KR20160024534A - Light emitting device module and vehicle lighting device including the same - Google Patents
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Abstract
실시예는 기판, 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지, 발광 소자 패키지 상에 이격되어 배치되는 렌즈 및 발광 소자 패키지 상부에 배치되며, 양자점을 포함하는 색변환부; 를 포함하는 발광 모듈과 이를 포함하는 차량용 조명장치를 제공하여, 형광체만 적용된 광원에 비하여 색재현율이 개선된 광원의 특성을 구현할 수 있다.An embodiment provides a light emitting device package including a substrate, a light emitting device package disposed on the substrate, a lens disposed on the light emitting device package, and a color converting unit disposed on the light emitting device package and including quantum dots. And a lighting device for a vehicle including the same, thereby realizing characteristics of a light source having improved color reproduction rate as compared with a light source using only a phosphor.
Description
실시예는 발광 모듈 및 이를 포함하는 차량용 조명장치에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting module and a vehicle lighting apparatus including the same.
반도체의 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광다이오드 (Light Emitting Diode)나 레이저다이오드와 같은 발광 소자는 박막 성장기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색광선도 구현이 가능하며 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.Light emitting devices such as light emitting diodes and laser diodes using semiconductor III-V or II-VI compound semiconductors can be used for various colors such as red, green, blue, and ultraviolet And it is possible to realize a white light line with high efficiency by using fluorescent material or color combination. It has advantages such as low power consumption, semi-permanent lifetime, fast response speed, safety and environment friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps .
백색광을 구현하는 방법에 있어서는 단일 칩 형태의 방법으로 청색이나 자외선(UV: Ultra Violet) 발광 다이오드 칩 위에 형광물질을 결합하는 것과 멀티 칩 형태로 제조하여 이를 서로 조합하여 백색광을 얻는 방법으로 나누어진다.In the method of realizing white light, a fluorescent material is bonded on a blue or ultraviolet (UV) light emitting diode chip by a single chip type method, and a method of producing a white light by combining them with a multichip type are combined.
멀티 칩 형태의 경우 대표적으로 RGB(Red, Green, Blue)의 3 종류의 칩을 조합하여 제작하는 방법이 있으며, 이는 각각의 칩마다 동작전압의 불균일성이나, 주변 환경에 의하여 각 칩의 출력의 차이로 인하여 색좌표가 달라지는 문제점을 가진다.In the case of a multi-chip type, there is a typical method of manufacturing three kinds of chips of RGB (Red, Green, Blue), and it is considered that there is a difference in operating voltage between each chip, So that the color coordinates change.
또한, 단일칩으로 백색광을 구현하는 경우에 있어서는 청색광을 방출하는 발광 소자의 빛과 이를 이용해서 황색 형광체를 여기 시켜 백색광을 얻는 방법 또는 청색광을 방출하는 발광 소자와 이에 의하여 여기 되는 녹색 및 적색 형광체를 이용하는 방법이 사용되고 있다.In the case of realizing white light by a single chip, there is a method of emitting light of a light emitting element that emits blue light and exciting a yellow phosphor by using it, or a method of obtaining a white light by emitting light of blue light, a light emitting element emitting blue light, A method of using it is being used.
다만, 이러한 형광체를 이용한 광원의 경우 형광체 자체의 넓은 반치폭(Full Width at Half Maximum)으로 인하여 이를 포함하는 광원의 색재현율이 낮은 문제가 있다.However, in the case of a light source using such a phosphor, there is a problem that the color reproduction rate of the light source including the phosphor is low due to the full width at half maximum of the phosphor itself.
실시예는 발광 소자에서 방출된 광에 의하여 파장 변환되는 양자점을 적용하여, 광도의 저하가 없으며 색재현율이 개선된 발광 모듈과 이를 포함하는 차량용 조명장치를 구현하고자 한다.Embodiments provide a light emitting module and a vehicle lighting apparatus including the light emitting module by applying quantum dots that are wavelength-converted by the light emitted from the light emitting device without deterioration in brightness and improving the color reproduction rate.
실시예의 발광 모듈은 기판; 상기 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지; 상기 발광 소자 패키지 상에 배치되는 렌즈; 및 상기 발광 소자 패키지의 상부에 배치되며, 양자점을 포함하는 색변환부; 를 포함할 수 있다.The light emitting module of the embodiment includes a substrate; A light emitting device package disposed on the substrate; A lens disposed on the light emitting device package; A color conversion unit disposed on the light emitting device package, the color conversion unit including quantum dots; . ≪ / RTI >
상기 색변환부의 저면과 상기 발광 소자 패키지의 상면은 서로 이격될 수 있다.The bottom surface of the color conversion portion and the top surface of the light emitting device package may be spaced apart from each other.
상기 색변환부는 상기 렌즈의 내부 바닥면에 배치될 수 있다.The color conversion unit may be disposed on an inner bottom surface of the lens.
상기 발광 소자 패키지는 청색 파장 영역의 광을 방출할 수 있다.The light emitting device package may emit light in a blue wavelength region.
상기 양자점은 녹색 양자점 또는 적색 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The quantum dot may include at least one of a green quantum dot and a red quantum dot.
상기 색변환부는 형광체를 더 포함할 수 있다.The color conversion unit may further include a phosphor.
상기 발광 소자 패키지는 형광체를 포함할 수 있으며, 상기 형광체는 녹색 형광체일 수 있으며, 상기 색변환부는 적색 양자점을 포함할 수 있다.The light emitting device package may include a fluorescent material, the fluorescent material may be a green fluorescent material, and the color converting unit may include a red quantum dot.
상기 색변환부는 분산매질을 더 포함할 수 있으며, 상기 양자점은 상기 분산매질에 대하여 0.5% 내지 1%의 질량비를 가질 수 있다.The color conversion unit may further include a dispersion medium, and the quantum dot may have a mass ratio of 0.5% to 1% with respect to the dispersion medium.
상기 색변환부는 상기 발광 소자 패키지와 마주보며, 상기 렌즈의 하부에 배치될 수 있으며, 상기 색변환부를 감싸며 배치된 보호층을 더 포함할 수 있다.The color conversion unit may further include a protection layer disposed below the lens, facing the light emitting device package, and disposed to surround the color conversion unit.
상기 렌즈는 바닥면에 형성된 하부 리세스를 포함할 수 있으며, 상기 색변환부는 상기 하부 리세스에 배치될 수 있다.The lens may include a bottom recess formed on the bottom surface, and the color conversion unit may be disposed on the bottom recess.
상기 하부 리세스는 돔 형상을 가질 수 있으며, 상기 하부 리세스의 수평 방향의 폭은 상기 발광 소자 패키지와 가까워질수록 넓어질 수 있다.The lower recess may have a dome shape, and the width of the lower recess in the horizontal direction may be wider as it gets closer to the light emitting device package.
또한, 상기 색변환부의 수평 단면의 최대폭은 상기 발광 소자패키지의 폭 이상일 수 있다.The maximum width of the horizontal cross section of the color conversion unit may be equal to or greater than the width of the light emitting device package.
상기 색변환부와 상기 발광 소자 패키지는 광축 방향 또는 상기 광축 방향과 나란한 방향 중 적어도 한 방향으로 수직으로 중첩될 수 있다.The color conversion unit and the light emitting device package may be vertically overlapped with each other in at least one direction of an optical axis direction or a direction parallel to the optical axis direction.
상기 색변환부는 상기 렌즈 내에 분산되어 배치될 수 있으며, 상기 색변환부의 분포 밀도는 상기 렌즈의 바닥면으로 갈수록 높아질 수 있다.The color conversion unit may be dispersed in the lens, and the distribution density of the color conversion unit may be increased toward the bottom surface of the lens.
상기 색변환부는 상기 렌즈의 측면 또는 상면 중 적어도 하나를 감싸고 형성될 수 있다.The color conversion unit may surround at least one of a side surface and an upper surface of the lens.
다른 실시예인 차량용 조명장치는 상술한 실시예들의 발광 모듈을 광원으로 포함할 수 있다.An automotive lighting apparatus according to another embodiment may include the light emitting module of the above-described embodiments as a light source.
실시예에 따른 발광 모듈과 이를 포함하는 차량용 조명장치의 경우 색변환부에 높은 색순도와 좁은 반치폭을 갖는 양자점을 포함함으로써, 형광체만을 사용한 경우에 비하여 개선된 색재현율을 구현할 수 있다.The light emitting module and the vehicle lighting apparatus including the light emitting module according to the embodiments include the quantum dot having a high color purity and a narrow half width in the color conversion unit, so that the improved color reproduction ratio can be realized as compared with the case where only the phosphor is used.
도 1은 발광 모듈의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 발광 소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 발광 소자의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 일 실시예의 발광 모듈에 대한 광 특성을 나타낸 도면이고,
도 5 내지 도 8은 발광 모듈의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 9는 일 실시예의 발광 모듈에 대한 색 특성을 나타낸 도면이고,
도 10은 차량용 조명 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 11은 발광 모듈을 포함하는 영상표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 12는 발광 모듈을 포함하는 조명 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a view showing an embodiment of a light emitting module,
2 is a view illustrating an embodiment of a light emitting device package,
3 is a view illustrating an embodiment of a light emitting device,
4 is a view showing optical characteristics of the light emitting module of one embodiment,
5 to 8 are views showing another embodiment of the light emitting module,
9 is a view showing color characteristics of the light emitting module of one embodiment,
10 is a view showing an embodiment of a vehicular illumination device,
11 is a view showing an embodiment of a video display device including a light emitting module,
12 is a view showing an embodiment of a lighting apparatus including a light emitting module.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 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)"로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2", "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.Also, the terms "first" and "second", "upper / upper / upper" and "lower / lower / lower" used in the following description are intended to mean any physical or logical relationship or order May be used solely to distinguish one entity or element from another entity or element, without necessarily requiring or implying that such entity or element is a separate entity or element.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
도 1은 발광 모듈의 일 실시예를 나타낸 도면이다. 1 is a view showing an embodiment of a light emitting module.
도 1에 도시된 실시예에 따른 발광 모듈(300A)은 기판(210), 기판(210) 상에 배치되는 발광 소자 패키지(200), 발광 소자 패키지(200) 상에 배치되는 렌즈(230) 및 색변환부(270)를 포함할 수 있다.The
기판(210)은 실리콘 재질, 합성 수지 재질 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)에서 발생하는 열을 외부로 방출하기 위하여 열전도성이 우수한 세라믹 물질 등이 포함될 수도 있다.The
기판(210) 상에는 발광 소자 패키지(200)가 배치될 수 있다. The light
도 2는 발광 소자 패키지(200)의 일 실시예를 나타낸 도면이다.2 is a view illustrating an embodiment of a light
도 2에 도시된 발광 소자 패키지(200)는 몸체부(130), 몸체부(130) 상에 형성된 캐비티 및 캐비티 내에 배치되는 발광 소자(110)를 포함할 수 있으며, 몸체부(130)에는 발광 소자(110)와의 전기적 연결을 위한 리드 프레임(142, 144)을 포함할 수 있다.The light
발광 소자(110)는 캐비티의 바닥면에 배치될 수 있고, 몰딩부(150)는 캐비티 내에 배치되는 것일 수 있다.The
몸체부(130)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상부가 개방되고 측면과 바닥면으로 이루어진 캐비티를 가질 수 있다. The
캐비티는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티의 측면은 바닥면에 대하여 수직이거나 경사지게 형성될 수 있으며, 그 크기 및 형태가 다양할 수 있다. 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 다각형, 타원형 등일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.The cavity may be formed in a cup shape, a concave container shape or the like, and the side surface of the cavity may be formed perpendicular or inclined with respect to the bottom surface, and may vary in size and shape. The shape of the cavity viewed from the top may be circular, polygonal, elliptical, or the like, but may be a curved edge shape, but is not limited thereto.
몸체부(130)에는 제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)이 포함되어 발광 소자(110)와 전기적으로 연결될 수 있다. 몸체부(130)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지는 경우, 도시되지는 않았으나 몸체부(130)의 표면에 절연층이 코팅되어 제1,2 리드 프레임(142, 144) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.The
제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(110)에 전류를 공급할 수 있다. 또한, 제1 리드 프레임(142) 및 제2 리드 프레임(144)은 발광 소자(110)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광 소자(110)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.The
발광 소자(110)는 캐비티 내에 배치될 수 있으며, 몸체부(130) 상에 배치되거나 제1 리드 프레임(142) 또는 제2 리드 프레임(144) 상에 배치될 수 있다. 배치되는 발광 소자(110)는 수직형 발광 소자 외에 수평형 발광 소자 등일 수도 있다.The
도 2에 도시된 실시예에서는 발광 소자(110)가 제1 리드 프레임(142) 상에 배치되며, 제2 리드 프레임(144)과는 와이어(146)를 통하여 연결될 수 있으나, 발광 소자(110)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 본딩 또는 다이 본딩 방식에 의하여서도 리드 프레임과 연결될 수 있다.2, the
도 2의 발광 소자 패키지(200) 실시예에서 몰딩부(150)는 발광 소자(110)를 감싸고 캐비티 내부를 채우며 형성될 수 있다. 몰딩부(150)는 수지층 및 형광체(170)를 포함할 수 있으며, 발광 소자(110)를 포위하도록 배치되어 발광 소자(110)를 보호할 수 있다. In the embodiment of the light emitting
몰딩부(150)는 수지층을 포함하여 이루어질 수 있으며, 수지층은 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 중 어느 하나 또는 그 혼합물의 형태일 수 있다. 또한, 몰딩부(150)에 포함되는 형광체(170)는 발광 소자(110)에서 방출된 광에 의하여 여기 되어 파장 변환된 광을 발광할 수 있다.The
또한, 도면에 도시되지는 않았으나 몰딩부(150)는 캐비티를 채우고 캐비티의 측면부 높이보다 높게 돔(dome) 형상으로 배치될 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)의 광 출사각을 조절하기 위하여 변형된 돔 형상으로 배치될 수도 있다. 몰딩부(150)는 발광 소자(110)를 포위하여 보호하고, 발광 소자(110)로부터 방출되는 빛의 경로를 변경하는 렌즈로 작용할 수도 있다.Although not shown in the drawing, the
도 3은 발광 소자(110)의 일 실시예를 나타낸 도면으로, 발광 소자(110)는 지지기판(70), 발광 구조물(20), 오믹층(40), 제1 전극(80)을 포함할 수 있다.3 illustrates one embodiment of the
발광 구조물(20)은 제1 도전형 반도체층(22)과 활성층(24) 및 제2 도전형 반도체층(26)을 포함하여 이루어진다.The
제1 도전형 반도체층(22)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(22)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductive semiconductor layer 22 may be formed of a compound semiconductor such as a Group III-V or a Group II-VI, and may be doped with a first conductive dopant. The first conductive semiconductor layer 22 is a semiconductor material having a composition formula of Al x In y Ga (1-xy) N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + y? , GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP.
제1 도전형 반도체층(22)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(22)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.When the first conductivity type semiconductor layer 22 is an n-type semiconductor layer, the first conductivity type dopant may include n-type dopants such as Si, Ge, Sn, Se, and Te. The first conductive semiconductor layer 22 may be formed as a single layer or a multilayer, but the present invention is not limited thereto.
활성층(24)은 제1 도전형 반도체층(22)과 제2 도전형 반도체층(26) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
활성층(24)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.InGaN / InGaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs), and InGaN / AlGaN / / AlGaAs, GaP (InGaP) / AlGaP, but is not limited thereto. The well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.
제2 도전형 반도체층(26)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 반도체층(26)이 AlxGa(1-x)N으로 이루어질 수 있다.The second conductive semiconductor layer 26 may be formed of a semiconductor compound. The second conductive semiconductor layer 26 may be formed of a compound semiconductor such as a Group III-V or a Group II-VI, and may be doped with a second conductive dopant. The second conductivity type semiconductor layer 26 is made of a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + For example, the second conductivity type semiconductor layer 26 may be made of Al x Ga (1-x) N, and the second conductivity type semiconductor layer 26 may be formed of any one of AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP. have.
제2 도전형 반도체층(26)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.When the second conductivity type semiconductor layer 26 is a p-type semiconductor layer, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. The second conductivity type semiconductor layer 26 may be formed as a single layer or a multilayer, but is not limited thereto.
제1 도전형 반도체층(22)의 표면이 패턴을 이루어 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(22)의 표면에는 제1 전극(80)이 배치될 수 있으며, 도시되지는 않았으나 제1 전극(80)이 배치되는 제1 도전형 반도체층(22)의 표면은 패턴을 이루지 않을 수 있다. 제1 전극(80)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The surface of the first conductivity type semiconductor layer 22 forms a pattern, and the light extraction efficiency can be improved. A
발광 구조물(20)의 둘레에는 패시베이션층(90)이 형성될 수 있다. 패시베이션층(90)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 패시베이션층(90)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.A
발광 구조물(20)의 하부에는 제2 전극이 배치될 수 있으며, 오믹층(40)과 반사층(50)이 제2 전극으로 작용할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(26)의 하부에는 GaN이 배치되어 제2 도전형 반도체층(26)으로 전류 내지 정공 공급을 원활히 할 수 있다.A second electrode may be disposed under the
오믹층(40)은 약 200 옹스트롱(Å)의 두께일 수 있다. 오믹층(40)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정하지 않는다.The
반사층(50)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 반사층(50)은 활성층(24)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 반도체 소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.The
지지기판(support substrate, 70)은 금속 또는 반도체 물질 등 도전성 물질로 형성될 수 있다. 전기 전도도 내지 열전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 반도체 소자 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열 전도도가 높은 물질(ex. 금속 등)로 형성될 수 있다. The
예를 들어, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.For example, a material selected from the group consisting of molybdenum (Mo), silicon (Si), tungsten (W), copper (Cu) and aluminum (Al) (Cu-W), a carrier wafer (e.g., GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga 2 O 3, etc.) And the like.
지지기판(70)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가지기 위하여 50 내지 200 마이크로 미터(㎛)의 두께로 이루어질 수 있다.The
접합층(60)은 반사층(50)과 지지기판(70)을 결합하는데, 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.The
도 3에 도시된 발광 소자(110)의 실시예는 수직형 발광 소자의 실시예이나, 도 2에 도시된 발광 소자 패키지(200)의 실시예에는 도 3에 도시된 수직형 발광 소자 이외에 수평형 발광 소자, 플립칩 타입의 발광 소자가 배치될 수 있으며, 이때 발광 소자(110)는 제1 파장 영역의 광을 발광할 수 있으며, 제1 파장 영역은 청색광 파장 영역일 수 있다.The embodiment of the
도 1을 참조하면, 발광 모듈(300A)의 실시예에서, 발광 소자 패키지(200) 상에 렌즈(230)가 배치될 수 있다.Referring to FIG. 1, in an embodiment of the
렌즈(230)는 발광 소자 패키지(200)와 이격 되어 배치될 수 있다. 렌즈(230)는 상술한 도 2의 실시예의 발광 소자 패키지(200)로부터 광을 제공받을 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)로부터 렌즈(230)로 입사된 광이 출사되는 지향각을 조절할 수 있다.The
렌즈(230)는 상부에서 볼 때, 원형 또는 타원형일 수 있다. 렌즈(230)는 상단의 원 또는 타원의 크기가 바닥면의 원 또는 타원의 크기보다 작을 수 있다.The
발광 소자 패키지(200)에서 방출된 광이 입사되는 광의 입사면은 렌즈(230)의 바닥면(230b) 중 적어도 일부분일 수 있으며, 입사면은 타원 형태일 수 있으며, 바닥면(230b)이 함몰된 형태일 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The incident surface of the light incident on the light emitted from the light emitting
또한, 렌즈(230)의 바닥면(230b)은 볼록하게 형성할 수도 있고 오목하게도 형성할 수도 있으며, 이때 광의 입사면은 렌즈(230)의 바닥면(230b) 형태와 동일할 수 있으나, 어느 하나의 형태에 한정하지 않는다.In addition, the
렌즈(230)는 광을 투과하는 물질로 형성될 수 있으며, 렌즈(230)의 상면(230a)은 렌즈를 통과한 빛이 방출되는 출광면일 수 있다. The
출광면은 곡률을 가질 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)로부터 입사된 광의 진행 경로가 출광면의 곡률에 따라 변화될 수 있다. The light emitting surface may have a curvature and the traveling path of the light incident from the light emitting
도 1의 실시예에서, 렌즈(230)는 돌출부(250)를 더 포함할 수 있다. 렌즈의 돌출부(250)는 렌즈(230)를 기판(210)에서 지지하는 역할을 할 수 있다.In the embodiment of FIG. 1, the
돌출부(250)는 렌즈(230)의 바닥면(230b)에 부착되어 기판(210)의 일 영역에 배치될 수 있으며, 돌출부(250)에 의하여 렌즈(230)의 바닥면(230b)과 발광 소자 패키지(200)는 이격되어 배치될 수 있다. 실시예에 따라서는 돌출부(250)는 발광 소자 패키지(200)의 주위를 감싸도록 배치될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The
도 1의 발광 모듈(300A)의 실시예에서는 발광 소자 패키지(200) 상부에 색변환부가 배치될 수 있으며, 색변환부는 양자점을 포함할 수 있다.In the embodiment of the
예를 들어, 색변환부(270)는 발광 소자 패키지(200) 상에 배치되며, 발광 소자 패키지(200)에서 방출되어 렌즈(230)로 입사되어 렌즈(230)를 통해 출사되는 광의 경로상에 포함될 수 있다. For example, the
도 1의 실시예에서는 색변환부(270)는 발광 소자 패키지(200)와 마주보고 렌즈(230) 내부 바닥면(230b)에 배치될 수 있다.In the embodiment of FIG. 1, the
예를 들어, 색변환부(270)는 도 1의 실시예와 같이 렌즈(230)의 바닥면(230b)에 인접하여 배치될 수 있으나, 이에 한정 하지 않으며 렌즈 바닥면(230b)에 형성된 홈을 채우고 형성될 수 있다.For example, the
이때 발광 소자 패키지(200)에서 방출된 광이 렌즈(230)에 입사될 경우 색변환부(270)를 먼저 통과하여 입사될 수 있으며, 색변환부(270)의 저면과 발광 소자 패키지(200)의 상면은 서로 이격되어 배치될 수 있다.When the light emitted from the light emitting
또한, 색변환부(270)는 양자점을 포함할 수 있으며, 양자점은 발광 소자에서 방출된 광의 파장을 변환시킬 수 있다.In addition, the
양자점은 약 2nm~10nm 크기의 코어(Core)와 이를 감싸는 쉘(Shell)을 포함하는 이중 구조를 가질 수 있다. The quantum dot may have a dual structure including a core having a size of about 2 nm to 10 nm and a shell surrounding the core.
양자점의 쉘은 황화아연(ZnS)으로 이루어질 수 있으며, 입자의 크기가 나노 스케일인 재료로서, 쉘의 표면에 고분자 코팅층을 더 포함하는 물질일 수 있다. The shell of the quantum dot may be made of zinc sulfide (ZnS), and may be a material having a nanoscale particle size, and may further comprise a polymer coating layer on the surface of the shell.
양자점의 크기는 10nm~15nm일 수 있으며, 코어로 카드뮴셀레나이드 (CdSe), 카드뮴텔루라이드(CdTe), 황화카드뮴(CdS)이 사용될 수 있다.The size of the quantum dot may be 10 nm to 15 nm, and cadmium selenide (CdSe), cadmium telluride (CdTe), and cadmium sulfide (CdS) may be used as the core.
양자점은 좁은 파장 영역대에서 강한 광을 발생시킬 수 있으며, 양자점이 발산하는 빛은 전도대(Conduction band)에서 가전자대(valence band)로 여기 상태의 전자가 내려오면서 발생할 수 있다. The quantum dot can generate strong light in a narrow wavelength region, and the light emitted by the quantum dot can be generated by electrons in the excited state from the conduction band to the valence band.
또한, 입자의 크기를 조절하여 원하는 파장 영역의 광을 방출하는 양자점을 얻을 수 있으며, 예를 들어, 양자점의 입자가 작을수록 단파장의 광을 발생하고, 입자의 크기가 커질수록 장파장의 광을 발생시킬 수 있다. 이때 양자점의 크기는 나노 결정의 성장조건을 적절하게 변경함으로써 조절할 수 있다.In addition, a quantum dot that emits light in a desired wavelength range can be obtained by controlling the particle size. For example, as the particles of the quantum dots become smaller, light of a shorter wavelength is generated, and as the particle size becomes larger, . The size of the quantum dots can be controlled by appropriately changing the growth conditions of the nanocrystals.
실시예의 양자점은 광원으로부터 방출된 빛의 파장을 변환할 수 있으며, Si계 나노결정(Nano crystal), II-VI족계 화합물 반도체 나노결정, III-V족계 화합물 반도체 나노결정, IV-VI족계 화합물 반도체 나노결정을 사용하거나 또는 이들의 혼합물을 포함하여 형성될 수 있다.The quantum dot of the embodiment can convert the wavelength of the light emitted from the light source and can be selected from the group consisting of Si-based nanocrystals, II-VI group compound semiconductor nanocrystals, III-V group compound semiconductor nanocrystals, IV-VI group compound semiconductors Nanocrystals, or mixtures thereof.
색변환부(270)는 분산매질과 양자점을 포함할 수 있으며, 양자점은 분산매질에 배위된 형태로 분산되어 사용될 수 있다.The
분산매질은 양자점의 파장 변환 성능에 영향을 미치지 않는 것이어야 하며, 제공되는 광에 의하여 변질되거나 제공된 광을 반사시키지 않고, 광 흡수를 일으키지 않도록 하는 투명한 재질의 물질이 사용될 수 있다. The dispersion medium should not affect the wavelength conversion performance of the quantum dots and may be made of a transparent material that does not reflect light provided by the provided light or reflect the provided light and does not cause light absorption.
예를 들어, 분산매질은 고분자 수지일 수 있으며, 에폭시(epoxy), 실리콘(silicone), 폴리스타일렌(Polystyrene) 및 아크릴레이트(acrylate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.For example, the dispersion medium may be a polymeric resin and may include at least one of epoxy, silicone, polystyrene, and acrylate.
분산매질로 고분자 수지가 사용되는 경우, 양자점이 분산된 고분자 수지는 발광 모듈에 색변환부(270)로 적용된 이후 경화공정에 의하여 고정될 수 있다.When a polymer resin is used as the dispersion medium, the polymer resin in which the quantum dots are dispersed can be fixed to the light emitting module by the curing process after being applied to the
실시예의 발광 모듈(300A)에서, 발광 소자 패키지(200)는 청색광을 발광할 수 있다. In the
예를 들어, 발광 소자 패키지(200)에 포함되는 발광 소자(110)는 400nm 내지 500nm 파장 영역의 광을 방출할 수 있으며, 발광 소자(110)에서 방출된 청색광에 의하여 여기 된 양자점은 종류에 따라 다양한 파장 영역의 발광 피크를 가질 수 있다.For example, the
한편, 실시예의 발광 모듈(300A)에서 색변환부(270)에 포함되는 양자점은 녹색 양자점 또는 적색 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.Meanwhile, in the
상술한 바와 같이 양자점의 발광 파장 피크는 양자점의 크기에 따라 달라질 수 있으므로, 예를 들어, 상대적으로 장파장 영역의 광을 방출하는 적색 양자점은 녹색 양자점에 비하여 입자 크기가 큰 양자점일 수 있다.As described above, the emission wavelength peak of the quantum dot may vary depending on the size of the quantum dot. For example, the red quantum dot emitting light in a relatively long wavelength region may be a quantum dot having a larger particle size than the green quantum dot.
실시예의 색변환부(270)에 포함되는 녹색 양자점은 510nm 내지 580nm의 발광 파장 피크를 가질 수 있으며, 적색 양자점은 600nm 내지 660nm의 발광 파장 피크를 가질 수 있다.The green quantum dot included in the
발광 모듈(300A)의 실시예에서, 색변환부(270)에 형광체를 더 포함할 수 있으며, 또한, 발광 소자 패키지(200) 에 형광체(phosphor)를 포함할 수 있다.In the embodiment of the
예를 들어, 발광 모듈(300A)의 실시예는 캐비티를 갖는 몸체부(130)와 발광 소자(110)를 포함하는 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. For example, an embodiment of the
이러한 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(110)를 감싸고 형성되는 몰딩부(150) 내에 녹색 형광체를 포함하고, 색변환부(270)에 적색 양자점을 포함하는 구조를 가질 수 있다. The light emitting
또한, 발광 소자 패키지(200)의 몰딩부(150) 내에는 형광체(170)를 포함하지 않으며, 색변환부(270)에 형광체(170)와 양자점이 같이 포함되는 실시예일 수 있으며, 몰딩부(150)와 색변환부(270) 모두에 형광체를 포함하지 않고, 색변환부(270)에 서로 다른 발광 파장 특성을 갖는 양자점을 포함하는 실시예일 수 있다. In the
이러한 발광 모듈(300A)의 실시예에서 발광 소자(110)가 방출하는 빛의 파장은 청색광 영역일 수 있으며, 발광 소자(110)에서 방출된 광이 발광 소자 패키지(200)의 몰딩부(150)와 발광 모듈의 색변환부(270)를 통과하여 방출된 광은 백색광일 수 있다.In the embodiment of the
도 4는 적색 양자점의 함량에 따른 발광 모듈의 광 특성을 나타낸 그래프이다.4 is a graph showing optical characteristics of a light emitting module according to the content of red quantum dots.
도 4의 광 특성을 나타내는 발광 모듈은 도 1의 실시예일 수 있으나, 이후 도면과 같이 설명하는 다른 실시예의 발광 모듈에 대한 광 특성 결과도 포함될 수 있다.The light emitting module exhibiting the optical characteristics of FIG. 4 may be the embodiment of FIG. 1, but may also include the optical characteristics of the light emitting module of another embodiment described below.
도 4의 광 특성을 나타내는 실시예의 발광 모듈의 경우 발광 소자는 청색광을 발광하는 것일 수 있으며, 발광 소자 패키지에는 녹색 형광체를 포함하며, 색변환부에는 적색 양자점을 포함하는 것일 수 있다.4, the light emitting device may emit blue light, the light emitting device package may include a green phosphor, and the color converting part may include red quantum dots.
그래프에서 0.5%, 1%, 2%는 각각 색변환부(270)에 포함되는 분산매질에 대한 적색 양자점의 질량비를 나타낸 것이다.In the graph, 0.5%, 1%, and 2% represent mass ratios of the red quantum dots to the dispersion medium included in the
도 4를 참조하면, 적색 양자점의 함량이 증가하면 적색 파장 영역인 600nm 내지 660nm 영역에서의 광도(intensity)는 증가하게 되나, 양자점의 함량비가 증가될수록 흡수되는 청색광도 많아지므로 400nm 내지 500nm의 청색광 파장 영역의 광도는 적색 양자점의 함량이 증가될수록 감소하게 된다.Referring to FIG. 4, when the content of the red quantum dots increases, the intensity in the red wavelength range of 600 nm to 660 nm increases. However, as the content ratio of the quantum dots increases, the blue light absorbed increases. Therefore, The light intensity of the region decreases as the content of the red quantum dots increases.
따라서, 적색 파장 영역의 광도를 개선함과 동시에 녹색 및 청색 파장 영역에서 광속(Luminous Flux)의 저하가 크지 않도록 하기 위해서는 예를 들어, 적색 양자점의 질량비는 분산매질에 대하여 0.5% 내지 1%일 수 있다.Therefore, in order to improve the luminance of the red wavelength region and to prevent the decrease of the luminous flux in the green and blue wavelength regions, for example, the mass ratio of the red quantum dots may be 0.5% to 1% have.
한편, 양자점은 통상의 형광체보다 강한 빛을 좁은 파장대에서 발생시킬 수 있다. 이에 따라 양자점은 일반적인 형광체에 비하여 좁은 반치폭(Full Width Half Maximum; FWHM)과 높은 색순도를 가질 수 있다.On the other hand, the quantum dot can generate light stronger than a normal phosphor in a narrow wavelength band. Accordingly, the quantum dot can have a narrow full width half maximum (FWHM) and a high color purity as compared with general phosphors.
따라서, 이러한 양자점의 특성으로 인하여 이를 포함하는 실시예의 발광 모듈은 색재현성과 발광 효율이 개선될 수 있다.Therefore, due to the characteristics of the quantum dots, the color reproducibility and the light emitting efficiency of the light emitting module including the embodiment can be improved.
도 5 내지 도 8은 발광 모듈의 다른 실시예들을 나타낸 도면이다.5 to 8 are views showing other embodiments of the light emitting module.
이하에서는 도 1의 발광 모듈(300A)의 실시예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 중심으로 설명한다.Hereinafter, the contents overlapping with the embodiment of the
도 5의 발광 모듈(300B)의 실시예에서, 렌즈(230)는 상부면에 형성된 상부 리세스(232), 바닥면에 형성된 하부 리세스(235) 및 돌출부(250)를 포함할 수 있다. 렌즈의 하부 리세스(235)는 렌즈(230)의 광축 방향으로 렌즈의 바닥면(230b)에 형성될 수 있다.In the embodiment of the
도 5의 실시예에서 색변환부(270)는 기판(210) 상에 배치된 발광 소자 패키지(200)와 마주보며, 렌즈의 바닥면(230b)에 배치될 수 있다.In the embodiment of FIG. 5, the
즉, 색변환부(270)는 별도의 층을 이루어 형성될 수 있으며, 렌즈의 바닥면(230b)에 형성된 하부 리세스(235)의 형상을 따라 배치될 수 있다. 또한, 색변환부(270)에 포함된 양자점이 외부에 노출되는 것을 막기 위하여 색변환부(270)의 외면에 보호층(280)을 더 포함할 수 있다. That is, the
보호층(280)은 색변환부(270)의 외부 노출을 막기 위하여 색변환부 (270)를 감싸고 형성될 수 있다.The
보호층(280)은 SiO2(Silicone Dioxide) 또는 Si3N4(Silicone Nitride) 필름이 스퍼터링 (Sputtering), 사출 압축 성형 (Injection Compression Molding) 또는 화학기상성장법 (CVD: Chemical Vapor Deposition) 등의 방법으로 형성될 수 있다. Such as: (Chemical Vapor Deposition CVD), the
또한, 보호층(280)은 양자점을 포함하는 색변환부(270) 상에 직접 형성될 수 있으며, 스프레이 코팅법을 이용하여 얇은 필름 형태로 형성될 수도 있다.In addition, the
도 6a의 발광 모듈(300C) 실시예에서 색변환부(270)는 렌즈(230)의 바닥면(230b)에 형성된 하부 리세스에 배치될 수 있다.In the embodiment of the
이때 렌즈의 바닥면(230b)으로부터 기판(210)까지의 거리(h1)는 발광 소자 패키지(200)의 높이(h2) 보다 클 수 있다.The distance h1 from the
따라서, 색변환부(270)가 렌즈 바닥면(230b)에 형성된 하부 리세스를 채우고 배치될 경우 색변환부(270)의 저면과 발광 소자 패키지(200)의 상면은 서로 이격될 수 있다.Therefore, when the
도 6a를 참조하면 렌즈(230)의 하부 리세스는 돔 형상을 이룰 수 있으며, 예를 들어, 색변환부(270)가 돔 형상의 하부 리세스를 채우고 배치될 수 있다.Referring to FIG. 6A, the lower recess of the
또한, 하부 리세스는 렌즈(230)의 광축 방향(C)과 수직한 방향으로의 폭이 발광 소자 패키지(200)와 가까워질수록 커질 수 있다. 즉, 하부 리세스의 폭은 발광 소자 패키지와 인접할수록 증가될 수 있다. 예를 들어, 하부 리세스가 돔형상을 가질 경우, 발광 소자 패키지(200)와 가까워질수록 돔 형상의 수평면의 넓이가 넓어질 수 있다.Also, the lower recess may become larger as the width of the
이때, 돔 형상의 바닥면, 즉 발광 소자 패키지(200)와 가장 인접한 부분의 수평 방향의 폭(W1)은 발광 소자 패키지(200)의 폭(W2) 이상일 수 있다. 따라서, 렌즈(230)의 하부 리세스에 색변환부(270)가 채워질 경우 색변환부(270)의 수평 단면의 최대폭은 렌즈 하부 리세스의 최대 폭인 W1일 수 있으며 이는 발광 소자 패키지(200)의 폭(W2) 이상일 수 있다.At this time, the width W1 in the horizontal direction of the dome-shaped bottom surface, that is, the portion closest to the light emitting
발광 모듈(300C)의 실시예에서 색변환부(270)와 발광 소자 패키지(200)는 광축 방향(C) 또는 광축 방향과 나란한 방향 중 적어도 한 방향으로 수직으로 중첩될 수 있다. 즉, 색변환부(270)는 발광 소자 패키지(200)와 마주보며 수직방향으로 중첩되어 배치될 수 있다.In the embodiment of the
예를 들어, 색변환부(270)가 도 6a에서와 같이 하부 리세스에 형성될 경우 렌즈의 광축은 렌즈의 중심축(C) 일 수 있으며, 렌즈의 중심축(C)과 발광 소자 패키지의 중심축은 중첩될 수 있다.6A, the optical axis of the lens may be the center axis C of the lens, and the center axis C of the lens and the light axis of the light emitting device package The central axes may overlap.
또한, 도 6b에서와 같이 발광 모듈(300D)의 실시예에서 양자점을 포함하는 색변환부(270)가 렌즈의 하부 리세스에 배치된 경우, 색변환부(270)가 외부에 노출되는 것을 방지하기 위하여 발광 소자 패키지(200)와 마주보는 색변환부(270)의 저면에 보호층(280)을 더 포함할 수 있다.In the embodiment of the
도 7의 발광 모듈(300E)의 실시예에서 색변환부(270)는 렌즈(230) 내에 분산되어 형성될 수 있다. In the embodiment of the
도 7의 실시예에서 색변환부(270)는 양자점일 수 있으며, 렌즈(230) 내부에 분산되어 있는 양자점에 의하여 렌즈(230)로 입사된 광의 파장이 변환될 수 있다.In the embodiment of FIG. 7, the
실시예의 발광 모듈(300E)에서 양자점은 렌즈(230) 내부에 균일하게 분산되어 있을 수 있으며, 녹색 양자점 또는 적색 양자점 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. In the
또한, 도면에 도시되지는 않았으나 색변환부(270)의 분포 밀도는 렌즈(230)의 바닥면으로 갈수록 높아질 수 있다. 즉, 색변환부(270)에 포함되는 양자점의 렌즈(230) 내부에서의 분포 밀도는 렌즈(230) 하부로 갈수록 증가될 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)에서 방출된 광이 렌즈(230)에 입사된 후 색변환부(270)에 의하여 파장 변환되어 렌즈(230)를 통과하여 출사될 수 있다.Also, although not shown in the drawing, the distribution density of the
색변환부(270) 분포 밀도가 렌즈(230) 바닥면에서 더 높아지는 경우, 렌즈(230) 내부에서의 광 손실이 적은 상태에서 파장 변환될 수 있어, 발광 모듈(300E)의 색재현율이 향상될 수 있다.When the distribution density of the
또한, 도 7의 실시예에서 색변환부(270)에는 양자점과 함께 형광체를 더 포함할 수 있다.In addition, in the embodiment of FIG. 7, the
예를 들어, 도 7의 실시예에서 발광 소자 패키지(200)에서 방출된 광이 렌즈(230)에 입사하여 렌즈(230) 내에 분산되어 분포된 색변환부(270)의 양자점에 의하여 파장 변환된 후 외부로 방출될 수 있으며, 형광체가 색변환부(270)에 포함된 경우 입사된 광은 양자점과 형광체에 의하여 파장 변환되어 외부로 방출될 수 있다.For example, in the embodiment of FIG. 7, the light emitted from the light emitting
또한, 발광 모듈의 다른 실시예에서 색변환부는 렌즈의 측면 또는 상면 중 적어도 하나를 감싸고 배치될 수 있다. 예를 들어, 도 8의 발광 모듈(300F) 실시예를 참조하면, 색변환부(270)는 렌즈의 상면(230a)과 측면(230c)을 둘러싸고 층을 이루어 형성될 수 있다.Further, in another embodiment of the light emitting module, the color converting portion may be arranged to surround at least one of the side surface and the upper surface of the lens. For example, referring to the
이러한 도 8의 발광 모듈(300F)의 실시예에서는 발광 소자 패키지(200)에서 방출된 광이 렌즈의 바닥면(230b)으로 입사되어 렌즈(230)를 통과한 후 렌즈의 상면과 측면의 외면에 형성된 색변환부(270)를 통과하여 파장이 변환된 광이 방출될 수 있다.8, the light emitted from the light emitting
도 8의 실시예에서도 색변환부(270)의 외부에 보호층(280)을 더 포함하여 수분 등의 외부 환경으로부터 색변환부(270)를 보호할 수 있다.In the embodiment of FIG. 8, the
또한, 상술한 발광 모듈의 실시예들(300A 내지 300F)에서 색변환부(270)에 포함되는 양자점의 경우 열과 수분에 취약할 수 있으므로, 색변환부(270)는 열을 발생시키는 발광 소자(110)와 이격되어 배치되도록 할 수 있다. Further, in the
즉, 렌즈(230) 내에 색변환부(270)를 포함되도록 하거나, 발광 소자 패키지(200)와 이격 되도록 렌즈(230) 외면에 코팅하여 배치하거나 또는 렌즈(230)의 하부 리세스에 형성하되 색변환부의 저면이 발광 소자 패키지의 상면과 이격 되도록 배치될 수 있다.That is, the
도면을 참조하여 상술한 발광 모듈 실시예들(300A 내지 300F)에서 도시된 렌즈(230)의 형상은 일 실시예에 해당하며, 사용되는 발광 소자 패키지(200)의 종류와 원하는 발광 모듈의 광 분포에 따라 도시된 렌즈 이외에 다양한 유형의 렌즈가 사용될 수 있다.The shape of the
도 9는 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 액정디스플레이 모듈(Liquid Crystal Display Module)에서의 색 특성을 비교하여 나타낸 도면이다.FIG. 9 is a diagram showing color characteristics of a liquid crystal display module including the
액정 디스플레이 모듈은 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display :LCD) 패널과 백라이트유닛(Back Light Unit :BLU)을 포함할 수 있다. The liquid crystal display module may include a liquid crystal display (LCD) panel and a backlight unit (BLU).
또한, BLU는 LCD 패널의 하부에 배치될 수 있으며, 복수의 광원과 도광판, 확산판 등의 광학 부재를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 광원은 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)일 수 있다.The BLU may be disposed under the LCD panel, and may include a plurality of light sources and optical members such as a light guide plate and a diffusion plate. At this time, the plurality of light sources may be the
도 9는 액정 디스플레이 모듈의 색 특성 중 색 재현율을 비교하여 나타낸 것으로서, NTSC에 대한 비교예와 실시예의 상대적인 색재현율을 나타낸 것이다.FIG. 9 is a graph illustrating the color reproduction ratios among the color characteristics of the liquid crystal display module, and shows the relative color reproduction ratios of the comparative example to NTSC and the embodiment.
도 9에서 비교예는 액정 디스플레이 모듈에서 광원으로 LED BLU를 사용한 경우이다. 즉 비교예는 BLU에 포함되는 복수의 광원으로 발광 모듈을 포함하며, 이때 발광 모듈은 청색광을 발광하는 발광 소자를 포함하며, 적색과 녹색 형광체를 포함한 발광 소자 패키지의 구성을 갖는 경우에 해당한다.9, the LED BLU is used as a light source in the liquid crystal display module. That is, the comparative example includes a plurality of light sources included in the BLU and includes a light emitting module, wherein the light emitting module includes a light emitting device that emits blue light and has a configuration of a light emitting device package including red and green phosphors.
이와 비교하여, 실시예는 도 1의 발광 모듈의 실시예를 광원으로 포함한 경우의 색 특성에 해당한다. 즉, 실시예에서 BLU는 청색광을 발광하는 발광 소자, 녹색 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지 및 적색 양자점을 포함하는 색변환부의 구성을 갖는 발광 모듈을 광원으로 적용한 경우이다.In comparison, the embodiment corresponds to the color characteristic when the embodiment of the light emitting module of Fig. 1 is included as a light source. That is, in the embodiment, the BLU is a light source module in which a light emitting module that emits blue light, a light emitting device package that includes a green phosphor, and a light emitting module having a configuration of a color conversion unit including a red quantum dot are used as a light source.
NTSC와 비교하여 비교예의 경우 72%의 색재현율을 나타내며, 실시예는 85%의 색재현율을 나타내는 것으로부터, 양자점을 색변환부에 적용한 실시예의 발광 모듈의 경우 종래의 형광체만을 사용한 비교예의 경우에 비하여 색재현율이 개선되는 효과가 있음을 확인할 수 있다.In comparison with NTSC, the color reproducibility of the comparative example is 72%, and the embodiment shows the color reproducibility of 85%. In the case of the comparative example using only the conventional phosphor in the case of the light emitting module of the embodiment in which the quantum dot is applied to the color conversion portion It can be confirmed that the color reproduction ratio is improved.
따라서, 상술한 실시예들의 발광 모듈(300A 내지 300F)의 경우, 형광체에 비하여 좁은 반치폭을 갖는 양자점을 색변환부(270)에 포함함으로써 종래의 형광체만을 포함하는 발광 모듈에 비하여 높은 색재현율을 갖는 광 특성을 구현할 수 있다.Therefore, in the case of the
이하에서는 상술한 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 다른 실시예에 대하여 설명하지만, 실시예는 이에 국한되지 않으며 전술한 발광 모듈(300A 내지 300F)은 다양하게 이용될 수 있다.Hereinafter, other embodiments including the above-described
도 10은 일 실시예에 따른 차랑용 조명장치(400)의 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.10 is a view schematically showing a configuration of a
실시예에 따른 차량용 조명장치(400)는 상술한 실시예들의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 광원으로 포함할 수 있다.The
예를 들어, 차량용 조명 장치(400)는 해드 램프 또는 테일 램프일 수 있으며, 이와 같은 차랑용 램프는 광원으로서 상술한 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함할 수 있으며, 광원으로서 배치되는 발광 모듈(300A 내지 300F)은 복수 개일 수 있다.For example, the
차량용 조명 장치(400)는 광원인 발광 모듈(300A 내지 300F)이 배치되는 광원 모듈(401)을 포함할 수 있으며, 광원 모듈(401)로부터 방출되는 광을 특정한 방향으로 전달하기 위하여 리플렉터(reflector, 402)를 포함할 수 있다.The
예컨대, 광원 모듈(401)에서 방출된 광은 리플렉터(402)에 의하여 반사되어 전방으로 전달될 수 있다. For example, the light emitted from the
리플렉터(402)는 반사 코팅 필름 또는 반사 코팅층으로 형성될 수 있으며, 반사율이 높은 Cr(Chromium), Al(Aluminium), Ag(Silver), Au(Gold), TiO2(Titanium Dioxide) 등의 금속 또는 금속의 산화물을 포함할 수 있다.The
차량용 조명 장치(400)에는 리플렉터(402)에 의하여 반사되어 램프 커버(404)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 조명 장치의 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade, 403)를 포함할 수 있다.The
램프 커버(404)는 광원 모듈(401)로부터 전달된 빛을 외부로 방출하기 위하여 투광성 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 램프 커버(404)는 아크릴로 이루어질 수 있으며, 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 차량용 조명 장치(400)의 유닛을 외부 충격으로부터 보호하는 기능을 할 수 있다.The
또한, 실시예에 따른 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치가 구현될 수 있다.Further, a display device, an indicating device, and a lighting device including the
도 11은 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 영상 표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.11 is a view showing an embodiment of a video display device including the
도시된 바와 같이, 실시예에 따른 영상표시장치(900)는 광원 모듈과, 바텀 커버(910) 상의 반사판(920)과, 상기 반사판(920)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(940)과, 상기 도광판(940)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(950) 및 제2 프리즘시트(960)와, 상기 제2 프리즘시트(960)의 전방에 배치되는 패널(970)과 상기 패널(970)의 전반에 배치되는 컬러필터(980)를 포함하여 이루어진다.As shown in the figure, the
광원 모듈은 회로 기판(930) 상의 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 발광 모듈(935)을 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(930)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광 모듈(935)은 상술한 바와 같다.The light source module comprises a
영상표시장치(900)는 에지(edge) 타입의 백라이트 유닛 뿐만 아니라, 직하 타입의 백라이트 유닛이 사용될 수도 있다.The
영상표시장치(900)의 실시예에서 상술한 실시예들의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 경우, 종래의 형광체를 적용한 백라이트 유닛을 사용한 경우에 비하여 영상 표시 장치의 색순도를 높이고 색재현율을 개선하는 효과를 가질 수 있다. In the case of including the
도 12는 상술한 실시예들의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 조명 장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.12 is a view showing an embodiment of a lighting apparatus including the
본 실시예에 따른 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 광원 모듈(1200)은 상술한 실시예들에 따른 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함할 수 있다.The lighting apparatus according to the present embodiment may include a
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.The
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.The inner surface of the
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(1100)는 외부에서 상기 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
광원 모듈(1200)은 상기 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(1200)로부터의 열은 상기 방열체(1400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(1200)은 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 발광 모듈(1210), 연결 플레이트(1230), 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.The
형광체는 커버(1100)의 적어도 일 측면에 코팅 등의 방법으로 배치되거나, 광원 모듈(1200) 내의 발광 모듈(1210) 내에 배치될 수 있다.The phosphor may be disposed on at least one side of the
부재(1300)는 상기 방열체(1400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광 모듈(1210)들과 커넥터(1250)이 삽입되는 가이드홈(1310)들을 갖는다. 가이드홈(1310)은 상기 발광 모듈(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응된다.The
부재(1300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(1300)는 상기 커버(1100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(1200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(1100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.The surface of the
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(1400)와 상기 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(1230)와 상기 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(1400)는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.The
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(1700)의 상기 절연부(1710)에 수납되는 상기 전원 제공부(1600)는 밀폐된다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 갖는다. 가이드 돌출부(1510)는 상기 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 갖는다.The
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 상기 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납되고, 상기 홀더(1500)에 의해 상기 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐된다. 상기 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.The
상기 가이드부(1630)는 상기 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(1630)는 상기 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(1650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(Electro Static discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 연장부(1670)는 상기 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
내부 케이스(1700)는 내부에 상기 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(1600)가 상기 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
상술한 실시예의 발광 모듈(300A 내지 300F)을 포함하는 조명 장치의 실시예는 발광 소자 패키지 상에 양자점을 포함하는 색변환부를 가지며, 이는 발광 소자에서 방출하는 청색 영역의 빛에 의하여 발광될 수 있으며, 따라서, 종래의 형광체만을 사용한 발광 모듈을 갖는 조명 장치와 비교하여 색재현율이 높은 광 특성을 구현할 수 있다. An embodiment of a lighting apparatus including the
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
110 : 발광 소자 130 : 몸체부
142 : 제1 리드프레임 144 : 제2 리드프레임
150 : 몰딩부 170 : 형광체
200 : 발광 소자 패키지 210 : 기판
230 : 렌즈 270 : 색변환부
300A, 300B, 300C, 300D, 300E, 300F : 발광 모듈
400 : 차량용 조명장치 900 : 영상표시장치110: light emitting device 130:
142: first lead frame 144: second lead frame
150: molding part 170: phosphor
200: light emitting device package 210: substrate
230: lens 270: color conversion unit
300A, 300B, 300C, 300D, 300E, 300F: Light emitting module
400: vehicle lighting device 900: video display device
Claims (20)
상기 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지;
상기 발광 소자 패키지 상에 배치되는 렌즈; 및
상기 발광 소자 패키지 상부에 배치되며, 양자점을 포함하는 색변환부; 를 포함하는 발광 모듈.Board;
A light emitting device package disposed on the substrate;
A lens disposed on the light emitting device package; And
A color conversion unit disposed on the light emitting device package and including quantum dots; .
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|---|---|---|---|
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2014
- 2014-08-26 KR KR1020140111424A patent/KR20160024534A/en not_active Ceased
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Comment text: Final Notice of Reason for Refusal Patent event date: 20201112 Patent event code: PE09021S02D |
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Patent event date: 20210503 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20201112 Comment text: Final Notice of Reason for Refusal Patent event code: PE06011S02I Patent event date: 20200713 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |