KR20140092034A - Light emitting device and lighting communication device including the same - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 조명 통신 장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device package and an illumination communication device including the same.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.BACKGROUND ART Light emitting devices such as a light emitting diode (LD) or a laser diode using semiconductor materials of Group 3-5 or 2-6 group semiconductors are widely used for various colors such as red, green, blue, and ultraviolet And it is possible to realize white light rays with high efficiency by using fluorescent materials or colors, and it is possible to realize low energy consumption, semi-permanent life time, quick response speed, safety and environment friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps .
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting, automotive headlights, and traffic lights.
발광소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 발광소자 패키지에는 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 형광체가 여기되어 활성층에서 방출된 빛보다 장파장 영역의 빛을 방출할 수 있다.In the light emitting device, electrons injected through the first conductive type semiconductor layer and holes injected through the second conductive type semiconductor layer meet each other to emit light having energy determined by a specific energy band of the material forming the active layer (light emitting layer) do. In the light emitting device package, the phosphor is excited by the light emitted from the light emitting device to emit light in a longer wavelength range than the light emitted from the active layer.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.1 is a view showing a conventional light emitting device package.
종래의 발광소자 패키지(100)는 패키지 몸체(110) 상에 제1 리드 프레임(121)과 제2 리드 프레임(122)이 배치되고, 제1 리드 프레임(121) 위에 도전성 접착층(미도시)을 통하여 발광소자(140)가 배치된다.A conventional light
발광소자(140)는 도전성 접착층을 통하여 제1 리드 프레임(121)과 전기적으로 연결되고, 와이어(150)을 통하여 제2 리드 프레임(122)과 전기적으로 연결된다.The
패키지 몸체(110)에는 캐비티(cavuty)가 형성되어, 캐비티의 바닥면에 발광소자(140)가 배치되고, 캐비티의 내부에 수지층(160)이 채워지는데 수지층(160)은 형광체(165)를 포함하며, 발광소자(140)에서 방출된 제1 파장 영역의 빛에 의하여 형광체(165)를 여기하여 제2 파장 영역의 빛이 방출될 수 있다.Cavity is formed in the
그러나, 종래의 발광소자 패키지는 다음과 같은 문제점이 있다.However, the conventional light emitting device package has the following problems.
발광소자 패키지는 발광소자에서 방출된 빛이 형광체에 의하여 여기되어 다른 파장 영역의 빛으로 방출되므로, 형광체가 여기되어 빛을 방출하는데 시간이 소요된다. 따라서, 상술한 발광소자 패키지를 조명장치에 사용할 수는 있으나, 조명 통신 장치 등에 사용하기 어려운 문제점이 있다.In the light emitting device package, light emitted from the light emitting device is excited by the phosphor and is emitted as light in a different wavelength region, so that it takes time for the phosphor to be excited and emit light. Therefore, although the above-described light emitting device package can be used for a lighting apparatus, it is difficult to use it in an illumination communication apparatus or the like.
특히, 스펙트럼(Spectrum) 상에서 황색 영역이 청색 영역보다 높은 웜 화이트의 빛을 방출하는 발광소자 패키지의 경우, 형광체의 크기가 작으므로 형광체에 의한 빛의 산란(scattering)이 쉽게 발생하므로, 전기적인 신호가 발광소자에 입력되어 발광소자에서 빛이 방출되고 형광체가 여기되어 빛이 다시 발생하는데 시간이 많이 소비될 수 있다. Particularly, in the case of a light emitting device package in which a yellow region is higher in blue than a blue region in a spectrum, since the size of the phosphor is small, scattering of light by the phosphor easily occurs, Is inputted to the light emitting element, light is emitted from the light emitting element, and the phosphor is excited, so that it takes much time for the light to be generated again.
실시예는 전기적인 신호가 입력된 후 빛이 방출되는데까지 시간이 단축되어 조명 통신 장치 등에 사용할 수 있는 발광소자 패키지를 제공하고자 한다.Embodiments provide a light emitting device package that can be used for an illumination communication device by shortening the time until light is emitted after an electrical signal is input.
실시예는 기판 위에 배치되고, 서로 전기적으로 분리된 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임; 상기 제1리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결되어 제1 파장 영역의 빛을 방출하는 발광소자; 상기 발광소자 상에 배치된 형광체층; 및 상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임 상에 배치되고, 상기 발광소자와 대응하는 렌즈를 포함하고, 상기 형광체층은 상기 제1 파장 영역의 빛에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 빛을 방출하는 제2 형광체와 상기 제1 파장 영역의 빛에 의하여 여기되어 제3 파장 영역의 빛을 방출하는 제3 형광체를 포함하고, 상기 제2 파장보다 상기 제3 파장이 길고, 상기 제2 형광체의 크기는 상기 제3 형광체의 크기보다 큰 발광소자를 제공한다.An embodiment includes a first lead frame and a second lead frame disposed on a substrate and electrically separated from each other; A light emitting element electrically connected to the first lead frame and the second lead frame to emit light in a first wavelength range; A phosphor layer disposed on the light emitting element; And a lens disposed on the first lead frame and the second lead frame and corresponding to the light emitting element, wherein the phosphor layer is excited by light in the first wavelength region, And a third phosphor that emits light in a third wavelength range by being excited by light in the first wavelength range, wherein the third wavelength is longer than the second wavelength, and the third wavelength is longer than the second wavelength, 2 phosphor is larger than the size of the third phosphor.
제1 형광체의 크기는 10 내지 13 마이크로 미터이고, 제1 형광체는 황색 형광체일 수 있다.The size of the first phosphor is 10 to 13 micrometers, and the first phosphor may be a yellow phosphor.
제2 형광체의 크기는 8 내지 10 마이크로 미터이고, 제2 형광체는 적색 형광체일 수 있다.The size of the second phosphor may be 8 to 10 micrometers, and the second phosphor may be a red phosphor.
형광체층은 상기 발광소자 상에 컨포멀 코팅될 수 있고, 형광체층은 상기 발광소자의 상부면을 덮을 수 있으며, 형광체층은 상기 발광소자의 측면의 적어도 일부를 감싸고 상기 발광소자의 측면을 감싸는 형광체층은 상기 발광소자의 활성층을 덮을 수 있다.The phosphor layer may cover the upper surface of the light emitting device. The phosphor layer surrounds at least a part of the side surface of the light emitting device and surrounds the side surface of the light emitting device. Layer may cover the active layer of the light emitting device.
기판은 상기 발광소자가 배치된 제1 면이 플랫할 수 있다.The substrate may have a flat first surface on which the light emitting device is disposed.
다른 실시예는 상술한 발광소자가 배치된 조명 통신 장치를 제공한다.Another embodiment provides an illumination communication device in which the above-described light emitting element is disposed.
본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 크기가 상대적으로 큰 (황색) 형광체를 사용하여 빛의 산란에 의하여 혼색이 상대적으로 부족하여 CCT 편차가 큰 빛이 방출되나, 빛의 산란이 적으므로 반응시간이 비교예 1,2 보다 짧아서 조명 통신 장치에 유리할 수 있다.The light emitting device package according to the present embodiment uses a relatively large (yellow) phosphor and emits light having a large CCT deviation due to a relatively small amount of color mixture due to scattering of light. However, since light scattering is small, Which is shorter than that of Comparative Examples 1 and 2, which can be advantageous for an illumination communication apparatus.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 발광소자 패키지의 발광소자를 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 발광소자 패키지의 형광체층의 실시예들을 나타낸 도면이고,
도 5는 형광체층 내의 형광체의 분포를 나타낸 도면이고,
도 6은 도 2의 발광소자 패키지의 광방출 속도를 다른 소자와 비교한 도면이고,
도 7a와 도 7b는 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 스펙트럼과 CCT 대 지향각을 각각 나타낸 도면이고,
도 8a와 도 8b 및 도 9a와 도 9b는 비교예 1,2에 따른 발광소자 패키지의 스펙트럼과 CCT 대 지향각을 각각 나타낸 도면이고,
도 10은 발광소자 패키지가 배치된 조명 통신 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view illustrating a conventional light emitting device package,
2 is a view illustrating a light emitting device package according to an embodiment,
FIG. 3 is a view illustrating a light emitting device of the light emitting device package of FIG. 2,
4A to 4C are views illustrating embodiments of the phosphor layer of the light emitting device package of FIG. 2,
5 is a view showing the distribution of the phosphor in the phosphor layer,
FIG. 6 is a view comparing the light emission speed of the light emitting device package of FIG. 2 with other devices,
7A and 7B are views showing the spectrum of the package of the light emitting device according to the embodiment and the CCT-to-orientation angle, respectively,
FIGS. 8A and 8B and FIGS. 9A and 9B are views showing a spectrum of the light emitting device package according to Comparative Examples 1 and 2 and a CCT-oriented angle, respectively,
10 is a diagram showing an embodiment of an illumination communication device in which a light emitting device package is disposed.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
본 발명에 따른 실시예의 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 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
도 2는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.2 is a view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 기판(210)과 기판 상에 배치된 제1 리드 프레임(Lead Frame, 221) 및 제2 리드 프레임(222)과, 상기 제1 리드 프레임(221)에 도전성 접착층(미도시)을 통하여 고정되는 발광소자(240)를 포함하여 이루어진다.The light
기판(210)은 열전도성이 우수한 세라믹 물질로 이루어질 수 있으며 일예로서 가로와 세로의 길이가 각각 3.4 밀리미터인 정사각형 형상의 사파이어(Al2O3)일 수 있고 제1 리드 프레임(221)과 제2 리드 프레임(222)은 구리 등의 도전성 물질로 이루어질 수 있으며 일 예로 금(Au)을 도금하여 배치할 수 있다. 제1 리드 프레임(221)과 제2 리드 프레임(222)은 발광소자(240)에서 방출된 빛을 반사시킬 수도 있다. 그리고, 기판(210)은 발광소자(240)가 배치되는 제1 면과 반대 방향인 제2 면이 모두 플랫(flat)할 수 있다.The
발광소자(240)는 발광 다이오드 등이 배치될 수 있는데, 와이어(250)를 통하여 제2 리드 프레임(222)과 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어(250)는 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 지름 0.8 내지 1.6 밀리미터 정도의 금(Au)으로 이루어질 수 있다. 와이어(250)가 너무 얇으면 외력에 의하여 절단될 수 있으며, 너무 두꺼우면 재료비가 감소하고 발광소자(240)에서 방출되는 빛이 진행에 장애물이 될 수 있다. 본 실시예에서는 수직형 발광소자가 배치되고 있으나, 수평형 발광소자나 플립 칩 타입의 발광소자가 배치될 수도 있다.The
발광소자(240) 위에는 형광체층(270)이 컨포멀 코팅(conformal coating) 방식으로 배치되어 일정한 두께로 배치되고 있으며, 발광소자(240)와 대응하며 발광소자(240)를 둘러싸고 렌즈(280)가 배치되고 있다. 렌즈(280)는 돔(dome) 타입으로 이루어질 수 있는데, 발광소자 패키지(200)의 광출사각을 조절하기 위하여 다른 형상으로 배치될 수도 있다.The
기판(210)의 배면에는 3개의 패드(231, 232, 233)가 배치되는데, 제1 패드(231)와 제2 패드(232)는 제1 리드 프레임(221)과 제2 리드 프레임(222)이 기판(210)을 관통하여 배치될 수 있으며, 제1 패드(231)과 제2 패드(232)는 각각 제1 전극과 제2 전극으로 작용할 수 있다. 상술한 제1 패드 내지 제3 패드(231, 232, 235)는 열전도성이 우수한 물질로 이루어지고 기판(210)의 하부에 배치되어, 발광소자 패키지(200)를 하우징 등에 고정하고 열을 방출시키는 경로로 작용할 수 있다.The
도 3은 도 2의 발광소자 패키지의 발광소자를 나타낸 도면이다.3 is a view illustrating a light emitting device of the light emitting device package of FIG.
본 실시예에 따른 발광소자(240)는 수직형 발광소자이며, 발광 구조물(242)은 제1 도전형 반도체층(242a)과 제2 도전형 반도체층(242c) 및 제1 도전형 반도체층(242a)과 제2 도전형 반도체층(242c) 사이에 배치된 활성층(242b)을 포함하여 이루어진다.The
제1 도전형 반도체층(242a)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(242a)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(242a)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
제1 도전형 반도체층(242a)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(242a)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first
상기 발광 구조물(242)의 표면, 즉 제1 도전형 반도체층(242a)의 표면에는 요철이 형성되어 광추출 효과를 증가시킬 수 있다.The surface of the
제1 도전형 반도체층(242a)의 표면에는 제1 전극(244)이 배치될 수 있는데, 제1 전극(244)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 구체적으로 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The
활성층(244a)은 제1 도전형 반도체층(242a)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(242c)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(242b)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.Electrons injected through the first conductive
활성층(242b)은 이중 접합 구조(Double Hetero Junction Structure), 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(120)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
활성층(242b)의 우물층/장벽층은 예를 들어, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InAlGaN/InAlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 좁은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the
활성층(242b)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층의 장벽층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on and / or below the
제2 도전형 반도체층(242c)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(242c)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(242c)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second conductivity
상술한 발광 구조물(242)의 주변에는 패시베이션층(249)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(249)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(249)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.A
본 실시예에서 제1 도전형 반도체층(242a)은 N형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(242c)은 P형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(242c) 위에는 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 제2 도전형 반도체층이 P형 반도체층일 경우 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.In this embodiment, the first
그리고, 제2 도전형 반도체층(242c)에는 오믹층(245)과 반사층(246)과 접합층(247) 및 도전성 지지기판(248)이 배치되어 제2 전극으로 작용할 수 있다.The
제2 도전형 반도체층(242c)의 아래에는 오믹층(245)과 반사층(246)이 배치될 수 있다. 오믹층(245)은 제2 도전형 반도체층(242c) 등과 반사층(246) 등의 컨택 특성을 향상시킬 수 있다.The
오믹층(245)은 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 오믹층(245)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The
반사층(246)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(242b)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.The
지지 기판(248)은 도전성 물질 또는 절연성 물질로 이루어질 수 있다. 지지 기판(248)이 도전성 물질로 이루어질 경우, 금속 또는 반도체 물질등으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.The supporting
반사층(246)은 접합층(247)을 통하여 도전성 지지 기판(248)과 결합할 수 있는데, 접합층(225)은 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.The
도 4a 내지 도 4c는 도 2의 발광소자 패키지의 형광체층의 실시예들을 나타낸 도면이다.4A to 4C are views showing embodiments of the phosphor layer of the light emitting device package of FIG.
도 4a에 도시된 실시예에서 컨포멀 코팅(conformal coating)된 형광체층(270)이 발광소자(240)의 상부면을 덮고, 발광소자(240)의 상부면이 일부가 노출되고 노출된 영역에서 와이어(250)가 발광소자(240)와 본딩될 수 있다.4A, a conformal-coated
도 4b에 도시된 실시예는 도 4a의 실시예와 유사하나, 와이어(250)가 본딩되도록 노출되는 발광소자(240)의 상부면이 도 4a에서는 가장 자리에 위치하나 도 4b에서는 도 4a보다 내측에 위치하고 있다.The embodiment shown in FIG. 4B is similar to the embodiment of FIG. 4A except that the top surface of the
도 4c에 도시된 실시예에서는 형광체층(270)이 발광소자의 상부면과 측면 중 일부를 둘러싸고 있는데, 형광체층(270)은 적어도 활성층(MQW)을 덮으며 배치되고 있다.In the embodiment shown in FIG. 4C, the
도 5는 형광체층 내의 형광체의 분포를 나타낸 도면이다.5 is a diagram showing the distribution of the phosphor in the phosphor layer.
본 실시예에 따른 발광소자에서 형광체층(270)은 적어도 2개의 형광체를 포함하는데, 복수 개의 제1 형광체(274)와 제2 형광체(277)이 수지층(270a)에 분포되어 있다. 상술한 제1 형광체(274)와 제2 형광체(277)은 각각 발광소자에서 방출되는 제1 파장 영역의 빛에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 빛과 제3 파장 영역의 빛을 방출한다.In the light emitting device according to the present embodiment, the
제2 파장 영역의 빛과 제3 파장 영역의 빛은 상술한 제1 파장 영역의 빛보다 장파장이고, 제2 파장 영역의 빛보다 제3 파장 영역의 빛이 장파장일 수 있으며, 제1 형광체(274)의 크기는 제2 형광체(277)의 크기보다 클 수 있다.The light in the second wavelength region and the light in the third wavelength region may have a longer wavelength than the light in the first wavelength region and the light in the third wavelength region may be longer wavelength than the light in the second wavelength region, ) May be larger than the size of the
제1형광체(274)의 크기는 10 내지 13 마이크로 미터일 수 있고, 황색 빛을 방출하는 황색 형광체일 수 있다. 제2 형광체(277)의 크기는 8 내지 10 마이크로 미터일 수 있고, 적색 형광체일 수 있다. 여기서, 형광체들의 크기는 형광체가 구형일 경우 지름이나, 다각형일 경우 한 변의 길이 또는 대각선의 길이일 수 있다.The size of the
도 6은 도 2의 발광소자 패키지의 광방출 속도를 다른 소자와 비교한 도면이다.FIG. 6 is a view comparing the light emission speed of the light emitting device package of FIG. 2 with other devices.
(a)의 레이저 다이오드의 경우 전기적인 신호가 입력되면 stimulated emission에 의하여 즉시 그리고 매우 짧은 시간에 빛이 방출되는데, 광통신에는 유리할 수 있다. (b)의 발광소자의 경우 전기적인 신호가 입력된 후 spontaneous emission에 의하여 (a)의 레이저 다이오드의 경우보다는 느리게 그리고 비교적 넓은 시간에 빛이 방출되며, (c)의 발광소자 패키지의 경우 점선으로 도시된 발광소자의 반응 후에 실선으로 도시된 형광체의 반응까지 시간이 더 걸리고 (b)의 경우보다 더 많은 시간에 빛이 방출됨을 알 수 있고, (b)와 (c)의 경우 광통신보다는 조명 장치 등에 더 유리하다.In case of the laser diode of (a), when an electrical signal is inputted, light is emitted immediately and in a very short time by stimulated emission, which may be advantageous for optical communication. In the case of the light emitting device of (b), light is emitted slowly and in a comparatively long time than in the case of the laser diode of (a) due to spontaneous emission after an electrical signal is inputted. In the case of the light emitting device package of (c) (B) and (c) show that light is emitted more slowly than in the case of (b) and (c) than in the case of (b) .
도 6에서 발광소자에 형광체가 도포된 발광소자 패키지의 경우 전기적인 신호에 대한 반응 속도가 느리나, 상술한 실시예에 따른 발광소자 패키지는 도 6의 (c)에 도시된 것보다는 상대적으로 빠른 반응 속도를 나타낼 수 있다.In the case of the light emitting device package in which the phosphor is applied to the light emitting device in FIG. 6, the response speed to the electrical signal is low. However, the light emitting device package according to the above- The reaction rate can be shown.
즉, 상술한 발광소자 패키지는 형광체의 크기가 상대적으로 커서, 형광체에 의한 빛의 산란(scattering)에 의하여 색의 혼합(mixing)이 상대적으로 부족하여 CCT 편차가 크나 광통신에서는 오히려 유리할 수 있다.That is, the above-described light emitting device package has a relatively large size of the phosphor, and due to the scattering of light by the phosphor, mixing of color is relatively insufficient, which causes a large CCT deviation but may be advantageous in optical communication.
도 7a와 도 7b는 상술한 실시예에 따른 발광소자의 패키지의 스펙트럼과 CCT 대 지향각을 각각 나타내고 있는데, 빛의 산란이 상대적으로 적어서 지향각은 좁으나 광통신에서는 유리할 수 있으며, 이러한 지향각 문제를 해결하기 위하여 캐비티 구조가 아닌 플랫한 기판에 발광소자를 배치하고 렌즈를 사용하여 지향각을 넓힐 수 있다.7A and 7B show the spectrum of the package of the light emitting device according to the embodiment and the CCT-to-CCT angle, respectively. Since the scattering of light is relatively small, the angle of directivity is narrow and it is advantageous in optical communication. It is possible to dispose a light emitting element on a flat substrate, which is not a cavity structure, and widen the directivity angle by using a lens.
도 8a와 도 8b 및 도 9a와 도 9b는 비교예 1,2에 따른 발광소자 패키지의 스펙트럼과 CCT 대 지향각을 각각 나타내고 있다. 비교예 1은 크기 4 내지 5 마이크로 미터의 YAG 형광체와 크기 8 내지 10 마이크로 미터의 적색 형광체를 사용한 발광소자 패키지이고, 비교예 2는 크기 4 내지 5 마이크로 미터의 LuAG 형광체와 크기 8 내지 10 마이크로 미터의 적색 형광체를 사용한 발광소자 패키지이다.FIGS. 8A and 8B and FIGS. 9A and 9B show a spectrum of the light emitting device package according to Comparative Examples 1 and 2 and a CCT-to-CCT angle, respectively. Comparative Example 1 is a light emitting device package using a YAG fluorescent material having a size of 4 to 5 micrometers and a red fluorescent material having a size of 8 to 10 micrometers. In Comparative Example 2, a LuAG fluorescent material having a size of 4 to 5 micrometers and a fluorescent material having a size of 8 to 10 micrometers Of the red phosphor.
상술한 바와 같이 본 실시예에 따른 발광소자 패키지는 크기가 상대적으로 큰 (황색) 형광체를 사용하여 빛의 산란에 의하여 혼색이 상대적으로 부족하여 CCT 편차가 큰 빛이 방출되나, 빛의 산란이 적으므로 반응시간이 비교예 1,2 보다 짧아서 조명 통신 장치에 유리할 수 있다.As described above, the light emitting device package according to the present embodiment uses a relatively large (yellow) phosphor and emits light having a large CCT deviation because the color mixture is relatively insufficient due to light scattering. However, The reaction time is shorter than that in Comparative Examples 1 and 2, which can be advantageous for an illumination communication apparatus.
즉, 스펙트럼에서 청색 영역이 황색 영역보다 높은 Cool White 발광소자 패키지가 Warm white 발광소자 패키지보다 조명 통신에는 유리할 수 있으며, Cool White 발광소자 패키지를 구현할 때 크기가 큰 형광체를 적용하는 것이 작은 크기의 형광체를 사용하는 것보다 전기적인 신호를 빛으로 변환하는데 유리할 수 있다.That is, the Cool White light emitting device package having a blue color region higher than the yellow color region in the spectrum may be advantageous for illumination communication than the warm white light emitting device package. In the case of implementing the Cool White light emitting device package, It may be advantageous to convert an electrical signal to light rather than to use it.
발광소자 패키지는 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting device package may be mounted as one or a plurality of light emitting devices according to the embodiments described above, but the present invention is not limited thereto.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지는 조명 통신 장치에 사용될 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to embodiments may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like may be disposed on the light path of the light emitting device package. Such a light emitting device package can be used in an illumination communication device.
도 10은 발광소자 패키지를 포함하는 조명 통신 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.10 is a diagram illustrating an embodiment of an illumination communication device including a light emitting device package.
실시예에 따른 조명 통신 장치(400)는 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 모듈(401)에서 방출된 빛이 리플렉터(402)와 쉐이드(403)에서 반사된 후 렌즈(404)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.The light emitted from the light emitting
상술한 바와 같이, 상기 발광소자 모듈(401)에 사용되는 발광소자 패키지는, 크기가 상대적으로 큰 (황색) 형광체를 사용하여 빛의 산란에 의하여 혼색이 상대적으로 부족하여 CCT 편차가 큰 빛이 방출되나, 빛의 산란이 적으므로 반응시간이 비교예 1,2 보다 짧아서 조명 통신 장치에 유리할 수 있다.As described above, the light emitting device package used for the light emitting
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
100, 200: 발광소자 패키지 110, 210: 기판
121, 221: 제1 리드 프레임 122, 222: 제2 리드 프레임
140, 240: 발광소자 150, 250: 와이어
160, 270a: 수지층 165: 형광체
270: 형광체층 274, 277: 제1,2 형광체
280: 렌즈100, 200: light emitting
121, 221: first
140, 240: light emitting
160, 270a: resin layer 165: phosphor
270:
280: lens
Claims (10)
상기 제1리드 프레임 및 제2 리드 프레임과 각각 전기적으로 연결되어 제1 파장 영역의 빛을 방출하는 발광소자;
상기 발광소자 상에 배치된 형광체층; 및
상기 발광소자와 상기 제1 리드 프레임 및 제2 리드 프레임 상에 배치되고, 상기 발광소자와 대응하는 렌즈를 포함하고,
상기 형광체층은 상기 제1 파장 영역의 빛에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 빛을 방출하는 제1 형광체와 상기 제1 파장 영역의 빛에 의하여 여기되어 제3 파장 영역의 빛을 방출하는 제2 형광체를 포함하고, 상기 제2 파장보다 상기 제3 파장이 길고, 상기 제1 형광체의 크기는 상기 제2 형광체의 크기보다 큰 발광소자.A first lead frame and a second lead frame disposed on the substrate and electrically separated from each other;
A light emitting element electrically connected to the first lead frame and the second lead frame to emit light in a first wavelength range;
A phosphor layer disposed on the light emitting element; And
And a lens disposed on the first lead frame and the second lead frame, the lens corresponding to the light emitting element,
The phosphor layer includes a first phosphor that is excited by light in the first wavelength region to emit light in a second wavelength region, and a second phosphor that is excited by light in the first wavelength region to emit light in a third wavelength region. Wherein the third wavelength is longer than the second wavelength and the size of the first phosphor is larger than the size of the second phosphor.
제1 형광체의 크기는 10 내지 13 마이크로 미터인 발광소자.The method according to claim 1,
The size of the first phosphor is 10 to 13 micrometers.
상기 제1 형광체는 황색 형광체인 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the first phosphor is a yellow phosphor.
상기 제2 형광체의 크기는 8 내지 10 마이크로 미터인 발광소자.The method according to claim 1,
And the second phosphor has a size of 8 to 10 micrometers.
상기 제2 형광체는 적색 형광체인 발광소자.The method according to claim 1,
And the second phosphor is a red phosphor.
상기 형광체층은 상기 발광소자 상에 컨포멀 코팅된 발광소자.The method according to claim 1,
And the phosphor layer is conformally coated on the light emitting element.
상기 형광체층은 상기 발광소자의 상부면을 덮는 발광소자.The method according to claim 6,
And the phosphor layer covers an upper surface of the light emitting device.
상기 형광체층은 상기 발광소자의 측면의 적어도 일부를 감싸고, 상기 발광소자의 측면을 감싸는 형광체층은 상기 발광소자의 활성층을 덮는 발광소자.8. The method of claim 7,
Wherein the phosphor layer surrounds at least a part of a side surface of the light emitting device and a phosphor layer surrounding the side surface of the light emitting device covers the active layer of the light emitting device.
상기 기판은 상기 발광소자가 배치된 제1 면이 플랫(flat)한 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the substrate has a flat first surface on which the light emitting device is disposed.
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