KR20160050269A - 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

실시 형태는 발광 장치에 관한 것이다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 광이 방출되는 발광면과 상기 발광면의 일 모서리부에 배치된 전극을 포함하는 발광 소자; 상기 발광 소자의 발광면 상에 배치되고, 제1 형광체를 포함하는 제1 형광체층; 및 상기 제1 형광체층의 일 부분 상에 배치되고, 상기 전극에 인접하여 배치되고, 제2 형광체를 포함하는 제2 형광체층;을 포함한다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치에 따르면, 발광 소자의 발광면의 면적이 넓어지더라도 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편자를 저감할 수 있다.

Description

발광 장치{LIGHTING DEVICE}
실시 형태는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 재래식 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 발광 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
일반적인 LED 패키지(package)는 리드 프레임을 갖는 기판, 기판에 배치된 LED 칩(chip), LED 칩 상에 배치된 형광체층 및 LED 칩과 형광체층을 덮는 렌즈로 구성된다.
기술의 발전과 성능 향상으로 LED 칩의 크기가 점점 커지고 있는데, LED 칩의 크기가 커질수록 LED 칩에서 광이 방출되는 발광층도 함께 그 크기가 커지고 있다. 이러한 상황에서, LED 칩의 발광층이 균일한 전류 밀도를 갖기는 매우 어렵다. 왜냐하면, LED 칩의 발광층에서도 전극에 가까운 부분은 발광 강도가 강하고, 전극에서 먼 부분은 발광 강도가 약하기 때문이다. 따라서, 이러한 발광 강도의 차이는 LED 칩의 발광층에서 얼룩 또는 휘도 얼룩이 발생되는 문제점이 있다.
LED 칩의 발광층에 발생되는 얼룩은 상기 형광체층에서 색도 차이를 보여줄 수 있다. 또한, 상기 렌즈에서 색상 변화 혹은 휘도 얼룩과 같은 악영향을 미칠 수 있다.
실시 형태는 발광 소자의 발광면의 면적이 넓어지더라도 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 광의 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있는 발광 장치를 제공한다.
또한, 발광 소자의 크기가 커지더라도 방출되는 광이 균일한 발광 장치를 제공한다.
또한, 렌즈의 사용 시 렌즈에 색상 변화 혹은 휘도 얼룩이 발생되지 않는 발광 장치를 제공한다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 광이 방출되는 발광면과 상기 발광면의 일 모서리부에 배치된 전극을 포함하는 발광 소자; 상기 발광 소자의 발광면 상에 배치되고, 제1 형광체를 포함하는 제1 형광체층; 및 상기 제1 형광체층의 일 부분 상에 배치되고, 상기 전극에 인접하여 배치되는 제2 형광체를 포함하는 제2 형광체층;을 포함한다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치에 따르면, 발광 소자의 발광면의 면적이 넓어지더라도 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있다.
실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 광이 방출되는 발광면과 상기 발광면의 일 모서리부에 배치된 전극을 포함하는 발광 소자; 및 상기 발광 소자의 발광면 상에 배치되고, 형광체를 포함하는 형광체층;을 포함하고, 상기 형광체의 농도는, 상기 전극에 인접한 부분이 나머지 부분보다 더 크다. 이러한 실시 형태에 따른 발광 장치에 따르면, 발광 소자의 발광면의 면적이 넓어지더라도 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있다.
실시 형태에 따른 발광 장치를 사용하면, 발광 소자의 발광면에서의 발광 편차를 형광체층을 통해 제어함으로써 색상 편차 또는 휘도 편차를 감소시킬 수 있다.
또한, 발광 소자의 크기가 커지더라도 발광 장치에서 방출되는 광이 균일한 이점이 있다.
또한, 렌즈를 사용하더라도 색상 변화 혹은 휘도 얼룩이 발생되지 않는 이점이 있다.
도 1은 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도.
도 2는 도 1에 도시된 제1 형광체층과 제2 형광체층을 위에서 바라본 평면도.
도 3은 도 2에 도시된 A-A’으로의 단면도.
도 4는 도 1에 도시된 제1 형광체층, 제2 형광체층 및 발광 소자의 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 B-B’으로의 단면 사시도.
도 6은 제2 형광체층의 변형 예.
도 7은 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도.
도 8은 도 7에 도시된 제1 형광체층과 제2 형광체층을 위에서 바라본 평면도.
도 9는 도 7에 도시된 제1 형광체층, 제2 형광체층 및 발광 소자의 사시도.
도 10은 도 9에 도시된 C-C’으로의 단면 사시도.
도 11은 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도.
도 12는 도 11에 도시된 형광체층을 위에서 바라본 평면도.
도 13은 도 12에 도시된 D-D’으로의 단면도.
도 14는 형광체층의 변형 예.
도 15는 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
도 16은 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 도면.
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 형태의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 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 element사이에 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 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 따른 발광 장치를 설명한다.
<제1 실시 형태>
도 1은 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 제1 형광체층과 제2 형광체층을 위에서 바라본 평면도이고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A’으로의 단면도이고, 도 4는 도 1에 도시된 제1 형광체층, 제2 형광체층 및 발광 소자의 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 B-B’으로의 단면 사시도이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 제1 실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300), 제1 형광체층(400), 제2 형광체층(500) 및 렌즈(600)를 포함할 수 있다.
기판(100) 상에는 발광 소자(300), 제1 형광체층(400), 제2 형광체층(500) 및 렌즈(600)가 배치된다. 기판(100) 상에는 리드 프레임(200a, 200b)이 배치될 수 있다.
기판(100)은 PCB (Printed Circuit Board), 실리콘 웨이퍼, 수지, 서브 마운트(sub-mount)와 같은 다양한 것이 될 수 있다. 또한, 기판(100)으로 사용된 소재에 따라 실시 형태에 따른 발광 장치는 플라스틱 패키지, 세라믹 패키지, 금속 패키지 등으로 분류될 수 있다.
리드 프레임(200a, 200b)은, 기판(100)에 배치된다. 리드 프레임(200a, 200b)는 제1 리드 프레임(200a)과 제2 리드 프레임(200b)를 포함할 수 있다. 제1 리드 프레임(200a)과 제2 리드 프레임(200b)은 발광 소자(300)와 직접 또는 간접적으로 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 리드 프레임(200a)는 발광 소자(300)와 직접적으로 연결될 수 있고, 제2 리드 프레임(200b)은 와이어(w)를 통해 발광 소자(300)와 간접적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(300)는, 기판(100) 상에 배치된다.
발광 소자(300)는 제1 리드 프레임(200a) 상에 배치될 수 있다.
발광 소자(300)는 상면을 포함한다. 상면은 광을 방출하는 발광면일 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(300)의 상면 전체가 발광면일 수도 있고, 상면의 일부가 발광면일 수도 있다. 또한, 발광 소자(300)의 측면에서도 광을 방출할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 소자(300)는 전극(350a, 350b)를 포함할 수 있다. 전극(350a, 350b)은 발광 소자(300)의 발광면에서 적어도 하나 이상의 모서리부에 배치될 수 있다. 전극(350a, 350b)은 와이어(w)의 일단과 연결될 수 있다. 여기서, 전극(350a, 350b)는 둘 이상일 수 있다. 구체적으로, 제1 전극(350a)은 발광 소자(300)의 발광면의 제1 모서리부에 배치되고, 제2 전극(350b)는 발광 소자(300)의 발광면의 제2 모서리부에 배치될 수 있다. 전극(350a, 350b)이 둘 이상이면 와이어(w)도 두 개 이상이 이용될 수 있다. 전극(350a, 350b)이 둘 이상이면 전극이 하나인 발광 소자보다 발광면의 휘도 분포가 발광면 전체에 고르게 분포되는 장점이 있으며, 색편차가 줄어드는 장점도 있다. 이로써, 발광 소자의 신뢰성이 향상되고 발광에 의한 얼룩짐을 저감시킬 수 있는 장점도 있다.
발광 소자(300) 상에 제1 형광체층(400)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 발광 소자(300)의 발광면 상에 제1 형광체층(400)이 배치될 수 있다. 발광 소자(300)의 발광면의 면적은 제1 형광체층(400)의 하면의 면적보다 같거나 작을 수 있다. 발광 소자(300)의 발광면의 면적이 제1 형광체층(400)의 하면의 면적보다 크면, 발광 소자(300)의 발광면에서 방출되는 일부 광이 제1 형광체층(400)으로 입사되지 못할 수 있는 문제가 생길수 있다.
발광 소자(300)는 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 발광 구조물은 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층이 배치된 형태로 구비될 수 있다.
제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층을 포함할 수 있고 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층은 상기 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 활성층은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층으로 구현될 수 있고 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 제1 도전형 반도체층이 p형 반도체층을 포함하고 제2 도전형 반도체층이 n형 반도체층을 포함할 수도있다. 또한 제2 도전형 반도체층 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조물은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, 및 p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광 소자(300)는 가시광선 대역부터 자외선 대역의 범위 중에서 선택적으로 발광할 수 있고, 반도체 재질 고유의 색을 갖는 빛을 방출할 수 있다.
발광 소자(300)는 적색, 녹색, 청색 등의 가시광을 방출하는 발광 다이오드(Lighting Emitting Diode) 칩(chip)이거나 자외선 광(Ultraviolet light)를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다.
제1 형광체층(400)은, 발광 소자(300) 상에 배치된다. 구체적으로, 제1 형광체층(400)은 발광 소자(300)의 발광면에 배치될 수 있다.
제1 형광체층(400)은 하면과 상면을 포함할 수 있다. 하면은 발광 소자(300)의 발광면과 접촉할 수 있다. 상면의 일 부분은 제2 형광체층(500)의 하면과 접촉하고, 나머지 부분은 렌즈(600)와 접촉할 수 있다.
제1 형광체층(400)의 두께는, 40 (μm) 이상 150 (μm) 이하일 수 있다. 제1 형광체층(400)의 두께가 40 (μm) 미만이면 광변환 효율이 떨어질 수 있으며 제1 형광체층(400)의 제조가 실질적으로 어렵고, 150 (μm)를 초과하면 대략 5% 이상의 광속 저하가 발생하는 문제점이 있다.
제2 형광체층(500)은, 제1 형광체층(400) 상에 배치된다. 구체적으로, 제2 형광체층(500)은 제1 형광체층(400)의 상면의 일 부분에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 형광체층(400)의 상면의 일 부분은, 구체적으로 전극(350a, 350b)에 인접한 부분일 수 있다.
제2 형광체층(500)은 하면과 상면을 포함할 수 있다. 하면은 제1 형광체층(400)의 상면과 접촉하고, 상면은 렌즈(600)와 접촉할 수 있다.
제2 형광체층(500)의 상면 또는 하면의 면적은, 발광 소자(300)의 발광면의 면적의 10 (%) 이상 60 (%) 이하일 수 있다. 제2 형광체층(500)의 상면 또는 하면의 면적이, 발광 소자(300)의 발광면의 면적의 10 (%) 미만이거나 60 (%) 초과하면, 제1 형광체층(400)과 제2 형광체층(500)에서 방출되는 광의 균일한 발광 강도를 얻기 어렵다.
제2 형광체층(500)의 두께는, 40 (μm) 이상 150 (μm) 이하일 수 있다. 제2 형광체층(500)의 두께가 40 (μm) 미만이면 광변환 효율이 떨어질 수 있으며 제2 형광체층(500)의 제조가 실질적으로 어렵고, 150 (μm)를 초과하면 대략 5% 이상의 광속 저하가 발생하는 문제점이 있다.
제2 형광체층(500)의 두께는 도면에 도시된 바와 같이 일정할 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 제2 형광체층(500)의 두께는 일정하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제2 형광체층(500)의 두께는 전극(350a, 350b)에서 멀어질수록 점점 얇아질 수 있다. 좀 더 구체적으로, 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 제2 형광체층(500’)의 상면은 경사면일 수도 있고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 아래로 오목한 곡면일 수 있다. 이와 같이, 제2 형광체층(500)의 두께가 전극(350a, 350b)에서 멀어질수록 점점 얇아지면, 제2 형광체층(500)과 제1 형광체층(400)의 경계선에서 발생될 수 있는 색도 차이나 얼룩 등을 줄여줄 수 있다. 또한, 방출되는 광의 배광 각도를 변경시킬 수도 있다.
제1 및 제2 형광체층(400, 500)은 수지 재질일 수 있으며, 소정의 형광체를 포함할 수 있다. 소정의 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
황색 형광체는 500nm 이하의 광에 의해 여기되어 530nm부터 580nm 사이에서 주(peak) 파장을 갖는 광을 방출한다. 황색 형광체는 실리케이트계, 가넷계의 야그(YAG), 옥시나이트라이드계 형광체일 수 있다. 황색 형광체는 Y3Al5O12:Ce3+(Ce:YAG), CaAlSiN3:Ce3 +, Eu2 +-SiAlON 계열 중에서 선택된 형광체, 및/또는 BOSE 계열 중에서 선택된 것일 수 있다. 황색 형광체는 또한 원하는 파장의 광 출력을 제공하기 위해 임의의 적합한 레벨로 도핑될 수 있다. Ce 및/또는 Eu가 약 0.1% 내지 약 20% 범위의 도펀트 농도로 형광체에 도핑될 수 있다.
녹색 형광체는 400nm 이하의 광에 의해 여기되어 450nm부터 530nm 사이에서 주 파장을 갖는 광을 방출한다. 녹색 형광체는 실리케이트계, 나이트라이드계, 옥시나이트라이드계 형광체일 수 있다.
적색 형광체는 580nm 이하의 광에 의해 여기되어 600nm부터 650nm 사이에서 주 파장을 갖는 광을 방출한다. 적색 형광체는 나이트라이드계, 설파이드계 형광체일 수 있다. 적색 형광체는 CaAlSiN3:Eu2 +및 Sr2Si5N8:Eu2 +를 포함할 수 있다. 이 형광체는 양자 효율을 150℃ 이상의 온도에서 80% 이상으로 유지할 수 있다. 이용될 수 있는 다른 적색 형광체는 CaSiN2:Ce3 +, CaSiN2:Eu2 +는 물론 Eu2 +-SiAlON 형광체 계열 중에서 선택된 형광체, 및/또는 (Ca,Si,Ba)SiO4:Eu2 +(BOSE) 계열 중에서 선택된 형광체를 포함한다.
제1 형광체층(400)에 포함된 형광체와 제2 형광체층(500)에 포함된 형광체는 동일한 재질의 형광체일 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 서로 다른 재질의 형광체일 수도 있다.
제1 형광체층(400)에 포함된 형광체의 농도와 제2 형광체층(500)에 포함된 형광체의 농도는 서로 동일할 수 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 형광체의 농도는 서로 다를 수 있다.
렌즈(600)는, 기판(100) 상에 배치되며, 발광 소자(300), 제1 형광체층(400) 및 제2 형광체층(500)을 덮는다.
렌즈(600)는, 발광 소자(300), 제1 형광체층(400) 및 제2 형광체층(500)를 외부 이물질이나 수분으로부터 보호하며, 제1 형광체층(400) 및 제2 형광체층(500)에서 방출되는 광을 확산하거나 집광할 수 있다.
렌즈(600)는 소정의 형광체를 포함할 수도 있다. 렌즈(600)의 단면의 형태는 반구형, 반타원형 또는 볼록부나 오목부를 포함한 형태일 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 또한, 렌즈(600)의 최외곽면에는 요철 형상이 형성되어 광을 더 확산시킬 수도 있다.
제1 실시 형태에 따른 발광 장치는, 제2 형광체층(500)이 제1 형광체층(400)의 일 부분 상에 배치되고, 제2 형광체층(500)이 전극(350a, 350b)에 인접하여 배치되기 때문에, 발광 소자(300)의 발광면의 면적이 넓어지더라도 전극(350a, 350b)의 주변부와 나머지 부분 사이의 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있다. 따라서, 렌즈(600)에서 방출되는 광의 색도 편차나 휘도 편차도 저감할 수 있는 이점이 있다.
<제2 실시 형태>
도 7은 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 제1 형광체층과 제2 형광체층을 위에서 바라본 평면도이고, 도 9는 도 7에 도시된 제1 형광체층, 제2 형광체층 및 발광 소자의 사시도이고, 도 10은 도 9에 도시된 C-C’으로의 단면 사시도이다.
도 7 내지 도 10을 참조하면, 제2 실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300), 제1 형광체층(400), 제2 형광체층(500a, 500b) 및 렌즈(600)를 포함할 수 있다.
여기서, 제2 실시 형태에 따른 발광 장치의 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300), 제1 형광체층(400) 및 렌즈(600)은 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300), 제1 형광체층(400) 및 렌즈(600)과 동일하므로, 이에 대한 설명은 생략한다.
제1 실시 형태에 따른 제2 형광체층(500)과 동일하게 제2 실시 형태에 따른 제2 형광체층(500a, 500b)은 제1 형광체층(400)의 일 부분 상에 배치된다.
도 7 내지 도 10에 도시된 발광 소자(300)의 제1 전극(350a)과 제2 전극(350b)의 위치는, 도 1 내지 도 5에 도시된 발광 소자(300)의 제1 전극(350a)과 제2 전극(350b)의 위치와 상이하다. 구체적으로, 도 7 내지 도 10에 도시된 제1 전극(350a)과 제2 전극(350b)은 발광 소자(300)의 여러 모서리부들 중에서 서로 마주보는 두 개의 모서리부에 각각 배치된다. 이에 따라, 제2 형광체층(500a, 500b)의 위치가 도 1 내지 도 5에 도시된 제2 형광체층(500)의 위치와 상이하다.
제2 형광체층(500a, 500b)은 두 개 이상일 수 있다. 구체적으로, 제2 형광체층(500a, 500b)은 제2A 형광체층(500a)과 제2B 형광체층(500b)을 포함할 수 있다.
제2A 형광체층(500a)은 제1 형광체층(400) 상에 배치되고, 제1 전극(350a)에 인접하여 배치된다.
제2B 형광체층(500b)은 제1 형광체층(400) 상에 배치되고, 제2 전극(350b)에 인접하여 배치된다.
도면에서, 제2A 형광체층(500a)과 제2B 형광체층(500b)이 서로 떨어져 배치되어 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 제2A 형광체층(500a)과 제2B 형광체층(500b)은 서로 떨어져 배치되지 않고, 일 부분이 서로 연결되거나 접하여 배치될 수 있다.
제2 실시 형태에 따른 발광 장치는, 제2 형광체층(500a, 500b)이 제1 형광체층(400)의 일 부분 상에 배치되고, 제2 형광체층(500a, 500b)이 전극(350a, 350b)에 인접하여 배치되기 때문에, 발광 소자(300)의 발광면의 면적이 넓어지더라도 전극(350a, 350b)의 주변부와 나머지 부분 사이의 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있다. 따라서, 렌즈(600)에서 방출되는 광의 색도 편차나 휘도 편차도 저감할 수 있는 이점이 있다.
제2 형광체층(500a, 500b)의 두께는 도면에 도시된 바와 같이 일정할 수도 있지만, 이에 한정하는 것은 아니다. 제2 형광체층(500a, 500b)의 두께는 일정하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제2 형광체층(500a, 500b)의 두께는 전극(350a, 350b)에서 멀어질수록 점점 얇아질 수 있다. 즉, 제2 형광체층(500a, 500b)은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이 상면이 경사면일 수도 있고, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이 아래로 오목한 곡면일 수 있다. 이와 같이, 제2 형광체층(500a, 500b)의 두께가 전극(350a, 350b)에서 멀어질수록 점점 얇아지면, 제2 형광체층(500a, 500b)과 제1 형광체층(400)의 경계선에서 발생될 수 있는 색도 차이나 얼룩 등을 줄여줄 수 있다. 또한, 방출되는 광의 배광 각도를 변경시킬 수도 있다.
<제3 실시 형태>
도 11은 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 단면도이고, 도 12는 도 11에 도시된 형광체층을 위에서 바라본 평면도이고, 도 13은 도 12에 도시된 D-D’으로의 단면도이다.
도 11 내지 도 13을 참조하면, 제3 실시 형태에 따른 발광 장치는, 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300), 형광체층(400’) 및 렌즈(600)를 포함할 수 있다. 여기서, 도 11 내지 도 13에 도시된 제3 실시 형태에 따른 발광 장치의 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300) 및 렌즈(600)는 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 기판(100), 리드 프레임(200a, 200b), 발광 소자(300) 및 렌즈(600)와 동일하므로 이에 대한 설명은 생략한다.
형광체층(400’)은 발광 소자(300)의 발광면에 배치된다.
형광체층(400’)은 제1 형광체층(400’a)과 제2 형광체층(400’b)을 포함할 수 있다.
제1 형광체층(400’a)은 발광 소자(300)의 발광면에 배치되고, 전극(350a, 350b)에 인접하여 배치된다.
제1 형광체층(400’a)의 상면 또는 하면의 면적은, 발광 소자(300)의 발광면의 면적의 10 (%) 이상 90 (%) 이하일 수 있다. 제1 형광체층(400’a)의 상면 또는 하면의 면적이, 발광 소자(300)의 발광면의 면적의 10 (%) 미만이거나 90 (%) 초과하면, 형광체층(400’)에서 방출되는 광의 균일한 발광 강도를 얻기 어렵다.
제2 형광체층(400’b)는 발광 소자(300)의 발광면에서, 제1 형광체층(400’a)이 배치되지 않은 나머지 부분에 배치된다.
제1 형광체층(400’a)과 제2 형광체층(400’b)은 소정의 형광체를 포함한다. 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체는 제2 형광체층(400’b)에 포함된 형광체와 같을 수 있다.
하지만, 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체의 농도는 제2 형광체층(400’b)에 포함된 형광체의 농도와 다르다. 구체적으로, 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체의 농도가 제2 형광체층(400’b)에 포함된 형광체의 농도보다 크다. 여기서, 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체의 농도는 제2 형광체층(400’b)에 포함된 형광체의 농도의 1.5배 이하일 수 있다. 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체의 농도가 제2 형광체층(400’b)에 포함된 형광체의 농도의 1.5배를 초과하면, 제1 형광체층(400’a)에 포함된 형광체의 농도가 너무 진해져 제1 형광체층(400’a)에서 방출되는 광의 양이 현저히 줄어드는 문제가 있을 수 있다.
도면에서 형광체층(400’)이 제1 형광체층(400’a)과 제2 형광체층(400’b)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 형광체층(400’)이 이에 한정되는 것은 아니다. 도 14에 도시된 바와 같이, 형광체층(400’’)은 하나이되, 형광체층(400’)에 포함된 형광체의 농도가 부분마다 다를 수 있다. 구체적으로, 전극에서 멀리 떨어진 부분에서는 형광체의 농도가 전극에 인접한 부분보다 더 낮을 수 있다. 또한, 전극에서 멀어질수록 형광체의 농도가 점진적으로 줄어들 수 있다.
제3 실시 형태에 따른 발광 장치는, 형광체층(400’)이 발광 소자(300) 상에 배치되고, 형광체층(400’)에 포함된 형광체의 농도가 전극(350a, 350b)에 인접한 부분과 그 이외의 부분에서 서로 다르기 때문에, 발광 소자(300)의 발광면의 면적이 넓어지더라도 전극(350a, 350b)의 주변부와 나머지 부분 사이의 발광 강도의 차이에 의해 발생하는 색도 편차나 휘도 편차를 저감할 수 있다. 따라서, 렌즈(600)에서 방출되는 광의 색도 편차나 휘도 편차도 저감할 수 있는 이점이 있다.
<제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 제조 방법 1>
도 15는 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 15의 (a)를 참조하면, 발광 소자(300)의 발광면과 전극(350a) 상에 마스크(Mask)를 형성하고, 추후에 제1 및 제2 형광체층이 될 형광체 조성물(900)을 발광 소자(300)의 발광면 위에 스프레이 방식으로 뿌린다. 마스크 위에서 스퀴지(Squeegee, S)로 밀면서 형광체 조성물(900)의 상면을 평평하게 한다.
다음으로, 도 15의 (b)를 참조하면, 형광체 조성물(900)이 어느 정도 경화되면, 마스크를 제거하고, 형광체 조성물(900)의 일 부분을 스퀴지(S)로 누른다. 이러한 과정을 통해 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 및 제2 형광체층(400, 500)을 형성할 수 있다.
<제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 제조 방법 2>
도 16은 제1 실시 형태에 따른 발광 장치의 제1 및 제2 형광체층의 다른 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 16의 (a)를 참조하면, 발광 소자(300)의 발광면과 전극(350a) 상에 마스크(Mask)를 형성하고, 추후에 제1 형광체층이 될 1차 형광체 조성물(900)을 발광 소자(300)의 발광면 위에 인쇄 방식으로 형성한다.
다음으로, 도 16의 (b)를 참조하면, 1차 형광체 조성물(900)이 어느 정도 경화되면, 1차 형광체 조성물(900) 상에 마스크를 형성하고, 추후에 제2 형광체층이 될 2차 형광체 조성물(900’)을 1차 형광체 조성물(900) 위에 인쇄 방식으로 형성한다. 이러한 과정을 통해 도 1 내지 도 5에 도시된 제1 및 제2 형광체층(400, 500)을 형성할 수 있다.
이상에서 실시 형태를 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, 실시 형태에 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.
100: 기판
200a, 200b: 리드 프레임
300: 발광 소자
400: 제1 형광체층
500: 제2 형광체층
600: 렌즈

Claims (10)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 광이 방출되는 발광면과 상기 발광면의 일 모서리부에 배치된 전극을 포함하는 발광 소자;
    상기 발광 소자의 발광면 상에 배치되고, 제1 형광체를 포함하는 제1 형광체층; 및
    상기 제1 형광체층의 일 부분 상에 배치되고, 상기 전극에 인접하여 배치되는 제2 형광체를 포함하는 제2 형광체층;
    을 포함하는 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 형광체와 상기 제2 형광체는 서로 다른 발광 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 형광체층 또는 상기 제2 형광체층의 두께는 40 (μm) 이상 150 (μm) 이하인 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 형광체층의 상면 또는 하면의 면적은, 상기 발광 소자의 발광면의 면적의 10 (%) 이상 60 (%) 이하인 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 형광체층의 두께는 상기 전극에서 멀어질수록 얇아지는 발광 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제2 형광체층의 상면은 경사면 또는 곡면인 발광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극은 제1 전극과 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 형광체층은 상기 제1 전극에 인접한 제2A 형광체층과 상기 제2 전극에 인접한 제2B 형광체층을 포함하는 발광 장치.
  8. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 광이 방출되는 발광면과 상기 발광면의 일 모서리부에 배치된 전극을 포함하는 발광 소자; 및
    상기 발광 소자의 발광면 상에 배치되고, 형광체를 포함하는 형광체층;을 포함하고,
    상기 형광체의 농도는, 상기 전극에 인접한 부분이 나머지 부분보다 더 큰 발광 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체의 농도는 상기 전극에서 멀어질수록 점진적으로 줄어드는 발광 장치.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 형광체층은 상기 전극에 인접하여 배치된 제1 형광체층과 상기 발광 소자의 발광면에서 상기 제1 형광체층이 배치되지 않은 나머지 부분에 배치된 제2 형광체층을 포함하고,
    상기 제1 형광체층에 포함된 형광체의 농도는 상기 제2 형광체층에 포함된 형광체의 농도보다 더 큰 발광 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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