KR20140035032A - 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 실시 예는 조명용 또는 디스플레이용 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에 관한 것으로, 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다. 또한, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있다.
제 1 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하고 있다.
제 1 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하고 있다.
Description
본 발명의 실시 예는 조명용 또는 디스플레이용 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 발광 다이오드(Light Emission Diode: 이하, 'LED'라 함)는 GaAs, AlGaAs, GaN, InGaN 및 AlGaInP 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성함으로써 다양한 색을 구현할 수 있는 반도체 소자를 말한다.
LED 소자의 특성을 결정하는 기준으로는 고출력 발광 및 휘도, 발광색의 범위 등이 있다. 이러한 LED 소자의 특성은 1차적으로 LED소자에 사용되고 있는 화합물 반도체 재료에 의해 결정되지만, 2차적인 요소로 칩을 실장하기 위한 패키지의 구조에 의해서도 큰 영향을 받는다. 고휘도와 사용자 요구에 따른 휘도를 얻기 위해서는 재료개발 등에 의한 1차적인 요소만으로는 한계가 있어 패키지 구조 등에 많은 관심을 갖게 되었다.
도 1은 종래의 발광 장치를 나타낸 단면도이다.
종래의 발광 장치(10)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(11), 제 1 및 제 2 전극층(12,13), 방열층(14), 발광층(15), 형광체층(16), 전극 패드(17), 와이어(18), 커버(19)로 구성되어 있으며, 상기 발광층(15)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 상기 발광층(15)의 이면에 상기 방열층(14)이 배치되어 있다.
상기 방열층(14)은 방열성 향상을 목적으로 텅스텐(W)이 이용되고 있지만, 대체 재료로서 몰리브덴(Mo)의 사용이 많아지고 있다. 그러나, 상기 몰리브덴(Mo)은 전계와 증류수로 이온 마이그레이션(migration)을 일으키는 문제점이 있고, 고온화로를 사용했을 경우 산화막이 박리되는 문제점이 있다.
따라서 도 1과 같이, 상기 방열층(14)의 측면이 외부에 노출되어 있는 경우, 상기 방열층(14)을 몰리브덴(Mo)으로 형성하게 되면 상술한 바와 같은 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리로 인해 제품의 신뢰성 및 수명이 저하되는 문제점이 있다.
전술한 문제점을 해결하기 위하여 실시 예에서 이루고자 하는 기술적 과제는, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 다른 기술적 과제는, 외부에 노출된 방열층으로 인한 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 문제를 해소할 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.
또한, 실시 예에서 이루고자 하는 또 다른 기술적 과제는, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있는 발광 장치를 제시하는 데 있다.
본 발명의 해결과제는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 해결과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.
또한, 전술한 기술적 과제를 해결하기 위한 수단으로서, 다른 실시 예에 의한 발광 장치는, 기판과, 상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층과, 상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층과, 상기 방열층 상에 형성된 발광층과, 상기 발광층 상에 형성된 형광체층과, 상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드와, 상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어와, 상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버와, 상기 제 1 전극층 외곽의 상기 기판 상에 형성된 격벽 및, 상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 격벽과 상기 방열층 사이의 상기 제 1 전극층 상에 형성된 보호층을 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 방열층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)를 포함한 금속 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 방열층은 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성될 수 있다.
상기 보호층은 수지 또는 무기재료로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 보호층은 상기 방열층과 동일한 높이 또는 상기 방열층의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이 중 어느 하나의 높이로 형성될 수 있다.
상기 격벽은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층에 연결된 와이어 사이에 형성될 수 있다. 그리고, 상기 격벽은 상기 방열층과 동일한 높이로 형성되거나 상기 방열층보다 높게 형성될 수 있다. 또한, 상기 격벽은 반구형, 반타원형, 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 중 어느 하나의 형상을 가질 수 있다.
상기 커버는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 형성될 수 있다.
상기 발광층은 유색 LED 칩 및 UV 칩 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 형광체층은 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가될 수 있다.
상기 기판은, 세라믹, 폴리머, 수지, 실리콘, 금속 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다.
실시 예에 따르면, 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 전극패드와 전극층 사이에 몰딩된 와이어의 스트레스를 경감시킬 수 있다.
또한, 상기 보호층을 반사율이 높은 수지를 사용함으로써 광속 저하를 방지할 수 있고, 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층으로부터 이온 마이그레이션(migration) 발생을 억제시킬 수 있다.
본 발명의 효과는 이위에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.
도 1은 종래 기술에 따른 발광 장치의 단면도
도 2는 제 1 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도
도 3은 제 2 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도
도 2는 제 1 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도
도 3은 제 2 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 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 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 본 발명에서 실시하고자 하는 구체적인 기술내용에 대해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다.
제 1 실시 예
도 2는 제 1 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도이다.
상기 발광 장치의 제 1 실시 예(100)는 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(111), 제 1 및 제 2 전극층(112,113), 방열층(114), 발광층(115), 형광체층(116), 전극 패드(117), 와이어(118), 커버(119) 및 보호층(120)을 포함하고 있다.
상기 기판(111)은 상기 발광 장치의 몸체(body) 역할을 하며, 세라믹 재질, 폴리머 재질, 수지 재질, 실리콘 재질, 금속 재질 등을 사용하여 구성될 수 있다.
상기 발광 장치는 상기 기판(111)으로 사용된 소재에 따라 세라믹 패키지, 플라스틱 패키지, 실리콘 패키지, 금속 패키지 등으로 분류되기도 한다. 상기 기판(111)으로 어떠한 소재를 사용할 것인가에 관하여는 방열 효과, 양산 가능성, 비용, 다른 구성요소의 특성, 제품의 목적·용도 및 기타 제반 사항을 고려하여 선택될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 장치의 기판 재료로 실리콘을 사용하는 경우, 다층으로 적층하여 패키지를 제조할 수 있으며 적층부 사이에 회로를 실장 할 수 있다. 또한, 실리콘 기판을 사용하는 경우, 발광 파장에 의한 반사율 의존도가 낮고 웨이퍼 레벨의 집적화된 형태로도 제작할 수 있어 다품종을 대량 생산할 수 있는 장점이 있다.
상기 기판(111)은 프레스(Cu/Ni/Ag 기판)에 폴리머 재질, 수지 재질, 세라믹 재질, 실리콘 재질 등으로 사출 성형하여 형성할 수 있다. 상기 기판(111)이 상기 세라믹 재질로 구성된 경우, 알루미나(Al2O3)를 사용하여 구성될 수 있다.
상기 기판(111) 내에는 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 구동 회로(미도시)가 실장 될 수 있다. 상기 구동 회로는 상기 발광 장치의 목적 및 용도에 따라 원하는 기능을 수행하도록 상기 발광층(115)을 구동하는 역할을 한다.
한편, 상기 기판(111) 상에는 절연층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 절연층은 상기 기판(111)과 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)의 전기적 연결을 차단하는 역할을 한다. 다만, 상기 기판(111)이 비전도성 물질로 이루어져 있는 경우에는 절연층을 형성하지 않아도 무방하다.
계속해서, 상기 기판(111) 상에는 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)이 패터닝될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)과 전기적으로 연결하기 위한 전극으로 구성되며, 또한 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 구동 회로와 전기적으로 연결되도록 패터닝될 수 있다. 즉, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광 장치 내에서 구성 요소간을 연결해 주는 전기 도선의 역할을 한다.
좀더 구체적으로 설명하면, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)을 구동하기 위한 애노드(Anode) 및 캐소드(Cathode) 전극으로 구성될 수 있다. 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 전극의 역할 이외에 상기 발광층(115)에서 방출되는 광을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 한다. 이를 위해, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)에서 방출되는 컬러 광의 믹싱(mixing)에 유리하도록 표면 처리될 수도 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 상기 발광층(115)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 방열 역할도 한다.
이러한 기능을 수행하기 위해 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 전도성 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 Cu, Ag, Au, Ni, Al, Cr, Ru, Re, Pb, Cr, Sn, In, Zn, Pt, Mo, Ti, Ta, W을 포함하는 군으로부터 선택되는 적어도 1종의 금속 또는 이들 금속을 포함하는 합금으로 구성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 광속을 증가시키기 위해 은(Ag)으로 패턴을 형성한 경우, 상기 은(Ag)의 변색을 방지하기 위해 상기 은(Ag)을 유리 코팅하여 형성할 수도 있다.
또한, 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113)은 에칭(Etching) 또는 인쇄(Printing) 공정을 통해 패턴을 형성할 수 있다.
다음으로, 상기 제 1 전극층(112) 상에는 상기 방열층(114)이 소정의 두께로 형성될 수 있다. 바람직하게는, 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성될 수 있다. 상기 방열층(114)은 상기 발광층(115)에서 발생되는 열을 외부로 방열시키기 위해 형성된 것으로, 상기 기판(111) 하부에 설치되는 히트 싱크(미도시)와 연결될 수 있다.
상기 방열층(114) 상에는 상기 발광층(115)이 형성될 수 있다. 상기 발광층(115)은 유색 LED 칩과 UV 칩을 포함한 발광 칩 중에서 하나로 구성될 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 기판(111)에 실장되는 상기 발광 칩의 배치 구조에 따라 수직형 구조, 수평형 구조 또는 플립 칩(Flip chip) 구조로 구성될 수 있다. 이때, 상기 발광 장치는 상기 발광 칩의 구조에 따라 와이어(118)를 이용한 본딩(wire bonding) 또는 플립 칩 본딩(flip chip bonding) 등의 방식으로 실장될 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 기판(111) 상에 적어도 한 개 이상의 발광 칩을 실장할 수 있다. 즉, 상기 발광 칩은 실시 예에 따른 예시일 뿐이며, 원하는 목적 및 설계 변경에 따라 상기 발광 칩을 추가로 배치할 수도 있다. 이에 의해, 상기 발광 장치는 상기 발광 칩의 수에 따라 단일 칩(chip) 또는 멀티 칩(Multi-chip) 구조로 구현될 수 있다.
상기 발광 칩에는 전기에너지를 빛으로 변환시키는 발광 소자가 실장될 수 있다. 이때, 상기 발광 소자는 2개의 상반된 도핑층 사이에 개재된 반도체 재료의 활성층을 포함하고 있다. 상기 2개의 도핑층 양단에 바이어스가 인가되면, 정공과 전자가 활성층으로 주입된 후 재결합되어 빛이 발생하며, 활성층에서 발생한 빛은 모든 방향으로 방출되어 노출 표면을 통해 발광 소자 밖으로 방출되게 된다.
상기 발광 칩은 청색 LED 칩 또는 자외선(UV) 칩으로 구현될 수 있다. 또한, 상기 발광 칩은 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED, 엘로우 그린(Yellow green) LED, 화이트 LED를 하나 또는 하나 이상 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다. 이때, 상기 발광 칩는 pn 또는 npn 접합 구조를 포함하는 질화물 반도체 발광 소자를 모두 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광층(115)으로 이루어진 상기 발광 칩은 도 2에서 상기 제 1 전극층(113) 상에 배치된 것을 예시로 나타내었으나, 상기 기판(111) 상에 배치될 수도 있다. 이때, 상기 발광 칩이 상기 기판(111) 상에 배치될 경우 상기 기판(111)과 상기 발광 칩 사이에 절연층이 형성될 수 있다.
상기 발광층(115) 상에는 상기 형광체층(116)과 상기 전극 패드(117)가 배치될 수 있다. 이때, 상기 형광체층(116)에는 적어도 한 종류 이상의 형광체가 포함될 수 있다.
상기 형광체는 상기 발광층(115)에서 방출된 광을 여기시키는 역할을 한다. 예를 들어, 상기 형광체는 실리케이트(Silicate) 계열, 설파이드(Sulfide, 황화물) 계열, YAG 계열 및 TAG 계열, Nitride계열 중에서 적어도 하나 이상이 포함될 수 있다.
또한, 상기 형광체는 황색, 적색, 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 황색, 적색, 녹색 및 청색 형광체 중에서 적어도 하나 이상 포함할 수 있으나, 상기 형광체의 종류에 대해서는 한정하지 않는다.
상기 발광 장치는, 상기 형광체의 색상에 따라 입사되는 광의 파장에 응답하여 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 따라서, 상기 발광층(115)의 색상과 상기 형광체 색상의 조합에 따라 필요한 파장 또는 색상의 광을 얻을 수 있다.
한편, 상기 형광체는 심적색을 발광시키기 위하여, 대표적인 설파이드 계열의 무기 형광체로 CaS:Eu가 사용될 수 있다. 또한, 주황색 형광체로 설파이드 계열의 SrS:Eu 및 MgS:Eu 중에서 적어도 어느 하나가 사용될 수 있다. 또한, 녹색 형광체로는 설파이드 계열의 SrGa2S4, Eu2+가 사용될 수 있다.
상기 형광체는 상기 발광층(1115)에 따라 상이한 종류 및 양이 포함될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광층(115)이 백색광을 방출하는 경우, 상기 형광체층(116)에 녹색 및 적색 형광체가 포함될 수 있다. 또한, 상기 발광층(115)이 청색광을 방출하는 경우에는 상기 형광체층(116)에 녹색, 황색 및 적색 형광체가 포함될 수 있다. 이와 같이, 상기 형광체층(116)에 포함되는 상기 형광체의 종류 및 양은 상기 발광층(115)의 종류에 따라 달라질 수 있다.
상기 전극 패드(117)는 상기 발광층(115)의 상면에서 상기 제 2 전극층(113)이 배치된 방향의 소정 영역에 형성될 수 있다. 상기 전극 패드(117)는 상기 와이어(118)를 통해 상기 제 2 전극층(113)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때, 상기 발광층(115)의 발광 칩이 수평형 또는 수직형 구조일 경우 상기 와이어(118)를 통해 상기 제 2 전극층(113)과 전기적으로 연결된다.
상기 발광 장치는, 수직형 타입의 발광 칩이 예시되어 있기 때문에, 하나의 와이어(118)를 사용하여 상기 전극 패드(117)와 상기 제 2 전극층(113) 상에 본딩되어 있다. 다른 예로서, 상기 발광 칩이 수평형 타입인 경우에는 두 개의 와이어가 사용될 수 있으며, 플립칩 방식인 경우 와이어가 사용되지 않을 수도 있다.
한편, 상기 발광 칩을 보호하기 위해 제너 다이오드와 같은 보호 소자를 상기 제 1 전극층(112)에 탑재할 수도 있다.
상기 커버(119)는 상기 발광층(115)를 둘러싸도록 하부에 개구부가 형성된 반구형으로 구성될 수 있다. 상기 커버(119)는 상기 발광층(115)으로부터 방출된 광을 투과시킬 수 있는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 구성될 수 있다.
여기서, 상기 폴리머(Polymer)는 폴리카보네이트(Polycarbonate: PC), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate: PET), 폴리에틸렌 나프탈레이트(Polyethylene naphthalate: PEN), 아크릴 수지, 폴리스틸렌(Polystyrene: PS), 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate: PMMA) 등으로 이루어진 군에서 어느 하나일 수 있다. 특히, 상기 커버(119)는 상기 폴리머(Polymer) 재질로 구성될 경우, 내열성과 내화학성이 요구되는 경우에 폴리카보네이트(PC)로 구성될 수 있다.
또한, 상기 커버(119)는 상기 발광 장치에서 상기 형광체층(116)이 배치되어 있지 않은 경우에, 투광성 재질의 플라스틱(plastic)과 형광체(Phosphors)를 혼합하여 메탈 사출 성형(Metal Injection Molding) 방식을 이용하여 제작될 수 있다.
상기 커버(119)는 광의 투과 뿐만 아니라 광을 확산(Diffuse) 역할을 할 수도 있다. 예를 들어, 상기 커버(119)는 투광성 확산판(Diffuser plate)으로 구성되거나 확산제가 포함된 투명 기판으로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 확산제는 산화실리콘(SiO2), 산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 황산바륨(BaSO4), 탄산칼슘(CaSO4), 탄산마그네슘(MgCO3), 수산화알루미늄(Al(OH)3), 합성실리카, 글래스비드, 다이아몬드 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정하지는 않는다. 또한, 상기 확산제의 입자 크기는 빛의 확산에 적합한 크기로 선택될 수 있으며, 예를 들어 5~7μm의 지름을 가질 수 있다.
계속해서, 상기 커버(119)는 내부 공간에 믹싱(mixing) 공간이 형성되어 있다. 상기 믹싱 공간은 상기 발광층(115)에서 방출되는 광이 믹싱되는 공간을 의미한다.
또한, 상기 커버(119)는 소포제(antifoaming agent), 첨가제, 경화제 중 적어도 하나 이상이 더 포함될 수도 있다.
상기 소포제는 상기 커버(119) 내의 기포를 제거함으로써 신뢰성을 확보할 수 있다. 특히, 상기 커버(119)를 메탈 사출 성형(Metal Injection Molding) 방식을 이용하여 제작할 때 기포가 발생하는 문제를 해결할 수 있다. 상기 소포제의 예로는 옥탄올, 시클로헥산올, 에틸렌글리콜 또는 각종 계면활성제 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 경화제는 상기 커버(119)를 경화시키는 역할을 한다.
상기 첨가제는 상기 형광체를 상기 커버(119) 내에 고르게 분산시키는 역할을 한다.
이에 의해, 상기 커버(119)는 상기 발광층(115)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 따라서, 상기 커버(119)는 각종 조명 장치, 백라이트 유닛, 발광 소자, 표시 장치 등의 광원에 적용되어, 다양한 파장을 가지는 빛을 생성하는 데에 사용되거나, 상기 광원의 연색 지수(CRI)를 향상시키는 등의 용도로 사용될 수 있다.
끝으로, 상기 보호층(120)은 상기 방열층(114)의 측면을 충분히 덮도록 상기 커버(119) 내부의 상기 기판(111)과 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113) 상에 형성될 수 있다.
상기 보호층(120)은 상기 방열층(114)과 동일한 높이로 형성될 수 있으며, 또한, 상기 방열층(114)의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 방열층(114)보다 보호층(120)을 높게 형성할 경우에는 발광에 방해가 될 수 있고, 상기 보호층(120)을 아주 낮게 형성할 경우에는 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리의 억제 효과가 저하될 수 있다.
상기 보호층(120)은 수지 또는 무기재료를 사용하여 형성될 수 있다. 이때, 상기 수지 재료는 반사율이 높은 수지를 사용하여 광속 저하를 일으키지 않도록 하고, 또한 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층(114)으로부터 이온 마이그레이션(migration) 발생을 억제하도록 한다.
상기 방열층(114)은 상기 발광층(115)에서 발생하는 열을 외부로 방열시키기 위해 형성된 것으로, 방열성 향상을 위해 텅스텐(W)이 이용되고 있지만, 대체 재료로서 몰리브덴(Mo)의 사용이 많아지고 있다. 그러나, 상기 몰리브덴(Mo)은 전계와 증류수로 이온 마이그레이션(migration)을 일으키는 문제점이 있고, 고온에서 산화막이 박리되는 문제점이 있다. 이러한 문제점을 해결하기 위해, 본 실시 예에서는 상기 방열층(114)의 측면을 상기 보호층(120)으로 매립하여 상기 방열층(114)이 외부에 노출되지 않도록 하였다.
따라서 상기 발광 장치는, 외부에 노출된 상기 방열층(114)의 측면을 상기 보호층(120)으로 덮어 이온 마이그레이션(migration) 발생 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킴으로써, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
제 2 실시 예
도 3는 제 2 실시 예에 의한 발광 장치의 단면도이다.
상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)는 도 3에 도시된 바와 같이, 기판(211), 제 1 및 제 2 전극층(212,213), 방열층(214), 발광층(215), 형광체층(216), 전극 패드(217), 와이어(218), 커버(219), 격벽(220), 보호층(230)을 포함하고 있다.
상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)에서, 상기 기판(211), 상기 제 1 및 제 2 전극층(212,213), 상기 방열층(214), 상기 발광층(215), 상기 형광체층(216), 상기 전극 패드(217), 상기 와이어(218), 상기 커버(219)는, 상기 발광 장치의 제 1 실시 예(100)의 상기 기판(111), 상기 제 1 및 제 2 전극층(112,113), 상기 방열층(114), 상기 발광층(115), 상기 형광체층(116), 상기 전극 패드(117), 상기 와이어(118), 상기 커버(119)와 동일하다.
다만, 상기 발광 장치의 제 2 실시 예(200)에서는, 상기 제 1 전극층(212) 외곽의 상기 기판(211) 상에 상기 격벽(220)가 형성되어 있고, 상기 격벽(220)와 상기 방열층(214) 사이의 상기 제 1 전극층(212) 상에 상기 방열층(214)의 측면을 충분히 덮도록 상기 보호층(230)이 형성되어 있는 점이 상기 제 1 실시 예의 발광 장치와 다르다.
상기 격벽(220)는 상기 커버(219) 내부에 형성되며, 상기 제 1 전극층(212)의 외곽 둘레에 형성될 수 있다. 이때, 상기 제 2 전극층(213)이 배치되어 있는 부분은 상기 제 1 전극층(212)과 상기 제 2 전극층(213) 사이에 상시 격벽(220)가 배치될 수 있다. 따라서, 상기 격벽(220)는 상기 전극 패드(217)와 상기 제 2 전극층(213) 사이에 연결된 상기 와이어(218)의 아래쪽에 배치되게 된다.
상기 격벽(220)는 상기 방열층(214)과 동일한 높이로 형성될 수 있다. 또한, 상기 발광층(115)의 측면을 완전히 가리지 않는 범위 내에서 상기 방열층(214)보다 약간 높게 형성될 수도 있다.
상기 격벽(220)의 형상은 도 3에 도시된 바와 같은 반구형이나 반타원형으로 형성되거나, 또는 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 등으로 형성될 수도 있다.
상기 보호층(230)은 상기 방열층(214)과 상기 격벽(220) 사이의 상기 제 1 전극층(212) 상에 형성되며 상기 방열층(214)의 측면을 완전히 덮도록 형성된다.
상기 보호층(230)은 상기 방열층(214)과 동일한 높이로 형성될 수 있으며, 또한, 상기 방열층(214)의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이로 형성될 수 있다.
상기 보호층(230)은 수지 또는 무기재료를 사용하여 형성될 수 있다. 상기 보호층(230)의 재료로 사용된 수지는 반사율이 높은 수지를 사용하여 광속 저하를 일으키지 않도록 하고, 또한 가스 투과성이 낮은 수지를 사용하여 상기 방열층(214)으로부터 이온 마이그레이션(migration)이 발생되지 않도록 억제한다.
따라서, 상기 방열층(214)의 측면을 상기 보호층(220)으로 매립하여 상기 방열층(214)이 외부에 노출됨으로써 발생되는 이온 마이그레이션(migration) 및 산화막 박리 등의 현상을 억제시킬 수가 있고, 제품의 신뢰성 및 수명을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 전극 패드(217)와 상기 제 2 전극층(213) 사이에 연결된 상기 와이어(218)의 아래쪽에 상기 격벽(220)를 배치하여 상기 와이어(218)에 상기 보호층(230)이 접촉되지 않도록 함으로써, 상기 와이어(218)의 스트레스를 경감시킬 수 있다.
이와 같이 구성된 본 발명의 발광 장치는 외부에 노출된 방열층의 측면을 보호층으로 덮음으로써, 본 발명의 기술적 과제를 해결할 수가 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예에 의한 발광 장치는 조명장치, 디스플레이용 백라이트 유닛 등에 사용될 수 있다.
100 : 발광 장치의 제 1 실시 예
111 : 기판 112 : 제 1 전극층
113 : 제 2 전극층 114 : 방열층
115 : 발광층 116 : 형광체층
117 : 전극 패드 118 : 와이어
119 : 커버 120 : 보호층
200 : 발광 장치의 제 2 실시 예
211 : 기판 212 : 제 1 전극층
213 : 제 2 전극층 214 : 방열층
215 : 발광층 216 : 형광체층
217 : 전극 패드 218 : 와이어
219 : 커버 220 : 볼록부
230 : 보호층
111 : 기판 112 : 제 1 전극층
113 : 제 2 전극층 114 : 방열층
115 : 발광층 116 : 형광체층
117 : 전극 패드 118 : 와이어
119 : 커버 120 : 보호층
200 : 발광 장치의 제 2 실시 예
211 : 기판 212 : 제 1 전극층
213 : 제 2 전극층 214 : 방열층
215 : 발광층 216 : 형광체층
217 : 전극 패드 218 : 와이어
219 : 커버 220 : 볼록부
230 : 보호층
Claims (14)
- 기판;
상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층;
상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층;
상기 방열층 상에 형성된 발광층;
상기 발광층 상에 형성된 형광체층;
상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드;
상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어;
상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버; 및
상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 커버 내부의 상기 기판과 상기 제 1 및 제 2 전극층 상에 형성된 보호층;
을 포함하는 발광 장치. - 기판;
상기 기판 상에 패턴이 형성된 제 1 및 제 2 전극층;
상기 제 1 전극층 상에 형성된 방열층;
상기 방열층 상에 형성된 발광층;
상기 발광층 상에 형성된 형광체층;
상기 발광층 상의 소정 영역에 형성된 전극 패드;
상기 전극 패드와 상기 제 2 전극층 사이에 연결된 와이어;
상기 제 1 및 제 2 전극층 외곽의 상기 기판 상에 배치된 커버;
상기 제 1 전극층 외곽의 상기 기판 상에 형성된 격벽; 및
상기 방열층과 실질적으로 동일한 높이로 형성되며 상기 격벽과 상기 방열층 사이의 상기 제 1 전극층 상에 형성된 보호층;
을 포함하는 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보호층은 수지 또는 무기재료로 형성된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 보호층은 상기 방열층과 동일한 높이 또는 상기 방열층의 측면을 80% 이상 덮을 수 있는 높이 중 어느 하나의 높이로 형성된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방열층은 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo)를 포함한 금속 중 어느 하나로 형성된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 방열층은 65㎛ ~ 95㎛의 두께로 형성된 발광 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 격벽은 상기 제 1 전극층과 상기 제 2 전극층에 연결된 와이어 사이에 형성된 발광 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 격벽은 상기 방열층과 동일한 높이로 형성되거나 상기 방열층보다 높게 형성된 발광 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 격벽은 반구형, 반타원형, 반원형, 사각형, 상부 모서리에 모따기가 형성된 사각형 중 어느 하나의 형상을 갖는 발광 장치. - 제 2 항에 있어서,
상기 격벽은 절연 물질로 형성된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 커버는 투광성 재질의 폴리머(Polymer) 또는 유리(glass)로 형성된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 발광층은 유색 LED 칩 및 UV 칩 중 적어도 하나를 포함하는 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 형광체층은 적어도 한 종류 이상의 형광체가 첨가된 발광 장치. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 기판은, 세라믹, 폴리머, 수지, 실리콘, 금속 중 어느 하나의 재질로 이루어진 발광 장치.
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120101303A KR102000072B1 (ko) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | 발광 장치 |
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| KR1020120101303A KR102000072B1 (ko) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | 발광 장치 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140035032A true KR20140035032A (ko) | 2014-03-21 |
| KR102000072B1 KR102000072B1 (ko) | 2019-07-15 |
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| KR1020120101303A KR102000072B1 (ko) | 2012-09-13 | 2012-09-13 | 발광 장치 |
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|---|---|---|---|---|
| CN111769184A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-13 | 佛山紫熙慧众科技有限公司 | 一种紫外led芯片保护结构 |
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| KR100845856B1 (ko) | 2006-12-21 | 2008-07-14 | 엘지전자 주식회사 | 발광 소자 패키지 및 그 제조방법 |
| KR20110073229A (ko) * | 2009-12-22 | 2011-06-29 | 가부시끼가이샤 도시바 | 발광 장치 |
| JP2011228653A (ja) * | 2010-03-31 | 2011-11-10 | Asahi Glass Co Ltd | 発光素子用基板および発光装置 |
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2012
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| CN111769184A (zh) * | 2020-07-31 | 2020-10-13 | 佛山紫熙慧众科技有限公司 | 一种紫外led芯片保护结构 |
| CN111769184B (zh) * | 2020-07-31 | 2022-03-15 | 佛山紫熙慧众科技有限公司 | 一种紫外led芯片保护结构 |
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