KR100986397B1 - 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광 장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광 장치는 몸체; 상기 몸체 상에 돌출 패턴을 가진 제1 전극; 상기 몸체 상에 상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극; 상기 돌출 패턴을 포함하는 제1 전극 상에 접합층; 및 상기 접합층 상에 발광 소자를 포함한다.

Description

발광 장치{LIGHT EMITTING APPARATUS}
실시예는 발광 장치에 관한 것이다.
최근, 발광 소자로서 발광 다이오드가 많이 사용되고 있다.
발광 다이오드는 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하고, 상기 n형 반도체층 및 p형 반도체층에 전원이 인가됨에 따라 상기 활성층에서 빛이 발생된다.
상기 발광 소자는 전극과 전기적으로 연결되어 회로 몸체을 통해 전원이 인가된다. 상기 발광 소자는 와이어를 통해 상기 전극과 전기적으로 연결되거나, 상기 전극 상에 설치되어 직접 전기적으로 연결될 수도 있다.
실시예는 새로운 구조의 발광 장치를 제공한다.
실시예는 열저항이 감소된 발광 장치를 제공한다.
실시예에 따른 발광 장치는 몸체; 상기 몸체 상에 돌출 패턴을 가진 제1 전극; 상기 몸체 상에 상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극; 상기 돌출 패턴을 포함하는 제1 전극 상에 접합층; 및 상기 접합층 상에 발광 소자를 포함한다.
실시예에 따른 발광 장치는 몸체; 상기 몸체 상에 제1 전극 및 상기 제1 전극과 분리된 제2 전극; 상기 제1 전극 상에 돌출 패턴; 및 상기 제1 전극 및 돌출 패턴 상에 발광 소자를 포함한다.
실시예는 새로운 구조의 발광 장치를 제공할 수 있다.
실시예는 열저항이 감소된 발광 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 장치를 설명하는 단면도.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광 장치에서 발광 소자와 제1 전극의 접합 영역을 확대한 도면.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광 장치에서 발광 소자와 제1 전극의 접합 영역을 확대한 도면.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 몸체, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예들에 따른 발광 장치에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 발광 장치를 설명하는 단면도이다.
도 1을 참조하면, 발광 장치(10)는 몸체(1)와, 상기 몸체(1)의 표면에 형성된 절연층(2)과, 상기 절연층(2)의 표면에 형성된 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과, 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과 전기적으로 연결되고 상기 몸체(1)의 상측에 설치되는 발광 소자(5)가 포함된다.
또한, 상기 몸체(1) 아래에는 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과 전기적으로 연결되는 기판이 더 배치될 수도 있다.
상기 몸체(1)는 전기 전도성 물질 또는 전기 절연성 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 금속이나 세라믹 재질로 형성될 수도 있다. 실시예에서 상기 몸체(1)는 실리콘 재질로 형성된 것이 예시된다.
상기 몸체(1)는 오목부(6)가 형성되어 있어 상기 몸체(1)의 상면에는 바닥면과 측면이 형성된다. 상기 측면은 경사면으로 형성될 수도 있다.
상기 절연층(2)은 예를 들어 SiO2, SiNx, Al2O3 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 절연층(2)은 상기 몸체(1)의 상면, 측면 및 하면에 형성될 수 있으며, 상기 몸체(1)을 통해 전류가 누설되는 것을 방지할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(2)은 상기 몸체(1)을 산화시킨 산화막으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은 서로 전기적으로 분리되어 형성되며, 상기 발광 소자(5)에 전기적으로 연결된다. 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은 상기 몸체(1) 상에 형성되며, 측면 및 하면으로 연장되어 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은 상기 몸체(1)를 관통하여 상기 몸체(1)의 하면으로 연장될 수도 있다.
상기 발광 소자(5)는 상기 몸체(1)의 오목부(6) 내에 설치될 수도 있다.
상기 발광 소자(5)는 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층이 형성되고, 하부에는 상기 제1 전극(3)과 전기적으로 연결되는 도전성 지지기판을 포함하고 상부에는 상기 제2 전극(4)과 와이어를 통해 전기적으로 연결되는 전극부를 포함하는 수직형 발광 소자가 될 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자(5)는 상기 절연층(2) 상에 설치되어 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과 상기 와이어(7)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(5)는 상기 제1 전극(3) 또는 제2 전극(4) 상에 설치되어 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)과 상기 와이어(7)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자(5)는 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 중 어느 하나 상에 설치되어 직접 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4) 중 다른 하나와 상기 와이어(7)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예에서 상기 제1 전극(3) 및 제2 전극(4)은 상기 발광 소자(5)에 전원을 제공하는 역할을 할 뿐만 아니라, 상기 발광 소자(5)에서 방출된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 한다.
또한, 실시예에서 상기 제1 전극(3)은 상기 발광 소자(5)에서 발생된 열이 외부로 용이하게 방출될 수 있도록 하는 히트싱크 역할도 수행할 수 있다.
상기 오목부(6)에는 상기 발광 소자(5) 및 와이어(7)를 보호하기 위한 충진재(8)가 형성될 수 있다. 상기 충진재(8)의 상면은 오목한 형상, 볼록한 형상, 평평한 형상 등 다양한 형태로 형성될 수 있으며, 상기 충진재(8)의 형태에 따라 상기 발광 소자(5)에서 방출된 광의 지향각이 변화될 수 있다.
또한, 상기 충진재(8)에는 형광체가 포함될 수 있다. 상기 형광체는 상기 발광 소자(5)에서 방출된 광의 색을 변환시킬 수 있다.
한편, 상기 발광 소자(5)와 상기 제1 전극(3)은 페이스트 본딩(Paste bonding) 방식 또는 공융 본딩(Eutectic bonding) 방식으로 결합될 수 있다. 상기 페이스트 본딩 방식은 페이스트의 열 전달 효율이 낮기 때문에 상기 공융 본딩 방식에 비해 열 방출 효율이 떨어진다.
따라서, 실시예에 따른 발광 장치는 공융 본딩 방식을 통해 상기 발광 소자(5)와 상기 제1 전극(3)을 접합하며, 열 전달 효율을 향상시키기 위해 공융 접합층과 상기 제1 전극(3)의 접촉 면적을 넓힌다.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광 장치에서 발광 소자와 제1 전극의 접합 영역을 확대한 도면이다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 장치는 상기 제1 전극(3)의 상면에 돌출 패턴(31)을 포함하고, 상기 돌출 패턴(31)을 포함하는 제1 전극(3)의 상면에 접합층(9)이 형성된다. 그리고, 상기 접합층(9) 상에 상기 발광 소자(5)가 배치된다.
상기 돌출 패턴(31)은 상기 발광 소자(5)가 배치되는 영역에 상기 발광 소자(5)와 수직 방향으로 오버랩되도록 배치된다. 상기 돌출 패턴(31)은 상기 제1 전극(3)의 상면에 일정 주기로 형성될 수 있으며, 상기 제1 전극(3)의 상면을 평평하게 형성한 후 마스크 패턴을 이용하여 금속을 선택적으로 증착하는 방법으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(3)은 Au를 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다.
상기 접합층(9)은 상기 제1 전극(3)의 돌출 패턴(31)에 대응하는 오목부를 가질 수 있으며, 상기 제1 전극(3)과의 사이에 갭이 형성되지 않도록 밀접하게 접합될 수 있다. 예를 들어, 상기 접합층(9)은 Au-Sn을 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 접합 구조는 상기 제1 전극(3) 상에 돌출 패턴(31)을 형성하고, 상기 발광 소자(5)의 하면에 상기 접합층(9)을 형성한 후, 상기 접합층(9)에 열을 가하여 용융시킨 상태에서 힘을 가하여 상기 접합층(9)과 상기 제1 전극(3)을 접합시키는 방법을 이용한다.
제1 실시예에 따른 발광 장치는 상기 제1 전극(3) 상에 돌출 패턴(31)을 형성하고, 상기 돌출 패턴(31)을 상기 접합층(9)이 감싸도록 하여 상기 제1 전극(3)과 상기 접합층(9)의 접촉 면적을 증가시킨다. 따라서, 상기 제1 전극(3)과 상기 접합층(9) 사이의 열 저항이 감소되어 상기 발광 장치(10)의 열 방출 성능이 향상될 수 있다.
도 3은 제2 실시예에 따른 발광 장치에서 발광 소자와 제1 전극의 접합 영역을 확대한 도면이다.
도 3을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 장치는 상기 발광 소자(5)의 하면에 돌출 패턴(51)을 포함하고, 상기 돌출 패턴(51) 아래에 상기 제1 전극(3)이 배치된다.
상기 돌출 패턴(51)은 상기 발광 소자(5)의 하면에 일정 주기로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 상기 돌출 패턴(51)은 Au-Sn을 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(3)은 상기 돌출 패턴(51)에 대응하는 오목부를 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(3)은 Au를 포함하는 금속층으로 형성될 수 있다.
상기와 같은 접합 구조는 상기 발광 소자(5)의 하면에 돌출 패턴(51)을 형성하고, 상기 제1 전극(3)에 열을 가하여 용융시킨 상태에서 힘을 가하여 상기 돌출 패턴(51)과 상기 제1 전극(3)을 접합시키는 방법을 이용한다.
제2 실시예에 따른 발광 장치는 상기 발광 소자(5) 아래에 돌출 패턴(51)을 형성하고, 상기 돌출 패턴(51)을 상기 제1 전극(3)이 감싸도록 하여 상기 돌출 패턴(51)과 상기 제1 전극(3)의 접촉 면적을 증가시킨다. 따라서, 상기 돌출 패턴(51)과 상기 제1 전극(3) 사이의 열 저항이 감소되어 상기 발광 장치(10)의 열 방출 성능이 향상될 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1: 몸체, 2: 절연층, 3: 제1 전극, 4: 제2 전극, 5: 발광 소자, 6: 오목부, 7: 와이어, 8: 충진재, 9: 접합층, 10: 발광 장치, 31: 돌출 패턴, 51: 돌출 패턴

Claims (16)

  1. 몸체;
    상기 몸체 상에 돌출 패턴을 가진 제1 전극;
    상기 몸체 상에 상기 제1 전극과 전기적으로 분리된 제2 전극;
    상기 돌출 패턴을 포함하는 제1 전극 상에 접합층; 및
    상기 접합층 상에 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 접합층은 Au-Sn을 포함하는 금속으로 형성되고, 상기 돌출 패턴은 Au를 포함하는 금속으로 형성되는 발광 장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 돌출 패턴의 상면 및 측면은 상기 접합층에 의해 둘러싸여 배치되는 발광 장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체는 실리콘 재질로 형성되고, 상기 몸체의 상면에는 상기 발광 소자가 설치되는 오목부가 형성된 발광 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층이 형성되고,
    상기 발광 구조층 아래에 상기 접합층과 접하는 전도성 지지기판과, 상기 발광 구조층 상에 상기 제2 전극과 연결되는 전극을 포함하는 발광 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체과 상기 제1 전극 및 제2 전극 사이에 절연층을 포함하고, 상기 절연층은 실리콘 산화막인 발광 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 접합층은 갭 없이 밀착되는 발광 장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체 상에 절연층을 포함하는 발광 장치.
  9. 제 1항에 있어서,
    상기 몸체 아래에 기판을 더 포함하는 발광 장치.
  10. 몸체;
    상기 몸체 상에 제1 전극 및 상기 제1 전극과 분리된 제2 전극;
    상기 제1 전극 상에 돌출 패턴; 및
    상기 제1 전극 및 돌출 패턴 상에 발광 소자를 포함하는 발광 장치.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 돌출 패턴은 Au-Sn을 포함하는 금속으로 형성되고, 상기 제1 전극은 Au를 포함하는 금속으로 형성되는 발광 장치.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 돌출 패턴의 하면 및 측면은 상기 제1 전극에 의해 둘러싸여 배치되는 발광 장치.
  13. 제 10항에 있어서,
    상기 제1 전극의 일부는 상기 발광 소자와 직접 접촉하는 발광 장치.
  14. 제 10항에 있어서,
    상기 몸체는 실리콘 재질로 형성되고, 상기 몸체의 상면에는 상기 발광 소자가 설치되는 오목부가 형성된 발광 장치.
  15. 제 10항에 있어서,
    상기 발광 소자는 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 및 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층이 형성되고,
    상기 발광 구조층 아래에 상기 돌출 패턴 및 제1 전극과 접하는 전도성 지지기판과, 상기 발광 구조층 상에 와이어를 통해 상기 제2 전극과 연결되는 전극을 포함하는 발광 장치.
  16. 제 10항에 있어서,
    상기 돌출 패턴 및 발광 소자와 상기 제1 전극은 갭 없이 밀착되는 발광 장치.
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