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KR101367378B1 - Light emitting device employing dielectric multilayer reflecting mirror - Google Patents

Light emitting device employing dielectric multilayer reflecting mirror Download PDF

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KR101367378B1
KR101367378B1 KR1020110029836A KR20110029836A KR101367378B1 KR 101367378 B1 KR101367378 B1 KR 101367378B1 KR 1020110029836 A KR1020110029836 A KR 1020110029836A KR 20110029836 A KR20110029836 A KR 20110029836A KR 101367378 B1 KR101367378 B1 KR 101367378B1
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light emitting
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light
dielectric multilayer
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최혁중
박광일
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서울반도체 주식회사
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Abstract

유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자가 개시된다. 이 발광 소자는 기재 상에 배치되어 제1 파장의 광을 방출하는 제1 발광 다이오드를 포함한다. 파장 변환 물질이 상기 제1 발광 다이오드를 덮는다. 상기 파장 변환 물질은 상기 제1 발광 다이오드에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장 변환시키는 형광체를 함유한다. 한편, 제2 파장의 광을 방출하는 제2 발광 다이오드가 상기 파장 변환 물질로부터 이격되어 상기 기재 상에 배치된다. 또한, 유전체 다층막 반사 미러가 상기 파장 변환 물질 상에 형성된다. 상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 파장 변환 물질로 입사되는 상기 제2 파장의 광을 반사시킨다. 이에 따라, 상기 제2 발광 다이오드에서 방출된 광이 파장 변환 물질로 입사되어 손실되는 것을 방지할 수 있어 제2 파장의 광의 발광효율을 향상시킬 수 있다.A light emitting element employing a dielectric multilayer film reflecting mirror is disclosed. The light emitting element includes a first light emitting diode disposed on a substrate and emitting light of a first wavelength. A wavelength converting material covers the first light emitting diode. The wavelength conversion material contains a phosphor that wavelength converts at least some of the light emitted from the first light emitting diode. On the other hand, a second light emitting diode emitting light of a second wavelength is disposed on the substrate spaced apart from the wavelength conversion material. In addition, a dielectric multilayer film reflecting mirror is formed on the wavelength converting material. The dielectric multilayer reflective mirror reflects light of the second wavelength incident on the wavelength converting material. Accordingly, it is possible to prevent the light emitted from the second light emitting diode from being incident to the wavelength conversion material and being lost, thereby improving the luminous efficiency of the light having the second wavelength.

Description

유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE EMPLOYING DIELECTRIC MULTILAYER REFLECTING MIRROR}LIGHT EMITTING DEVICE EMPLOYING DIELECTRIC MULTILAYER REFLECTING MIRROR}

본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 서로 다른 파장의 광을 방출하는 적어도 두개의 발광 다이오드들을 사용하는 발광 소자에 있어서, 유전체 다층막 미러를 채택하여 하나의 발광 다이오드에서 방출된 광이 다른 발광 다이오드로 입사되는 것을 방지할 수 있는 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, wherein in a light emitting device using at least two light emitting diodes emitting light of different wavelengths, the light emitted from one light emitting diode is incident to another light emitting diode by adopting a dielectric multilayer mirror. It relates to a light emitting element that can be prevented.

화합물 반도체 발광 다이오드로 제작된 발광 소자는 컬러 구현이 가능하여 표시등, 전광판 및 디스플레이용으로 널리 사용되고 있다. 특히, 발광 소자는 백색광을 구현할 수 있어 액정 디스플레이 패널의 광원 및 일반 조명용으로도 사용되고 있다.A light emitting device made of a compound semiconductor light emitting diode can realize color, and thus is widely used for an indicator lamp, a display board, and a display. In particular, since the light emitting device can implement white light, it is also used for light sources and general lighting of liquid crystal display panels.

일반적으로, 청색 LED와 형광체를 조합하여 백색광을 구현할 수 있으며, 청색 LED와 YAG 형광체를 사용하여 백색광을 구현한 발광소자가 일본 특허 공개공보 제2002-064220호에 개시된바 있다. 그러나, 청색광과 황색광의 혼합광에 의해 백색광을 구현한 위 기술은 적색 파장 영역의 광이 부족하여 색 재현성이 좋지 못하다. 또한, 청색 LED, 녹색 LED 및 적색 LED를 채택하여 세 개의 LED들에 의해 백색광을 구현할 수 있으나, LED에서 방출되는 광의 파장영역이 좁기 때문에 연색성이 좋지 못하다.In general, a white LED can be realized by combining a blue LED and a phosphor, and a light emitting device implementing white light using a blue LED and a YAG phosphor has been disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-064220. However, the above technique, which realizes white light by mixing light of blue light and yellow light, lacks light in the red wavelength region and thus has poor color reproducibility. In addition, the blue LED, the green LED, and the red LED may be adopted to realize white light by the three LEDs, but the color rendering is not good because the wavelength range of the light emitted from the LED is narrow.

한편, 위의 문제를 해결하기 위하여 청색 LED와 형광체에 더하여 적색 LED를 채택한 발광소자가 미국특허공개공보 US2004/0207313A1호에 개시된 바 있다. 상기 공개공보에 따르면, 청색 LED와 녹색 형광체 및 적색 LED를 채택하여 색재현성을 향상시킬 수 있다. 여기서, 상기 녹색 형광체를 함유하는 투광성 수지가 상기 청색 LED를 덮어 청색 LED에서 방출된 광의 일부를 녹색광으로 변환시킨다. 이에 더하여, 청색 LED, 적색 LED와 자외선 LED를 채택하고, 녹색 형광체를 함유하는 투광성 수지로 상기 자외선 LED를 덮어 백색광을 구현하는 예도 소개되고 있다.Meanwhile, in order to solve the above problem, a light emitting device employing a red LED in addition to a blue LED and a phosphor has been disclosed in US Patent Publication No. US2004 / 0207313A1. According to the above publication, color reproducibility can be improved by adopting a blue LED, a green phosphor, and a red LED. Here, the translucent resin containing the green phosphor covers the blue LED to convert some of the light emitted from the blue LED into green light. In addition, an example of adopting a blue LED, a red LED and an ultraviolet LED, and covering the ultraviolet LED with a translucent resin containing a green phosphor to implement white light has been introduced.

그러나, 미국특허공개공보 US2004/0207313A1호에 개시된 발광 소자에 있어서, 적색 LED에서 방출된 적색광 중 적어도 일부는 형광체를 함유한 투광성 수지 내로 입사되고, 또한 청색 LED 또는 자외선 LED로 입사될 수 있다. 투광성 수지 내로 입사된 적색광은 형광체를 여기시키지는 않지만, 형광체에 의해 산란반사되어 손실될 수 있으며, 청색 LED나 단파장 가시광선 LED로 입사된 적색광은 상기 LED들 내에서 반사에 의해 손실될 수 있다. 이에 따라, 적색광의 강도가 약해지고, 이를 보상하기 위해 적색 LED의 사용 수나 적색 LED의 구동 전류를 증가시켜야 한다.However, in the light emitting device disclosed in U.S. Patent Publication No. US2004 / 0207313A1, at least some of the red light emitted from the red LED is incident into the translucent resin containing the phosphor and may also be incident into the blue LED or the ultraviolet LED. Red light incident into the translucent resin does not excite the phosphor, but may be scattered and lost by the phosphor, and red light incident into the blue LED or short wavelength visible light LED may be lost by reflection in the LEDs. Accordingly, the intensity of the red light is weakened, and to compensate for this, the number of use of the red LED or the driving current of the red LED must be increased.

1. 일본 특허 공개공보 제2002-064220호1. Japanese Patent Laid-Open No. 2002-064220 2. 미국 특허 공개공보 US2004/0207313A1호2. US Patent Publication No. US2004 / 0207313A1

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 장파장의 광을 방출하는 LED에서 방출된 광이 단파장의 광을 방출하는 LED나 형광체에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있는 발광 소자를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in an effort to provide a light emitting device capable of preventing the light emitted from an LED emitting long wavelength light from being lost by an LED or phosphor emitting light having a short wavelength.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자를 제공한다. 이 발광 소자는 기재 상에 배치되어 제1 파장의 광을 방출하는 제1 발광 다이오드를 포함한다. 파장 변환 물질이 상기 제1 발광 다이오드를 덮는다. 상기 파장 변환 물질은 상기 제1 발광 다이오드에서 방출된 광의 적어도 일부를 파장 변환시키는 형광체를 함유한다. 한편, 제2 발광 다이오드가 상기 파장 변환 물질로부터 이격되어 상기 기재 상에 배치된다. 상기 제2 발광 다이오드는 상기 제1 파장의 광보다 장파장인 제2 파장의 광을 방출한다. 또한, 유전체 다층막 반사 미러가 상기 파장 변환 물질 상에 형성된다. 상기 유전체 다층막 반사 미러는 고굴절율을 갖는 유전층과 저굴절률을 갖는 유전층의 적어도 한쌍을 포함하여 상기 파장 변환 물질로 입사되는 상기 제2 파장의 광을 반사시킨다. 이에 따라, 상기 제2 발광 다이오드에서 방출된 광이 상기 파장 변환 물질로 입사되어 손실되는 것을 방지할 수 있어 제2 파장의 광의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.In order to achieve the above technical problem, the present invention provides a light emitting device employing a dielectric multilayer film reflection mirror. The light emitting element includes a first light emitting diode disposed on a substrate and emitting light of a first wavelength. A wavelength converting material covers the first light emitting diode. The wavelength conversion material contains a phosphor that wavelength converts at least some of the light emitted from the first light emitting diode. Meanwhile, a second light emitting diode is spaced apart from the wavelength conversion material and disposed on the substrate. The second light emitting diode emits light having a second wavelength longer than that of the first wavelength. In addition, a dielectric multilayer film reflecting mirror is formed on the wavelength converting material. The dielectric multilayer reflective mirror includes at least one pair of a dielectric layer having a high refractive index and a dielectric layer having a low refractive index to reflect light of the second wavelength incident on the wavelength conversion material. Accordingly, it is possible to prevent the light emitted from the second light emitting diode from being incident to the wavelength converting material and being lost, thereby improving the light emission efficiency of the light having the second wavelength.

한편, 상기 유전층들은 각각 그 두께 d가 (2m-1)λ/4n (여기서, n은 각 유전층의 굴절률을, λ는 상기 제2 파장을, m은 1 이상의 정수를 나타낸다.)을 만족할 수 있으며, 바람직하게 상기 m은 1일 수 있다. Meanwhile, each of the dielectric layers may satisfy a thickness d of (2m −1) λ / 4n (where n denotes a refractive index of each dielectric layer, λ denotes the second wavelength, and m denotes an integer of 1 or more). Preferably, m may be 1.

밀봉 수지가 상기 파장 변환 물질 및 제2 발광 다이오드를 덮을 수 있다. 이때, 상기 밀봉 수지는 상기 고굴절율을 갖는 유전층에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는다.An encapsulation resin may cover the wavelength conversion material and the second light emitting diode. In this case, the sealing resin has a relatively low refractive index compared to the dielectric layer having the high refractive index.

본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 발광 다이오드를 중심으로 상기 제2 발광 다이오드에 대칭적으로 다른 제2 발광 다이오드가 배치될 수 있다. 상기 제1 발광 다이오드를 중심으로 대칭으로 제2 발광 다이오드들이 배치되므로, 균일한 휘도의 혼합광을 구현할 수 있다.In some embodiments of the present invention, a second light emitting diode that is symmetrical to the second light emitting diode may be disposed around the first light emitting diode. Since the second light emitting diodes are arranged symmetrically about the first light emitting diode, mixed light having a uniform brightness may be realized.

본 발명의 몇몇 실시예들에 있어서, 상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 파장 변환 물질 상의 일부 영역에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 제2 발광 다이오드에서 파장 변환 물질로 입사되는 제2 파장의 광을 반사시킴과 아울러, 상기 제1 발광 다이오드에서 방출된 광과 상기 형광체에 의해 파장 변환된 광이 상기 반사 미러에 의해 손실되는 것을 감소시킬 수 있다.In some embodiments of the present invention, the dielectric multilayer reflective mirror may be formed in a portion of the wavelength conversion material. Accordingly, the second light emitting diode reflects light of the second wavelength incident to the wavelength converting material, and the light emitted from the first light emitting diode and the light converted by the phosphor are converted by the reflection mirror. The loss can be reduced.

상기 파장 변환 물질은 상기 발광 다이오드 상에 균일한 두께로 형성된 물질층일 수 있다.The wavelength conversion material may be a material layer formed to have a uniform thickness on the light emitting diode.

또한, 상기 제1 발광 다이오드는 피크 파장이 490nm 이하인 청색광 또는 자외선을 방출할 수 있으며, 상기 제2 발광 다이오드는 피크 파장이 580nm 이상인 적색광을 방출할 수 있다.In addition, the first light emitting diode may emit blue light or ultraviolet light having a peak wavelength of 490 nm or less, and the second light emitting diode may emit red light having a peak wavelength of 580 nm or more.

본 발명의 실시예들에 따르면, 유전체 다층막 반사미러를 채택함으로써 상대적으로 장파장의 광을 방출하는 제2 발광 다이오드에서 방출된 광이 파장변환 물질 내로 입사되어 형광체나 단파장의 광을 방출하는 제1 발광 다이오드에 의해 손실되는 것을 방지할 수 있는 발광 소자를 제공할 수 있다.According to embodiments of the present invention, a first light emission in which light emitted from a second light emitting diode that emits light having a relatively long wavelength by adopting a dielectric multilayer reflective mirror is incident into a wavelength conversion material and emits light of a phosphor or short wavelength. It is possible to provide a light emitting device capable of preventing the loss by a diode.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 도 1의 A 부분을 확대한 부분 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 유전체 다층막 반사 미러를 채택한 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device employing a dielectric multilayer reflective mirror according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged partial cross-sectional view of part A of FIG. 1.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device employing a dielectric multilayer reflective mirror according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device employing a dielectric multilayer reflective mirror according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view for describing a light emitting device employing a dielectric multilayer reflective mirror according to still another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예는 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명된 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can fully understand the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유전체 다층막 반사 미러를 갖는 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device having a dielectric multilayer reflective mirror according to an embodiment of the present invention.

도 1을 참조하면, 기재(20) 상에 제1 파장의 광을 방출하는 제1 발광 다이오드(21), 예컨대 피크 파장이 490nm 이하인 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드가 배치된다. 상기 기재(20)는 예컨대 인쇄회로기판, 리드프레임, 히트싱크 또는 플라스틱 패키지 본체 등 발광 다이오드가 실장될 수 있는 것이라면 특별히 제한되지 않는다. 한편, 상기 제1 발광 다이오드는 예컨대 GaAlInN 계열의 화합물 반도체일 수 있으며, 사파이어, SiC, 스피넬 등의 기판 상에 화합물 반도체층들을 성장시키어 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, a first light emitting diode 21 emitting light of a first wavelength, for example, a blue light emitting diode emitting blue light having a peak wavelength of 490 nm or less is disposed on a substrate 20. The substrate 20 is not particularly limited as long as it can be mounted with a light emitting diode such as a printed circuit board, a lead frame, a heat sink or a plastic package body. The first light emitting diode may be, for example, a GaAlInN-based compound semiconductor, and may be formed by growing compound semiconductor layers on a substrate such as sapphire, SiC, or spinel.

상기 청색 발광 다이오드(21)를 파장 변환 물질(25)이 덮는다. 파장 변환 물질(25)은 청색 발광 다이오드(21)에서 방출된 청색광의 일부를 다른 파장의 광, 예컨대 녹색광 내지 황색광으로 변환시키는 형광체를 함유한다. 상기 파장 변환 물질(25)은 투명 수지, 예컨대 실리콘 또는 에폭시를 경화시키어 형성될 수 있다. 상기 파장 변환 물질(25)은, 도시된 바와 같이, 반구형일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상, 예컨대 단면이 직사각형, 사다리꼴 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The blue light emitting diode 21 covers the wavelength conversion material 25. The wavelength converting material 25 contains a phosphor that converts a part of the blue light emitted from the blue light emitting diode 21 into light of a different wavelength, such as green light to yellow light. The wavelength conversion material 25 may be formed by curing a transparent resin such as silicone or epoxy. As illustrated, the wavelength conversion material 25 may be hemispherical, but is not limited thereto. The wavelength conversion material 25 may have various shapes such as a rectangle, a trapezoid, and the like.

한편, 상기 파장 변환 물질(25) 상에 유전체 다층막 반사 미러(30)가 형성된다. 상기 반사 미러(30)는 상대적으로 높은 굴절률을 갖는 유전층(31)과 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 유전층(33)의 적어도 한 쌍을 포함한다. 상기 반사 미러(30)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 고굴절률 유전층(31a, 31b)과 저굴절률 유전층(33a, 33b)의 쌍들(30a, 30b)이 여러번 반복되어 적층된 구조일 수 있다.Meanwhile, a dielectric multilayer reflective mirror 30 is formed on the wavelength conversion material 25. The reflective mirror 30 includes at least a pair of dielectric layers 31 having a relatively high refractive index and dielectric layers 33 having a relatively low refractive index. As shown in FIG. 2, the reflective mirror 30 may have a structure in which the pairs 30a and 30b of the high refractive index dielectric layers 31a and 31b and the low refractive index dielectric layers 33a and 33b are repeatedly stacked several times. .

한편, 상기 파장 변환 물질(25)과 이격되어 기재(20) 상에 상기 제1 파장의 광보다 장파장인 제2 파장의 광을 방출하는 제2 발광 다이오드(23), 예컨대 적색 발광 다이오드(23)가 배치된다. 상기 적색 발광 다이오드는 AlInGaP계열 또는 GaAs 계열의 화합물 반도체로 제조되어 580 내지 680nm 내에서 피크 파장을 가질 수 있으며, 상기 청색 발광 다이오드(21)와 동일한 높이의 평면 상에 배치될 수 있다.Meanwhile, a second light emitting diode 23, for example, a red light emitting diode 23, spaced apart from the wavelength conversion material 25 to emit light having a second wavelength longer than that of the first wavelength on the substrate 20. Is placed. The red light emitting diode may be made of AlInGaP series or GaAs-based compound semiconductor and may have a peak wavelength within 580 to 680 nm, and may be disposed on a plane having the same height as the blue light emitting diode 21.

한편, 밀봉 수지(40)가 상기 파장 변환 물질(25)과 상기 적색 발광 다이오드(23)를 덮을 수 있다. 상기 밀봉 수지(40)는 예컨대 실리콘 또는 에폭시를 경화시키어 형성될 수 있으며, 몰드 컵을 사용하여 지향각 또는 발광 효율을 향상시키도록 요구되는 형상으로 형성될 수 있다. 상기 밀봉 수지(40)는 상기 고굴절률 유전층(31)에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는다.The encapsulation resin 40 may cover the wavelength conversion material 25 and the red light emitting diode 23. The sealing resin 40 may be formed by curing, for example, silicone or epoxy, and may be formed in a shape required to improve a direction angle or luminous efficiency using a mold cup. The sealing resin 40 has a relatively low refractive index compared to the high refractive index dielectric layer 31.

적색 발광 다이오드(23)에서 방출된 적색광은 밀봉 수지(40) 내로 방출되어 여러 방향으로 진행한다. 적색광의 일부는 파장 변환 물질(25) 쪽으로 진행하여 상기 반사 미러(30)에 도달된다. 상기 반사 미러(30)는 적색광에 대해 반사율이 높은 구조를 갖도록 형성되어 상기 적색광을 밖으로 반사시킨다. 상기 반사 미러(30)는 각각 그 두께 d가 (2m-1)λ/4n (여기서, n은 각 유전층의 굴절률을, λ는 적색 발광 다이오드에서 방출된 광의 파장을, m은 1 이상의 정수를 나타낸다.)를 만족하는 고굴절률 유전층(31)과 저굴절률 유전층(33)의 적어도 하나의 쌍을 포함하여 상기 적색광을 반사시킨다. 바람직하게, 상기 각 유전층의 두께 d는 λ/4n, 즉 m이 1일 수 있다. 상기 유전층들(31, 33)의 쌍이 여러번 적층될 수록 적색광에 대한 반사도는 증가된다. 한편, 상기 반사 미러(30)는 청색 발광 다이오드(21)에서 방출된 광 또는 파장 변환 물질(25) 내의 형광체에 의해 파장 변환된 광에 대해서는 투광특성을 나타낸다.The red light emitted from the red light emitting diode 23 is emitted into the sealing resin 40 and proceeds in various directions. Some of the red light travels toward the wavelength converting material 25 and reaches the reflective mirror 30. The reflection mirror 30 is formed to have a structure having a high reflectance with respect to the red light to reflect the red light outward. Each of the reflection mirrors 30 has a thickness d of (2m −1) λ / 4n (where n is a refractive index of each dielectric layer, λ is a wavelength of light emitted from a red light emitting diode, and m is an integer of 1 or more). At least one pair of the high refractive index dielectric layer 31 and the low refractive index dielectric layer 33 which satisfies. Preferably, the thickness d of each dielectric layer may be λ / 4n, that is, m is 1. As the pair of dielectric layers 31 and 33 are stacked several times, the reflectivity of red light increases. On the other hand, the reflective mirror 30 exhibits a light transmitting characteristic with respect to light emitted from the blue light emitting diode 21 or light converted by the phosphor in the wavelength converting material 25.

이에 따라, 상기 적색 발광 다이오드(23)에서 방출된 적색광이 상기 파장 변환 물질(25)로 입사되는 것이 방지되고, 따라서 파장 변환 물질(25) 및 청색 발광 다이오드(21)에 의해 적색광이 손실되는 것을 방지할 수 있다.Accordingly, the red light emitted from the red light emitting diode 23 is prevented from entering the wavelength converting material 25, and thus, red light is lost by the wavelength converting material 25 and the blue light emitting diode 21. You can prevent it.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.

도 3을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자는, 도 1을 참조하여 설명한 바와 동일하게, 기재(20) 상에 배치된 청색 발광 다이오드(21), 상기 청색 발광 다이오드(21)를 덮는 파장 변환 물질(25) 및 상기 파장 변환 물질과 이격되어 배치된 적색 발광 다이오드(23)를 포함하고, 또한 밀봉 수지(40)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 3, the light emitting device according to the present embodiment has the same wavelength as that described with reference to FIG. 1 and covers the blue light emitting diode 21 and the blue light emitting diode 21 disposed on the substrate 20. It may include a conversion material 25 and a red light emitting diode 23 spaced apart from the wavelength conversion material, and may further include a sealing resin 40.

또한, 반사 미러(30a)는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 바와 같이, 고굴절률 유전층과 저굴절률 유전층의 적어도 하나의 쌍을 포함한다. 다만, 상기 반사 미러(30a)는 도 1의 반사 미러(30)와 달리, 파장 변환 물질(25)의 일부 영역상에 형성된다. 즉, 상기 반사 미러(30)는 적색 발광 다이오드(23)에서 파장 변환 물질(25)로 입사되는 광을 반사시키는 영역 상에 한정되어 형성되고, 나머지 영역들에서는 파장 변환 물질(25)의 표면이 노출된다. 이에 따라, 상기 청색 발광 다이오드(21)에서 상기 밀봉 수지(40)로 방출되는 광이 상기 반사 미러(30a)에 의해 손실되는 것을 감소시킬 수 있다.In addition, the reflective mirror 30a includes at least one pair of a high refractive index dielectric layer and a low refractive index dielectric layer, as described with reference to FIGS. 1 and 2. However, unlike the reflective mirror 30 of FIG. 1, the reflective mirror 30a is formed on a portion of the wavelength conversion material 25. That is, the reflective mirror 30 is formed on the red light emitting diode 23 to be limited to a region reflecting light incident to the wavelength conversion material 25, and the remaining surface of the wavelength conversion material 25 is Exposed. Accordingly, the light emitted from the blue light emitting diode 21 to the encapsulation resin 40 can be reduced by the reflection mirror 30a.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.4 is a cross-sectional view for describing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.

도 4를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 기재(20) 상에 청색 발광 다이오드(21)가 배치되고, 파장 변환 물질(25)이 상기 청색 발광 다이오드(21)를 덮으며, 상기 파장 변환 물질(25) 상에 반사 미러(30)가 형성된다.Referring to FIG. 4, as described with reference to FIG. 1, a blue light emitting diode 21 is disposed on a substrate 20, a wavelength conversion material 25 covers the blue light emitting diode 21. Reflective mirror 30 is formed on wavelength converting material 25.

다만, 본 실시예에 있어서, 적색 발광 다이오드들(23a, 23b)이 상기 청색 발광 다이오드(21)를 중심으로 대칭적으로 배치된다. 이러한 적색 발광 다이오드들(23a, 23b)은 두 개 이상 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자에서 방출되는 적색광의 휘도 분포 및 혼합광의 휘도분포를 균일하게 할 수 있다.However, in the present embodiment, the red light emitting diodes 23a and 23b are symmetrically disposed about the blue light emitting diode 21. Two or more such red light emitting diodes 23a and 23b may be disposed. Accordingly, the luminance distribution of the red light emitted from the light emitting element and the luminance distribution of the mixed light can be made uniform.

한편, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 밀봉 수지(40)가 상기 적색 발광 다이오드들(23a, 23b) 및 상기 파장 변환 물질(25)을 덮을 수 있다.Meanwhile, as described with reference to FIG. 1, the sealing resin 40 may cover the red light emitting diodes 23a and 23b and the wavelength conversion material 25.

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.5 is a cross-sectional view for describing a light emitting device according to still another embodiment of the present invention.

도 5를 참조하면, 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 기재(20) 상에 청색 발광 다이오드(21)가 배치되고, 파장 변환 물질(55)이 상기 청색 발광 다이오드(51)를 덮으며, 상기 파장 변환 물질(55) 상에 반사 미러(60)가 형성된다. 또한, 상기 파장 변환 물질(55)과 이격되어 적색 발광 다이오드(23)가 배치되며, 밀봉 수지(40)가 상기 파장 변환 물질(55) 및 적색 발광 다이오드(23)를 덮을 수 있다.Referring to FIG. 5, as described with reference to FIG. 1, a blue light emitting diode 21 is disposed on a substrate 20, a wavelength conversion material 55 covers the blue light emitting diode 51. Reflective mirror 60 is formed on wavelength converting material 55. In addition, the red light emitting diode 23 may be disposed to be spaced apart from the wavelength converting material 55, and the sealing resin 40 may cover the wavelength converting material 55 and the red light emitting diode 23.

다만, 본 실시예에 있어서, 상기 파장 변환 물질(55)은 상기 청색 발광 다이오드(51)를 균일하게 덮는 물질층으로 형성된다. 이러한 균일한 파장 변환 물질층(55)은 상기 청색 발광 다이오드들(51)을 기판 상에 배치한 후, 스텐실링 등에 의해 형성될 수 있으며, 서브마운트(도시하지 않음) 상에 청색 발광 다이오드(51)를 본딩하고, 전기 영동법을 사용하여 형성될 수도 있다. 스텐실링 또는 전기 영동법에 의해 균일한 두께의 형광체층을 형성하는 방법은 예컨대 미국특허 US6,642,6452호, US6,650,044호에 개시된 바 있다. 이때, 상기 반사미러(60)도 스텐실링 등의 기술을 사용하여 상기 파장 변환 물질층 상에 균일하게 형성될 수 있다.However, in the present exemplary embodiment, the wavelength conversion material 55 is formed of a material layer uniformly covering the blue light emitting diode 51. The uniform wavelength converting material layer 55 may be formed by disposing the blue light emitting diodes 51 on a substrate and then stenciling the blue light emitting diodes 51 on a submount (not shown). ) And may be formed using electrophoresis. Methods of forming a phosphor layer of uniform thickness by stenciling or electrophoresis have been disclosed, for example, in US Pat. Nos. 6,642,6452 and 6,650,044. In this case, the reflective mirror 60 may also be uniformly formed on the wavelength conversion material layer using a technique such as stenciling.

이와 달리, 상기 파장 변환 물질층(55)은 청색 발광 다이오드(51) 제조 공정에서 기판 상에 화합물 반도체층들을 성장시키고, 이를 사진 및 식각 공정을 사용하여 복수개의 청색 발광 다이오드들을 형성한 후, 형광체를 함유하는 액상 또는 겔상의 투명 유기물, 예컨대 SOG를 코팅하여 형성될 수 있다. 파장 변환 물질층이 기판의 전면 상에 형성된 후, 개별 발광 다이오드들로 분리함으로써 균일한 두께의 파장 변환 물질층(55)을 갖는 청색 발광 다이오드들(51)이 형성된다. 여기서, 상기 반사 미러(60)는 개별 발광 다이오드들로 분리하기 전에 파장 변환 물질층(55) 상에 형성될 수 있으며, 또한, 개별 발광 다이오드들로 분리된 후, 스텐실링 등의 공정에 의해 형성될 수 있다.In contrast, the wavelength conversion material layer 55 grows the compound semiconductor layers on the substrate in the manufacturing process of the blue light emitting diode 51, and forms a plurality of blue light emitting diodes using a photolithography and etching process, and then phosphors It can be formed by coating a liquid or gel-like transparent organic material containing, for example, SOG. After the wavelength converting material layer is formed on the front surface of the substrate, blue light emitting diodes 51 having a uniform thickness of the wavelength converting material layer 55 are formed by separating into individual light emitting diodes. Here, the reflective mirror 60 may be formed on the wavelength conversion material layer 55 before being separated into individual light emitting diodes, and may be formed by a process such as stenciling after being separated into individual light emitting diodes. Can be.

본 실시예에 따르면, 형광체를 함유하는 파장 변환 물질층(55)이 균일한 두께를 가지므로, 청색 발광 다이오드(51)에서 방출된 광이 파장 변환 물질층(55)에서 균일한 광 경로를 통해 외부로 방출되므로, 파장 변환된 광이 균일한 광분포를 나타낼 수 있다.According to the present embodiment, since the wavelength conversion material layer 55 containing the phosphor has a uniform thickness, the light emitted from the blue light emitting diode 51 passes through the uniform light path in the wavelength conversion material layer 55. Since it is emitted to the outside, the wavelength-converted light may exhibit a uniform light distribution.

본 발명의 실시예들에 있어서, 청색 발광 다이오드(21, 51)를 파장 변환 물질(25, 55)이 덮는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 청색 발광 다이오드 대신에 다른 제1 파장의 광, 예컨대 자외선을 방출하는 발광 다이오드가 사용될 수 있다. 이 경우, 상기 파장 변환 물질은 자외선을 가시광선 영역의 광, 예컨대 청색광 및/또는 황색광으로 파장 변환시키는 형광체를 함유한다.In the embodiments of the present invention, the blue light emitting diodes 21 and 51 are described as being covered by the wavelength converting materials 25 and 55, but the present invention is not limited thereto. For example, a light emitting diode emitting ultraviolet light can be used. In this case, the wavelength conversion material contains a phosphor that wavelength converts ultraviolet light into light in the visible light region, such as blue light and / or yellow light.

한편, 본 발명의 실시예들에 있어서, 적색 발광 다이오드(23, 23a, 23b) 대신에 상기 제1 파장의 광보다 장파장인 제2 파장의 광을 방출하는 다른 발광 다이오드, 예컨대 녹색 발광 다이오드가 사용될 수도 있다.Meanwhile, in the embodiments of the present invention, instead of the red light emitting diodes 23, 23a and 23b, other light emitting diodes emitting light having a second wavelength longer than that of the first wavelength, for example, green light emitting diodes, may be used. It may be.

한편, 본 발명의 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드들(21, 51, 23)은 리드전극들(도시하지 않음)에 전기적으로 연결되며, 이를 위해 서브마운트(도시하지 않음), 본딩와이어들(도시하지 않음)이 사용될 수 있으며, 발광 다이오드들이 리드전극들에 도전성 접착제를 통해 부착될 수도 있다. 한편, 상기 발광 다이오드들(21, 23 또는 51, 23)은 동일한 리드전극들에 각각 전기적으로 연결되어 동일한 전원에 의해 구동될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 각각 별개의 리드전극들에 전기적으로 연결되어 서로 다른 전원에 의해 별개로 구동될 수도 있다.Meanwhile, in the embodiments of the present invention, the light emitting diodes 21, 51, and 23 are electrically connected to lead electrodes (not shown), and for this purpose, submounts (not shown) and bonding wires are used. (Not shown) may be used, and the light emitting diodes may be attached to the lead electrodes via a conductive adhesive. Meanwhile, the light emitting diodes 21, 23, or 51, 23 may be electrically connected to the same lead electrodes, respectively, and driven by the same power source, but are not limited thereto. They may be connected and driven separately by different power sources.

Claims (14)

기재 상에 배치되어 제1 파장의 광을 방출하는 제1 발광 다이오드;
상기 기재 상에 상기 제1 발광 다이오드와 이격되어 배치되고, 제2 파장의 광을 방출하는 제2 발광 다이오드;
상기 제1 발광 다이오드 상에 형성되어 상기 제1 파장의 광을 제3 파장의 광으로 변환하는 파장 변환 물질;
상기 파장 변환 물질 상에 형성되고, 상기 제1 파장의 광을 투과시키며, 상기 제2 파장의 광을 반사시키는 유전체 다층막 반사 미러; 및
상기 기재 상에 배치되어 상기 유전체 다층막 반사 미러 및 상기 제2 발광 다이오드를 덮는 수지를 포함하고,
상기 유전체 다층막 반사 미러는 고굴절률을 갖는 유전층과 저굴절률을 갖는 유전층들의 적층 구조인 발광 소자.A first light emitting diode disposed on the substrate and emitting light of a first wavelength;
A second light emitting diode disposed on the substrate and spaced apart from the first light emitting diode, the second light emitting diode emitting light of a second wavelength;
A wavelength conversion material formed on the first light emitting diode to convert light of the first wavelength into light of a third wavelength;
A dielectric multilayer film reflection mirror formed on the wavelength conversion material, transmitting light of the first wavelength and reflecting light of the second wavelength; And
A resin disposed on the substrate, the resin covering the dielectric multilayer film reflection mirror and the second light emitting diode;
And the dielectric multilayer reflective mirror is a stacked structure of a dielectric layer having a high refractive index and a dielectric layer having a low refractive index. 청구항 1에 있어서,
상기 파장 변환 물질은 상기 제1 발광 다이오드 상에 균일한 두께로 형성된 물질층인 발광 소자.The method according to claim 1,
The wavelength conversion material is a light emitting device that is a material layer formed in a uniform thickness on the first light emitting diode. 청구항 2에 있어서,
상기 파장 변환 물질층은 상기 제1 발광 다이오드의 측면을 덮도록 형성된 발광 소자.The method according to claim 2,
The wavelength converting material layer is formed to cover the side of the first light emitting diode. 청구항 2에 있어서,
상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 제1 발광 다이오드로부터 이격되어 형성된 발광 소자.The method according to claim 2,
And the dielectric multilayer reflective mirror is spaced apart from the first light emitting diode. 청구항 3에 있어서,
상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 파장 변환 물질층의 표면에 형성된 발광 소자.The method according to claim 3,
And the dielectric multilayer reflective mirror is formed on a surface of the wavelength conversion material layer. 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 파장 변환 물질 상에 부분적으로 형성된 발광 소자.The method according to claim 1,
And the dielectric multilayer reflective mirror is partially formed on the wavelength conversion material. 청구항 6에 있어서,
상기 유전체 다층막 반사 미러는 상기 제2 발광 다이오드 측에 형성된 발광 소자.The method of claim 6,
And said dielectric multilayer reflective mirror is formed on said second light emitting diode side. 청구항 1에 있어서,
상기 유전층들은 각각 그 두께 d가 (2m-1)λ/4n (여기서, n은 각 유전층의 굴절률을, λ는 제2 파장을, m은 1 이상의 정수를 나타낸다.)을 만족하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Each of the dielectric layers has a thickness d of (2m −1) λ / 4n, where n represents a refractive index of each dielectric layer, λ represents a second wavelength, and m represents an integer of 1 or more. 청구항 1에 있어서,
상기 수지는 상기 고굴절률을 갖는 유전층에 비해 상대적으로 낮은 굴절률을 갖는 발광 소자.The method according to claim 1,
The resin has a relatively low refractive index compared to the dielectric layer having a high refractive index. 청구항 1에 있어서,
상기 유전체 다층막 반사 미러의 상부면은 상기 제1 발광 다이오드의 상부면과 평행한 발광 소자.The method according to claim 1,
And a top surface of the dielectric multilayer reflective mirror is parallel to a top surface of the first light emitting diode. 청구항 10에 있어서,
상기 수지의 상부면은 상기 유전체 다층막 반사 미러의 상부면과 평행한 발광 소자.The method of claim 10,
And a top surface of the resin is parallel to a top surface of the dielectric multilayer reflective mirror. 청구항 1에 있어서,
상기 기재 상에 상기 제1 발광 다이오드와 이격되어 위치하는 다른 제2 발광 다이오드를 더 포함하되, 상기 다른 제2 발광 다이오드는 상기 제1 발광 다이오드를 중심으로 상기 제2 발광 다이오드에 대칭적으로 배치된 발광 소자.The method according to claim 1,
And further comprising another second light emitting diode spaced apart from the first light emitting diode on the substrate, wherein the other second light emitting diode is symmetrically disposed on the second light emitting diode with respect to the first light emitting diode. Light emitting element. 청구항 1에 있어서,
상기 제1 발광 다이오드는 피크 파장이 490nm 이하인 청색광 또는 자외선을 방출하고,
상기 제2 발광 다이오드는 피크 파장이 580nm 이상인 적색광을 방출하는 발광 소자.The method according to claim 1,
The first light emitting diode emits blue light or ultraviolet light having a peak wavelength of 490 nm or less,
The second light emitting diode emits red light having a peak wavelength of 580 nm or more. 삭제delete
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