KR20160059325A - 발광 장치 - Google Patents
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Abstract
발광 장치가 개시된다. 발광 장치는, 발광 소자, 발광 소자 상에 위치하는 파장변환부, 및 발광 소자와 파장변환부 사이에 위치하는 접착부를 포함하는 발광부; 및 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 접착부는 형광체를 포함하며, 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 파장변환부로부터 방출되는 광의 파장과 서로 다르다.
Description
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 특히, 생산된 발광 장치들 간의 색좌표 편차가 감소된 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 광을 발하는 무기 반도체 소자로서, 최근, 디스플레이, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에서 사용된다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 응답 속도가 빨라서, 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치는 종래의 광원을 대체할 것으로 기대된다.
이러한 발광 다이오드는 상대적으로 좁은 반치폭을 갖는 광을 방출하므로, 일반적인 발광 다이오드는 대체로 단색에 가까운 광을 방출한다. 따라서 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치에서 백색광을 구현하기 위해서, 일반적으로 형광체를 이용하여 광의 혼색을 유도하여 백색광을 구현한다. 형광체는 상대적으로 파장이 짧은 광을 흡수하여 상대적으로 파장이 긴 광을 방출하므로, 청색 발광 다이오드 또는 UV 발광 다이오드와 같은 짧은 파장의 광을 방출하는 발광 다이오드를 형광체로 도포하여 발광 장치에서 백색광이 방출되도록 하는 구성을 이용한다.
특히, 조명용으로 이용되는 백색 발광 장치의 경우, 높은 연색성이 요구되므로 2종 이상의 형광체가 적용된 발광 장치를 이용한다. 예컨대, 발광 장치는, 청색 발광 다이오드, 청색 발광 다이오드의 주변에 위치하는 녹색 및 적색 형광체를 포함하고, 청색 발광 다이오드에서 방출되는 청색광, 각각의 형광체에서 파장변환되어 방출되는 녹색광과 적색광이 혼색되어 백색광이 구현될 수 있다.
그런데, 이와 같이 2종 이상의 형광체를 이용하는 경우, 발광 다이오드에 방출된 광이 어떤 형광체에 먼저 도달하느냐에 따라 발광 장치에서 방출되는 백색광의 색좌표가 달라지게 된다. 이에 따라, 동일한 공정에서 생산되는 발광 장치들 간의 색좌표 편차가 발생하여, 발광 장치의 제조 수율이 떨어진다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 생산된 발광 장치들 간의 방출광의 색좌표 편차가 감소된 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 장치는, 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 파장변환부, 및 상기 발광 소자와 파장변환부 사이에 위치하는 접착부를 포함하는 발광부; 및 상기 발광부의 측면을 둘러싸고, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 접착부는 형광체를 포함하며, 상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 파장과 서로 다르다.
상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 피크 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 피크 파장보다 길 수 있다.
상기 접착부의 형광체는 적색 형광체일 수 있고, 상기 파장변환부는 녹색 형광체 또는 황색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 접착부 및 상기 파장변환부는 각각 서로 다른 1종의 형광체를 포함할 수 있다.
상기 파장변환부는 단결정 형광체 시트를 포함할 수 있다.
상기 단결정 형광체 시트는 단결정의 YAG:Ce를 포함할 수 있고, 상기 접착부는 적색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 접착부는 상기 발광 소자의 측면까지 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자의 측면 상에 위치하는 접착부의 부분은, 경사진 측면을 가질 수 있다.
상기 접착부의 측면 중 경사진 부분은 상기 측벽부와 접하며, 상기 측벽부는 광 반사성 특성을 가질 수 있다.
상기 발과 장치는, 기판을 더 포함할 수 있고, 상기 발광부 및 상기 측벽부는 상기 기판 상에 위치할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 장치는, 제1 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 제1 파장변환부, 및 상기 제1 발광 소자와 제1 파장변환부 사이에 위치하는 제1 접착부를 포함하는 제1 발광부; 상기 제1 발광부와 이격되며, 제2 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 제2 파장변환부, 및 상기 제2 발광 소자와 제2 파장변환부 사이에 위치하는 제2 접착부를 포함하는 제2 발광부; 상기 제1 및 제2 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 제1 및 제2 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 제1 및 제2 접착부는 각각 제1 및 제2 형광체를 포함하며, 상기 제1 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 제1 파장변환부로부터 방출되는 파장과 서로 다르고, 상기 제2 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 제2 파장변환부로부터 방출되는 파장과 서로 다르며, 상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부는 서로 다른 피크 파장을 갖는 광을 방출한다.
상기 발광 장치는, 기판을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 발광부, 및 상기 측벽부는 상기 기판 상에 위치할 수 있다.
상기 기판은 제1 내지 제4 전극을 포함할 수 있고, 상기 제1 및 제2 전극은 상기 제1 발광부에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 및 제4 전극은 제2 발광부에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 내지 제4 전극은 서로 절연되며, 상기 제1 내지 제4 전극 각각은 상기 기판의 외부 표면에 노출될 수 있다.
상기 제1 발광부는 백색광을 방출할 수 있다.
또한, 상기 파장변환부는 단결정 형광체 시트를 포함할 수 있다.
상기 단결정 형광체 시트는 단결정의 YAG:Ce를 포함할 수 있고, 상기 접착부는 적색 형광체를 포함할 수 있다.
상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 피크 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 피크 파장보다 길 수 있다.
상기 접착부 및 상기 파장변환부는 각각 서로 다른 1종의 형광체를 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 접착부는 상기 발광 소자의 측면까지 연장되어 형성될 수 있고, 상기 발광 소자의 측면 상에 위치하는 접착부의 부분은, 경사진 측면을 가질 수 있다.
본 발명에 따르면, 형광체를 포함하는 접착부를 갖는 발광 장치를 제공함으로써, 발광 장치에서 방출되는 광의 색좌표 조절이 용이하고, 또한, 동일한 공정에서 제조된 발광 장치들 간의 색좌표 편차를 현저하게 감소시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 사시도, 평면도, 저부 평면도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 정면도이다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 사시도, 평면도, 저부 평면도 및 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 정면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 장치(10)는 발광 소자(110), 파장변환부(120) 및 접착부(130)를 포함하는 발광부(100) 및 측벽부(300)를 포함한다. 나아가, 발광 장치(10)는 기판(400) 및 보호 소자(미도시)를 더 포함할 수 있다.
기판(400)은 발광 장치(10)의 저부에 위치할 수 있으며, 발광 소자(110)와 측벽부(300)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 기판(400)은 절연성 또는 도전성 기판일 수 있으며, 또한, 도전성 패턴을 포함하는 PCB일 수 있다. 기판(400)이 절연성 기판인 경우, 기판(400)은 폴리머 물질, 또는 세라믹 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, AlN와 같이 열전도성이 우수한 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
또한, 기판(400)은 베이스(410)를 포함할 수 있고, 나아가, 제1 전극(421) 및 제2 전극(431)을 더 포함할 수 있다. 이때, 베이스(410)는 기판(400) 및 전극들(421, 431)을 전체적으로 지지하는 역할을 할 수 있으며, 전극들(421, 431)을 서로 절연시키기 위하여 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 베이스(410)는 열전도성이 우수한 AlN과 같은 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
제1 전극(421)과 제2 전극(431)은 서로 절연될 수 있으며, 베이스(410)를 상하로 관통하여, 베이스(410) 상부 및 하부 상에 노출될 수 있다. 이에 따라, 전극들(421, 431)은 기판(400) 상에 위치하는 발광 소자(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 또한, 기판(400)의 하부에 노출된 부분을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결되어 발광 소자(110)에 전원을 공급할 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 및 제2 전극(421, 431)의 형태는 다양하게 형성될 수 있으며, 각각의 제1 및 제2 전극(421, 431)은 복수로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(421, 431) 중 적어도 하나는 베이스(410)의 측면을 통해 노출될 수도 있다.
한편, 몇몇 실시예들에 있어서, 기판(400)은 생략될 수도 있다.
발광 소자(110)는 기판(400) 상에 위치할 수 있고, 발광 구조체(111), 제1 패드 전극(113) 및 제2 패드 전극(115)을 포함할 수 있다.
발광 구조체(111)는 n형 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층과 p형 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함할 수 있고, 이에 따라, 제1 발광 소자(110)에 전원이 공급되는 경우 광이 방출될 수 있다. 제1 패드 전극(113)과 제2 패드 전극(115)은 각각 n형 반도체층 및 p형 반도체층(또는 반대로)에 전기적으로 연결될 수 있다. 특히, 제1 패드 전극(113)과 제2 패드 전극(115)은 발광 구조체(111)로부터 아래 방향으로 연장되어 형성될 수 있고, 이에 따라, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 제1 발광 소자(110)의 하부에 위치할 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 발광 구조체(111)의 하면과 대체로 동일한 평면상에 위치할 수도 있다. 나아가, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 발광 구조체(111)의 하면보다 높이 위치할 수도 있다. 이 경우, 발광 구조체(111)의 하면에는 홈들이 형성될 수 있고, 상기 홈에 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)가 노출될 수 있다. 발광 소자(110)의 구조적인 형태는 제한되지 않으며, 예를 들어, 제1 패드 전극(113)과 제2 패드 전극(115)이 발광 구조체(111)의 일면 상에 위치하는 플립칩형 반도체 발광 소자일 수 있다.
제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 각각 기판(400)의 제1 전극(421) 및 제2 전극(431)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전극(421, 431)을 통해 발광 소자(110)에 전원이 공급될 수 있다.
파장변환부(120)는 발광 소자(110) 상에 위치할 수 있고, 적어도 발광 소자(110)의 상면의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 나아가, 파장변환부(120)는 발광 소자(110)의 상면과 대체로 동일한 면적으로 형성될 수 있고, 이와 달리, 도시된 바와 같이 파장변환부(120)의 면적은 발광 소자(110)의 상면 면적보다 더 클 수 있다.
파장변환부(120)는 시트 형태를 가질 수 있으며, 상기 시트 형태의 파장변환부(120)는 발광 소자(110) 상에 접착될 수 있다. 시트 형태의 파장변환부(120)는 접착부(130)에 의해 접착될 수 있고, 접착부(130)와 관련하여서는 후술하여 상세하게 설명한다.
파장변환부(120)는 형광체 및 상기 형광체를 담지하는 담지부를 포함할 수 있다. 파장변환부(120)는 통상의 기술자에게 널리 알려진 다양한 종류의 형광체, 예를 들어, 가넷형 형광체, 알루미네이트 형광체, 황화물 형광체, 산질화물 형광체, 질화물 형광체, 불화물계 형광체, 규산염 형광체 등을 포함할 수 있고, 발광 소자(110)에서 방출된 광을 파장변환하여 다양한 색의 광을 방출하도록 할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(110)가 청색광 대역의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 경우, 파장변환부(120)는 청색광보다 긴 파장의 피크 파장을 갖는 광(예를 들어, 녹색광, 적색광 또는 황색광)을 방출시키는 형광체를 포함할 수 있다. 또는, 발광 소자(110)가 UV 대역의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 경우, 파장변환부(120)는 UV광보다 긴 파장의 피크 파장을 갖는 광(예를 들어, 청색광, 녹색광, 적색광 또는 황색광)을 방출시키는 형광체를 포함할 수 있다. 이에 따라, 발광 장치(10)에서 백색광이 방출되도록 할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 특히, 본 실시예에 있어서, 파장변환부(120)는 1종의 형광체를 포함할 수 있다.
상기 담지부는 폴리머 수지, 유리와 같은 세라믹 등을 포함할 수 있다. 상기 형광체는 담지부 내에 무작위로 배치될 수 있다.
한편, 본 실시예에 있어서, 파장변환부(120)는 단결정 물질을 포함할 수 있다. 단결정 물질을 포함하는 파장변환부(120)는 형광체 시트 형태로 제공될 수 있으며, 상기 시트 형태의 파장변환부(120) 자체가 단결정 형광체로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 상기 단결정 형광체는 단결정의 YAG:Ce일 수 있다. 단결정 형광체 시트를 포함하는 파장변환부(120)를 통과하는 광은 대체로 일정한 색좌표를 갖는 광을 방출시킬 수 있어, 상기 단결정 형광체 시트를 포함하는 파장변환부(120)가 복수의 발광 장치들에 적용되는 경우 상기 복수의 발광 장치들 간의 색좌표 편차를 감소시킬 수 있다.
접착부(130)는 발광 소자(110)와 파장변환부(120) 사이에 위치할 수 있고, 발광 소자(110)와 파장변환부(120)를 접착하는 역할을 할 수 있다. 접착부(130)는 접착성 물질(131) 및 상기 접착성 물질(131) 내에 분산되어 배치된 형광체(133)를 포함할 수 있다. 접착성 물질(131)은 폴리머 접착제, 실리콘 접착제 등 일반적일 접착제일 수 있다.
접착부(130)에 포함된 형광체(133)는 발광 소자(110)로부터 방출된 광을 파장변환할 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 따른 발광 장치에 있어서, 발광 소자(110)에서 방출된 광은 접착부(130)에서 1차로 파장변환되고, 이어서 파장변환부(120)에서 2차로 파장변환될 수 있다. 이때, 접착부(130)의 형광체(133)에서 방출되는 파장변환된 광의 파장과 파장변환부(120)에 의해 파장변환된 광의 파장은 서로 다를 수 있다. 나아가, 접착부(130)의 형광체(133)에서 파장변환된 광의 피크 파장은 파장변환부(120)에 의해 파장변환된 광의 피크 파장보다 길 수 있다. 예를 들어, 접착부(130)의 형광체(133)는 적색광을 방출할 수 있고, 파장변환부(120)는 녹색광 또는 황색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 접착부(130)에서 1차로 파장변환된 광이 파장변환부(120)에서 다시 파장변환되어, 발광 장치(10)에서 방출되는 광이 예상하지 못한 색좌표를 갖는 것을 방지할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 발광 소자(110)에서 방출된 광이 접착부(130)에 포함된 형광체(133)에 의해 1차로 파장변환되고, 이어서 파장변환부(120)에 의해 2차로 파장변환된다. 이에 따라, 발광 소자(110)에서 방출된 광이 2단계에 걸쳐 파장변환되므로, 복수의 발광 장치(10)들에 대해서 대체로 균일한 색좌표를 갖는 광이 방출될 수 있다. 즉, 복수의 발광 장치(10)들 간의 색좌표 편차를 감소시킬 수 있다.
더욱이, 종래의 2종 이상의 형광체를 이용하는 경우, 발광 소자로부터 방출된 광이 어떤 형광체에 먼저 파장변환되는 것인지 예측하기 어려워 복수의 발광 장치들 간의 색좌표 편차를 감소시키는 것이 어려웠다. 그러나, 본 발명에 따르면, 접착부(130)가 1종의 형광체를 포함하고, 파장변환부(120) 역시 1종의 형광체를 포함하는 경우, 복수의 발광 장치(10)들 간의 색좌표 편차를 더욱 감소시킬 수 있다.
나아가, 접착부(130)에 포함된 형광체의 종류 및 농도 등을 조절하여, 발광 장치(10)에서 방출되는 광의 색좌표를 용이하게 조절할 수 있다. 특히, 복수의 발광 장치(10)들에 대해서 동일한 파장변환부들을 적용하더라도, 접착부(130)에 포함되는 형광체(133)만을 조절함으로써, 간단하게 발광 장치(10)들의 색좌표를 조절할 수 있다.
특히, 파장변환부(120)가 단결정 형광체 시트를 포함하는 경우, 단결정 형광체 시트는 형광체의 농도 등을 조절할 수 없어 파장변환부(120)로부터 방출되는 광의 색좌표는 거의 일정하다. 이때, 접착부(130)에 포함되는 형광체(133)의 종류 및 농도를 조절하여 발광 장치(10)로부터 방출되는 광의 색좌표는 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 단결정 형광체 시트를 포함하는 발광 장치(10)의 색좌표는 용이하게 조절하면서도, 동일 공정에서 생산된 복수의 발광 장치(10)들의 색좌표 편차를 현저하게 감소시킬 수 있다.
한편, 접착부(130)는 발광 소자(110)와 파장변환부(120)의 사이에 위치할 수 있으며, 나아가, 발광 소자(110) 측면의 적어도 일부를 더 덮을 수 있다. 파장변환부(120)의 면적이 발광 소자(110)의 상면보다 더 큰 경우, 도시된 바와 같이, 발광 소자(110)의 측면 상에 형성된 접착부(130)는 경사를 가질 수 있다. 이때, 접착부(130)는 그것의 표면 장력에 의하여 위에서 아래 방향으로 갈수록 그 폭이 좁아지는 형태로 형성될 수 있다.
접착부(130)가 발광 소자(110)의 측면에도 형성됨으로써, 발광 소자(110)로부터 방출된 광을 더욱 효과적으로 파장변환시킬 수 있다. 또한, 발광 소자(110)의 측면에 형성된 접착부(130)가 경사를 가짐으로써, 측벽부(300) 역시 경사지도록 형성되어 발광 소자(110)에서 방출된 광이 상부로 반사될 수 있다. 따라서 발광 장치(10)의 발광 효율을 증가시킬 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 접착부(130)는 발광 소자(110)의 하면까지 연장되어 형성될 수 있으며, 나아가 제1 및 제2 전극(113, 115)의 측면에도 접촉될 수도 있다.
측벽부(300)는 발광부(100)의 측면을 덮을 수 있고, 구체적으로 발광 소자(110)의 측면, 접착부(130)의 측면 및 파장변환부(120)의 측면을 덮을 수 있다. 나아가, 측벽부(300)의 일부는 발광 소자(110)의 하면의 일부를 더 덮을 수 있다. 이때, 패드 전극들(113, 115)의 측면은 측벽부(300)에 둘러싸일 수 있다.
측벽부(300)는 발광 소자(110)를 지지할 수 있고, 또한, 외부 환경으로부터 발광 소자(110)를 보호할 수 있다. 나아가, 측벽부(300)는 광을 반사시키는 역할을 할 수 있다. 측벽부(300)가 발광 장치(10)의 외곽 측면에 형성됨으로써, 발광부(100)에서 방출되는 광을 상부로 집중시킬 수 있다. 특히, 접착부(130)가 발광 소자의(110)의 측면까지 연장되어 형성되고, 경사를 갖는 경우, 접착부(130)의 측면과 접하는 부분의 측벽부(300)는 경사질 수 있다. 따라서, 발광 장치(10)의 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 필요에 따라 측벽부(300)의 반사도, 광 투과도 등을 조절하여, 발광부(100)에서 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
측벽부(300)는 절연성의 폴리머 물질 또는 세라믹을 포함할 수 있고, 나아가, 광을 반사시키거나 산란시킬 수 있는 필러를 더 포함할 수 있다. 측벽부(300)는 광투과성, 광 반투과성 또는 광 반사성을 가질 수 있다. 예를 들어, 측벽부(300)는 실리콘 수지, 또는 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 우레탄 수지 등과 같은 폴리머 수지를 포함할 수 있다. 본 실시예에서 상기 측벽부(300)는 광 반사성을 갖는 백색 실리콘 수지를 포함할 수 있다.
상기 필러는 측벽부(300) 내에 균일하게 분산 배치될 수 있다. 상기 필러는 광을 반사시키거나 산란시킬 수 있는 물질이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 산화티탄(TiO2), 산화규소(SiO2), 또는 산화지르코늄(ZrO2) 등일 수 있다. 측벽부(300)는 상기 필러들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 필러의 종류 또는 농도 등을 조절함으로써, 측벽부(300)의 반사도 또는 광의 산란 정도 등을 조절할 수 있다.
한편, 측벽부(300)의 상면과 발광부(100)의 상면은 서로 동일 높이를 이룰 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이, 측벽부(300)의 상면과 파장변환부(120)의 상면이 서로 나란하게(flush) 형성될 수 있다.
도 2 내지 도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치 제조 방법을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 2 내지 도 4에 따라, 도 1에 도시된 바와 같은 발광 장치가 제공될 수 있고, 동일한 구성에 대해서 상세한 설명은 생략한다.
도 2를 참조하면, 기판(400) 상에 발광 소자(110)를 배치하고, 발광 소자(110) 상에 예비 접착부(130a)를 형성한다. 예비 접착부(130a)는 접착성 물질 및 형광체를 포함할 수 있고, 점성을 갖는 물질일 수 있다. 예비 접착부(130a)는 점성을 갖는 실리콘 접착체 내에 형광체가 분산된 형태일 수 있다. 이러한 예비 접착부(130a)는 디스펜싱과 같은 방법을 이용하여 형성될 수 있다.
이어서, 도 3을 참조하면, 발광 소자(110) 상에 파장변환부(120)를 배치하되, 파장변환부(120)와 발광 소자(110)의 사이의 예비 접착부(130a)는 발광 소자(110)의 상면을 따라 퍼질 수 있다. 이에 따라, 도 4에 도시된 바와 같이, 예비 접착부(130a)는 발광 소자(110)와 파장변환부(120)의 사이에 위치할 수 있으며, 나아가, 발광 소자(110)의 측면까지 연장되어 퍼질 수 있다. 특히, 예비 접착부(130a)는 점성을 갖는 물질일 수 있으므로, 그것의 표면 장력에 의해 도시된 바와 같이 경사를 갖는 측면이 형성될 수 있다. 따라서 발광 소자(110) 상에 디스펜싱되는 예비 접착부(130a)의 양, 및 발광 소자(110)를 향하는 방향으로 파장변환부(120)를 누르는 압력을 조절하여, 예비 접착부(130a)가 발광 소자(110)의 측면에 형성되는 정도를 조절할 수 있다.
이후, 예비 접착부(130a)를 경화시키고, 측벽부(300)를 형성함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 발광 장치(10)가 제공될 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 사시도, 평면도, 저부 평면도 및 단면도이다. 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하여 설명하는 발광 장치(10a)는 도 1을 참조하여 설명한 발광 장치(10)와 비교하여, 복수의 발광부(100, 200)를 포함하는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 상기 발광 장치(10a)에 관하여 설명하며, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 발광 장치(10a)는 적어도 2 이상의 발광부를 포함할 수 있고, 구체적으로, 발광 장치(10a)는 제1 발광부(100), 제2 발광부(200), 측벽부(300)를 포함한다. 나아가, 발광 장치(10a)는 기판(400) 및 보호 소자(310)를 더 포함할 수 있다.
기판(400)은 발광 장치(10a)의 저부에 위치할 수 있으며, 제1 및 제2 발광부(100, 200)와 측벽부(300)를 지지하는 역할을 할 수 있다. 기판(400)은 베이스(410)를 포함할 수 있고, 나아가, 제1 내지 제4 전극(421, 431, 423, 433)을 더 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 전극(421, 431, 423, 433)들은 서로 절연될 수 있으며, 베이스(410)를 상하로 관통하여, 베이스(410) 상부 및 하부 상에 노출될 수 있다. 이에 따라, 전극들(421, 431, 423, 433)은 기판(400) 상에 위치하는 제1 및 제2 발광부(100, 200)와 전기적으로 연결될 수 있고, 또한, 기판(400)의 하부에 노출된 부분을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결되어 제1 및 제2 발광부(100, 200)에 전원을 공급할 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되지 않으며, 제1 내지 제4 전극(421, 431, 423, 433)들의 형태는 다양하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제4 전극(421, 431, 423, 433)들 중 적어도 하나는 베이스(410)의 측면을 통해 노출될 수도 있으며, 또한, 제1 내지 제4 전극(421, 431, 423, 433)들 중 적어도 일부는 서로 전기적으로 연결될 수도 있다. 또한, 발광 장치(10a)에 포함된 발광부의 수에 따라, 발광 장치(10a)는 5개 이상의 전극을 포함할 수도 있다. 발광부들(100, 200)과 전극들의 전기적 연결 형태는 후술하여 상세하게 설명한다.
한편, 몇몇 실시예들에 있어서, 기판(400)은 생략될 수도 있다.
제1 발광부(100) 및 제2 발광부(200)는 기판(400) 상에 위치할 수 있다. 제1 발광부(100)는 제1 발광 소자(110), 제1 파장변환부(120) 및 제1 접착부(130)를 포함할 수 있다. 제2 발광부(200)는 제2 발광 소자(210), 제2 파장변환부(220) 및 제2 접착부(230)를 포함할 수 있다. 제1 발광부(100)는 제2 발광부(200)와 다른 파장대의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들어, 각각 백색광 및 엠버색광을 방출할 수 있다.
또한, 제1 발광부(100)는 발광 구조체(111), 제1 패드 전극(113) 및 제2 패드 전극(115)을 포함할 수 있고, 제2 발광부(200)는 발광 구조체(211), 제3 패드 전극(213) 및 제4 패드 전극(215)을 포함할 수 있다.
제1 및 제2 파장변환부(120, 220)는 각각 제1 및 제2 발광 소자(110, 210) 상에 위치할 수 있고, 형광체를 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 파장변환부(120, 220)는 상기 형광체를 담지하는 담지부를 더 포함할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 파장변환부(120, 220)는 단결정 형광체 시트를 포함할 수 있고, 상기 단결정 형광체 시트는, 예를 들어, 단결정 YAG:Ce일 수 있다.
제1 및 제2 접착부(130, 230)는 각각 발광 소자들(110, 210)과 파장변환부(120, 220)들의 사이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 접착부(130, 230)는 각각 접착성 물질 및 상기 접착성 물질에 분산된 형광체를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 각각 기판(400)의 제1 전극(421) 및 제2 전극(431)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 전극(421, 431)을 통해 제1 발광 소자(110)에 전원이 공급될 수 있다. 또한, 제3 패드 전극(213)은 제3 전극(423)에 전기적으로 연결되고, 제4 패드 전극(215)은 제4 전극(433)에 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 제3 및 제4 전극(423, 433)을 통해 제2 발광 소자(210)에 전원이 공급될 수 있다.
이에 따라, 제1 발광 소자(110)와 제2 발광 소자(120)는 각각 별도의 전극들(421, 431, 423, 433)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극들(421, 431, 423, 433)에 공급되는 전원을 별개로 연결함으로써 제1 발광부(100)와 제2 발광부(200)를 독립적으로 구동시킬 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 전극들(421, 431, 423, 433)은 서로 전기적으로 상호 연결될 수도 있다. 나아가, 발광 장치(10a)는 별도의 제어부(미도시)를 더 포함할 수도 있고, 상기 제어부에 의하여 제1 발광부(100)와 제2 발광부(200)의 구동이 제어될 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 제2 파장변환부(220)는 형광체를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 제2 발광부(200)에서 방출시키고자 하는 광의 파장 대역이 제2 발광 소자(210)의 방출 광 파장 대역과 대체로 일치하는 경우, 제2 파장변환부(220)는 형광체를 포함하지 않을 수도 있다. 이 경우, 제2 파장변환부(220)는 TiO2와 같은 광 산란제를 포함할 수 있다.
측벽부(300)는 제1 및 제2 발광 소자(110, 210)의 측면을 덮을 수 있으며, 나아가, 제1 및 제2 파장변환부(120, 220)의 측면을 더 덮을 수 있다. 측벽부(300)는 제1 및 제2 발광부(100, 200)와 접촉될 수 있다. 또한, 측벽부(300)의 일부는 제1 및 제2 발광 소자(110, 210)의 하면의 일부를 더 덮을 수 있고, 이때, 패드 전극들(113, 115, 213, 215)의 측면은 측벽부(300)에 둘러싸일 수 있다.
또한, 제1 발광부(100)와 제2 발광부(200)의 사이에 형성된 측벽부(300)의 두께는, 측벽부(300)의 외곽 측면 테두리 부분의 두께보다 작을 수 있다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 발광부(100)와 제2 발광부(200)의 이격 영역을 채우는 측벽부(300)의 두께 x는, 측벽부(300)의 외곽 측면으로부터 제1 및 제2 발광부(100, 200) 중 하나의 측면까지의 최단 거리에 대응하는 두께 y보다 작을 수 있다. 이에 따라, 제1 및 제2 발광부(100, 200) 간의 이격 거리를 최소화하여 발광 장치(10a)를 더욱 소형화시킬 수 있고, 나아가, 제1 및 제2 발광부(100, 200)를 외부로부터 더욱 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 본 실시예들에 따른 발광 장치(10a)는 보호 소자(310)를 더 포함할 수 있다. 보호 소자(310)는 측벽부(300) 내에 배치될 수 있으며, 예를 들어, 제너 다이오드를 포함할 수 있다. 보호 소자(310)는 제1 및 제2 발광 소자(110, 120) 중 적어도 하나에 전기적으로 연결되어, 제1 및 제2 발광 소자(110, 120)가 정전기 방전 등으로 인하여 파손되는 것을 방지할 수 있다. 보호 소자(310)는 제1 및 제2 발광 소자(110, 120) 각각에 별도로 연결될 수도 있고, 또는, 제1 및 제2 발광 소자(110, 120)에 동시에 연결될 수도 있다.
상술한 실시예들에 따르면, 발광 장치(10, 10a, 10b)는 기판(400) 상에 서로 이격되어 위치하는 제1 발광부(100) 및 제2 발광부(200)를 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광부(100, 200)는 각각 서로 다른 전극들에 전기적으로 연결된다. 이에 따라, 제1 발광부(100) 및 제2 발광부(200)는 서로 독립적으로 구동될 수 있으며, 필요에 따라 선택적으로 다른 색의 광을 방출하는 발광 장치(10a)가 제공될 수 있다. 따라서, 서로 다른 색의 광을 방출하는 적어도 둘 이상의 발광 장치를 별도로 제조하는 것을 생략할 수 있어, 제조 공정이 간소화 될 수 있다. 나아가, 하나의 발광 장치만으로도 복수 색의 광을 방출시킬 수 있으므로, 특정 응용 장치에서 발광 장치가 차지하는 공간적 비율을 감소시킬 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 발광 장치는 상술한 실시예에 한정되지 않으며, 셋 이상의 발광부를 포함할 수도 있다. 예를 들어, 도 9에 도시된 바와 같이, 발광 장치(10b)는 복수의 제1 발광부(100) 및 복수의 제2 발광부(200)를 포함할 수 있다. 복수의 제1 발광부(100)들은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있고, 복수의 제2 발광부(200)들 역시 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있다. 이와 같이 발광 장치(10c)가 셋 이상의 발광부들을 포함함으로써, 발광 장치(10b) 발광 강도를 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 발광 장치는 세 종류 이상의 색의 광을 방출하는 발광부들을 포함할 수도 있다.
상술한 실시예들에서 설명한 발광 장치는, 하나의 발광 장치로부터 둘 이상의 색의 광을 방출될 수 있다. 이러한 발광 장치는 복수의 발광 색이 요구되는 응용 장치 등에 적용될 수 있으며, 예를 들어, 차량용 램프에 적용될 수 있다. 이하, 도 10을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치를 포함하는 차량용 램프에 관하여 설명한다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 정면도이다.
도 7을 참조하면, 본 실시예에 따른 차량용 램프(20)는 콤비네이션 램프(23)를 포함할 수 있고, 나아가, 메인 램프(21)를 더 포함할 수 있다. 상기 차량용 램프(20)는 헤드라이트, 백라이트, 또는 사이드 미러 라이트 등 차량의 다양한 부분에 적용될 수 있다.
메인 램프(21)는 차량용 램프(20)에 있어서 주 발광등일 수 있고, 예를 들어, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 차량의 전방을 비추는 전조등 역할을 할 수 있다.
콤비네이션 램프(23)는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치(10a)를 포함할 수 있다. 콤비네이션 램프(23)는 적어도 둘 이상의 기능을 할 수 있다. 예를 들어, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 콤비네이션 램프(23)는 주간주행등(daytime running light; DRL) 및 방향 지시등의 기능을 할 수 있다.
구체적으로, 본 실시예의 차량용 램프(20)를 포함하는 차량에 있어서, 상기 차량의 일반 주행 시, 콤비네이션 램프(23)의 발광 장치(10a)는 백색광을 방출하는 제1 발광부(100)에서 광을 방출한다. 이에 따라, 상기 콤비네이션 램프(23)는 백색광을 방출하여 주간주행등의 기능을 할 수 있다. 또한, 상기 차량의 방향 지시등을 턴-온(turn-on)하는 경우, 콤비네이션 램프(23)의 발광 장치(10a)는 제1 발광부(100)의 전원을 오프하고, 제2 발광부(200)에서 엠버색의 광을 방출한다. 이에 따라, 상기 콤비네이션 램프(23)는 엠버색의 광을 방출하여 방향 지시등의 기능을 할 수 있다. 이러한 콤비네이션 램프(23) 및 발광 장치(10a)는 별도의 제어부(미도시)에 의해 그 구동이 제어될 수 있다.
이와 같이, 둘 이상의 색의 광을 방출하여 적어도 둘 이상의 기능을 할 수 있는 콤비네이션 램프(23)의 광원으로, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치(10a)를 이용할 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치(10a)는 적어도 둘 이상의 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광부들을 포함하므로, 콤비네이션 램프(23)를 포함하는 차량용 램프(20) 제조 시, 별도의 둘 이상의 발광 장치를 실장하는 공정이 생략될 수 있다. 따라서 차량용 램프(20)의 불량률을 감소시킬 수 있고, 제조 공정을 단순화하여 공정 수율을 향상시킬 수 있다. 또한, 발광 장치(10a)의 부피가 상대적으로 작으므로, 콤비네이션 램프(23) 제조 시 공간적 제약이 감소될 수 있고, 콤비네이션 램프(23)의 다양한 변형 및 변경이 용이해질 수 있다.
다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 발광 장치는 차량용 램프 외 다양한 다른 응용 기구에 적용될 수 있다. 또한, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.
Claims (20)
- 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 파장변환부, 및 상기 발광 소자와 파장변환부 사이에 위치하는 접착부를 포함하는 발광부; 및
상기 발광부의 측면을 둘러싸고, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고,
상기 접착부는 형광체를 포함하며, 상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 파장과 서로 다른 발광 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 피크 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 피크 파장보다 긴 발광 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 접착부의 형광체는 적색 형광체이고,
상기 파장변환부는 녹색 형광체 또는 황색 형광체를 포함하는 발광 장치. - 청구항 2에 있어서,
상기 접착부 및 상기 파장변환부는 각각 서로 다른 1종의 형광체를 포함하는 발광 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 파장변환부는 단결정 형광체 시트를 포함하는 발광 장치. - 청구항 5에 있어서,
상기 단결정 형광체 시트는 단결정의 YAG:Ce를 포함하고,
상기 접착부는 적색 형광체를 포함하는 발광 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 접착부는 상기 발광 소자의 측면까지 연장되어 형성된 발광 장치. - 청구항 7에 있어서,
상기 발광 소자의 측면 상에 위치하는 접착부의 부분은, 경사진 측면을 갖는 발광 장치. - 청구항 8에 있어서,
상기 접착부의 측면 중 경사진 부분은 상기 측벽부와 접하며,
상기 측벽부는 광 반사성 특성을 갖는 발광 장치. - 청구항 1에 있어서,
기판을 더 포함하고, 상기 발광부 및 상기 측벽부는 상기 기판 상에 위치하는 발광 장치. - 제1 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 제1 파장변환부, 및 상기 제1 발광 소자와 제1 파장변환부 사이에 위치하는 제1 접착부를 포함하는 제1 발광부;
상기 제1 발광부와 이격되며, 제2 발광 소자, 상기 발광 소자 상에 위치하는 제2 파장변환부, 및 상기 제2 발광 소자와 제2 파장변환부 사이에 위치하는 제2 접착부를 포함하는 제2 발광부;
상기 제1 및 제2 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 제1 및 제2 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고,
상기 제1 및 제2 접착부는 각각 제1 및 제2 형광체를 포함하며, 상기 제1 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 제1 파장변환부로부터 방출되는 파장과 서로 다르고, 상기 제2 형광체로부터 방출되는 광의 파장은 상기 제2 파장변환부로부터 방출되는 파장과 서로 다르며,
상기 제1 발광부와 상기 제2 발광부는 서로 다른 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 장치. - 청구항 11에 있어서,
기판을 더 포함하고, 상기 제1 및 제2 발광부, 및 상기 측벽부는 상기 기판 상에 위치하는 발광 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 기판은 제1 내지 제4 전극을 포함하고,
상기 제1 및 제2 전극은 상기 제1 발광부에 전기적으로 연결되고, 상기 제3 및 제4 전극은 제2 발광부에 전기적으로 연결된 발광 장치. - 청구항 12에 있어서,
상기 제1 내지 제4 전극은 서로 절연되며, 상기 제1 내지 제4 전극 각각은 상기 기판의 외부 표면에 노출된 발광 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 제1 발광부는 백색광을 방출하는 발광 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 파장변환부는 단결정 형광체 시트를 포함하는 발광 장치. - 청구항 16에 있어서,
상기 단결정 형광체 시트는 단결정의 YAG:Ce를 포함하고,
상기 접착부는 적색 형광체를 포함하는 발광 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 접착부의 형광체로부터 방출되는 광의 피크 파장은 상기 파장변환부로부터 방출되는 광의 피크 파장보다 긴 발광 장치. - 청구항 15에 있어서,
상기 접착부 및 상기 파장변환부는 각각 서로 다른 1종의 형광체를 포함하는 발광 장치. - 청구항 11에 있어서,
상기 접착부는 상기 발광 소자의 측면까지 연장되어 형성되고,
상기 발광 소자의 측면 상에 위치하는 접착부의 부분은, 경사진 측면을 갖는 발광 장치.
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