KR100372834B1 - Light emitting semiconductor device for emitting lights having complex wavelengths through fluorescent material thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하나의 발광 소자 칩으로 핑크(pink)색 광을 발생하기 위해 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자에 관한 것이다. 상기 복합 파장의 광을 내는 발광 반도체 소자는 제1 파장의 광을 발생시키는 다층 구조의 발광 소자 칩 및 상기 제 1파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여 상기 발광 소자 칩의 양측면 및 상부면을 덮도록 도포(coating)된 형광 물질을 포함한다. 상기 다층 구조의 발광 소자 칩에서 발생되는 제1 파장은 청색광의 파장인 450nm 내지 470nm 파장이 바람직하고, 상기 형광 물질은 망간(manganese)을 첨가한 마그네슘·플루오르·게르마늄(Mg3F2GeO4:Mn)으로 이루어는 것이 바람직하다. 상기 형광 물질은 상기 다층 구조의 발광 소자 칩이 형성된 웨이퍼를 다이싱(Dicing) 하기 전에 도포(coating)될 수도 있고, 다이싱(Dicing) 한 이후에 도포(coating)될 수도 있다.The present invention relates to a light emitting semiconductor device for generating light of a complex wavelength using a fluorescent material to generate pink light with one light emitting device chip. The light emitting semiconductor device emitting light of the complex wavelength may include a light emitting device chip having a multi-layered light generating a light having a first wavelength, and both side surfaces and an upper portion of the light emitting device chip for generating light having a second wavelength longer than the first wavelength. Fluorescent material coated to cover the surface. The first wavelength generated in the multi-layer light emitting device chip is preferably a wavelength of 450 nm to 470 nm, which is a wavelength of blue light, and the fluorescent material is magnesium fluorine germanium (Mg 3 F 2 GeO 4 : Mn) is preferable. The fluorescent material may be coated before dicing the wafer on which the multi-layered light emitting device chip is formed, or may be coated after dicing.
본 발명은 하나의 발광 소자 칩만으로 핑크(pink)색의 광원을 얻을 수 있으므로 필요한 소자의 개수를 줄일 수 있고, 값비싼 제조 원가의 획기적인 절감이 가능하다.According to the present invention, a pink light source can be obtained using only one light emitting device chip, so that the number of necessary devices can be reduced, and the manufacturing cost can be reduced drastically.
Description
본 발명은 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자에 관한 것으로, 특히 하나의 발광 소자 칩으로 핑크(pink)색 파장의 광을 발생시키기 위해 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting semiconductor device for generating light of a complex wavelength using a fluorescent material. In particular, one light emitting device chip generates light of a complex wavelength using a fluorescent material to generate light of a pink wavelength. It relates to a light emitting semiconductor device.
화합물 발광 반도체 소자는 반도체라는 특성으로 인해 처리 속도, 전력 소모, 수명 등의 제반 사항에서 큰 장점을 보여 각종 전자 제품의 전자 표시 부품으로 각광받고 있다. 즉, 발광 반도체 소자는 기존 전구 램프처럼 눈이 부시거나 엘리먼트(element)가 단락되는 경우가 없고 소형으로 제작돼 각종 표시소자로 폭넓게 사용되고 있으며 반영구적인 수명(약 1백만 시간)을 가지고 있으므로 그 활용도가높다.Compound light emitting semiconductor devices have gained attention as electronic display components of various electronic products due to their semiconductor characteristics, showing great advantages in various aspects such as processing speed, power consumption, and lifespan. That is, the light emitting semiconductor element is not used to be dazzled or shorted like an existing bulb lamp, and is manufactured in a small size and is widely used in various display elements, and has a semi-permanent lifetime (about 1 million hours). high.
상기 화합물 반도체 발광 소자는 적외선 발광 소자(IRED; Infrared Emitting Diode)와 가시 광선 발광 소자로 크게 구분된다.The compound semiconductor light emitting device is classified into an infrared emitting diode (IRED) and a visible light emitting device.
화합물 반도체 발광 소자는 반도체라는 특성으로 인해 낮은 소비 전력과 저전압 동작, 빠른 응답 속도, 반영구적인 수명(약 1백만 시간) 등의 장점으로 인하여, 발열 광원(예를 들어, 텅스텐 전구)을 대체하여 폭 넓은 활용이 되고 있고 수요가 급증하고 있다. 전자의 적외선 발광 소자는 각종 광 센서의 광원으로 이용되고 있다. 후자의 가시 광선 발광 소자는 기존 전구 램프처럼 눈이 부시거나 엘리먼트가 단락되는 경우가 없고 소형으로 제작돼 각종 전자제품의 전자 표시용 전자 소자로 폭 넓게 이용되고 있다.The compound semiconductor light emitting device has a width that replaces an exothermic light source (for example, a tungsten light bulb) due to its advantages of low power consumption, low voltage operation, fast response speed, and semi-permanent lifetime (about 1 million hours) due to its semiconductor characteristics It is widely used and demand is increasing rapidly. The former infrared light emitting element is used as a light source of various optical sensors. The latter visible light emitting device does not dazzle or short-circuit the elements like a conventional bulb lamp, and is manufactured in a small size and widely used as an electronic device for electronic display of various electronic products.
종래의 일반적 구조의 발광 반도체 소자는 도 1과 같이 리드(Lead)선(110a, 110b), 에폭시(Epoxy) 수지(120), 발광 소자 칩(130), 금선(Au wire)(140)으로 구성된다.The conventional light emitting semiconductor device has a lead line 110a and 110b, an epoxy resin 120, a light emitting device chip 130, and an Au wire 140 as shown in FIG. do.
상기 발광 소자 칩(130)의 동작을 도 2를 참조하여 설명하면 다음과 같다. 상기 발광 소자 칩의 P층 전극(131)에 직류 전원의 + 극을 연결하고, N층 전극(136)에 - 전극을 연결하여 순 바이어스(forward bias)를 인가한다. 상기 순 바이어스(forward bias)를 인가하면 P층 전극(131)에서 양전하가 P층 영역(132)을 거쳐 활성층(133)에 도달하고, N층 전극(136)에서는 음전하가 N층 기판(135)과 N층 영역(134)을 거쳐 활성층(133)에 도달한다. 활성층(133)에서는 양전하와 음전하가 N층 영역(134)과 P층 영역(132)의 에너지 차이에 상당하는 파장의 광을 방출한다.이때 상기 발광 소자 칩에 사용되는 활성층의 재료 및 첨가하는 불순물의 함량에 따라 방출되는 광의 파장이 다르고, 이 파장에 따라 광의 색깔이 결정된다. 즉, 활성층 재료의 특성에 따라 하나의 발광 반도체 소자는 한 가지 색, 즉 일정한 파장의 광을 방출한다.An operation of the light emitting device chip 130 will now be described with reference to FIG. 2. The positive electrode of the DC power source is connected to the P layer electrode 131 of the light emitting device chip, and the negative electrode is connected to the N layer electrode 136 to apply a forward bias. When the forward bias is applied, positive charges reach the active layer 133 through the P layer region 132 in the P layer electrode 131, and negative charges in the N layer electrode 136 form the N layer substrate 135. And the N layer region 134 to reach the active layer 133. In the active layer 133, the positive charge and the negative charge emit light having a wavelength corresponding to the energy difference between the N layer region 134 and the P layer region 132. At this time, the active layer used for the light emitting device chip and impurities added The wavelength of the emitted light differs depending on the content of, and the color of the light is determined by this wavelength. That is, according to the characteristics of the active layer material, one light emitting semiconductor element emits light of one color, that is, a constant wavelength.
발광 반도체 소자는 종래 반도체 재료의 특성으로 인하여 적색(Red), 녹색(Green), 노랑(Yellow), 오렌지색(Orange) 및 청색(Blue)등의 단색 소자만이 개발되어 사용되고 있다. 청색(Blue)은 인간의 가시광선 영역인 450 나노미터(nm)에서 470 나노미터(nm) 사이이며, 적색(Red)은 660 나노미터(nm)대, 녹색(Green)은 560 나노미터(nm), 노랑(Yellow)은 585 나노미터(nm), 오렌지색(Orange)은 620 나노미터(nm)의 파장을 형성하고 있다.Due to the characteristics of the conventional semiconductor material, only light emitting devices such as red, green, yellow, orange, and blue have been developed and used. Blue is between 450 nanometers (nm) and 470 nanometers (nm), which is the visible range of human light, red is 660 nanometers (nm), and green is 560 nanometers (nm). Yellow and 585 nanometers (nm) and Orange and 620 nanometers (nm).
종래의 하나의 발광 소자 칩을 가진 발광 반도체 소자는 상기에서 설명한 바와 같이 발광 소자 칩의 활성층 재료에 따라 일정한 파장의 즉, 한 가지 색의 광을 방출하므로 적색(Red)과 청색(Blue)이 혼합된 핑크(pink)색의 광원은 만들 수 없었다. 따라서, 핑크(pink)색의 광원을 얻기 위해서 도 3과 같이 청색 및 적색 각각의 발광 소자 칩을 가진 2개의 발광 반도체 소자를 조합하여 사용해 왔다. 즉, 핑크(pink)색의 광원을 얻기 위해서는 청색 및 적색 발광 소자 칩을 2개를 필요하므로, 크기, 생산비용, 응용 면에서 제약이 있어 왔다.As described above, a light emitting semiconductor device having one light emitting device chip emits light of a predetermined wavelength, that is, one color, depending on the active layer material of the light emitting device chip, so that red and blue are mixed. The pink light source could not be made. Therefore, in order to obtain a pink light source, as shown in FIG. 3, two light emitting semiconductor devices each having blue and red light emitting device chips have been used in combination. That is, in order to obtain a pink light source, two blue and red light emitting device chips are required. Therefore, there have been limitations in terms of size, production cost, and application.
따라서, 본 발명의 목적은 핑크(pink)색을 발생시킬 수 있는 발광 반도체 소자를 제공하는 것이다. 즉, 하나의 발광 소자 칩으로도 두 종류의 파장이 포함된 핑크(pink)색 광을 발생시키는 발광 반도체 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a light emitting semiconductor device capable of generating a pink color. That is, the present invention provides a light emitting semiconductor device that generates pink light including two kinds of wavelengths even with one light emitting device chip.
본 발명의 또 다른 목적은 핑크(pink)색 광을 발생시키는 핑크(pink)색 발생 장치를 제공하는 것이다.Still another object of the present invention is to provide a pink color generator for generating pink light.
도 1은 종래의 일반적 구조의 발광 반도체 소자의 단면을 나타낸 도면.1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting semiconductor device.
도 2는 종래의 발광 반도체 소자 칩의 구성을 나타내기 위하여 횡단면을 나타낸 도면.2 is a cross-sectional view for illustrating the structure of a conventional light emitting semiconductor device chip;
도 3은 종래의 청색 및 적색 각각의 발광 반도체 소자를 조합하여 핑크(pink)색 광원을 만드는 일 예를 나타낸 도면.3 is a view showing an example of making a pink light source by combining the light emitting semiconductor elements of the conventional blue and red, respectively.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자의 단면을 나타낸 도면.4 is a cross-sectional view of a light emitting semiconductor device for generating light of a complex wavelength using a fluorescent material according to an embodiment of the present invention.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자로부터 방출되는 광의 파장에 따른 상대적 강도(relative intensity)를 나타내는 그래프.FIG. 5 is a graph showing relative intensity according to wavelengths of light emitted from a light emitting semiconductor device generating light having a complex wavelength using a fluorescent material according to an exemplary embodiment of the present invention. FIG.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>
110a, 410a…제2 리드(Lead)선 110b, 410b…제1 리드(Lead)선110a, 410a... Second lead lines 110b, 410b... First lead line
120, 440…에폭시(Epoxy) 수지 130…발광 소자 칩120, 440... Epoxy resin 130... Light emitting device chip
131…P층 전극 132…P층 영역(P-Epi)131... P layer electrode 132... P layer area (P-Epi)
133…활성층 134…N층 영역(N-Epi)133... Active layer 134... N-layer area (N-Epi)
135…N층 기판(P-sub) 136… N층 전극135... N-layer substrate (P-sub) 136... N-layer electrode
140, 430…금선(Au wire) 310…청색(Blue) 발광 소자140, 430... Au wire 310... Blue light emitting device
330…적색(Blue) 발광 소자 450…형광 물질330.. Red light emitting element 450... Fluorescent material
420…청색 발광 소자 칩420... Blue light emitting device chip
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, 제1 파장의 광을 발생시키는 다층 구조의 발광 소자 칩 및 상기 제 1파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여 상기 발광 소자 칩의 양측면 및 상부면을 덮도록 도포(coating)된 형광 물질을 포함하는 핑크색 발광 반도체 소자가 제공될 수 있다.In order to achieve the above object, according to an embodiment of the present invention, a light emitting device chip having a multi-layer structure for generating light of a first wavelength and the light emitting device for generating light having a second wavelength longer than the first wavelength A pink light emitting semiconductor device including a fluorescent material coated to cover both sides and an upper surface of a chip may be provided.
본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 다층 구조의 발광 소자 칩, 형광 물질, 와이어(wire), 제2 리드(Lead)선, 제1 리드(Lead)선 및 에폭시 수지를 포함하는 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자가 제공된다.According to another embodiment of the present invention, a composite using a light emitting device chip having a multilayer structure, a fluorescent material, a wire, a second lead wire, a first lead wire, and a fluorescent material including an epoxy resin A light emitting semiconductor device for generating light of a wavelength is provided.
상기 다층 구조의 발광 소자 칩은 제1 파장의 광을 발생시킨다. 상기 형광 물질은 상기 제 1파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여 상기 발광 소자 칩의 양측면 및 상부면을 덮도록 도포(coating)된다. 상기 와이어(wire)는 제1 단부가 상기 발광 소자 칩의 P층 전극에 연결되고 제2 단부가 제2 리드선의 일측 단부에 연결된다. 바람직하게는, 상기 와이어(wire)는 금 와이어(Au wire)이다. 상기 제2 리드선의 일측 단부는 상기 와이어(wire)의 단부에 전기적으로 연결되고 타측 단부는 외부의 (+) 전원선과 연결되도록 돌출 되어 나온다. 상기 제1 리드선의 일측 단부는 상기 발광 소자 칩의 N층 전극에 전기적으로 연결되고 타측 단부는 외부의 (-) 전원선과 연결되도록 돌출 되어 나온다. 상기 에폭시 수지는 상기 발광 소자 칩, 형광 물질, 와이어를 내부에 포함하고 상기 제1 리드(Lead)선 및 제2 리드(Lead)선 중 상기 다층 구조의 발광 소자 칩의 전극 부분에 연결되어 있는 단부를 내부에 포함한다. 바람직한 실시 예에서, 상기 다층 구조의 발광 소자 칩에서 발생되는 제1 파장은 청색광의 파장인 450nm 내지 470nm 파장 또는 청색광보다 단파장이 될 수 있다. 또한, 바람직한 실시 예에서, 상기 형광 물질은 망간(manganese)을 첨가한 마그네슘·플루오르·게르마늄(Mg3F2GeO4:Mn)으로 이루어질 수 있다.The multilayer light emitting device chip generates light having a first wavelength. The fluorescent material is coated to cover both side surfaces and the top surface of the light emitting device chip to generate light having a second wavelength longer than the first wavelength. The wire has a first end connected to the P layer electrode of the light emitting device chip, and a second end connected to one end of the second lead wire. Preferably, the wire is an Au wire. One end of the second lead wire is electrically connected to an end of the wire, and the other end protrudes to be connected to an external (+) power line. One end of the first lead wire is electrically connected to the N-layer electrode of the light emitting device chip, and the other end thereof protrudes to be connected to an external (-) power line. An end portion of the epoxy resin includes the light emitting device chip, the fluorescent material, and the wire, and is connected to an electrode portion of the light emitting device chip having the multilayer structure among the first lead wire and the second lead wire. It contains inside. In a preferred embodiment, the first wavelength generated in the light emitting device chip of the multilayer structure may be shorter than the wavelength of 450nm to 470nm, which is the wavelength of blue light or blue light. In addition, in a preferred embodiment, the fluorescent material may be made of magnesium fluorine germanium (Mg 3 F 2 GeO 4 : Mn) to which manganese is added.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 제1 파장을 발생시키는 발광 소자 칩을 제1 리드선 및 제2 리드선과 결선하는 단계 및 상기 제 1파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여 상기 발광 소자 칩을 덮도록 형광 물질을 도포(coating)하는 단계를 포함하는 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자를 제조하는 방법이 제공될 수 있다. 바람직한 실시예에서는, 상기 형광 물질을 도포(coating)하는 단계는 상기 다층 구조의 발광 소자 칩이 형성된 웨이퍼를 다이싱(Dicing) 하기 전에 발광 소자 칩의 상기 제1 파장의 광이 발생되는 상기 활성층의 상부면을 덮도록 도포(coating)한다. 바람직한 실시예에서, 상기 다층 구조의 발광 소자 칩에서 발생되는 제1 파장은 청색광의 파장인 450nm 내지 470nm 파장 또는 청색광보다 단파장이 될 수 있다. 또한, 바람직한 실시예에서, 상기 형광 물질은 망간(manganese)을 첨가한 마그네슘·플루오르·게르마늄(Mg3F2GeO4:Mn)으로 이루어질 수 있다. 또한, 바람직한 실시 예에서는, 상기 형광 물질을 도포(coating)하는 단계는 상기 다층 구조의 발광 소자 칩이 형성된 웨이퍼를 다이싱(Dicing) 한 이후에 상기 발광 소자 칩의 상기 제1 파장의 광이 발생되는 양 측면 및 상층면을 덮도록 도포(coating)한다. 또한, 바람직한 실시 예에서는, 상기 형광 물질을 도포(coating)하는 단계의 상기 형광 물질은 망간(manganese)을 첨가한 마그네슘·플루오르·게르마늄(Mg3F2GeO4:Mn)으로 이루어질 수 있다.According to another embodiment of the present invention, the step of connecting the light emitting device chip for generating a first wavelength with the first lead wire and the second lead wire and to generate light of a second wavelength longer than the first wavelength A method of manufacturing a light emitting semiconductor device that generates light of a complex wavelength using a fluorescent material may be provided that includes coating a fluorescent material to cover the device chip. In a preferred embodiment, the coating of the fluorescent material may be performed by dimming a wafer on which the multi-layered light emitting device chip is formed, in which the light of the first wavelength of the light emitting device chip is generated. Coated to cover the top surface. In a preferred embodiment, the first wavelength generated in the multi-layered light emitting device chip may be shorter than the wavelength of 450nm to 470nm, which is the wavelength of blue light, or blue light. In addition, in a preferred embodiment, the fluorescent material may be made of magnesium fluorine germanium (Mg 3 F 2 GeO 4 : Mn) to which manganese is added. In a preferred embodiment, the coating of the fluorescent material may include generating light of the first wavelength of the light emitting device chip after dicing the wafer on which the light emitting device chip having the multilayer structure is formed. Coating is applied to cover both side and top surfaces. In addition, in a preferred embodiment, the fluorescent material in the step of coating the fluorescent material may be made of magnesium fluorine germanium (Mg 3 F 2 GeO 4 : Mn) to which manganese (manganese) is added.
본 발명의 또 다른 실시 예에 따르면, 인쇄 회로 기판, 상기 인쇄 회로 기판 상에 탑재되며, 제1 파장의 광을 발생시키는 적어도 하나의 발광 소자 칩; 상기 제1 파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여 상기 발광 소자 칩을 덮도록 도포(coating)된 형광 물질을 포함하는 핑크(pink)광 발생 장치가 제공될 수 있다.According to another embodiment of the present invention, a printed circuit board, at least one light emitting device chip mounted on the printed circuit board, for generating light of a first wavelength; A pink light generating device including a fluorescent material coated to cover the light emitting device chip to generate light having a second wavelength longer than the first wavelength may be provided.
본 발명의 또 다른 측면에 따르면, 제1 파장의 광을 발생시키는 적어도 하나의 발광 소자 칩을 인쇄 회로 기판에 탑재하는 단계; 상기 제1 파장보다 장파장인 제2 파장의 광을 발생시키기 위하여, 상기 적어도 하나의 발광 소자 칩을 덮도록 형광 물질을 도포(coating)하는 단계를 포함하는 핑크(pink)색 광 발생 장치의 제조 방법이 제공될 수 있다.According to another aspect of the invention, the method comprising the steps of: mounting at least one light emitting device chip for generating light of the first wavelength on a printed circuit board; A method of manufacturing a pink light generating device, comprising coating a fluorescent material to cover the at least one light emitting device chip to generate light having a second wavelength longer than the first wavelength. This may be provided.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
먼저, 형광 물질을 이용하여 백색광을 발생시키는 기술은 특허 출원 NO. 10-2000-0000275로 기출원된 '형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 내는 발광 반도체 소자'에 언급된 바 있다.First, a technique of generating white light using a fluorescent material is disclosed in patent application NO. It is mentioned in the light emitting semiconductor device which emits light of a complex wavelength using a fluorescent material, previously filed as 10-2000-0000275.
본 발명은 상기 출원 NO. 10-2000-0000275의 형광 물질을 바꾸어 줌으로써, 핑크(pink)색 광을 발생시키는 발광 반도체 소자에 관한 것이다.The present invention is the application NO. The present invention relates to a light emitting semiconductor device that generates pink light by changing a fluorescent material of 10-2000-0000275.
도 4는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광(즉 핑크광)을 발생시키는 발광 반도체 소자(400)의 단면을 나타낸 것이다.4 is a cross-sectional view of a light emitting semiconductor device 400 generating light having a complex wavelength (ie, pink light) using a fluorescent material according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자(400)는 리드(Lead)선(410a, 410b), 에폭시(Epoxy) 수지(440), 발광 소자 칩(420), 금선(Au wire)(430) 및 형광 물질(450)을 포함한다.Referring to FIG. 4, the light emitting semiconductor device 400 generating light having a complex wavelength using the fluorescent material includes lead lines 410a and 410b, an epoxy resin 440, and a light emitting device chip 420. ), An Au wire 430, and a fluorescent material 450.
상기 제1 리드(Lead)선(410b)은 한 쪽 단부가 외부의 - 전원 선에 연결되고, 반대쪽 단부는 상기 발광 소자 칩(420)의 N층 전극(136)에 - 전원을 공급해주는 역할을 한다. 상기 제2 리드(Lead)선(410a)은 한 쪽 단부가 외부의 + 전원 선에 연결되고, 반대쪽 단부는 상기 금선(Au wire)(430)과 연결되어 상기 금선(Au wire)(430)을 통해 상기 발광 소자 칩(420)의 P층 전극(131)에 + 전원을 공급한다.One end of the first lead line 410b is connected to an external power line, and the other end of the first lead line 410b supplies power to the N-layer electrode 136 of the light emitting device chip 420. do. One end of the second lead wire 410a is connected to an external + power line, and the other end thereof is connected to the Au wire 430 to connect the Au wire 430. + Power is supplied to the P layer electrode 131 of the light emitting device chip 420.
상기 발광 소자 칩(420)의 동작을 설명하면 다음과 같다. 상기 제1 리드(Lead)선(410b)에 직류 전원의 - 극( 또는 접지선)을 연결하면 N층 전극(136)에 - 전원이 공급된다. 상기 제2 리드(Lead)선(410a)에 직류 전원의 + 극을 연결하면 금선(Au wire)(430)을 통하여 상기 발광 소자 칩(420)의 P층 전극(131)에 + 전원이 공급된다. 상기와 같이 순 바이어스(forward bias)를 인가하면 P층 전극(131)에서 양전하가 P층 영역(132)을 거쳐 활성층(133)에 도달하고, N층 전극(136)에서는 음전하가 N층 기판(135)과 N층 영역(134)을 거쳐 활성층(133)에 도달한다. 활성층(133)에서는 양전하와 음전하가 N층 영역(134)과 P층 영역(132)의 에너지 차이에 상당하는 파장의 광을 방출한다. 이때 상기 발광 소자 칩에 사용되는 활성층의 재료 및 첨가하는 불순물의 함량에 따라 방출되는 광의 파장이 다르고, 이 파장에 따라 광의 색깔이 결정됨은 이미 설명한 바와 같다. 바람직한 실시 예에서는 청색(Blue) 파장의 광을 발생시키는 발광 소자 칩을 사용한다. 따라서, 청색 발광 소자 칩에 순 바이어스(forward bias)를 인가하면 450 내지 470nm 파장의 청색(Blue) 광이 방출된다.The operation of the light emitting device chip 420 will be described below. When a negative pole (or a ground wire) of a DC power source is connected to the first lead line 410b, power is supplied to the N-layer electrode 136. When the positive pole of the DC power is connected to the second lead line 410a, the positive power is supplied to the P layer electrode 131 of the light emitting device chip 420 through an Au wire 430. . When a forward bias is applied as described above, positive charges reach the active layer 133 through the P layer region 132 in the P layer electrode 131, and negative charges in the N layer electrode 136 form the N layer substrate ( The active layer 133 is reached through 135 and the N-layer region 134. In the active layer 133, the positive charge and the negative charge emit light having a wavelength corresponding to the energy difference between the N layer region 134 and the P layer region 132. At this time, the wavelength of the emitted light varies according to the material of the active layer used in the light emitting device chip and the content of the added impurities, and the color of the light is determined according to the wavelength as described above. In a preferred embodiment, a light emitting device chip that generates light having a blue wavelength is used. Therefore, when a forward bias is applied to the blue light emitting device chip, blue light having a wavelength of 450 to 470 nm is emitted.
상기 형광 물질(450)은 상기 발광 소자 칩(420)에서 방출된 광을 흡수하여 흡수된 광 보다 장파장의 광을 발생시킬 수 있도록 상기 발광 소자 칩(420)의 광의 방출되는 영역(이하 발광 영역)을 덮도록 도포(coating)된다. 바람직한 실시 예에서는 상기 형광 물질은 상기 발광 소자 칩(420)의 외부를 도포(coating) 하도록 제작된다. 상기 발광 소자 칩(420)에서 방출된 청색광의 일부는 형광 물질(450)에 흡수되지 않고 그대로 통과하고 청색광의 다른 일부는 형광 물질(450)에 흡수되어 파장의 전이로 인하여 청색 광 보다 파장이 긴 적색(Red) 광으로 바뀌게 된다. 이렇게 바뀐 적색(Red) 광과 상기 형광 물질(450)에 흡수되지 않은 청색(Blue)광이 합쳐져 단일의 발광 소자로 핑크(pink)색의 광원을 만들 수 있다. 바람직한 실시 예에서는, 상기 형광 물질은 상기 청색 발광 소자 칩에서 발생된 청색광보다 장파장인 적색 파장의 광을 만들도록 마그네슘·플루오르·게르마늄(Mg3F2GeO4:Mn)으로 이루어진 화합물에 망간(manganese)을 첨가하여 제조될 수 있다.The fluorescent material 450 emits light of the light emitting device chip 420 to emit light having a longer wavelength than the light absorbed by the light emitted from the light emitting device chip 420 (hereinafter, referred to as a light emitting area). It is coated to cover it. In a preferred embodiment, the fluorescent material is manufactured to coat the outside of the light emitting device chip 420. A portion of the blue light emitted from the light emitting device chip 420 passes through the light as it is not absorbed by the fluorescent material 450 and the other portion of the blue light is absorbed by the fluorescent material 450 to have a longer wavelength than the blue light due to the transition of the wavelength. It will change to red light. The red light thus changed and the blue light not absorbed by the fluorescent material 450 may be combined to form a pink light source using a single light emitting device. In a preferred embodiment, the fluorescent material is manganese in a compound made of magnesium fluorine germanium (Mg 3 F 2 GeO 4 : Mn) to make light of a longer wavelength than the blue light generated in the blue light emitting device chip ) May be added.
상기 에폭시(Epoxy) 수지(440)는 발광 소자 칩(420), 형광 물질(450), 금선(Au wire)(430), 제1 리드(Lead)선(410b) 및 제2 리드(Lead)선(410a)의 일부를 둘러싸도록 되어 있다. 상기 에폭시(Epoxy) 수지(440)는 발광 소자 칩(420) 및 형광 물질(450)을 통해 방출된 적색(Red) 및 청색(Blue)이 혼합된 핑크(pink)색의 광을 외부로 통과시켜주도록 투명체의 물질로 이루어질 수 있다.The epoxy resin 440 may include the light emitting device chip 420, the fluorescent material 450, the Au wire 430, the first lead wire 410b, and the second lead wire. A part of 410a is enclosed. The epoxy resin 440 passes through pink light mixed with red and blue emitted through the light emitting device chip 420 and the fluorescent material 450 to the outside. It can be made of a transparent material.
도 5는 본 발명의 바람직한 일 실시 예에 따른 형광 물질을 이용한 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자로부터 방출되는 광의 파장에 따른 상대적 강도(relative intensity)를 나타내는 그래프이다.FIG. 5 is a graph showing relative intensity according to wavelengths of light emitted from a light emitting semiconductor device that generates light having a complex wavelength using a fluorescent material according to an exemplary embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 상기 발광 반도체 소자로부터 방출되는 핑크(pink)색에 포함되어있는 청색(Blue) 및 적색(Red)의 상대적 강도(relative intensity)가 파장별로 도시되어 있다. 450 나노미터(nm)에서 470 나노미터(nm) 사이의 청색광이 가장 강도가 강하고, 5백90 나노미터(nm)부터 6백60 나노미터(nm)의 광이 일정 강도로 포함되어 있다.Referring to FIG. 5, relative intensity of blue and red included in a pink color emitted from the light emitting semiconductor device is shown for each wavelength. Blue light between 450 nanometers (nm) and 470 nanometers (nm) is the strongest, and light from 590 nanometers (nm) to 660 nanometers (nm) is contained at a constant intensity.
또한, 본 발명에 따른 핑크(pink)광 발생 장치는 인쇄 회로 기판, 적어도 하나의 단색광 발광 소자, 형광 물질을 포함한다. 여기서, 형광 물질은 위에서 설명한 바와 같은 형광 물질을 사용하는 것이 바람직하며, 단색광 발광 소자는 예를 들어 청색광 발광 소자 또는 그 보다 더 단파장의 광을 발생하는 발광 소자가 바람직하다.In addition, the pink light generating device according to the present invention includes a printed circuit board, at least one monochromatic light emitting device, a fluorescent material. Here, it is preferable to use the fluorescent material as described above as the fluorescent material, and the monochromatic light emitting device is preferably a blue light emitting device or a light emitting device that generates light having a shorter wavelength.
이러한, 핑크(pink)광 발생 장치의 제조 방법은 다음과 같다. 먼저, 인쇄 회로 기판을 마련한다. 인쇄 회로 기판 상에, 예를 들어 청색광 발광 다이오드와 같은 단색광 발광 소자를 하나 이상 탑재한다. 이와 같이, 발광 소자를 탑재한 다음, 기판 전면에, 위에서 언급한 바와 같은 형광 물질을 도포한다. 그리하여, 발광 소자로부터 발생되는 청색광의 일부는 형광 물질을 그대로 통과하고, 상기 형광 물질의 다른 일부는 형광 물질의 작용으로 인하여 적색 파장의 광으로 변환된다.The manufacturing method of such a pink light generating device is as follows. First, a printed circuit board is prepared. On a printed circuit board, one or more monochromatic light emitting elements such as, for example, blue light emitting diodes are mounted. In this way, the light emitting device is mounted, and then the fluorescent material as mentioned above is coated on the entire surface of the substrate. Thus, part of the blue light generated from the light emitting element passes through the fluorescent material as it is, and the other part of the fluorescent material is converted into the light of the red wavelength due to the action of the fluorescent material.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 많은 변형이 본 발명의 사상 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 가능함은 물론이다.The present invention is not limited to the above embodiments, and many variations are possible by those skilled in the art within the spirit of the present invention.
상술한 바와 같이 본 발명의 상기 복합 파장의 광을 발생시키는 발광 반도체 소자는 하나의 발광 소자만으로 핑크(pink)색의 광원을 얻을 수 있으므로 소형화에 적합하다는 이점이 있다. 또한, 소자의 개수를 줄일 수 있으므로 회로가 단순화되며, 제조 비용을 획기적으로 줄이는 것이 가능하다. 또한, 소형화에 수반하여 응용할 수 있는 제품의 범위가 크게 넓어진다는 이점이 있다.As described above, the light emitting semiconductor device generating light of the complex wavelength of the present invention has an advantage that it is suitable for miniaturization because a pink light source can be obtained using only one light emitting device. In addition, the number of devices can be reduced, which simplifies the circuit and significantly reduces the manufacturing cost. In addition, there is an advantage that the range of products that can be applied with the miniaturization is greatly widened.
또한, 본 발명에 따른 핑크(pink)색 광 발생 장치는 공정이 간단하여, 중, 대형 핑크(pink)색 광 발생 장치를 용이하게 제조할 수 있다는 이점이 있다.In addition, the pink light generating device according to the present invention has a simple process, there is an advantage that can easily manufacture a medium, large pink light generating device.
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