KR20130062749A - 발광 소자 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광 소자 및 그 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20130062749A
KR20130062749A KR1020110129177A KR20110129177A KR20130062749A KR 20130062749 A KR20130062749 A KR 20130062749A KR 1020110129177 A KR1020110129177 A KR 1020110129177A KR 20110129177 A KR20110129177 A KR 20110129177A KR 20130062749 A KR20130062749 A KR 20130062749A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting device
diode chip
quantum dot
submount
Prior art date
Application number
KR1020110129177A
Other languages
English (en)
Inventor
박칠근
최문구
조경우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Priority to KR1020110129177A priority Critical patent/KR20130062749A/ko
Publication of KR20130062749A publication Critical patent/KR20130062749A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/483—Containers
    • H01L33/486—Containers adapted for surface mounting
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • H01L33/502—Wavelength conversion materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements

Abstract

본 명세서는 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈에 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있는 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것으로서, 본 명세서의 실시예들에 따른 발광 소자는, 발광 다이오드 칩을 갖는 서브마운트와; 상기 서브마운트의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 여기 광을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈와; 상기 돔 타입의 렌즈에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩에 의해 발생한 상기 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점 층을 포함할 수 있다.

Description

발광 소자 및 그 제조 방법{LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 명세서는 발광 소자 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 소자(light emitting device, LED)는, 백열 전구와 같이 폭넓은 발광 스펙트럼을 갖는 것과는 다르게 대부분 단색광에 가까운 광을 발광한다. 발광 소자마다 그 전자/정공 결합에 따른 에너지가 상이하므로, 각각의 특성에 따라 적색, 녹색, 청색, 황색을 나타낸다. 상기 발광 장치에 대한 설명은 한국 특허 출원 번호 출원번호 10-2010-7006534에도 개시되어 있다.
본 명세서는 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈에 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있는 발광 소자 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 발광 소자는, 발광 다이오드 칩을 갖는 서브마운트와; 상기 서브마운트의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 여기 광을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈와; 상기 돔 타입의 렌즈에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩에 의해 발생한 상기 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점 층을 포함할 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 돔 타입의 렌즈는 에어 층을 갖지며, 상기 양자점 층은 상기 에어 층 내부에 형성될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 서브마운트는, 양자점을 주입하기 위한 주입 홀과 상기 양자점을 주입할 때 발생하는 이물질을 배출하기 위한 배출홀을 가지며, 상기 양자점은 상기 주입홀을 통해 상기 에어 층 내부에 주입될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 에어 층의 개구부는 상기 서브마운트의 주입홀 및 배출홀에 부착될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 양자점 층은 상기 렌즈의 표면상에 형성될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 서브마운트와 상기 렌즈 사이에 형성되는 수지를 더 포함하며, 상기 양자점 층은 상기 수지와 상기 렌즈 사이에 형성될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 돔 타입의 렌즈는 에어 층을 갖지며, 상기 에어 층의 개구부는 상기 서브마운트의 표면을 따라 연장되고, 상기 양자점 층은 상기 개구부의 내부에 양자점이 주입됨으로써 형성될 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 기판과; 상기 기판에 배치된 적외선 발광 소자 및 상기 발광 소자를 포함하는 발광 장치를 더 포함하며, 상기 적외선 발광 소자와 상기 발광 소자의 배치 비율은 1:2 내지 7 비율로 배치되며, 상기 발광 소자는 청색 발광 다이오드 칩을 포함하는 청색 발광 소자일 수 있다.
본 명세서와 관련된 일 예로서, 상기 청색 발광 소자는 상기 기판의 표면상에서 서로 교차하는 제1 직선과 제2 직선상에 배치되고, 상기 적외선 발광 소자는 서로 대향하는 방향쪽으로 상기 제1 직선과 상기 제2 직선 사이에 배치될 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 발광 소자 제조 방법은, 발광 다이오드 칩을 갖는 서브마운트를 포함하는 발광 소자를 제조하는 방법에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 여기 광을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈를 상기 서브마운트의 상부에 형성하는 단계와; 상기 발광 다이오드 칩에 의해 발생한 상기 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점 층을 상기 돔 타입의 렌즈에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
본 명세서의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키고 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입의 렌즈에 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈에 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈의 에어 층의 개구부에 상기 양자점을 주입하여 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있는 효과도 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치 및 그 제조 방법은, 상기 청색 발광 소자 및 적외선 발광소자를 하나의 기판에 형성하고, 각 발광 소자의 파장을 개별적으로 제어함으로써 고효율 및 고 신뢰성의 자연광을 구현할 수 있는 효과도 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 렌즈와 서브마운트의 결합 과정을 나타낸 예시도 이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 3차원 이미지의 단면도를 나타낸 예시도 이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치의 스펙트럼을 나타낸 예시도 이다.
본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아님을 유의해야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적 용어는 본 명세서에서 특별히 다른 의미로 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 의미로 해석되어야 하며, 과도하게 포괄적인 의미로 해석되거나, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 기술적인 용어가 본 발명의 사상을 정확하게 표현하지 못하는 잘못된 기술적 용어일 때에는, 당업자가 올바르게 이해할 수 있는 기술적 용어로 대체되어 이해되어야 할 것이다. 또한, 본 발명에서 사용되는 일반적인 용어는 사전에 정의되어 있는 바에 따라, 또는 전후 문맥상에 따라 해석되어야 하며, 과도하게 축소된 의미로 해석되지 않아야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "구성된다" 또는 "포함한다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 여러 구성 요소들, 또는 여러 단계들을 반드시 모두 포함하는 것으로 해석되지 않아야 하며, 그 중 일부 구성 요소들 또는 일부 단계들은 포함되지 않을 수도 있고, 또는 추가적인 구성 요소 또는 단계들을 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성 요소도 제1 구성 요소로 명명될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 발명의 사상을 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 발명의 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
이하에서는, 발광 소자의 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키고, 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입의 렌즈에 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 갖는 발광 소자 및 그 제조 방법을 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 소자(예를 들면, LED)는, 복수 개의 리드 프레임(11) 상에 형성된 발광 다이오드 칩(예를 들면, 청색 발광 다이오드 칩)(13)을 갖는 서브마운트(Submount)(10)와; 상기 서브마운트(10)를 덮는 투명 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)와; 상기 서브마운트(10)의 상부 또는 상기 수지(14)의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 방출된 광(여기 광)을 투과 및 확산시키고, 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입(Dome type)의 투명 렌즈(예를 들면, 인캡슐레이션(encapsulation) 층)(16)와; 상기 에어 층 내부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)에 W의해 발생한 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점(quantum dots) 층(또는 형광체 층)(17)을 포함한다.
상기 양자점 층(17)에 적용된 양자점은 상기 청색 발광 다이오드 칩(13)에 의해 발생하는 청색 여기광을 흡수하여 백색광을 발생하는 양자점일 수 있다.
상기 서브마운트(10)를 덮는 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)는 형성되지 않을 수도 있다.
상기 복수 개의 리드 프레임(11)과 상기 발광 다이오드 칩(13) 사이에 솔더(Solder)(12)가 형성될 수 있다.
상기 돔 타입의 렌즈(16)와 상기 수지(14) 사이에 에어 갭(Air gap)(15)이 형성될 수도 있다.
상기 서브마운트(10)는 인쇄 회로 기판(PCB), 세라믹(Ceramic), 수지(Resin), PPA(Polyphethal Amide), 실리콘(Silicon) 등으로 형성될 수 있다.
상기 양자점은 열에 취약한 소자로서 발광하는 발광 다이오드 칩(13)으로부터 멀리 떨어져 형성된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 떨어져서 형성된 양자점 층(17)을 가진다. 상기 양자점 층(17)은, 액정 타입(liquid type)의 양자점 또는 분말 상태의 양자점과 수지(resin)을 혼합한 겔 타입(gel type)의 양자점을 서브마운트(10)의 주입 홀(10-1)을 통하여 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층 내부에 주입함으로써 형성될 수 있다. 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층 내부에 상기 양자점을 주입할 때 발생할 수 있는 이물질(예를 들면, 에어(air)나 기포 등) 배출을 위해 상기 서브마운트(10)에 배출홀(10-2)이 형성될 수 있다.
상기 양자점은, 10nm 이하의 직경을 갖는 나노 크기의 발광체일 수 있으며, 이는 양자 제한(quantum confinement) 효과를 나타내는 물질일 수 있다. 상기 양자점은 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시킨다. 상기 양자점의 발광은 전도대에서 가전자대로 들뜬 상태의 전자가 전이하면서 발생하며, 이와 동일한 물질의 경우에도 입자 크기에 따라 파장이 달라지는 특성을 나타낸다. 상기 양자점의 크기가 작아질수록 짧은 파장의 광을 발생하기 때문에 양자점의 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 광을 얻을 수 있다. 상기 양자점으로서 CdSe/ZnS 코어 쉘형 양자점(CdSe/ZnS core/shell quantum dot)이 사용될 수도 있다.
상기 양자점 층(17)은 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들로 이루어질 수도 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 렌즈와 서브마운트의 결합 과정을 나타낸 예시도 이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 서브마운트(10)의 일측에 상기 주입홀(10-1)이 형성되고, 상기 서브마운트(10)의 타측에 상기 배출홀(10-2)이 형성된다. 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층(16-1)의 개구부는 상기 주입홀(10-1)과 상기 배출홀(10-2)에 일치되도록 부착된다. 즉, 상기 서브마운트(10)의 노출 영역 중에 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층(16-1)의 개구부에 일치하는 영역에 상기 주입홀(10-1)과 상기 배출홀(10-2)이 형성된다. 여기서, 상기 양자점이 주입되는 방향에 따라 상기 주입홀(10-1)과 상기 배출홀(10-2)이 서로 다르게 정의될 수 있다.
따라서, 상기 주입홀(10-1)을 통해 상기 에어 층(16-1) 내부에 상기 양자점을 주입하고, 상기 에어 층(16-1) 내부에 상기 양자점을 주입할 때 발생할 수 있는 에어 또는 기포는 상기 배출홀(10-2)을 통해 배출된다. 상기 주입홀(10-1) 및 상기 배출홀(10-2)은 상기 양자점 층(17)이 형성된 후 밀봉될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 3차원 이미지의 단면도를 나타낸 예시도 이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 상기 서브마운트(10)의 주입홀(10-1)을 통해 상기 에어 층(16-1) 내부에 상기 양자점을 주입함으로써, 상기 에어 층(16-1)에 상기 양자점 층(17)이 형성된다.
따라서, 본 발명의 제1실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키고 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입의 렌즈(16)에 상기 양자점 층(17)을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 갖는 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자(예를 들면, LED)는, 복수 개의 리드 프레임(11) 상에 형성된 발광 다이오드 칩(예를 들면, 청색 발광 다이오드 칩)(13)을 갖는 서브마운트(Submount)(10)와; 상기 서브마운트(10)를 덮는 투명 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)와; 상기 서브마운트(10)의 상부 또는 상기 수지(14)의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 방출된 광(여기 광)을 투과 및 확산시키고, 돔 타입(Dome type)의 렌즈(예를 들면, 인캡슐레이션(encapsulation) 층)(22)과; 상기 서브마운트(10)와 상기 수지(14) 사이에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)에 의해 발생한 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점(quantum dots) 층(또는 형광체 층)(21)을 포함한다.
상기 서브마운트(10)를 덮는 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)는 형성되지 않을 수도 있으며, 이때, 상기 양자점 층(21)은 상기 렌즈(22)의 표면상에 형성될 수 있다.
상기 복수 개의 리드 프레임(11)과 상기 발광 다이오드 칩(13) 사이에 솔더(Solder)(12)가 형성될 수 있다.
상기 서브마운트(10)는 인쇄 회로 기판(PCB), 세라믹(Ceramic), 수지(Resin), PPA(Polyphethal Amide), 실리콘(Silicon) 등으로 형성될 수 있다.
상기 양자점은 열에 취약한 소자로서 발광하는 발광 다이오드 칩(13)으로부터 멀리 떨어져 형성된다. 즉, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 떨어져서 형성된 양자점 층(21)을 가진다.
상기 양자점 층(21)은 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들로 이루어질 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제2실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈에 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 갖는 발광 소자를 제조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자의 구성을 나타낸 구성도이다.
도 5에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 소자(예를 들면, LED)는, 복수 개의 리드 프레임(11) 상에 형성된 발광 다이오드 칩(예를 들면, 청색 발광 다이오드 칩)(13)을 갖는 서브마운트(Submount)(10)와; 상기 서브마운트(10)를 덮는 투명 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)와; 상기 서브마운트(10)의 상부 또는 상기 수지(14)의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 방출된 광(여기 광)을 투과 및 확산시키고, 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입(Dome type)의 렌즈(예를 들면, 인캡슐레이션(encapsulation) 층)(30)과; 상기 에어 층 내부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩(13)에 의해 발생한 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점(quantum dots) 층(또는 형광체 층)(17)을 포함한다.
상기 렌즈(30)의 에어 층의 개구부(30-1, 30-2)는 상기 서브마운트(10)의 표면을 따라 연장되어 상기 서브마운트(10)의 표면상에 부착되고, 상기 개구부의 일측을 주입홀(30-1)로 정의하고, 상기 개구부의 타측을 배출홀(30-2)로 정의할 수 있다. 따라서, 상기 개구부의 주입홀(30-1)에 상기 양자점을 주입하고, 상기 주입된 양자점에 의해 발생된 이물질(예를 들면, 에어 또는 기포)이 상기 배출홀(30-2)을 통해 배출된다.
상기 서브마운트(10)를 덮는 수지(Resin)(또는 실리콘)(14)는 형성되지 않을 수도 있다.
상기 복수 개의 리드 프레임(11)과 상기 발광 다이오드 칩(13) 사이에 솔더(Solder)(12)가 형성될 수 있다.
상기 돔 타입의 렌즈(16)와 상기 수지(14) 사이에 에어 갭(Air gap)(15)이 형성될 수도 있다.
상기 서브마운트(10)는 인쇄 회로 기판(PCB), 세라믹(Ceramic), 수지(Resin), PPA(Polyphethal Amide), 실리콘(Silicon) 등으로 형성될 수 있다.
상기 양자점은 열에 취약한 소자로서 발광하는 발광 다이오드 칩(13)으로부터 멀리 떨어져 형성된다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩(13)으로부터 떨어져서 형성된 양자점 층(17)을 가진다. 상기 양자점 층(17)은, 액정 타입(liquid type)의 양자점 또는 분말 상태의 양자점과 수지(resin)을 혼합한 겔 타입(gel type)의 양자점을 서브마운트(10)의 주입 홀(10-1)을 통하여 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층 내부에 주입함으로써 형성될 수 있다. 상기 돔 타입의 렌즈(16)의 에어 층 내부에 상기 양자점을 주입할 때 발생할 수 있는 이물질(예를 들면, 에어(air)나 기포 등) 배출을 위해 상기 서브마운트(10)에 배출홀(10-2)이 형성될 수 있다.
상기 양자점 층(17)은 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들 또는 적색(RED), 황색(YELLOW), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)을 발하는 양자점들로 이루어질 수도 있다.
상기 주입홀(30-1) 및 상기 배출홀(30-2)은 상기 양자점 층(17)이 형성된 후 밀봉될 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자의 렌즈, 서브마운트, 양자점 층 이외의 구조는 이미 공지된 다양한 형태의 구조가 될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제3실시예에 따른 발광 소자는 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈의 에어 층의 개구부에 상기 양자점을 주입하여 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 갖는 발광 소자를 제조할 수 있다.
이하에서는, 자연광 스펙트럼 구현을 위한 발광 장치를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다. 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치는, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자(예를 들면, 청색 발광 소자)와 일반적인 적외선 발광 소자를 포함한다.
도 6은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치를 나타낸 구성도이다.
도 6에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치는, 기판(60)과; 상기 기판(60)에 형성된 적외선 발광 소자(62) 및 청색 발광 소자(61)를 포함하며, 상기 적외선 발광 소자(62)와 상기 청색 발광 소자(61)의 배치 비율은 1:2 내지 7 비율로 배치될 수 있다. 예를 들면, 자연광 스펙트럼을 구현하기 위하여, 상기 청색 발광 소자 5개와 상기 적외선 발광 소자 2개가 상기 기판(60)의 동일 평면에 배치될 수 있다. 즉, 자연광 스펙트럼을 구현하기 위하여, 상기 기판(60)의 표면상에서 서로 교차하는 가상의 제1 직선(6-1)과 제2 직선(6-2)상에 상기 청색 발광 소자들(61)이 배치될 수 있으며, 서로 대향하는 방향쪽으로 상기 제1 직선(6-1)과 상기 제2 직선(6-2) 사이에 상기 적외선 발광 소자(62)가 배치될 수 있다. 상기 제1 직선(6-1)과 제2 직선(6-2)이 교차하는 지점에 하나의 청색 발광 소자(61)가 배치되고, 상기 제1 직선(6-1)의 양쪽 끝단에 각각 하나의 청색 발광 소자(61)가 배치되고, 상기 제2 직선(6-2)의 양쪽 끝단에 각각 하나의 청색 발광 소자(61)가 배치될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치의 스펙트럼을 나타낸 예시도 이다.
도 7에 도시한 바와 같이, 각 발광 소자(예를 들면, 청색 발광 소자 및 적외선 발광 소자)는 양자점 층의 양자점 종류(예를 들면,CdSe 480, CdSe 520, CdSe 560, CdSe 590, CdSe 610, CdSe 640 등)에 따라 서로 다른 파장대(Wavelength)의 광을 발산(Emitting)할 수 있다. 예를 들면, 각 발광 소자의 양자점 층에 형성된 양자점의 종류를 다르게 함으로써 각 발광 소자는 서로 다른 파장대의 스펙트럼을 갖게 된다. 따라서, 본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치에 적용된 각 발광 소자는 자연광 구현을 위해 서로 다른 파장대의 양자점으로 형성된 양자점 층을 가질 수 있다.
본 발명의 제4실시예에 따른 발광 장치는 LED 다운라이트와 같은 조명 장치뿐만 아니라 LED 튜브 램프(tube lamp), 면조명, 가로등 등 광범위한 조명 장치에 적용될 수도 있다.
따라서, 본 발명의 제 4실시예에 따른 발광 장치는 상기 청색 발광 소자 및 적외선 발광소자를 하나의 기판에 형성하고, 각 발광 소자의 파장을 개별적으로 제어함으로써 고효율 및 고 신뢰성의 자연광을 구현할 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키고 에어 층(Air layer)을 갖는 돔 타입의 렌즈에 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈에 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자 및 그 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 광(빛)을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈의 에어 층의 개구부에 상기 양자점을 주입하여 상기 양자점 층을 형성함으로써, 열에 취약한 양자점을 상기 발광 다이오드 칩으로부터 멀리 떨어져 형성할 수 있으며, 이로 인해 고효율 및 고 신뢰성을 가질 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치 및 그 제조 방법은, 상기 청색 발광 소자 및 적외선 발광소자를 하나의 기판에 형성하고, 각 발광 소자의 파장을 개별적으로 제어함으로써 고효율 및 고 신뢰성의 자연광을 구현할 수 있다.
본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 서브마운트 11: 리드 프레임
13: 발광 다이오드 칩 14: 수지
16: 렌즈 17: 양자점 층

Claims (10)

  1. 발광 다이오드 칩을 갖는 서브마운트와;
    상기 서브마운트의 상부에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 여기 광을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈와;
    상기 돔 타입의 렌즈에 형성되고, 상기 발광 다이오드 칩에 의해 발생한 상기 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점 층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서, 상기 돔 타입의 렌즈는 에어 층을 갖지며, 상기 양자점 층은 상기 에어 층 내부에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서, 상기 서브마운트는,
    양자점을 주입하기 위한 주입 홀과 상기 양자점을 주입할 때 발생하는 이물질을 배출하기 위한 배출홀을 가지며, 상기 양자점은 상기 주입홀을 통해 상기 에어 층 내부에 주입되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서, 상기 에어 층의 개구부는,
    상기 서브마운트의 주입홀 및 배출홀에 부착되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서, 상기 양자점 층은 상기 렌즈의 표면상에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서, 상기 서브마운트와 상기 렌즈 사이에 형성되는 수지를 더 포함하며, 상기 양자점 층은 상기 수지와 상기 렌즈 사이에 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  7. 제1항에 있어서, 상기 돔 타입의 렌즈는 에어 층을 갖지며, 상기 에어 층의 개구부는 상기 서브마운트의 표면을 따라 연장되고, 상기 양자점 층은 상기 개구부의 내부에 양자점이 주입됨으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    기판과;
    상기 기판에 배치된 적외선 발광 소자 및 상기 발광 소자를 포함하는 발광 장치를 더 포함하며, 상기 적외선 발광 소자와 상기 발광 소자의 배치 비율은 1:2 내지 7 비율로 배치되며, 상기 발광 소자는 청색 발광 다이오드 칩을 포함하는 청색 발광 소자인 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 청색 발광 소자는 상기 기판의 표면상에서 서로 교차하는 제1 직선과 제2 직선상에 배치되고, 상기 적외선 발광 소자는 서로 대향하는 방향쪽으로 상기 제1 직선과 상기 제2 직선 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 소자.
  10. 발광 다이오드 칩을 갖는 서브마운트를 포함하는 발광 소자를 제조하는 방법에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩으로부터 방출된 여기 광을 투과 및 확산시키는 돔 타입의 렌즈를 상기 서브마운트의 상부에 형성하는 단계와;
    상기 발광 다이오드 칩에 의해 발생한 상기 여기 광을 파장 변환함으로써 파장 변환 광을 발생시키는 양자점 층을 상기 돔 타입의 렌즈에 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자의 제조 방법.
KR1020110129177A 2011-12-05 2011-12-05 발광 소자 및 그 제조 방법 KR20130062749A (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110129177A KR20130062749A (ko) 2011-12-05 2011-12-05 발광 소자 및 그 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020110129177A KR20130062749A (ko) 2011-12-05 2011-12-05 발광 소자 및 그 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20130062749A true KR20130062749A (ko) 2013-06-13

Family

ID=48860379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020110129177A KR20130062749A (ko) 2011-12-05 2011-12-05 발광 소자 및 그 제조 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR20130062749A (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109737319A (zh) * 2019-03-04 2019-05-10 深圳市金新像科技有限公司 一种环拱型量子点管发光装置
CN110505462A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 深圳Tcl新技术有限公司 一种激光投影电视
WO2020197158A1 (ko) * 2019-03-22 2020-10-01 엘지이노텍 주식회사 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110505462A (zh) * 2018-05-18 2019-11-26 深圳Tcl新技术有限公司 一种激光投影电视
CN109737319A (zh) * 2019-03-04 2019-05-10 深圳市金新像科技有限公司 一种环拱型量子点管发光装置
WO2020197158A1 (ko) * 2019-03-22 2020-10-01 엘지이노텍 주식회사 조명 모듈 및 이를 구비한 조명 장치

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US7699490B2 (en) Light-emitting structure for generating an annular illumination effect
US7586127B2 (en) Light emitting diode
KR102510808B1 (ko) 개선된 색 균일성을 갖는 광원 조립체
KR101562772B1 (ko) 백열등 색의 발광 디바이스
JP2006108661A (ja) 波長変換材料を利用した光源
KR102277127B1 (ko) 발광소자 패키지
JP5373859B2 (ja) 照明装置
JP2011523165A (ja) ランプデバイス
US20120153311A1 (en) Low-cost solid-state based light emitting devices with photoluminescent wavelength conversion and their method of manufacture
JP6223479B2 (ja) 固体発光体パッケージ、発光デバイス、可撓性ｌｅｄストリップ及び照明器具
JP2015176960A (ja) 発光装置
KR20130028077A (ko) 형광체 분리를 통해 향상된 연색 지수를 갖는 에미터
US10403797B2 (en) Light-emitting device and illumination apparatus
KR102300558B1 (ko) 광원 모듈
JP2007201301A (ja) 白色ｌｅｄの発光装置
JP2009016689A (ja) 照明装置
US20160033108A1 (en) Lens for light emitter, light source module, lighting device, and lighting system
JP2017162942A (ja) 発光装置、及び、照明装置
CN202111089U (zh) 可调光调色cobled结构
WO2016194404A1 (ja) 発光装置およびその製造方法
JP2009070892A (ja) Ｌｅｄ光源
JP2005332951A (ja) 発光装置
JP2014086694A (ja) 発光装置、及び発光装置の製造方法
KR20130062749A (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법
JP2008205170A (ja) 発光半導体デバイス

Legal Events

Date Code Title Description
WITN Withdrawal due to no request for examination