KR20130043433A - 발광 모듈 및 이를 포함하는 해드 램프 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 따른 발광 모듈은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 발광 소자들, 및 상기 발광 소자들 각각에 대응하여 상기 기판 상에 배치되는 형광체층들을 포함하며, 인접하는 상기 형광체층들은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 상기 형광체층들 사이에 에어 갭이 존재한다.

Description

발광 모듈 및 이를 포함하는 해드 램프{LIGHT EMITTING MODULE AND HEAD LAMP HAVING THE SAME}
본 발명은 발광 모듈 및 이를 포함하는 해드 램프에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
한편, 이러한 발광 다이오드는 차량용 램프에 적용될 수 있다. 이러한 차량용 램프는 전방을 조명하는 해드 램프와 차량 후방에 설치되는 리어 램프를 포함할 수 있다.
실시 예는 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상되는 발광 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은 기판, 상기 기판 상에 배치되는 발광 소자들, 및 상기 발광 소자들 각각에 대응하여 상기 기판 상에 배치되는 형광체층들을 포함하며, 인접하는 상기 형광체층들은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 상기 형광체층들 사이에 에어 갭이 존재한다.
상기 형광체층들 각각은 상기 대응하는 발광 소자의 상면 또는 측면 중 적어도 하나의 상에 배치될 수 있다. 상기 서로 인접하는 형광체층들 각각의 측면 상단 부분이 접촉하고, 상기 접촉된 측면 상단 부분 아래에 상기 에어 갭이 위치할 수 있다.
상기 서로 인접하는 형광체층들 각각의 측면 하단 부분이 접촉하고, 상기 접촉된 측면 하단 부분의 상부에 상기 에어 갭이 위치할 수 있다.
각각의 발광 소자의 측면 상에 위치하는 형광체층은 일부의 두께가 나머지 부분의 두께와 다를 수 있다. 상기 형광체들 각각의 측면은 적어도 하나 이상의 단차를 가질 수 있다.
상기 기판은 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 기판일 수 있다. 상기 기판은 질화알루미늄(AlN) 기판일 수 있다.
상기 금속 기판은 캐버티(cavity)를 가지며, 상기 발광 모듈은 상기 발광 소자들과 상기 캐버티 사이에 배치되는 절연 기판, 상기 발광 소자들 둘레의 상기 금속 기판 상에 배치되는 배리어부를 더 포함할 수 있다.
또는 상기 발광 모듈은 상기 금속 기판 상에 배치되는 양극 산화층, 상기 발광 소자와 상기 양극 산화층 사이에 배치되는 전극 패드층, 및 상기 발광 소자들 둘레의 상기 양극 산화층 상에 배치되는 배리어부를 더 포함할 수 있다.
상기 질화알루미늄 기판과 상기 발광 소자 사이에 배치되는 도전선 패턴을 더 포함할 수 있다.
상기 질화알루미늄 기판은 상기 발광 소자 둘레에 위치하며, 상기 질화알루미늄 기판의 상면에서 상부로 확장하여 형성되는 장벽부를 가질 수 있다.
상기 발광 모듈은 상기 배리어부 상에 배치되는 커버 글래스를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 해드 램프는 빛을 발생하는 발광 모듈, 상기 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 전방으로 반사시키는 리플렉터, 및 상기 리플렉터에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈를 포함하며, 상기 발광 모듈은 실시 예들일 수 있다.
실시 예는 광 배출 면적 및 색 균일성을 향상시킬 수 있다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광 모듈의 상면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈의 AA' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 3은 제2 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다
도 4는 제3 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다
도 5는 제4 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 6은 제5 실시 예에 따른 발광 모듈의 상면도를 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 모듈의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다
도 8은 제6 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다
도 9는 제7 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 10은 제8 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 11은 제9 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 12는 제10 실시 예에 따른 발광 모듈의 단면도를 나타낸다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 모듈을 포함하는 해드 램프의 실시 예를 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 구성요소(element)의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 구성요소(element)가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 구성요소(element)가 상기 두 구성요소(element) 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"로 표현되는 경우 하나의 구성요소(element)를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들을 설명한다.
도 1은 제1 실시 예에 따른 발광 모듈(100)의 상면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈의 AA' 방향의 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 모듈(100)은 기판(110), 절연 기판(120), 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수), 형광체층들(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수), 및 배리어부(barrier, 160)를 포함한다.
기판(110)은 금속 기판, 예컨대, MCPCB(Metal Cored Printed Circuit Board)일 수 있으며, 캐비티(cavity, 115)를 가질 수 있다.
기판(110)은 열전도성이 높은 방열 플레이트로서 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은 또는 금을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 기판(110)에 형성되는 캐비티(115)는 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)를 실장하기 위한 실장부일 수 있다.
절연 기판(120)은 기판(110) 상에 배치된다. 예컨대, 절연 기판(120)은 캐비티(115) 내에 배치될 수 있다. 절연 기판(120)은 열전도율이 높은 질화물, 예컨대, AlN로 형성될 수 있으며, 기판(110)에 부착됨으로써 방열성을 확보할 수 있다.
발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)은 절연 기판(120) 상에 이격하여 배치되며, 각각이 빛을 발생한다. 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)은 절연 기판(120) 상에 유테틱 본딩(eutectic bonding) 또는 다이 본딩(die bonding)될 수 있다.
예컨대, 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수) 각각은 제1 도전형 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물과, 제1 도전형 반도체층과 접촉하는 제1 전극과, 제2 도전형 반도체과 접촉하는 제2 전극을 포함하여 구성될 수 있다. 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)은 청색광을 발생하는 청색 발광 다이오드, 적색광을 발생하는 적색 발광 다이오드, 녹색광을 발생하는 녹색 발광 다이오드, 및 백색광을 발생하는 백색 발광 다이오드 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
형광체층들(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)은 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수) 각각에 대응하여 절연 기판(120) 상에 배치된다. 각각의 형광체층(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)은 이에 대응하는 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)를 덮는다. 예컨대, 각각의 형광체층(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)은 대응하는 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)의 상면 및 측면 상에 배치될 수 있다. 인접하는 형광체층들(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수) 사이에는 에어 갭(air gap, 151-1 내지 151-m, m>1인 자연수)이 존재한다.
서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 141-1 및 141-2)은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 형광체층들 사이에 에어 갭(151-1 내지 151-m, m>1인 자연수)이 존재할 수 있다.
도 2에 도시된 실시 예에서는 서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 141-1 및 141-2) 각각의 측면 상단 부분이 접촉할 수 있으며, 접촉된 측면 상단 부분 아래에 에어 갭이 존재할 수 있다. 이때 접촉되는 측면 상단 부분의 면적은 실시 예에 따라 다양할 수 있으나, 인접하는 형광체층(예컨대, 141-1 및 141-2)의 측면 하단 부분은 서로 접촉하지 않으며, 접촉하지 않는 측면 하단 부분 사이에 에어 갭(예컨대, 151-1)이 존재할 수 있다.
예컨대, 제1 형광체층(예컨대, 141-1)의 제1 측면 상단 부분(101)과 제2 형광체층(예컨대, 141-2)의 제2 측면 상단 부분(102)이 서로 접촉할 수 있으며, 제1 에어 갭(예컨대, 151-1)은 접촉된 제1 측면 상단 부분(101)과 제2 측면 상단 부분(102) 아래에 위치할 수 있다.
각각의 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)은 일부의 두께가 나머지 부분의 두께와 다를 수 있다. 예컨대, 도 2에 도시된 바와 같이, 각각의 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)의 두께는 측면 상단부터 하단으로 감소할 수 있다.
형광체층들(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)은 적색 형광체, 황색 형광체, 및 녹색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
형광체층들(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)과 에어 갭(151-1 내지 151-m, m>1인 자연수) 사이에는 광 굴절률의 차이가 있기 때문에 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터 발생하는 빛은 이러한 굴절률의 차이로 인하여 광 산란 또는 광 분산이 향상되어 발광 모듈(100)의 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
또한 실시 예는 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수) 측면 상에 위치하는 형광체층(141-1 내지 141-n, n>1인 자연수)의 두께가 일정하지 않고 다르기 때문에, 광 산란 또는 광 분산 효과를 더 향상시킬 수 있다.
배리어부(160)는 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수) 둘레의 기판(110) 상에 배치되며, 글래스 커버(170)를 지지한다. 배리어부(160)는 캐버티(115) 및 절연 기판(120)의 형상에 따라 다양한 형상으로 구현될 수 있다. 예컨대, 배리어부(106)는 다각형 또는 배리어 링(ring) 형상일 수 있다.
또한 배리어부(160)는 반사 물질일 수 있고, 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터 조사되는 빛을 커버 글래스(170)로 반사하여, 발광 모듈(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 배리어부(160)는 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터의 이격 거리 또는/및 높이를 조절하여 발광 모듈(100)의 광 지향각을 조절할 수 있다.
배리어부(160)는 반사 금속 물질, 예컨대, 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.
도 3은 제2 실시 예에 따른 발광 모듈(100-1)을 나타낸다. 도 3을 참조하면, 발광 모듈(100-1)은 제1 실시 예에 커버 글래스(cover glass, 170)를 더 포함한다.
커버 글래스(170)는 배리어부(160) 상에 배치되어 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터 조사되는 광을 투과시키며, 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)를 보호할 수 있다.
커버 글래스(170)는 무반사 코팅(anti-reflective coating) 처리되어 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터 조사된 빛의 광 투과율을 향상시킬 수 있다. 무반사 코팅 처리는 유리 재질 베이스에 무반사 코팅 필름을 부착하거나, 무반사 코팅액을 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅하여 무반사 코팅막을 형성하여 수행될 수 있다. 예컨대, 무반사 코팅막은 TiO2 , SiO2 , Al2O3 , Ta2O3, ZrO2, MgF2 중 적어도 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)과 커버 글래스(170)의 이격 거리는 0.2mm ~ 40mm일 수 있다.
다른 실시 예에서 커버 글래스는 홀(미도시) 또는 개구부(미도시)를 포함할 수 있고, 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수) 또는 기판(110)에서 발생하는 열로 인한 가스를 홀 또는 개구부를 통하여 방출할 수 있다.
다른 실시 예에서 커버 글래스는 홀 또는 개구부를 갖는 돔(dome) 형태일 수 있다. 또한, 다른 실시 예에서 커버 글래스는 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)로부터 발생하는 빛 중 특정 파장의 빛만을 통과시키는 컬러 필터를 포함할 수 있다.
또한, 다른 실시 예에서, 커버 글래스는 발광 소자들로부터 발생하는 빛의 지향각을 조절할 수 있는 특정 패턴(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 패턴의 종류 및 모양은 제한되지 않는다.
도 4는 제3 실시 예에 따른 발광 모듈(100-2)의 단면도를 나타낸다. 도 2에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 4를 참조하면, 서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 142-1 및 142-2) 각각의 측면 하단 부분(103, 104)이 접촉할 수 있으며, 접촉된 측면 하단 부분(103, 104) 상에 에어 갭이 존재할 수 있다. 이때 접촉되는 형광체 측면 하단 부분의 면적은 실시 예에 따라 다양할 수 있으나, 인접하는 형광체층(예컨대, 142-1 및 142-2)의 측면 상단 부분은 서로 접촉하지 않으며, 접촉하지 않는 측면 상단 부분 사이에 에어 갭(예컨대, 152-1)이 존재할 수 있다.
예컨대, 제1 형광체층(예컨대, 142-1)의 제1 측면 하단 부분(103)과 제2 형광체층(예컨대, 142-2)의 제2 측면 하단 부분(104)이 서로 접촉할 수 있으며, 제1 에어 갭(예컨대, 152-1)은 접촉된 제1 측면 하단 부분(103)과 제2 측면 하단 부분(104) 상부에 위치할 수 있다.
각각의 발광 소자(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(142-1 내지 142-n, n>1인 자연수)의 두께는 측면 상단에서 측면 하단으로 증가할 수 있다.
제3 실시 예는 에어 갭(152-1 내지 152-m, m>1인 자연수)의 존재에 의하여 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
도 5는 제4 실시 예에 따른 발광 모듈(100-3)의 단면도를 나타낸다. 도 2에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 5를 참조하면, 형광체층들(예컨대, 142-1 및 142-2) 각각의 측면은 상단(T)과 하단(D)으로 구분될 수 있으며, 상단(T)과 하단(D)은 단차(S)를 가질 수 있다. 이때 형광체층들(143-1 내지 143-n, n>1인 자연수) 측면의 상단(T)은 형광체층의 상면(109)으로부터 일정 거리 이내의 일 영역이고, 하단(D)은 상단(T)을 제외한 형광체층들(143-1 내지 143-n, n>1인 자연수) 측면의 나머지 영역일 수 있다.
이때 단차(S)는 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리와 하단(D)까지의 거리의 차를 나타낼 수 있다. 예컨대, 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리가 하단(D)까지의 거리보다 클 수 있으며, 에어 갭(예컨대, 153-1, 153-2, 153-3)은 인접하는 형광체층(예컨대, 143-1, 143-2)의 하단 사이에 존재할 수 있다.
제4 실시 예는 에어 갭(153-1 내지 153-m, m>1인 자연수)의 존재에 의하여 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
도 6은 제5 실시 예에 따른 발광 모듈(100-4)의 단면도를 나타낸다. 제5 실시 예는 제4 실시 예의 변형 예이고, 도 5에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 6을 참조하면, 제5 실시 예의 형광체층들(144-1 내지 144-n, n>1인 자연수)은 도 5에 도시된 형광체층들(143-1 내지 143-n, n>1인 자연수)과 반대되는 형상을 가질 수 있다.
예컨대, 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리가 하단(D)까지의 거리보다 작을 수 있으며, 에어 갭(예컨대, 154-1)은 인접하는 형광체층들(예컨대, 143-1, 143-2)의 상단 사이에 존재할 수 있다.
제5 실시 예는 에어 갭(154-1 내지 154-m, m>1인 자연수)의 존재에 의하여 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
도 7은 제6 실시 예에 따른 발광 모듈(200)의 상면도를 나타내고, 도 8은 도 7에 도시된 발광 모듈(200)의 BB' 방향의 단면도를 나타낸다. 다른 실시 예에서는 도 8에 도시된 커버 글래스(280)가 생략될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 모듈(200)은 기판(210), 양극산화층(anodized layer, 220), 전극 패드층들(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수), 발광 소자들(240-1 내지 340-n, n>1인 자연수), 형광체층들(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수), 배리어부(270), 및 커버 글래스(280)를 포함한다.
기판(210)은 도 1에서 설명한 기판(110, 예컨대, MCPCB)과 동일할 수 있다. 양극산화층(220)은 기판(210) 상에 배치된다. 전극 패드층들(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)은 양극산화층(220) 상에 서로 이격하여 배치된다. 전극 패드층들(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)은 전도성 물질, 예컨대, 금(Au)일 수 있다. 양극산화층(220)은 발광 소자들(240-1 내지 340-n, n>1인 자연수)에 의하여 발생하는 열을 기판(210)으로 효율적으로 방출하는 역할을 한다.
발광 소자들(240-1 내지 340-n, n>1인 자연수) 각각은 전극 패드층들(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)은 중 대응하는 어느 하나 상에 배치된다. 발광 소자들(240-1 내지 340-n, n>1인 자연수)은 도 1 및 도 2에서 설명한 발광 소자들(130-1 내지 130-n, n>1인 자연수)과 동일할 수 있다.
형광체층들(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수) 각각은 전극 패드층(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수) 상에 위치하는 발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수)에 대응하여 양극산화층(220) 상에 배치된다.
각각의 형광체층(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수)은 이에 대응하는 발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수) 및 전극 패드층(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)을 덮을 수 있다.
각각의 형광체층(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수)은 대응하는 발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수)와 전극 패드층(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)의 상면 및 측면 상에 배치될 수 있다. 인접하는 형광체층들(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수) 사이에는 에어 갭(261-1 내지 261-m, m>1인 자연수)이 존재할 수 있다.
서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 251-1 및 251-2)은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 형광체층들 사이에 에어 갭(261-1 내지 261-m, m>1인 자연수)이 존재할 수 있다.
제6 실시 예에서는 서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 251-1 및 251-2) 각각의 측면 상단 부분이 접촉할 수 있으며, 접촉된 측면 상단 부분 아래에 에어 갭이 존재할 수 있다. 인접하는 형광체층(예컨대, 251-1 및 251-2)의 측면 하단 부분은 서로 접촉하지 않으며, 접촉하지 않는 측면 하단 부분 사이에 에어 갭(예컨대, 261-1)이 존재할 수 있다.
각각의 발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수)은 일부의 두께가 나머지 부분의 두께와 다를 수 있다. 예컨대, 각각의 발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(251-1 내지 251-n, n>1인 자연수)의 두께는 측면 상단부터 하단으로 감소할 수 있다.
제6 실시 예는 에어 갭(264-1 내지 264-m, m>1인 자연수)의 존재에 의하여 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
도 9는 제7 실시 예에 따른 발광 모듈(200-1)의 단면도를 나타낸다. 도 8에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 9를 참조하면, 서로 인접하는 형광체층들(예컨대, 252-1 및 252-2) 각각의 측면 하단 부분이 접촉할 수 있으며, 접촉된 측면 하단 부분 상에 에어 갭(예컨대, 262-1)이 존재할 수 있다. 이때 접촉되는 형광체 측면 하단 부분의 면적은 실시 예에 따라 다양할 수 있다. 인접하는 형광체층(예컨대, 252-1 및 252-2)의 측면 상단 부분은 서로 접촉하지 않으며, 접촉하지 않는 측면 상단 부분 사이에 에어 갭(예컨대, 262-1)이 존재할 수 있다.
발광 소자(240-1 내지 240-n, n>1인 자연수)와 전극 패드층(230-1 내지 230-n, n>1인 자연수)의 측면 상에 위치하는 형광체층(252-1 내지 252-n, n>1인 자연수)의 두께는 형광체층의 측면 상단에서 측면 하단으로 증가할 수 있다.
제7 실시 예는 에어 갭(262-1 내지 262-m, m>1인 자연수)의 존재에 의하여 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있다.
도 10은 제8 실시 예에 따른 발광 모듈(200-2)의 단면도를 나타낸다. 도 8에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 10을 참조하면, 형광체층들(예컨대, 253-1 및 253-2) 각각의 측면은 상단(T)과 하단(D)으로 구분될 수 있으며, 상단(T)과 하단(D)은 단차(S)를 가질 수 있다. 이때 형광체층들(253-1 내지 253-n, n>1인 자연수) 측면의 상단(T)은 형광체층의 상면(209)으로부터 일정 거리 이내의 일 영역이고, 하단(D)은 상단(T)을 제외한 형광체층들(253-1 내지 253-n, n>1인 자연수) 측면의 나머지 영역일 수 있다.
이때 단차(S)는 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리와 하단(D)까지의 거리의 차를 나타낼 수 있다. 예컨대, 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리가 하단(D)까지의 거리보다 클 수 있으며, 에어 갭(예컨대, 263-1)은 인접하는 형광체층(예컨대, 253-1, 253-2)의 하단 사이에 존재할 수 있다.
도 11은 제9 실시 예에 따른 발광 모듈(200-3)의 단면도를 나타낸다. 제9 실시 예는 제8 실시 예의 변형 예이고, 도 10에 개시된 실시 예와 동일한 부분에 대해서는 동일 부호로 처리하며, 중복 설명은 생략한다.
도 11을 참조하면, 제9 실시 예의 형광체층들(254-1 내지 254-n, n>1인 자연수)은 도 10에 도시된 형광체층들(253-1 내지 253-n, n>1인 자연수)과 반대되는 형상을 가질 수 있다.
예컨대, 발광 소자의 측면을 기준으로 상단(T)까지의 거리가 하단(D)까지의 거리보다 작을 수 있으며, 에어 갭(예컨대, 264-1)은 인접하는 형광체층들(예컨대, 254-1, 254-2)의 상단 사이에 존재할 수 있다.
또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광 모듈을 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 또한 다른 실시 예들에서는 제3 실시 예 내지 제9 실시 예의 커버 글래스(170, 280)가 생략될 수 있다.
도 12는 제10 실시 예에 따른 발광 모듈(300)의 단면도를 나타낸다. 도 12를 참조하면, 발광 모듈(300)은 기판(310), 절연 기판(320), 발광 소자들(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수), 도전선 패턴(330-1 내지 330-n, n>1인 자연수), 형광체층들(351-1 내지 351-n, n>1인 자연수), 및 커버 글래스(360)를 포함한다.
기판(310)은 금속 기판, 예컨대, MCPCB(Metal Cored Printed Circuit Board)일 수 있다. 예컨대, 기판(310)은 열전도성이 높은 방열 플레이트로서 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은 또는 금을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.
절연 기판(320)은 기판(310) 상에 배치된다. 절연 기판(320)은 열전도율이 높은 질화물, 예컨대, AlN로 형성될 수 있으며, 기판(320)에 부착됨으로써 방열성을 확보할 수 있다.
발광 소자들(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)은 절연 기판(320)의 상면 상에 이격하여 배치되며, 각각이 빛을 발생한다.
도전선 패턴(330-1 내지 330-n, n>1인 자연수)은 발광 소자(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)와 절연 기판(320) 사이에 배치된다.
절연 기판(320)은 발광 소자들(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)의 둘레에 위치하며, 절연 기판(320)의 상면(320-2)에서 상부로 확장하여 형성되는 장벽부(320-1)를 가질 수 있다. 장벽부(320-1)는 발광 소자들(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)로부터의 이격 거리 또는/및 높이를 조절하여 발광 모듈(300)의 광 지향각을 조절할 수 있다.
형광체층들(351-1 내지 351-n, n>1인 자연수)은 발광 소자들(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수) 각각에 대응하여 절연 기판(320) 상에 배치된다. 인접하는 형광체층들은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 형광체층들 사이에 에어 갭(351-1 내지 351-3)이 존재한다.
형광체층(351-1 내지 351-n, n>1인 자연수)이 배치되는 형상은 제1 실시 예와 동일할 수 있다. 그러나 실시 예는 이에 한정되는 것은 아니며, 다른 실시 예들에서 형광체층들은 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같은 형상으로 구현될 수 있다.
커버 글래스(360)는 장벽부(360) 상에 배치되어 발광 소자(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)로부터 조사되는 광을 투과시키며, 발광 소자(341-1 내지 341-n, n>1인 자연수)를 보호할 수 있다. 다른 실시 예에서는 커버 글래스(360)가 생략될 수 있다.
도 13은 실시 예에 따른 발광 모듈을 포함하는 해드 램프(head lamp, 900)의 일 실시 예를 나타낸다. 도 11을 참조하면, 해드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903), 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 상술한 제1 내지 제8 실시 예들 중 어느 하나일 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)의 글래스 커버를 투과한 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킨다.
상술한 바와 같이 실시 예들에 따른 발광 모듈들(100,100-1 내지 100-3, 200, 200-1 내지 200-3)은 광 배출 면적이 향상되고, 색 균일성을 향상될 수 있으며, 이를 포함하는 해드 램프(900)도 광 배출 면적 및 색 균일성이 향상될 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
110,210: 기판 115: 캐비티
120: 절연 기판 130-1 내지 130-4: 발광 소자
141-1 내지 141-4: 형광체층 150-1 내지 150-3: 에어 갭
160: 배리어부 170: 커버 글래스
230-1 내지 230-4: 전극 패드층 901: 발광 모듈
902: 리플렉터 903: 쉐이드
904: 렌즈.

Claims (14)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되는 발광 소자들; 및
    상기 발광 소자들 각각에 대응하여 상기 기판 상에 배치되는 형광체층들을 포함하며,
    인접하는 상기 형광체층들은 적어도 일부가 접촉하며, 접촉하는 상기 형광체층들 사이에 에어 갭이 존재하는 발광 모듈.
  2. 제1항에 있어서, 상기 형광체층들 각각은,
    상기 대응하는 발광 소자의 상면 또는 측면 중 적어도 하나의 상에 배치되는 발광 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 서로 인접하는 형광체층들 각각의 측면 상단 부분이 접촉하고, 상기 접촉된 측면 상단 부분 아래에 상기 에어 갭이 위치하는 발광 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 서로 인접하는 형광체층들 각각의 측면 하단 부분이 접촉하고, 상기 접촉된 측면 하단 부분의 상부에 상기 에어 갭이 위치하는 발광 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    각각의 발광 소자의 측면 상에 위치하는 형광체층은 일부의 두께가 나머지 부분의 두께와 다른 발광 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 형광체들 각각의 측면은 적어도 하나 이상의 단차를 갖는 발광 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 알루미늄(Al), 또는 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 기판인 발광 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 질화알루미늄(AlN) 기판인 발광 모듈.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 금속 기판은 캐버티(cavity)를 가지며,
    상기 발광 소자들과 상기 캐버티 사이에 배치되는 절연 기판; 및
    상기 발광 소자들 둘레의 상기 금속 기판 상에 배치되는 배리어부를 더 포함하는 발광 모듈.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 금속 기판 상에 배치되는 양극 산화층(anodized layer);
    상기 발광 소자와 상기 양극 산화층 사이에 배치되는 전극 패드층; 및
    상기 발광 소자들 둘레의 상기 양극 산화층 상에 배치되는 배리어부를 더 포함하는 발광 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 질화알루미늄(AlN) 기판과 상기 발광 소자 사이에 배치되는 도전선 패턴을 더 포함하는 발광 모듈.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 질화알루미늄(AlN) 기판은 상기 발광 소자 둘레에 위치하며, 상기 질화알루미늄 기판의 상면에서 상부로 확장하여 형성되는 장벽부를 갖는 발광 모듈.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 배리어부 상에 배치되는 커버 글래스를 더 포함하는 발광 모듈.
  14. 빛을 발생하는 발광 모듈;
    상기 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 전방으로 반사시키는 리플렉터; 및
    상기 리플렉터에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈를 포함하며,
    상기 발광 모듈은,
    제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 기재된 발광 모듈인 해드 램프.
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