to radiation emitted from the LED chip.

바람직하게는, 본 발명에서 LED칩으로부터 방출된 복사의 파장은 청색 스펙트럼 영역에 위치한다. 이를 위해, 특히 질화물 화합물 반도체계의 LED칩이 적합하다. 질화물 화합물 반도체란, 특히 예를 들면 GaN, AlN, InN, InGaN, AlGaN 또는 AlInGaN과 같이 화학 원소 주기율표의 제3주족에 속한 원소들로 이루어진 질화물 화합물을 포함하는 반도체로 이해할 수 있다.Preferably, the wavelength of the radiation emitted from the LED chip in the present invention is located in the blue spectral region. For this purpose, in particular, a nitride compound semiconductor LED chip is suitable. The nitride compound semiconductor can be understood as a semiconductor including a nitride compound composed of elements belonging to the third main group of the chemical element periodic table, such as, for example, GaN, AlN, InN, InGaN, AlGaN or AlInGaN.

바람직하게는, LED칩의 활성 층 시퀀스는 복사 생성을 위해 pn접합, 이중 이종 구조, 단일 양자 우물 또는 더욱 바람직하게는 다중 양자 우물 구조(MQW)를 포함한다. 양자 우물 구조란 명칭은 양자화의 차원성에 대한 정보는 담고 있지 않다. 상기 명칭은 특히 양자상자, 양자선, 양자점 및 이들 구조들의 조합을 포함한다.Preferably, the active layer sequence of the LED chip comprises a pn junction, a double heterostructure, a single quantum well or more preferably a multi quantum well structure (MQW) for radiation generation. The term quantum well structure does not contain information about the dimensionality of quantization. The name includes in particular quantum boxes, quantum lines, quantum dots and combinations of these structures.

특히 혼합색의 광을 생성하는 데 적합한 본 발명의 바람직한 형성예에서, 제1 및/또는 제2변환층의 변환 물질 및/또는 유리 커버의 변환 물질에 의한 2차 복사는 황색 또는 적색 스펙트럼 영역에 위치한다. 이러한 방식으로 얻어지는 복사 방출 소자는 CIE표색계의 백색 범위에서 색 위치를 가지는 혼합 복사를 방출한다.In a preferred embodiment of the invention, which is particularly suitable for producing mixed color light, secondary radiation by the conversion material of the first and / or second conversion layer and / or the conversion material of the glass cover is located in the yellow or red spectral region. do. The radiation emitting device obtained in this way emits mixed radiation having a color position in the white range of the CIE color system.

LED칩은 박막 발광 다이오드칩인 것이 매우 유리하다. 본 출원의 틀에서, 박막 발광 다이오드칩으로는, 제조 시 LED칩을 위한 층 시퀀스가 예를 들면 에피택시얼 성장되어 있던 성장 기판이 얇게 되거나 특히 완전히 분리된 LED칩을 고려한다.It is very advantageous that the LED chip is a thin film light emitting diode chip. In the framework of the present application, as a thin film light emitting diode chip, an LED chip in which a growth substrate, for example, epitaxially grown, a layer sequence for an LED chip is thinned or especially completely separated, is considered.

박막 발광 다이오드칩의 기본 원리는 예를 들면 I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63(16), 1993. 10. 18, 2174-2176에 기재되어 있으며, 이의 개시 내용은 참조로 포함된다.The basic principle of a thin film light emitting diode chip is described, for example, in I. Schnitzer et al., Appl. Phys. Lett. 63 (16), October 18, 1993, 2174-2176, the disclosure of which is incorporated by reference.

바람직하게는, LED칩을 향한 유리 커버의 주요면에 반사 방지층이 배치된다. 더욱 바람직하게는, 상기와 반대 방향의 유리 커버의 주요면에 부가적으로 다른 반사 방지층이 배치된다. 이를 통해, 유리하게도 소자의 휘도가 더욱 개선된다.Preferably, the antireflection layer is disposed on the main surface of the glass cover facing the LED chip. More preferably, another antireflective layer is additionally arranged on the main surface of the glass cover in the opposite direction to the above. This advantageously further improves the brightness of the device.

적합하게는, 캐리어 기판과 유리 커버의 테두리 영역 사이에 배치된 땜납층 또는 접착층을 이용하여, 유리 커버는 캐리어 기판과 기계적으로 안정되게 결합된다. 바람직하게는, 땜납층 또는 접착층은 물, 산소, 다른 산화성 물질에 대해 실질적으로 불투과성이다. 예를 들면, 에폭시 수지계의 접착층이 사용된다.Suitably, the glass cover is mechanically stable bonded to the carrier substrate by using a solder layer or an adhesive layer disposed between the carrier substrate and the edge region of the glass cover. Preferably, the solder layer or adhesive layer is substantially impermeable to water, oxygen, and other oxidizing materials. For example, an epoxy resin adhesive layer is used.

다른 적어도 일 형성예에서, 복수 개의 LED칩들이 캐리어 기판상에 배치된다. 이 때, 유리 커버는 정확히 하나의 캐비티를 포함할 수 있어서, 캐리어 기판 및 유리 커버가 정확히 하나의 사이 공간을 완전히 둘러싸며, 상기 사이 공간에 복수 개의 LED칩들이 배치된다. 또는, 유리 커버는 복수 개의 캐비티들을 포함할 수 있고, 이 때 각 캐비티는 각각 하나의 LED칩을 수용하기 위해 형성된다. 그러므로, 캐리어 기판 및 유리 커버는 복수 개의 사이 공간들을 완전히 둘러싸며, 상기 사이 공간마다 정확히 하나의 LED칩이 배치되어 있다. 이 때, 유리 커버는 연속된 일체형 커버로 형성된다.In another at least one formation, a plurality of LED chips are disposed on a carrier substrate. In this case, the glass cover may include exactly one cavity, such that the carrier substrate and the glass cover completely surround exactly one space between the plurality of LED chips, and the plurality of LED chips are disposed in the space. Alternatively, the glass cover may include a plurality of cavities, wherein each cavity is formed to receive one LED chip each. Therefore, the carrier substrate and the glass cover completely surround the plurality of interspaces, and exactly one LED chip is disposed in each interspace. At this time, the glass cover is formed of a continuous integral cover.

본 발명에 따른 복사 방출 소자 제조 방법은 특히 이하의 단계를 포함한다:The method of manufacturing a radiation emitting device according to the invention in particular comprises the following steps:

a) 캐리어 기판의 준비 단계;a) preparing a carrier substrate;

b) 상기 캐리어 기판상에서 적어도 하나의 LED칩의 배치 단계;b) placing at least one LED chip on the carrier substrate;

c) 상기 캐리어 기판의 연결부들과 상기 적어도 하나의 LED칩간의 전기적 접촉을 형성하는 단계;c) forming electrical contact between the connections of the carrier substrate and the at least one LED chip;

d) 유리 커버의 제조 및 딥드로잉(deep drawing)을 이용한 상기 유리 커버의 변형을 통해 유리 커버가 상기 적어도 하나의 LED칩을 수용하기 위한 적어도 하나의 캐비티를 포함하도록 하는 단계; 및d) making the glass cover include at least one cavity for receiving the at least one LED chip through fabrication of the glass cover and deformation of the glass cover using deep drawing; And

e) 땜납층 또는 접착층을 이용하여 상기 캐리어 기판상에 상기 유리 커버를 배치하는 단계.e) disposing the glass cover on the carrier substrate using a solder layer or an adhesive layer.

본 방법은 휘도가 개선된 복사 방출 소자 및 별도로 제조된 유리 커버를 구비하며 대량 생산에 적합한 복사 방출 소자를 제공할 수 있다.The method can provide a radiation emitting device having improved luminance and a glass cover manufactured separately and suitable for mass production.

기판은 판의 형태로 제공되는 것이 적합하다. 바람직하게는, 기판상에 제1전극이 증착된다. 본 방법을 이용하여 복수 개의 소자들을 제조하는 경우, 제1전극층은 구조화되어 증착되거나, 전면이 증착되고 상기 증착 이후 개별적으로 제1전극들로 구조화된다.The substrate is suitably provided in the form of a plate. Preferably, the first electrode is deposited on the substrate. When fabricating a plurality of devices using this method, the first electrode layer is structured and deposited, or the entire surface is deposited and then individually structured into first electrodes.

제1전극상에 LED칩이 배치된다. 제1접촉 연결부들을 구비한 캐리어 기판상에 LED칩을 실장하기 위한 방법은 당업자에게 공지되어 있으므로 이 부분에서 상세히 설명하지 않는다.The LED chip is disposed on the first electrode. Methods for mounting an LED chip on a carrier substrate with first contact connections are well known to those skilled in the art and are not described in detail in this section.

바람직하게는, LED칩의 다른 접촉을 위해 전기적 도전로들이 판상에 증착된다. 이러한 도전로들은 본딩 와이어 또는 전기 전도층을 이용하여 LED칩들의 연결부들과 결합되며, 상기 전기 전도층은 LED칩의 측면을 따라 상기 LED칩의 연결부들로부터 캐리어 기판상에 증착된 도전로들까지 증착된다. LED칩의 전기적 접촉을 위한 이러한 방법 역시 당업자에게 공지되어 있으므로 이 부분에서 상세히 설명하지 않는다.Preferably, electrical conductive paths are deposited on the plate for other contact of the LED chip. These conductive paths are coupled to the connections of the LED chips using a bonding wire or an electrically conductive layer, which extends along the sides of the LED chip from the connections of the LED chip to the conductive paths deposited on the carrier substrate. Is deposited. Such methods for electrical contact of LED chips are also known to those skilled in the art and are not described in detail in this section.

캐리어 기판 및 그 위에 실장된 LED칩을 덮기 위해, 별도로 제조된 연속형 유리 커버가 구비되며, 상기 유리 커버의 두께는 50 ㎛이상 500 ㎛이하인 것이 바람직하다. 적어도 하나의 LED칩을 수용하기에 적합한 캐비티를 제조하기 위해, 유리판은 딥드로잉을 이용하여 변형된다.In order to cover the carrier substrate and the LED chip mounted thereon, a continuous glass cover manufactured separately is provided, and the thickness of the glass cover is preferably 50 μm or more and 500 μm or less. In order to produce a cavity suitable for containing at least one LED chip, the glass plate is deformed using deep drawing.

이어서, 유리 커버는 캐리어 기판상에 배치된다. 바람직하게는, 유리 커버는 LED칩을 향한 캐리어 기판의 측을 완전히 덮는다.The glass cover is then disposed on the carrier substrate. Preferably, the glass cover completely covers the side of the carrier substrate facing the LED chip.

LED칩을 향한 유리 커버의 면 및/또는 LED칩과 반대 방향에 있는 유리 커버의 면에서, 특히 캐비티의 영역에 적어도 하나의 변환층이 배치될 수 있다. 또는, 변환층이나 변환층들은 유리상에 증발 증착되거나 변환 물질이 유리에 용융될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 적어도 하나의 LED칩을 향한 유리 커버의 면 및/또는 상기 LED칩과 반대 방향에 위치한 면에 적어도 하나의 반사 방지층이 배치된다.At least one conversion layer can be arranged, in particular in the area of the cavity, on the side of the glass cover facing the LED chip and / or on the side of the glass cover opposite the LED chip. Alternatively, the conversion layer or conversion layers may be evaporated onto the glass or the conversion material may be melted in the glass. More preferably, at least one anti-reflection layer is disposed on the surface of the glass cover facing the at least one LED chip and / or on the surface located opposite to the LED chip.

다른 적어도 일 형성예에서, 복수 개의 LED칩들이 캐리어 기판상에 배치되고, 상기 복수 개의 LED칩들상에 연속형으로 형성된 유리 커버가 배치되며, 이 때 유리 커버는 각각 하나의 LED칩을 수용하기 위한 복수 개의 캐비티들을 포함한다. 바람직하게는, 유리 커버는 1겹으로 이어진 일체형 형상물을 나타낸다. 더욱 바람직하게는, 유리 커버는 LED칩들을 향한 캐리어 기판의 측을 완전히 덮는다.In at least one other embodiment, a plurality of LED chips are disposed on a carrier substrate, and a glass cover continuously formed on the plurality of LED chips is disposed, wherein the glass covers each contain one LED chip. It includes a plurality of cavities. Preferably, the glass cover represents a one-piece integral piece. More preferably, the glass cover completely covers the side of the carrier substrate facing the LED chips.

복수 개의 LED칩들을 포함한 소자의 제조 시, 바람직하게는 유리 커버의 적어도 하나의 면에, 특히 캐비티의 영역에 적어도 하나의 변환층이 배치될 수 있다. 또는, 변환층이나 변환층들은 유리상에 증발 증착되거나 변환 물질이 유리에 용융될 수 있다. 더욱 바람직하게는, 유리 커버의 적어도 하나의 면에 적어도 하나의 반사 방지층이 배치된다.In the manufacture of a device comprising a plurality of LED chips, preferably at least one conversion layer may be arranged on at least one side of the glass cover, in particular in the area of the cavity. Alternatively, the conversion layer or conversion layers may be evaporated onto the glass or the conversion material may be melted in the glass. More preferably, at least one antireflection layer is arranged on at least one side of the glass cover.

이 때의 이점은, 본 발명에 따른 방법으로 복수 개의 LED칩들을 포함한 소자의 제조 시, 정확히 하나의 연속 유리 커버가 반사 방지코팅되어, 생산 시간 및 생산 단가를 낮춘다는 것이다. 상기 유리 커버는 별도로 제조된 일체형의 커버이다.The advantage here is that in the manufacture of a device comprising a plurality of LED chips by the method according to the invention, exactly one continuous glass cover is anti-reflective coating, which lowers production time and cost. The glass cover is an integral cover manufactured separately.

바람직하게는, 캐리어 기판 및 유리 커버는 기판 및/또는 유리 커버상에 바람직하게는 접착성 비드(adhesive bead)의 형태로 국부적으로 배치된 접착층을 이용하여 결합된다. 바람직하게는, 접착층은 예를 들면 에폭시 수지계의 열 경화성 접착제를 의미한다. 경화는 예를 들면 전자기 복사, 특히 적외 스펙트럼 영역 및/또는 자외 스펙트럼 영역의 전자기 복사의 조사 및/또는 가열에 의해 이루어진다. 더욱 바람직하게는, 상기 전자기 복사는 레이저 복사를 의미한다. 바람직하게는, 전자기 복사는 집속되거나/집속되고 국부적으로 차폐됨으로써, 실질적으로는 캐리어 기판 및/또는 유리 기판에서 상기 접착제로 덮인 지점만 조사된다.Preferably, the carrier substrate and the glass cover are bonded onto the substrate and / or the glass cover using an adhesive layer disposed locally, preferably in the form of adhesive beads. Preferably, the adhesive layer means, for example, an epoxy resin-based thermosetting adhesive. Curing takes place for example by irradiation and / or heating of electromagnetic radiation, in particular electromagnetic radiation in the infrared and / or ultraviolet spectral regions. More preferably, the electromagnetic radiation means laser radiation. Preferably, electromagnetic radiation is focused and / or locally shielded, so that substantially only the point covered with said adhesive in the carrier substrate and / or glass substrate is irradiated.

복사 방출 소자의 물질 조성에 따라, 실리콘을 함유하는 것이 바람직한 변환층 및 접착제, 땜납 또는 유리납을 함유한 화합 물질만 온도 제한적이다. 복사 방출 소자의 제조는 180℃까지의 온도에서 수행될 수 있다.Depending on the material composition of the radiation emitting device, only the conversion layer, which preferably contains silicon, and the compound material containing the adhesive, solder or glass lead are temperature limited. The manufacture of the radiation emitting device can be carried out at temperatures up to 180 ° C.

바람직한 적어도 일 형성예에서, 캐리어 기판, 복수 개의 LED칩들, 일체형 유리 커버를 포함한 결합물은 절단에 의해 개별적인 복사 방출 소자들로 개별화되고, 이 때 상기 캐리어 기판뿐만 아니라 일체형 유리 커버도 절단된다. 이와 동시에, 상기 절단은 제1전극층을 개별적인 제1전극들로 구조화할 수 있다. 본 방법은 직선형 절단법을 이용하여 상기 결합물을 개별 소자들로 간단히 개별화할 수 있다는 이점이 있다.In at least one preferred embodiment, the combination including the carrier substrate, the plurality of LED chips, and the integral glass cover is cut into individual radiation emitting elements by cutting, wherein the integral glass cover as well as the carrier substrate is cut. At the same time, the cutting may structure the first electrode layer into individual first electrodes. The method has the advantage that the combination can be simply individualized into individual elements using a straight cut method.

또는, 바람직하게는 적어도 하나의 면 또는 유리판내에서 적어도 하나의 변환 물질을 포함하는 유리 커버는 복수 개의 LED칩들이 장착된 캐리어 기판상에 배치되기 전에 개별화될 수 있다. 이후 바람직하게는, 개별화된 유리 커버들에 도포된 적어도 하나의 변환 물질 또는 변환 물질들의 방출 특성 및 캐리어 기판상에 실장된 개별적 LED칩들의 방출 특성이 각각 측정된다. 이어서, 개별화된 유리 커버들은 캐리어 기판상에 실장된 LED칩들과 분류 공정에 따라 조합되되, 소기의 색 위치 조절이 이루어지고 LED칩상에 실장되도록 조합된다.Alternatively, the glass cover, preferably comprising at least one conversion material in at least one face or glass plate, may be individualized before being placed on a carrier substrate on which a plurality of LED chips are mounted. Preferably, the emission characteristics of at least one conversion material or conversion materials applied to the individualized glass covers and the emission characteristics of the individual LED chips mounted on the carrier substrate are respectively measured. The individualized glass covers are then combined with the LED chips mounted on the carrier substrate in accordance with the sorting process, whereby the desired color position adjustment is made and combined on the LED chips.

개별적 LED칩들, 및 적어도 하나의 변환층을 포함한 개별화된 유리 커버들간의 적합한 조합은, 복사 방출 소자의 색 위치를 원하는 대로 조절할 수 있다는 이점이 있다. 이를 통해, 가능한 한 재생 가능한 소자 특성이 구현된다.Suitable combinations between individual LED chips and individualized glass covers including at least one conversion layer have the advantage that the color position of the radiation emitting element can be adjusted as desired. In this way, reproducible device characteristics are realized as much as possible.

이하, 소자의 다른 특징, 이점, 바람직한 실시예 및 적합성은 도 1, 2, 3과 관련하여 설명된 실시예로부터 도출된다.Other features, advantages, preferred embodiments, and suitability of the device will now be derived from the embodiments described in connection with FIGS. 1, 2, 3.

도 1은 본 발명에 따른 소자의 제1실시예의 개략적 단면도이다.
도 2는 다른 실시예에 따른 복수 개의 복사 방출 소자들의 개략적 평면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 방법의 일 실시예에 따른 다양한 단계들에 있는 복수 개의 복사 방출 소자의 개략적 단면도이다.1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a device according to the invention.
2 is a schematic plan view of a plurality of radiation emitting elements according to another embodiment.
3 is a schematic cross-sectional view of a plurality of radiation emitting elements in various stages according to an embodiment of the method according to the invention.

동일하거나 동일하게 작용하는 구성 요소는 각각 동일한 참조 번호를 가진다. 도시된 구성 요소들 및 그 크기비는 반드시 축척에 맞는 것으로 볼 수 없다.Components that function identically or identically have the same reference numbers. The components shown and their size ratios are not necessarily to scale.

도 1에 도시된 복사 방출 소자의 경우, 2개의 GaN계 LED칩들(1)은 캐리어 기판(2)상에 배치된다. 또는, 다수의 LED칩들(1)이 캐리어 기판(2)상에 배치될 수 있다. In the case of the radiation emitting device shown in FIG. 1, two GaN-based LED chips 1 are disposed on the carrier substrate 2. Alternatively, a plurality of LED chips 1 may be disposed on the carrier substrate 2.

캐리어 기판(2)은 접촉 연결부들을 포함하고(미도시), 상기 접촉 연결부들상에 LED칩들이 배치된다. LED칩을 더 접촉하기 위해, 바람직하게는 캐리어 기판(2)상에 전기적 도전로들이 증착된다(미도시). 이러한 도전로들은 본딩 와이어 또는 전기 전도층을 이용하여 LED칩의 연결부들과 결합될 수 있고, 상기 전기 전도층은 LED칩(1)의 측면을 따라 상기 LED칩(1)의 연결부로부터 캐리어 기판(2)상에 증착된 도전로들까지 배치된다(미도시).The carrier substrate 2 includes contact connectors (not shown), and LED chips are disposed on the contact connectors. In order to further contact the LED chip, electrically conductive paths are preferably deposited on the carrier substrate 2 (not shown). These conductive paths may be coupled to the connections of the LED chip using a bonding wire or an electrically conductive layer, the electrically conductive layer from the connection of the LED chip 1 along the side of the LED chip 1 from the carrier substrate ( The conductive paths deposited on 2) are also disposed (not shown).

캐리어 기판(2) 및 그 위에 실장된 LED칩(1)은 50 ㎛이상 500 ㎛이하의 두께를 가진 유리 커버(3)에 의해 덮인다.The carrier substrate 2 and the LED chip 1 mounted thereon are covered by a glass cover 3 having a thickness of 50 µm or more and 500 µm or less.

적합하게는, 캐리어 기판(2)과 유리 커버(3)의 테두리 영역 사이에 배치된 땜납층이나 접착층(9)을 이용하여, 유리 커버(3)는 캐리어 기판(2)과 기계적으로 안정되게 결합된다. 바람직하게는, 땜납층이나 접착층(9)은 물 및 다른 산화성 물질에 대해 실질적으로 불투과성이다. 예를 들면, 에폭시 수지계 접착층이 사용된다.Suitably, the glass cover 3 is mechanically and stably bonded to the carrier substrate 2 by using a solder layer or an adhesive layer 9 disposed between the carrier substrate 2 and the edge region of the glass cover 3. do. Preferably, the solder layer or adhesive layer 9 is substantially impermeable to water and other oxidizing materials. For example, an epoxy resin adhesive layer is used.

바람직하게는, 캐리어 기판(2)의 평면도상에서 유리 커버(3)는 캐리어 기판(2)을 완전히 덮는다. 더욱 바람직하게는, 캐리어 기판(2) 및 유리 커버(3)는 상기 기판(2)의 평면도상에서 서로 맞닿아 배치된다. 즉, 캐리어 기판(2) 및 유리 커버(3)는 주 연장면의 평면도상에서 동일한 범위를 가지며 합동을 이룬다.Preferably, on a plan view of the carrier substrate 2, the glass cover 3 completely covers the carrier substrate 2. More preferably, the carrier substrate 2 and the glass cover 3 are arranged in contact with each other on a plan view of the substrate 2. In other words, the carrier substrate 2 and the glass cover 3 have the same range on the plan view of the main extension surface and are congruent.

유리 커버(3)는 LED칩들(1)을 수용하기에 적합한 캐비티(6)를 포함한다. 이러한 목적을 위해, 유리 커버의 캐비티는 상기 캐비티가 LED칩들(1)과 상기 유리 커버(3) 사이의 공간(7)을 포함하도록 형성되고, 이 때 상기 사이 공간은 고상 및 액상 물질을 포함하지 않으며, 바람직하게는 공기를 포함한다. 따라서, 유리 커버(2)는 LED칩(1)에 직접 접촉하지 않는다.The glass cover 3 comprises a cavity 6 suitable for receiving the LED chips 1. For this purpose, the cavity of the glass cover is formed such that the cavity comprises a space 7 between the LED chips 1 and the glass cover 3, wherein the space therebetween does not contain solid and liquid materials. And preferably air. Therefore, the glass cover 2 does not directly contact the LED chip 1.

바람직하게는, 유리 커버(3)는 캐리어 기판(2)상에 배치되되, 상기 유리 커버가 상기 캐리어 기판과 함께 LED칩들(1)을 둘러싸도록 배치된다. 바꾸어 말하면, 캐리어 기판(2) 및 유리 커버(3)는 LED칩들이 배치되는 내부 공간을 완전히 둘러싼다.Preferably, the glass cover 3 is disposed on the carrier substrate 2, such that the glass cover surrounds the LED chips 1 together with the carrier substrate. In other words, the carrier substrate 2 and the glass cover 3 completely surround the internal space in which the LED chips are placed.

바람직하게는, 유리 커버(3)는 1겹으로 이어진 일체형 부품을 나타낸다. 바람직하게는, 유리 커버(3)는 캐리어 기판(2)에 맞추어 별도로 제조된 몸체로 형성된다.Preferably, the glass cover 3 represents a one-piece integral piece. Preferably, the glass cover 3 is formed of a body manufactured separately for the carrier substrate 2.

LED칩들(1)은 몰딩부가 없는 경우에 휘도 및 밝기가 가장 높다. LED칩들(1)과 유리 커버(3) 사이에 공간(7)이 있고, 상기 사이 공간이 고상 및 액상 물질을 포함하지 않으며 바람직하게는 공기를 포함함으로써, 유리하게도, 소자의 휘도가 개선된다. 유리하게도, 이 때의 휘도는 몰딩된 LED칩들에 비해 약 15%만큼 증가한다. 또한, 유리 커버(3)는 가령 충격에 의한 손상으로부터 LED칩(1)을 보호한다.The LED chips 1 have the highest brightness and brightness when there is no molding part. There is a space 7 between the LED chips 1 and the glass cover 3, and the space therebetween does not contain solid and liquid materials and preferably contains air, which advantageously improves the brightness of the device. Advantageously, the brightness at this time increases by about 15% compared to molded LED chips. In addition, the glass cover 3 protects the LED chip 1 from damage by, for example, an impact.

LED칩(1)의 복사 출사측은 유리 커버(3)를 향해 있다. 따라서, 바람직하게는, 소자에서 전자기 복사의 아웃커플링은 실질적으로 유리 커버(3)를 통과하여 이루어진다("탑 이미터"). 캐리어 기판(2)은 투명하거나 부분적으로 투명할 필요가 없어서, 바람직하게는 캐리어 기판(2)을 위한 물질 선택의 폭이 더 크다. 바람직하게는, 캐리어 기판(2)은 규소를, 유리 커버(3)는 붕규산염 유리, 예를 들면 Pyrex를 포함한다. 또는, 캐리어 기판(2)은 세라믹, 규소 또는 에폭시 수지를 포함하는 것이 바람직한 기판을 의미할 수 있다. 예를 들면 유리 섬유와 같은 충전재를 이용하여 내온도성이 개선될 수 있다.The radiation exit side of the LED chip 1 faces the glass cover 3. Thus, preferably, the outcoupling of the electromagnetic radiation in the device takes place substantially through the glass cover 3 ("top emitter"). The carrier substrate 2 need not be transparent or partially transparent, so that the choice of materials for the carrier substrate 2 is preferably greater. Preferably, the carrier substrate 2 comprises silicon and the glass cover 3 comprises borosilicate glass, for example Pyrex. Alternatively, the carrier substrate 2 may mean a substrate that preferably includes a ceramic, silicon, or epoxy resin. For example, the temperature resistance can be improved by using a filler such as glass fiber.

바람직하게는, 유리 커버(3)의 주요면들(5)에 변환층들(4)이 배치된다. 각 변환층들(4)은 LED칩들(1) 중 하나로부터 방출된 1차 복사의 적어도 일부를 2차 복사로 변환하는 변환 물질을 포함한다. 변환되지 않은 일부의 1차 복사, 제1변환층에 의한 일부의 2차 복사 및 제2변환층에 의한 일부의 2차 복사가 중첩되어 혼합 복사가 되고, 이 때 바람직하게는 소자가 백색광을 방출한다.Preferably, the conversion layers 4 are arranged on the main surfaces 5 of the glass cover 3. Each of the conversion layers 4 comprises a conversion material for converting at least a portion of the primary radiation emitted from one of the LED chips 1 into secondary radiation. Some of the unconverted primary radiation, some of the secondary radiation by the first conversion layer and some of the secondary radiation by the second conversion layer overlap, resulting in mixed radiation, wherein the device preferably emits white light do.

이 때의 이점은, LED칩(1)의 아웃커플링 특성 변화가 변환층(4)으로 직접 덮힌 LED칩보다 적다는 것이다. 몰딩되지 않은 LED칩(1)의 휘도는 변환층(4)으로 직접 덮인 LED칩에 비해 약 10%만큼 더 크다.The advantage at this time is that the outcoupling characteristic change of the LED chip 1 is smaller than that of the LED chip directly covered with the conversion layer 4. The brightness of the unmolded LED chip 1 is about 10% greater than the LED chip directly covered with the conversion layer 4.

또는, 변환 물질(4)은 유리 커버(3)에 삽입될 수 있다(미도시). 변환 물질(4)이 유리 커버(3)에 삽입되는 것은 매우 유리한데, 방출 특성이 증가할 뿐만 아니라 매우 균일해질 수 있기 때문이다.Alternatively, the converting material 4 can be inserted into the glass cover 3 (not shown). It is very advantageous for the conversion material 4 to be inserted into the glass cover 3 because not only the emission characteristics can be increased but also very uniform.

바람직하게는, 유리 커버(3)상의 변환층들(4)은 두께가 일정하다. 이를 통해, 변환층들(4)내에서 복사의 주행 길이가 단일화된다. 이는 복사 방출 소자의 색감을 균일하게 한다는 이점이 있다.Preferably, the conversion layers 4 on the glass cover 3 are of constant thickness. By this, the running length of the radiation in the conversion layers 4 is unified. This has the advantage of making the color of the radiation emitting device uniform.

바람직하게는, 변환 물질은 각각 변환층들(4)에서 균일하게 분포한다. 변환 물질(4)의 균일한 분포는 일반적으로 복사 방출 소자의 매우 균일한 방출 특성 및 매우 균일한 색감을 야기한다는 이점이 있다.Preferably, the conversion material is evenly distributed in the conversion layers 4, respectively. The uniform distribution of the conversion material 4 generally has the advantage of causing very uniform emission characteristics and very uniform color of the radiation emitting device.

바람직하게는, LED칩들(1)을 향한 유리 커버(3)의 주요면(5) 및/또는 그와 반대 방향인 주요면에 반사 방지층이 배치될 수 있다(미도시). 이를 통해, 유리하게도, 소자의 휘도가 더욱 간단히 개선된다.Preferably, an anti-reflection layer may be disposed on the main surface 5 of the glass cover 3 facing the LED chips 1 and / or on the main surface opposite thereto (not shown). This advantageously improves the brightness of the device more simply.

캐리어 기판(2)은 LED칩(1)으로부터 동작 시 방출된 1차 복사에 대한 반사체층(8)을 포함하여, LED칩(1)의 1차 복사가 유리 커버(3)의 방향으로 반사된다. 상기 반사체층은 가능한 한 높은 반사 계수를 가진다. 상기 가능한 한 높은 반사 계수는 예를 들면 LED칩(1)을 향한 캐리어 기판(2)의 주요면을 적합하게 코팅함으로써 달성될 수 있다.The carrier substrate 2 comprises a reflector layer 8 for primary radiation emitted during operation from the LED chip 1 such that the primary radiation of the LED chip 1 is reflected in the direction of the glass cover 3. . The reflector layer has a reflection coefficient as high as possible. The possible high reflection coefficient can be achieved, for example, by suitably coating the main surface of the carrier substrate 2 towards the LED chip 1.

LED칩(1)은 박막 발광 다이오드칩인 것이 매우 유리하다.It is very advantageous for the LED chip 1 to be a thin film light emitting diode chip.

도 2에 평면도로 도시된 복사 방출 소자의 실시예에서, 다수의 LED칩들(1)은 캐리어 기판상에 배치된다. 유리 커버(3)는 각각의 LED칩을 위해 고유의 캐비티(6)를 포함한다. 그러므로, 각각의 캐리어 기판 및 유리 커버(3)는 정확히 하나의 LED칩이 배치된 내부 공간을 완전히 둘러싼다. 이 때, 유리 커버는 연속한 일체형 커버로 형성된다.In the embodiment of the radiation emitting device shown in plan view in FIG. 2, a plurality of LED chips 1 are arranged on a carrier substrate. The glass cover 3 includes a unique cavity 6 for each LED chip. Therefore, each carrier substrate and glass cover 3 completely surrounds the internal space in which exactly one LED chip is disposed. At this time, the glass cover is formed of a continuous integrated cover.

도 3에 도시된 본 발명에 따른 제조 방법의 실시예에서 준비되는 캐리어 기판(2)은 규소를 포함하는 것이 바람직하다.The carrier substrate 2 prepared in the embodiment of the manufacturing method according to the present invention shown in FIG. 3 preferably comprises silicon.

LED칩(1)을 위한 실장면으로 예정된 캐리어 기판(2)의 주요면은 코팅되어, 상기 캐리어 기판(2)이 LED칩(1)으로부터 동작 시 방출된 1차 복사에 대한 반사체층(8)을 포함하게 된다. 상기 반사체층은 가능한 한 높은 반사 계수를 가진다. 캐리어 기판(2)상에는 상기 구비된 LED칩(1)의 전기 접촉을 위해 필요한 연결부들이 배치된다(미도시). 이어서, 도 3A에 도시된 바와 같이, 캐리어 기판(2)상에 복수 개의 질화물 화합물 반도체계 LED칩들(1)이 배치된다. 이후, LED칩들(1)은 캐리어 기판(2)의 연결부들과 전기적으로 접촉된다(미도시).The main surface of the carrier substrate 2, which is intended as a mounting surface for the LED chip 1, is coated so that the reflector layer 8 for primary radiation emitted when the carrier substrate 2 is operated from the LED chip 1 is applied. It will include. The reflector layer has a reflection coefficient as high as possible. Connection parts necessary for electrical contact of the provided LED chip 1 are disposed on the carrier substrate 2 (not shown). Subsequently, as illustrated in FIG. 3A, a plurality of nitride compound semiconductor LED chips 1 are disposed on the carrier substrate 2. The LED chips 1 are then in electrical contact with the connections of the carrier substrate 2 (not shown).

이어서, 도 3B에 도시된 바와 같이, 캐리어 기판(2)상에 국부적으로 접착제(9)가 배치된다. 접착제(9)는 예를 들면 에폭시 수지를 의미한다.Subsequently, as shown in FIG. 3B, an adhesive 9 is disposed locally on the carrier substrate 2. The adhesive agent 9 means an epoxy resin, for example.

이어서, 유리 커버(3)가 제조되는데, 상기 유리 커버의 범위는 캐리어 기판(2)의 평면도상에서 캐리어 기판(2)을 완전히 덮기에 충분한 치수이다. 유리 커버(3)는 딥드로잉을 통해 변형됨으로써, 복수 개의 캐비티들(6)이 생성되며, 각각 하나의 캐비티는 LED칩(1)을 수용하도록 예정된다. 따라서, 정확히 캐리어 기판(2)상의 LED칩(1)의 수만큼 캐비티들(6)이 형성된다.Subsequently, a glass cover 3 is produced, the range of which is sufficient to cover the carrier substrate 2 completely on the top view of the carrier substrate 2. The glass cover 3 is deformed through deep drawing, whereby a plurality of cavities 6 are created, each one being intended to receive an LED chip 1. Thus, the cavity 6 is formed exactly as the number of LED chips 1 on the carrier substrate 2.

이어서, 유리 커버(3)가 캐리어 기판(2)상에 배치됨으로써, 유리 커버(3) 및 캐리어 기판(2)은 상기 캐리어 기판(2)의 평면도상에서 서로 맞닿아 배치된다(도 3C 참조). 상기 유리 커버(3)는 붕규산염 유리로 구성되고, 각각 하나의 LED칩(1)을 수용하기에 적합한 캐비티들(6)을 포함한다. 유리 커버(3)는 LED칩(1)과 이격 배치됨으로써, 사이 공간(7)이 생성되며, 상기 사이 공간은 고상 및 액상 물질을 포함하지 않는다. 이 경우, 사이 공간(7)은 공기를 포함한다.Subsequently, the glass cover 3 is disposed on the carrier substrate 2, so that the glass cover 3 and the carrier substrate 2 abut against each other on a plan view of the carrier substrate 2 (see FIG. 3C). The glass cover 3 is made of borosilicate glass and includes cavities 6 suitable for receiving one LED chip 1 each. The glass cover 3 is spaced apart from the LED chip 1, thereby creating an interspace 7, which does not include solid and liquid materials. In this case, the interspace 7 contains air.

LED칩(1)은 공기 중에 노출된 경우에 휘도 및 밝기가 가장 크다. 이 때의 휘도는 몰딩된 LED칩에 비해 약 15%만큼 크다는 이점이 있다. 또한, 유리 커버(3)는 가령 충격에 의한 손상으로부터 LED칩(1)을 보호하는 역할을 한다.The LED chip 1 has the greatest brightness and brightness when exposed to air. In this case, the brightness is about 15% higher than that of the molded LED chip. In addition, the glass cover 3 serves to protect the LED chip 1 from damage due to impact, for example.

유리 커버(3)는 캐리어 기판(2)상에 배치되되, LED칩들(1)이 각각 캐비티(6)에 위치하도록 배치된다. 이 경우, 캐리어 기판(2) 및 유리 커버(3)의 범위는 상기 캐리어 기판(2)의 주 연장면에서 동일하고, 캐리어 기판(2) 및 유리 커버(3)는 서로 맞닿아 배치됨으로써, 캐리어 기판(2)의 평면도상에서 서로 합동을 이룬다. 캐리어 기판(2)을 향한 유리 커버(3)의 측에서 캐비티들(6) 간에 배치된 영역들은 적어도 부분적으로 접착제(9)에 의해 습윤된다.The glass cover 3 is disposed on the carrier substrate 2, so that the LED chips 1 are located in the cavity 6, respectively. In this case, the ranges of the carrier substrate 2 and the glass cover 3 are the same on the main extension surface of the carrier substrate 2, and the carrier substrate 2 and the glass cover 3 are disposed in contact with each other, thereby They join together on the top view of the board | substrate 2. The regions disposed between the cavities 6 on the side of the glass cover 3 facing the carrier substrate 2 are at least partially wetted by the adhesive 9.

이어서, 접착제(9)가 경화됨으로써, 유리 커버(3)와 캐리어 기판(2) 사이에 기계적으로 안정된 결합이 형성된다. LED칩들(1)은 캐비티(6)에 삽입되되, 가능한한 외부 공간으로부터 상기 캐비티(6)로 물 및 다른 부식성 물질이 유입될 수 없도록 삽입된다.Then, the adhesive 9 is cured, whereby a mechanically stable bond is formed between the glass cover 3 and the carrier substrate 2. The LED chips 1 are inserted into the cavity 6, so that water and other corrosive substances cannot be introduced into the cavity 6 from the external space as much as possible.

바람직하게는, 집속된 레이저 복사가 조사됨으로써 접착제(9)가 경화된다. 이 때, 캐리어 기판(2) 및/또는 유리 커버(3)를 통과하여 접착제(9)로 조사된다. 접착제(9)의 조사는 모든 지점에서 가능한 한 균일하게 수행된다. 그러므로, 접착제(9)가 균일하게 경화된다.Preferably, the adhesive 9 is cured by irradiating focused laser radiation. At this time, the adhesive 9 is irradiated through the carrier substrate 2 and / or the glass cover 3. Irradiation of the adhesive 9 is carried out as uniformly as possible at all points. Therefore, the adhesive 9 is uniformly cured.

부가적으로, 유리 커버(3)가 캐리어 기판(2)에 배치되기 전에, LED칩들(1)을 향한 유리 커버(3)의 면 및/또는 LED칩들과 반대 방향인 면에 하나 이상의 변환층들이 배치될 수 있다(미도시). 또는, 변환 물질이 유리 커버에 용융될 수 있다. 또한, 유리 커버(3)의 하나 이상의 주요면에 반사 방지층이 배치될 수 있다(미도시).Additionally, before the glass cover 3 is disposed on the carrier substrate 2, one or more conversion layers are provided on the side of the glass cover 3 towards the LED chips 1 and / or on the side opposite to the LED chips. Can be deployed (not shown). Alternatively, the conversion material may be melted in the glass cover. In addition, an antireflection layer may be disposed on one or more major surfaces of the glass cover 3 (not shown).

이어서, LED칩들은 유리 커버(3), 접착제(9) 및 캐리어 기판(2)을 관통하는 절단에 의해 개별적 복사 방출 소자들로 개별화된다(도 3D 참조). 상기 방법 단계에서 비로소 캐리어 기판(2), 즉 복수 개의 LED칩들(1)을 위한 캐리어 기판은 개별적 캐리어 기판들로 구조화되고, 일체형의 유리 커버(3)는 개별적 유리 커버들(3)로 구조화된다.The LED chips are then individualized into individual radiation emitting elements by cutting through the glass cover 3, the adhesive 9 and the carrier substrate 2 (see FIG. 3D). In the method step, the carrier substrate 2, ie the carrier substrate for the plurality of LED chips 1, is structured with individual carrier substrates, and the unitary glass cover 3 is structured with the individual glass covers 3. .

또는, 유리 커버(3)는 복수 개의 LED칩들(1)이 장착된 캐리어 기판(2)상에 배치되기 전에 개별화될 수 있다(미도시). 이어서, 개별화된 유리 커버들(3)에 배치된 적어도 하나의 변환층 및/또는 삽입된 적어도 하나의 변환 물질의 방출 특성 및 캐리어 기판(2)상에 실장된 개별적인 LED칩들(1)의 방출 특성이 각각 측정될 수 있다. 이를 통해, 개별화된 유리 커버들(3)은 캐리어 기판(2)상에 실장된 LED칩들(1)과 함께 분류 공정에서 원하는 대로 조합되고, LED칩들(1)상에 실장될 수 있어서, 복사 방출 소자에서 원하는 색 위치가 조절될 수 있다. 따라서, 가능한한 재생 가능한 소자 특성이 얻어진다.Alternatively, the glass cover 3 may be individualized before being placed on the carrier substrate 2 on which the plurality of LED chips 1 are mounted (not shown). Then, the emission characteristics of the at least one conversion layer and / or the inserted at least one conversion material disposed in the individualized glass covers 3 and the emission characteristics of the individual LED chips 1 mounted on the carrier substrate 2. Each of these can be measured. By this, the individualized glass covers 3 can be combined as desired in the sorting process together with the LED chips 1 mounted on the carrier substrate 2 and mounted on the LED chips 1, thereby radiating radiation. The desired color position in the device can be adjusted. Therefore, reproducible device characteristics are obtained as much as possible.

본 발명은 실시예들에 의거한 기재로 인해 상기 기재에 한정되지 않는다. 오히려, 본 발명은 각각의 새로운 특징 및 특징들의 각 조합을 포함하고, 이는 특히 특허 청구 범위에서 특징들의 각 조합을 포함하며, 비록 이러한 특징 또는 이러한 조합이 그 자체로 명백하게 특허 청구 범위 또는 실시예들에 제공되지 않더라도 그러하다.The present invention is not limited to the above description due to the description based on the examples. Rather, the invention includes each new feature and each combination of features, which in particular includes each combination of features in the claims, although such feature or such combination is expressly evident in the claims or embodiments Even if it is not provided in.

Claims (15)

캐리어 기판(2);
상기 캐리어 기판(2)상에 배치된 적어도 하나의 LED칩(1); 및
상기 캐리어 기판(2)상에 배치되며 복사 투과성인 유리 커버(3)
를 포함하고,
상기 유리 커버는 상기 적어도 하나의 LED칩(1)을 수용하기에 적합한 적어도 하나의 캐비티(6)를 가지며, 상기 유리 커버(3)는 상기 LED칩(1)과 이격 배치됨으로써, 상기 적어도 하나의 LED칩(1)와 유리 커버(3) 사이에 공간(7)이 발생하고, 상기 사이 공간은 고상 및 액상 물질을 포함하지 않는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.Carrier substrate 2;
At least one LED chip (1) disposed on the carrier substrate (2); And
A glass cover 3 disposed on the carrier substrate 2 and transmissive
Including,
The glass cover has at least one cavity 6 suitable for accommodating the at least one LED chip 1, and the glass cover 3 is spaced apart from the LED chip 1, thereby providing at least one A space (7) is generated between the LED chip (1) and the glass cover (3), the space between which does not contain solid and liquid materials. 청구항 1에 있어서,
상기 사이 공간(7)은 공기를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to claim 1,
Radiation emitting element, characterized in that the interspace (7) comprises air. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
상기 유리 커버(3)의 적어도 하나의 주요면에 적어도 하나의 변환층(4)이 배치되고, 상기 변환층은 상기 LED칩(1)으로부터 방출된 1차 복사의 적어도 일부를 2차 복사로 변환하는 적어도 하나의 변환 물질을 포함하며, 적어도 일부의 2차 복사 및 변환되지 않은 일부의 1차 복사가 중첩되어 혼합 복사가 되는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to claim 1 or 2,
At least one conversion layer 4 is disposed on at least one main surface of the glass cover 3, and the conversion layer converts at least a portion of the primary radiation emitted from the LED chip 1 into secondary radiation. And at least one conversion material, wherein at least some of the secondary radiation and some of the unconverted primary radiation overlap to form mixed radiation. 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 적어도 하나의 변환 물질은 상기 유리 커버(3)에 분포하고, 상기 변환 물질은 상기 LED칩(1)으로부터 방출된 적어도 일부의 1차 복사를 2차 복사로 변환하며, 적어도 일부의 2차 복사 및 변환되지 않은 일부의 1차 복사가 중첩되어 혼합 복사가 되는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to any one of claims 1 to 3,
The at least one conversion material is distributed in the glass cover 3, and the conversion material converts at least some primary radiation emitted from the LED chip 1 into secondary radiation and at least some secondary radiation. And a portion of the unconverted primary radiation that is superimposed to produce mixed radiation. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 커버(3) 및 상기 캐리어 기판(2)은 상기 캐리어 기판(2)의 평면도상에서 서로 맞닿아 배치되는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to any one of claims 1 to 4,
And the glass cover (3) and the carrier substrate (2) are arranged in contact with each other on a plan view of the carrier substrate (2). 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유리 커버(3)는 붕규산염 유리를, 상기 캐리어 기판(2)은 규소를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to any one of claims 1 to 5,
And the glass cover (3) comprises borosilicate glass and the carrier substrate (2) comprises silicon. 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐리어 기판(2)은 세라믹, 규소 또는 FR4를 포함하는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to any one of claims 1 to 6,
The carrier substrate (2) is characterized in that it comprises ceramic, silicon or FR4. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 캐리어 기판(2)상에 복수 개의 LED칩들(1)이 배치되는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to any one of claims 1 to 7,
A radiation emitting device, characterized in that a plurality of LED chips (1) are arranged on the carrier substrate (2). 청구항 8에 있어서,
상기 유리 커버(3)는 복수 개의 캐비티들(6)을 포함하고, 각각의 캐비티(6)는 각각 하나의 LED칩(1)을 수용하도록 형성되는 것을 특징으로 하는 복사 방출 소자.The method according to claim 8,
The glass cover (3) comprises a plurality of cavities (6), each cavity (6) being formed to receive one LED chip (1) each. 복사 방출 소자를 제조하는 방법에 있어서,
a) 캐리어 기판(2)을 준비하는 단계;
b) 상기 캐리어 기판(2)상에 적어도 하나의 LED칩(1)을 배치하는 단계;
c) 상기 적어도 하나의 LED칩(1)을 상기 캐리어 기판(2)의 연결부들과 전기적으로 접촉시키는 단계;
d) 유리 커버(3)를 제조하고, 상기 유리 커버(3)를 딥드로잉을 통해 변형하여, 상기 유리 커버(3)가 상기 적어도 하나의 LED칩(1)을 수용하기 위한 적어도 하나의 캐비티(6)를 포함하도록 하는 단계; 및
e) 상기 캐리어 기판(2)상에 땜납층이나 접착층(9)을 이용하여 상기 유리 커버(3)를 배치하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 방법.In the method of manufacturing a radiation emitting device,
a) preparing a carrier substrate 2;
b) disposing at least one LED chip (1) on the carrier substrate (2);
c) electrically contacting said at least one LED chip (1) with connections of said carrier substrate (2);
d) manufacturing a glass cover 3 and deforming the glass cover 3 through deep drawing, so that the glass cover 3 has at least one cavity for accommodating the at least one LED chip 1 6); And
e) disposing the glass cover (3) on the carrier substrate (2) using a solder or adhesive layer (9). 청구항 10에 있어서,
상기 적어도 하나의 LED칩(1)을 향한 유리 커버(3)의 면 및/또는 상기 적어도 하나의 LED칩(1)과 반대 방향인 면에 적어도 하나의 변환층(4)을 배치하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 10,
At least one conversion layer 4 is disposed on the surface of the glass cover 3 facing the at least one LED chip 1 and / or on the surface opposite to the at least one LED chip 1. How to. 청구항 10 또는 청구항 11에 있어서,
상기 유리 커버의 제조 시 적어도 하나의 변환 물질(4)을 유리 커버(3)에 삽입하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 10 or 11,
In the production of the glass cover, at least one conversion material (4) is inserted into the glass cover (3). 청구항 10 내지 청구항 12 중 어느 한 항에 있어서,
복수 개의 LED칩들(1)을 상기 캐리어 기판(2)상에 배치하고, 연속형으로 형성된 유리 커버(3)를 상기 복수 개의 LED칩들(1)상에 배치하며, 상기 유리 커버(3)가 복수 개의 캐비티들(6)을 가지도록 하여, 각각의 캐비티가 각각 하나의 LED칩을 수용하도록 형성시키는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to any one of claims 10 to 12,
A plurality of LED chips 1 are disposed on the carrier substrate 2, and a continuous glass cover 3 is disposed on the plurality of LED chips 1, and the glass cover 3 is disposed in a plurality. Two cavities (6), each cavity configured to receive one LED chip each. 청구항 13에 있어서,
LED소자들을 상기 캐리어 기판(2) 및 상기 연속형 유리 커버(3)를 절단시키는 절단법에 의해 개별화하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 13,
LED elements are characterized by individualization by cutting to cut the carrier substrate (2) and the continuous glass cover (3). 청구항 11 또는 청구항 12와 조합된 청구항 13에 있어서,
상기 유리 커버(3)를 상기 복수 개의 LED칩들(1)이 장착된 캐리어 기판(2)상에 배치하기 전에 개별화시키고;
이후, 개별화된 유리 커버들(3)에 배치된 적어도 하나의 변환층(4) 및/또는 삽입된 적어도 하나의 변환 물질(4)의 방출 특성 및 상기 캐리어 기판(2)상에 실장된 개별적 LED칩들(1)의 방출 특성을 각각 측정하고; 및
상기 개별화된 유리 커버들(3)을 상기 캐리어 기판(2)상에 실장된 LED칩들(1)과 분류 공정에서 원하는 대로 조합하여 상기 LED칩들(1)상에 실장하는 것을 특징으로 하는 방법.The method according to claim 11 or 12, in combination with claim 12,
Individualizing the glass cover (3) before placing it on a carrier substrate (2) on which the plurality of LED chips (1) are mounted;
Thereafter, the emission characteristics of at least one conversion layer 4 and / or the inserted at least one conversion material 4 disposed in the individualized glass covers 3 and the individual LEDs mounted on the carrier substrate 2 Measuring the emission characteristics of the chips 1 respectively; And
The individualized glass covers (3) are mounted on the LED chips (1) in combination with the LED chips (1) mounted on the carrier substrate (2) as desired in the sorting process.
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