KR20160011102A - 발광 소자 패키지의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지의 제조 방법은 발광 소자 패키지를 준비하는 단계; 상기 발광 소자 패키지를 검사대 상에 거치하는 단계; 상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 중 누설되는 청색광이 반사 부재에 의하여 반사되도록 하는 단계; 상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 및 상기 누설되는 청색광을 촬영부로 촬영하여 이미지화하는 단계; 상기 광 이미지에서 청색광을 제어부에 의하여 검출하는 단계; 상기 검출된 청색광의 비율에 따라 발광 소자 패키지의 불량 여부를 결정하는 단계; 및 디스플레이부에 상기 발광 소자 패키지의 불량 여부를 표시되도록 하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공한다.
Description
본 발명은 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것으로, 특히 발광 소자 패키지의 불량 검사 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 소자 패키지는 발광 소자, 상기 발광 소자를 덮는 형광층 및 상 기 발광 소자와 형광층을 덮는 렌즈부를 포함할 수 있다. 발광 소자 패키지의 제조 공정에서 표면에 이물질이 침착되거나 스크래치 등이 발생하거나, 형광층의 형상 불량이나 에칭 불량 등이 나타날 수 있다. 이에 따라, 발광 소자 패키지의 제조 공정에서 제품 출시 이전에 상기 발광 소자 패키지의 외관 및 성능을 검사하여 발광 소자 패키지의 상태를 확인한다. 상기 발광 소자 패키지의 불량 검사 장치는 미소 크기의 발광 소자 패키지의 외관 및 발광 특성의 결함을 검사하기 위한 장치로서, 상기 발광 소자 패키지가 고가의 정밀 전자 제품에 탑재되기 이전에 불량을 사전에 예방할 수 있어 그 필요성이 대두되고 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제는, 발광 소자 상에 형성되는 형광층의 배치 불량, 형상 불량 등으로 인해 발광 소자에서 누설되는 청색광을 검출하여 발광 소자 패키지의 불량을 검사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공하는데 있다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 발광 소자 패키지를 준비하는 단계; 상기 발광 소자 패키지를 검사대 상에 거치하는 단계; 상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 중 누설되는 청색광이 반사 부재에 의하여 반사되도록 하는 단계; 상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 및 상기 누설되는 청색광을 촬영부로 촬영하여 이미지화하는 단계; 상기 광 이미지에서 청색광을 제어부에 의하여 검출하는 단계; 상기 검출된 청색광의 비율에 따라 발광 소자 패키지의 불량 여부를 결정하는 단계; 및 디스플레이부에 상기 발광 소자 패키지의 불량 여부를 표시되도록 하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자 패키지를 준비하는 단계는, 기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계; 상기 발광 소자를 덮는 형광층을 형성하는 단계; 상기 기판의 상면, 상기 발광 소자 및 상기 형광층을 덮는 렌즈부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 청색광을 발생하고, 상기 발생된 청색광은 상기 형광층을 거쳐 백색광으로 발광하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 검사대는 상기 발광 소자 패키지가 거치되는 거치대 및 상기 발광 소자 패키지의 상면의 일측에 체결되어 상기 발광 소자 패키지를 고정시키는 체결 홈부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 부재는 상기 검사대의 상면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 부재는 상기 발광 소자 패키지에서 누설된 청색광을 반사할 수 있는 코팅된 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 반사 부재는 상기 발광 소자 패키지의 각 측변에 인접하여 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부는 상기 반사되는 광 중 400nm 이상 500nm 이하의 파장을 갖는 청색광을 선택적으로 검출하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자 패키지는 백색광을 발광하는 발광부를 포함하고, 상기 제어부는 상기 광 이미지 전체에서 상기 발광부를 제외한 영역에 대한 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하고, 상기 계산 결과에 따라 불량 여부를 결정하는 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 광 이미지 전체에서 발광부에서 발광되는 백색광이 기록된 영역을 제외한 영역에 대한 청색광이 기록된 영역의 비율이 7% 이상인 경우 불량으로 판정하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 비율을 상기 디스플레이부에 표시하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 또한, 청색광을 방출하는 발광 소자 상에 백색광이 방출되도록 변환하는 형광층을 형성하여 발광 소자 패키지를 준비하는 단계; 및 발광 소자 패키지의 불량 여부를 검사하는 발광 소자 패키지의 양불 판정 단계를 포함하고, 상기 발광 소자 패키지의 양불 판정 단계는 상기 발광 소자 패키지의 각 측변을 둘러싸는 반사 부재를 형성하는 단계, 제어부로 상기 발광 소자 패키지에서 방출된 광 중 누설되는 청색광을 검출하는 단계, 상기 전체 반사광 중 누설되는 청색광의 비율을 계산하는 단계, 상기 제어부로 상기 전체 반사광 중 누설되는 청색광의 비율에 따른 발광 소자 패키지의 불량 여부를 판정하는 단계를 구비하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자 패키지의 불량 검사 단계는 상기 전체 반사광 중 누설되는 청색광의 비율을 디스플레이부에 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자 패키지의 불량 검사 단계는 상기 발광 소자 패키지를 검사대 위에 거치하는 단계 및 상기 발광 소자 패키지의 상면의 일측을 체결하여 상기 발광 소자 패키지를 고정하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자 패키지의 불량 검사 단계는 촬영부가 상기 반사광을 촬영하여 이미지화한 후 상기 제어부에 상기 이미지를 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 또한, 백색광을 발생시키는 형광체가 포함된 발광 소자 패키지를 준비하는 단계; 상기 발광 소자 패키지를 반사 부재가 형성된 검사대에 거치하는 단계; 상기 반사 부재에 의하여 상기 발광 소자 패키지에서 누설되는 청색광이 반사하는 단계; 촬영부로 상기 반사된 청색광을 촬영하여 이미지화하는 단계; 상기 이미지를 디스플레이부에 전송하는 단계; 상기 이미지가 디스플레이부를 통해 표시되는 단계 및 상기 디스플레이부에 표시된 이미지 중 청색광의 존재 여부에 따라 상기 발광 소자 패키지의 불량 여부를 결정하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 촬영부는 상기 반사된 청색광을 촬영하는 렌즈부 및 상기 이미지를 기록하는 카메라부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 이미지에서 백색광이 기록된 영역을 제외한 영역의 면적을 4개의 영역으로 분할하는 단계 및 상기 4개로 분할된 영역의 면적에 대한 상기 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 분할된 영역의 크기에 대한 상기 청색광이 기록된 영역의 비율을 디스플레이부에 전송하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제어부가 상기 분할된 영역의 크기에 대한 상기 청색광이 기록된 영역의 비율이 7% 이상인 경우 불량으로 판정하는 알고리즘을 수행하는 단계; 상기 제어부가 불량 신호를 디스플레이부에 전송하는 단계; 및 상기 디스플레이부는 불량 여부를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지의 제조 방법은, 발광 소자에서 누설되는 청색광을 촬영부에 반사하고, 상기 촬영부가 상기 청색광을 촬영 및 기록하여 발광 소자 패키지의 불량을 검출할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자 패키지의 제조 방법은 종래의 카메라와 동일한 촬영 장치를 사용하고, 반사 부재만 추가로 구비하므로, 비용적인 측면에서도 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 도식화한 구성도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 형광층에 채용 가능한 파장변환물질의 다양한 예를 설명하기 위한 CIE 1931 좌표계이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지 및 검사 장치를 도시하는 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지 및 검사 장치의 평면도이고, 도 8b는 상기 발광 소자 패키지 및 검사 장치의 단면도이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 발광 소자 패키지의 불량이 발생하는 원인에 대해 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 불량 판정 단계에서 디스플레이부에 표시된 이미지를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 제어부의 불량 판정 단계를 설명하기 위한 발광 소자의 발광 파장에 대한 좌표계이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 제어부의 불량 판정 단계를 설명하기 위한 예시 이미지이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에 의한 발광 소자 패키지가 조명 장치 시스템에 적용되는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에 의한 발광 소자 패키지를 헤드 램프에 적용한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법의 순서도이다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법의 개념도이다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지의 형광층에 채용 가능한 파장변환물질의 다양한 예를 설명하기 위한 CIE 1931 좌표계이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지 및 검사 장치를 도시하는 사시도이다.
도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지 및 검사 장치의 평면도이고, 도 8b는 상기 발광 소자 패키지 및 검사 장치의 단면도이다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 발광 소자 패키지의 불량이 발생하는 원인에 대해 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 불량 판정 단계에서 디스플레이부에 표시된 이미지를 도시한 도면이다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 제어부의 불량 판정 단계를 설명하기 위한 발광 소자의 발광 파장에 대한 좌표계이다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법 중 제어부의 불량 판정 단계를 설명하기 위한 예시 이미지이다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에 의한 발광 소자 패키지가 조명 장치 시스템에 적용되는 개념도이다.
도 14는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법에 의한 발광 소자 패키지를 헤드 램프에 적용한 개념도이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시 예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 과장되거나 축소될 수 있다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "상에" 있다거나 "접하여" 있다고 기재된 경우, 다른 구성 요소에 상에 직접 맞닿아 있거나 또는 연결되어 있을 수 있지만, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재할 수 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소의 "바로 위에" 있다거나 "직접 접하여" 있다고 기재된 경우에는, 중간에 또 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있다. 구성 요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 예를 들면, "~사이에"와 "직접 ~사이에" 등도 마찬가지로 해석될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 표현하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. "포함한다" 또는 "가진다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하기 위한 것으로, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들이 부가될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법을 순서대로 도식화하여 나타내는 구성도(1000)이다.
도 1을 참조하면, 상기 구성도(1000)는 발광 소자 패키지(100)와 상기 발광 소자 패키지(100)를 검사하는 검사 장치(200), 상기 발광 소자 패키지(100)에서 발생하는 광을 촬영하는 촬영부(300), 상기 촬영부(300)로부터 촬영된 이미지를 전송받아 상기 발광 소자 패키지(100)의 불량 여부를 판정하는 제어부(400) 및 상기 제어부(400)로부터 불량 여부에 대한 신호를 받아 표시하는 디스플레이부(500)를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자 패키지(100)는 발광 소자(120), 형광층(130) 및 렌즈부(140, 이상 도 4 참조)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)의 발광 소자(120)는 청색광을 발생할 수 있고, 상기 발광되는 청색광은 형광층(130)을 거쳐 백색광, 녹색광 또는 적색광으로 발광될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 4 내지 도 6에서 후술하기로 한다.
검사 장치(200)는 거치대(210) 및 반사 부재(220)를 포함할 수 있다. 상기 거치대(210)는 토론 또는 베스펠 재질로 거치대(210) 상에 발광 소자 패키지(100)가 거치되고, 상기 거치대(210)의 일측에 형성되는 체결 홈부(230, 232, 도 6 참조)에 삽입 고정될 수 있다. 상기 체결 홈부(230, 232)는 상기 발광 소자 패키지(100)의 기판(110)의 에지 일부가 삽입 고정될 정도의 깊이와 높이를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 체결 홈부(230, 232)의 높이는 패키지 기판(110)의 두께를 고려하여 0.5mm 내지 2.0mm일 수 있다.
상기 반사 부재(220)는 상기 발광 소자 패키지(100)의 측면부에 인접하여 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(220)는 상기 발광 소자 패키지(100)로부터 누설되는 청색광을 반사할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 부재(220)는 상기 거치대(210)와는 별도의 재질로 형성되고, 상기 거치대(210) 상에 설치 조립 후 사용 할 수 있다. 상기 반사 부재(220)의 재질은 STD 11종으로 발광소자로부터의 광 반사를 위해 경면 래핑(Lapping)처리되어 있으며, 표면 거칠기(Rmax)는 0.1S 이하가 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 반사 부재(220)의 표면 거칠기(Rmax)는 0.05S 이하일 수 있다. 상기 반사 부재(220)의 표면 열처리 경도는 HRC58~60경도 이상이고, 거치대(210) 표면 기준으로 상기 반사 부재(220)의 기울기 각도는 30° 내지 60°일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 상기 반사 부재(220)의 기울기 각도는 45°일 수 있다. 상기 거치대(210) 및 반사 부재(220)에 대한 상세한 설명은 도 6, 도 7a 및 도 7b에서 후술하기로 한다.
촬영부(300)는 렌즈부(310) 및 카메라부(320)를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(310)는 발광 소자 패키지(100)로부터 발생되는 백색광 및 반사 부재(220)에서 반사되는 청색광을 촬영할 수 있다. 상기 렌즈부(310)는 광학 렌즈를 포함할 수 있다. 상기 카메라부(320)는 상기 렌즈부(310)를 통해 촬영된 백색광 및 청색광을 이미지화할 수 있다. 상기 카메라부(320)는 이미지 센서를 포함할 수 있다. 상기 촬영부(300)에 대한 상세한 설명은 도 3에서 후술하기로 한다.
제어부(400)는 마이크로 프로세서(410) 및 메모리(420)를 포함할 수 있다. 상기 마이크로 프로세서(410)는 촬영부(300)로부터 전송된 광 이미지에서 청색광을 검출할 수 있다. 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 광 이미지 전체 영역에서 청색광이 촬영되어 기록된 영역의 비율을 계산하여 발광 소자 패키지의 불량 여부를 판정할 수 있다. 상기 메모리(420)는 상기 마이크로 프로세서(410)에서 불량으로 판정된 발광 소자 패키지(100)의 정보를 저장할 수 있다. 상기 제어부(400)에 대한 상세한 설명은 도 9 내지 도 11에서 후술하기로 한다.
디스플레이부(500)는 제어부(400)로부터 전송된 청색광이 기록된 영역의 비율 정보 또는 불량 여부를 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법의 순서도이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법은, 먼저 발광 소자 패키지(100)를 준비하는 단계(S1001), 발광 소자 패키지(100)를 검사 장치(200)에 거치 및 정렬하는 단계(S1002), 발광 소자 패키지(100)로부터 누설된 광을 반사 부재(220)을 통해 반사하는 단계(S1003), 상기 반사된 광을 촬영부(300)가 촬영하여 광 이미지를 형성하는 단계(S1004), 촬영된 광 이미지 중 청색광이 기록된 영역을 제어부(400)가 검출하고, 전체 광 이미지 중 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하는 단계(S1005), 제어부(400)의 알고리즘(algorithm)에 따라 상기 발광 소자 패키지(100)의 양불을 판정하는 단계(S1006), 전체 반사광의 광 이미지 중 청색광이 기록된 영역이 특정 판단 기준에 맞는지 (예를 들어, 7% 이상인지 여부를 양불 판단 기준으로 설정)판단하는 단계(S1007) 및 디스플레이부(500)에 양불 여부를 표시하는 단계(S1008-1, S1008-2)를 포함할 수 있다. 전체 반사광의 광 이미지 중 청색광이 기록된 영역이 7% 이상인 경우 디스플레이부(500)에 불량이라고 표시(S1008-1)할 수 있다. 상기 전체 반사광의 광 이미지 중 청색광이 기록된 영역이 7% 이하 또는 7% 미만인 경우, 상기 디스플레이부(500)에 양호라고 표시(S1008-2)할 수 있다.
발광 소자 패키지(100)를 준비하는 단계(S1001)는 기판(110, 도 4 참조) 상에 발광 소자(120, 도 4, 도 5a 및 도 5b 참조)를 형성하는 단계, 상기 발광 소자(120)를 덮는 형광층(130, 도 4 참조)을 형성하는 단계 및 상기 기판(110)의 상면, 상기 발광 소자(120) 및 상기 형광층(130)을 덮는 렌즈부(140, 도 4 참조)를 형성하는 단계를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에 대해서는 도 4에서 상세하게 설명하기로 한다.
발광 소자 패키지(100)를 검사 장치(200)에 거치 및 정렬하는 단계는 상기 발광 소자 패키지(100)를 거치대(210) 상에 거치하고, 상기 거치대(210)의 일측에 형성되는 체결 홈부(230, 232, 도 6 참조)로 상기 발광 소자 패키지(100)의 일측을 체결하는 단계를 포함할 수 있다.
제어부(400)가 전체 반사광 중 청색광을 검출하는 단계(S1005)는, 상기 제어부(400)가 400nm 이상 500nm 이하의 파장을 갖는 청색광을 선택적으로 검출하는 단계 및 상기 제어부(400)가 전체 반사광의 이미지 중 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하는 알고리즘을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
제어부(400)가 발광 소자 패키지(100)의 양불을 판정하는 단계(S1006)는 촬영부(300)에서 전송되는 광 이미지를 소정의 영역으로 분할하는 단계 및 상기 분할된 영역의 면적에 대한 청색광이 기록된 영역의 면적의 비율을 계산하는 알고리즘을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
전체 반사광의 이미지 중 청색광의 비율이 7%인지를 판단하는 단계(S1007)에서, 발광 소자 패키지(100)의 양불 판정 기준이 촬영부(300)에 촬영된 반사광의 전체 이미지 중 청색광이 기록된 영역의 비율이 7%로 정해졌으나, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 방법의 개념도이다.
도 3을 참조하면, 발광 소자 패키지(100)는 검사 장치(200) 상에 거치될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에서는 청색광을 발광하는 발광 소자(120) 및 형광층(130)에 의해 백색광(WL), 녹색광(GL) 또는 적생광(RL)을 발생할 수 있으며, 상기 형광층(130)의 코팅 불량 또는 다른 요인에 의해 상기 발광 소자(120)로부터 청색광(BL)의 누설이 발생될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에서 발생된 광은 촬영부(300)에 도달되어 상기 촬영부(300)에 의해 촬영될 수 있다. 상기 촬영부(300)는 상기 발광 소자 패키지(100)로부터 입사된 광을 이미지화할 수 있다. 상기 촬영부(300)를 통해 형성된 광 이미지는 제어부(400)로 전달될 수 있다. 상기 제어부(400)는 상기 촬영부(300)로부터 전송된 전체 광 이미지 중 청색광(BL)이 기록된 영역을 검출하고, 전체 광 이미지의 영역에 대한 청색광(BL)이 기록된 영역의 비율을 계산할 수 있다. 상기 제어부(400)는 전체 광 이미지의 영역에 대한 청색광(BL)이 기록된 영역의 비율에 관한 정보를 디스플레이부(500)에 전송할 수 있다. 상기 디스플레이부(500)는 상기 비율 정보를 표시할 수 있다.
발광 소자 패키지(100)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 형성되는 발광 소자(120), 상기 발광 소자(120)를 덮는 형광층(130) 및 상기 기판(110)의 상면, 상기 발광 소자(120)와 상기 형광층(130)을 덮는 렌즈부(140)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에 대한 상세한 설명은 도 4에서 후술하기로 한다.
검사 장치(200)는 거치대(210), 고정부(212), 제1 반사 부재(220) 및 제2 반사 부재(222)를 포함할 수 있다. 상기 거치대(210) 및 제1 반사 부재(220)는 앞서 설명한 것과 같은 재질 및 구조를 가지며, 상기 고정부(212)도 상기 거치대(210)와 상기 제1 반사 부재(220)의 구조와 동일한 구조 및 재질로 형성되어 있으며 상기 거치대(210)로부터 탈착 가능한 형태로 구성되어 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)가 상기 거치대(210)에 거치되는 단계 이후 상기 고정부(212)가 상기 거치대(210)의 일 측부와 접촉되고, 상기 발광 소자 패키지(100)의 일 측부와 체결되어 고정될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)가 상기 거치대(210)에 거치되는 단계 및 상기 발광 소자 패키지(100)가 상기 고정부(212)에 의해 체결되는 단계에 대한 상세한 설명은 도 6에서 후술하기로 한다.
발광 소자 패키지(100)에서 발광되는 백색광(WL) 및 청색광(BL)은 촬영부(300)에 도달되어 상기 촬영부(300)에 의해 광 이미지화될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에서는 백색광(WL)이 발광될 수 있고, 상기 발광 소자 패키지(100)의 제조 과정 상의 불량으로 청색광(BL)이 누설될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)의 불량 유형에 대한 상세한 설명은 도 8a 내지 도 8c에서 후술하기로 한다.
촬영부(300)는 렌즈부(310) 및 카메라부(320)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 렌즈부(310)는 결상 렌즈, 수광부 및 집광부를 포함할 수 있다. 상기 렌즈부(310)는 발광 소자 패키지(100)에서 발광되는 백색광(WL) 및 청색광(BL)을 상기 수광부 및 집광부를 통해 촬영할 수 있다. 상기 수광부 및 집광부는 촬영된 광을 집광하여 상기 카메라부(320)의 이미지 센서에 전송할 수 있다. 상기 카메라부(320)는 상기 렌즈부(310)에서 촬영된 백색광(WL) 및 청색광(BL)을 이미지화하여 기록할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 카메라부(320)는 CCD 카메라(Charge Coupled Device Camera), CMOS 이미지 센서(Complementary Metal-Oxide Semiconductor Image Sensor) 또는 LBCAST(Lateral Buried Charge Accumulator and Sensing Transistor array)로 이루어질 수 있다.
제어부(400)는 마이크로 프로세서(410) 및 메모리(420)를 포함할 수 있다. 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 촬영부(300)에서 촬영하여 기록한 광 이미지에서 청색광(BL)이 기록된 영역을 검출할 수 있다. 구체적으로는, 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 광 이미지에 기록된 광의 파장 중 400nm 이상 500nm 이하의 파장을 가진 청색광(BL)을 선택적으로 검출할 수 있다. 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 촬영부(300)에서 촬영한 광 이미지의 전체 기록 영역 중 청색광(BL)이 기록된 영역의 비율을 계산하는 알고리즘을 수행할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 광 이미지를 알고리즘으로 미리 설정된 영역으로 분할하고, 상기 분할된 영역의 면적에 대한 청색광(BL)이 기록된 영역의 비율을 계산하는 알고리즘을 수행할 수도 있다. 상기 마이크로 프로세서(410)는 상기 비율에 따른 발광 소자 패키지(100)의 양불을 판정할 수 있다. 상기 메모리(420)는 상기 마이크로 프로세서(410)에서 판정한 양불에 대한 정보를 저장할 수 있다. 상기 메모리(420)는 상기 마이크로 프로세서(410)의 양불 판정 단계를 수행하는 알고리즘이 저장될 수 있다.
디스플레이부(500)는 제어부(400)로부터 전송된 광 이미지의 전체 영역에 대한 청색광(BL)이 기록된 영역의 비율 정보 및 발광 소자 패키지(100)의 양불에 대한 정보를 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(500)는 일반적으로 사용되는 모니터(monitor), 스크린(screen) 등을 포함하는 표시 장치일 수 있다.
발광 소자 패키지(100) 중 양품 또는 불량으로 판정된 발광 소자 패키지(100)는 각각 별도의 통으로 분류되어 구별될 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 준비 단계에 해당되는 발광 소자 패키지(100)의 단면도이다.
상기 발광 소자 패키지(100)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 형성된 발광 소자(120), 상기 발광 소자(120)를 덮는 형광층(130) 및 상기 기판(110)의 상면, 상기 발광 소자(120) 및 상기 형광층(130)을 덮는 렌즈부(140)를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 발광 소자 패키지(100)는 상기 발광 소자(120)와 상기 기판(110)을 전기적으로 연결하는 와이어(150)를 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 세라믹, 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board, PCB) 혹은 금속판의 표면에 수지 등의 절연 재료를 도포한 절연 금속판(Metal Core PCB, MCPCB)로 이루어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판(110)은 전극 연결용 비아 홀이 형성된 세라믹 기판으로 이루어질 수 있다.
발광 소자(120)는 기판(110) 상에 실장될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 와이어 본딩(Wire bonding), 공융 본딩(Eutectic bonding), 다이 본딩(Die bonding) 및 표면 실장 방식(Surface Mounting Technology, SMT) 중 선택되는 어느 하나의 방법으로 기판(110)에 실장시킬 수 있다. 상기 발광 소자(120)에 대한 상세한 설명은 도 5a 내지 도 5b에서 후술하기로 한다.
형광층(130)은 발광 소자(120)의 상면 및/또는 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 형광층(130)은 무기물 파우더, 유기물 또는 양자점과 같은 파장변환물질(P)을 함유한 수지층, 글래스층 또는 세라믹층 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 수지층, 글래스층 또는 세라믹층은 5㎛ 내지 500㎛의 두께을 갖는 균일한 필름 형태 또는 불균일한 두께의 코팅층으로 형성될 수 있다. 따라서, 상기 형광체는 투명성 또는 반투명성을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 형광체가 황색(Yellow) 형광체를 함유한 실리콘 수지층으로 이루어질 경우에, 황색을 띤 반투명한 층으로 제공될 수 있다.
상기 형광체는 상기 발광 소자(120)로부터 발광되는 청색광으로부터 여기되어 다른 파장의 빛으로 변환될 수 있다. 상기 형광체는 서로 다른 파장의 광을 제공하는 2종 이상의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 형광체로부터 변환된 광과 변환되지 않은 광이 서로 혼합되어 백색광을 출력할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 발광 소자(120)가 발광하는 광은 청색광이며, 상기 형광체는 녹색 형광체, 황색 형광체, 황등색 형광체 및 적색 형광체로 구성된 그룹으로부터 선택된 적어도 하나의 형광체로 이루어질 수 있다.
렌즈부(140)는 기판(110)의 상면, 발광 소자(120) 및 형광체를 덮도록 형성될 수 있다. 상기 렌즈부(140)는 상기 발광 소자(120)에서 발생되는 광의 반사, 집광 및 배광 등의 역할을 하는 것으로, 발생되는 빛의 굴절률이 1보다 큰 투명 재질의 수지로 이루어질 수 있다. 예를 들면, 상기 렌즈부(140)는 유리, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 및 폴리메틸메타아크릴레이트(Poly Methyl Meth Acrylate, PMMA) 중에서 선택되는 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 렌즈부(140)는 콤프레스 몰딩, 트랜스퍼 몰딩, 인젝션 몰딩 또는 하이브리드 몰딩 등의 제조 방법에 따라 다양한 몰딩 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 상기 렌즈부(140)의 형태는 다양한 형태가 될 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에서는 위로 볼록한 돔(dome) 형태로 형성된다.
도 5a 내지 도 5b는 본 발명의 기술적 사상에 의한 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 발광 소자 패키지(100)를 준비하는 단계에서의 발광 소자(120)의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5a 내지 도 5b를 참조하면, 상기 발광 소자(120)는 와이어 본딩(Wire bonding), 공융 본딩(Eutectic bonding), 다이 본딩(Die bonding) 및 표면 실장 방식(Surface Mounting Technology, SMT) 중 선택되는 어느 하나의 방법으로 기판(110)에 실장시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자(120)는 AuSn 등을 공융 본딩법을 이용한 다이 본딩(Die Bonding)을 통한 실장 방식으로 본딩층(112)을 형성할 수 있다. 상기 본딩층(112)은 상기 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 질화물계 반도체 LED(Light Emitting Diode) 칩일 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 제1 도전형 반도체층(121a), 제2 도전형 반도체층(121b) 및 상기 제1 도전형 반도체층(121a)과 상기 제2 도전형 반도체층(121b)의 사이에 개재되는 활성층(122)을 포함하는 발광 적층체를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서, 상기 발광 소자(120)는 상기 제1 도전형 반도체층(121a)에 전기적으로 접속하기 위하여 상기 제2 도전형 반도체층(121b) 및 상기 활성층(122)과는 전기적으로 절연되어 상기 제1 도전형 반도체층(121a)의 적어도 일부 영역까지 연장된 하나 이상의 콘택홀을 포함할 수도 있다. 상기 콘택홀 내부에는 도전 물질이 충전되어 형성된 도전성 비아(125)를 포함한 전극층이 될 수 있다.
상기 콘택홀은 접촉 저항이 낮아지도록 개수, 형상, 피치, 제1 도전형 반도체층(121a) 및 제2 도전형 반도체층(121b)과의 접촉 면적 등이 적절히 조절될 수 있으며, 행과 열을 따라 다양한 형태로 배열됨으로써 전류 흐름이 개선될 수 있다. 이 경우, 상기 도전성 비아(125)는 비아 절연막(126)에 의하여 둘러싸여 상기 활성층(122) 및 상기 제2 도전형 반도체층(121b)과 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 행과 열을 이루는 복수의 도전성 비아(125)들이 제1 도전형 반도체층(121a)과 접촉하는 영역의 평면 상에서 차지하는 면적은 발광 적층체의 평면 면적의 1 % 내지 5 %의 범위가 되도록 도전성 비아(125)의 개수 및 접촉 면적이 조절될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(121a)과 접촉하는 영역의 도전성 비아(125)의 직경(125R)은 예를 들어, 5㎛ 내지 50 ㎛의 범위일 수 있으며, 상기 도전성 비아(125)의 개수는 발광 적층체 영역의 넓이에 따라, 발광 적층체 영역 당 1개 내지 50개일 수 있다. 상기 도전성 비아(125)는 발광 적층체 영역의 넓이에 따라 다르지만 바람직하게는 2개 이상이 좋으며, 각 도전성 비아(125) 간의 거리(125d)는 100㎛ 내지 500㎛ 범위의 행과 열을 가지는 매트릭스 구조일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 150㎛ 내지 450㎛ 범위일 수 있다. 각 도전성 비아(125) 간의 거리(125d)가 100㎛보다 작으면 비아의 개수가 증가하게 되고 상대적으로 발광면적이 줄어들어 발광 효율이 작아지며, 거리가 500㎛보다 커지면 전류 확산이 어려워 발광 효율이 떨어지는 문제점이 있을 수 있다. 상기 도전성 비아(125)의 깊이는 제2 도전형 반도체층(121b) 및 활성층(122)의 두께에 따라 다르게 형성될 수 있고, 예컨대, 0.5 ㎛ 내지 5.0 ㎛의 범위일 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(121a)은 n형 AlxInyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, n형 불순물은 Si일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(121a)은 n형 GaN일 수 있다. 상기 활성층(122)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(Multi Quantum Well, MQW) 구조, 예를 들어, 질화물 반도체일 경우, GaN/InGaN 구조가 사용될 수 있다. 이와 달리, 상기 활성층(122)은 단일 양자우물(Single Quantum Well, SQW) 구조일 수도 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(121b)은 p형 AlxInyGa1 -x- yN (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)을 만족하는 질화물 반도체층일 수 있으며, p형 불순물은 Mg일 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(121b)은 p형 AlGaN/GaN일 수 있다.
도 5a를 참조하면, 제1 전극(127a)는 도전성 비아(125)를 통해 상기 제1 도전형 반도체층(121a)과 연결될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(121b)의 하면에는 오믹 콘택층(124)이 형성되고, 상기 오믹 콘택층(124)의 상면에는 제2 전극(127b)이 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(121b) 상의 제2 전극은 ITO, ZnO, 그래핀층, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Ni/Ag, Zn/Ag, Ni/Al, Zn/Al, Pd/Ag, Pd/Al, Ir/Ag. Ir/Au, Pt/Ag, Pt/Al, Ni/Ag/Pt 등과 같이 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다. 상기 제1 전극(127a)및 제2 전극(127b)은 이에 한정되지 않으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다. 필요에 따라, 반사성 전극구조를 채용하여 플립칩 구조로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(127a)은 Al/Ti/Pt/Ti층을 포함하는 구조(예, Al/Ti/Pt/Ti/Cr/Au/Sn 솔더 또는 Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Ti/Pt/Ti/Ni/Pt/Au/Sn 솔더 또는 Al/Ti/Pt/Ti/Pt/Ti/Pt/Ti/Au/Ti/AuSn) 또는 Cr/Au층을 포함하는 구조(예, Cr/Au/Pt/Ti/Ti/TiN/Ti/Ni/Au)일 수 있다. 상기 제2 전극(127b)은 Ag층을 포함한 구조(예, Ag/Ti/Pt/ Ti/TiN /Ti/TiN/Cr/Au/Ti/Au)일 수 있다.
도 5b를 참조하면, 제1 전극(128a) 및 제2 전극(128b)는 기판(110)의 상면과 하면 사이를 관통하여 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(128a)은 상기 제1 전극(128a)의 상면에 형성되는 본딩층(112)과 연결되어 도전성 비아(125)를 통해 제1 도전형 반도체층(121a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(128b)은 오믹 콘택층(124)과 연결되어 제2 도전형 반도체층(121b)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 도전형 비아(125)는 비아 절연막(126a)에 의하여 둘러싸여 상기 활성층(122) 및 상기 제2 도전형 반도체층(121b)과 전기적으로 분리될 수 있다. 상기 본딩층(112)은 전극 절연막(126b)으로 인해 분리되어 형성될 수 있으며, 상기 제1 전극(128a) 및 상기 제2 전극(128b)이 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
상기 발광 소자(120)는 상기 p형 반도체의 정공과 n형 반도체의 전자가 만나 발생하는 에너지 갭에 해당하는 만큼의 빛 에너지를 발생시키는 원리를 통해 발광할 수 있다. 상기 발광 소자(120)는 청색광을 발광하는 청색 발광 다이오드(Blue LED)일 수 있다. 상기 발광 소자(120)에서 발광되는 청색광은 적색(Red), 황색(Yellow), 녹색(Green) 형광체를 거쳐 2개 이상의 피크 파장을 가지는 백색광을 발생할 수 있다. 상기 백색광은 CIE 1931 좌표계의 (x, y)좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 상 또는 상기 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색광의 색 온도는 2000K 내지 20000K에 해당하는 값을 가질 수 있다(도 6 참조).
도 6은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 형광층(130)에 채용 가능한 파장변환물질의 다양한 예를 설명하기 위한 CIE 1931 좌표계이다.
본 발명의 기술적 사상에 의한 일 실시예에 따른 발광 소자(120, 도 4, 도 5a 및 도 5b 참조)는 청색광을 발하는 발광 다이오드일 수 있다. 또한, 형광층(130, 도 4 참조)은 상기 발광 소자(120)에서 발광되는 청색광을 황색, 녹색, 적색 또는 오렌지색 중 적어도 하나로 변환하고, 변환되지 않은 청색광과 혼합되어 백색광을 발광할 수 있다.
이와 달리, 상기 발광 소자(120, 도 4, 도 5a 및 도 5b 참조)가 자외선 광을 발하는 경우, 상기 형광체는 청색, 녹색, 적색광을 발하는 형광체를 포함할 수 있다. 이 경우, 형광체를 포함하는 발광 소자 패키지(100)는 연색성(CRI)을 나트륨(Na) 등(연색지수 40)에서 태양광(연색지수 100) 수준으로 조절할 수 있다. 또한 상기 발광 소자 패키지(100)는 색 온도를 2000K에서 20000K 수준으로 다양한 백색광을 발생시킬 수 있으며, 필요에 따라서는 보라색, 청색, 녹색, 적색, 오렌지색의 가시광 또는 적외선을 발생시켜 주위 분위기 또는 기분에 맞게 조명 색을 조절할 수 있다. 또한, 식물 성장을 촉진할 수 있는 특수 파장의 광을 발생시킬 수도 있다.
청색광을 발광하는 발광 소자(120, 도 4, 도 5a 및 도 5b 참조)에 황색, 녹색, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 백색 발광 패키지, 또는 상기 청색 발광소자에 녹색, 적색 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 녹색 또는 적색 발광 패키지, 또는 형광체를 포함하지 않는 녹색 발광소자 패키지, 적색 발광소자 패키지 중 적어도 하나 이상의 패키지로 구성된 패키지 모듈로 만들어지는 광은 도 6에 도시된 CIE 1931 좌표계의 (x, y)좌표가 (0.4476, 0.4074), (0.3484, 0.3516), (0.3101, 0.3162), (0.3128, 0.3292), (0.3333, 0.3333)을 잇는 선분 상에 위치할 수 있다. 또는 상기 선분과 흑체 복사 스펙트럼으로 둘러싸인 영역에 위치할 수 있다. 상기 백색광의 색 온도는 2000K ~ 20000K사이에 해당할 수 있다.
이하, 도 6을 참조하여 파장 변환 부재의 일 예인 형광체를 상세히 설명한다.
상기 형광체는 다음과 같은 조성식 및 컬러를 가질 수 있다.
산화물계: 황색 및 녹색 Y3Al5O12:Ce, Tb3Al5O12:Ce, Lu3Al5O12:Ce
실리케이트계: 황색 및 녹색 (Ba,Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 (Ba,Sr)3SiO5:Ce
질화물계: 녹색 β-SiAlON:Eu, 황색 L3Si6O11:Ce, 등색 α-SiAlON:Eu, 적색 CaAlSiN3:Eu, Sr2Si5N8:Eu, SrSiAl4N7:Eu, SrLiAl3N4:Eu, Ln4-x(EuzM1-z)xSi12-yAlyO3+x+yN18-x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4)
(1)
단, 식 (1) 중, Ln은 IIIa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 한 종의 원소일 수 있다.
플루오라이트(fluoride)계: KSF계 적색 K2SiF6:Mn4 +,K2TiF6:Mn4 +, NaYF4:Mn4 +, NaGdF4:Mn4 +
상기한 형광체의 조성은 기본적으로 화학양론(Stoichiometry)에 부합하여야 하며, 각 원소들은 주기율표상 각 족들 내 다른 원소로 일부 또는 전체의 치환이 가능하다. 예를 들어. Sr은 알카리토류(II)족의 Ba, Ca, Mg 중 적어도 하나와 일부 또는 전체로, Y는 란탄계열의 Tb, Lu, Sc, Gd 중 적어도 하나와 일부 또는 전체로 치환이 가능하다. 또한, 활성제인 Eu 등은 원하는 에너지 준위에 따라 Ce, Tb, Pr, Er, Yb 중 적어도 하나와 일부 또는 전체로 치환이 가능하며, 활성제 단독 또는 특성 변형을 위해 부활성제 등이 추가로 적용될 수 있다.
또한, 형광체의 대체 물질로 양자점(quantum dot, QD) 등의 물질들이 적용될 수 있으며, LED에 형광체와 QD를 혼합 또는 단독으로 사용될 수 있다.
양자점은 CdSe, InP 등의 코어(core)(3 ~ 10nm)와 ZnS, ZnSe 등의 셀(shell)(0.5 ~ 2nm) 및 코어, 쉘의 안정화를 위한 리간드(ligand)의 구조로 구성될 수 있으며, 사이즈에 따라 다양한 컬러를 구현할 수 있다.
아래 표 1은 청색 LED(440nm 내지 460nm)를 사용한 백색 발광소자의 응용분야별 형광체 종류이다.
| 용도 | 형광체 |
| LED TV BLU | β-SiAlON:Eu2+ (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+ L3Si6O11:Ce3+ K2SiF6:Mn4+ K2TiF6:Mn4+ NaYF4:Mn4+ NaαGdF4:Mn4+ SrLiAl3N4:Eu Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (1) |
| 조명 | Lu3Al5O12:Ce3+ Ca-α-SiAlON:Eu2+ L3Si6N11:Ce3+ (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+ Y3Al5O12:Ce3+ K2SiF6:Mn4+ K2TiF6:Mn4+ NaYF4:Mn4+ NaGdF4:Mn4+ SrLiAl3N4:Eu Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (1) |
| Side View (Mobile, Note PC) |
Lu3Al5O12:Ce3+ Ca-α-SiAlON:Eu2+ L3Si6N11:Ce3+ (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+ Y3Al5O12:Ce3+ (Sr, Ba, Ca, Mg)2SiO4:Eu2+ K2SiF6:Mn4+ K2TiF6:Mn4+ NaYF4:Mn4+ NaGdF4:Mn4+ SrLiAl3N4:Eu Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (1) |
| 전장 (Head Lamp, etc.) |
Lu3Al5O12:Ce3+ Ca-α-SiAlON:Eu2+ L3Si6N11:Ce3+ (Ca, Sr)AlSiN3:Eu2+ Y3Al5O12:Ce3+ K2SiF6:Mn4+ K2TiF6:Mn4+ NaYF4:Mn4+ NaGdF4:Mn4+ SrLiAl3N4:Eu Ln4 -x(EuzM1 -z)xSi12- yAlyO3 +x+ yN18 -x-y (0.5≤x≤3, 0<z<0.3, 0<y≤4) (1) |
단, 상기 [표1] 중 식 (1) 중, Ln은 IIIa 족 원소 및 희토류 원소로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종의 원소이고, M은 Ca, Ba, Sr 및 Mg로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 의 원소임.
상기 형광체 또는 양자점의 도포 방식은 크게 발광소자에 뿌리는 방식, 막 형태로 적용하는 방식, 필름 또는 세라믹 형광체 등의 시트 형태를 부착하는 방식 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
뿌리는 방식으로는 디스펜싱(dispensing), 스프레이 코팅(spray coating)등이 일반적이며, 디스펜싱은 공압 방식과 스크류(screw), 리니어 타입(linear type) 등의 기계적(mechanical) 방식을 포함한다. 피에조 전계 효과를 이용한 제팅(jetting) 방식으로 미량 토출을 통한 도팅량 제어 및 이를 통한 색좌표 제어도 가능하다. 웨이퍼 레벨 또는 발광소자 상에 스프레이 방식으로 형광체를 일괄 도포하는 방식은 생산성 및 두께 제어가 용이할 수 있다.
발광 소자 위에 막 형태로 직접 덮는 방식은 전기영동, 스크린 프린팅(screen printing) 또는 형광체의 몰딩 방식으로 적용될 수 있으며, 칩 측면의 도포 유무 필요에 따라 해당 방식의 차이점을 가질 수 있다.
발광 파장이 다른 2종 이상의 형광층을 차례로 적층할 때에는 칩과 형광체층 사이의 파장 재흡수 및 간섭을 최소화하기 위하여 각 층 사이에 DBR(ODR) 층을 포함할 수 있다. 균일 도포막을 형성하기 위하여 형광체를 필름 또는 세라믹 형태로 제작 후 칩 위에 부착(attach)할 수 있다.
광 효율, 배광 특성에 차이점을 주기 위하여 리모트(remote) 형식으로 광변환 물질인 형광체층 위치할 수 있으며, 이때 광변환 물질은 내구성, 내열성에 따라 투광성 고분자, 유리등의 물질 등과 함께 위치할 수 있다.
형광체 도포 기술은 발광소자에서 광특성을 결정하는 가장 큰 역할을 하게 되므로, 형광체 도포층의 두께, 형광체의 균일 분산등의 제어 기술들이 다양하게 연구되고 있다.
양자점도 형광체와 동일한 방식으로 발광소자에 위치할 수 있으며, 유리 또는 투광성 고분자 물질 사이에 위치하여 광변환을 할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지(100) 및 검사 장치(200)를 도시하는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 검사 장치(200)는 거치대(210), 고정부(212), 제1 반사 부재(220) 및 제2 반사 부재(222)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반사 부재(220)는 상기 거치대(210)와 일체로 형성될 수 있다. 상기 제2 반사 부재(222)는 상기 고정부(212)와 일체로 형성될 수 있다.
상기 거치대(210)의 기본 재질은 토론 또는 베스펠로 이루어져 있으며, 표면은 흑염(Blackening) 방법으로 표면 처리될 수 있다. 상기 흑염법은 상기 검사 장치(200)의 표면에 사삼산화철(Fe3O4)의 흑색 산화 피막을 형성하여 표면 처리할 수 있다. 구체적으로, 상기 흑염법은 수산화나트륨(NaOH)의 35% 내지 45%의 수용액에 산화제, 반응촉진제 등을 첨가한 처리액을 130℃ 내지 150℃로 가열하여 그 중에서 철 부품만을 침적시켜 형성할 수 있다. 전술한 흑염법으로 상기 거치대(210)의 표면 처리를 하여 발광 소자 패키지(100)로부터 발생되는 광이 상기 거치대(210)의 표면에서 난반사(亂反射)되어 사방으로 번져나가는 것을 방지할 수 있다.
제1 반사 부재(220)는 거치대(210)와 다른 재질로 연결되어 형성되고, 발광 소자 패키지(100)의 4개의 측면부 중 3개의 측면부에 인접하여 상기 발광 소자 패키지(100)의 주변을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 상기 제1 반사 부재(220)는 상기 거치대(210)의 상면에 대해 소정의 각도로 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제1 반사 부재(220)는 상기 발광 소자 패키지(100)를 향하여 비스듬히 기울어지게 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 반사 부재(220)는 상기 거치대(210)의 상면에 대해 30° 내지 60°의 각도를 가지고 형성될 수 있다.
제1 반사 부재(220)의 하면과 발광 소자 패키지(100)의 측부 가 고정되도록 체결 홈부(230)가 형성될 수 있다. 상기 체결 홈부(230)는 상기 발광 소자 패키지(100)를 상기 제1 반사 부재(220)와 단단하게 체결하여 상기 발광 소자 패키지(100)를 고정시킬 수 있다.
고정부(212)는 거치대(210) 및 제1 반사 부재(220)와는 탈착 가능하게 형성될 수 있다. 상기 고정부(212)는 상기 거치대(210)와 동일한 재료로 이루어질 수 있고, 동일한 표면 재질을 가질 수 있다. 즉, 상기 고정부(212)는 토론 또는 베스펠 재질로 이루어질 수 있고, 표면이 흑염 처리될 수 있다. 상기 고정부(212)는 제1 방향(X 방향)으로 이동하여 거치대(210)의 노출된 부분과 접촉될 수 있다. 상기 고정부(212)는 제2 반사 부재(222)의 하면에 형성되어 있는 체결 홈부(232)를 포함할 수 있다. 상기 고정부(212)가 제1 방향(X 방향)으로 이동하여 상기 발광 소자 패키지(100)의 일 측부와 접촉되는 경우, 상기 체결 홈부(232)를 상기 고정부(212)와 상기 발광 소자 패키지(100)가 체결될 수 있다.
제2 반사 부재(222)는 고정부(212)와 다른 재질로 형성될 수 있다. 상기 제2 반사 부재(222)는 제1 반사 부재(220)와 마찬가지로 발광 소자 패키지(100)를 향해 비스듬히 경사지게 형성될 수 있다. 상기 제2 반사 부재(222)는 상기 제1 반사 부재(220)와 동일하게 거치대(210)의 상면에 대하여 소정의 각도, 즉 30° 내지 60°의 각도를 가지고 형성될 수 있다.
상기 제1 반사 부재(220) 및 상기 제2 반사 부재(222)는 발광 소자 패키지(100)로부터 누설되는 청색광(BL1 내지 BL3)을 반사시킬 수 있는 재질로 전술한 구조로 이루어질 수 있다. 상기 제1 반사 부재(220) 및 상기 제2 반사 부재(222)는 검사 장치(200)의 경사진 표면에 상기 청색광(BL1 내지 BL3)을 반사시킬 수 있는 물질을 코팅하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사 부재(220) 및 상기 제2 반사 부재(222)는 Cr, C, Mo, Mn, Ni, V, Si, Cu, S, P을 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 발광 소자 패키지(100)에서 누설되는 청색광(BL1 내지 BL3)은 상기 제1 반사 부재(220) 및 상기 제2 반사 부재(222)에 반사되어 촬영부(300, 도 3 참조)에 도달할 수 있다.
도 8a는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 검사 단계에 해당되는 발광 소자 패키지(100) 및 검사 장치(200)의 평면도이고, 도 8b는 상기 발광 소자 패키지 및 검사 장치(200)의 단면도이다.
도 8a 및 도 8b를 참조하면, 거치대(210)와 고정부(212)는 접하여 연결될 수 있다. 발광 소자 패키지(100)는 상기 검사 장치(200)의 중앙부에 거치되며, 제1 반사 부재(220) 및 제2 반사 부재(222)로 측면부 네변이 둘러싸이도록 형성될 수 있다. 상기 거치대의 하면 비아를 통해 관통 형성된 전극(240)을 통해 상기 발광 소자 패키지에 전류를 인가 할 수 있다. 본 발명의 상기 발광소자 패키지는 기판의 비아 홀에 형성된 제1 전극(128a) 및 제2 전극(128b)을 통해 기판 하면으로부터 발광 소자에 전류를 공급 할 수 있도록 형성되어 있다.
도 9a 내지 9c는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 제조 과정 중 불량품으로 판정될 수 있는 발광 소자 패키지(102, 104, 106)의 불량 원인을 도시한 단면도이다.
도 9a를 참조하면, 발광 소자 패키지(102)는 기판(110), 상기 기판(110) 상에 실장되는 발광 소자(120), 상기 발광 소자(120)의 상면과 제2 측면(120-2)을 덮는 형광층(130-1) 및 상기 기판(110)의 상면, 상기 발광 소자(120) 및 상기 형광층(130)을 덮는 렌즈부(140)를 포함할 수 있다. 상기 형광층(130-1)은 도 4에 도시된 형광층(130)과는 달리 상기 발광 소자(120)의 양 측면을 모두 덮지 않은 상태로 형성될 수 있다. 즉, 상기 형광층(130-1)은 상기 발광 소자의 제1 측면(120-1)은 덮지 않고, 상기 제2 측면(120-2)만을 덮도록 형성될 수 있다. 상기 형광층(130-1)은 도 4 내지 도 6에서 설명한 바와 같이 상기 발광 소자(120)에서 발광되는 청색광(BL)을 백색광(WL)으로 파장 변환할 수 있는 물질을 포함하고 있는바, 상기 형광층(130-1)이 상기 발광 소자(120)를 전부 덮지 못하면 누설되는 청색광(BL)이 발생할 수 있다. 전술한 바와 같이 누설되는 청색광(BL)이 발생되는 발광 소자 패키지(100)는 제어부(400, 도 1 참조)에 의해 불량으로 판정될 수 있다.
도 9b에 도시된 발광 소자 패키지(104)는 도 9a에 도시된 발광 소자 패키지(102)와는 달리 형광층(130-2)이 발광 소자(120)의 제1 측면(120-1)만을 덮고, 제2 측면(120-2)은 덮지 않을 수 있다. 따라서, 상기 발광 소자(120)의 상면 및 제1 측면(120-1)에서 발광되는 청색광은 상기 형광층(130-2)을 통해 백색광(WL)으로 발광되지만, 제2 측면(120-2)에서 발광되는 청색광(BL)은 상기 형광층(130-2)을 거치지 않고 그대로 통과되므로, 누설되는 청색광(BL)이 발생될 수 있다. 상기와 같은 발광 소자 패키지(104)는 불량으로 판정될 수 있다.
도 9c에 도시된 발광 소자 패키지(106)는 형광층(130-3)이 발광 소자(120)로부터 소정의 거리(d)만큼 이격되어 형성될 수 있다. 상기 이격된 거리(d)는 상기 발광 소자 패키지(106)의 제조 공정 중 상기 형광층(130-3)을 형성하는 과정, 즉 발광 소자(120)의 상면에 접착 실리콘층(Adhesive silicon layer)을 형성하는 과정에서 발생할 수 있다. 상기 형광층(130-3)이 상기 발광 소자(120)의 상면 및 측면부를 덮지 않고, 소정의 거리(d)만큼 이격되어 형성되는바, 상기 발광 소자(120)로부터 발광되는 청색광(BL) 중 일부만이 백색광(WL)으로 발광되고, 나머지 일부 청색광(BL)은 누설되게 된다. 따라서, 상기와 같은 발광 소자 패키지(106)는 불량으로 판정될 수 있다.
도 10는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 불량 판정 단계를 설명하기 위한 디스플레이부(500)에 표시된 광 이미지(500I)를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 촬영부(300, 도 1 및 도 3 참조)에서 촬영되고, 제어부(400, 도 1 및 도 3 참조)를 통해 디스플레이부(500, 도 1 및 도 3 참조)에 표시되는 발광 소자 패키지(100)의 광 이미지(500I)는 렌즈부(140, 도 4 참조)에서 백색광이 발생되는 되는 발광 영역(S0)과 상기 전체 광 이미지(500I)에서 상기 발광 영역(S0)을 제외한 영역으로 구분할 수 있다. 상기 전체 광 이미지(500I)에서 상기 발광 영역(S0)을 제외한 영역은 상기 발광 영역(S0)을 중심으로 4개의 영역으로 분할될 수 있다. 상기 4개의 영역은 상기 발광 영역(S0)을 기준으로 제1 방향(X 방향)으로 상대적으로 왼쪽에 형성되는 제1 영역(S1), 상기 발광 영역(S0)을 기준으로 제1 방향(X 방향)으로 상대적으로 오른쪽에 형성되는 제2 영역(S2), 상기 발광 영역(S0)을 중심으로 제2 방향(Y 방향)으로 상대적으로 위쪽에 형성되는 제3 영역(S3) 및 상기 발광 영역(S0)을 기준으로 제2 방향(Y 방향)을 기준으로 아래쪽에 형성되는 제4 영역(S4)으로 나누어질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 광 이미지(500I)는 발광 영역(S0)을 제외한 4개의 영역으로 분할될 수 있지만, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전체 광 이미지(500I)의 발광 영역(S0)을 제외한 4개의 영역(S1 내지 S4)에서는 청색광이 검출될 수 있다. 상기 발광 영역(S0)에서는 백색광이 발광되지만, 도 9a 내지 도 9c에서 예시로 든 것과 같은 발광 소자 패키지(100)의 불량으로 인해 상기 4개의 영역(S1 내지 S4)에서는 청색광이 누설될 수 있다. 상기 청색광은 제어부(400, 도 1 및 도 3 참조)에서 검출되고, 검출된 발광 소자 패키지(100)의 광 이미지(500I)는 디스플레이부(500, 도 1 및 도 3 참조)로 전송될 수 있다.
전체 광 이미지(500I)에서 발광 영역(S0)을 제외한 4개의 영역(S1 내지 S4)에서 검출되는 청색광의 비율을 통해서 발광 소자 패키지(100)의 불량 여부를 판정할 수 있다. 즉, 상기 4개의 영역(S1 내지 S4)의 영역 면적에 대하여 청색광이 기록된 영역의 면적의 비율을 계산하여 발광 소자 패키지(100)의 불량 여부를 판정할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 4개의 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대한 청색광이 기록된 영역의 면적의 비율이 7% 이상인 발광 소자 패키지(100)의 경우 불량으로 판정될 수 있다. 다만, 상기 7% 의 비율은 불량 판정에 대한 하나의 예시일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 4개의 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대한 청색광이 기록된 영역의 면적의 비율은 제어부(400, 도 1 및 도 3 참조)에서 계산할 수 있다.
도 11은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 제어부(400)의 불량 판정 단계(S1006, 이상 도 2 참조)를 설명하기 위한 발광 소자(120, 도 4, 도 5a 및 도 5b 참조)의 발광 파장에 대한 좌표계이다.
발광 소자 패키지(100)의 발광 소자(120)에서 발생되는 청색광은 형광층(130, 이상 도 4 참조)을 통해 백색광으로 발광될 수 있다. 다만, 상기 발광 소자 패키지(100)에서 발광되는 광의 강도는 여러 파장값을 가질 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(100)에서 발광되는 광은 최고 강도를 갖는 파장에 따라 청색(Blue, B), 녹색(Green, G), 적색(Red, R)의 색으로 발광될 수 있다. 발광 소자 및 형광체의 종류에 따라 다르겠지만 구체적으로는, 상기 청색(B)은 450nm부근(430nm ~ 470nm)에서 최고의 강도를 가지고, 상기 녹색(G)은 510nm부근(500nm ~ 550nm)에서 최고 강도를 가지며, 상기 적색(R)은 600nm부근(590nm ~ 650nm)에서 최고 강도를 가질 수 있다.
제어부(400, 도 1 내지 도 3 참조)는 상기 청색(B)에 해당되는 450nm의 파장을 갖는 청색광을 검출할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 상기 제어부(400)는 400nm 이상 500nm 이하의 파장값을 갖는 청색광을 검출할 수 있다.
도 12는 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따른 발광 소자 패키지(100)의 제조 방법 중 제어부의 불량 판정 단계를 설명하기 위한 예시 이미지이다.
도 12a에 도시된 발광 소자 패키지(100-1)는 전체 광 이미지에서 발광 영역(S0)을 제외한 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대하여 청색광이 기록된 영역의 비율이 5.6%인바, 양호한 발광 소자 패키지일 수 있다. 도 12b에 도시된 발광 소자 패키지(100-2)는 전체 광 이미지에서 발광 영역(S0)을 제외한 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대하여 청색광이 기록된 영역의 비율이 9.4%인바, 불량으로 판정될 수 있다. 도 12c에 도시된 발광 소자 패키지(100-3)는 전체 광 이미지에서 발광 영역(S0)을 제외한 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대하여 청색광이 기록된 영역의 비율이 14.2%인바, 불량으로 판정될 수 있다. 마찬가지로, 도 12d에 도시된 발광 소자 패키지(100-4)는 전체 광 이미지에서 발광 영역(S0)을 제외한 영역(S1 내지 S4)의 면적에 대하여 청색광이 기록된 영역의 비율이 18.1%인바, 불량으로 판정될 수 있다.
도 13은 본 발명의 기술적 사상에 의한 실시예에 따라 제조된 발광 소자 패키지(100)가 적용된 발광 소자 모듈 조명 장치 시스템(2000)의 개념도이다.
도 13을 참조하면, 상기 발광 소자 모듈 조명 장치 시스템(2000)은 구조물(2100) 상에 배치된 발광 소자 모듈(2200) 및 전원 공급부(2300)를 포함한다. 상기 발광 소자 모듈(2200)은 복수의 발광 소자 또는 발광 소자 패키지(2220)를 포함한다. 상기 발광 소자 모듈(2200)은 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에서 설명한 발광 소자 패키지(100)를 포함할 수 있다. 상기 복수의 발광 소자(2220)는 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에서 설명한 발광 소자(120) 또는 발광 소자 패키지(100)일 수 있다.
전원 공급부(2300)는 전원을 입력받는 인터페이스(2310)와, 발광 다이오드 모듈(2200)에 공급되는 전원을 제어하는 전원 제어부(2320)를 포함한다. 상기 인터페이스(2310)는 과전류를 차단하는 퓨즈와 전자파 장애 신호를 차폐하는 전자파 차폐필터를 포함할 수 있다. 상기 전원 제어부(2320)는 전원으로서 교류 전원이 입력되는 경우 교류를 직류로 변환하는 정류부 및 평활화부와, 상기 발광 다이오드 모듈(2200)에 적합한 전압으로 변환시켜주는 정전압 제어부를 포함할 수 있다. 상기 전원 공급부(2300)는 복수의 발광 소자(2220) 각각에서의 발광량과 미리 설정된 광량과의 비교를 수행하는 피드백 회로 장치와, 원하는 휘도, 연색성 등과 같은 정보를 저장하기 위한 메모리 장치를 포함할 수 있다.
발광 소자 모듈 조명 장치 시스템(2000)은 화상 패널을 구비하는 액정 표시 장치 등의 디스플레이 장치에 이용되는 백라이트 유닛, 램프, 평판 조명 등의 실내 조명 가로등, 또는 간판, 표지판 등의 실외 조명 장치로 사용될 수 있다. 또는, 발광 소자 모듈 조명 장치 시스템(2000)는 다양한 교통 수단용 조명 장치, 예를 들면 자동차, 선박, 또는 항공기용 조명 장치, TV, 냉장고 등과 같은 가전 제품, 또는 의료기기 등에 사용될 수 있다.
도 14는 본 발명의 실시예에 의해 제조된 발광 소자 패키지(100)를 헤드 램프에 적용한 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 차량용 라이트 등으로 이용되는 헤드 램프(3000)는 광원(3001), 반사부(3005), 렌즈 커버부(3004)를 포함하며, 렌즈 커버부(3004)는 중공형의 가이드(3003) 및 렌즈(3002)를 포함할 수 있다. 광원(3001)은 상술한 도 1, 도 3, 도 4 및 도 7에서 설명한 발광 소자 패키지(100) 또는 발광 소자(120)를 포함할 수 있다.
헤드 램프(3000)는 광원(3001)에서 발생된 열을 외부로 방출하는 방열부(3012)를 더 포함할 수 있으며, 방열부(3012)는 효과적인 방열이 수행되도록 히트싱크(3010)와 냉각팬(3011)을 포함할 수 있다. 또한, 헤드 램프(3000)는 방열부(3012) 및 반사부(3005)를 고정시켜 지지하는 하우징(3009)을 더 포함할 수 있으며, 하우징(3009)은 몸체부(3006) 및 일면에 방열부(3012)가 결합하여 장착되기 위한 중앙홀(3008)을 구비할 수 있다.
하우징(3009)은 상기 일면과 일체로 연결되어 직각방향으로 절곡되는 타면에 반사부(3005)가 광원(3001)의 상부측에 위치하도록 고정시키는 전방홀(3007)을 구비할 수 있다. 이에 따라, 반사부(3005)에 의하여 전방측은 개방되며, 개방된 전방이 전방홀(3007)과 대응되도록 반사부(3005)가 하우징(3009)에 고정되어 반사부(3005)를 통해 반사된 빛이 전방홀(3007)을 통과하여 외부로 출사될 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며, 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
110: 기판, 120: 발광 소자, 121a: 제1 도전형 반도체층, 121b: 제2 도전형 반도체층, 122: 활성층, 124: 오믹 컨택층, 126: 절연막, 130: 형광층, 140: 렌즈부, 150: 와이어, 200: 검사 장치, 210: 거치대, 212: 고정부, 220: 반사 부재, 222: 제2 반사 부재, 230: 체결 홈부, 232: 체결 홈부, 300: 촬영부, 310: 렌즈부, 320: 카메라부, 400: 제어부, 410: 마이크로 프로세서, 420: 메모리, 500I: 광 이미지, 500: 디스플레이부, 1000: 구성도, 2000: 발광 소자 모듈 조명 장치 시스템, 2100: 구조물, 2200: 발광 다이오드 모듈, 2220: 복수의 발광 다이오드 소자, 2300: 전원 공급부, 2310: 인터페이스, 2320: 전원 제어부, 3000: 헤드 램프, 3001: 광원, 3002: 및 렌즈, 3003: 가이드, 3004: 렌즈 커버부, 3005: 반사부, 3006: 몸체부, 3007: 전방홀, 3008: 중앙홀, 3009: 하우징, 3010: 히트싱크, 3011: 냉각팬, 3012: 방열부
Claims (10)
- 발광 소자 패키지를 준비하는 단계;
상기 발광 소자 패키지를 검사대 상에 거치하는 단계;
상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 중 누설되는 청색광이 반사 부재에 의하여 반사되도록 하는 단계;
상기 발광 소자 패키지에서 발생되는 광 및 상기 누설되는 청색광을 촬영부로 촬영하여 이미지화하는 단계;
상기 광 이미지에서 청색광을 제어부에 의하여 검출하는 단계;
상기 검출된 청색광의 비율에 따라 발광 소자 패키지의 불량 여부를 결정하는 단계; 및
디스플레이부에 상기 발광 소자 패키지의 불량 여부를 표시되도록 하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 발광 소자 패키지를 준비하는 단계는,
기판 상에 발광 소자를 형성하는 단계;
상기 발광 소자를 덮는 형광층을 형성하는 단계;
상기 기판의 상면, 상기 발광 소자 및 상기 형광층을 덮는 렌즈부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제2 항에 있어서,
상기 발광 소자는 청색광을 발생하고,
상기 발생된 청색광은 상기 형광층을 거쳐 백색광으로 발광하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 반사 부재는 상기 검사대의 상면에 대하여 소정의 각도로 경사지게 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 반사되는 광 중 400nm 이상 500nm 이하의 파장을 갖는 청색광을 선택적으로 검출하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제1 항에 있어서,
상기 발광 소자 패키지는 백색광을 발광하는 발광부를 포함하고,
상기 제어부는 상기 광 이미지 전체에서 상기 발광부를 제외한 영역에 대한 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하고, 상기 계산 결과에 따라 불량 여부를 결정하는 알고리즘을 수행하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제6 항에 있어서,
상기 광 이미지 전체에서 발광부에서 발광되는 백색광이 기록된 영역을 제외한 영역에 대한 청색광이 기록된 영역의 비율이 7% 이상인 경우 불량으로 판정하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 백색광을 발생시키는 형광체가 포함된 발광 소자 패키지를 준비하는 단계;
상기 발광 소자 패키지를 반사 부재가 형성된 검사대에 거치하는 단계;
상기 반사 부재에 의하여 상기 발광 소자 패키지에서 누설되는 청색광이 반사하는 단계;
촬영부로 상기 반사된 청색광을 촬영하여 이미지화하는 단계;
상기 이미지를 디스플레이부에 전송하는 단계;
상기 이미지가 디스플레이부를 통해 표시되는 단계 및
상기 디스플레이부에 표시된 이미지 중 청색광의 존재 여부에 따라 상기 발광 소자 패키지의 불량 여부를 결정하는 단계를 포함하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
상기 이미지에서 백색광이 기록된 영역을 제외한 영역의 면적을 4개의 영역으로 분할하는 단계 및 상기 4개로 분할된 영역의 면적에 대한 상기 청색광이 기록된 영역의 비율을 계산하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법. - 제8 항에 있어서,
제어부가 상기 분할된 영역의 크기에 대한 상기 청색광이 기록된 영역의 비율이 7% 이상인 경우 불량으로 판정하는 알고리즘을 수행하는 단계;
상기 제어부가 불량 신호를 디스플레이부에 전송하는 단계; 및
상기 디스플레이부는 불량 여부를 표시하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자 패키지의 제조 방법.
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