発光素子及びこれを備えたライトユニット
【課題】本発明は、同一なカラー帯域の光を発光し、互いに異なるメインピークを有する発光ダイオードを含む発光素子及びこれを備えたライトユニットを提供するためのものである。
【解決手段】本発明による発光素子は、胴体と、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオードと、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオードと、上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極と、を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークの間の中心ピークの差は上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【解決手段】本発明による発光素子は、胴体と、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオードと、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオードと、上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極と、を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークの間の中心ピークの差は上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年４月２６日付で出願された韓国出願番号１０−２０１０−００２７４０５に対し、優先権の利益を主張し、この出願は本明細書に参照として併合される。
本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて光を生成する光源を構成することができる。
【０００３】
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様な色を放出する発光素子として利用されており、上記発光素子はカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、少なくとも２つの発光ダイオードを有する発光素子を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、同一なカラー帯域の光を発光し、互いに異なるメインピークを有する発光ダイオードを含む発光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、互いに異なるメインピークの波長範囲を発光する発光ダイオードを有する複数の発光素子を混合したライトユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による発光素子は、胴体、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、及び上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークの間の中心ピークの差は上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【０００８】
本発明による発光素子は、キャビティを有する胴体、上記キャビティに配置され、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、上記キャビティに配置され、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極、及び上記キャビティに樹脂物を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークの中心ピークは上記第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近く離隔され、上記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークは上記第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近く離隔される。
【０００９】
本発明によるライトユニットは、基板、上記基板の上に配列された複数の発光素子を含み、上記複数の発光素子のうち、少なくとも１つの第１発光素子は、胴体、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、及び上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は、上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも２つの発光ダイオードを有する発光素子が得られる。
【００１１】
本発明によれば、同一なカラー帯域の光を発光し、互いに異なるメインピークを有する発光ダイオードを含む発光素子が得られる。
【００１２】
本発明によれば、互いに異なるメインピークの波長範囲を発光する発光ダイオードを有する複数の発光素子を混合したライトユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による発光素子の側断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の実施形態において、発光素子の間のメインピークの混合例を示す図である。
【図４】図１の発光素子の間の混合例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による発光素子の側断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による発光素子の側断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による発光装置を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態による発光装置を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態による表示装置を示す図である。
【図１０】本発明の第７実施形態による表示装置を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態によるライトユニットにおける複数の発光素子のスペクトルを比較した図である。
【図１２】本発明の実施形態による発光素子を備えた照明装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１５】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態による発光素子を示す側断面図であり、図２は図１の平面図である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、発光素子１０は、上部が開放されたキャビティ２２を有する胴体２０、複数のリード電極２３、２４、複数のリード電極２３、２４に電気的に連結された発光ダイオード３１、３２、及び上記キャビティ２２に形成された樹脂物３５を含む。
【００１８】
上記胴体２０は、シリコン材料、セラミック材料、樹脂材料のうち、いずれか１つからなることができ、例えば、シリコン（silicon）、シリコンカーバイド（silicon carbide：ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（aluminum nitride：ＡｌＮ）、ポリフタルアミド（polyphthalamide：ＰＰＡ）、高分子液晶（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）のうち、少なくとも１つの材質からなることができ、これに限定されるものではない。また、上記胴体２０は単層または多層基板の構造物で形成したり、射出成形することができ、このような胴体の形状や構造物に対して限定するものではない。
【００１９】
上記胴体２０の上部には開口部を有するキャビティ２２が形成される。上記キャビティ２２は上記胴体２０の上面から所定深さで形成され、その形状は凹形状のカップ形状または所定曲率を有する凹形状のチューブ形状に形成され、その表面形状は円形または多角形などに形成され、これに対して限定するものではない。
【００２０】
上記キャビティ２２の周りは上記キャビティ２２の底面に対して外側に傾斜するように形成され、入射される光を開口部方向に反射させる。
【００２１】
上記胴体２０には両側に配置された複数のリード電極２３、２４が配置され、上記複数のリード電極２３、２４は上記胴体２０の下面に配置されて外部電極として利用できる。
【００２２】
上記複数のリード電極２３、２４は、リードフレームタイプ、金属薄膜タイプ、ＰＣＢのパターンタイプなどに形成される。以下、説明の便宜のために、リードフレームタイプで説明する。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、複数の発光ダイオード３１、３２は第２リード電極２４に接着剤で付着され、上記複数のワイヤ３４を用いて複数のリード電極２３、２４に電気的に連結される。上記発光ダイオード３１、３２は少なくとも１つのワイヤを用いたり、接着剤を用いたダイボンディング、チップの逆方向接合のためのフリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はＬＥＤチップ種類及び電極位置によって変更される。
【００２４】
上記複数の発光ダイオード３１、３２は複数のリード電極２３、２４に並列または直列に連結され、これに対して限定するものではない。上記発光ダイオード３１、３２は、化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓなどの系列の半導体を用いて製造された半導体素子を選択的に含むことができる。
【００２５】
また、上記各発光ダイオード３１、３２は、青色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、ＵＶ ＬＥＤチップ、琥珀色ＬＥＤチップ、青−緑色ＬＥＤチップ等からなることができる。また、上記発光素子１０の内に配置された複数の発光ダイオード３１、３２の個数及びその種類は変更することができ、また複数の発光ダイオード３１、３２は互いに同一なカラー帯域の光を発光することができる。
【００２６】
上記キャビティ２２には樹脂物３５が形成される。上記樹脂物３５はシリコンまたはエポキシのような透明な樹脂材料を利用することができる。また、上記樹脂物３５の表面は、フラット形態、凹形態、及び凸形態に形成され、上記樹脂物３５の上にレンズが付着されることもできる。
【００２７】
上記樹脂物３５には少なくとも１種の蛍光体が添加される。上記蛍光体は、黄色蛍光体、または黄色蛍光体と赤色蛍光体を含むことができる。実施形態の説明のために、上記発光ダイオード３１、３２は青色ＬＥＤチップであり、上記蛍光体は黄色蛍光体、または黄色蛍光体と赤色蛍光体が混合された構造を一例として説明する。
【００２８】
本発明による発光素子は、発光ダイオード３１、３２のための保護素子が配置されるが、これに対して限定するものではない。
【００２９】
上記発光ダイオード３１、３２のランク（Rank）は発光ダイオード３１、３２から放出された光を測定し、測定された光特性によって、色度ランク、光度ランク、及びピーク波長ランクなどに細分化してグループや領域単位に分類する基準と言える。
【００３０】
上記発光素子１０は、同一なカラー帯域のスペクトルを放出する複数の発光ダイオード３１、３２を具備するようになる。上記複数の発光ダイオード３１、３２は、ピーク波長の差を有するダイオードを含む。上記複数の発光ダイオード３１、３２は、例えば、第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近い第１メインピークを発光する第１発光ダイオード３１と、第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近い第２メインピークを発光する第２発光ダイオード３２を含むことができる。以下、青色光の波長スペクトルを発光する発光ダイオードをその例として説明する。ここで、青色光の波長帯域は約３８０ｎｍ〜５００ｎｍであり、好ましくは約３８０〜４８０ｎｍであり、より好ましくは約４４０〜４６０ｎｍである。上記青色波長に対して短波長は３８０ｎｍ以下であり、好ましくは４４０ｎｍ以下でありうる。上記青色波長での長波長は５００ｎｍ以上であり、好ましくは４８０ｎｍ以上であり、より好ましくは４６０ｎｍ以上でありうる。
【００３１】
上記第１発光ダイオード３１の第１メインピークと上記第２発光ダイオード３２の第２メインピークのピーク波長の差は、１つのカラーの波長範囲内で７５％以上の差で離隔される。上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間のピーク波長の差は、第１メインピークの中心ピークと第２メインピークの中心ピークとの差により表すことができる。他の例として、上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間のピーク波長の差は、第１メインピークから第２メインピークを引いた実質的な波長差で表すことができる。
【００３２】
上記青色光の波長範囲は４４０〜４６０ｎｍの場合、７５％の差は４６０ｎｍから４４０ｎｍを引いた値２０ｎｍの７５％、即ち、１５ｎｍまたはその以上の差を有する。他の例として、緑色光の波長範囲は約５２５〜５３５ｎｍ範囲の場合、７５％以上の差は少なくとも７．５ｎｍまたはその以上の波長差を有することができる。赤色光の波長範囲は約６１５〜６３０ｎｍであり、少なくとも１１．２５ｎｍまたはその以上の差を有することができる。黄色光の波長は約５１０〜５２５ｎｍであり、少なくとも１１．２５ｎｍまたはその以上の波長差を有することができる。
【００３３】
ここで、メインピークは主波長（dominant wavelength）または半値幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を含む。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態による発光素子内に複数の発光ダイオードに対する混合例を示すテーブルである。
【００３５】
図３を参照すると、発光ダイオードのスペクトルにおける青色波長の帯域は、例えば、４４０〜４６０ｎｍ範囲に表れ、このような青色波長のメインピークは、例えば、８個のＷ１〜Ｗ８範囲に求められる。この際、各メインピークの範囲は０．５〜３．５ｎｍの間隔で分けられ、これに対して限定するものではない。例えば、上記波長スペクトルの各メインピークを２．５ｎｍ範囲の差により区分する時、Ｗ１は４４０〜４４２．５ｎｍ、Ｗ２は４４２．５〜４４５ｎｍ、Ｗ３は４４５〜４４７．５ｎｍ、Ｗ４は４４７．５〜４５０ｎｍ、Ｗ５は４５０〜４５２．５ｎｍ、Ｗ６は４５２．５〜４５５ｎｍ、Ｗ７は４５５〜４５７．５ｎｍ、Ｗ８は４５７．５〜４６０ｎｍに区分できる。
【００３６】
仮に、２つの発光ダイオードの発光波長を混合する時、その混合例はＡ１〜Ａ８、Ａ２〜Ｈ２を用いてＭ１〜Ｍ８に組合せることができ、実施形態は各メインピークの差が大きい、少なくとも２発光ダイオードの混合（例：Ｍ１、Ｍ８）を含むことができる。
【００３７】
実施形態の第１及び第２発光ダイオード３１、３２は、Ａ１とＡ２との混合、またはＨ２とＨ１との混合で具現できる。また、第１及び第２発光ダイオード３１、３２の間の中心ピークの差が１０ｎｍ以上であり、好ましくは１５ｎｍ〜２０ｎｍの差を有する２発光ダイオードを混合することができる。
【００３８】
実施形態は図４のように、例えばＷ１とＷ８の範囲を有する第１及び第２発光ダイオードを混合して中心ピーク（Ｗ０）を有するメインピーク（Ｗｘ）に混合される。ここで、上記中心ピーク（Ｗ０）はセットでのピークであって、例えば４５０ｎｍが中心ピークの時、４５０±１．２５ｎｍ範囲にある。または、第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）は中心ピーク（例：４５０ｎｍ）を基準にして短波長で３７．５％以上離隔され、第２発光ダイオードは中心ピーク（例：４５０ｎｍ）を基準にして長波長で３７．５％以上離隔される。ここで、３７．５％は７．５ｎｍであり、中心ピーク（Ｗ０）から７．５ｎｍずつ移動される。即ち、上記中心ピークを基準にして７５％離隔された波長範囲を見ると、第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）は４４０〜４４２．５ｎｍ範囲であり、第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）は４５７．５〜４６０ｎｍ範囲に求められる。
【００３９】
上記第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）と上記第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）との間の差（Ｔ）は、第１メインピークの中心ピークと第２メインピークの中心ピークの差となり、上記第１及び第２メインピーク（Ｗ１、Ｗ８）の間の中心ピークの差（Ｔ）は第１カラー帯域の波長範囲（Ｗｒ）の７５％程度である。即ち、第１カラー帯域の中心ピーク（Ｗ０）から互いに反対側の波長帯域の方向に３７．５％ずつ離隔される。
【００４０】
上記第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）と第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）との混合はメインピーク（Ｗｘ）、即ちセットで所望の中心ピークを有する波長範囲に混合される。ここで、中心ピークはピーク波長（Ｗｐ：peak wavelength）、またはメインピークの実質的な中心波長でありうる。
【００４１】
また、実施形態は図５の第２実施形態による発光素子（１０Ａ）に少なくとも３個の発光ダイオード３１、３２、３３を配置することができる。上記発光ダイオード３１、３２、３３は同一カラーのスペクトルを有し、相対的に大きい波長差を有する第１及び第２発光ダイオード３１、３２と、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３２のメインピークの間のピーク波長を有する第３発光ダイオード３３を含むことができる。上記発光素子１０Ａはキャビティ２２の一側に第１発光ダイオード３１を配置し、キャビティ２２の他側に第２発光ダイオード３２を配置し、キャビティ２２の中央に第３発光ダイオード３３を配置することができる。上記第１及び第２発光ダイオード３１、３２は、例えば青色スペクトル内で最も大きい波長差を有して配置し、上記第３発光ダイオード３３は第３メインピークを有し、上記第３メインピークは第１及び第２発光ダイオード３１、３２の中心ピークの合計平均と同一または近接した波長範囲に配置される。ここで、近接した波長範囲は０．５〜２．５ｎｍ範囲を含む。また、上記第３メインピークのピーク波長は上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間の値でありうる。
【００４２】
上記第１乃至第３発光ダイオード３１、３２、３３の混合は、図３のテーブル上のＷ１／Ｗ８／Ｗ４の組合せ、またはＷ１／Ｗ８／Ｗ５の組合せにより構成される。上記発光素子１０Ａは第１乃至第３発光ダイオード３１、３２、３３を配置して所望のカラー帯域の中心ピークに近接するように混合することができる。ここで、上記中心ピークは各カラースペクトルのピーク波長であって、例えば４５０ｎｍがピーク波長の時、４５０±１．２５ｎｍ範囲にある。
【００４３】
更に他の例として、上記青色波長のスペクトルでない、緑色波長のスペクトル、赤色波長のスペクトルなどの発光ダイオードに対しても上記の２つの発光ダイオードまたはその以上の発光ダイオードの混合方式を適用することができる。
【００４４】
図６は、本発明の第３実施形態による発光素子を示す側断面図である。図６を参照すると、発光素子１０Ｂは伝導性材質の胴体２０Ａの表面に絶縁層２１を形成した後、複数のリード電極２３Ａ、２４Ａをメッキした後、複数の発光ダイオード３１、３２を配置した構造である。上記伝導性材質の胴体２０Ａは、例えば、シリコンウエハにＮ型またはＰ型の導電型ドーパントを添加して形成することができる。
【００４５】
実施形態による胴体２０Ａには発光ダイオード３１、３２のための保護素子を配置したり、シリコンウエハのような胴体の上に集積して具現することができるが、これに対して限定するものではない。
【００４６】
図７は、本発明の第４実施形態による発光モジュールを示す図である。
【００４７】
図７を参照すると、発光モジュール６０は、基板６３の上に第１実施形態に開示された第１発光素子１０と、他の波長組合せを有する第２発光素子１１とをアレイ（配列）した構成である。上記基板６３は、金属プレートを有する基板、樹脂材質のＰＣＢ、セラミック基板、フレキシブル基板などを選択的に含むことができる。
【００４８】
上記基板６３の上にアレイされた発光素子は、第１発光素子１０と第２発光素子１１とを混合した構成である。
【００４９】
上記第１発光素子１０は図１の構成を参照し、第２発光素子１１は図３のテーブルでＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態は、第１発光素子１０及び第２発光素子１１の内に配置された発光ダイオード個数は互いに異なることがあり、これに対して限定するものではない。また、実施形態は図１の発光素子１０のみをアレイすることができる。実施形態は、図１の他にも図５または図６の素子も選択的に適用することができる。
【００５０】
上記図７の発光モジュール６０は複数の発光素子１０、１１を含み、複数の発光素子１０、１１の間の中心ピークの差は２．５ｎｍ以内に配置されるようにすることができる。
【００５１】
また、図８に示すように、発光モジュール６０Ａは図１の波長組合せを有する第１発光素子１０と、他の波長組合せ、例えば、図３のテーブルのＭ２〜Ｍ７のうち、少なくとも複数個を選択して組み合わせた発光素子１１Ａ、１１Ｂを用いてアレイすることができる。
【００５２】
上記図８の発光モジュール６０Ａは複数の発光素子１０、１１Ａ、１１Ｂを含み、複数の発光素子１０、１１Ａ、１１Ｂの間のピーク波長の差は２．５ｎｍ以内に配置されるようにすることができる。
【００５３】
実施形態は、図７及び図８のように、発光モジュール６０、６０Ａの内での互いに異なる発光素子の間の中心ピークの差が２．５ｎｍ以内にあるようにすることによって、ライトユニットのようなセットなどで色感差による色むらの問題を解決することができる。
【００５４】
図９は、本発明の第６実施形態による表示装置を示す図である。
【００５５】
図９を参照すると、表示装置５０は、ボトムカバー５２、基板６３の上に複数の発光素子１０、１１、光学シート５４、及び表示パネル５５を含む。上記基板６３、ボトムカバー５２、及び光学シート５４は、ライトユニット５１として機能する。
【００５６】
上記ボトムカバー５２は上部が開放されたリセス部５３を含み、上記リセス部５３の内側面は傾斜するように形成される。ここで、上記ボトムカバー５２とその側面は別途の構造物により結合され、これに対して限定するものではない。
【００５７】
上記基板６３は、上記ボトムカバー５２の上側に少なくとも１つが配置される。上記基板６３の上には上記に開示された第１発光素子１０及び第２発光素子１１がアレイされる。実施形態は、モジュール基板６３の上に配置された複数の発光素子１０、１１を用いてアレイすることができ、上記第１及び第２発光素子１０、１１の間の中心ピークの差は、例えば、２．５ｎｍ以内に配置される。このような発光素子１０、１１の間のピーク差が狭くなるように配置することによって、発光素子１０、１１により色度図の上で色むらや色感差の発生を減らすことができる。
【００５８】
上記光学シート５４は、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムなどのうち、少なくとも１つ以上配置される。上記拡散シートは入射される光を拡散させ、上記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、上記輝度強化フィルムは捨てられる光を再使用して光効率を改善させる。
【００５９】
上記表示パネル５５は、例えばＬＣＤパネルであって、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。上記第１基板は、例えば、カラーフィルタアレイ基板で具現でき、第２基板は、例えばＴＦＴアレイ基板で具現でき、その反対の構造で具現されることもできる。このような表示パネルに対しては変更可能であり、これに限定されるものではない。上記表示パネルの少なくとも一面には偏光板が付着され、このような偏光板の付着構造に限定されるものではない。
【００６０】
図１０は、本発明の第７実施形態による表示装置を示す図である。
【００６１】
図１０を参照すると、表示装置７０は、基板（board）８３、発光素子１０、１１を含む発光モジュール８０、反射プレート７１、光ガイドプレート７２、光学シート７３、及び表示パネル７４を含む。上記発光モジュール８０、反射プレート７１、光ガイドプレート７２、及び光学シート７３は、ライトユニットとして機能する。上記のライトユニットは、ボトムカバーまたはボトムシャーシ等により保護できる。
【００６２】
上記発光モジュール８０は、基板８３の上にピーク波長の差が２．５ｎｍ以内の範囲にある複数の発光素子１０、１１をアレイし、上記複数の発光素子１０、１１のうち、少なくとも１つ１０は、上記に開示された波長組合せを有する素子を含む。
【００６３】
上記発光モジュール８０の一側には光ガイドプレート７２が配置され、上記光ガイドプレート７２の下部には反射プレート７１が配置され、上部には光学シート７３が配置される。上記光ガイドプレート７２は、上記発光素子１０、１１と０．５ｍｍ以下に離隔され、その材質はＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Poly methyl methacrylate）材質からなることができ、これに限定されるものではない。
【００６４】
上記反射プレート７１は光ガイドプレート７２から漏洩される光を反射し、上記光学シート７３は上記光ガイドプレート７２から入射された光を拡散及び集光して表示パネルに照射する。
【００６５】
上記発光モジュール８０から放出された光は光ガイドプレート７２に入射され、上記光ガイドプレート７２は発光モジュール８０から入射される光を全体領域にガイドして面光源に放出するようになる。上記光ガイドプレート７２の上には光学シート７３が配置される。上記光ガイドプレート７２及び上記光学シート７３は光学部材と定義される。
【００６６】
ここで、上記光学シート７３は、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムなどのうち、少なくとも１つ以上を含むことができる。上記表示パネル７４は、例えば、ＬＣＤパネルで具現できる。
【００６７】
図１１は、本発明の実施形態による発光モジュール上の波長スペクトルを示す図である。ここで、グラフは発光モジュールの上で２つの発光素子に対するスペクトルであって、青色発光ダイオードにより緑色及び赤色蛍光体から励起された波長を示すグラフである。
【００６８】
図１１に示すように、２つの発光素子のスペクトル（Ｐ１、Ｐ２）は青色発光素子の光により励起された緑色蛍光体のメインピークと赤色蛍光体のメインピークであって、２つの発光素子のスペクトルのピークの差が２．５ｎｍ以内にある場合、スペクトル（Ｐ１、Ｐ２）の内で緑色と赤色のメインピークの強度差がほとんど無く表れることが分かる。即ち、実施形態は発光素子アレイで発光ダイオードの間のピーク差を臨界範囲内にソーティングすることで、上記発光ダイオードの光を吸収して励起する蛍光体の励起波長差を減らすことができる。即ち、発光ダイオードと蛍光体による励起波長差を減らすことによって、ライトユニットでのメインピークの差によるやや赤い現象（reddish）や色むらのような色感差を減らすことができる。
【００６９】
実施形態は、発光ダイオードの間の色感差を減らすことができる。実施形態は、発光素子アレイによるセット内での色感差を減らすことによって、色むらや異常な色感発生を減らすことができる。実施形態は、均一な色分布を有するライトユニットを提供することができる。
【００７０】
図１２は、本発明の実施形態による発光素子を備えた照明装置を示す図である。
【００７１】
図１２を参照すると、照明装置１５００は、ケース１５１０、上記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０、及び上記ケース１５１０に設置され、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０を含むことができる。
【００７２】
上記ケース１５１０は、放熱特性の良好な材質で形成されることが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成される。
【００７３】
上記発光モジュール１５３０は、基板１５３２及び上記基板１５３２に搭載される実施形態による発光素子１０、１１を含むことができる。上記発光素子１０、１１は実施形態に開示された素子であって、同一なカラー帯域の内で互いに異なるメインピークを有する。上記発光素子１０、１１はマトリックス形態または所定間隔で離隔してアレイできる。
【００７４】
上記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがあり、例えば、一般の印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア（Ｍetal Core）ＰＣＢ、軟性（Flexible）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢ、ＦＲ−４基板などを含むことができる。
【００７５】
また、上記基板１５３２は光を効率的に反射する材質で形成されたり、表面が光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層となることができる。
【００７６】
上記基板１５３２の上には少なくとも１つの発光素子１０、１１が搭載される。上記発光素子１０、１１の各々は少なくとも１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを含むことができる。上記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色、または白色などの可視光線帯域の発光ダイオード、または紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【００７７】
上記発光モジュール１５３０は色感及び輝度を得るために多様な発光素子１０、１１の組合を有するように配置される。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードを組合せて配置することができる。
【００７８】
上記連結端子１５２０は、上記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。上記連結端子１５２０はソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定するものではない。例えば、上記連結端子１５２０はピン（pin）形態に形成されて外部電源に挿入されたり、配線により外部電源に連結されることもできる。
【００７９】
実施形態による発光素子は多様な色を放出する素子で具現できるので、カラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器、指示装置、照明装置などの多様な分野に光源として含まれることができる。上記照明装置は、照明灯、信号灯、前照灯、電光板などを含むことができる。
【００８０】
上述した実施形態及び添付された図面により限定されるものでなく、添付された請求範囲により限定される。したがって、請求範囲に記載された本発明の技術的事象を逸脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であるということは該技術分野の通常の知識を有する者には自明なことであり、これもまた添付された請求範囲に記載された技術的事象に属するというべきである。
【００８１】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【００８２】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【技術分野】
【０００１】
本出願は、２０１０年４月２６日付で出願された韓国出願番号１０−２０１０−００２７４０５に対し、優先権の利益を主張し、この出願は本明細書に参照として併合される。
本発明は、発光素子及びこれを備えたライトユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）は、ＧａＡｓ系列、ＡｌＧａＡｓ系列、ＧａＮ系列、ＩｎＧａＮ系列、及びＩｎＧａＡｌＰ系列などの化合物半導体材料を用いて光を生成する光源を構成することができる。
【０００３】
このような発光ダイオードは、パッケージ化されて多様な色を放出する発光素子として利用されており、上記発光素子はカラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器などの多様な分野に光源として使われている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、少なくとも２つの発光ダイオードを有する発光素子を提供することを目的とする。
【０００５】
本発明は、同一なカラー帯域の光を発光し、互いに異なるメインピークを有する発光ダイオードを含む発光素子を提供することを目的とする。
【０００６】
本発明は、互いに異なるメインピークの波長範囲を発光する発光ダイオードを有する複数の発光素子を混合したライトユニットを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明による発光素子は、胴体、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、及び上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークの間の中心ピークの差は上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【０００８】
本発明による発光素子は、キャビティを有する胴体、上記キャビティに配置され、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、上記キャビティに配置され、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極、及び上記キャビティに樹脂物を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークの中心ピークは上記第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近く離隔され、上記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークは上記第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近く離隔される。
【０００９】
本発明によるライトユニットは、基板、上記基板の上に配列された複数の発光素子を含み、上記複数の発光素子のうち、少なくとも１つの第１発光素子は、胴体、第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオード、第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオード、及び上記胴体の上に上記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極を含み、上記第１発光ダイオードの第１メインピークと上記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は、上記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含む。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、少なくとも２つの発光ダイオードを有する発光素子が得られる。
【００１１】
本発明によれば、同一なカラー帯域の光を発光し、互いに異なるメインピークを有する発光ダイオードを含む発光素子が得られる。
【００１２】
本発明によれば、互いに異なるメインピークの波長範囲を発光する発光ダイオードを有する複数の発光素子を混合したライトユニットが得られる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の第１実施形態による発光素子の側断面図である。
【図２】図１の平面図である。
【図３】本発明の実施形態において、発光素子の間のメインピークの混合例を示す図である。
【図４】図１の発光素子の間の混合例を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態による発光素子の側断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態による発光素子の側断面図である。
【図７】本発明の第４実施形態による発光装置を示す図である。
【図８】本発明の第５実施形態による発光装置を示す図である。
【図９】本発明の第６実施形態による表示装置を示す図である。
【図１０】本発明の第７実施形態による表示装置を示す図である。
【図１１】本発明の実施形態によるライトユニットにおける複数の発光素子のスペクトルを比較した図である。
【図１２】本発明の実施形態による発光素子を備えた照明装置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明を説明するに当たって、各層（膜）、領域、パターン、または構造物が、基板、各層（膜）、領域、パッド、またはパターンの“上（on）”に、または“下（under）”に形成されることと記載される場合において、“上（on）”と“下（under）”は、“直接（directly）”または“他の層を介して（indirectly）”形成されることを全て含む。また、各層の上または下に対する基準は、図面を基準として説明する。
【００１５】
図面において、各層の厚さやサイズは説明の便宜及び明確性のために誇張、省略、または概略的に図示された。また、各構成要素のサイズは実際のサイズを全的に反映するのではない。
【００１６】
図１は本発明の第１実施形態による発光素子を示す側断面図であり、図２は図１の平面図である。
【００１７】
図１及び図２を参照すると、発光素子１０は、上部が開放されたキャビティ２２を有する胴体２０、複数のリード電極２３、２４、複数のリード電極２３、２４に電気的に連結された発光ダイオード３１、３２、及び上記キャビティ２２に形成された樹脂物３５を含む。
【００１８】
上記胴体２０は、シリコン材料、セラミック材料、樹脂材料のうち、いずれか１つからなることができ、例えば、シリコン（silicon）、シリコンカーバイド（silicon carbide：ＳｉＣ）、窒化アルミニウム（aluminum nitride：ＡｌＮ）、ポリフタルアミド（polyphthalamide：ＰＰＡ）、高分子液晶（Liquid Crystal Polymer：ＬＣＰ）のうち、少なくとも１つの材質からなることができ、これに限定されるものではない。また、上記胴体２０は単層または多層基板の構造物で形成したり、射出成形することができ、このような胴体の形状や構造物に対して限定するものではない。
【００１９】
上記胴体２０の上部には開口部を有するキャビティ２２が形成される。上記キャビティ２２は上記胴体２０の上面から所定深さで形成され、その形状は凹形状のカップ形状または所定曲率を有する凹形状のチューブ形状に形成され、その表面形状は円形または多角形などに形成され、これに対して限定するものではない。
【００２０】
上記キャビティ２２の周りは上記キャビティ２２の底面に対して外側に傾斜するように形成され、入射される光を開口部方向に反射させる。
【００２１】
上記胴体２０には両側に配置された複数のリード電極２３、２４が配置され、上記複数のリード電極２３、２４は上記胴体２０の下面に配置されて外部電極として利用できる。
【００２２】
上記複数のリード電極２３、２４は、リードフレームタイプ、金属薄膜タイプ、ＰＣＢのパターンタイプなどに形成される。以下、説明の便宜のために、リードフレームタイプで説明する。
【００２３】
図１及び図２を参照すると、複数の発光ダイオード３１、３２は第２リード電極２４に接着剤で付着され、上記複数のワイヤ３４を用いて複数のリード電極２３、２４に電気的に連結される。上記発光ダイオード３１、３２は少なくとも１つのワイヤを用いたり、接着剤を用いたダイボンディング、チップの逆方向接合のためのフリップボンディング方式を選択的に用いて搭載することができ、このようなボンディング方式はＬＥＤチップ種類及び電極位置によって変更される。
【００２４】
上記複数の発光ダイオード３１、３２は複数のリード電極２３、２４に並列または直列に連結され、これに対して限定するものではない。上記発光ダイオード３１、３２は、化合物半導体、例えばＡｌＩｎＧａＮ、ＩｎＧａＮ、ＧａＮ、ＧａＡｓ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰ、ＩｎＧａＡｓなどの系列の半導体を用いて製造された半導体素子を選択的に含むことができる。
【００２５】
また、上記各発光ダイオード３１、３２は、青色ＬＥＤチップ、黄色ＬＥＤチップ、緑色ＬＥＤチップ、赤色ＬＥＤチップ、ＵＶ ＬＥＤチップ、琥珀色ＬＥＤチップ、青−緑色ＬＥＤチップ等からなることができる。また、上記発光素子１０の内に配置された複数の発光ダイオード３１、３２の個数及びその種類は変更することができ、また複数の発光ダイオード３１、３２は互いに同一なカラー帯域の光を発光することができる。
【００２６】
上記キャビティ２２には樹脂物３５が形成される。上記樹脂物３５はシリコンまたはエポキシのような透明な樹脂材料を利用することができる。また、上記樹脂物３５の表面は、フラット形態、凹形態、及び凸形態に形成され、上記樹脂物３５の上にレンズが付着されることもできる。
【００２７】
上記樹脂物３５には少なくとも１種の蛍光体が添加される。上記蛍光体は、黄色蛍光体、または黄色蛍光体と赤色蛍光体を含むことができる。実施形態の説明のために、上記発光ダイオード３１、３２は青色ＬＥＤチップであり、上記蛍光体は黄色蛍光体、または黄色蛍光体と赤色蛍光体が混合された構造を一例として説明する。
【００２８】
本発明による発光素子は、発光ダイオード３１、３２のための保護素子が配置されるが、これに対して限定するものではない。
【００２９】
上記発光ダイオード３１、３２のランク（Rank）は発光ダイオード３１、３２から放出された光を測定し、測定された光特性によって、色度ランク、光度ランク、及びピーク波長ランクなどに細分化してグループや領域単位に分類する基準と言える。
【００３０】
上記発光素子１０は、同一なカラー帯域のスペクトルを放出する複数の発光ダイオード３１、３２を具備するようになる。上記複数の発光ダイオード３１、３２は、ピーク波長の差を有するダイオードを含む。上記複数の発光ダイオード３１、３２は、例えば、第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近い第１メインピークを発光する第１発光ダイオード３１と、第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近い第２メインピークを発光する第２発光ダイオード３２を含むことができる。以下、青色光の波長スペクトルを発光する発光ダイオードをその例として説明する。ここで、青色光の波長帯域は約３８０ｎｍ〜５００ｎｍであり、好ましくは約３８０〜４８０ｎｍであり、より好ましくは約４４０〜４６０ｎｍである。上記青色波長に対して短波長は３８０ｎｍ以下であり、好ましくは４４０ｎｍ以下でありうる。上記青色波長での長波長は５００ｎｍ以上であり、好ましくは４８０ｎｍ以上であり、より好ましくは４６０ｎｍ以上でありうる。
【００３１】
上記第１発光ダイオード３１の第１メインピークと上記第２発光ダイオード３２の第２メインピークのピーク波長の差は、１つのカラーの波長範囲内で７５％以上の差で離隔される。上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間のピーク波長の差は、第１メインピークの中心ピークと第２メインピークの中心ピークとの差により表すことができる。他の例として、上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間のピーク波長の差は、第１メインピークから第２メインピークを引いた実質的な波長差で表すことができる。
【００３２】
上記青色光の波長範囲は４４０〜４６０ｎｍの場合、７５％の差は４６０ｎｍから４４０ｎｍを引いた値２０ｎｍの７５％、即ち、１５ｎｍまたはその以上の差を有する。他の例として、緑色光の波長範囲は約５２５〜５３５ｎｍ範囲の場合、７５％以上の差は少なくとも７．５ｎｍまたはその以上の波長差を有することができる。赤色光の波長範囲は約６１５〜６３０ｎｍであり、少なくとも１１．２５ｎｍまたはその以上の差を有することができる。黄色光の波長は約５１０〜５２５ｎｍであり、少なくとも１１．２５ｎｍまたはその以上の波長差を有することができる。
【００３３】
ここで、メインピークは主波長（dominant wavelength）または半値幅（ＦＷＨＭ：full width at half maximum）を含む。
【００３４】
図３は、本発明の実施形態による発光素子内に複数の発光ダイオードに対する混合例を示すテーブルである。
【００３５】
図３を参照すると、発光ダイオードのスペクトルにおける青色波長の帯域は、例えば、４４０〜４６０ｎｍ範囲に表れ、このような青色波長のメインピークは、例えば、８個のＷ１〜Ｗ８範囲に求められる。この際、各メインピークの範囲は０．５〜３．５ｎｍの間隔で分けられ、これに対して限定するものではない。例えば、上記波長スペクトルの各メインピークを２．５ｎｍ範囲の差により区分する時、Ｗ１は４４０〜４４２．５ｎｍ、Ｗ２は４４２．５〜４４５ｎｍ、Ｗ３は４４５〜４４７．５ｎｍ、Ｗ４は４４７．５〜４５０ｎｍ、Ｗ５は４５０〜４５２．５ｎｍ、Ｗ６は４５２．５〜４５５ｎｍ、Ｗ７は４５５〜４５７．５ｎｍ、Ｗ８は４５７．５〜４６０ｎｍに区分できる。
【００３６】
仮に、２つの発光ダイオードの発光波長を混合する時、その混合例はＡ１〜Ａ８、Ａ２〜Ｈ２を用いてＭ１〜Ｍ８に組合せることができ、実施形態は各メインピークの差が大きい、少なくとも２発光ダイオードの混合（例：Ｍ１、Ｍ８）を含むことができる。
【００３７】
実施形態の第１及び第２発光ダイオード３１、３２は、Ａ１とＡ２との混合、またはＨ２とＨ１との混合で具現できる。また、第１及び第２発光ダイオード３１、３２の間の中心ピークの差が１０ｎｍ以上であり、好ましくは１５ｎｍ〜２０ｎｍの差を有する２発光ダイオードを混合することができる。
【００３８】
実施形態は図４のように、例えばＷ１とＷ８の範囲を有する第１及び第２発光ダイオードを混合して中心ピーク（Ｗ０）を有するメインピーク（Ｗｘ）に混合される。ここで、上記中心ピーク（Ｗ０）はセットでのピークであって、例えば４５０ｎｍが中心ピークの時、４５０±１．２５ｎｍ範囲にある。または、第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）は中心ピーク（例：４５０ｎｍ）を基準にして短波長で３７．５％以上離隔され、第２発光ダイオードは中心ピーク（例：４５０ｎｍ）を基準にして長波長で３７．５％以上離隔される。ここで、３７．５％は７．５ｎｍであり、中心ピーク（Ｗ０）から７．５ｎｍずつ移動される。即ち、上記中心ピークを基準にして７５％離隔された波長範囲を見ると、第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）は４４０〜４４２．５ｎｍ範囲であり、第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）は４５７．５〜４６０ｎｍ範囲に求められる。
【００３９】
上記第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）と上記第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）との間の差（Ｔ）は、第１メインピークの中心ピークと第２メインピークの中心ピークの差となり、上記第１及び第２メインピーク（Ｗ１、Ｗ８）の間の中心ピークの差（Ｔ）は第１カラー帯域の波長範囲（Ｗｒ）の７５％程度である。即ち、第１カラー帯域の中心ピーク（Ｗ０）から互いに反対側の波長帯域の方向に３７．５％ずつ離隔される。
【００４０】
上記第１発光ダイオードの第１メインピーク（Ｗ１）と第２発光ダイオードの第２メインピーク（Ｗ８）との混合はメインピーク（Ｗｘ）、即ちセットで所望の中心ピークを有する波長範囲に混合される。ここで、中心ピークはピーク波長（Ｗｐ：peak wavelength）、またはメインピークの実質的な中心波長でありうる。
【００４１】
また、実施形態は図５の第２実施形態による発光素子（１０Ａ）に少なくとも３個の発光ダイオード３１、３２、３３を配置することができる。上記発光ダイオード３１、３２、３３は同一カラーのスペクトルを有し、相対的に大きい波長差を有する第１及び第２発光ダイオード３１、３２と、上記第１及び第２発光ダイオード３１、３２のメインピークの間のピーク波長を有する第３発光ダイオード３３を含むことができる。上記発光素子１０Ａはキャビティ２２の一側に第１発光ダイオード３１を配置し、キャビティ２２の他側に第２発光ダイオード３２を配置し、キャビティ２２の中央に第３発光ダイオード３３を配置することができる。上記第１及び第２発光ダイオード３１、３２は、例えば青色スペクトル内で最も大きい波長差を有して配置し、上記第３発光ダイオード３３は第３メインピークを有し、上記第３メインピークは第１及び第２発光ダイオード３１、３２の中心ピークの合計平均と同一または近接した波長範囲に配置される。ここで、近接した波長範囲は０．５〜２．５ｎｍ範囲を含む。また、上記第３メインピークのピーク波長は上記第１メインピークと上記第２メインピークとの間の値でありうる。
【００４２】
上記第１乃至第３発光ダイオード３１、３２、３３の混合は、図３のテーブル上のＷ１／Ｗ８／Ｗ４の組合せ、またはＷ１／Ｗ８／Ｗ５の組合せにより構成される。上記発光素子１０Ａは第１乃至第３発光ダイオード３１、３２、３３を配置して所望のカラー帯域の中心ピークに近接するように混合することができる。ここで、上記中心ピークは各カラースペクトルのピーク波長であって、例えば４５０ｎｍがピーク波長の時、４５０±１．２５ｎｍ範囲にある。
【００４３】
更に他の例として、上記青色波長のスペクトルでない、緑色波長のスペクトル、赤色波長のスペクトルなどの発光ダイオードに対しても上記の２つの発光ダイオードまたはその以上の発光ダイオードの混合方式を適用することができる。
【００４４】
図６は、本発明の第３実施形態による発光素子を示す側断面図である。図６を参照すると、発光素子１０Ｂは伝導性材質の胴体２０Ａの表面に絶縁層２１を形成した後、複数のリード電極２３Ａ、２４Ａをメッキした後、複数の発光ダイオード３１、３２を配置した構造である。上記伝導性材質の胴体２０Ａは、例えば、シリコンウエハにＮ型またはＰ型の導電型ドーパントを添加して形成することができる。
【００４５】
実施形態による胴体２０Ａには発光ダイオード３１、３２のための保護素子を配置したり、シリコンウエハのような胴体の上に集積して具現することができるが、これに対して限定するものではない。
【００４６】
図７は、本発明の第４実施形態による発光モジュールを示す図である。
【００４７】
図７を参照すると、発光モジュール６０は、基板６３の上に第１実施形態に開示された第１発光素子１０と、他の波長組合せを有する第２発光素子１１とをアレイ（配列）した構成である。上記基板６３は、金属プレートを有する基板、樹脂材質のＰＣＢ、セラミック基板、フレキシブル基板などを選択的に含むことができる。
【００４８】
上記基板６３の上にアレイされた発光素子は、第１発光素子１０と第２発光素子１１とを混合した構成である。
【００４９】
上記第１発光素子１０は図１の構成を参照し、第２発光素子１１は図３のテーブルでＭ２、Ｍ３、Ｍ４、Ｍ５、Ｍ６、Ｍ７のうち、少なくとも１つを含むことができる。実施形態は、第１発光素子１０及び第２発光素子１１の内に配置された発光ダイオード個数は互いに異なることがあり、これに対して限定するものではない。また、実施形態は図１の発光素子１０のみをアレイすることができる。実施形態は、図１の他にも図５または図６の素子も選択的に適用することができる。
【００５０】
上記図７の発光モジュール６０は複数の発光素子１０、１１を含み、複数の発光素子１０、１１の間の中心ピークの差は２．５ｎｍ以内に配置されるようにすることができる。
【００５１】
また、図８に示すように、発光モジュール６０Ａは図１の波長組合せを有する第１発光素子１０と、他の波長組合せ、例えば、図３のテーブルのＭ２〜Ｍ７のうち、少なくとも複数個を選択して組み合わせた発光素子１１Ａ、１１Ｂを用いてアレイすることができる。
【００５２】
上記図８の発光モジュール６０Ａは複数の発光素子１０、１１Ａ、１１Ｂを含み、複数の発光素子１０、１１Ａ、１１Ｂの間のピーク波長の差は２．５ｎｍ以内に配置されるようにすることができる。
【００５３】
実施形態は、図７及び図８のように、発光モジュール６０、６０Ａの内での互いに異なる発光素子の間の中心ピークの差が２．５ｎｍ以内にあるようにすることによって、ライトユニットのようなセットなどで色感差による色むらの問題を解決することができる。
【００５４】
図９は、本発明の第６実施形態による表示装置を示す図である。
【００５５】
図９を参照すると、表示装置５０は、ボトムカバー５２、基板６３の上に複数の発光素子１０、１１、光学シート５４、及び表示パネル５５を含む。上記基板６３、ボトムカバー５２、及び光学シート５４は、ライトユニット５１として機能する。
【００５６】
上記ボトムカバー５２は上部が開放されたリセス部５３を含み、上記リセス部５３の内側面は傾斜するように形成される。ここで、上記ボトムカバー５２とその側面は別途の構造物により結合され、これに対して限定するものではない。
【００５７】
上記基板６３は、上記ボトムカバー５２の上側に少なくとも１つが配置される。上記基板６３の上には上記に開示された第１発光素子１０及び第２発光素子１１がアレイされる。実施形態は、モジュール基板６３の上に配置された複数の発光素子１０、１１を用いてアレイすることができ、上記第１及び第２発光素子１０、１１の間の中心ピークの差は、例えば、２．５ｎｍ以内に配置される。このような発光素子１０、１１の間のピーク差が狭くなるように配置することによって、発光素子１０、１１により色度図の上で色むらや色感差の発生を減らすことができる。
【００５８】
上記光学シート５４は、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムなどのうち、少なくとも１つ以上配置される。上記拡散シートは入射される光を拡散させ、上記水平及び垂直プリズムシートは入射される光を表示領域に集光させ、上記輝度強化フィルムは捨てられる光を再使用して光効率を改善させる。
【００５９】
上記表示パネル５５は、例えばＬＣＤパネルであって、互いに対向する透明な材質の第１及び第２基板、そして第１及び第２基板の間に介された液晶層を含む。上記第１基板は、例えば、カラーフィルタアレイ基板で具現でき、第２基板は、例えばＴＦＴアレイ基板で具現でき、その反対の構造で具現されることもできる。このような表示パネルに対しては変更可能であり、これに限定されるものではない。上記表示パネルの少なくとも一面には偏光板が付着され、このような偏光板の付着構造に限定されるものではない。
【００６０】
図１０は、本発明の第７実施形態による表示装置を示す図である。
【００６１】
図１０を参照すると、表示装置７０は、基板（board）８３、発光素子１０、１１を含む発光モジュール８０、反射プレート７１、光ガイドプレート７２、光学シート７３、及び表示パネル７４を含む。上記発光モジュール８０、反射プレート７１、光ガイドプレート７２、及び光学シート７３は、ライトユニットとして機能する。上記のライトユニットは、ボトムカバーまたはボトムシャーシ等により保護できる。
【００６２】
上記発光モジュール８０は、基板８３の上にピーク波長の差が２．５ｎｍ以内の範囲にある複数の発光素子１０、１１をアレイし、上記複数の発光素子１０、１１のうち、少なくとも１つ１０は、上記に開示された波長組合せを有する素子を含む。
【００６３】
上記発光モジュール８０の一側には光ガイドプレート７２が配置され、上記光ガイドプレート７２の下部には反射プレート７１が配置され、上部には光学シート７３が配置される。上記光ガイドプレート７２は、上記発光素子１０、１１と０．５ｍｍ以下に離隔され、その材質はＰＣ材質またはＰＭＭＡ（Poly methyl methacrylate）材質からなることができ、これに限定されるものではない。
【００６４】
上記反射プレート７１は光ガイドプレート７２から漏洩される光を反射し、上記光学シート７３は上記光ガイドプレート７２から入射された光を拡散及び集光して表示パネルに照射する。
【００６５】
上記発光モジュール８０から放出された光は光ガイドプレート７２に入射され、上記光ガイドプレート７２は発光モジュール８０から入射される光を全体領域にガイドして面光源に放出するようになる。上記光ガイドプレート７２の上には光学シート７３が配置される。上記光ガイドプレート７２及び上記光学シート７３は光学部材と定義される。
【００６６】
ここで、上記光学シート７３は、拡散シート、水平及び垂直プリズムシート、輝度強化フィルムなどのうち、少なくとも１つ以上を含むことができる。上記表示パネル７４は、例えば、ＬＣＤパネルで具現できる。
【００６７】
図１１は、本発明の実施形態による発光モジュール上の波長スペクトルを示す図である。ここで、グラフは発光モジュールの上で２つの発光素子に対するスペクトルであって、青色発光ダイオードにより緑色及び赤色蛍光体から励起された波長を示すグラフである。
【００６８】
図１１に示すように、２つの発光素子のスペクトル（Ｐ１、Ｐ２）は青色発光素子の光により励起された緑色蛍光体のメインピークと赤色蛍光体のメインピークであって、２つの発光素子のスペクトルのピークの差が２．５ｎｍ以内にある場合、スペクトル（Ｐ１、Ｐ２）の内で緑色と赤色のメインピークの強度差がほとんど無く表れることが分かる。即ち、実施形態は発光素子アレイで発光ダイオードの間のピーク差を臨界範囲内にソーティングすることで、上記発光ダイオードの光を吸収して励起する蛍光体の励起波長差を減らすことができる。即ち、発光ダイオードと蛍光体による励起波長差を減らすことによって、ライトユニットでのメインピークの差によるやや赤い現象（reddish）や色むらのような色感差を減らすことができる。
【００６９】
実施形態は、発光ダイオードの間の色感差を減らすことができる。実施形態は、発光素子アレイによるセット内での色感差を減らすことによって、色むらや異常な色感発生を減らすことができる。実施形態は、均一な色分布を有するライトユニットを提供することができる。
【００７０】
図１２は、本発明の実施形態による発光素子を備えた照明装置を示す図である。
【００７１】
図１２を参照すると、照明装置１５００は、ケース１５１０、上記ケース１５１０に設置された発光モジュール１５３０、及び上記ケース１５１０に設置され、外部電源から電源の提供を受ける連結端子１５２０を含むことができる。
【００７２】
上記ケース１５１０は、放熱特性の良好な材質で形成されることが好ましく、例えば金属材質または樹脂材質で形成される。
【００７３】
上記発光モジュール１５３０は、基板１５３２及び上記基板１５３２に搭載される実施形態による発光素子１０、１１を含むことができる。上記発光素子１０、１１は実施形態に開示された素子であって、同一なカラー帯域の内で互いに異なるメインピークを有する。上記発光素子１０、１１はマトリックス形態または所定間隔で離隔してアレイできる。
【００７４】
上記基板１５３２は、絶縁体に回路パターンが印刷されたものであることがあり、例えば、一般の印刷回路基板（ＰＣＢ：Printed Circuit Board）、メタルコア（Ｍetal Core）ＰＣＢ、軟性（Flexible）ＰＣＢ、セラミックＰＣＢ、ＦＲ−４基板などを含むことができる。
【００７５】
また、上記基板１５３２は光を効率的に反射する材質で形成されたり、表面が光が効率的に反射されるカラー、例えば白色、銀色などのコーティング層となることができる。
【００７６】
上記基板１５３２の上には少なくとも１つの発光素子１０、１１が搭載される。上記発光素子１０、１１の各々は少なくとも１つのＬＥＤ（Light Emitting Diode）チップを含むことができる。上記ＬＥＤチップは、赤色、緑色、青色、または白色などの可視光線帯域の発光ダイオード、または紫外線（ＵＶ：Ultra Violet）を発光するＵＶ発光ダイオードを含むことができる。
【００７７】
上記発光モジュール１５３０は色感及び輝度を得るために多様な発光素子１０、１１の組合を有するように配置される。例えば、高演色性（ＣＲＩ）を確保するために、白色発光ダイオード、赤色発光ダイオード、及び緑色発光ダイオードを組合せて配置することができる。
【００７８】
上記連結端子１５２０は、上記発光モジュール１５３０と電気的に連結されて電源を供給することができる。上記連結端子１５２０はソケット方式により外部電源に螺合されるが、これに対して限定するものではない。例えば、上記連結端子１５２０はピン（pin）形態に形成されて外部電源に挿入されたり、配線により外部電源に連結されることもできる。
【００７９】
実施形態による発光素子は多様な色を放出する素子で具現できるので、カラーを表示する点灯表示器、文字表示器、及び映像表示器、指示装置、照明装置などの多様な分野に光源として含まれることができる。上記照明装置は、照明灯、信号灯、前照灯、電光板などを含むことができる。
【００８０】
上述した実施形態及び添付された図面により限定されるものでなく、添付された請求範囲により限定される。したがって、請求範囲に記載された本発明の技術的事象を逸脱しない範囲内で多様な形態の置換、変形、及び変更が可能であるということは該技術分野の通常の知識を有する者には自明なことであり、これもまた添付された請求範囲に記載された技術的事象に属するというべきである。
【００８１】
以上、実施形態に説明された特徴、構造、効果などは、本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれ、必ず１つの実施形態のみに限定されるのではない。延いては、各実施形態で例示された特徴、構造、効果などは、実施形態が属する分野の通常の知識を有する者により他の実施形態に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に関連した内容は本発明の範囲に含まれることと解釈されるべきである。
【００８２】
以上、本発明を好ましい実施形態をもとに説明したが、これは単なる例示であり、本発明を限定するのでない。本発明の本質的な特性を逸脱しない範囲内で、多様な変形及び応用が可能であることが同業者にとって明らかである。例えば、実施形態に具体的に表れた各構成要素は変形して実施することができ、このような変形及び応用にかかわる差異点も、特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
胴体と、
第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオードと、
第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオードと、
前記胴体の上に前記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極と、を含み、
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は前記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含むことを特徴とする、発光素子。
【請求項２】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークの差は、前記第１カラー帯域の波長範囲内で少なくとも１５ｎｍの波長差を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークは、前記第１カラー帯域の中心波長から短波長方向に７．５ｎｍ以上離隔されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第２発光ダイオードの第２メインピークは、前記第１カラー帯域の中心波長から長波長方向に７．５ｎｍ以上離隔されることを特徴とする、請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記胴体の上部にキャビティを含み、前記キャビティには前記第１及び第２発光ダイオード、及び前記複数のリード電極が配置されることを特徴とする、
前記キャビティに樹脂物を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記樹脂物には、緑色蛍光体、黄色蛍光体、及び赤色蛍光体のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光素子は、前記第１及び第２発光ダイオードの間に配置された第３発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第３発光ダイオードから放出された第３メインピークの中心ピークは、前記第１及び第２メインピークの中心ピークの合計を平均した値と２．５ｎｍ以内の差を有することを特徴とする、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードは青色光を発光することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１及び第２発光ダイオードは４４０〜４６０ｎｍの波長範囲にある光を発光することを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記短波長は４４０ｎｍ以下であり、前記長波長は４６０ｎｍ以上の波長であることを特徴とする、請求項４に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークの中心ピークは前記第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近く離隔され、前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークは前記第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近く離隔されることを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は１５ｎｍ以上の差を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の発光素子。
【請求項１４】
基板と、
前記基板の上に配列された複数の発光素子と、を含み、
前記複数の発光素子のうち、少なくとも１つは請求項１の発光素子であって、
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークの差は少なくとも１５ｎｍの差を含むことを特徴とする、ライトユニット。
【請求項１】
胴体と、
第１カラー帯域の波長範囲内で第１メインピークを発光する第１発光ダイオードと、
第１カラー帯域の波長範囲内で第２メインピークを発光する第２発光ダイオードと、
前記胴体の上に前記第１発光ダイオード及び第２発光ダイオードのうち、少なくとも１つと電気的に連結された複数のリード電極と、を含み、
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は前記第１カラー帯域の波長範囲を基準にして少なくとも７５％の波長差を含むことを特徴とする、発光素子。
【請求項２】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークの差は、前記第１カラー帯域の波長範囲内で少なくとも１５ｎｍの波長差を有することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項３】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークは、前記第１カラー帯域の中心波長から短波長方向に７．５ｎｍ以上離隔されることを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項４】
前記第２発光ダイオードの第２メインピークは、前記第１カラー帯域の中心波長から長波長方向に７．５ｎｍ以上離隔されることを特徴とする、請求項３に記載の発光素子。
【請求項５】
前記胴体の上部にキャビティを含み、前記キャビティには前記第１及び第２発光ダイオード、及び前記複数のリード電極が配置されることを特徴とする、
前記キャビティに樹脂物を含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の発光素子。
【請求項６】
前記樹脂物には、緑色蛍光体、黄色蛍光体、及び赤色蛍光体のうち、少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項５に記載の発光素子。
【請求項７】
前記発光素子は、前記第１及び第２発光ダイオードの間に配置された第３発光ダイオードを含むことを特徴とする、請求項１乃至４のうち何れか１項に記載の発光素子。
【請求項８】
前記第３発光ダイオードから放出された第３メインピークの中心ピークは、前記第１及び第２メインピークの中心ピークの合計を平均した値と２．５ｎｍ以内の差を有することを特徴とする、請求項７に記載の発光素子。
【請求項９】
前記第１発光ダイオード及び前記第２発光ダイオードは青色光を発光することを特徴とする、請求項１に記載の発光素子。
【請求項１０】
前記第１及び第２発光ダイオードは４４０〜４６０ｎｍの波長範囲にある光を発光することを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１１】
前記短波長は４４０ｎｍ以下であり、前記長波長は４６０ｎｍ以上の波長であることを特徴とする、請求項４に記載の発光素子。
【請求項１２】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークの中心ピークは前記第１カラー帯域の中心波長より短波長にさらに近く離隔され、前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークは前記第１カラー帯域の中心波長より長波長にさらに近く離隔されることを特徴とする、請求項９に記載の発光素子。
【請求項１３】
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークとの間の中心ピークの差は１５ｎｍ以上の差を含むことを特徴とする、請求項１２に記載の発光素子。
【請求項１４】
基板と、
前記基板の上に配列された複数の発光素子と、を含み、
前記複数の発光素子のうち、少なくとも１つは請求項１の発光素子であって、
前記第１発光ダイオードの第１メインピークと前記第２発光ダイオードの第２メインピークの中心ピークの差は少なくとも１５ｎｍの差を含むことを特徴とする、ライトユニット。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１１−２１１１９６（Ｐ２０１１−２１１１９６Ａ）
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５４３８（Ｐ２０１１−６５４３８）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５１０１１０３０１）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (101)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（５１０１１０３０１）エルジー イノテック カンパニー リミテッド (101)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]