KR20170075412A - Light emitting device moudle and lighting apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 일면과 타면을 포함하는 기판; 상기 기판의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지; 상기 복수 개의 발광소자 패키지 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기; 및 상기 기판의 일면에 전체적으로 배치되어 상기 발광소자 패키지를 덮는 투명 커버를 포함하고, 상기 투명 커버의 두께는 상기 발광소자 패키지의 두께보다 두꺼운 발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명장치를 개시한다.An embodiment includes a substrate including a first surface and a second surface; A plurality of light emitting device packages electrically connected to one surface of the substrate; A plurality of first protrusions disposed between the plurality of light emitting device packages; And a transparent cover disposed entirely on one surface of the substrate and covering the light emitting device package, wherein the transparent cover has a thickness greater than the thickness of the light emitting device package, and a lighting device including the same.
Description
실시 예는 발광소자 모듈 및 이를 포함하는 조명장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device module and a lighting apparatus including the same.
발광소자(Light Emitting Device, LED)는 전기에너지를 빛 에너지로 변환하는 화합물 반도체 소자로서, 화합물반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting device (LED) is a compound semiconductor device that converts electric energy into light energy. By controlling the composition ratio of the compound semiconductor, various colors can be realized.
질화물반도체 발광소자는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 갖고 있다. 따라서, 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.The nitride semiconductor light emitting device has advantages of low power consumption, semi-permanent lifetime, fast response speed, safety, and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps. Accordingly, 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 diode lighting device capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp, And traffic lights.
최근에는 주유소, 정유시설 등에도 발광소자를 이용한 방폭등(Explosion-proof Lamp)이 사용되고 있다. 그러나, 주유소와 정유시설 등은 폭발 분위기에 노출되는 극한 환경이므로 방폭(Explosion-proof) 기능이 엄격히 요구된다.In recent years, Explosion-proof Lamps using light emitting devices have also been used in gas stations and refineries. However, since gas stations and oil refineries are exposed to explosive atmospheres, explosion-proof functions are strictly required.
실시 예는 방폭 기능이 개선된 발광소자 모듈, 및 이를 포함하는 조명장치를 제공한다.The embodiments provide a light emitting device module with improved explosion-proof function, and a lighting device including the same.
실시 예는 광속 제어 기능이 향상된 발광소자 모듈, 및 이를 포함하는 조명장치를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device module with improved light flux control function, and a lighting device including the same.
실시 예에서 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것은 아니며, 아래에서 설명하는 과제의 해결수단이나 실시 형태로부터 파악될 수 있는 목적이나 효과도 포함된다고 할 것이다.The problems to be solved in the embodiments are not limited to these, and the objects and effects that can be grasped from the solution means and the embodiments of the problems described below are also included.
본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 모듈은, 일면과 타면을 포함하는 기판; 상기 기판의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지; 상기 복수 개의 발광소자 패키지 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기; 및 상기 기판의 일면에 전체적으로 배치되어 상기 발광소자 패키지를 덮는 투명 커버를 포함하고, 상기 투명 커버의 두께는 상기 발광소자 패키지의 두께보다 두껍다.A light emitting device module according to an embodiment of the present invention includes: a substrate including a first surface and a second surface; A plurality of light emitting device packages electrically connected to one surface of the substrate; A plurality of first protrusions disposed between the plurality of light emitting device packages; And a transparent cover disposed entirely on one surface of the substrate and covering the light emitting device package, wherein the thickness of the transparent cover is thicker than the thickness of the light emitting device package.
상기 발광소자 패키지는 상기 기판과 전기적으로 연결되는 패드, 상기 패드에 전기적으로 연결되는 발광소자, 및 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 광학 렌즈를 포함할 수 있다.The light emitting device package may include a pad electrically connected to the substrate, a light emitting device electrically connected to the pad, and an optical lens controlling light emitted from the light emitting device.
상기 제1돌기의 높이는 상기 패드의 높이보다 높을 수 있다.The height of the first protrusion may be higher than the height of the pad.
상기 제1돌기의 높이는 상기 렌즈의 높이보다 높을 수 있다.The height of the first protrusion may be higher than the height of the lens.
상기 제1돌기의 높이(Ht)는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.The height (Ht) of the first protrusion may satisfy the following relational expression (1).
[관계식 1][Relation 1]
Ht≤tan(θ/4)×LHt? Tan (? / 4) L
여기서 θ는 복수 개의 발광소자 패키지의 지향각이고, L은 발광소자 패키지의 중심에서 솔더의 중심까지의 거리이다.Where? Is the directivity angle of the plurality of light emitting device packages, and L is the distance from the center of the light emitting device package to the center of the solder.
상기 투명 커버는 상기 발광소자 패키지 상에 배치되는 렌즈부를 포함할 수 있다.The transparent cover may include a lens unit disposed on the light emitting device package.
상기 렌즈부의 곡률은 상기 광학 렌즈의 곡률보다 작을 수 있다.The curvature of the lens unit may be smaller than the curvature of the optical lens.
상기 투명 커버는 상기 기판의 측면을 덮을 수 있다.The transparent cover may cover the side surface of the substrate.
상기 기판의 측면에 배치된 제2돌기를 포함할 수 있다.And a second projection disposed on a side surface of the substrate.
상기 기판은 일면과 타면을 관통하는 제1홀을 포함할 수 있다.The substrate may include a first hole passing through one surface and the other surface.
상기 투명 커버는 상기 기판의 타면까지 연장되고, 상기 제1홀에 채워진 결합부를 포함할 수 있다.The transparent cover may extend to the other surface of the substrate and include a coupling portion filled in the first hole.
상기 투명 커버의 두께는 3.0mm 이상일 수 있다.The thickness of the transparent cover may be 3.0 mm or more.
본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치는, 발광소자 모듈이 수용되는 몸체; 및 상기 발광소자 모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 발광소자 모듈은, 일면과 타면을 포함하는 기판; 상기 기판의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지; 상기 복수 개의 발광소자 패키지 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기; 및 상기 기판의 일면에 전체적으로 배치되어 상기 발광소자 패키지를 덮는 투명 커버를 포함하고, 상기 투명 커버의 두께는 상기 발광소자 패키지의 두께보다 두껍다.According to an embodiment of the present invention, there is provided a lighting apparatus comprising: a body accommodating a light emitting element module; And a power supply unit for supplying power to the light emitting device module, wherein the light emitting device module includes: a substrate including a first surface and a second surface; A plurality of light emitting device packages electrically connected to one surface of the substrate; A plurality of first protrusions disposed between the plurality of light emitting device packages; And a transparent cover disposed entirely on one surface of the substrate and covering the light emitting device package, wherein the thickness of the transparent cover is thicker than the thickness of the light emitting device package.
실시 예에 따르면, 온도 변화에 따라 발광소자에 가해지는 스트레스를 방지할 수 있다. 따라서, 방폭 기능을 개선하고 발광소자의 수명을 연장할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to prevent the stress applied to the light emitting element according to the temperature change. Therefore, the explosion-proof function can be improved and the lifetime of the light-emitting element can be extended.
또한, 발광소자 모듈의 지향각을 개선할 수 있다.Further, the directivity angle of the light emitting element module can be improved.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.The various and advantageous advantages and effects of the present invention are not limited to the above description, and can be more easily understood in the course of describing a specific embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 보여주는 도면이고,
도 2는 도 1의 발광소자 모듈을 측면에서 본 도면이고,
도 3은 도 2의 A부분 확대도이고,
도 4는 발광소자 패키지의 개념도이고,
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이고,
도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이고,
도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이고,
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 모듈 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a view showing a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a side view of the light emitting device module of FIG. 1,
3 is an enlarged view of a portion A in Fig. 2,
4 is a conceptual view of a light emitting device package,
5 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to another embodiment of the present invention,
6 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to another embodiment of the present invention,
7 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to another embodiment of the present invention,
8A to 8D are views for explaining a method of manufacturing a light emitting device module according to an embodiment of the present invention.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.While the invention is susceptible to various modifications and alternative forms, specific embodiments thereof are shown by way of example in the drawings and will herein be described in detail. It should be understood, however, that the embodiments of the present invention are not intended to be limited to the specific embodiments but include all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the embodiments.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including ordinals, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited to these terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the embodiments, the second component may be referred to as a first component, and similarly, the first component may also be referred to as a second component. And / or < / RTI > includes any combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended to limit the embodiments of the invention. The singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, the terms "comprises" or "having" and the like are used to specify that there is a feature, a number, a step, an operation, an element, a component or a combination thereof described in the specification, But do not preclude the presence or addition of one or more other features, integers, steps, operations, elements, components, or combinations thereof.
실시 예의 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 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiments, in the case where one element is described as being formed "on or under" another 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like or corresponding elements are denoted by the same reference numerals, and redundant description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 보여주는 도면이다.1 is a view illustrating a lighting apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 1을 참고하면, 실시 예에 따른 조명장치는 발광소자 모듈(10)이 수용되는 몸체(1), 발광소자 모듈(10)에 전원을 공급하는 전원부(3). 및 마운팅 박스(2)를 포함할 수 있다.1, a lighting apparatus according to an embodiment includes a
몸체(1)는 하우징(1a) 및 하우징(1a)에 배치되는 발광소자 모듈(10)을 포함할 수 있다.The
하우징(1a)은 발광소자 모듈(10)을 수용하는 구성이면 형상에 제한이 없다. 도시되지는 않았으나 하우징(1a)에는 복수 개의 방열핀이 장착될 수도 있다. 하우징(1a)에는 불활성 가스가 주입될 수 있다.The shape of the housing 1a is not limited as long as the housing accommodates the light
전원부(3)는 SMPS(Switching Mode Power Supply)를 포함할 수 있으며, 마운팅 박스(2)에는 다양한 전자 부품 등이 내장될 수 있다. 전원부(3)는 마운팅 박스(2) 내에 배치될 수도 있다.The
실시 예에 따른 조명장치는 정유공장, 화학공장, 조선소 등 폭발성 가스에 노출된 영역에서 사용되는 방폭등(Explosion-proof Lamp)일 수 있으나, 반드시 이에 한정하지 않는다. 조명장치는 설치할 장소(건물벽, 천정 등)에 앵커로 고정될 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 조명장치는 스탠드 형상으로 배치될 수도 있다.The illumination device according to the embodiment may be an Explosion-proof Lamp used in an area exposed to an explosive gas such as an oil refinery, a chemical factory, or a shipyard, but is not limited thereto. The lighting device can be anchored to the installation site (building wall, ceiling, etc.). However, the present invention is not limited to this, and the lighting apparatus may be arranged in a stand-shape.
도 2는 도 1의 발광소자 모듈을 측면에서 본 도면이고, 도 3은 도 2의 A부분 확대도이다.FIG. 2 is a side view of the light emitting device module of FIG. 1, and FIG. 3 is an enlarged view of a portion A of FIG.
도 2를 참고하면, 발광소자 모듈(10)은 일면(11a)과 타면(11b)을 포함하는 기판(11), 기판(11)의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지(100), 복수 개의 발광소자 패키지(100) 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기(13), 및 기판(11)의 일면에 전체적으로 배치되어 발광소자 패키지(100)를 덮는 투명 커버(12)를 포함한다.2, the light emitting
기판(11)은 일면(11a)에 회로 패턴이 형성된 다양한 종류의 회로기판이 선택될 수 있다. 기판(11)은 메탈 PCB일 수 있다.The
발광소자 패키지(100)는 기판(11)에 각각 실장되어 전기적으로 연결될 수 있다. 복수 개의 발광소자 패키지(100) 사이에는 제1돌기(13)가 배치될 수 있다. 제1돌기(13)는 스트립 형상, 막대(rod) 형상 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The light emitting
투명 커버(12)는 기판(11)의 일면에 전체적으로 배치되어 발광소자 패키지(100)와 제1돌기(13)를 덮을 수 있다. 폭발성 가스는 조명기구내의 작은 틈새로 침투할 수 있다. 따라서, 부하에 전원을 인가할 때 발생하는 스파크가 폭발성 가스와 접촉하는 경우 큰 폭발이 발생할 수 있다. 따라서, 투명 커버(12)는 스파크가 발생할 수 있는 기판의 일면(11a)을 전체적으로 덮어 가스와의 접촉을 차단할 수 있다.The
투명 커버(12)는 실리콘 재질을 포함할 수 있다. 그러나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니고 충분한 방폭, 방습, 내압 조건을 만족하는 투명 재질이라면 제한 없이 적용 가능하다. 투명 커버(12)는 방폭, 방습, 내압 조건을 만족하기 위해 3.0mm이상의 두께를 가질 수 있다.The
투명 커버(12)는 복수 개의 발광소자 패키지(100)와 대응하는 영역에 배치된 복수 개의 렌즈부(12a)를 포함할 수 있다. 렌즈부(12a)는 발광소자 패키지(100)에서 출사된 광의 지향각을 개선할 수 있다.The
도 3을 참고하면, 복수 개의 발광소자 패키지(100)는 기판(11)과 전기적으로 연결되는 패드(102), 패드(102)에 전기적으로 연결되는 발광소자(101), 및 발광소자(101)에서 방출된 광을 제어하는 광학 렌즈(103)를 포함할 수 있다. 발광소자(101)는 와이어 등을 이용하여 패드(102)와 연결될 수 있다.3, the plurality of light emitting device packages 100 include a
제1돌기(13)는 투명 커버(12)와 기판(11)의 열 팽창률 차이로 인한 발광소자 패키지(100)의 손상을 방지할 수 있다. The
투명 커버(12)는 경화시 120℃ 내지 180℃ 범위에서 변화하며, 설치 위치에 따라 -40℃의 저온 환경에 노출될 수 있다. 이에 반해 발광소자 패키지(100)는 100℃이상으로 반복적으로 변화할 수 있다. 따라서, 기판(11)과 투명 커버(12) 사이에 온도 편차가 발생할 수 있다. The
일반적으로 메탈 PCB의 열팽창률(CTE)은 20 내지 30ppm/℃이고, 실리콘의 열팽창률(CTE)은 200 내지 300ppm/℃이다. 따라서, 접착된 기판(11)과 투명 커버(12)의 CTE 차에 의해 스트레스가 발생하고, 이러한 스트레스는 발광소자 패키지(100)에 가해져 불량이 발생할 수 있다.Generally, the thermal expansion coefficient (CTE) of the metal PCB is 20 to 30 ppm / ° C, and the thermal expansion coefficient (CTE) of silicon is 200 to 300 ppm / ° C. Therefore, stress is generated due to the CTE difference between the bonded
제1돌기(13)는 고분자 재질 또는 금속 재질일 수 있다. 제1돌기(13)는 패드(102)의 높이(H2)보다 높을 수 있다. 이 경우 발광소자 패키지(100)의 패드(102)와 광학 렌즈(103) 사이의 경계면에 가해지는 스트레스를 차단할 수 있다. 제1돌기(13)의 높이(Ht)가 광학 렌즈의 높이(H1)와 동일하거나 더 높은 경우 스트레스를 효과적으로 차단할 수 있다. 제1돌기(13)의 두께가 1.6mm이상인 경우 외부 스트레스를 효과적으로 차단할 수 있다.The
제1돌기(13)의 높이(Ht)는 하기 관계식 1을 만족할 수 있다.The height Ht of the
[관계식 1][Relation 1]
Ht≤tan(θ/4)×LHt? Tan (? / 4) L
여기서 θ는 복수 개의 발광소자 패키지(100)의 지향각이고, L은 발광소자 패키지(100)의 중심에서 제1돌기(13)의 중심까지의 거리이다.Here,? Is a directivity angle of the plurality of light emitting device packages 100, and L is a distance from the center of the light emitting
발광소자 패키지(100)에서 방출되는 광의 지향각(θ)은 광학 렌즈(103)와 렌즈부(12a)에 의해 제어될 수 있다. 이때, 렌즈부(12a)의 곡률은 광학 렌즈(103)의 곡률보다 작을 수 있다. 즉, 렌즈부(12a)가 상대적으로 플랫할 수 있다. 상기 관계식 1을 만족하는 경우 제1돌기(13)에 의해 지향각이 좁아지는 문제를 해결할 수 있다. The directivity angle of light emitted from the light emitting
도 4는 발광소자 패키지의 개념도이다.4 is a conceptual view of a light emitting device package.
도 4를 참고하면, 발광소자 패키지(100)는 패드(102), 패드(102) 상에 배치되는 발광소자(101), 및 발광소자(101)를 커버하는 광학 렌즈(103)를 포함한다.4, the light emitting
패드(102)는 일면에 배치된 한 쌍의 제1범프(104)와 타면에 배치된 한 쌍의 제2범프(105), 및 이들을 연결하는 관통전극(106)을 포함할 수 있다. The
발광소자(101)는 기판(110)의 하부에 배치되는 발광 구조물, 발광 구조물에 각각 배치되어 제1범프(104)와 전기적으로 연결되는 전극 패드(150, 160)를 포함한다.The
기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 필요에 따라 기판은 제거될 수도 있다.The
제1반도체층(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 구비될 수 있다. 버퍼층은 기판(110) 상에 구비된 발광 구조물과 기판(110)의 격자 부정합을 완화할 수 있다.A buffer layer (not shown) may be further provided between the
버퍼층은 Ⅲ족과 Ⅴ족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나를 포함할 수 있다. 버퍼층에는 도펀트가 도핑될 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.The buffer layer may be a combination of Group III and Group V elements or may include any one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN. The buffer layer may be doped with a dopant, but is not limited thereto.
버퍼층은 기판(110) 상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층은 제1반도체층(120)의 결정성을 향상시킬 수 있다.The buffer layer can be grown as a single crystal on the
발광 구조물은 제1반도체층(120), 활성층(130), 및 제2반도체층(140)을 포함한다. 일반적으로 상기와 같은 발광 구조물은 기판(110)과 함께 절단하여 복수 개로 분리될 수 있다.The light emitting structure includes a
제1반도체층(120)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1반도체층(120)에 제1도펀트가 도핑될 수 있다. 제1반도체층(120)은 Inx1Aly1Ga1-x1-y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 제1도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제1도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제1도펀트가 도핑된 제1반도체층(120)은 n형 반도체층일 수 있다.The
활성층(130)은 제1반도체층(120)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2반도체층(140)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(130)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
활성층(130)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(130)의 구조는 이에 한정하지 않는다. The
제2반도체층(140)은 활성층(130) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2반도체층(140)에 제2도펀트가 도핑될 수 있다. 제2반도체층(140)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0≤x5≤1, 0≤y2≤1, 0≤x5+y2≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제2도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제2도펀트가 도핑된 제2반도체층(140)은 p형 반도체층일 수 있다.The
활성층(130)과 제2반도체층(140) 사이에는 전자 차단층(EBL)이 배치될 수 있다. 전자 차단층은 제1반도체층(120)에서 공급된 전자가 제2반도체층(140)으로 빠져나가는 흐름을 차단하여, 활성층(130) 내에서 전자와 정공이 재결합할 확률을 높일 수 있다. 전자 차단층의 에너지 밴드갭은 활성층(130) 및/또는 제2반도체층(140)의 에너지 밴드갭보다 클 수 있다.An electron blocking layer (EBL) may be disposed between the active layer (130) and the second semiconductor layer (140). The electron blocking layer can block the flow of electrons supplied from the
전자 차단층은 Inx1Aly1Ga1 -x1- y1N(0≤x1≤1, 0≤y1≤1, 0≤x1+y1≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있으나 이에 한정하지 않는다.The electron blocking layer may be formed of a semiconductor material having a composition formula of In x 1 Al y 1 Ga 1 -x 1 -y 1 N (0? X 1 ? 1 , 0? Y 1 ? 1 , 0? X 1 + y 1 ? 1 ), for example, AlGaN, InGaN, InAlGaN, and the like, but is not limited thereto.
제1전극패드(150)는 제1반도체층(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1전극패드(150)는 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택될 수 있다. 제2전극패드(160)는 제2반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
광학 렌즈(103)는 봉지재 및 발광소자(101)에서 방출한 광의 파장을 변환하는 파장변환물질(P)을 포함할 수 있다. 파장변환물질(P)은 형광체, 양자점, 색소 등을 포함할 수 있다. 광학 렌즈(103)는 실리콘을 돔 형상으로 제작할 수 있으나 반드시 이에 한정되는 것은 아니고 상부가 평탄한 형상일 수 있다.The
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이고, 도 6은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이고, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광소자 모듈의 개념도이다.FIG. 5 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to another embodiment of the present invention, FIG. 6 is a conceptual diagram of a light emitting device module according to another embodiment of the present invention, FIG. 7 is a cross- Fig.
도 5를 참고하면, 제1돌기(13)는 실리콘 재질의 코어(13b)와 금속 재질의 표면층(13a)을 포함할 수 있다. 이러한 구성에 의하면 표면 실장 단계에서 기판(11)상에 제1돌기(13)를 일체로 형성할 수 있다.Referring to FIG. 5, the
투명 커버(12)는 기판(11)의 측면까지 커버할 수 있다. 이때, 기판(11)의 측면에는 제2돌기(14)가 형성되어 투명 커버(12)와 기판(11)의 결합력을 향상시킬 수 있다. 투명 커버(12)가 기판(11)으로부터 박리되는 경우 과도한 스트레스가 발광소자 패키지(101)에 인가될 수 있다. 실시 예에 의하면 기판(11)과 투명 커버(12)의 결합력이 더욱 향상되므로 발광소자 패키지에 인가되는 스트레스를 감소시킬 수 있다.The
도 6을 참고하면, 기판(11)은 일면과 타면을 관통하는 제1홀(11a)을 포함하고, 투명 커버(12)는 기판(11)의 타면(11b)까지 연장되고, 제1홀(11a)에 채워진 결합부(12d)를 포함할 수 있다. 실시 예에 의하면 결합부(12d)에 의해 기판(11)과 투명 커버(12)의 결합력이 더욱 향상되므로 발광소자 패키지에 인가되는 스트레스를 감소시킬 수 있다.6, the
도 7을 참고하면, 투명 커버(12)는 기판(11)이 끼워질 수 있는 삽입홈(12d)을 포함할 수 있다. 실시 예에 따르면 투명 커버(12)와 기판(11)을 각각 제작하여 결합하므로 투명 커버(12)와 기판(11)의 열팽창계수 차이에 의한 스트레스가 발생하지 않을 수 있다.Referring to Fig. 7, the
도 8a 내지 도 8d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광소자 모듈 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.8A to 8D are views for explaining a method of manufacturing a light emitting device module according to an embodiment of the present invention.
도 8a를 참고하면, 기판(11) 상에 복수 개의 발광소자 패키지(100)를 실장한다. 발광소자 패키지(100)는 기판(11)과 솔더링되는 패드(102), 패드(102)와 전기적으로 연결되는 발광소자(101), 및 발광소자(101)를 커버하는 광학 렌즈(103)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 8A, a plurality of light emitting device packages 100 are mounted on a
도 8b를 참고하면, 복수 개의 발광소자 패키지(100) 사이에 제1돌기(13)를 배치한다. 제1돌기(13)는 기판(11)에 접착하거나 표면 실장기술(SMT)을 이용하여 형성할 수 있다. 제1돌기(13)의 높이는 패드(102)보다 높을 수 있다. 또한, 제1돌기(13)의 높이는 전술한 관계식 1을 만족할 수 있다.Referring to FIG. 8B, the
도 8c를 참고하면, 제작된 발광소자 모듈(10)은 성형틀(B1, B2) 사이에 배치한 후 수지를 주입하여 기판(11)의 일면을 전체적으로 커버할 수 있다. 투명 커버(12)의 두께는 약 3.0mm이상으로 제작하고 기판(11)의 측면까지 커버하여 폭발성 가스와 기판(11)의 접촉을 원천적으로 봉쇄할 수 있다. 제1돌기(13)의 단면이 돔, 삼각형상인 경우 주입시 수지의 흐름이 원활해질 수 있다. 이후, 도 8d와 같이 성형틀을 제거하여 발광소자 모듈(10)의 제작을 완료할 수 있다.Referring to FIG. 8C, the manufactured light emitting
본 실시 예에서는 발광소자 모듈이 조명장치에 사용된 것을 예시하였으나, 발광소자 모듈의 응용분야는 이에 한정하지 않는다.Although the light emitting device module is used in the illumination device in this embodiment, the application field of the light emitting device module is not limited thereto.
실시 예의 발광소자 모듈은 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. The light emitting device module of the embodiment further includes optical members such as a light guide plate, a prism sheet, and a diffusion sheet, and can function as a backlight unit.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.At this time, the display device may include a bottom cover, a reflector, a light emitting module, a light guide plate, an optical sheet, a display panel, an image signal output circuit, and a color filter. The bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may form a backlight unit.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다. The reflector is disposed on the bottom cover, and the light emitting module emits light. The light guide plate is disposed in front of the reflection plate to guide light emitted from the light emitting module forward, and the optical sheet includes a prism sheet or the like and is disposed in front of the light guide plate. The display panel is disposed in front of the optical sheet, and the image signal output circuit supplies an image signal to the display panel, and the color filter is disposed in front of the display panel.
그리고, 조명 장치는 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.And, the lighting device may include a lamp, a head lamp, a street lamp or the like.
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various changes, substitutions, and alterations can be made hereto without departing from the spirit and scope of the invention as defined in the appended claims. Will be apparent to those of ordinary skill in the art.
1: 본체
10: 발광소자 모듈
11: 기판
12: 투명 커버
13: 제1돌기
100: 발광소자 패키지
101: 발광소자
102: 패드
103: 광학 렌즈1: Body
10: Light emitting device module
11: substrate
12: Transparent cover
13: first projection
100: Light emitting device package
101: Light emitting element
102: Pad
103: Optical lens
Claims (16)
상기 기판의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지;
상기 복수 개의 발광소자 패키지 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기; 및
상기 기판의 일면에 전체적으로 배치되어 상기 발광소자 패키지를 덮는 투명 커버를 포함하고,
상기 투명 커버의 두께는 상기 발광소자 패키지의 두께보다 두꺼운 발광소자 모듈.
A substrate including a first surface and a second surface;
A plurality of light emitting device packages electrically connected to one surface of the substrate;
A plurality of first protrusions disposed between the plurality of light emitting device packages; And
And a transparent cover disposed entirely on one surface of the substrate and covering the light emitting device package,
Wherein a thickness of the transparent cover is greater than a thickness of the light emitting device package.
상기 발광소자 패키지는 상기 기판과 전기적으로 연결되는 패드, 상기 패드에 전기적으로 연결되는 발광소자, 및 발광소자에서 방출된 광을 제어하는 광학 렌즈를 포함하는 발광소자 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the light emitting device package includes a pad electrically connected to the substrate, a light emitting device electrically connected to the pad, and an optical lens controlling light emitted from the light emitting device.
상기 제1돌기의 높이는 상기 패드의 높이보다 높은 발광소자 모듈.
3. The method of claim 2,
The height of the first protrusion is higher than the height of the pad.
상기 제1돌기의 높이는 상기 렌즈의 높이보다 높은 발광소자 모듈.
3. The method of claim 2,
Wherein the height of the first protrusion is higher than the height of the lens.
상기 제1돌기의 높이(Ht)는 하기 관계식 1을 만족하는 발광소자 모듈.
[관계식 1]
Ht≤tan(θ/4)×L
여기서 θ는 복수 개의 발광소자 패키지의 지향각이고, L은 발광소자 패키지의 중심에서 솔더의 중심까지의 거리이다.
3. The method of claim 2,
And a height (Ht) of the first protrusion satisfies the following relational expression (1).
[Relation 1]
Ht? Tan (? / 4) L
Where? Is the directivity angle of the plurality of light emitting device packages, and L is the distance from the center of the light emitting device package to the center of the solder.
상기 투명 커버는 상기 발광소자 패키지 상에 배치되는 렌즈부를 포함하는 발광소자 모듈.
3. The method of claim 2,
And the transparent cover includes a lens portion disposed on the light emitting device package.
상기 렌즈부의 곡률은 상기 광학 렌즈의 곡률보다 작은 발광소자 모듈.
The method according to claim 6,
Wherein a curvature of the lens portion is smaller than a curvature of the optical lens.
상기 투명 커버는 상기 기판의 측면을 덮는 발광소자 모듈.
The method according to claim 1,
And the transparent cover covers a side surface of the substrate.
상기 기판의 측면에 배치된 제2돌기를 포함하는 발광소자 모듈.
9. The method of claim 8,
And a second projection disposed on a side surface of the substrate.
상기 기판은 일면과 타면을 관통하는 제1홀을 포함하는 발광소자 모듈.
9. The method of claim 8,
Wherein the substrate includes a first hole passing through one surface and the other surface.
상기 투명 커버는 상기 기판의 타면까지 연장되고, 상기 제1홀에 채워진 결합부를 포함하는 발광소자 모듈.
11. The method of claim 10,
Wherein the transparent cover extends to the other surface of the substrate and includes a coupling portion filled in the first hole.
상기 투명 커버의 두께는 3.0mm 이상인 발광소자 모듈.
The method according to claim 1,
Wherein the transparent cover has a thickness of 3.0 mm or more.
상기 발광소자 모듈에 전원을 공급하는 전원부를 포함하고,
상기 발광소자 모듈은,
일면과 타면을 포함하는 기판;
상기 기판의 일면에 전기적으로 연결되는 복수 개의 발광소자 패키지;
상기 복수 개의 발광소자 패키지 사이에 배치되는 복수 개의 제1돌기; 및
상기 기판의 일면에 전체적으로 배치되어 상기 발광소자 패키지를 덮는 투명 커버를 포함하고,
상기 투명 커버의 두께는 상기 발광소자 패키지의 두께보다 두꺼운 조명장치.
A body accommodating the light emitting device module; And
And a power supply unit for supplying power to the light emitting device module,
The light emitting device module includes:
A substrate including a first surface and a second surface;
A plurality of light emitting device packages electrically connected to one surface of the substrate;
A plurality of first protrusions disposed between the plurality of light emitting device packages; And
And a transparent cover disposed entirely on one surface of the substrate and covering the light emitting device package,
Wherein a thickness of the transparent cover is thicker than a thickness of the light emitting device package.
상기 발광소자 패키지는 상기 기판과 전기적으로 연결되는 패드, 상기 패드에 전기적으로 연결되는 발광소자, 및 발광소자에서 방출된 광의 제어하는 광학 렌즈를 포함하는 조명장치.
14. The method of claim 13,
Wherein the light emitting device package includes a pad electrically connected to the substrate, a light emitting device electrically connected to the pad, and an optical lens controlling light emitted from the light emitting device.
상기 제1돌기의 높이는 상기 광학 렌즈의 높이보다 높은 조명장치.
15. The method of claim 14,
And the height of the first projection is higher than the height of the optical lens.
상기 제1돌기의 높이(Ht)는 하기 관계식 1을 만족하는 조명장치.
[관계식 1]
Ht≤tan(θ/4)×L
여기서 θ는 복수 개의 발광소자 패키지의 지향각이고, L은 발광소자 패키지의 중심에서 솔더의 중심까지의 거리이다.14. The method of claim 13,
And the height (Ht) of the first projection satisfies the following relational expression (1).
[Relation 1]
Ht? Tan (? / 4) L
Where? Is the directivity angle of the plurality of light emitting device packages, and L is the distance from the center of the light emitting device package to the center of the solder.
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KR1020150185029A KR20170075412A (en) | 2015-12-23 | 2015-12-23 | Light emitting device moudle and lighting apparatus including the same |
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Cited By (1)
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---|---|---|---|---|
CN108682732A (en) * | 2018-07-23 | 2018-10-19 | 深圳市奥拓电子股份有限公司 | LED encapsulation structure and LED chip packaging method |
-
2015
- 2015-12-23 KR KR1020150185029A patent/KR20170075412A/en active IP Right Grant
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