KR20150094308A - 발광소자 모듈 - Google Patents
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Abstract
실시예는 기판; 상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 상기 기판의 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐; 상기 댐의 내측 영역에 배치되어 상기 발광소자를 둘러싸는 몰딩부; 및 상기 발광소자와 전기적으로 연결되고, 상기 댐의 내부에 매립된 구동부를 포함하는 발광소자 모듈를 제공한다.
Description
실시예는 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자 모듈 내의 발광소자와 구동부의 배치에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, 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.
도 1은 종래의 발광소자 모듈을 나타낸 도면이다.
발광소자 모듈은 발광소자 패키지(LED package)와 구동부를 포함하여 이루어진다. 발광소자는 사파이어 등으로 이루어진 지지 기판 위에 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물을 포함하고, 지지 기판과 발광 구조물 사이에는 버퍼층이 배치될 수 있으며, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 상에 각각 제1 전극과 제2 전극이 배치될 수 있다.
발광소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다.
발광소자 패키지는 상술한 발광소자가 기판에 고정되고 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임에 전기적으로 연결되며, 제1 리드 프레임과 제2 리드 프레임은 구동부로부터 구동 신호를 입력받을 수 있다.
여기서, 구동부는 별도의 SMPS(Switching Mode Power Supply)나 구동 회로로 이루어지며, 발광소자 패키지의 외부에 배치될 수 있다.
이러한 발광소자 모듈의 구조는 사이즈(size)가 크되, 발광소자 패키지 내에 많은 개수의 발광소자를 배치할 수 있는 장점이 있다.
실시예는 발광소자 모듈의 부피를 줄이되, 발광소자 모듈에서 방출되는 광량의 감소를 피하고자 한다.
실시예는 기판; 상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 상기 기판의 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐; 상기 댐의 내측 영역에 배치되어 상기 발광소자를 둘러싸는 몰딩부; 및 상기 발광소자와 전기적으로 연결되고, 상기 댐의 내부에 매립된 구동부를 포함하는 발광소자 모듈를 제공한다.
실시예는 기판; 상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 구동부; 상기 기판의 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐; 상기 구동부와 상기 댐의 사이의 영역에서 상기 기판에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 및 상기 댐의 내측 영역에 배치되어, 상기 구동부를 매립하는 제1 몰딩부 및 상기 발광소자를 매립하는 제2 몰딩부를 포함하는 발광소자 모듈을 제공한다.
발광소자의 상부면은 상기 기판으로부터 120 마이크로 미터 내지 180 마이크로 미터의 높이에 배치될 수 있다.
구동 유닛의 상부면은 상기 기판으로부터 200 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 높이에 배치될 수 있다.
댐의 상부면은 상기 기판으로부터 700 마이크로 미터 내지 1,000 마이크로 미터의 높이에 배치될 수 있다.
구동부는 복수 개의 구동 유닛을 포함하고, 상기 복수 개의 구동 유닛은 상기 발광소자의 둘레에 대칭으로 배치될 수 있다.
발광소자는 복수 개가 배치되고, 상기 복수 개의 발광소자는 상기 구동부의 둘레에 대칭으로 배치될 수 있다.
댐은 상기 발광소자를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치될 수 있다.
댐은 상기 구동부를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치될 수 있다.
댐은 백색 실리콘을 포함할 수 있다.
발광소자는 청색 파장 영역의 광을 방출하고, 상기 몰딩부는 적색 광을 방출하는 제1 형광체와 녹색 광을 방출하는 제2 형광체 및 실리콘을 포함할 수 있다.
발광소자는 청색 파장 영역의 광을 방출하고, 상기 제1 몰딩부는 백색 실리콘을 포함하고, 상기 제2 몰딩부는 적색 광을 방출하는 제1 형광체와 녹색 광을 방출하는 제2 형광체 및 실리콘을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 모듈은, 구동부가 댐 등의 내부에 매립되어 부피를 줄일 수 있고, 발광소자가 댐의 내측 영역에 배치되는데 고전압으로 구동되는 발광소자(High Voltage LED)를 사용하여 휘도의 감소를 예방하면서도 광원의 개수를 줄일 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 모듈을 나타낸 도면이고,
도 2a는 발광소자 모듈의 제1 실시예의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 H-H' 방향의 단면도이고,
도 3은 상술한 발광소자 모듈의 발광소자를 나타낸 도면이고,
도 4a는 발광소자 모듈의 제2 실시예의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 I-I' 방향의 단면도이고,
도 5a 및 도 5b는 상술한 발광소자 모듈의 구동부의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 발광소자 모듈이 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 7은 발광소자 모듈이 배치된 살균장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8은 발광소자 모듈이 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 2a는 발광소자 모듈의 제1 실시예의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 H-H' 방향의 단면도이고,
도 3은 상술한 발광소자 모듈의 발광소자를 나타낸 도면이고,
도 4a는 발광소자 모듈의 제2 실시예의 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 I-I' 방향의 단면도이고,
도 5a 및 도 5b는 상술한 발광소자 모듈의 구동부의 일실시예들을 나타낸 도면이고,
도 6은 발광소자 모듈이 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 7은 발광소자 모듈이 배치된 살균장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 8은 발광소자 모듈이 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
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 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 2a는 발광소자 모듈의 제1 실시예의 평면도이고, 도 2b는 도 2a의 H-H' 방향의 단면도이다.이하에서, 도 2a 및 도 2b를 참조하여 발광소자 모듈의 제1 실시예를 설명한다.
제1 실시예에 따른 발광소자 모듈(100a)은, 기판(110) 위에 발광소자(120)와 구동부(130)이 배치되고, 발광소자(120)가 몰딩부(150)에 매립되고, 구동부(130)가 댐(160)에 매립될 수 있다.
기판(110)은, 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 기판(110)이 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 기판(110)의 표면에 절연층이 코팅되어 발광소자(120)나 구동부(130)들 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
발광소자(120)는 수평형 발광소자나, 수직형 발광소자 또는 플립 칩 타입의 발광소자 등일 수 있다.
도 3은 상술한 발광소자 모듈의 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 3에 도시된 발광소자(120)는 지지 기판(121)과, 버퍼층(122)과, 발광 구조물(124)과, 투명 도전층(126)과, 제1 전극(127) 및 제2 전극(128)을 포함하여 이루어진다.
지지 기판(121)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiO2, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
버퍼층(122)은 지지 기판(121)과 발광 구조물(124)의 사이에 배치되고, 버퍼층(122)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, AlN 외에 AlAs, GaN, InN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
사파이어 등으로 지지 기판(121)을 형성하고, 지지 기판(121) 상에 GaN이나 AlGaN을 포함하는 발광구조물(124)이 배치될 때, 발광 구조물이나 기판 사이의 격자 부정합(lattice mismatch)이 매우 크고 이들 사이에 열 팽창 계수 차이도 매우 크기 때문에, 결정성을 악화시키는 전위(dislocation), 멜트 백(melt-back), 크랙(crack), 피트(pit), 표면 모폴로지(surface morphology) 불량 등이 발생할 수 있으므로, 버퍼층(122)으로 AlN을 사용할 수 있다.
발광 구조물(124)은 제1 도전형 반도체층(124a)과 활성층(124b) 및 제2 도전형 반도체층(124c)을 포함하여 이루어진다. 제1 도전형 반도체층(124a)은 n형 도펀트가 도핑되고 및 제2 도전형 반도체층(124c)은 p형 도펀트가 도핑될 수 있으며, 이와는 반대로 제1 도전형 반도체층(124a)은 p형 도펀트가 도핑되고 및 제2 도전형 반도체층(124c)은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(124a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트 예를 들면 Si, Ge, Sn, Se, Te 등이 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(124a)은 질화물계 반도체 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성되거나 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1,0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
활성층(124b)은 제1 도전형 반도체층(124a)과 제2 도전형 반도체층(124c) 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.
활성층(124b)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.
제2 도전형 반도체층(124c)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(124c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트 예를 들면 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(124c)은 질화물계 반도체 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성되거나 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 활성층(124b)과 제2 도전형 반도체층(124c)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)가 배치될 수 있는데 초격자(superlattice) 구조의 전자 차단층이 배치될 수 있다. 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있는데, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교변하여 배치될 수 있다.
발광 구조물(124) 상에는 ITO 등으로 투명 도전층(126)이 배치되어, 제2 전극(128)으로부터 제2 도전형 반도체층(124c)으로의 전류 공급을 촉진할 수 있다. 투명 도전층(126)은 예를 들어 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-GaZnO), IGZO(In-GaZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
투명 도전층(126)으로부터 제2 도전형 반도체층(124c)과 활성층(124b) 및 제1 도전형 반도체층(124a)의 일부까지 식각되어 제1 도전형 반도체층(124a)의 일부가 노출되고, 노출된 제1 도전형 반도체층(124a) 상에 제1 전극(127)이 배치되고, 제2 도전형 반도체층(124c) 상에 제2 전극(128)이 배치될 수 있다.
제1 전극(127)과 제2 전극(128)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
도 2a에서 발광소자(120)는 기판(110)의 중앙 영역에 배치될 수 있는데, 본 실시예에서 4개의 발광소자(120)가 배치되나, 1개 또는 그 이상이 배치될 수 있다. 여기서, 기판(110)의 중앙 영역은 댐(160)의 내부의 영역을 의미한다.
기판(110)의 상술한 중앙 영역의 주변 영역에는 댐(160)이 배치되는데, 댐(160)의 내측 영역에는 몰딩부(150)가 배치되어 발광소자(120)들을 둘러싸며 보호할 수 있다. 그리고, 댐(160)의 내부에는 구동부(130)가 매립되어 보호될 수 있다.
본 실시예의 댐(160)이 후술하는 도 4a 및 도 4b에 도시된발광 소자 모듈의 제2 실시예에서의 댐(160)은 제1 몰딩부(165) 및 제2 몰딩부(150)는 상부면의 폭이 하부면의 폭보다 좁으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상부면과 하부면의 폭이 동일하거나 하부면의 폭보다 상부면의 폭이 넓을 수도 있다.
본 실시예에서 구동부(130)는 4개의 구동 유닛으로 이루어지고, 복수 개의 구동 유닛은 발광소자(120)의 둘레에 대칭으로 배치되고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
댐(160)은 발광소자(120)를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치되고 있고, 발광소자(120)가 본 실시예와 같이 복수 개로 이루어지는 경우에 복수 개의 발광소자(120)의 중심을 기준으로 하여 동심원을 이루는 영역에 댐(160)이 배치될 수 있다.
댐(160)은 광반사율이 높은 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어 실리콘이나 에폭시나 레진 등으로 이루어질 수 있다.예를 들어, 댐(160)이 백색의 실리콘으로 이루어져서, 발광소자(120)로부터 방출된 광이 구동부(130) 방향으로 전달되지 못하게 반사할 수 있다.이와 달리 댐(160) 일부에 반사층(미도시)이 배치되어 발광소자(120)로부터 방출된 광이 구동부(130) 방향으로 전달되지 못하게 반사할 수 있다.
발광소자(120)에서 청색, 적색, 녹색 파장 영역의 광을 방출하거나, 백색광을 방출할 수 있다. 몰딩부(150)에는 백색 실리콘에 형광체(170)가 포함될 수 있다. 형광체(170)는 상술한 청색 파장 영역의 광에 의하여 여기되어 적색 파장 영역의 광을 방출하는 제1 형광체, 및 상술한 청색 파장 영역의 광에 의하여 여기되어 적색 녹색 파장 영역의 광을 방출하는 제2 형광체를 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 발광소자(120)들은 구동부(130)와 전기적으로 연결될 수 있고, 구동부(130)는 기판(110) 상의 전원 단자(140)와 연결되어 외부로부터의 전원 내지 구동 신호를 입력받을 수도 있다. 발광소자(120)들과 구동부(130)와의 전기적 연결이나 구동부(130)와 전원 단자(140)와의 전기적 연결은 기판(110) 내부에 도선이 매립되거나, 또는 기판(110)의 상부 또는 내부에 도전성 패턴이 포함되어 이루어질 수 있다.
기판(110)은 상부의 표면(S1)과 하부의 배면(S2)을 포함하는데, 기판(110)은 두께가 일정할 수 있으므로 상부의 표면(S1)과 하부의 배면(S2)은 서로 평행할 수 있다.
기판(110)의 표면(S1)으로부터 발광소자(120)의 상부면의 높이(h1)는 120 마이크로 미터 내지 180 마이크로 미터일 수 있는데, 기판(110)의 표면(S1)으로부터 구동부(130)를 이루는 구동 유닛의 상부면의 높이(h2)보다 낮을 수 있다.기판(110)의 표면(S1)으로부터 발광소자(120)의 상부면의 높이(h1)는 120 마이크로 미터보다 작으면 발광소자(120)에서 방출되는 광이 측면으로 너무 많이 퍼질 수 있고, 180 마이크로 미터보다 크면 발광소자 모듈의 두께가 너무 커질 수 있으며, 댐(160)의 측면에서 흡수되는 빛의 양도 증가할 수 있다.
그리고, 기판(110)의 표면(S1)으로부터 구동부(130)를 이루는 구동 유닛의 상부면의 높이(h2)는 200 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터일 수 있으며, 댐(160) 내부에 매립될 수 있으면 충분하다.
도 2b에서 도 2a의 H-H' 방향의 단면도에는 발광소자(120)이 배치되지 않으나, 위치 관계의 설명을 위하여 발광소자(120)를 도시하고 있다.
기판(110)의 표면(S1)으로부터 댐(160)의 상부면의 높이(h3)는 700 마이크로 미터 내지 1,000 마이크로 미터일 수 있다. 댐(160)의 높이가 700 마이크로 미터보다 낮으면 발광소자(120)에 연결된 와이어(미도시)나 구동부(130)를 충분히 보호하지 못할 수 있고, 1,000 마이크로 미터보다 높으면 발광소자(120)에서 방출되는 빛의 지향각이 너무 좁혀질 수 있다.
도 2a에서, 발광소자(120)의 폭(W1)과 구동부(130)를 이루는 구동 유닛의 폭(W2)와 같거나 다를 수 있다. 기판(110) 상에서 댐(160)의 내부의 영역, 즉 발광소자(120)가 배치되는 중앙 영역의 폭(d1)은, 댐(160)의 폭(d2)보다 클 수 있는데, 댐(160)의 폭(d2)에는 하나의 구동부(130)가 포함될 수 있으면 충분하기 때문이다. 그리고, 댐(160) 내에 구동보(160)가 매립되므로, 댐(160)의 폭(d2)은 구동부(130)를 이루는 구동 유닛의 폭(W2)보다 클 수 있다.
상술한 배치에 따른 발광소자 모듈(100a)은, 구동부(130)가 댐(160) 내에 매립되어 부피를 줄일 수 있고, 발광소자(120)가 댐(160)의 내측 영역에 배치되는데 고전압으로 구동되는 발광소자(High Voltage LED)를 사용하여 휘도의 감소를 예방하면서도 광원의 개수를 줄일 수 있는데, 이에 대하여는 도 5b와 관련하여 후술한다.
도 4a는 발광소자 모듈의 제2 실시예의 평면도이고,도 4b는 도 4a의 I-I' 방향의 단면도이다. 이하에서, 도 4a 및 도 4b를 참조하여 제2 실시예에 따른 발광소자 모듈(100b)을, 상술한 제1 실시예에 따른 발광소자(100a)와 상이한 점을 위주로 설명한다.
제2 실시예에 따른 발광소자 모듈(100b)은, 기판(110) 위에 발광소자(120)와 구동부(130)가 배치되고, 구동부(130)가 제1 몰딩부(165)에 매립되고 발광소자(120)가 제2 몰딩부(150)에 매립될 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자 모듈(100b)은 기판(110)의 중앙 영역에 구동부(130)가 배치되고, 상기 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐(160)이 배치되고, 구동부(130)와 댐(160)의 사이의 영역에 기판(110) 상에 발광소자(120)가 배치되고, 구동부(130)가 제1 몰딩부(165)에 매립되며, 발광소자(120)는 제2 몰딩부(150)에 매립될 수 있다.
댐(160)은 구동부(130)를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치되고, 제2 몰딩부(150)은 상술한 제1 실시예의 몰딩부(150)와 동일할 수 있다.
제1 몰딩부(165)와 댐(160)은 실리콘이나 에폭시 또는 레진으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 몰딩부(165)과 댐(160)이 백색 실리콘으로 이루어져 발광소자(120)로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있고, 제2 몰딩부(150)는 백색 실리콘과 형광체(170)를 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 제1 몰딩부(165)와 댐(160) 일부에 반사층(미도시)이 배치되어 발광소자(120)로부터 방출된 광을 반사할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
구동부(130)는 복수 개의 구동 유닛으로 이루어질 수 있고, 도시된 바와 같이 구동 유닛들이 결합되거나 또는 서로 분리될 수 있다. 발광소자(120)는 복수 개가 배치될 수 있는데, 복수 개의 발광소자(120)는 구동부(130)의 둘레에 대칭으로 배치될 수 있다.
도 3a에서 구동 유닛이 결합된 구동부(130)의 폭(W3)이 발광소자(120)의 폭(W1)보다 클 수 있다. 중앙 영역, 즉 구동부(130)를 매립하는 제1 몰딩부(165)의 폭(d3)은 구동 유닛이 결합된 구동부(130)의 폭(W3)보다 클 수 있고, 댐(160)의 폭(d5)은 도 2a에서의 댐(160)의 폭(d2)보다 작을 수 있다. 그리고, 발광소자가 배치되는 영역, 즉 제2 몰딩부(150)의 폭(d4)은 발광소자(120)의 폭(W1)보다 클 수 있다.
발광소자(120)에서 청색, 적색, 녹색 파장 영역의 광을 방출하거나 백색광을 방출할 수 있고, 제2 몰딩부(150)에는 실리콘에 형광체(170)가 포함될 수 있다. 예를 들어, 발광소자(120)에서 청색 파장 영역의 광이 방출될 때, 제2 몰딩부(150)는 백색 실리콘과 형광체(170)를 포함할 수 있고, 형광체(170)는 청색 파장 영역의 광에 의하여 여기되어 적색 광을 방출하는 제1 형광체와 녹색 광을 방출하는 제2 형광체를 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자 모듈(100b)은, 구동부(130)가 제1 몰딩부(165) 내에 매립되어 부피를 줄일 수 있고, 발광소자(120)가 제1 몰딩부(165)와 댐(160)의 사이에 배치되어데 고전압으로 구동되는 발광소자(High Voltage LED)를 사용하여 휘도의 감소를 예방하면서도 광원의 개수를 줄일 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 상술한 발광소자 모듈의 구동부의 일실시예들을 나타낸 도면이다. 도 5a에서는 복수 개의 발광소자가 직렬로 연결된 발광소자 어레이들이 병렬로 연결되고 있고, 도 5b에서는 복수 개의 발광소자들이 서로 직렬로 연결되고 있으며, 상술한 발광소자 모듈은 도 5a 및 도 5b 외에 다른 구성의 구동부를 포함할 수 있다.
종래의 발광소자 모듈은 외부로부터 전압이 인가될 때, 정전류를 공급받기 위하여 별도의 SMPS나 구동 회로를 별도로 구비하여 안정적 광출력을 발생할 수 있었다.
본 실시예들에 따른 발광소자 모듈에서는 구동 전압(Vf)가 높은 발광소자를 사용하여 종래보다 발광소자의 개수를 줄일 수 있고, 구동 전압이 높은 발광소자에 일정한 전류를 조절하기 위한 구동부(Current Control IC Chip 등)을 댐 내부에 매립할 수 있다. 제1 실시예에 따른 발광소자 모듈과 같이 발광소자의 둘레에 구동부가 매립되는 경우 광 균일성(uniformity)이 우수하고 4개의 구동부가 서로 분리되어 열 분산이 가능하고, 제2 실시예와 같이 중앙 영역에 구동부가 매립되는 경우 하나의 IC 형태의 구동부로 발광소자에 공급되는 전류를 조절할 수 있다.
도 5b에서 BD(Bridge Diode)는 구동부와 함께 패키지의 댐에 매립하거나 발광소자 모듈의 외부에 배치할 수도 있다. 4개의 발광소자(LED1~LED4)는 서로 직렬로 배치되고, 각각의 발광소자에 구동부(U1~U4)가 전류를 공급하는데, 3개의 발광소자(LED1~LED3)에는 구동부(U1~U3)가 병렬로 연결되고 다른 발광소자(LED4)에는 구동부(U4)가 직렬로 연결되고 있다.
이때, 각각의 발광소자의 구동 전압(Vf)이 28 볼트 내지 34 볼트일 때는 외부에서 발광소자 모둘에 100 볼트 내지 120 볼트를 공급할 수 있고, 각각의 발광소자의 구동 전압(Vf)이 60 볼트 내지 70 볼트일 때는 외부에서 200 볼트 내지 230 볼트를 공급할 수 있다.
발광소자 모듈은 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광소자 모듈은 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시예는 상술한 실시예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 영상표시장치와 살균장치와 조명 장치를 설명한다.
도 6은 발광소자 모듈이 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 상술한 바와 같이 구동부가 댐 등의 내부에 매립되어 부피를 줄일 수 있고, 발광소자가 댐의 내측 영역에 배치되는데 고전압으로 구동되는 발광소자(High Voltage LED)를 사용하여 휘도의 감소를 예방하면서도 광원의 개수를 줄일 수 있다.
바텀 커버(510)는 영상표시장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
도 7은 발광소자 모듈이 배치된 살균장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
살균장치(600)는, 하우징(601)의 일면에 실장된 발광 모듈부(610)와, 방출된 심자외선 파장 대역의 광을 난반사시키는 난반사 반사 부재(630a, 630b)와, 발광 모듈부(610)에서 필요한 가용전력을 공급하는 전원 공급부(620)를 포함한다.
먼저 하우징(601)은 장방형 구조로 이루어지며 발광 모듈부(610)와 난반사 반사부재(630a, 630b) 및 전원 공급부(620)를 모두 내장하는 일체형 즉 콤팩트한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(601)은 살균장치(600) 내부에서 발생된 열을 외부로 방출시키기에 효과적인 재질 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(601)의 재질은 Al, Cu 및 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어 질 수 있다. 따라서, 하우징(601)의 외기와의 열전달 효율이 향상되어, 방열 특성이 개선될 수 있다.
또는, 하우징(601)은 특유한 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(601)은 예를 들어 코러게이션(corrugation) 또는 메쉬(mesh) 또는 불특정 요철 무늬 형상으로 돌출 형성되는 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 하우징(601)의 외기와의 열전달 효율이 더욱 향상되어 방열 특성이 개선될 수 있다.
한편, 이러한 하우징(601)의 양단에는 부착판(650)이 더 배치될 수 있다. 부착판(650)은 도 7에 예시된 바와 같이 하우징(601)을 전체 설비 장치에 구속시켜 고정하는데 사용되는 브라켓 기능의 부재를 의미한다. 이러한 부착판(650)은 하우징(601)의 양단에서 일측 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 일측 방향은 심자외선이 방출되고 난반사가 일어나는 하우징(601)의 내측 방향일 수 있다.
따라서, 하우징(601)으로부터 양단 상에 구비된 부착판(650)은 전체 설비 장치와의 고정 영역을 제공하여, 하우징(601)이 보다 효과적으로 고정 설치될 수 있도록 한다.
부착판(650)은 나사 체결 수단, 리벳 체결 수단, 접착 수단 및 탈착 수단 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있으며, 이들 다양한 결합 수단의 방식은 당업자의 수준에서 자명하므로, 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 발광 모듈부(610)는 전술한 하우징(601)의 일면 상에 실장 되는 형태로 배치된다. 발광 모듈부(610)는 공기 중의 미생물을 살균 처리하도록 심자외선을 방출하는 역할을 한다. 이를 위해, 발광 모듈부(610)는 기판(612)과, 기판(612)에 탑재된 다수의 발광 소자(200)를 포함한다. 여기서, 발광 소자(200)는 상술한 발광소자를 포함하여 광효율이 향상될 수 있다.
기판(612)은 하우징(601)의 내면을 따라 단일 열로 배치되어 있으며, 회로 패턴(미도시)을 포함하는 PCB일 수 있다. 다만, 기판(612)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성(flexible) PCB 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다음으로, 난반사 반사부재(630a, 630b)는 전술한 발광 모듈부(610)에서 방출된 심자외선을 강제로 난반사시키도록 형성되는 반사판 형태의 부재를 의미한다. 이러한 난반사 반사부재(630a, 630b)의 전면 형상 및 배치 형상은 다양한 형상을 가질 수 있다. 난반사 반사부재(630a, 630b)의 면상 구조(예: 곡률반경 등)를 조금씩 변경하여 설계함에 따라, 난반사된 심자외선이 중첩되게 조사되어 조사 강도가 강해지거나, 또는 조사 영역되는 영역의 폭이 확장될 수 있다.
전원 공급부(620)는 전원을 도입 받아 전술된 발광 모듈부(610)에서 필요한 가용전력을 공급하는 역할을 한다. 이러한 전원 공급부(620)는 전술한 하우징(601) 내에 배치될 수 있다. 도 7에 예시된 바와 같이, 전원 공급부(620)는 난반사 반사부재(630a, 630b)와 발광 모듈부(610) 사이의 이격 공간의 내벽 쪽에 배치될 수 있다. 외부 전원을 전원 공급부(620) 측으로 도입시키기 위해 상호 간을 전기적으로 연결하는 전원 연결부(640)가 더 배치될 수 있다.
도 7에 예시된 바와 같이, 전원 연결부(640)의 형태는 면상일 수 있으나, 외부의 전원 케이블(미도시)이 전기적으로 접속될 수 있는 소켓 또는 케이블 슬롯의 형태를 가질 수 있다. 그리고 전원 케이블은 플렉시블한 연장 구조를 가져, 외부 전원과의 연결이 용이한 형태로 이루어질 수 있다.
도 8은 발광소자가 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
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 바와 같이 구동부가 댐 등의 내부에 매립되어 부피를 줄일 수 있고, 발광소자가 댐의 내측 영역에 배치되는데 고전압으로 구동되는 발광소자(High Voltage LED)를 사용하여 휘도의 감소를 예방하면서도 광원의 개수를 줄일 수 있다.
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.
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.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 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.
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 발광소자 패키지(1210), 연결 플레이트(1230), 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 상기 방열체(1400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지(1210)들과 커넥터(1250)이 삽입되는 가이드홈(1310)들을 갖는다. 가이드홈(1310)은 상기 발광소자 패키지(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응된다.
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.
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.
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.
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.
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(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
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.
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.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100a, 100b: 발광소자 모듈 110: 기판
120: 발광소자 121: 지지 기판
122: 발광 구조물 122: 버퍼층
124a: 제1 도전형 반도체층 124b: 활성층
124c: 제2 도전형 반도체층 126: 투명 도전층
127: 제1 전극 128: 제2 전극
130: 구동부 140: 전원 단자
150: 몰딩부, 제2 몰딩부 160: 댐
165: 제1 몰딩부 170: 형광체
120: 발광소자 121: 지지 기판
122: 발광 구조물 122: 버퍼층
124a: 제1 도전형 반도체층 124b: 활성층
124c: 제2 도전형 반도체층 126: 투명 도전층
127: 제1 전극 128: 제2 전극
130: 구동부 140: 전원 단자
150: 몰딩부, 제2 몰딩부 160: 댐
165: 제1 몰딩부 170: 형광체
Claims (12)
- 기판;
상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 적어도 하나의 발광소자;
상기 기판의 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐;
상기 댐의 내측 영역에 배치되어 상기 발광소자를 둘러싸는 몰딩부; 및
상기 발광소자와 전기적으로 연결되고, 상기 댐의 내부에 매립된 구동부를 포함하는 발광소자 모듈. - 기판;
상기 기판의 중앙 영역에 배치되는 구동부;
상기 기판의 중앙 영역의 주변 영역에 배치된 댐;
상기 구동부와 상기 댐의 사이의 영역에서 상기 기판에 배치되는 적어도 하나의 발광소자; 및
상기 댐의 내측 영역에 배치되어, 상기 구동부를 매립하는 제1 몰딩부 및 상기 발광소자를 매립하는 제2 몰딩부를 포함하는 발광소자 모듈. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
발광소자의 상부면은 상기 기판으로부터 120 마이크로 미터 내지 180 마이크로 미터의 높이에 배치되는 발광소자 모듈. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 구동 유닛의 상부면은 상기 기판으로부터 200 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 높이에 배치되는 발광소자 모듈. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 댐의 상부면은 상기 기판으로부터 700 마이크로 미터 내지 1,000 마이크로 미터의 높이에 배치되는 발광소자 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 구동부는 복수 개의 구동 유닛을 포함하고, 상기 복수 개의 구동 유닛은 상기 발광소자의 둘레에 대칭으로 배치된 발광소자 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 발광소자는 복수 개가 배치되고, 상기 복수 개의 발광소자는 상기 구동부의 둘레에 대칭으로 배치된 발광소자 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 댐은 상기 발광소자를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치되는 발광소자 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 댐은 상기 구동부를 중심으로 동심원을 이루는 영역에 배치되는 발광소자 모듈. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 댐은 백색 실리콘을 포함하는 발광소자 모듈. - 제1 항에 있어서,
상기 발광소자는 청색 파장 영역의 광을 방출하고, 상기 몰딩부는 적색 광을 방출하는 제1 형광체와 녹색 광을 방출하는 제2 형광체 및 실리콘을 포함하는 발광소자 모듈. - 제2 항에 있어서,
상기 발광소자는 청색 파장 영역의 광을 방출하고, 상기 제1 몰딩부는 백색 실리콘을 포함하고, 상기 제2 몰딩부는 적색 광을 방출하는 제1 형광체와 녹색 광을 방출하는 제2 형광체 및 실리콘을 포함하는 발광소자 모듈.
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101974167B1 (ko) * | 2018-03-02 | 2019-04-30 | 광운대학교 산학협력단 | 컬러필터를 장착한 ｌｅｄ 모듈 |
| WO2019203442A1 (ko) * | 2018-04-16 | 2019-10-24 | 주식회사 옵티맥 | 백색 발광 소자 패키지 |
| KR102113870B1 (ko) * | 2019-03-19 | 2020-05-21 | 광운대학교 산학협력단 | 다공성 aao 필름과 컬러필터를 장착한 ｌｅｄ 모듈 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207834A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光ダイオード光源 |
| KR20120096136A (ko) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 서울반도체 주식회사 | 발광다이오드 패키지 및 그것의 제조방법 |
| JP2013513198A (ja) * | 2009-12-04 | 2013-04-18 | オスラム ゲーエムベーハー | 照明モジュール |
-
2014
- 2014-02-11 KR KR1020140015424A patent/KR102114935B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007207834A (ja) * | 2006-01-31 | 2007-08-16 | Sanyo Electric Co Ltd | 発光ダイオード光源 |
| JP2013513198A (ja) * | 2009-12-04 | 2013-04-18 | オスラム ゲーエムベーハー | 照明モジュール |
| KR20120096136A (ko) * | 2011-02-22 | 2012-08-30 | 서울반도체 주식회사 | 발광다이오드 패키지 및 그것의 제조방법 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101974167B1 (ko) * | 2018-03-02 | 2019-04-30 | 광운대학교 산학협력단 | 컬러필터를 장착한 ｌｅｄ 모듈 |
| WO2019203442A1 (ko) * | 2018-04-16 | 2019-10-24 | 주식회사 옵티맥 | 백색 발광 소자 패키지 |
| KR102113870B1 (ko) * | 2019-03-19 | 2020-05-21 | 광운대학교 산학협력단 | 다공성 aao 필름과 컬러필터를 장착한 ｌｅｄ 모듈 |
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