[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR101562374B1 - 교류용 발광 소자 모듈 - Google Patents

교류용 발광 소자 모듈 Download PDF

Info

Publication number
KR101562374B1
KR101562374B1 KR1020080108172A KR20080108172A KR101562374B1 KR 101562374 B1 KR101562374 B1 KR 101562374B1 KR 1020080108172 A KR1020080108172 A KR 1020080108172A KR 20080108172 A KR20080108172 A KR 20080108172A KR 101562374 B1 KR101562374 B1 KR 101562374B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting diode
diode chips
fluorescent material
delayed fluorescent
Prior art date
Application number
KR1020080108172A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20100054172A (ko
Inventor
이정훈
갈대성
김대원
예경희
윤여진
Original Assignee
서울바이오시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울바이오시스 주식회사 filed Critical 서울바이오시스 주식회사
Priority to KR1020080108172A priority Critical patent/KR101562374B1/ko
Priority to JP2009223834A priority patent/JP2010103522A/ja
Priority to US12/581,507 priority patent/US8810124B2/en
Publication of KR20100054172A publication Critical patent/KR20100054172A/ko
Priority to US14/295,134 priority patent/US9093617B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101562374B1 publication Critical patent/KR101562374B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48135—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip
    • H01L2224/48137—Connecting between different semiconductor or solid-state bodies, i.e. chip-to-chip the bodies being arranged next to each other, e.g. on a common substrate
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/481—Disposition
    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
    • H01L2224/48245—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic
    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/49—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of a plurality of wire connectors
    • H01L2224/491—Disposition
    • H01L2224/49105—Connecting at different heights
    • H01L2224/49107—Connecting at different heights on the semiconductor or solid-state body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

교류용 발광 소자 모듈이 개시된다. 이 발광 소자 모듈은 제1 및 제2 발광 소자들을 포함한다. 제1 및 제2 발광 소자들은 각각 단일 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환시키는 지연형광체를 포함하고, 상기 제1 발광 소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도에 비해 상기 제2 발광 소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도가 더 높은 것을 특징으로 한다. 지연형광체들에 의한 잔광휘도를 서로 다르게 함으로써, 교류용 발광 소자 모듈의 명멸현상을 더욱 완화할 수 있다.
교류, 발광 소자, 발광 다이오드, 모듈, 지연형광체, 명멸(flicker)

Description

교류용 발광 소자 모듈{LIGHT EMITTING DEVICE MODULE FOR AC POWER OPERATION}
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 지연형광체를 채택하여 명멸현상을 방지할 수 있는 교류용 발광 소자 모듈에 관한 것이다.
최근, 교류전원에 직접 연결되어 구동되는 발광 소자가 개발되고 있다. 이러한 발광 소자는 단일 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩을 포함한다. 상기 발광셀들의 어레이들이 서로 역병렬로 연결되거나, 발광셀들의 어레이가 브리지 정류기에 연결됨으로써 교류전원하에서 직접 구동될 수 있다.
그러나 교류전원하에서 구동되는 발광 다이오드는 교류전원의 위상(phase)이 변경될 때마나 온/오프를 반복하고 따라서 발광 다이오드 칩에서 연속적으로 균일한 광이 방출되지 못하고 명멸현상(깜박임, flicker effect)이 발생된다. 이러한 깜박임은, 교류용 발광 소자를 조명용으로 장시간 사용할 경우, 눈의 피로를 야기시킬 수 있으며, 자동차와 같이 빠른 속도로 이동하는 물체에 장착할 경우, 육안으로 관찰될 수 있다.
이러한 명멸현상을 방지하기 위해, 딜레이부를 사용하는 교류용 발광 소자가 대한민국 공개특허공보 10-2007-47056호에 개시된 바 있으며, 지연형광체를 채택한 교류용 발광 소자가 대한민국 등록특허공보 제10-0746952호에 개시된 바 있다. 이들에 따르면, 교류전원 파형의 위상을 지연시키거나 교류전원의 위상이 변경되는 동안 잔광시간이 긴 지연형광체에 의해 광을 방출함으로써 명멸현상을 완화할 수 있다.
그러나 교류용 발광 소자와 함께 딜레이부와 같은 회로를 별도로 장착하는 것은 교류용 발광 소자를 설치 및 구동하는 데 필요한 비용을 증가시켜 일반 조명을 발광 소자로 대체하는 효과를 감소시킨다. 또한, 발광 다이오드에서 방출되는 광에 비해 지연형광체에서 방출되는 광의 잔광휘도가 상대적으로 작기 때문에 지연형광체에 의한 명멸현상 완화는 일정한 한계를 갖는다. 명멸현상을 더욱 완화하기 위해 지연형광체의 양을 증가시킬 수 있으나, 지연형광체의 사용량 증가는 발광 다이오드에서 방출되는 광의 손실을 증가시킨다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 명멸현상을 더욱 완화할 수 있는 교류용 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는 교류 신호의 지연 등을 위한 별도의 회로 없이도 명멸현상을 완화할 수 있는 교류용 발광 소자를 제공하는 것이다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명은 교류용 발광 소자 모듈을 제공한다. 상기 발광 소자 모듈은 제1 및 제2 발광 소자들을 포함한다. 상기 제1 및 제2 발광 소자들은 각각 단일 기판 상에 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 다이오드 칩, 상기 발광 다이오드 칩에서 방출된 광을 파장변환시키는 지연형광체를 포함하고, 상기 제1 발광 소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도에 비해 상기 제2 발광 소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도가 더 높은 것을 특징으로 한다. 지연형광체들에 의한 잔광휘도를 서로 다르게 함으로써, 딜레이부와 같은 별도의 회로를 사용하지 않고도 교류용 발광 소자 모듈의 명멸현상을 완화할 수 있다.
여기서, 상기 "지연형광체"는 축광형광체라고도 하며, 여기광원이 차단된 후의 잔광시간이 긴 형광체를 의미하며, 여기서 잔광시간은 여기광원이 차단되 후의 초기값의 10%가 되는데 걸리는 시간으로 정의된다. 본 실시예에 있어서, 상기 지연형광체는 잔광시간이 1msec 이상일 수 있으며, 약 8msec 이상이면 더욱 바람직하 다. 한편, 상기 지연형광체의 잔광시간의 상한은 특별히 한정되지는 않지만, 발광 소자의 용도에 따라서 너무 길지 않은 것이 바람직할 수 있다. 예컨대, 일반 가정용 조명용도로 사용되는 발광 소자의 경우, 상기 지연형광체의 잔광시간은 수분이하 또는 수초이하인 것이 바람직하다.
상기 지연형광체들은 동종일 수 있으며, 이때, 상기 제2 발광 소자의 지연형광체 양이 상기 제1 발광 소자의 지연형광체 양보다 더 많거나, 상기 제2 발광 소자의 지연 형광체의 입자 크기가 상기 제1 발광 소자의 지연형광의 입자 크기보다 더 클 수 있다. 상기 제2 발광 소자의 지연형광체 양을 제1 발광 소자의 지연형광체 양보다 더 많게 함으로써, 또는 제2 발광 소자의 지연형광체의 입자 평균 크기를 제1 발광 소자의 지연형광체의 입자 평균 크기보다 크게 함으로써, 상기 제2 발광 소자의 지연형광체의 잔광휘도를 상대적으로 높게 할 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 발광 소자에 전체적으로 많은 양의 지연형광체를 채택하는 경우에 비해, 전체 발광 출력의 감소를 방지할 수 있다.
이와 달리, 상기 제1 및 제2 발광 소자의 지연형광체들은 서로 다른 종류일 수 있다. 즉, 잔광휘도 및 잔광시간이 서로 다른 종류의 지연형광체들을 각각 제1 및 제2 발광 소자에 배치함으로써 잔광휘도의 혼합에 의해 명멸현상을 완화할 수 있다.
상기 제1 및 제2 발광 소자들은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 교류용 발광 소자 모듈은 상기 제1 및 제2 발광 소자들 이외에 다른 발광 소자들을 더 포함할 수 있으며, 이들 발광 소자들의 전기적 연결에 의해 교류전원하에 서 구동되는 교류용 발광 소자가 제공될 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩들은 각각 상기 복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 어레이를 적어도 하나 가질 수 있으며, 이러한 복수개의 발광셀들에 의해 고전압 교류전원에 직접 연결하여 구동될 수 있는 교류용 발광 소자 모듈이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 발광 소자들 중 적어도 하나는 브리지 정류기를 포함할 수 있으며, 발광셀들의 어레이가 상기 브리지 정류기에 연결될 수 있다. 또한, 다른 발광 소자는 상기 브리지 정류기를 포함하는 발광 소자에 연결되어 교류전원하에서 구동될 수 있다.
또한, 상기 제1 발광 소자의 발광 다이오드 칩과 상기 제2 발광 소자의 발광 다이오드 칩은 서로 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 다양한 색의 광을 구현할 수 있는 교류용 발광 소자 모듈을 제공할 수 있다.
한편, 상기 제1 및 제2 지연형광체는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명 수지, 예컨대 몰딩부 내에 분포되어 상기 발광 다이오드 칩들 상부에 위치하거나, 상기 발광 다이오드 칩들 상에 도포될 수 있다. 또한, 상기 지연형광체들은 상기 발광 다이오드 칩들과 몰딩부들 사이에 위치할 수도 있다. 또한, 상기 지연형광체들은 각각 균일한 두께로 상기 제1 및 제2 발광 다이오드 칩들 상부에 위치할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 지연형광체는 상기 몰딩부 상부에 코팅될 수도 있다. 상기 지연형광체들 이외에 일반 형광체들이 함께 사용될 수 있으며, 발광 다이오드 칩들과 지연형광체 및/또는 일반 형광체들의 조합에 의해 다양한 색의 광 또는 백색광을 구현할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 지연형광체와 함께 딜레이부가 사용될 수도 있다. 딜레이부는 제1 발광 소자 및/또는 제2 발광소자에 동시에 또는 개별적으로 연결되어 사용될 수 있다.
본 발명에 따르면, 적어도 두개의 잔광휘도가 서로 다른 지연형광체들이 각각 배치된 발광 소자들을 갖는 모듈이 제공된다. 이에 따라, 상기 지연형광체들의 잔광휘도가 서로 혼합됨으로써 명멸현상을 완화할 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 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.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자 모듈(100)을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 모듈(100)은 복수개의 발광 소자들, 예컨대 제1 및 제2 발광 소자들(10a, 10b)을 포함하며, 상기 발광 소자들을 실장하기 위한 기판, 예컨대 인쇄회로기판(30)을 포함할 수 있다.
상기 발광 소자들(10a, 10b)은 각각 발광 다이오드 칩(20a, 20b), 지연형광 체(21a, 21b)를 포함하며, 패키지 본체(11), 제1 리드 단자(13a, 13b), 제2 리드 단자(15a, 15b), 몰딩부(25a, 25b) 및 히트 싱크(17)를 포함할 수 있다.
상기 패키지 본체(11)는 예컨대, 인쇄회로기판, 사출 성형에 의해 성형된 플라스틱 또는 세라믹으로 형성될 수 있다. 패키지 본체(11)는 다양한 형상으로 제조될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 발광 다이오드 칩이 내부에 실장되도록 리세스부를 가질 수 있으며, 리세스부의 내벽들이 반사면을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 리드단자들(13a와 15a, 13b와 15b)은 리드 프레임으로부터 또는 도금 등에 의해 형성될 수 있다. 상기 히트 싱크(17)는 발광 다이오드 칩(20a 20b)에서 발생된 열을 발산시키기 위한 것으로, 열전도성이 우수한 금속 또는 세라믹으로 제조될 수 있다. 상기 히트 싱크(17)는 패키지 본체(11)에 의해 지지되며, 그 하부면이 패키지 본체(11)의 외부에 노출된다.
상기 제1 및 제2 리드 단자들(13a와 15a, 13b와 15b)이 예컨대, 솔더(31)를 통해 인쇄회로기판(30) 상에 부착될 수 있다. 상기 발광 소자들(10a, 10b)은 인쇄회로기판(30)의 배선들을 통해 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 따라 발광 소자들(10a, 10b)의 모듈이 형성된다. 상기 히트 싱크들(17) 또한 인쇄회로기판(30)에 솔더(31)를 통해 부착될 수 있다.
상기 몰딩부(25a 25b)는 발광 다이오드 칩(20a, 20b)을 덮어 발광 다이오드 칩을 보호하며, 광의 지향각을 조절하도록 다양한 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 상기 몰딩부(25a, 25b)는, 도시된 바와 같이, 돔형일 수 있다. 상기 몰딩부는 에폭시 또는 실리콘과 같은 투명수지로 형성될 수 있으며, 확산재를 함유할 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 각각 복수개의 발광셀들을 가지며, 상기 복수개의 발광셀들은 서로 직렬 연결되어 어레이를 구성할 수 있다. 상기 발광셀들은 자외선 또는 청색광을 방출하는 AlxInyGazN 계열의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 동일한 구조 및 재료로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 발광 다이오드 칩(20a)은 청색광을 방출하고, 발광 다이오드 칩(20b)은 자외선을 방출할 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩들 및 상기 발광셀들의 구조는 도 5 및 도 6을 참조하여 아래에서 상세하게 설명된다.
한편, 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 패키지 본체(11) 내에 또는 히트 싱크(17) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 상기 패키지 본체(11)가 리세스부를 갖는 경우, 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 패키지 본체(11)의 리세스 바닥에 실장될 수 있다. 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 본딩 와이어들을 통해 리드 단자들에 전기적으로 접속될 수 있다.
지연형광체(21a)는 발광 다이오드 칩(20a) 상부에 위치하며, 상기 발광 다이오드 칩(20a)에서 방출된 광을 가시광선 영역의 광으로 파장변환시킨다. 또한, 지연형광체(21b)는 발광 다이오드 칩(20b) 상부에 위치하며, 상기 발광 다이오드 칩(20b)에서 방출된 광을 가시광선 영역의 광으로 파장변환시킨다.
상기 지연형광체들(21a, 21b)은, 도시된 바와 같이, 몰딩부(25a, 25b) 내에 분포되어 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)을 덮도록 형성될 수 있다. 예컨대, 지연형 광체를 함유하는 에폭시 또는 실리콘을 각 발광 다이오드 칩 상에 개별적으로 도팅함으로써 각 발광 다이오드 칩들을 덮는 파장변환재가 형성될 수 있다.
지연 형광체들(21a, 21b)은 예컨대, (Zn,Cd)S:Cu, SrAl2O4:Eu,Dy, (Ca,Sr)S:Bi, ZnSiO4:Eu, (Sr,Zn,Eu,Pb,Dy)Oㆍ(Al,Bi)2O3, m(Sr,Ba)Oㆍn(Mg,M)Oㆍ2(Si,Ge)O2:Eu,Ln(여기서, 1.5≤m≤3.5, 0.5≤n≤1.5, M은 Be, Zn 및 Cd로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소, Ln은 Sc, Y, La, Ce, Pr, Nd, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, KLu, B, Al, Ga, In, Tl, Sb, Bi, As, P, Sn, Pb, Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W, Cr 및 Mn으로 이루어진 일군으로부터 선택된 적어도 하나의 원소) 등일 수 있다. 상기 지연형광체들(21a, 21b)은 각각 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)에서 방출된 광에 의해 여기되어 가시광선 영역의 광, 예컨대 적색, 녹색 및/또는 청색광을 방출할 수 있다. 이에 따라, 상기 지연형광체들과 발광 다이오드 칩들에서 방출된 광의 혼합에 의해 다양한 색의 광을 방출하는 발광 소자 모듈(100)을 제공할 수 있으며, 백색광을 방출하는 발광 소자 모듈을 제공할 수 있다.
한편, 상기 지연형광체들(21a, 21b)은 그것들의 잔광휘도가 서로 다르게 선택된다. 예컨대, 잔광시간이 서로 다른 두 종류의 지연형광체들이 선택되어 각각 발광 다이오드 칩들(20a, 20b) 상부에 배치될 수 있다. 또한, 동일한 종류의 지연형광체를 사용하는 경우, 발광 다이오드 칩들(20a, 20b) 상에 분포되는 지연형광체들의 양을 서로 다르게 함으로써 잔광휘도를 다르게 할 수 있다. 예컨대, 지연형광 체(21b)의 양을 지연형광체(21a)의 양보다 더 많게 할 수 있다. 지연형광체의 양은 지연형광체가 함유된 수지 내 지연형광체의 농도를 조절하거나 동일한 농도의 지연형광체를 함유하는 수지의 도팅양을 조절함으로써 제어될 수 있다. 나아가, 지연형광체들(21a, 21b)의 서로 다른 잔광휘도는 이들의 입자 크기를 서로 다르게 함으로써 달성될 수 있다. 즉, 지연형광체(21b)의 입자 평균 크기가 지연형광체(21a)의 입자 평균 크기보다 더 클 수 있다. 지연형광체는 입자 크기가 클 수록 휘도가 증가되며, 동일 시간 경과 후의 잔광 휘도 또한 증가된다.
한편, 상기 지연형광체들 이외에 발광 다이오드 칩들(20a, 20b) 상부에 다른 일반 형광체들, 예컨대 적색, 녹색 및/또는 청색 형광체들, 또는 황색 형광체들을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 일반 형광체들은 잔광시간이 약 1nsec 이하인 YAG:Ce계 형광체, 오소실리케이트계 형광체 또는 황화물 형광체들일 수 있다. 상기 지연형광체 및 다른 형광체들은 상기 발광 소자가 원하는 색의 광을 방출하도록 선택될 수 있으며, 백색 발광 소자의 경우, 지연형광체 및 일반 형광체들은 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)에서 방출된 광과 변환된 광들의 혼합색이 백색광이 되도록 다양한 조합의 형광체들로 구성될 수 있다.
상기 지연형광체들(21a, 21b)이 발광 다이오드 칩들(20a, 20b) 상에 접촉하도록 예시되어 있으나, 상기 지연형광체들은 상기 발광 다이오드 칩들로부터 떨어져서 위치할 수도 있다. 예컨대, 지연형광체들이 몰딩부(25a, 25b) 상부에 코팅될 수도 있다. 또한, 상기 지연형광체들은 발광 다이오드 칩들 상에 직접 도포될 수도 있으며, 발광 다이오드 칩과 몰딩부 사이에 위치할 수도 있다.
동작시, 외부 교류전원(도시하지 않음)에 의해 발광 소자들(10a, 10b)이 동시에 구동되며, 교류전원의 위상변화에 따라 발광 다이오드 칩들이 온/오프를 반복한다. 발광 다이오드 칩들이 오프되어 있는 동안 지연형광체들의 잔광에 의해 명멸현상이 방지된다. 특히, 상기 지연형광체들(21a, 21b)의 잔광휘도가 서로 다르므로, 발광 다이오드 칩들이 오프되어 있는 동안, 지연형광체들의 잔광휘도의 혼합에 의해 명멸현상을 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 각 발광 다이오드 칩들 상부에 위치하는 지연형광체들의 양을 서로 다르게 함으로써, 적어도 발광 다이오드 칩(20a)에 의한 발광 출력 감소를 방지할 수 있고, 따라서 전체 발광 출력 감소를 방지할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자 모듈의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 2를 참조하면, 복수개의 발광셀들(s)을 갖는 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)이 서로 전기적으로 접속된다.
상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 각각 직렬 연결된 발광셀들(s)의 어레이들을 가지며, 이러한 어레이들이 서로 역병렬로 연결되어 있다. 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)은 앞에서 설명한 바와 같이 본딩와이어들을 통해 리드단자들에 전기적으로 접속될 수 있으며, 리드 단자들(15a와 13b)이 인쇄회로기판(30)을 통해 전기적으로 접속될 수 있다. 이에 따라 리드 단자들(13a, 15b)에 교류전원을 연결하여 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)을 구동시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 또 다른 예를 설명 하기 위한 회로도이다.
도 3을 참조하면, 앞서 설명한 발광 소자들(10a, 10b)에 더하여 발광 소자들이 추가되며, 이들 발광 소자들은 각각 발광 다이오드 칩들(20c, 20d)을 포함한다. 발광 다이오드 칩들(20c, 20d)은 서로 전기적으로 연결되어 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)에 병렬 연결된다. 한편, 지연형광체들이 각각 상기 발광 다이오드 칩들(20a, 20b, 20c, 20d) 상부에 배치된다. 상기 각 발광 다이오드 칩들 상부에 배치된 지연형광체들은 서로 잔광휘도가 다를 수 있으며, 이에 따라 명멸현상을 더욱 완화할 수 있는 교류용 발광 소자 모듈이 제공될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자 모듈의 또 다른 예를 설명하기 위한 회로도이다.
도 4를 참조하면, 발광 다이오드 칩들(40a, 40b, 40c, 40d)은 각각 복수개의 발광셀들의 단일 어레이를 갖는다. 발광 다이오드 칩들(40a, 40b)이 리드 단자들(13a, 15b) 사이에서 직렬로 연결되고, 발광 다이오드 칩들(40c, 40d)이 리드 단자들(13a, 15b) 사이에서 직렬로 연결되며, 이들 직렬 연결된 발광 다이오드 칩들이 서로 역병렬로 연결됨으로써 교류 구동이 가능한 발광 소자 모듈이 제공된다.
상기 발광 다이오드 칩들(40a, 40b, 40c, 40d) 상부에 각각 지연형광체들이 배치되며, 상기 각 발광 다이오드 칩들 상부에 배치된 지연형광체들은 서로 잔광휘도가 다를 수 있다.
동작시, 발광 다이오드 칩들(40a, 40b)과 발광 다이오드 칩들(40c, 40d)이 서로 교대로 구동되며, 교류전원의 위상 변화에 따라 칩들이 모두 오프되는 동안 동안 지연형광체들의 잔광휘도에 의해 광이 방출되며, 지연형광체들의 잔광휘도 차이에 의해 명멸현상이 완화된다.
이상, 발광 소자들의 연결에 대해 몇 개의 예를 들어 설명하였지만, 다양한 변형 및 변경이 가능하다. 또한, 다양한 개수의 발광 소자들이 사용될 수 있으며, 교류 구동이 가능한 다양한 발광 다이오드 칩들이 적용될 수 있다. 예컨대, 브리지 정류기를 포함하는 발광 다이오드 칩들이 사용될 수도 있다. 이 경우, 하나의 발광 다이오드 칩이 브리지 정류기를 포함하고, 다른 발광 소자들이 브리지 정류기를 포함하는 발광 다이오드 칩을 갖는 발광 소자에 전기적으로 접속될 수도 있다.
또한, 본 실시예에 있어서, 패키지 본체(11)를 갖는 발광 소자들(10a, 10b)에 대해 주로 설명하였지만, 본 발명은 패키지 본체(11)를 포함하는 특정 패키지 형태의 발광 소자에 한정되는 것은 아니며, 그외의 다양한 형태의 패키지들에 적용될 수 있다. 예를 들어, 램프형 발광 소자, 측면형 발광 소자, 칩형 발광 소자등에 적용될 수 있다. 또한, 인쇄회로기판(30) 상에 직접 발광 다이오드 칩들(20a, 20b)을 실장할 수도 있다.
나아가. 본 실시예들은 지연형광체를 이용하여 명멸현상을 완화하는 것에 대해 설명하였지만, 지연형광체들과 함께 딜레이부가 사용될 수도 있다. 이러한 딜레이부는 제1 발광 소자 및/또는 제2 발광 소자에 동시에 또는 개별적으로 연결되어 상기 제1 발과 소자와 제2 발광소자 내의 발광 다이오드 칩들 내의 발광셀들의 구동을 지연시켜 명멸현상을 더욱 완화시킬 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 발광셀들의 구조 및 배선을 통한 연결에 대 해 설명한다. 도 5 및 도 6은 본 발명의 실시예들에 따른 복수개의 발광셀들을 포함하는 발광 다이오드 칩을 설명하기 위한 부분단면도이다. 여기서, 도 5는 에어브리지 공정에 의해 형성된 배선들에 의해 발광셀들이 직렬 연결된 것을 설명하기 위한 부분단면도이고, 도 6은 스텝커버 공정에 의해 형성된 배선들에 의해 발광셀들이 직렬 연결된 것을 설명하기 위한 부분 단면도이다.
도 5를 참조하면, 단일 기판(151) 상에 복수개의 발광셀들(158)이 서로 이격되어 위치한다. 상기 발광셀들 각각은 제1 도전형 하부 반도체층(155), 활성층(157) 및 제2 도전형 상부 반도체층(159)을 포함한다. 상기 활성층(157)은 단일 양자웰 구조 또는 다중 양자웰 구조일 수 있으며, 요구되는 발광 파장에 따라 그 물질 및 조성이 선택된다. 예컨대, 상기 활성층은 AlInGaN 계열의 화합물 반도체, 예컨대 InGaN로 형성될 수 있다. 한편, 상기 하부 및 상부 반도체층(155, 159)은 상기 활성층(157)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성되며, AlInGaN 계열의 화합물 반도체, 예컨대 GaN로 형성될 수 있다.
한편, 상기 하부 반도체층(155)과 상기 기판(151) 사이에 버퍼층(153)이 개재될 수 있다. 버퍼층(153)은 기판(151)과 하부 반도체층(155)의 격자부정합을 완화시키기 위해 채택된다. 상기 버퍼층(153)은 도시된 바와 같이 서로 이격될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 버퍼층(153)이 절연성이거나 저항이 큰 물질로 형성된 경우, 서로 연속적일 수 있다.
상기 상부 반도체층(159)은, 도시한 바와 같이, 상기 하부 반도체층(155)의 일부 영역 상부에 위치하며, 상기 활성층은 상부 반도체층(159)과 하부 반도체 층(155) 사이에 개재된다. 또한, 상기 상부 반도체층(159) 상에 투명전극층(161)이 위치할 수 있다. 상기 투명전극층(161)은 인디움틴산화막(ITO) 또는 Ni/Au 등의 물질로 형성될 수 있다.
한편, 배선들(167)이 상기 발광셀들(158)을 전기적으로 연결한다. 상기 배선들(167)은 하나의 발광셀의 하부 반도체층(155)과 그것에 이웃하는 발광셀의 투명전극층(161)을 연결한다. 상기 배선들은 도시한 바와 같이, 상기 투명전극층(161) 상에 형성된 전극패드(164)와 상기 하부 반도체층(155)의 노출된 영역 상에 형성된 전극패드(165)를 연결할 수 있다. 여기서, 상기 배선들(167)은 에어브리지 공정에 의해 형성된 것으로, 접촉부를 제외한 부분은 기판(151) 및 발광셀들(158)로부터 물리적으로 떨어져 있다. 상기 배선들(167)에 의해 단일 기판(151) 상에서 발광셀들이 직렬 연결된 어레이(121a 또는 125a)가 형성된다.
도 6를 참조하면, 상기 발광셀들(158)을 연결하는 배선들은 스텝커버 공정에 의해 형성될 수 있다. 즉, 배선들(187)을 접촉시키기 위한 부분들을 제외하고, 상기 발광셀들의 모든 층들 및 기판(151)은 절연층(185)으로 덮혀진다. 그리고, 상기 배선들(187)이 상기 절연층(185) 상에서 상기 발광셀들을 전기적으로 연결한다.
예컨대, 상기 절연층(185)은 상기 전극패드들(164, 165)을 노출시키는 개구부들을 가지며, 상기 배선들(187)은 상기 개구부들을 통해 이웃하는 발광셀들의 전극패드들(164, 165)을 서로 연결하여 발광셀들을 직렬 연결한다.
본 발명의 몇몇 실시예들에 대해 예시적으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나 지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 앞서 설명된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 단지 더 잘 이해할 수 있도록 설명하기 위한 것으로 이해되어야 한다. 본 발명의 권리 범위는 이러한 실시예들에 의해 한정되지 않으며, 아래 청구범위에 의해 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자 모듈을 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 교류용 발광 소자의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 회로도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 사용가능한 발광 다이오드 칩의 일 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.
도 6은 본 발명의 실시예들에 사용가능한 발광 다이오드 칩의 또 다른 예를 설명하기 위한 개략적인 단면도이다.

Claims (13)

  1. 각각 단일 기판 상에 복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 적어도 하나의 어레이를 갖는 복수개의 제1 발광 다이오드 칩,
    상기 복수개의 제1 발광 다이오드 칩에서 발광된 광을 파장변환시키는 제1 지연형광체 및 리세스부가 형성된 제1 패키지 본체,
    상기 제1 패키지 본체에 결합되고, 상기 복수의 제1 발광 다이오드 칩들과 전기적으로 접속되는 제1 및 제2 리드 단자, 및
    상기 제1 패키지 본체에 의해 지지되고 상기 복수개의 제1 발광 다이오드 칩에서 발생된 열을 발산하는 제1 히트 싱크를 포함하고,
    상기 복수개의 제1 발광 다이오드 칩들은 상기 제1 패키지 본체의 리세스부의 바닥에 실장된 제1 발광 소자; 및
    각각 단일 기판 상에 복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 적어도 하나의 어레이를 갖는 복수개의 제2 발광 다이오드 칩,
    상기 복수개의 제2 발광 다이오드 칩에서 발광된 광을 파장변환시키는 제2 지연형광체 및 리세스부가 형성된 제2 패키지 본체,
    상기 제2 패키지 본체에 결합되고, 상기 복수의 제2 발광 다이오드 칩들과 전기적으로 접속되는 제3 및 제4 리드 단자, 및
    상기 제2 패키지 본체에 의해 지지되고 상기 복수개의 제2 발광 다이오드 칩에서 발생된 열을 발산하는 제2 히트 싱크를 포함하고,
    상기 복수개의 제2 발광 다이오드 칩들은 상기 제2 패키지 본체의 리세스부의 바닥에 실장된 제2 발광 소자를 포함하며,
    상기 제1 발광 소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도에 비해 상기 제2 발광소자의 지연형광체에 의한 잔광휘도가 더 높은 교류용 발광 소자 모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지연형광체와 제2 지연형광체는 동종이고, 상기 제2 지연형광체의 양이 상기 제1 지연형광체의 양보다 더 많은 교류용 발광 소자 모듈.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지연형광체와 제2 지연형광체는 동종이고, 상기 제2 지연형광체 입자의 평균 크기가 상기 제1 지연형광체의 입자 평균 크기보다 더 큰 교류용 발광 소자 모듈.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지연형광체 및 제2 지연형광체는 서로 다른 종류인 교류용 발광 소자 모듈.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 제1 및 제2 발광 소자들은 서로 전기적으로 연결된 교류용 발광 소자 모듈.
  6. 청구항 5에 있어서, 상기 발광 다이오드 칩들은 각각 상기 복수개의 발광셀들이 직렬 연결된 어레이를 적어도 하나 갖는 교류용 발광 소자 모듈.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 발광 소자는 제1 몰딩부를 더 포함하고,
    상기 제2 발광 소자는 제2 몰딩부를 더 포함하는 교류용 발광 소자 모듈.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 지연형광체는 상기 제1 몰딩부 내에 함유되고,
    상기 제2 지연형광체는 상기 제2 몰딩부 내에 함유된 교류용 발광 소자 모듈.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 지연형광체는 상기 제1 몰딩부와 상기 복수의 제1 발광 다이오드 칩 사이에 위치하고,
    상기 제2 지연형광체는 상기 제2 몰딩부와 상기 복수의 제2 발광 다이오드 칩 사이에 위치하는 교류용 발광 소자 모듈.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제1 지연형광체는 상기 제1 몰딩부 상부에 코팅되어 위치하고,
    상기 제2 지연형광체는 상기 제2 몰딩부 상부에 코팅되어 위치하는 교류용 발광 소자 모듈.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 지연형광체는 상기 복수개의 제1 발광 다이오드 칩 상에 도포되고,
    상기 제2 지연형광체는 상기 복수개의 제2 발광 다이오드 칩 상에 도포된 교류용 발광 소자 모듈.
  12. 청구항 1에 있어서, 딜레이부를 더 포함하는 교류용 발광 소자 모듈.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 제1 발광 다이오드 칩과 상기 복수개의 제2 발광 다이오드 칩은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 교류용 발광 소자 모듈.
KR1020080108172A 2008-10-21 2008-11-03 교류용 발광 소자 모듈 KR101562374B1 (ko)

Priority Applications (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080108172A KR101562374B1 (ko) 2008-11-03 2008-11-03 교류용 발광 소자 모듈
JP2009223834A JP2010103522A (ja) 2008-10-21 2009-09-29 遅延蛍光体を備える交流駆動型の発光素子及び発光素子モジュール
US12/581,507 US8810124B2 (en) 2008-10-21 2009-10-19 AC light emitting device with long-persistent phosphor and light emitting device module having the same
US14/295,134 US9093617B2 (en) 2008-10-21 2014-06-03 AC light emitting device with long-persistent phosphor and light emitting device module having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020080108172A KR101562374B1 (ko) 2008-11-03 2008-11-03 교류용 발광 소자 모듈

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100054172A KR20100054172A (ko) 2010-05-25
KR101562374B1 true KR101562374B1 (ko) 2015-10-23

Family

ID=42278936

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020080108172A KR101562374B1 (ko) 2008-10-21 2008-11-03 교류용 발광 소자 모듈

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101562374B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004297078A (ja) * 2004-05-17 2004-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 波長変換型発光装置
US20070111344A1 (en) * 2003-06-18 2007-05-17 Tridonic Optoelectronics Gmbh Method for the production of white leds and white led light source
JP2008171984A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Showa Denko Kk 発光装置および発光装置の駆動方法

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20070111344A1 (en) * 2003-06-18 2007-05-17 Tridonic Optoelectronics Gmbh Method for the production of white leds and white led light source
JP2004297078A (ja) * 2004-05-17 2004-10-21 Sanyo Electric Co Ltd 波長変換型発光装置
JP2008171984A (ja) * 2007-01-11 2008-07-24 Showa Denko Kk 発光装置および発光装置の駆動方法

Also Published As

Publication number Publication date
KR20100054172A (ko) 2010-05-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US9093617B2 (en) AC light emitting device with long-persistent phosphor and light emitting device module having the same
EP3159947B1 (en) Warm white light emitting apparatus
US7679281B2 (en) Light emitting device having various color temperature
JP4932078B2 (ja) 発光装置及びその製造方法
JP2009065137A (ja) 発光装置
US20130015461A1 (en) Light-emitting Device Capable of Producing White Light And Light Mixing Method For Producing White Light With Same
US20150155460A1 (en) Light-emitting apparatus
JP2009111273A (ja) 発光装置
KR101562774B1 (ko) 발광모듈
JP2007288138A (ja) 発光装置
KR101396583B1 (ko) 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR101274046B1 (ko) 웜화이트 발광장치 및 그것을 포함하는 백라이트 모듈
KR101872253B1 (ko) 발광 소자 패키지, 발광 장치 및 조명 장치
KR101562374B1 (ko) 교류용 발광 소자 모듈
KR101562373B1 (ko) 지연형광체를 구비하는 교류용 발광소자
KR20070070147A (ko) 지연형광체를 구비하는 교류용 발광소자
KR100883991B1 (ko) 색변환 광대역 발광다이오드와, 이의 제조 방법
KR20090044788A (ko) 교류용 백색 발광 소자
US20110121328A1 (en) LED package structure
JP2013115353A (ja) 発光装置
KR20080062549A (ko) 발광다이오드 패키지
KR100646633B1 (ko) 발광소자
KR100746952B1 (ko) 지연형광체를 구비하는 교류용 발광소자
KR20080001287A (ko) 적층형 발광다이오드 및 그 제조 방법
KR20110036806A (ko) 발광다이오드

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision
B701 Decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180906

Year of fee payment: 4

FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191001

Year of fee payment: 5