KR20150132354A - Ｌｅｄ 조명 디바이스들 - Google Patents

Ｌｅｄ 조명 디바이스들 Download PDF

Info

Publication number
KR20150132354A
KR20150132354A KR1020157028982A KR20157028982A KR20150132354A KR 20150132354 A KR20150132354 A KR 20150132354A KR 1020157028982 A KR1020157028982 A KR 1020157028982A KR 20157028982 A KR20157028982 A KR 20157028982A KR 20150132354 A KR20150132354 A KR 20150132354A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
glass
light source
color conversion
distributed
led
Prior art date
Application number
KR1020157028982A
Other languages
English (en)
Inventor
니콜라스 프란시스 보레리
리사 안 람버손
로버트 미카엘 모레나
티모스 제임스 오스리
윌리암 리차드 트루트나
Original Assignee
코닝 인코포레이티드
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
Priority claimed from US13/828,297 external-priority patent/US10158057B2/en
Application filed by 코닝 인코포레이티드 filed Critical 코닝 인코포레이티드
Publication of KR20150132354A publication Critical patent/KR20150132354A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • F21K9/50—
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21S—NON-PORTABLE LIGHTING DEVICES; SYSTEMS THEREOF; VEHICLE LIGHTING DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR VEHICLE EXTERIORS
    • F21S2/00—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction
    • F21S2/005—Systems of lighting devices, not provided for in main groups F21S4/00 - F21S10/00 or F21S19/00, e.g. of modular construction of modular construction
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21V—FUNCTIONAL FEATURES OR DETAILS OF LIGHTING DEVICES OR SYSTEMS THEREOF; STRUCTURAL COMBINATIONS OF LIGHTING DEVICES WITH OTHER ARTICLES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21V29/00—Protecting lighting devices from thermal damage; Cooling or heating arrangements specially adapted for lighting devices or systems
    • F21V29/50—Cooling arrangements
    • F21V29/70—Cooling arrangements characterised by passive heat-dissipating elements, e.g. heat-sinks
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/505—Wavelength conversion elements characterised by the shape, e.g. plate or foil
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/644—Heat extraction or cooling elements in intimate contact or integrated with parts of the device other than the semiconductor body
    • F21Y2101/02—
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)

Abstract

패키징된 칩-온-보드 (COB) LED 어레이들은 제공되며, 이때 색 변환 매체는 색 변환 매체의 동작 온도를 줄이고, 손상을 피하면서 광 출력을 증가시키기 위해, 실리콘보다는 오히려 유리 격벽 플레이트 내에서 분포된다. 칩-온-보드 (COB) 발광 다이오드 (LED) 광원, 광원 봉합재, 분포된 색 변환 매체, 및 유리 격벽 플레이트를 포함한 조명 디바이스가 제공된다. COB LED 광원은 열 히트 싱크 프레임워크 및 적어도 하나의 LED를 포함하며, 그리고 광원 봉합재가 LED 상에 분포되는 광원 봉합재 캐비티를 정의한다. 유리 격벽 플레이트는 광원 봉합재 캐비티 상에 위치하며, 그리고 분포된 색 변환 매체를 포함한다. 광원 봉합재는, LED를 봉합하고 봉합재 열 전도 경로들을 정의하기에 충분한 두께로 LED 상에 분포된다.

Description

ＬＥＤ 조명 디바이스들{LED LIGHTING DEVICES}
관련 출원에 대한 상호 참조
본 출원은, 2011년 10월 26일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/281,671호 (2010년 10월 28일자로 출원된 미국 가출원 제61/407,710호의 우선권 주장 출원)의 우선권 주장 출원되고, 상기 출원의 계속 출원인, 2013년 3월 14일자로 출원된 미국 특허 출원 제13/828297호의 우선권 주장 출원이고, 이들 출원 각각의 내용은 전반적으로 참조로서 본원에 병합된다.
본원은 발광 다이오드 (LED) 조명 디바이스들에 관한 것으로, 보다 구체적으로, 패키징된 칩-온-보드 (chip-on-board, COB) LED 어레이들에 관한 것이다.
우선, 도 1을 참조하여 보면, 고 휘도 LED 조명 디바이스들, 즉, 1000 루멘에 근접하거나 이를 초과하는 광원들은 통상적으로, 예를 들어, 금속 피복 PC 보드 (20)에 고정된 2차원 어레이로 구성된, 현저하게 많은 청색 LED들 (10)을 필요로 한다. 수많은 경우들에서, 다이오드 어레이는 실리콘 봉합재 (silicone encapsulant) (30)에서 분산된 색 변환 인광체 (color conversion phosphor)에 의해 덮여진다. 이들 및 다른 타입의 COB LED 어레이들은 형상, 광 출력, 및 전기적 구동 요건들에서 표준화되어 있으며, 생각할 수 있는 바로는 새로운 조명 표준이 될 수 있다.
본 발명자들이 인식한 바와 같이, 패키징된 칩-온 보드 (COB) LED 어레이들에 대한 현저한 메트릭 (metric)은 LED당 루멘으로 측정된 광 출력이며, 이때 이해되는 목적은 LED당 광 출력을 최대화시키면서, LED당 비용은 최소화시키는 것이다. 그러나, LED당 광 출력은 인광체의 온도 상승, 및 둘러싼 실리콘 상의 그 상승의 충격에 의해 제한된다. 인광체, 나아가 색 변환 동안의 스토우크스 이동 (Stokes shift)의 내재 변환 비효율성으로 인해, 청색 광 일부는 열로 변환되고, 상기 열은 열 전도에 의해 LED를 통하여 아래의 히트 싱크로 제거될 수 있다. 불행하게도, 인광체가 혼합된 실리콘 포팅 (potting) 화합물은 상대적으로 낮은 열 전도율 - 인광체-인-실리콘 필름 (phosphor-in-silicone film)에서 현저한 온도 상승을 일으킬 수 있는 조건을 가진다. 예를 들어, 히트 싱크 (heat sink) 온도가 1000 루멘으로 85℃ (85℃ @ 1000 lumens)로 주어진 경우, 인광체-인-실리콘 필름의 온도는 160도에 도달할 수 있고, 이는 실리콘의 최대 동작 온도이지만, 그러나 통상적으로 LED의 최대 광 출력 또는 온도에 대응되지 않는다. 이에 따라서, 본원은, 디바이스의 LED (들)가 보다 강력하게 구동될 수 있고, 총 광 출력을 증가시키도록, 열이 LED 조명 디바이스의 색 변환 층으로부터 보다 효율적으로 제거될 수 있는 수단을 소개한다.
예를 들어, 칩-온-보드 (COB) LED 어레이들에서, 청색 LED들은, 인광체 및 실리콘의 슬러리 (slurry)로서 시작한 것에 종종 봉합된다. LED들 상의 인광체-인-실리콘 (PiS)의 두께는 750 ㎛로 측정된다. 이는 청색 광의 일부가 보다 긴 파장으로 변환되면서, 청색 광의 일부가 변환됨 없이 통과되기에 충분하다. 청색 광이 인광체에 의해 변환되기 때문에, 일부 열은 완전한 것보다는 낮은. 예컨대, 약 95%의 양자 효율성으로 인해 일어난다. 추가적인 열은, 보다 높은 에너지의 청색 광자가 보다 긴 파장의 보다 낮은 에너지 광자와 교환될 시에, 스토우크스 이동으로 인해 일어난다. 실리콘이 상대적으로 형편없이 열 전도체이기 때문에, 이러한 열은 청색 LED들의 출력을 제한시키는 것으로 나타난다. 즉, 청색 LED들이 보다 강력하게 구동되는 경우, PiS는 실리콘이 손상 받는 지점에 가열된다.
본원의 주제 내용에 따라서, 패키징된 칩-온-보드 (COB) LED 어레이들은 제공되며, 이때 색 변환 매체는 색 변환 매체의 동작 온도를 줄이고, 손상을 피하면서 광 출력을 증가시키기 위해, 실리콘보다는 오히려 유리 격벽 플레이트 (glass containment plate) 내에서 분포된다. 유리 격벽 플레이트는, 색 변환 매체, 색 변환이 분포된 유리 격벽 매트릭스, 또는 임의의 다른 실질적인 평평 구조 유리 부재, 용기, 또는 색 변환 매체를 포함하기에 적합한 조립체를 포함한 내부 체적을 포함하는 유리 격벽 프레임으로서 제공될 수 있다.
색 변환 매체로 적재된 유리 격벽 플레이트는 LED 어레이의 와이어 본드들 바로 위에 위치한다. 순수 실리콘은, 형편없는 열 전도체인 공기보다는 오히려 LED들을 둘러싸는데 사용될 수 있다. 이는, LED들 상에 실리콘의 두께가 와이어 본드들의 높이로 감소될 수 있다는 것, 즉, 약 50㎛의 매우 낮은 프로파일의 다양한 와이어 본드들의 높이로 감소될 수 있다는 것을 의미한다. 이러한 구조는 다방면에 이점이 있다. 우선 색 변환 매체 그 자체는 상기 매체가 실리콘에 분산되는 경우보다 높은 온도에 견딜 수 있는데, 이는 유리 격벽 플레이트가 유기 구성요소를 가지고 있지 않기 때문이다. 더욱이, 패키징된 LED의 히트 싱크에 대한 채널 히트의 능력은, LED 상의 실리콘 층의 두께가 예컨대, 약 750㎛로부터 약 50㎛로 크게 감소되기 때문에 크게 향상된다. 생각해볼 수 있는 바와 같이, 보다 추가적인 두께 감소는, 와이어 본드가 두께 요건을 더 이상 설정하지 않을 시에, 플립-칩 (flip-chipped) LED 어레이를 가능하게 할 수 있다. 아마도 처음엔 반 직관적이지만, 인광체에 의해 발생된 열에 대한 열 소산 경로는 LED 그 자체를 통해 존재한다.
본원의 유리 격벽 플레이트는 추가적인 제조 프로세스 제어를 위해 제공되기 때문에, 또한 이점을 가진다. 구체적으로, 상기 플레이트는 해당 LED 어레이로부터 별도로 테스트될 수 있으며, 그리고 적절한 플레이트-투-어레이 페어링 (plate-to-array pairing)은 원하는 색 출력을 달성하도록 이루어질 수 있다. 이는, 변환 매체가 LED 어레이를 봉합하기 위해 사용된 실리콘에서의 슬러리로 제공될 시의 경우가 아니다.
본원의 일 실시예에 따라서, 칩-온-보드 (COB) 발광 다이오드 (LED) 광원, 광원 봉합재, 분포된 색 변환 매체, 및 유리 격벽 플레이트를 포함한 조명 디바이스가 제공된다. COB LED 광원은 열 히트 싱크 프레임워크 및 적어도 하나의 LED을 포함하며, 그리고 광원 봉합재가 LED 상에 분포된 광원 봉합재 캐비티를 정의한다. 유리 격벽 플레이트는 광원 봉합재 캐비티 상에 위치하며, 그리고 분포된 색 변환 매체를 포함한다. 광원 봉합재는, LED를 봉합하고, 분포된 색 변환 매체로부터 광원 봉합재를 통하여 열 히트 싱크 프레임워크로 뻗어나간 봉합재 열 전도 경로들 TPE (도 2 참조)를 정의하기에 충분한 두께로 LED 상에 분포된다.
본원의 또 다른 실시예에 따라서, 유리 격벽 플레이트는 유리 매트릭스를 포함하며, 그리고 분포된 색 변환 매체는 유리 매트릭스에 분포된 인광체를 포함한다. 여전히 또 다른 본원의 실시예에 따라서, 분포된 색 변환 매체는 유리 격벽 플레이트의 내부 체적 내에 포함된 양자점 구조를 포함한다. 본원의 추가 실시예에 따라서, 분포된 색 변환 매체는 유리 매트릭스에 분포된 인광체를 포함하며, 그리고 조명 디바이스는 조명 디바이스의 보충 방출 영역을 정의하기 위해, 유리 격벽 플레이트 상에 배치된 양자점 플레이트를 더 포함한다.
본원의 특정 실시예들의 다음의 상세한 설명은 다음의 도면들과 함께, 참조할 시에 최적으로 이해될 수 있으며, 유사 구조는 유사 참조 번호로 나타나고, 도면에서:
도 1은 인광체-인-실리콘 색 변환 매체를 이용한 LED 조명 디바이스를 도시하고;
도 2는 본원의 일 실시예에 따른 LED 조명 디바이스의 개략적인 도시이고;
도 3은 본원의 또 다른 실시예에 따른 LED 조명 디바이스의 개략적인 도시이며; 그리고
도 4는 본원의 여전히 또 다른 실시예에 따른 LED 조명 디바이스의 개략적인 도시이다.
도 2-4는 적어도 하나의 LED (110), 광원 봉합재 (120), 분포된 색 변환 매체 (130), 유리 격벽 플레이트 (140, 140'), 및 예를 들어, 금속 피복 인쇄 회로 보드의 형태를 한 열 히트 싱크 프레임워크 (150)를 포함한 COB LED 조명 디바이스들 (100, 100', 100")을 도시한다. 색 변환 매체 (130)는 유리 격벽 플레이트 (140, 140') 내의 LED 조명 디바이스의 방출 영역 (field) 상에 2차원으로 분포되며, 그리고 예를 들어, 색 변환 인광체 또는 양자점 구조를 포함할 수 있다. 본원에서 개시된 것을 넘어, 광원 봉합재 (120), 색 변환 매체 (130), 유리 격벽 플레이트 (140, 140') 및 열 히트 싱크 프레임워크 (150)를 위해 선택된 특정 재료들은 LED 조명 디바이스들 내의 색 변환 인광체들의 사용과 주로 관련된 US PG Pub. 제2012/0107622호, LED 기반의 단색성 및 백색 광원을 제공하기 위해 광-변환의 콜로이드 도핑된 반도체 나노크리스탈의 사용과 관련된 US 제2012/0175588호, 및 광원에 걸쳐 배치된 하나 이상의 나노입자 개체를 갖는 층 및 하나 이상의 하부 LED 칩 또는 다른 광원을 통합하는 발광 디바이스들과 관련된 US 제7,723,744호 등의 참고문으로부터 얻어질 수 있다. 상기 나노입자들은 그러한 하부 소스에 의해 방출된 일부의 광을 흡수하고, 서로 다른 레벨로 광을 재방출한다. 나노입자들의 타입 및 상대적 농도를 변경함으로써, 서로 다른 방출 스펙트럼이 달성될 수 있다.
COB LED 광원 (100, 100', 100")은, 광원 봉합재 (120)가 LED들 (110)의 어레이 상에 분포된 광원 봉합재 캐비티를 정의한다. 유리 격벽 플레이트 (140, 140')는 광원 봉합재 캐비티 상에 위치하고, 분포된 색 변환 매체 (130)를 포함하며, 그리고 분포된 색 변환 매체 (130)로부터 유리 격벽 플레이트 (140, 140')를 통하여 열 히트 싱크 프레임워크 (150)로 뻗어나가는 유리 열 전도 경로들 TPG을 정의한다. 더욱이, 광원 봉합재 (120)는, LED들의 와이어 본드들, 및 임의의 다른 LED 하드웨어를 포함하여 LED들 (110)을 봉합하며 분포된 색 변환 매체 (130)로부터 광원 봉합재 (120)를 통하여 열 히트 싱크 프레임워크 (150)로 뻗어나가는 봉합재 열 전도 경로들 T PE을 정의하기에 충분한 두께로 LED들 (110)의 어레이 상에 분포된다.
상기에서 유의한 바와 같이, 본원은 열이 LED 조명 디바이스의 색 변환 층으로부터 보다 효율적으로 제거될 수 있는 수단, 및 색 변환 층에서 보다 높은 절대 온도 상승을 허용하는 수단을 소개한다. 이러한 팩터들 둘 다는 디바이스의 LED (들)이 보다 강력하게 구동되도록 하여, 총 광 출력을 증가시킨다. 이를 위해, 광원 봉합재 (120)의 두께는 바람직하게, 열 전도 경로들 TPE이 광원 봉합재 (120)를 통하여 대략 100 ㎛ 미만으로 뻗어나가도록 맞추어진다. 보다 바람직하게, 고려될 수 있는 바와 같이, 광원 봉합재의 두께는, 열 전도 경로들 TPE이 광원 봉합재 (120)를 통하여 대략 50 ㎛ 미만으로 뻗어나가도록 맞추어질 수 있다.
상기 구조의 열 성능은 도 2 내지 4에 개략적으로 도시된 열 경로 (TPG 및 TPE)의 열 저항으로 나타낼 수 있다. 실제 치수에 있어서, 상대 수직 열 경로 (TPE)는, 그의 경로가 TPG의 것보다 짧기 때문에 거의 지배적이다. 추가적으로, 도 1의 통상적인 인광체-인-실리콘 LED 구조의 열 저항은 도 2에 도시된 인광체-인-유리 설계보다 대략 5 배 크다. 도 2의 상대적으로 얇은 유리 봉합재 매트릭스 설계는 비교할 만한 LED 파워로 인광체의 온도 상승을 5 배로 (fivefold) 감소시키며, 이는 LED들이 보다 높은 전류에서 구동되도록 하여 광을 보다 많이 만들어 내는 것을 가능하게 한다. 이러한 이점은 유리 격벽 플레이트 (140)의 얇은 프로파일 및 LED들 (110) 상의 봉합재 층 (120)의 감소된 두께로부터 대부분 생겨난다. 열 저항과 관련하여, 고려될 수 있는 바와 같이, 광원 봉합재 (120)의 두께는, 열전도 경로 TPE가 도 1에 도시된 것 등의 실리콘 패키지 내의 종래의 인광체의 것보다 대략 1/5이 작은 열 저항이 되도록 맞추어질 수 있다. 일 실시예에서, 이러한 열 저항은 광원 봉합재 (120)를 통하여 대략 15℃/W 미만이다.
도 2 및 3의 구성에서, 유리 격벽 플레이트 (140)는 유리 매트릭스를 포함하며, 그리고 분포된 색 변환 매체 (130)는 US PG Pub 제2012/0107622 A1호에 개시된 바와 같이, 유리 매트릭스에 분포된 인광체를 포함한다. 도 2의 실시예에서, LED 조명 디바이스 (100)는 유리 매트릭스 상에 배치된 유리 커버 플레이트 (145)를 더 포함하며, 이때 이온 교환 유리는 유리 커버 플레이트 (145)를 위한 적합하게 고려된 유리 조성물 선택이다. 유리 격벽 플레이트 (140)는 유리 격벽 플레이트 (140)의 프릿 (frit)을 강화시키기 위해, 양방 모두가 연소 (firing)되는 동안, 유리 커버 플레이트 (145)에 영구적으로 접합될 수 있다. 수 많은 실시예들에서, 특히, 색 변환 매체 (130)가 분포된 유리 격벽 매트릭스로서 유리 격벽 플레이트 (140)가 제공되는 경우, 유리 격벽 플레이트의 재료를 유리 기판에 테이프 주조 (tape casting)를 하고 그 후에, 그 기판을 커버 유리 플레이트 (145)에 접합시킴으로써 (프릿을 강화시키는 동안 일어날 수 있음), 유리 격벽 플레이트 (140)를 제공하는 것은 이점을 가질 수 있다. 그러나, 고려되는 바와 같이, 유리 격벽 플레이트 (140)의 재료는 커버 유리 플레이트 (145) 상에 직접 주조된 테이프일 수 있고, 이로써, 유리 격벽 플레이트 (140)를 커버 유리 플레이트 (145)에 접합시킬 필요는 피할 수 있다.
도 3의 실시예에서, LED 조명 디바이스 (100')는 LED 조명 디바이스 (100')의 보충 방출 영역을 정의하기 위해, 유리 격벽 플레이트 (140) 상에 배치된 양자점 플레이트 (160)를 더 포함한다. 양자점 플레이트 (160)는 양자점 플레이트 (160)의 서로 마주한 밀봉 유리 패널들 (160a, 160b) 사이에서 정의된 내부 체적 내에 포함된 양자점 구조 (170)를 포함한다. 분포된 인광체 색 변환 매체 (130)에 의해 정의된 주요 방출 영역은 양자점 플레이트 (160)에 의해 정의된 보충 방출 영역과 공간적으로 일치하나, 스펙트럼적으로 다르다. 이러한 방식으로, 양자점 플레이트 (160)에 의해 정의된 방출 영역의 방출 스펙트럼은 분포된 인광체 색 변환 매체 (130)에 의해 정의된 방출 영역의 방출 스펙트럼에 광 온기 (optical warmth)를 추가하도록 맞춰질 수 있다. 예를 들어, 분포된 인광체 색 변환 매체 (130)가 LED들 (110)로부터의 청색 광을 황색으로 변환시키는 경우, 양자점 플레이트의 양자점들은 황색 광, 나아가 누출된 청색 광의 일부를 적색으로 변환시킴으로써, 온기를 추가하도록 맞춰질 수 있다 - 하나의 이점은, 적색 양자점들이 IR에 뒤따름으로써 (tailing) 광이 소모되는 적색 인광체들과는 달리, 상대적으로 좁은 방출 대역을 가진다는 점이다. 적색 양자점들의 경우에, 양자점들이 상대적으로 좁은 방출 대역을 가지기 때문에, IR로의 뒤따름의 문제는 피할 수 있어, 우수한 파워 효율성을 유지할 수 있다. 특정 색의 양자점 플레이트를 선택하기 위한 대안으로서, 고려되는 바와 같이, 포함된 양자점들의 크기들이 원하는 색을 얻기 위해 조정될 수 있다. 또한, 고려되는 바와 같이, 다양한 양자점 크기들은 또한 특정 색, 예컨대 백색을 얻기 위해 혼합될 수 있다.
도 3의 실시예 및 이와 유사한 실시예들에서, 유리 격벽 플레이트 (140) 및 양자점 플레이트 (160)는 유리 격벽 플레이트를 양자점 플레이트 (160) 상에 테이프 주조 및 연소 프로세스가 양자점 구조를 손상시키기 때문에 별개로 이루어져야 한다. 이러한 이유로, 별개의 얇은 실리콘 접합부 (135)는 양자점 플레이트 (160)와 유리 격벽 플레이트 (140) 사이에서 요구된다.
도 4의 구성에 대해 구체적으로 참조하여 보면, 유의한 바와 같이, 유리 격벽 플레이트 (140')는, 분포된 색 변환 매체 (170)를 포함하기 위해, 서로 마주한 밀봉 유리 패널들 (140a, 140b) 사이에서 정의된 내부 체적을 포함한 유리 격벽 프레임의 형태로 하여 제시된다. 분포된 색 변환 매체 (170)는 도 3에 관련하여 상기에서 기술한 양자점 구조의 형태를 하여 제공될 수 있다. 보다 구체적으로, 고려되는 바와 같이, 분포된 색 변환 매체 (170)는 서로 마주한 유리 패널들 (140a, 140b)에 의해 정의된 내부 체적 내에 포함된 양자점 구조를 포함할 수 있고, 이때 상기 가요성 융해 유리 (flexible fusion glass)는 적합하게 고려된 유리 조성물 선택이다. 도 3 및 4에서, 도 2의 커버 유리 플레이트 (145)는, 유리 격벽 플레이트들 (140', 160'), 즉, 양자점 플레이트들이 보호 커버 유리로서 제공될 수 있기 때문에 제거된다.
도 3 및 4에 도시된 양자점 구조에서, 서로 마주한 밀봉 유리 패널들은 하나의 캐비티 유리 (140a, 160a) 및 하나의 밀봉 유리 (140b, 160b)를 포함한다. 밀봉 유리 (140b, 160b)는 통상적으로, 코닝 사로부터 구입가능한 매우 얇은 (통상적으로 100 ㎛) 버전의 EAGLE XG® 디스플레이 유리인 Willow와 같은, 상대적으로 얇은 (약 100 ㎛) 디스플레이 등급 유리이다. 적합한 캐비티는 예를 들어, 미세 기계가공, 레이저-보조 기계가공 또는 밀링 (milling), 레이저 절삭, 에칭, 또는 그 조합들을 포함하여, 임의의 종래의 또는 여전히 개발중에 있는 유리 몰딩 또는 유리 기계가공 기법에 의해 캐비티 유리 (140a, 160a)에 제공될 수 있다. 그 후, 스퍼터링된 (sputtered) 유리는 밀봉 유리 (140b, 160b) 아래 상에 배치될 수 있으며, 그리고 레이저는 양자점들이 캐비티에 위치되는 동안, 밀봉 유리 (140b, 160b)를 캐비티 유리 주변에 접합시키기 위해 사용될 수 있다.
한 세트의 고려된 실시예들에 따라서, 상술한 양자점을 포함하기 위한 밀봉 유리 패널들은 밀봉 유리, 캐비티 유리 또는 이 둘 다의 밀봉 표면의 주변부를 따라 상대적으로 낮은 용융 온도 (즉, 낮은 Tg) 유리 밀봉 스트립을 제공함으로써 구성될 수 있다. 이러한 방식으로, 캐비티 유리 및 밀봉 유리는 일치 구성 (mating configuration)을 이룰 시에, 양자점들을 포함하는 내부 체적을 정의하기 위해 유리 밀봉 스트립과 협동한다. 유리 밀봉 스트립은 예를 들어, 스퍼터링 타깃으로부터 스퍼터링함으로써 물리기상 증착법를 통해 증착될 수 있다.
포커싱된 레이저 빔은 밀봉 인터페이스 (sealed interface)를 형성하기 위해 유리 기판 재료 인근의 낮은 용융 온도의 유리 밀봉 스트립을 국부적으로 용융시키기 위해 사용될 수 있다. 하나의 접근법으로, 레이저는 캐비티 유리 또는 밀봉 유리를 통해 포커싱되고, 그 후에 캐비티 유리 및 밀봉 유리의 인접한 부분들 및 유리 밀봉 스트립을 국부적으로 가열하도록 위치적으로 스캔될 수 있다. 유리 밀봉 스트립의 국부 용융에 영향을 주기 위해, 유리 밀봉 스트립은 레이저 프로세싱 파장에서 바람직하게 적어도 약 15%를 흡수한다. 캐비티 유리 및 밀봉 유리는 통상적으로 레이저 프로세싱 파장에서 투명하다 (예컨대, 적어도 50%, 70%, 80% 또는 90% 투명).
다른 대안의 실시예에 있어서, 패턴화된 유리 밀봉 스트립을 형성하는 대신, 블랭킷 층 (blanket layer)의 밀봉 (낮은 용융 온도) 유리는 밀봉 유리의 실질적으로 모든 표면 상에 형성될 수 있다. 캐비티 유리/밀봉 유리 층/밀봉 유리를 포함하는 조립 구조는 상기와 같이 조립될 수 있으며, 그리고 레이저는 두 기판들 사이의 밀봉 인터페이스를 국부적으로 정의하기 위해 사용될 수 있다.
레이저 500은 밀봉에 영향을 주기 위한 임의의 적합한 출력을 가질 수 있다. 일 예시의 레이저는 일반적인 디스플레이 유리들에 대한 투명도 범위에 있는 355 nm 레이저 등의 UV 레이저이다. 적합한 레이저 파워는 약 5 W 내지 약 6.15 W의 범위에 있을 수 있다. 레이저의 이동 속도 (밀봉률)는 약 1 mm/sec 내지 100 mm/sec의 범위에 있을 수 있고, 예를 들면, 1, 2, 5, 10, 20, 50 또는 100 mm/sec일 수 있다. 레이저 스팟 (spot) 크기 (직경)는 약 0.5 내지 1 mm일 수 있다.
상기 레이저 스팟 크기에 비례될 수 있는 밀봉 영역의 폭은 약 0.1 내지 2 mm, 예컨대 0.1, 0.2, 0.5, 1, 1.5 또는 2 mm일 수 있다. 유리 밀봉 층의 총 두께는 약 100 nm 내지 10 미크론 범위에 있을 수 있다. 다양한 실시예들에서, 층의 두께는 10 미크론 미만, 예컨대 10, 5, 2, 1, 0.5, 또는 0.2 미크론 미만일 수 있다. 예시의 유리 밀봉 층 두께는 0.1, 0.2, 0.5, 1, 2, 5 또는 10 미크론을 포함한다.
본원의 다양한 실시예들에서, 유리 밀봉 스트립의 재료는 투명 및/또는 반투명하고 상대적으로 얇은 불투과성 "녹색" 재료이고, 밀봉 재료와 인접한 유리 기판들 사이의 CTE의 큰 차이를 수용하기에 충분한 밀봉 강도로 그리고 낮은 온도로 기밀 밀봉을 형성하도록 구성된다. 더욱이, 밀봉 스트립의 재료에는 충전제들 (fillers), 바인더들 (binders), 및/또는 유기 첨가제들이 없다는 것을 보장하는 것이 바람직할 수 있다. 상기 밀봉 재료를 형성하기 위해 사용된 낮은 용융 온도의 유리 재료들은 유리 파우더들 또는 가루 유리로 형성되거나 또는 형성되지 않을 수 있다.
일반적으로, 적합한 밀봉 재료들은 낮은 Tg 유리들 및 적합하게는 반응성 구리 또는 주석 산화물들을 포함한다. 상기 유리 밀봉 재료는 인산염 유리들, 붕산염 유리들, 텔루르산염 (tellurite) 유리들 및 칼코겐화물 (chalcogenide) 유리들과 같은 낮은 Tg 재료들로 형성될 수 있다. 본원에서 정의된 바와 같이, 낮은 Tg 유리 재료는 400℃ 미만, 예컨대 350℃, 300℃, 250℃, 또는 200℃ 미만의 유리 전이 온도를 갖는다. 예시의 붕산염 및 인산염 유리들은 주석 인산염들, 주석 플루오르인산염들, 및 주석 플루오르붕산염들을 포함한다. 스퍼터링 타깃들은 상기와 같은 유리 재료들 또는 대안으로 그의 전구체들을 포함할 수 있다. 예시의 구리 및 주석 산화물들은 이들 재료의 압축 파우더를 포함하는 스퍼터링 타깃들로 형성될 수 있은 CuO 및 SnO이다.
옵션적으로, 유리 밀봉 조성물들은 텅스텐, 세륨 및 니오븀을 포함하지만 이에 제한되지 않은 하나 이상의 도펀트들을 포함할 수 있다. 상기와 같은 도펀트들이 포함될 경우, 상기 도펀트들은 예를 들어, 유리 층의 광 특성에 영향을 미칠 수 있으며, 레이저 방사의 유리 층에 의한 흡수를 제어하기 위해 사용될 수 있다. 예로서, 산화 세륨 (ceria)으로 도핑하는 것은 레이저 프로세싱 파장들에서 낮은 Tg 유리 장벽에 의한 흡수를 증가시킬 수 있다.
예시의 주석 플루오르인산염 유리 조성물들은 해당 3상 상태도 (ternary phase diagram)에서 각각의 조성물들의 SnO, SnF2 및 P2O5의 형태로 나타날 수 있다. 적합한 주석 플루오로인산염 유리들은 20-100 mol% SnO, 0-50 mol% SnF2 및 0-30 mol% P2O5를 포함한다. 이들 주석 플루오로인산염 유리 조성물들은 옵션적으로 0-10 mol% WO3, 0-10 mol% CeO2 및/또는 0-5 mol% Nb2O5를 포함할 수 있다.
예를 들어, 유리 밀봉 층을 형성하는데 적합한, 도핑된 주석 플루오르인산염 개시 재료의 조성물은 35 내지 50 몰 퍼센트 SnO, 30 내지 40 몰 퍼센트 SnF2, 15 내지 25 몰 퍼센트 P2O5, 및 WO3, CeO2 및/또는 Nb2O5와 같은 1.5 내지 3 몰 퍼센트의 도펀트 산화물을 포함한다.
일 특정 실시예에 따른 주석 플루오르인산염 유리 조성물은 약 38.7 mol% SnO, 39.6 mol% SnF2, 19.9 mol% P205 및 1.8 mol% Nb205을 포함하는 니오븀-도핑 주석 산화물/주석 플루오르인산염/오산화인 (phosphorus pentoxide) 유리이다. 상기와 같은 유리 층을 형성하는데 사용될 수 있는 스퍼터링 타깃들은 원자 몰 퍼센트로 나타낸 23.04% Sn, 15.36% F, 12.16% P, 48.38% O 및 1.06% Nb를 포함할 수 있다.
대안적인 실시예에 따른 주석 인산염 유리 조성물은 원자 몰 퍼센트로 약 27% Sn, 13% P 및 60% O를 포함하는 스퍼터링 타깃으로부터 도출될 수 있는 약 27% Sn, 13% P 및 60% O를 포함한다. 인식할 수 있는 바와 같이, 본원에 개시된 다양한 유리 조성물들은 증착된 층의 조성물 또는 소스 스퍼터링 타깃의 조성물로 지칭될 수 있다.
주석 플루오르인산염 유리 조성물들과 같이, 예시의 주석 플루오르붕산염 유리 조성물들은 각각 3상 상태도 조성물의 SnO, SnF2 및 B2O3으로 나타낼 수 있다. 적합한 주석 플루오르붕산염 유리 조성물들은 20-100 mol% SnO, 0-50 mol% SnF2 및 0-30 mol% B2O3를 포함한다. 이들 주석 플루오르붕산염 유리 조성물들은 옵션적으로 0-10 mol% WO3, 0-10 mol% CeO2 및/또는 0-5 mol% Nb2O5를 포함할 수 있다.
이들 재료들로부터 유리 밀봉 층들을 형성하는데 사용된, 추가 양태의 적합한 낮은 Tg 유리 조성물 및 방법들이 공동 양도된 미국 특허 제5,089,446호 및 미국 특허출원 제11/207,691호, 제11/544,262호, 제11/820,855호, 제12/072,784호, 제12/362,063호, 제12/763,541호 및 제12/879,578호에 개시된다.
열 전도 경로들 TPE, TPG에 대하여, 유의한 바와 같이, 열 유동 H (watt)는, 일차원 (x)으로 dT/dx인 연관 온도 구배에 비례한다. 수학적으로 나타내면 다음과 같다:
Figure pct00001
이때, k는 재료의 열 전도율이며, 그리고 A는 열이 유동하는 두께 (dx)의 극소 슬래브 (infinitesimal slab)의 단면적이다. 열 유동이 단열된 열 경로에서 1차원으로 국한되는 경우, 상기 식 (1)의 해법은 다음과 같이 간단해진다:
Figure pct00002
이때, Rth는 열 저항으로 정의되고, L은 열 경로의 길이이다.
도 1에 도시된 것과 같은 LED 조명 디바이스 구성들에 있어서, COB 어레이에서의 열 유동은 얇은 (~5 ㎛ 두께) GaN LED 및 아래의 사파이어 기판을 통해 인광체부터 히트 싱크로 수직을 이룬다. 어레이는 1차원 열 유동으로서 모델링되고, 상기 식 (2)를 이용하여 열 저항을 계산할 수 있다. 1000 루멘 어레이가 약 10 와트 전기 입력을 필요로 한다는 가정 하에 작동할 경우, 그 중 약 5W는 LED의 열로 소산되고, 나머지 5와트는 청색 광으로 방출된다. 색 변환 프로세스에 있어서, 약 1.3W와트가 인광체의 열로서 손실되고, 약 3.7W 총 광 출력이 남아 있게 된다. 상기 패키지의 가장 뜨거운 평면은 인광체의 표면이다. 상기 어레이는 일련의 2개의 열 저항들, 즉 제 1 열 저항으로서 인광체-인-실리콘 및 제2열 저항으로서 사파이어 LED 기판으로 모델링될 수 있다. GaN 필름이 매우 얇으면 그의 열 저항은 무시할 수 있다.
열 모델을 위한 관련 사양이 다음 표에 나타난다:
Figure pct00003
사파이어의 열 전도율이 70℃에서 17.35 watt/m-K이기 때문에, 36 mm2 면적의 열 저항 (식 (2)), 0.125 mm 두께 사파이어는 Rs=0.2 degrees/watt이다. 인광체 층의 온도 상승은 열 부하가 필름에 걸쳐 분포되기 때문에 보다 복잡하다. 청색광은 흡수 및 산란으로 인해 베에르의 법칙 (Beer's Law)에 따라 기하급수적으로 저하될 것으로 기대되고, 이로써, 연관된 열 부하는 동일한 분포를 가져야 한다. t=0.757 mm 두께의 인광체 층에서 90%가 흡수된다고 가정하면, 그 흡수 깊이 (d)는 약 0.3285 mm이다. 가장 뜨거운 평면의 온도는 인광체에서 발생된 전체 1.3 와트가 다음과 같이 주어진 등가의 두께를 통해 유동한다는 것을 가정하여 추정될 수 있다:
Figure pct00004
이때, t=0.757 mm이고, d=0.3285 mm이며, 등가 두께 teq = 0.244 mm이다. 인광체-인-실리콘의 열 전도율이 실리콘과 동일하게 0.22 watt/m-K라고 가정하면, 인광체 층의 열 저항은 사파이어의 열 저항보다 약 60배가 큰 Rp= 30.8 degree/watt이다.
이들 데이터를 사용하여, GaN LED 및 인광체 필름의 온도 상승을 추정할 수 있다. 12.8 W의 전기 입력 파워 (12.2 volt x 1.05 amp)가 주어지면, 8.1 와트는 사파이어를 통해 흐르며, 그리고 1.66 와트는 인광체에서 소산된다. 히트 싱크 온도가 85℃라고 가정하면, LED 및 형광체 평면의 온도는 각각 87℃ 및 138℃가 되고, 도 2의 LED 조명 디바이스를 나타내는 유사하게 모델링된 데이터와 손쉽게 비교될 수 있으며, 이때 사파이어 열 저항은 0.20 degree/watt로 동일하고, ~150 ㎛ 두께의 인광체-인-유리 (PiG) 필름에서 발생된 1.66 와트는 얇은 실리콘 필름을 통해 흐른다. 상기 필름은 인광체-인-유리 (PiG) 필름으로부터 GaN 히트 싱크로의 열 유동에 대한 열 저항을 최소화하기 위해 가능한 한 얇아야 하며, 그리고 고려되는 바와 같이, 50 ㎛ 두께는 LED 와이어본드들을 처리하기에 충분해야 한다. 0.22 degree/m-watt의 실리콘 열 전도율, 및 동일한 36 mm2의 총 LED 면적을 사용하면, 그러한 수직 경로의 열 저항은 6.3 degree/watt이다.
그러므로, 인광체-인-유리 (PiG) 필름에서의 동일한 1.66 와트 열 소산에 의한 인광체의 온도 상승은 10 도이며, 이는 도 1의 구성에 비해, 도 2 구성이 인광체 온도를 크게 감소시키는 것을 보여준다. 이러한 결과들은 다음 표에 요약되어 나타난다:
Figure pct00005
유사한 결과들이 도 3 및 4의 조명 디바이스 구성에서 기대될 수 있다.
본원의 주제 내용을 상세하게 기술하고, 그의 특정 실시예들을 참조하여, 유의한 바와 같이, 본원에 개시된 다양한 사항은, 심지어 특정 요소가 본 설명에 수반되는 도면 각각에 도시되는 경우라도 본원에서 기술된 다양한 실시예들의 기본적인 구성요소들인 요소들에 이러한 사항에 관련됨을 의미하는 것으로 취급되지 않아야 한다. 오히려, 본원에 추가된 청구항들은 본원에 걸쳐 단독 표현 및 본원에 기술된 다양한 발명들의 해당 권리 범주로 취해져야 한다. 더욱이, 명백한 바와 같이, 변형들 및 변화들은 첨부된 청구항들에 정의된 본 발명의 권리 범이로부터 벗어남 없이 가능하다. 보다 구체적으로, 본원의 일부 양태들이 본원에서 바람직하거나 특정 이점으로 식별되지만, 고려된 바와 같이, 본원은 이러한 양태들에 반드시 제한될 필요는 없다.
유의한 바와 같이, 특정 속성을 구체화하기 위해, 또는 특정 방식으로 기능을 하기 위해, 특정 방식으로 "구성된" 본원의 구성요소를 본원에서 설명하는 것은 의도된 사용의 설명과는 대조적으로, 구조적인 설명이다. 보다 구체적으로, 구성요소가 "구성된" 방식에 대한 본원의 참조는 구성요소의 기존의 물리적인 조건을 나타내며, 상기와 같이 상기 구성요소의 구조적인 특성의 명확한 설명으로 취급되어야 한다. 또한, 유의한 바와 같이, "적어도 하나의" 성분, 요소 등의 본원에서의 설명은 관사들 ("a" 또는 "an")의 대안적인 사용이 단일 성분, 요소 등으로 제한되어야 하는 추론을 생성하도록 사용되지 않아야 한다.
유의한 바와 같이, "바람직하게, "일반적으로", 및 "통상적으로" 등의 용어들이 본원에 사용될 경우, 상기 용어들은 청구된 발명의 권리 범위를 제한하거나, 또는 소정의 특징들이 중대적인, 본질적인, 또는 심지어 청구된 발명의 구조 또는 기능에 중요하다는 것을 암시하기 위해 이용되지 않는다. 오히려, 이들 용어들은 단지 본원의 실시예의 특정 양태들을 식별하거나 또는 본원의 특정 실시예에 사용되거나 사용될 수 없는 대안적인 또는 추가적인 특징들을 강조하기 위한 것으로 의도될 뿐이다.
본 발명을 기술 및 정의하기 위한 목적으로, 유의한 바와 같이, 용어 "약" 및 "대략"은 임의의 양적인 비교, 값, 측정, 또는 다른 표현에 기인할 수 있는 내재 불확실성 정도를 나타내기 위해 본원에 사용된다. 상기 용어들은 또한 다루어질 시에 주제 내용의 기본적인 기능의 변화를 초래함 없이, 진술된 참조로부터 양적인 표현이 변화될 수 있는 정도를 나타내기 위해 본원에 사용된다.
유의한 바와 같이, 다음 청구항 중 하나 이상은 과도 구절에서 용어 "이때 (wherein)"를 사용한다. 본 발명을 정의하기 위한 목적으로, 유의한 바와 같이, 이러한 용어는, 구조의 일련의 특성의 설명을 도입하기 위해 사용되고 보다 일반적으로 사용된 개방형 전문 용어 "포함하는 (comprising)"과 같이 유사한 방식으로 해석되어야 하는 개방형 과도 구절로서 청구항에 도입된다.

Claims (16)

  1. 칩-온-보드 (COB) 발광 다이오드 (LED) 광원, 광원 봉합재 (light source encapsulant), 분포된 색 변환 매체, 및 유리 격벽 플레이트 (glass containment plate)를 포함하는 조명 디바이스에 있어서,
    상기 COB LED 광원은 열 히트 싱크 프레임워크 및 적어도 하나의 LED를 포함하며, 그리고 상기 광원 봉합재가 상기 LED 상에 분포되는 광원 봉합재 캐비티를 정의하고;
    상기 유리 격벽 플레이트는 상기 광원 봉합재 캐비티 상에 위치하며, 그리고 상기 분포된 색 변환 매체를 포함하고;
    상기 광원 봉합재는, 상기 LED를 봉합하고 상기 분포된 색 변환 매체로부터 상기 광원 봉합재를 통하여 상기 열 히트 싱크 프레임워크로 뻗어나가는 봉합재 열 전도 경로들 TPE을 정의하기에 충분한 두께로 상기 LED 상에 분포되며; 그리고
    상기 색 변환 매체는 상기 유리 격벽 플레이트 내의 조명 디바이스의 방출 영역 상에 2 차원으로 분포되는, 조명 디바이스.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 봉합재의 두께는, 상기 열 전도 경로들 TPE이 상기 광원 봉합재를 통하여 대략 100 ㎛ 미만으로 뻗어나가도록 하는, 조명 디바이스.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 봉합재의 두께는, 상기 열 전도 경로들 TPE이 상기 광원 봉합재를 통하여 대략 50 ㎛ 미만으로 뻗어나가도록 하는, 조명 디바이스.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 봉합재의 두께는, 상기 열 전도 경로들 TPE가 상기 광원 봉합재를 통하여 대략 15℃/W 미만의 열 저항이 되도록 하는, 조명 디바이스.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광원 봉합재의 두께는, 상기 열 전도 경로들 TPE가 상기 광원 봉합재를 통하여 대략 10℃/W 미만의 열 저항이 되도록 하는, 조명 디바이스.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 분포된 색 변환 매체는 색 변환 인광체를 포함하는, 조명 디바이스.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 분포된 색 변환 매체는 양자점 구조 (quantum dot structure)를 포함하는, 조명 디바이스.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 격벽 플레이트는 유리 매트릭스를 포함하며; 그리고
    상기 분포된 색 변환 매체는 상기 유리 매트릭스에 분포된 인광체를 포함하는, 조명 디바이스.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 격벽 플레이트는, 특정 색을 얻기 위해 혼합된 다양한 양자점 크기들을 포함하는, 조명 디바이스.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 격벽 플레이트는 유리 프레임을 포함하며; 그리고
    상기 분포된 색 변환 매체는 상기 유리 프레임의 내부 체적 내에 포함된 양자점 구조를 포함하는, 조명 디바이스.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 분포된 색 변환 매체는 양자점 구조를 포함하고;
    상기 유리 격벽 플레이트는 내부 체적을 정의하기 위해, 상호 보완적인 에지들에서 밀봉되는, 서로 마주한 유리 패널들을 포함하며; 그리고
    상기 양자점 구조는 상기 유리 격벽 플레이트의 내부 체적 내에 포함되는, 조명 디바이스.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 유리 격벽 플레이트는 유리 매트릭스를 포함하고;
    상기 분포된 색 변환 매체는 상기 유리 매트릭스에 분포된 인광체를 포함하고;
    상기 조명 디바이스는 상기 조명 디바이스의 보충 방출 영역을 정의하기 위해, 상기 유리 격벽 플레이트 상에 배치된 양자점 플레이트를 더 포함하며; 그리
    분포된 인광체 색 변환 매체에 의해 정의된 방출 영역은 상기 양자점 플레이트에 의해 정의된 보충 방출 영역과 공간적으로 일치하나, 스펙트럼적으로 (spectrally) 다른, 조명 디바이스.
  13. 청구항 12에 있어서,
    개재 (intervening) 유리 플레이트는 상기 유리 격벽 플레이트의 유리 매트릭스와 상기 양자점 플레이트 사이에 배치되는, 조명 디바이스.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 유리 격벽 플레이트 상에 배치된 양자점 플레이트는 내부 체적을 정의하기 위해 상호 보완적인 에지들에서 밀봉되는 서로 마주한 유리 패널들 및 양자점 구조를 포함하며; 그리고
    상기 양자점 구조는 상기 양자점 플레이트의 내부 체적 내에 포함되는, 조명 디바이스.
  15. 청구항 12에 있어서,
    상기 양자점 플레이트에 의해 정의된 방출 영역의 방출 스펙트럼은 상기 분포된 인광체 색 변환 매체에 의해 정의된 방출 영역의 방출 스펙트럼에 광 온기 (optical warmth)를 추가하는, 조명 디바이스.
  16. 청구항 1에 있어서,
    상기 COB LED 광원은 LED 어레이를 포함하며; 그리고
    상기 광원 봉합재는 상기 LED 어레이 상에 분포되는, 조명 디바이스.
KR1020157028982A 2013-03-14 2014-03-13 Ｌｅｄ 조명 디바이스들 KR20150132354A (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US13/828,297 2013-03-14
US13/828,297 US10158057B2 (en) 2010-10-28 2013-03-14 LED lighting devices
PCT/US2014/025418 WO2014159894A1 (en) 2013-03-14 2014-03-13 Led lighting devices

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20150132354A true KR20150132354A (ko) 2015-11-25

Family

ID=50639938

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020157028982A KR20150132354A (ko) 2013-03-14 2014-03-13 Ｌｅｄ 조명 디바이스들

Country Status (5)

Country Link
EP (1) EP2973699A1 (ko)
JP (1) JP2016511556A (ko)
KR (1) KR20150132354A (ko)
CN (1) CN105453262A (ko)
WO (1) WO2014159894A1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190012707A (ko) 2017-07-28 2019-02-11 오로라엘이디 주식회사 진공을 이용한 led 조명용 방열기구

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017028097A (ja) * 2015-07-22 2017-02-02 シャープ株式会社 発光装置および照明装置
WO2017193312A1 (en) * 2016-05-11 2017-11-16 Huawei Technologies Co., Ltd. Quantum dot light-emitting device
US10290777B2 (en) * 2016-07-26 2019-05-14 Cree, Inc. Light emitting diodes, components and related methods
CN106587641B (zh) * 2016-12-01 2019-05-07 天津理工大学 低熔点玻璃粉及其制造的激光照明用玻璃陶瓷
CN109841052B (zh) * 2017-11-28 2020-07-14 群光电子股份有限公司 具有复合材罩体的红外线发射装置
US11121298B2 (en) 2018-05-25 2021-09-14 Creeled, Inc. Light-emitting diode packages with individually controllable light-emitting diode chips
US11335833B2 (en) 2018-08-31 2022-05-17 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
US11233183B2 (en) 2018-08-31 2022-01-25 Creeled, Inc. Light-emitting diodes, light-emitting diode arrays and related devices
JP2019032563A (ja) * 2018-11-15 2019-02-28 シャープ株式会社 発光装置および照明装置
US11101411B2 (en) 2019-06-26 2021-08-24 Creeled, Inc. Solid-state light emitting devices including light emitting diodes in package structures

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5089446A (en) 1990-10-09 1992-02-18 Corning Incorporated Sealing materials and glasses
EP1894257A1 (en) * 2005-06-23 2008-03-05 Rensselaer Polytechnic Institute Package design for producing white light with short-wavelength leds and down-conversion materials
JP5219331B2 (ja) * 2005-09-13 2013-06-26 株式会社住田光学ガラス 固体素子デバイスの製造方法
US7278408B1 (en) 2005-11-30 2007-10-09 Brunswick Corporation Returnless fuel system module
US8941293B2 (en) * 2006-05-11 2015-01-27 Samsung Electronics Co., Ltd. Solid state lighting devices comprising quantum dots
WO2008127460A2 (en) 2006-12-08 2008-10-23 Evident Technologies Light-emitting device having semiconductor nanocrystal complexes
WO2008105527A1 (ja) * 2007-03-01 2008-09-04 Nec Lighting, Ltd. Ｌｅｄ装置及び照明装置
KR101442146B1 (ko) * 2008-02-25 2014-09-23 삼성디스플레이 주식회사 광원 유닛, 이를 포함하는 액정 표시 장치 및 이의 제조방법
KR100982991B1 (ko) * 2008-09-03 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 양자점 파장변환체, 양자점 파장변환체의 제조방법 및 양자점 파장변환체를 포함하는 발광장치
KR101577300B1 (ko) * 2008-10-28 2015-12-15 삼성디스플레이 주식회사 양자점을 이용한 백색광 발광다이오드 구조 및 이를 포함하는 백라이트 어셈블리
WO2011002509A1 (en) 2009-06-30 2011-01-06 Tiecheng Alex Qiao Semiconductor nanocrystals used with led sources
EP2482351A4 (en) * 2009-09-25 2013-06-05 Oceans King Lighting Science SEMICONDUCTOR LIGHT-EMITTING DEVICE AND ITS ENCAPSULATION METHOD
US8294168B2 (en) * 2010-06-04 2012-10-23 Samsung Electronics Co., Ltd. Light source module using quantum dots, backlight unit employing the light source module, display apparatus, and illumination apparatus
US20110303940A1 (en) * 2010-06-14 2011-12-15 Hyo Jin Lee Light emitting device package using quantum dot, illumination apparatus and display apparatus
US20120012865A1 (en) * 2010-07-19 2012-01-19 Jianhua Li Led array package with a high thermally conductive plate
EP2632868A1 (en) 2010-10-28 2013-09-04 Corning Incorporated Phosphor containing glass frit materials for led lighting applications
US9412905B2 (en) * 2011-04-01 2016-08-09 Najing Technology Corporation Limited White light emitting device

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20190012707A (ko) 2017-07-28 2019-02-11 오로라엘이디 주식회사 진공을 이용한 led 조명용 방열기구

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014159894A1 (en) 2014-10-02
JP2016511556A (ja) 2016-04-14
CN105453262A (zh) 2016-03-30
EP2973699A1 (en) 2016-01-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10158057B2 (en) LED lighting devices
US9202996B2 (en) LED lighting devices with quantum dot glass containment plates
KR20150132354A (ko) Ｌｅｄ 조명 디바이스들
Shimizu et al. Toward commercial realization of quantum dot based white light-emitting diodes for general illumination
Kim et al. phosphor plates for high-power LED applications: challenges and opportunities toward perfect lighting
JP2018532256A (ja) 密封型装置及びその構成方法
JP6668996B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
US20090261708A1 (en) Glass-phosphor capping structure for leds
US20170179359A1 (en) A wavelength converting element, a light emitting module and a luminaire
Li et al. Study on the thermal and optical performance of quantum dot white light-emitting diodes using metal-based inverted packaging structure
US20140151721A1 (en) Phase transition cooling in led lighting devices
JP2008108835A (ja) 半導体発光装置及びその製造方法
TWI712187B (zh) 發光元件以及其製造方法
US11493702B2 (en) Optoelectronic component
JP2016225581A (ja) 波長変換部材及びそれを用いた発光装置
WO2014087047A1 (en) A hermetically sealed optoelectronic component
CN107408610A (zh) 发光器件
KR20160036489A (ko) 발광 장치
JPWO2019124046A1 (ja) 発光装置
JP2006054313A (ja) 半導体発光装置
Yoo et al. Ultra-fast fabrication of phosphor in glass via laser sintering using silicon wafers
JP2017171706A (ja) 赤色蛍光体および発光モジュール
JP6547615B2 (ja) パッケージの製造方法、発光装置の製造方法、パッケージ、及び発光装置
JP5795971B2 (ja) 蛍光体及び発光装置
CN111883635B (zh) 发光装置以及其制造方法

Legal Events

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