KR20100106053A - 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법 - Google Patents

발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법 Download PDF

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KR20100106053A
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Abstract

양면 발광 소자를 이용하여 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법이 제공된다. 발광 장치는, 기판의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자, 및 상기 기판의 타면에 형성되어 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자를 포함하는 양면 발광 소자와, 상기 제1 발광 소자와 연결되어 상기 제1 발광 소자에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하는 제1 가변 저항과, 상기 제2 발광 소자와 연결되어 상기 제2 발광 소자에 인가되는 제2 구동 전력을 조절하는 제2 가변 저항을 포함한다.
양면 발광, 가변 저항, 파장, 색 온도

Description

발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법{Light emitting device, Light emitting system comprising the same, and method of fabricating thereof}
본 발명은 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 양면 발광 소자를 이용하여 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 및 이들의 제조 방법에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode)와 같은 발광 소자는, 전자와 홀의 결합에 의해 광을 발산한다. 이러한 발광 소자는 소비 전력이 적고, 수명이 길고, 협소한 공간에서도 설치 가능하며, 진동에 강한 특성을 지닌다.
발광 장치는 제조 방법에 따라 여러가지 파장의 광을 발생시킬 수 있는데, 예를 들어, 청색광, UV광, 백색광 등을 발생시킬 수 있다.
백색광을 발생시키기 위해 하나의 파장의 색, 예를 들어 청색을 발광하는 발광 소자에 황색 형광체를 도포하여 청색을 띠는(bluish) 백색광을 발생시킬 수 있다. 또한, 청색 발광 소자에 황색 형광체와 적색 형광체를 도포하여 적색을 띠는(reddish) 백색광을 발생시키는 발광 장치를 제공할 수도 있다.
그러나, 이러한 경우 다양한 색 온도를 제공하는 데 한계가 있을 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 양면 발광 소자를 이용하여 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 상기 발광 장치를 포함하는 발광 시스템을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 양면 발광 소자를 이용하여 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 상기 발광 장치의 제조 방법을 포함하는 발광 시스템의 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이 해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 기판의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자, 및 상기 기판의 타면에 형성되어 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자를 포함하는 양면 발광 소자와, 상기 제1 발광 소자와 연결되어 상기 제1 발광 소자에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하는 제1 가변 저항과, 상기 제2 발광 소자와 연결되어 상기 제2 발광 소자에 인가되는 제2 구동 전력을 조절하는 제2 가변 저항을 포함한다.
상기 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 시스템은, 상기 발광 장치를 포함한다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법은, 기판의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자, 및 상기 기판의 타면에 형성되어 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자를 포함하는 양면 발광 소자를 제공하고, 상기 제1 발광 소자에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하는 제1 가변 저항을 상기 제1 발광 소자에, 상기 제2 발광 소자에 인가되는 제2 구동 전력을 조절하는 제2 가변 저항을 상기 제2 발광 소자에 각각 연결하는 것을 포함한다.
상기 또 다른 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 시스템의 제조 방법은, 상기 발광 장치의 제조 방법을 포함한다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 개략 단면도이다. 도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 개략 사시도이다. 도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다.
우선, 도 1를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치는 하우징(10), 양면 발광 소자(20), 투명 수지층(50), 형광층(60), 및 지지 기판(600)을 포함할 수 있다.
하우징(10)의 슬롯(12) 내에 양면 발광 소자(20)가 배치되는데, 슬롯(12)은 양면 발광 소자(20)보다 크다. 양면 발광 소자(20)에서 발생된 광이 슬롯(12)의 측벽(12a)에 반사되는 정도, 반사 각도, 슬롯(12)을 채우는 투명 수지층(50)의 종류, 형광층(60)의 종류 등을 고려하여, 슬롯(12)의 크기를 결정하는 것이 좋다. 또한, 양면 발광 소자(20)가 슬롯(12)의 가운데에 놓이는 것이 좋다. 양면 발광 소자(20)와 측벽(12a)까지의 거리가 동일하게 되면, 색도(色度)의 불균일을 방지하기 쉽다.
이러한 하우징(10)는 내광성이 뛰어난 실리콘 수지, 에폭시수지, 아크릴 수지, 유리어수지, 불소수지, 이미드 수지 등의 유기물질이나 유리, 실리카겔 등의 내광성이 뛰어난 무기물질을 이용할 수 있다. 또한, 제조공정시의 열로 수지가 용융되지 않도록, 열강화성수지를 사용할 수 있다. 또한 수지의 열응력을 완화시키기 위해, 질화 알루미늄, 산화 알루미늄 및 그러한 복합 혼합물 등의 각종 필러를 혼입해도 좋다. 또한, 하우징(10)는 수지에 한정되지 않는다. 하우징(10)의 일부(예를 들어, 측벽), 또는 전부에 금속 재료나 세라믹스 재료를 사용할 수도 있다. 예를 들어, 하우징(10) 전부를 금속 재료를 사용할 경우, 양면 발광 소자(20)에서 발생된 열을 외부로 방출하기 용이하다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 양면 발광 소자(20)는 한 쌍의 LED(Light Emitting Diode)일 수 있고, 지지 기판(600) 상에 마운팅되어 있을 수 있다. 양면 발광 소자(20)는 서로 반대 방향으로 접합된 제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)를 포함한다.
또한, 도면에서는 양면 발광 소자(20)가 지지 기판(600)과 연결되어 있고, 지지 기판(600)과 연결된 양면 발광 소자(20)가 하우징(10)의 슬롯(12) 내에 배치된 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 지지 기판(600)을 사용하지 않고, 양면 발광 소자(20)를 직접 하우징(10) 상에 설치할 수도 있다.
한편, 제1 발광 소자(100)는 지지 기판(600) 상에 배치된 제1 전원 인가 패턴(310, 320)과 연결되고, 제2 발광 소자(200)는 지지 기판(600) 상에 배치된 제2 전원 인가 패턴(330, 340)과 연결되어 있다. 달리 표현하면, 제1 발광 소자(100)는 제1 전원 인가 패턴(310, 320)과 래터럴 타입 LED(lateral type LED)으로 배치되고, 제2 발광 소자(200)는 제2 전원 인가 패턴(330, 340)과 플립칩 타입 LED(flip chip type LED)로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것이 아니다.
또한, 도 2에서는 양면 발광 소자(20)가 탑뷰 타입(top view type)으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 양면 발광 소자(20)는 사이드뷰 타입(side view type)일 수도 있다. 탑뷰 타입의 경우에는 통상적으로 정사각형 형태가 많고, 1mm × 1mm 사이즈 이상이 많이 사용된다. 탑뷰 타입의 경우에는, 광을 직접 대상물에 방사하며, 조명 장치, 표시 장치 등에 많이 사용된다. 반면, 사이드뷰 타입의 경우에는 통상적으로 직사각형 형태가 많고, 70㎛ × 300㎛ 사이즈 이상(예를 들어, 150㎛ × 400㎛)이 많이 사용되나, 적용되는 장치에 따라서 변경 가능하다. 사이드뷰 타입의 경우에는, 모바일 장치(휴대폰, MP3 플레이어, 내비게이션(Navigation) 등), 표시 장치 등에 많이 사용된다. 탑뷰 타입과 사이드뷰 타입은 크기나 형태에서 차이가 있을 뿐, 구성이나 동작은 실질적으로 동일하다.
제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)는 이들 소자가 연결된 양 전극 사이에 걸리는 구동 전력에 의해 동작될 수 있다. 양 전극 사이에 인가되는 전력의 차이의 절대값이, 구동 전력에 해당한다. 여기서, 구동 전력은 DC 전원에 의해 제공될 수 있다.
구동 전력은 하우징(10)에 삽입된 한 쌍의 제1 리드 전극(14a, 14b) 및 한 쌍의 제2 리드 전극(14c, 14d)에 의해 외부에서 인가된다.
한 쌍의 제1 리드 전극(14a, 14b)은 제1 발광 소자(100)에 전력을 인가한다. 이를 위해 제1 리드 전극(14a, 14b)과 제1 전원 인가 패턴(310, 320)이 와이어(16a, 16b)에 의해 본딩될 수 있다. 한 쌍의 제2 리드 전극(14c, 14d)은 제2 발광 소자(200)에 전력을 인가한다. 이를 위해 제2 리드 전극(14c, 14d)과 제2 전원 인가 패턴(330, 340)이 와이어(16c, 16d)에 의해 본딩될 수 있다. 한편, 도 3에는 제1 리드 전극(14a, 14b) 및 제2 리드 전극(14c, 14d)이 각각 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)과 와이어 본딩된 것을 예로 들어 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 구체적으로 지지 기판(600) 내에 설치된 비아(via)를 통해 제1 리드 전극(14a, 14b) 및 제2 리드 전극(14c, 14d)이 각각 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)과 연결될 수도 있다. 또한, 이들은 지지 기판(600)의 상면, 측면, 배면을 따라 설치된 배선(interconnection)을 통해서 연결될 수도 있다.
도 4를 참조하면, 양면 발광 소자(20)는 기판(105, 205)의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자(100), 및 기판(105, 205)의 타면에 형성되어 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자(200)를 포함한다. 제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)는 기판(105, 205)의 중앙부(I)에서 서로 접합되어 있다.
제1 발광 소자(100)는 제1 도전형(예를 들어, n형)의 제1 발광 소자 제1 도전층(112), 제2 도전형(예를 들어, p형)의 제1 발광 소자 제2 도전층(116), 상기 제1 발광 소자 제1 도전층(112) 및 상기 제1 발광 소자 제2 도전층(116) 사이에 배치된 제1 발광 소자 발광층(114), 제1 발광 소자 제1 도전층(112)과 연결된 제1 발 광 소자 제1 전극(140), 제1 발광 소자 제2 도전층(116)과 연결된 제1 발광 소자 제2 전극(150)을 포함한다. 양면 발광 소자(20)에 순방향의 구동 전력이 인가되면, 제1 발광 소자 발광층(114)에서 제1 도전층의 캐리어(즉, 전자)와 제2 도전층의 캐리어(즉, 홀)가 만나 결합하면서 제1 파장의 광이 발생된다. 이러한 제1 발광 소자 제1 도전층(112), 제1 발광 소자 제2 도전층(116), 제1 발광 소자 발광층(114)은 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1)로 이루어질 수 있다.
한편, 제2 발광 소자(200)는 제1 발광 소자(100)의 제1 발광 소자 제1 도전층(112), 제1 발광 소자 제2 도전층(116), 제1 발광 소자 발광층(114)에 상응하는 제2 발광 소자 제1 도전층(212), 제2 발광 소자 제2 도전층(216), 제2 발광 소자 발광층(214)를 포함한다. 제2 발광 소자 제1 도전층(212) 상에는 제2 발광 소자 제1 전극(240)이, 제2 발광 소자 제2 도전층(116) 상에는 제2 발광 소자 제2 전극(250)이 각각 형성되어 있다. 여기서, 제2 발광 소자 발광층(214)에서는 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광이 발생한다.
제1 발광 소자 제1 전극(140)은 와이어(315)에 의해 제1 전원 인가 패턴 제1 부위(310)에 연결되고, 제1 발광 소자 제2 전극(150)은 와이어 (325)에 의해 제1 전원 인가 패턴 제2 부위(320)에 연결될 수 있다. 제1 전원 인가 패턴 제1 부위(310) 및 제1 전원 인가 패턴 제2 부위(320)는 금속과 같은 전도성 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 제2 발광 소자 제1 전극(240)은 제1 범프(335)에 의해 제2 전원 인가 패턴 제1 부위(330)에 연결되고, 제2 발광 소자 제2 전극(250)은 제2 범프(345)에 의해 제2 전원 인가 패턴 제2 부위(340)에 연결될 수 있다. 제2 발광 소자 제1 전극(240) 및 제2 발광 소자 제2 전극(250)은 제2 발광 소자(200)에서 발생된 광이 상부로 출사될 수 있도록 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag)과 같은 반사성 금속으로 이루어질 수 있다. 그러나, 제2 발광 소자 제1 전극(240) 및 제2 발광 소자 제2 전극(250)이 다른 전도성 물질로 이루어지는 것을 배제하는 것은 아니며, 제2 발광 소자 제1 전극(240) 및 제2 발광 소자 제2 전극(250)은 예를 들어 구리(Cu), 금(Au), 텅스텐(W), 백금(Pt), 주석(Ti), 징크(Zn), 니켈(Ni) 중 어느 하나, 이들의 조합물, 이들의 적층물로 이루어질 수도 있다.
본 실시예의 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 사이에는 제1 가변 저항(1400)이 연결되어 있고, 제2 전원 인가 패턴((330, 340) 사이에는 제2 가변 저항(1500)이 연결되어 있다.
제1 가변 저항(1400)은 제1 저항 패턴(1410), 제1 저항 패턴(1410) 상에 형성된 복수의 제1 도전 패턴(1420), 및 복수의 제1 도전 패턴(1420) 중에서 선택된 2 이상의 제1 도전 패턴(1420)을 연결하는 제1 저항 조절 배선(1430)을 포함한다.
제1 저항 패턴(1410)은 제1 전원 인가 패턴 제1 부위(310) 및 제1 전원 인가 패턴 제2 부위(320)보다 저항이 큰 금속, 또는 반도체 물질, 절연성 물질 등으로 이루어질 수 있다. 제1 저항 패턴(1410)의 일측은 제1 전원 인가 패턴 제1 부위(310)와 직접 연결될 수 있다. 제1 저항 패턴(1410)의 타측은 제1 전원 인가 패턴 제2 부위(320)와 제1 저항 조절 배선(1430)에 의해 와이어 연결되어 있으나, 직 접 연결될 수도 있다.
제1 도전 패턴(1420)은 예를 들어 금, 구리 등과 같은 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 제1 도전 패턴(1420)은 서로 이격되어 복수개 형성되어 있으며, 복수개의 제1 도전 패턴(1420) 중에서 일부만 제1 저항 조절 배선(1430)과 연결되어 통전됨으로써 제1 가변 저항(1400)의 저항값을 조절한다.
제1 저항 조절 배선(1430)은 금 또는 구리와 같은 전도성 물질로 이루어질 수 있고, 제1 도전 패턴(1420) 중 몇 개의 제1 도전 패턴(1420)만 통전시킴으로써 제1 가변 저항(1400)의 저항값을 조절할 수 있다. 이에 따라 제1 가변 저항(1400)은 제1 발광 소자(100)에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하여 제1 발광 소자(100)의 발광 효율을 조절할 수 있다.
제2 가변 저항(1500)은 제1 가변 저항(1400)과 동일한 물질로 이루어진 제2 저항 패턴(1510), 제2 저항 패턴(1510) 상에 형성된 복수의 제2 도전 패턴(1520), 및 복수의 제2 도전 패턴(1520) 중에서 선택된 2 이상의 제2 도전 패턴(1520)을 연결하는 제2 저항 조절 배선(1530)을 포함한다. 제2 가변 저항(1500)은 제2 발광 소자(200)와 연결되므로 이의 저항값은 제1 가변 저항(1400)의 저항값과 상이하게 조절할 수 있다. 제2 발광 소자(200)에는 제2 구동 전력이 인가될 수 있다.
다시, 도 1을 참조하면, 양면 발광 소자(20) 상에 투명 수지층(50)이 도포되어 있을 수 있다. 구체적으로, 투명 수지층(50)은 슬롯(12)의 적어도 일부를 채울 수 있다.
투명 수지층(50)은 하우징(10)의 슬롯(12)을 채울 수 있는 재료라면 특별히 한정하지 않아도 된다. 예를 들면, 투명 수지층(50)은 에폭시 수지, 실리콘 수지, 경질 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 수지를 이용할 수가 있다
형광층(60)은 투명 수지층(50) 상에 형성되어 있을 수 있다. 구체적으로, 형광층(60)은 투명 수지(62)와 형광체(phosphor)(64)를 혼합한 것일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 투명 수지(62) 없이 형광체(64)만을 포함할 수도 있다.
여기서, 형광층(60)에 대해서 자세히 설명하면, 형광층(60)는 양면 발광 소자(20)에서 나온 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환한다. 즉, 형광층(60)는 제1 발광 소자(100)의 제1 파장의 광 및 제2 발광 소자(200)의 제2 파장의 광을 흡수하고 발광하여 제3 파장의 광으로 변환하는 물질이다. 제3 파장의 광은 하나의 파장의 광을 의미할 수도 있고, 제1 파장의 광과 제2 파장의 광을 각각 다른 파장의 광을 변환한 것을 포함한다.
이러한 형광층(60)를 사용하면 발광 장치가 여러가지 색을 나타낼 수 있는데, 백색을 표현하기 위해서는 다음과 같은 방법을 사용할 수 있다. 제1 발광 소자(100)가 청색광(청색(blue) 파장의 광)을 내보낼 경우(이러한 제1 발광 소자(100)를 청색 발광 소자라 함), 형광층(60)은 청색광의 일부를 파장 변환하여 녹색광을 생성하는 녹색(green) 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 제2 발광 소자(200)가 적색광(적색(red) 파장의 광)을 내보낼 경우(이러한 제2 발광 소자(200)를 적색 발광 소자라 함), 상기 형광층(60)은 적색광의 일부를 파장 변환하여 녹색광을 생 성할 수 있다. 또는 형광층(60)은 청색광 또는 적색광의 일부를 파장 변환하여 황색광을 생성하는 황색(yellow) 형광체를 더 포함할 수도 있다. 즉, 제1 발광 소자(100) 및 제2 발광 소자(200)에서 각각 발생한 제1 파장의 광, 제2 파장의 광, 및 형광체가 변환하여 발광하는 제3 파장의 광이 서로 섞여서 백색광을 내게 된다.
이 경우 제1 발광 소자(100) 및 제2 발광 소자(200)에 전달되는 전력을 조절하여 백색광의 색 온도를 변화시킬 수 있다. 즉, 백색광을 청색을 띠는(bluish) 백색광으로부터 적색을 띠는(reddish) 백색광까지 변환시킬 수 있다. 양면 발광 소자(20)를 이용하여 백색광의 색 온도를 조절하는 방법은 이후에 보다 상세히 설명한다.
형광층(60)는 예를 들어, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계/산질화물계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체, 알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리토류 규산염, 알칼리토류 유화물, 알칼리토류 티오갈레이트, 알칼리토류 질화 규소, 게르만산염, 또는 Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 유기 및 유기 착체 등에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 구체적인 예로서 아래와 같은 형광체를 사용할 수가 있지만 이에 한정되지 않는다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계 형광체는 M2Si5N8：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다. 또, M2Si5N8：Eu 외, MSi7N10：Eu, M1 .8Si5O0 .2N8：Eu, M0 .9Si7O0 .1N10：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등도 있다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 산질화물계 형광체는 MSi2O2N2：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체에는 M5(PO4)3 X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체에는 M2B5O9X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 알루민산염 형광체에는 SrAl2O4：R, Sr4Al14O25：R, CaAl2O4：R, BaMg2Al16O27：R, BaMg2Al16O12：R, BaMgAl10O17：R(R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 어느 하나) 등이 있다.
알칼리토류 유화물 형광체에는 La2O2S：Eu, Y2O2S：Eu, Gd2O2S：Eu 등이 있다.
Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염 형 광체에는 Y3Al5O12：Ce, (Y0 .8Gd0 .2)3Al5O12：Ce, Y3(Al0 .8Ga0 .2)5 O12：Ce, (Y, Gd)3 (Al, Ga)5 O12의 조성식에서 나타내어지는 YAG계 형광체 등이 있다. 또한, Y의 일부 혹은 전부를 Tb, Lu 등으로 치환한 Tb3Al5O12：Ce, Lu3Al5O12：Ce 등도 있다.
알칼리토류 규산염 형광체에는 실리케이트(silicate)로 구성될 수있으며, 대표적인 형광체로 (SrBa)2SiO4:Eu 등이 있다.
그 외의 형광체에는 ZnS：Eu, Zn2GeO4：Mn, MGa2S4：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
전술한 형광체는 희망하는 바에 따라 Eu에 대신하거나 또는 Eu에 더하여 Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, Ti에서 선택되는 1종 이상을 함유시킬 수도 있다.
또한, 전술한 형광체 이외의 형광체로서, 동일한 성능, 효과를 갖는 형광체도 사용할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 실시예의 양면 발광 소자(20)를 포함하는 발광 장치의 색 온도 조절 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 색 온도 조절 방법을 설명하기 위한 색 온도 그래프이다.
제1 발광 소자(100) 또는 제2 발광 소자(200)로부터 발생된 광이 색좌표 내의 제1 위치(B)에 가까우면 청색을 많이 띠는 광이고, 색좌표 내의 제2 위치(G)에 가까우면 녹색을 많이 띠는 광이고, 색좌표 내의 제3 위치(R)에 가까우면 적색을 많이 띠는 광이다. 또한, 도 5에 도시된 원(C)는 백색광으로 인식되는 색 온도 범위이다.
예를 들어 제1 발광 소자(100)는 청색 발광 소자로서, 최대 발광 효율을 낼 수 있는 전력을 인가 받았을 때 제1 색좌표(x1, y1)에 위치한다고 가정한다.
또한, 제2 발광 소자(200)는 적색 발광 소자로서, 최대 발광 효율을 낼 수 있는 전력을 인가 받았을 때 제2 색좌표(x2, y2)에 위치한다고 가정한다.
일 예로, 제1 발광 소자(100)에 연결된 제1 가변 저항(1400)을 조절하여 최대 발광 효율을 낼 수 있는 전력을 제1 발광 소자(100)에 인가하고, 제2 발광 소자(200)에 연결된 제2 가변 저항(1500)을 조절하여 최대 발광 효율보다 낮은 예를 들어 최대 발광 효율의 약 80%의 발광 효율을 낼 수 있는 전력을 제2 발광 소자(200)에 인가한다고 가정한다. 이렇게 하면, 제1 발광 소자(100)에서 발생한 제1 파장의 광, 제2 발광 소자(200)에서 발생한 제2 파장의 광, 및 이들 광이 형광체에 의해 변환된 제3 파장의 광이 혼합되어 외부로 출사되고 백색광을 생성한다. 이 경우의 백색광은 청색을 띤(bluish) 백색광으로 제3 색좌표(x3, y3)에 위치한다. 이는 제1 발광 소자(100)는 최대 발광 효율을 내도록 제1 가변 저항(1400)을 조절하고, 제2 발광 소자(200)는 최대 발광 효율보다 낮은 효율을 내도록 제2 가변 저항(1500)을 조절하여 제1 발광 소자(100)에서 발생한 제1 파장의 광인 청색광이 우세하기(dominant) 때문이다.
다른 예로, 제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)가 모두 최대 발광 효 율을 가지도록 각각의 제1 가변 저항(1400) 및 제2 가변 저항(1500)을 조절하면 청색과 적색의 중간 색 온도를 가지는 제4 좌표(x4, y4)에 해당하는 백색광을 얻을 수 있다.
또 다른 예로, 최대 발광 효율보다 작은 효율, 예를 들어 최대 발광 효율의 약 80%의 효율을 가지는 전력이 제1 발광 소자(100)에 인가되도록 제1 가변 저항(1400)의 저항값을 조절하고, 제2 발광 소자(200)가 최대 발광 효율을 가지는 전력이 제2 발광 소자(200)에 인가되도록 제2 가변 저항(1500)의 저항값을 조절한다. 이 경우의 백색광은 적색을 띤(reddish) 백색광으로 제5 색좌표(x5, y5)에 위치한다. 이는 제1 발광 소자(100)는 최대 발광 효율보다 낮은 효율을 내도록 제1 가변 저항(1400)을 조절하고, 제2 발광 소자(200)는 최대 발광 효율을 내도록 제2 가변 저항(1500)을 조절하여 제2 발광 소자(200)에서 발생한 제2 파장의 광인 적색광이 우세하기(dominant) 때문이다.
이와 같이 제1 가변 저항(1400) 및 제2 가변 저항(1500)을 조절하여 발광 장치의 색 온도를 조절할 수 있다. 양면 발광 소자(20)에서 각각 제1 파장 및 제2 파장의 광이 모두 발생되므로, 하나의 파장의 광을 발생시키는 단면 발광 소자의 경우보다 색 온도를 조절하기 용이하다. 즉, 단면 발광 소자는 예를 들어 발광 소자에서 제1 파장의 광만이 발생하므로, 이를 제2 파장으로 변환시키는 제1 형광체와 제2 파장으로 변환시키는 제2 형광체를 모두 요구한다. 이 경우 발광 소자의 발광 효율 및 2개의 형광체의 광 변환 효율을 모두 제어할 수 있는 전력을 발광 장치에 인가하기는 어려울 수 있다. 그러나, 본 실시예의 양면 발광 소자(20)는 제1 가변 저항(1400) 및 제2 가변 저항(1500)을 이용하여 제1 발광 소자(100) 및 제2 발광 소자(200)에 인가되는 전력을 각각 조절하므로 색 온도를 원할하고 정교하게 조절할 수 있다.
본 실시예의 제1 가변 저항(1400)의 저항값은 제1 저항 조절 배선(1430)을 일부 절단하여 통전되는 제1 도전 패턴(1420)의 개수를 변화시킴으로써 조절할 수 있다. 제2 가변 저항(1500)의 저항값의 조절도 제1 가변 저항(1400)의 저항값과 동일하게 조절될 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다. 이하의 실시예에서는 이전의 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 설명을 생략하거나 간략화한다.
도 6을 참조하면, 본 실시예의 제1 가변 저항(1401)은 제1 저항 패턴(1411), 및 제1 저항 패턴(1411)의 면적을 조절하는 제1 저항 조절홈(1421)을 포함한다. 제1 가변 저항(1401)의 저항값은 제1 저항 조절홈(1421)의 개수나 길이를 변화시켜 제1 저항 패턴(1411)의 면적을 변화시킴으로써 조절한다.
제1 가변 저항(1401)은 제1 전원 인가 패턴(310, 320)과 직접 연결될 수 있다. 제1 가변 저항(1401)은 제1 전원 인가 패턴(310, 320)보다 높은 저항값을 가지는 물질로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 제1 전원 인가 패턴(310, 320)은 제1 가변 저항(1401)의 길이가 지나치게 길어지지 않도록 "L"자 형상으로 절곡될 수 있다.
제2 가변 저항(1501)도 제1 가변 저항(1401)과 마찬가지로 제2 저항 패턴(1511), 및 제2 저항 패턴(1511)의 면적을 조절하는 제2 저항 조절홈(1521)을 포함한다. 제2 저항 패턴(1511)의 면적은 제1 저항 패턴(1411)과 상이할 수 있다.
이하, 도 7을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예의 제1 가변 저항(1402) 및 제2 가변 저항(1502)은 이전 실시예와 상이하게 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)과 직접 연결되어 있지 않다. 본 실시예의 제1 가변 저항(1402)은 제2 리드 전극(14c, 14d)과 연결되고, 제2 가변 저항(1502)은 제1 리드 전극(14a, 14b)과 연결되어 있다.
제1 가변 저항(1402)은 일측이 제1 전원 인가 패턴(310, 320)의 제1 부위(310)와 직접 연결되고, 타측이 제1 전원 인가 패턴(310, 320)의 제2 부위(320)와 와이어에 의해 연결된 제1 저항 패턴(1412), 제1 저항 패턴(1412) 상에 형성된 복수의 제1 도전 패턴(1422), 및 복수의 제1 도전 패턴(1422) 중에서 선택된 2 이상의 제1 도전 패턴(1422)을 연결하여 저항값을 조절하는 제1 저항 조절 배선(1432)을 포함한다.
제2 가변 저항(1502)은 제1 가변 저항(1402)에 상응하는 제2 저항 패턴(1512), 제2 저항 패턴(1512) 상에 형성된 복수의 제2 도전 패턴(1522), 및 복수의 제2 도전 패턴(1522) 중에서 선택된 2 이상의 제2 도전 패턴(1522)을 연결하여 저항값을 조절하는 제2 저항 조절 배선(1532)을 포함한다.
제1 가변 저항(1402) 및 제2 가변 저항(1502)은 지지 기판(600) 외부의 넓은 공간에 형성되어 있다. 따라서, 제1 저항 조절 배선(1432) 및 제2 저항 조절 배선(1532)을 단선하기 용이하므로 저항값 조절이 간편해질 수 있다.
이하, 도 8을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치가 본 발명의 제1 내지 제3 실시예와 다른 점은, 형광층(60)이 렌즈 형태로 형성된다는 점이다. 양면 발광 소자(20)에서 나온 광의 광확산/광추출 특성을 향상시키기 위해 형광층(60)이 일정한 곡률을 가질 수 있다. 도 8에서는 볼록 렌즈 형태로 형성되어 있으나, 필요에 따라서는 오목 렌즈 형태로 구현될 수도 있다.
이하, 도 9를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치가 본 발명의 제1 내지 제3 실시예와 다른 점은, 양면 발광 소자(20)와 지지 기판(600) 상에만 투명 수지층(50)이 형성된다는 점이다. 또한, 투명 수지층(50) 상에 형광층(60)이 슬롯(12)을 채우도록 형성된다.
이하에서는 전술한 발광 장치를 이용하여 제조한 발광 시스템을 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치를 이용한 발광 시스템을 도시하였으나, 본 발명의 권리 범위가 이에 한정되는 것은 아니다. 본 발명이 속하는 기술의 당업자는 제2 내지 제 5 실시예에 따른 발광 장치를 이용하여도 유사하게 발광 시스템을 구축할 수 있음은 자명하다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제6 실시예 내지 제10 실시예에 따른 발광 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 10에 도시된 것은, 본 발명의 발광 장치가 적용된 예시적인 시스템(최종 제품, end product)이다. 발광 시스템은 조명 장치, 표시 장치, 모바일 장치(휴대폰, MP3 플레이어, 내비게이션(Navigation) 등)과 같은 여러 가지 장치에 적용될 수 있다. 도 10에 도시된 예시적 장치는 액정 표시 장치(LCD)에서 사용하는 에지형(edge type) 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)이다. 액정 표시 장치는 자체 광원이 없기 때문에, 백라이트 유닛이 광원으로 사용되고, 백라이트 유닛은 주로 액정 패널의 후방에서 조명하게 된다.
도 10을 참조하면, 백라이트 유닛은 발광 장치, 도광판(410), 반사판(412), 확산 시트(414), 한쌍의 프리즘 시트(416)를 포함한다.
발광 장치는 광을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 사용되는 발광 장치는 사이드뷰 타입일 수 있다. 발광 장치는 전술한 것과 같이, 구동 전력의 레벨을 조절하여 백색광의 색온도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에서 발생되는 백색광의 색온도를 조절하면, 결국 액정 패널(450)에 표시되는 영상의 분위기를 조절하거나, 사용자가 원하는 느낌의 영상을 만들 수 있다.
도광판(410)은 액정 패널(450)로 제공되는 광을 안내하는 역할을 한다. 도광판(410)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어, 발광 장치로부터 발생한 광을 도광판(410) 상부에 배치된 액정 패널(450) 쪽으로 진행하게 한다. 따라서, 도광판(410)의 배면에는 도광판(410) 내부로 입사한 광의 진행 방향을 액정 패널(450) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴(412a)이 인쇄되어 있다.
반사판(412)은 도광판(410)의 하부면에 설치되어 도광판(410)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 반사판(412)은 도광판(410) 배면의 각종 패턴(412a)에 의해 반사되지 않은 광을 다시 도광판(410)의 출사면 쪽으로 반사시킨다. 이와 같이 함으로써, 광손실을 줄임과 동시에 도광판(410)의 출사면으로 투과되는 광의 균일도를 향상시킨다.
확산 시트(414)는 도광판(410)에서 나온 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다.
프리즘 시트(416) 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 통상 2장의 시트로 구성되어 각각의 프리즘 배열이 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치되어 확산 시트(414)에서 확산된 광을 액정 패널(450)에 수직한 방향으로 진행하도록 한다.
도 11 내지 도 14는 본 발명의 제7 내지 제10 실시예에 따른 발광 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 프로젝터를, 도 12는 자동차의 헤드라이트를, 도 13은 가로등을, 도 14는 조명등을 도시하였다. 도 11 내지 도 14에서 사용되는 발광 장치는 탑뷰 타입 일 수 있다.
도 11을 참고하면, 광원(410)에서 나온 광은 콘덴싱 렌즈(condensing lens)(420), 컬러 필터(430), 샤핑 렌즈(sharping lens)(440)을 통과하여 DMD(digital micromirror device)(450)에 반사되어, 프로젝션 렌즈(projection lens)(480)을 통과하여 스크린(490)에 도달한다. 광원(410) 내에는 본원 발명의 발광 장치가 장착되어 있다.
도 12의 자동차 헤드라이트, 도 13의 가로등, 도 14의 조명등도 가변 저항에 의해 양면 발광 소자에 인가되는 구동 전력을 변화시켜 발광 장치에서 발생되는 백색광의 색온도를 조절하면, 다양한 분위기를 연출할 수 있다.
이하, 도 1 및 도 15 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법에 대하여 상세히 설명한다. 도 15 내지 도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
먼저, 도 15를 참조하면, 제1 모기판(105, 106, 107) 상에 제1 발광 구조체(112, 114, 116, 140, 150)를 형성한다.
이어서, 제1 모기판(105, 106, 107) 내부의 소정 영역에 다결정 영역(106)을 형성한다. 구체적으로, 제1 모기판(105, 106, 107) 내부에 집광점(LP)을 맞추어 수평 방향으로, 투과 가능한 나노세컨드 펄스 레이저(permeable nanosecond pulse laser)를 조사하여 제1 모기판(105, 106, 107) 내부에 수평 방향으로 연장된 다결정 영역(106)를 형성할 수 있다. 즉, 제1 모기판(105, 106, 107) 내부를 레이저로 스캔함으로써, 제1 모기판(105, 106, 107) 내부에 다결정 영역(106)이 형성될 수 있다. 레이저에 의해서, 단결정이었던 제1 모기판(105, 106, 107)의 결정이 다결정으로 변형되는 것이다. 제1 모기판(105, 106, 107)은 다결정 영역(106)을 중심으로 2개의 영역으로 구분된다.
여기서, 수평 방향은 제1 모기판(105, 106, 107)의 연장 방향, 또는 제1 모기판(105, 106, 107)의 일면/타면과 실질적으로 평행한 방향을 의미할 수 있다.
집광점(LP)은 제1 모기판(105, 106, 107) 내부의 소정 깊이에 형성될 수 있는데, 집광점(LP)의 깊이는, 절단되고 남을 제1 기판(105)의 두께를 얼마로 할 것인가에 따라 달라질 수 있다.
이어서, 도 16을 참조하면, 다결정 영역(106)을 이용하여 제1 모기판(105, 106, 107)을 수평 방향으로 절단하여, 제1 발광 소자(100)를 완성한다.
구체적으로, 내부에 다결정 영역(106)이 형성되어 있는 제1 모기판(105, 106, 107)에 스트레스(예를 들어, 인장 스트레스(tensile stress))를 가하여, 다결정 영역(106)을 중심으로 제1 모기판(105, 106, 107)을 수평 방향으로 절단할 수 있다.
이어서, 도 17을 참조하면, 제2 모기판(205, 206, 207) 상에 제2 발광 구조체(222, 224, 226, 240, 250)를 형성한다.
이어서, 도 15에서 설명한 방식과 동일한 방식으로 제2 모기판(205, 206, 207) 내부에 집광점(LP)을 맞추어 수평방향으로 다결정 영역(206)을 형성한다.
이어서, 도 18을 참조하면, 다결정 영역(206)을 이용하여 제2 모기판(205, 206, 207)을 수평 방향으로 절단하여, 제2 발광 소자(200)를 완성한다. 본 실시예 에서는 제1 발광 소자(100)를 제2 발광 소자(200)보다 먼저 형성하는 것을 예로 들어 설명하였으나, 제2 발광 소자(200)를 제1 발광 소자(100)보다 먼저 형성하거나 동시에 형성할 수도 있다.
이어서, 도 19를 참조하면, 제1 발광 구조체(112, 114, 116, 140, 150) 및 제2 발광 구조체(222, 224, 226, 240, 250)가 서로 반대편에 위치하도록, 즉제1 기판(105)과 제2 기판(205)이 서로 맞닿도록 제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)를 접합한다.
이어서, 도 20을 참조하면, 지지 기판(600)상에 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)을 형성한다. 이 경우 제1 전원 인가 패턴(310, 320)을 연결하는 제1 가변 저항(1400)과 제2 전원 인가 패턴(330, 340)을 연결하는 제2 가변 저항(1500)도 함께 형성한다.
이어서, 도 21을 참조하면, 제1 발광 소자(100)와 제2 발광 소자(200)로 이루어진 양면 발광 소자(20)를 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)에 연결하한다.
마지막으로 도 1을 참조하면, 제1 전원 인가 패턴(310, 320) 및 제2 전원 인가 패턴(330, 340)을 하우징(10) 내에 삽입된 제1 리드 전극(14a, 14b) 및 제2 리드 전극(14c, 14d)에 연결한다. 이어서, 하우징(10) 내에 투명 수지층(50) 및 형광층(60)을 형성한다.
본 실시예에서 본 발명의 제1 실시예의 발광 장치를 제조하는 방법을 예로 들어 설명하였으나, 나머지 실시예들에 따른 발광 장치의 제조 방법은 본 실시예에 서 유추할 수 있음은 자명하다.
또한, 본 발명의 제6 내지 제10 실시예에 따른 발광 시스템을 제조하는 방법은 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법으로부터 유추될 수 있음도 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 개략 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 개략 사시도이다.
도 3은 도 2의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 색 온도 조절 방법을 설명하기 위한 색 온도 그래프이다.
도 6은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자와 가변 저항의 연결 관계를 나타낸 사시도이다.
도 8은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 10 내지 도 14는 본 발명의 제6 실시예 내지 제10 실시예에 따른 발광 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 15 내지 도 21은 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
10: 하우징 20: 양면 발광 소자
50: 투명 수지층 60: 형광층
64: 형광체 100: 제1 발광 소자
200: 제2 발광 소자 310, 320: 제1 전원 인가 패턴
330, 340: 제2 전원 인가 패턴 600: 지지 기판
1400, 1401, 1402: 제1 가변 저항
1500, 1501, 1502: 제2 가변 저항

Claims (24)

  1. 기판의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자, 및 상기 기판의 타면에 형성되어 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자를 포함하는 양면 발광 소자;
    상기 제1 발광 소자와 연결되어 상기 제1 발광 소자에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하는 제1 가변 저항; 및
    상기 제2 발광 소자와 연결되어 상기 제2 발광 소자에 인가되는 제2 구동 전력을 조절하는 제2 가변 저항을 포함하는 발광 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    지지 기판, 상기 지지 기판에 배치되어 상기 제1 및 제2 발광 소자에 각각 전원을 인가하는 제1 및 제2 전원 인가 패턴을 더 포함하는 발광 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자는 상기 제1 전원 인가 패턴에 와이어 본딩되고,
    상기 제2 발광 소자는 상기 제2 전원 인가 패턴에 플립칩 본딩되는 발광 장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은 각각 상기 제1 및 제2 전원 인가 패턴과 연결되어 있는 발광 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은 상기 제1 및 제2 전원 인가 패턴과 직접 또는 와이어에 의해 연결되어 있는 발광 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은, 저항 패턴, 상기 저항 패턴 상에 형성된 복수의 도전 패턴, 및 상기 복수의 도전 패턴 중에서 선택된 2 이상의 상기 도전 패턴을 연결하는 저항 조절 배선을 포함하는 발광 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항의 저항값은 상기 저항 조절 배선에 의해 통전된 상기 도전 패턴의 개수에 따라 조절되는 발광 장치.
  8. 제 4항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은, 저항 패턴, 및 상기 저항 패턴의 면적을 조절하는 저항 조절홈을 포함하는 발광 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항의 저항값은 상기 저항 패턴의 면적에 따라 조절되는 발광 장치.
  10. 제 2항에 있어서,
    상기 지지 기판 및 상기 제1 및 제2 발광 소자가 실장되는 제1 및 제2 리드 전극, 및
    상기 제1 및 제2 리드 전극이 삽입되고 상기 제1 및 제2 발광 소자를 둘러싸는 하우징을 더 포함하는 발광 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은 각각 상기 제1 및 제2 리드 전극과 연결되어 있는 발광 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항은 각각 상기 제1 및 제2 리드 전극과 직접 또는 와이어에 의해 연결되어 있는 발광 장치.
  13. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자로부터 출사한 제1 및 제2 파장의 광을 제3 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 포함하는 형광층을 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 파장의 광을 이용하여 백색광을 발생시키는 발광 장치.
  14. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항을 조절하여 상기 백색광의 색 온도를 변화시키는 발광 장치.
  15. 제 13항에 있어서,
    제1 및 제2 발광 소자 중 어느 하나가 최대 발광 효율을 갖고 다른 하나는 최대 발광 효율을 가지지 못하도록, 상기 제1 및 제2 가변 저항의 저항값을 조절하여 색 온도를 조절하는 발광 장치.
  16. 제 13항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자는 청색광을 발생시키는 청색 발광 소자이고,
    상기 제2 발광 소자는 적색광을 발생시키는 적색 발광 소자이고,
    상기 형광체는 상기 청색광 또는 상기 적색광의 적어도 일부를 파장 변환하여 녹색광을 발생시키는 녹색 형광체인 발광 장치.
  17. 제 16항에 있어서,
    적색을 띤(reddish) 상기 백색광 내지 청색을 띤(bluish) 상기 백색광이 발 생하도록 상기 제1 및 제2 가변 저항을 조절하는 발광 장치.
  18. 제1 항 내지 제17항 중 어느 하나의 발광 장치를 포함하는 발광 시스템
  19. 기판의 일면에 형성되어 제1 파장의 광을 출사하는 제1 발광 소자, 및 상기 기판의 타면에 형성되어 상기 제1 파장과 상이한 제2 파장의 광을 출사하는 제2 발광 소자를 포함하는 양면 발광 소자를 제공하고,
    상기 제1 발광 소자에 인가되는 제1 구동 전력을 조절하는 제1 가변 저항을 상기 제1 발광 소자에, 상기 제2 발광 소자에 인가되는 제2 구동 전력을 조절하는 제2 가변 저항을 상기 제2 발광 소자에 각각 연결하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  20. 제 19항에 있어서,
    상기 양면 발광 소자를 제공하는 것은, 제1 기판 상에 형성된 제1 발광 구조체를 포함하는 제1 발광 소자 및 제2 기판 상에 형성된 제2 발광 구조체를 포함하는 제2 발광 소자를 각각 제공하고,
    상기 제1 및 제2 발광 구조체가 서로 반대편에 위치하도록 상기 제1 및 제2 발광 소자를 접합하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  21. 제 20항에 있어서,
    제1 및 제2 발광 소자를 제공하는 것은,
    제1 및 제2 모기판 상에 각각 제1 및 제2 발광 구조체를 형성하고,
    상기 제1 및 제2 모기판 내부에 레이저를 조사하여 상기 제1 및 제2 모기판 내부에 수평 방향으로 연장된 다결정 영역을 형성하고,
    상기 다결정 영역을 이용하여 상기 제1 및 제2 모기판을 수평 방향으로 절단하여 제1 기판 상에 제1 발광 구조체가 형성된 제1 발광 소자 및 제2 기판 상에 제2 발광 구조체가 형성된 제2 발광 소자를 각각 형성하는 것을 포함하는 발광 장치의 제조 방법.
  22. 제 19항에 있어서,
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자로부터 출사한 제1 및 제2 파장의 광을 제3 파장의 광으로 변환시키는 형광체를 포함하는 형광층을 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 파장의 광을 이용하여 백색광을 발생시키는 발광 장치의 제조 방법.
  23. 제 22항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 가변 저항을 조절하여 상기 백색광의 색 온도를 변화시키는 발광 장치의 제조 방법.
  24. 제19 항 내지 제23 항 중 어느 하나의 발광 장치의 제조 방법을 포함하는 발 광 시스템의 제조 방법.
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