KR101905821B1 - 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하는 트랜지스터 어레이 기판을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치는 기판의 일면 상에 복수의 트랜지스터부가 2차원으로 배열된 트랜지스터 어레이 기판; 및 상기 복수의 트랜지스터부와 연결되는 복수의 발광다이오드부를 포함하며, 상기 트랜지스터 어레이 기판 상에 배치되는 발광다이오드 어레이 모듈;을 포함하고, 상기 트랜지스터부는 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치는 기판의 일면 상에 복수의 트랜지스터부가 2차원으로 배열된 트랜지스터 어레이 기판; 및 상기 복수의 트랜지스터부와 연결되는 복수의 발광다이오드부를 포함하며, 상기 트랜지스터 어레이 기판 상에 배치되는 발광다이오드 어레이 모듈;을 포함하고, 상기 트랜지스터부는 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 조명 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하는 트랜지스터 어레이 기판 및 복수의 발광다이오드부를 포함하는 발광다이오드 어레이 모듈을 포함하는 조명 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 운송수단용 조명장치에는 야간 주행 시 전방을 조명하여 시야를 확보할 수 있도록 헤드램프가 구비되며, 헤드램프의 광원으로는 발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)가 사용되고 있다. 이러한 헤드램프는 주행 상황에 따라 운전자가 헤드램프의 조사 각도를 상향 또는 하향으로 조정이 가능하도록 구비된다.
하지만, 야간에 운전자는 고정되어 있는 빛 조사방향 때문에 커브가 많은 도로나, 커브 각이 큰 도로, 가로등이 없는 어두운 도로에서 주행하는 경우에 갑자기 마주하게 되는 보행자나 물체로 인해 능동적으로 대처하는데 어려움이 있다.
이를 해결하고자 트랜지스터 어레이에 발광다이오드를 본딩(bonding)하여 각각의 발광다이오드를 제어함으로써, 주변환경에 따라 발광 패턴을 다르게 하는 방법이 시도되고 있으나, 종래에는 발광다이오드의 본딩이 어려울 뿐만 아니라 일반적으로 사용되는 박막 트랜지스터(TFT), 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)의 전자 이동도가 낮아 트랜지스터 어레이를 통과하여 발광다이오드에 전달되는 전류가 작을 수 밖에 없었고, 이로 인해 발광다이오드의 구동이 원활하지 않은 문제가 있었다.
본 발명은 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하는 트랜지스터 어레이 기판 상에 발광다이오드 어레이 모듈이 배치된 조명 장치를 제공한다.
본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치는 기판의 일면 상에 복수의 트랜지스터부가 2차원으로 배열된 트랜지스터 어레이 기판; 및 상기 복수의 트랜지스터부와 연결되는 복수의 발광다이오드부를 포함하며, 상기 트랜지스터 어레이 기판 상에 배치되는 발광다이오드 어레이 모듈;을 포함하고, 상기 트랜지스터부는 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함할 수 있다.
상기 하부 반도체층과 상기 상부 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어질 수 있다.
상기 상부 반도체층의 밴드갭은 상기 하부 반도체층의 밴드갭보다 클 수 있다.
상기 트랜지스터 어레이 기판은, 상기 반도체 적층구조물 상에 형성되는 층간 절연층; 및 상기 층간 절연층의 적어도 일부와 상기 기판을 관통하는 제1 비아홀에 열전도성 물질이 충진되어 형성되며, 상기 기판의 타면으로 노출되는 방열부재를 포함할 수 있다.
상기 발광다이오드부는 상기 트랜지스터부에 전기적으로 연결되는 p형 전극을 포함하고, 상기 방열부재는 상기 p형 전극에 정렬되어 상기 p형 전극의 하부 영역에 위치할 수 있다.
상기 트랜지스터부는, 상기 발광다이오드부와 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터; 및 상기 제1 트랜지스터에 전기적으로 연결되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트를 스위칭하는 제2 트랜지스터를 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터 어레이 기판은 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 상기 제2 트랜지스터의 드레인에 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제1 전극과 이격되어 위치하는 제2 전극을 구비하는 저장 캐패시터를 더 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터 어레이 기판은, 제1 방향으로 복수의 상기 제2 트랜지스터의 소스를 연결하는 복수의 소스 라인; 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 복수의 상기 제2 트랜지스터의 게이트를 연결하는 복수의 게이트 라인을 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터의 소스에는 제1 전원전압이 인가되고, 상기 발광다이오드부는 제2 전원전압이 인가되는 n형 전극을 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터 어레이 기판은 상기 기판의 가장자리 영역에 관통 형성되는 복수의 제2 비아홀에 전도성 물질이 충진되어 형성되며, 상기 발광다이오드 어레이 모듈과 상기 복수의 트랜지스터부에 전기적으로 연결되는 복수의 관통 전극을 포함하고, 상기 복수의 관통 전극에 대응되어 복수의 전극 패드가 형성되며, 상기 트랜지스터 어레이 기판이 실장되는 회로 기판;을 더 포함할 수 있다.
상기 트랜지스터 어레이 기판과 연결되어 상기 발광다이오드 어레이 모듈을 구동하는 드라이버 모듈;을 더 포함하고, 상기 드라이버 모듈은, 상기 복수의 트랜지스터부를 제어하는 제어신호를 생성하는 로직 회로부; 및 상기 제어신호에 따라 상기 발광다이오드 어레이 모듈에 전류를 제공하는 파워 회로부를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치는 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하는 트랜지스터 어레이 기판 상에 발광다이오드 어레이 모듈이 배치됨으로써, 트랜지스터부의 전자 이동도를 높일 수 있고, 트랜지스터 어레이 기판을 통과하여 발광다이오드 어레이 모듈에 전달되는 전류가 커질 수 있다. 이에 따라 발광다이오드 어레이 모듈의 구동이 원활해질 수 있고, 광원의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
그리고 발광다이오드 어레이 모듈과 트랜지스터 어레이 기판에서 발생되는 열을 방출시키는 방열부재가 p형 전극에 정렬되어 p형 전극의 하부에 위치하는 제1 비아홀에 형성됨으로써, 발광다이오드 어레이 모듈과 트랜지스터 어레이 기판에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.
또한, 제2 비아홀에 전도성 물질이 충진되어 형성되는 복수의 관통 전극을 통해 트랜지스터 어레이 기판과 회로 기판을 전기적으로 연결함으로써, 트랜지스터 어레이 기판 및/또는 발광다이오드 어레이 모듈의 구동 속도와 소비 전력을 개선시킬 수 있고, 회로 기판의 면적을 줄일 수 있다.
한편, 본 발명의 실시 형태에 따른 조명 장치는 트랜지스터 어레이 기판에 발광다이오드 어레이 모듈이 본딩됨으로써, 드라이버 모듈을 통해 복수의 발광다이오드부를 개별적으로 제어할 수 있고, 주변환경에 따라 발광 패턴을 조정할 수 있다. 이에 따라 운전자가 감지 대상물 또는 도로환경을 쉽게 인지할 수 있어 충돌사고를 예방할 수 있고, 운전자의 시야성을 높여줄 수 있으며, 대향차 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 사시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드부와 트랜지스터부의 본딩 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트랜지스터 어레이 기판과 회로 기판의 본딩을 설명하기 위한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 어레이 모듈의 구동을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버 모듈을 나타내는 평면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드부와 트랜지스터부의 본딩 구조를 설명하기 위한 단면도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트랜지스터 어레이 기판과 회로 기판의 본딩을 설명하기 위한 사시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 어레이 모듈의 구동을 설명하기 위한 개념도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버 모듈을 나타내는 평면도.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 설명 중, 동일 구성에 대해서는 동일한 참조부호를 부여하도록 하고, 도면은 본 발명의 실시예를 정확히 설명하기 위하여 크기가 부분적으로 과장될 수 있으며, 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치를 나타내는 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 조명 장치(1000)는 기판(220)의 일면 상에 복수의 트랜지스터부(210)가 2차원으로 배열된 트랜지스터 어레이 기판(200); 및 상기 복수의 트랜지스터부(210)와 연결되는 복수의 발광다이오드부(110)를 포함하며, 상기 트랜지스터 어레이 기판(200) 상에 배치되는 발광다이오드 어레이 모듈(100);을 포함할 수 있다.
트랜지스터 어레이 기판(200)은 기판(220)의 일면 상에 복수의 트랜지스터부(210)가 2차원으로 배열되어 트랜지스터 어레이를 이룰 수 있다. 여기서, 기판(220)은 사파이어(sapphire) 기판 또는 실리콘(Silicon, Si) 기반(예를 들어, Si, SiC 등)의 기판일 수 있고, 트랜지스터부(210)는 밴드갭(band gap)이 서로 다른 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 적층된 반도체 적층구조물(211)을 포함할 수 있다.
반도체 적층구조물(211)은 격자 크기와 밴드갭 에너지(bandgap energy, Eg)가 서로 다른 물질로 형성된 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 헤테로 접합(hetero junction)될 수 있고, 상이한 밴드갭을 갖는 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)의 헤테로 접합에 의해 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)의 사이에는 2차원 전자가스(Two-Dimensional Electron Gas; 2DEG)층(211c)이 형성될 수 있다. 이때, 반도체 적층구조물(211) 상에는 소스(source, 21a,22a), 게이트(gate, 21b,22b) 및 드레인(drain, 21c,22c)이 형성될 수 있다. 즉, 트랜지스터부(210)는 고-전자 이동도 트랜지스터(High Electron Mobility Transistor; HEMT)일 수 있고, 높은 전자밀도, 높은 항복전압, 넓은 밴드갭, 큰 전도대 오프셋(off-set) 및 높은 전자 이동도를 가질 수 있다. 이를 통해 트랜지스터부(210)의 전자 이동도를 높임으로써, 트랜지스터 어레이 기판(200)을 통과하여 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 전달되는 전류가 커질 수 있고, 이에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 구동이 원활해질 수 있으며, 조명 장치(1000)의 광원 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
종래의 일반적인 트랜지스터(Transistor; TR)의 이동도(또는 전자 이동도, Mobility)는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor; MOSFET)의 경우에 약 100 내지 300이고, 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor; TFT)의 경우에 약 30 이하이었다. 디스플레이 장치(Display Device)에 주로 사용되는 유기 발광다이오드(Organic Light Emitting Diode; OLED)의 구동 전류(또는 주입 전류)는 약 1 ㎃ 이하로, 유기 발광다이오드(OLED)의 경우에는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 박막 트랜지스터(TFT)를 사용하여도 큰 문제가 되지 않는다. 하지만, 조명 장치(Lighting apparatus)에 주로 사용되는 발광다이오드(또는 무기 발광다이오드, Light Emitting Diode; LED)의 구동 전류는 약 15 ㎃로, 발광다이오드(LED)의 경우에는 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 박막 트랜지스터(TFT)를 사용하는 데에 어려움이 있다.
즉, 종래에는 트랜지스터(TR)로 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET) 또는 박막 트랜지스터(TFT)를 사용함으로써, 트랜지스터(TR)의 전자 이동도(Electron Mobility)가 낮아 트랜지스터를 통과하여 발광다이오드(LED)에 전달되는 전류가 작을 수 밖에 없었고, 이로 인해 발광다이오드 어레이 모듈(LED array module)의 구동이 원활하지 않은 문제가 있었다. 한편, 유기 발광다이오드(OLED)는 발광다이오드(LED)보다 상대적으로 밝기가 낮아 발광다이오드(LED)보다는 조명 장치에 사용하기가 적합하지 않다.
하지만, 본 발명에서 트랜지스터부(210)로 사용되는 고-전자 이동도 트랜지스터(HEMT)는 트랜지스터(TR)의 전자 이동도가 약 1,500 이하일 수 있으며, 금속 산화물 반도체 전계 효과 트랜지스터(MOSFET)보다는 전자 이동도가 수 배(약 5 내지 15 배) 빠를 수 있고, 박막 트랜지스터(TFT)보다는 전자 이동도가 수십 배(약 50 배 이상) 빠를 수 있다. 본 발명에서는 높은 전자 이동도를 갖는 고-전자 이동도 트랜지스터(HEMT)를 트랜지스터부(210)에 사용함으로써, 트랜지스터 어레이 기판(200)을 통과하여 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 전달되는 전류가 커지도록 할 수 있고, 이에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 구동이 원활해질 수 있으며, 조명 장치(1000)의 광원 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
그리고 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어질 수 있다. 여기서, 상기 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 질화갈륨(GaN)계 반도체, 갈륨비소(GaAs)계 반도체, 안티몬화갈륨(GaSb)계 반도체, 인화인듐(InP)계 반도체, 비화인듐(InAs)계 반도체, 안티몬화인듐(InSb)계 반도체를 포함할 수 있으며, 이에 특별히 한정되지 않는다. 이때, 상부 반도체층(211b)의 밴드갭은 하부 반도체층(211a)의 밴드갭보다 클 수 있다. 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어지는 경우에는 격자 크기와 밴드갭 에너지가 서로 다른 물질의 이종 결합으로 인한 압전 효과(piezoelectric effect)에 의해서 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)이 형성될 수 있다. 여기서, 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)은 소스 전극과 드레인 전극 사이의 전류 통로로서 이용될 수 있으며, 상기 전류 통로를 흐르는 전류는 게이트 전극에 인가되는 바이어스 전압(bias voltage)에 의해 제어될 수 있다.
예를 들어, 하부 반도체층(211a)은 질화갈륨(GaN)계 반도체로 이루어질 수 있으며, i형(intrinsic-type) 질화갈륨(GaN)계 반도체층으로 형성될 수 있고, 바람직하게는 고저항성 i형 GaN층으로 형성될 수 있다. 상부 반도체층(211b)은 하부 반도체층(211a)과 격자 상수가 다른 물질(예를 들어, 알루미늄)을 포함하는 질화갈륨(GaN)계 반도체로 이루어질 수 있으며, 알루미늄(Al)을 포함하는 i형 질화갈륨(GaN)계 반도체층으로 형성될 수 있고, 바람직하게는 i형 AlGaN층으로 형성될 수 있다. 한편, 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)은 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b) 사이에 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)을 생성할 수 있을 정도의 격자 상수 차를 갖는 것이면, 상기 예시한 화합물 반도체층 외에 다른 화합물 반도체층이나 다른 물질층으로 형성될 수 있다.
그리고 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b) 사이의 격자 상수 차이에 따라 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 형성되는 과정에서 하부 반도체층(211a)과 접촉되는 상부 반도체층(211b)의 계면에 분극장(polarization)이 생성될 수 있다. 이러한 분극장에 의해 하부 반도체층(211a)의 계면에 높은 전자 이동도와 높은 캐리어 농도를 가지는 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)이 형성될 수 있다. 여기서, 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)은 소스 전극과 드레인 전극 사이에서 전류가 흐를 수 있도록 하는 채널로서 적용하게 될 수 있다.
한편, 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 질화갈륨(GaN)계 반도체로 이루어진 경우에는 사파이어 기판 뿐만 아니라 실리콘(Si) 기반의 기판에도 잘 성장(또는 증착)될 수 있고, 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)이 안정적으로 실리콘(Si) 기반의 기판에 적층될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드부와 트랜지스터부의 본딩 구조를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2를 참조하면, 기판(220)의 일면 상에 트랜지스터부(210)를 형성하는 방법은 다음과 같을 수 있다.
먼저, 사파이어, 실리콘(Si), 탄화규소(SiC) 등과 같은 기판(220)의 일면 상에 계면 스트레스를 낮추기 위한 완충층으로 버퍼층(212)을 형성한 후에 버퍼층(212) 상에 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)을 적층하여 형성할 수 있다. 이때, 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)은 분극율이 다르고 밴드갭이 다른 반도체층으로 형성할 수 있다. 바람직하게는, 하부 반도체층(211a)은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 재료 중에서 고저항성의 i형 GaN층으로 형성할 수 있고, 상부 반도체층(211b)은 알루미늄(Al)을 포함하는 질화갈륨계 물질인 i형 AlGaN층으로 형성할 수 있다. 여기서, 상부 반도체층(211b)은 하부 반도체층(211a)과 밴드갭이 서로 다른 물질로 형성되어 헤테로 접합을 이룰 수 있고, 상이한 밴드갭을 갖는 상기 두 반도체 물질의 헤테로 접합에 의해 하부 반도체층(211a) 부분에 2차원 전자가스(2DEG)층(211c)이 형성될 수 있다.
이어서, 상부 반도체층(211b) 상에 주어진 간격으로 이격된 소스(21a,22a) 및 드레인(21c,22c)을 형성할 수 있다. 여기서, 소스(21a,22a)는 소스 전극 및 소스 패드를 포함할 수 있고, 드레인(21c,22c)은 드레인 전극 및 드레인 패드를 포함할 수 있다. 그리고 소스(21a,22a) 및 드레인(21c,22c)은 탄탈(Ta)/티타늄(Ti)/알루미늄(Al)/니켈(Ni)/금(Au) 중에서 선택되는 어느 하나 이상의 금속을 사용하여 단층 또는 적층 구조로 형성할 수 있다.
그 다음 소스(21a,22a) 및 드레인(21c,22c)을 포함하여 상부 반도체층(211b) 상에 게이트 절연막(또는 패시베이션층, 213)을 증착할 수 있다. 게이트 절연막(213)은 스퍼터(Sputter), 펄스레이저 증착(Pulsed Laser Deposition; PLD), 유기금속화학증착(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition; MOCVD), 분자빔 증착(Molecular Beam Epitaxy; MBE) 및 원자층 증착(Atomic Layer Deposition; ALD) 중 어느 하나의 방법을 이용하여 증착할 수 있고, 단층 또는 복수층의 무기 절연층으로 구비될 수 있다. 그리고 게이트 절연막(213)은 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 니켈(Ni), 구리(Cu), 칼슘(Ca), 카드뮴(Cd), 스트론튬(Sr) 및 실리콘(Si) 중에서 선택된 어느 하나의 물질을 포함하는 산화물로 증착될 수 있고, 게이트 절연막(213)을 형성하는 무기 절연층으로는 이산화규소(SiO2), 질화규소(SiNx), 실리콘 산화질소(SiON), 알루미나(Al2O3), 이산화 티타튬(TiO2), 오산화이탄탈(Ta2O5), 이산화 하프늄(HfO2), 지르코니아(ZrO2), BST([Ba1 - xSrx]TiO3), PZT(Pb[ZrxTi1-x]O3) 등이 포함될 수 있다.
그리고 게이트 절연막(213) 상에 게이트(21b,22b)가 형성될 수 있다. 여기서, 게이트(21b,22b)는 게이트 전극 및 게이트 패드를 포함할 수 있다. 게이트(21b,22b)는 상기 반도체 물질(즉, 상기 상부 반도체층)과 쇼트키 접촉을 이룰 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 게이트(21b,22b)는 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 티타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 등에서 선택된 하나 이상의 금속으로 단층 또는 복수층으로 형성될 수 있다.
한편, 소스(21a,22a), 게이트(21b,22b) 및 드레인(21c,22c)은 상부 반도체층(211b) 상에 다층 구조(또는 3D 구조)로 형성될 수 있다. 트랜지스터의 전류량은 게이트 전극의 길이에 비례하므로 트랜지스터의 전류량을 증가시키기 위해서는 게이트 전극의 길이를 최대한 길게 해야 한다. 따라서, 게이트(21b,22b)는 상부 반도체층(211b) 상에 적어도 일부가 일방향으로 나란히 형성되는 상기 게이트 전극을 포함할 수 있다. 여기서, 상기 게이트 전극은 하나일 수도 있고, 복수일 수도 있으며, 상기 일부는 하나의 상기 게이트 전극의 일부일 수도 있고, 복수의 상기 게이트 전극의 일부일 수도 있다. 예를 들어, 복수의 상기 게이트 전극이 일방향으로 나란히 형성되면, 상부 반도체층(211b) 상에 형성되는 전체적인 상기 게이트 전극의 길이(상기 게이트 전극의 길이×상기 게이트 전극의 개수)가 길어질 수 있다. 이때, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극은 각 상기 게이트 전극의 양측에 배치될 수 있다.
한편, 복수의 상기 게이트 전극은 일측 또는 타측 간이 연결될 수 있고, 이에 따라 긴 길이를 갖는 하나의 상기 게이트 전극이 될 수도 있으며, 이러한 경우에 상기 게이트 전극의 연결부 양측에도 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극이 배치될 수 있고, 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 각각은 상기 게이트 전극에 대응되어 일측 또는 타측 간이 연결될 수도 있다. 예를 들어, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극을 가지 형태의 전극구조로 형성하고, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 사이의 공간을 따라 상기 게이트 전극을 형성할 수 있으며, 이러한 구조를 ‘멀티 셀 구조’라고 할 수 있다. 멀티 셀 구조로 소스(21a,22a), 게이트(21b,22b) 및 드레인(21c,22c)이 형성되는 경우에는 상기 게이트 전극의 길이가 길어질 수 있고, 이에 따라 상기 소스 전극과 상기 드레인 전극 사이에서 흐르는 전류량이 증가할 수 있다. 다시 말하면, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각은 연결부 및 상기 연결부로부터 연장되는 복수의 가지부를 가질 수 있고, 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각의 복수의 가지부들은 서로 삽입되어 맞물리도록 배치될 수 있으며, 상기 게이트 전극은 상기 소스 전극 및 상기 드레인 전극 각각의 복수의 가지부들 사이 공간을 따라 배치될 수 있다.
그리고 이종접합 전계효과 트랜지스터에 고전류를 인가하기 위해서는 상기 소스 패드, 상기 드레인 패드 및/또는 상기 게이트 패드는 상당한 두께와 면적을 가져야 한다. 이에 따라 상기 게이트 전극 상에는 상기 게이트 전극이 절연되도록 패시베이션층(미도시)이 형성될 수 있고, 패시베이션층(미도시) 상에 제1 절연막(미도시)이 형성될 수 있다. 이를 통해 제1 절연막(미도시) 상에 상기 소스 패드 및 상기 드레인 패드를 상당한 두께와 면적으로 형성할 수 있다. 이때, 상기 게이트 패드는 공통(common)으로 상부 반도체층(211b) 상에 상기 게이트 전극과 같이 형성될 수도 있고, 제1 절연막(미도시) 상에 상기 소스 패드 및 상기 드레인 패드와 같이 형성될 수도 있으며, 상기 소스 패드, 상기 드레인 패드 및 상기 게이트 패드를 상당한 두께와 면적으로 형성할 수 있으면 족하다. 여기서, 상기 소스 패드, 상기 게이트 패드 및 상기 드레인 패드 각각은 상기 소스 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극 각각과 상기 제1 절연막(미도시)에 형성된 복수의 비아홀(via hole)을 통한 소스 배선, 게이트 배선 및 드레인 배선을 통해 연결될 수 있다.
한편, 상기 소스 패드, 상기 게이트 패드 및 상기 드레인 패드는 각각 접촉(contact) 패드와 본딩(bonding) 패드를 포함할 수 있다. 이때, 상기 제1 절연막(미도시) 상에는 게이트 접촉패드의 적어도 일부를 상기 일방향과 교차하는 방향으로 나란히 형성할 수 있고, 상기 제1 절연막(미도시)에 형성된 복수의 비아홀을 통한 상기 게이트 배선을 통해 상기 게이트 전극과 연결될 수 있다. 여기서, 소스 접촉패드와 드레인 접촉패드는 각 상기 게이트 접촉패드의 양측에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스 전극, 상기 게이트 전극 및 상기 드레인 전극 각각의 모든 부분(또는 모든 상기 소스 전극, 모든 상기 게이트 전극 및 모든 상기 드레인 전극)에 균일하게(또는 동시에) 전류(또는 전압)가 공급될 수 있다. 또한, 열적으로도 소스(21a,22a), 게이트(21b,22b) 및 드레인(21c,22c)를 통한 방열이 상부 반도체층(211b)의 전체면에서 원활하게 일어날 수 있다. 그리고 상기 소스 접촉패드, 상기 게이트 접촉패드 및 상기 드레인 접촉패드 상에 제2 절연막(미도시)이 형성되고, 제2 절연막(미도시) 상에 소스 본딩패드, 게이트 본딩패드 및 드레인 본딩패드가 형성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 소스 패드, 상기 게이트 패드 및 상기 드레인 패드가 상당한 두께와 면적을 가질 수도 있다.
이와 같이, 소스(21a,22a), 게이트(21b,22b) 및 드레인(21c,22c)을 상부 반도체층(211b) 상에 다층 구조로 형성하면, 복수의 트랜지스터부(210)의 성능을 향상시킬 수 있고, 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 공급되는 전류량을 증가시킬 수 있다.
발광다이오드 어레이 모듈(100)은 복수의 트랜지스터부(210)와 각각 연결되는 복수의 발광다이오드부(110)를 포함할 수 있고, 트랜지스터 어레이 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 이때, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 트랜지스터 어레이 기판(200)에 본딩될 수 있고, 복수의 발광다이오드부(110)는 대응되는 복수의 트랜지스터부(210)와 각각 짝(또는 쌍)을 이루어 2차원으로 배열될 수 있다. 여기서, 트랜지스터 어레이 기판(200)에는 복수의 트랜지스터부(210)와 개수 및 배열이 동일한 복수의 발광다이오드부(110)를 포함하는 하나의 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 본딩될 수도 있고, 복수의 트랜지스터부(210)보다 적은 개수로 이루어진 발광다이오드부(110)를 포함하는 복수(또는 다수)의 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 본딩될 수도 있다. 한편, 복수의 발광다이오드부(110)가 서로 연결되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 형성할 수도 있고, 복수의 발광다이오드 서브모듈(미도시)이 서로 연결되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 형성할 수도 있다. 또한, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 하나의 투명 기판(111)에 형성된 반도체 적층체(112)가 마이크로 픽셀로 분리된 마이크로 픽셀 어레이 발광다이오드일 수 있고, 이러한 경우에는 상기 마이크로 픽셀이 발광다이오드부(110)일 수 있다.
발광다이오드부(110)는 조명 장치(1000)의 광원으로서, 발광다이오드 칩일 수 있고, 전방에 빛을 조사할 수 있다. 이때, 발광다이오드부(110)는 투명 기판(111) 상에 n형 반도체층(112a), 활성층(112b) 및 p형 반도체층(112c)이 적층된 반도체 적층체(112)를 포함할 수 있고, p형 반도체층(112c) 상에 반사층(또는 반사전극, 113)이 형성될 수 있다. 여기서, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 발광다이오드부(110)의 픽셀(Pixel, P) 구성 및 전기적인 제어를 통해 복수의 발광 패턴을 만들 수 있으며, 복수의 발광다이오드부(110)는 각각의 구분된 광 조사 영역에서 개별 점소등을 할 수 있다. 즉, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 복수의 발광다이오드부(110)의 개별적인 점소등을 통하여 복수의 발광 패턴을 구현함으로써, 종래의 쉴드에 의한 컷 오프 라인과 같은 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이로써, 대향차 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다.
또한, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 발광다이오드부(110) 상에 제공되는 마이크로 렌즈(120)를 더 포함할 수 있고, 2차원으로 배열된 복수의 발광다이오드부(110)과 마이크로 렌즈(120)를 포함하는 복수의 단위 블록(예를 들어, 라인별)으로 구성될 수 있다. 복수의 단위 블록은 각각 블록별로 발광 패턴을 만들 수 있고, 하나의 단위 블록의 발광 패턴은 상황에 따라서 트랜지스터부(210)가 제어할 수 있다. 즉, 발광 패턴이 구현되는 하나의 단위 블록이 복수개로 형성되어 하나의 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구현할 수 있으며, 복수의 단위 블록은 각각의 블록별로 원하는 발광 패턴에 맞게 발광될 수 있도록 트랜지스터부(210)의 제어에 의해서 제어될 수 있다.
그리고 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 발광다이오드부(110)는 후술될 드라이버 모듈(400)로부터 전기 전원(power)을 공급받아 발광할 수 있고, 마이크로 렌즈(120)는 투명 재질로 제조되어 발광다이오드부(110)의 상부에서 복수의 발광다이오드부(110)를 보호할 수 있다. 마이크로 렌즈(120)는 외부의 충격이나 이물질로 인해 발광다이오드부(110)가 파손되거나 오작동되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다. 또한, 마이크로 렌즈(120)가 구비됨으로써, 1차적으로 발광다이오드부(110)에서 사방으로 발광되는 빛은 전방으로 집속되어 출사될 수 있고, 마이크로 렌즈(120)를 통해 전방을 향해서 출사된 빛은 전방에 구비된 투사 렌즈(700) 등을 포함하는 2차 렌즈 군을 통해 집속될 수 있다. 즉, 마이크로 렌즈(120)를 통해 효과적으로 빛이 전면으로 조사되기 때문에 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 면광원 특성을 가질 수 있다.
종래의 점광원 형태의 광원은 발광되는 빛이 사방으로 진행되기 때문에 리플렉터와 같은 빛을 반사시키는 장치가 필요하였는데, 본 발명에서는 면광원 형태를 가지고 빛이 전방으로 조사되기 때문에 리플렉터를 사용하지 않을 수 있다. 이로 인해, 리플렉터에서의 반사에 의한 광손실을 줄일 수 있어 광효율이 증가할 수 있으며, 조명 장치(1000)의 단순화 및 공간확보가 가능해질 수 있다.
그리고 트랜지스터 어레이 기판(200)은 반도체 적층구조물(211) 상에 형성되는 층간 절연층(260); 및 층간 절연층(260)의 적어도 일부와 기판(220)을 관통하는 제1 비아홀에 열전도성 물질이 충진되어 형성되며, 기판(220)의 타면으로 노출되는 방열부재(230)를 포함할 수 있다. 층간 절연층(260)은 반도체 적층구조물(211) 상에 형성될 수 있고, IMD(Inter Metal Dielectric)층 또는 ILD(Inter Layer Dielectric)층일 수 있다. 이때, 층간 절연층(260)은 감광성 폴리이미드(Photo Sensitive PolyImide; PSPI), 이산화 실리콘(SiO2), 사질화이규소(Si2N4), 알루미나(Al2O3), 질화 실리콘(SiN) 등의 전기적 절연성을 갖는 산화물 또는 질화물 및 절연 특성을 가지며 온도나 습도의 변화를 차단할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 즉, 층간 절연층(260)은 절연 특성을 갖는 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있고, 단층 또는 복수층으로 구성될 수 있다. 여기서, 층간 절연층(260)은 그 구성 물질에 따라 스핀 코팅 공정, 프린팅 공정, 스퍼터링 공정, 화학 기상 증착(CVD) 공정, 원자층 적층(ALD) 공정, 플라즈마 증대 화학 기상 증착(PECVD) 공정, 고밀도 플라즈마-화학 기상 증착(HDP-CVD) 공정, 진공 증착 공정 등을 이용하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 층간 절연층(260)은 무기물로 이루어진 무기 절연층으로 구비될 수 있으며, 무기물(또는 무기 절연층)은 SiO2, SiNx, SiON, Al2O3, TiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, BST, PZT 등을 포함할 수 있다. 또한, 층간 절연층(260)은 유기물로 이루어진 유기 절연층으로 구비될 수도 있으며, 유기물(또는 유기 절연층)은 폴리이미드(Polyimide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리아미드(Polyamide), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate; PET), PVP(Poly-4-vinylphenol), 폴리에테르술폰(Polyethersulfone; PES) 등을 포함할 수 있다. 층간 절연층(260)은 절연 특성, 열적 및 화학적 안정성, 내구성 및 연성 등이 요구될 수 있는데, 상기 유기 절연층은 내구성 및 연성이 우수하고, 절연 특성 또한 우수하며, 두꺼운 박막의 제조가 가능할 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드의 경우에는 1×1016 내지 2×1016 Ω·㎝의 절연 특성을 갖고 있어서 이종접합 전계효과 트랜지스터의 누설전류 차단에 효과적일 뿐만 아니라, 탄성률이 3 내지 4 GPa로서 트랜지스터 소자를 패키징하거나 트랜지스터부(210)에 고전압을 인가하는 경우에 발생하는 열과 압력에 의한 스트레스를 해소할 수 있는 스트레스 버퍼층(stress buffer layer)의 역할을 효과적으로 수행할 수도 있다.
한편, 층간 절연층(260)은 무기 절연층 또는 유기 절연층의 단일층으로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 무기 절연층과 유기 절연층의 적층구조로 형성될 수도 있다. 층간 절연층(260)이 무기절연층과 유기절연층의 적층구조로 형성된 경우에는 고전압의 인가시에 유기절연층에 의하여 1차적으로 절연이 이루어지고, 상기 유기절연층에서 누설된 낮은 정도의 전류는 상기 유기절연층보다 더욱 치밀한 무기절연층으로 2차 절연을 하여 누설전류를 획기적으로 낮출 수도 있다.
또한, 층간 절연층(260)은 복수의 반도체 적층구조물(211) 간, 소스(21a,22a), 게이트(21b,22b) 및 드레인(21c,22c) 간, 특성이 다른 반도체 상호 간, 복수의 내부 배선(201) 간, 복수의 접속 패드(202) 간, 내부 배선(201)과 접속 패드(202) 사이, 소스 패드(251)와 게이트 패드(252) 사이 및 상기 구성요소(예를 들어, 상기 반도체 적층구조물, 상기 소스, 상기 게이트, 상기 드레인, 상기 내부 배선, 상기 접속 패드, 상기 소스 패드, 상기 게이트 패드 등) 상호 간을 서로 절연시킬 수 있다. 여기서, 층간 절연층(260)은 내부 배선(201) 및 트랜지스터 어레이 기판(200)의 구성(예를 들어, 구성요소의 위치와 수)에 따라 제1 층간절연층(261), 제2 층간절연층(262) 등의 복수층으로 구성될 수 있으며, 예를 들어 도 2와 같이 제1 층간절연층(261), 제2 층간절연층(262), 제3 층간절연층(263) 및 제4 층간절연층(264)의 4개층으로 구성될 수 있다.
그리고 층간 절연층(260)은 열, 수분 등의 외부 환경으로부터 트랜지스터부(210)를 보호할 수 있다. 층간 절연층(260)은 온도나 습도의 변화를 차단할 수 있는 물질로 이루어져 트랜지스터부(210)를 열로부터 보호할 수 있고, 조명 장치(1000)가 차량용 헤드램프로 사용되는 경우에는 높은 엔진룸 온도(약 150 ℃)에 의한 트랜지스터부(210)의 손상을 방지 또는 억제할 수 있으며, 트랜지스터부(210)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
방열부재(230)는 층간 절연층(260)의 적어도 일부와 기판(220)을 관통하는 제1 비아홀에 열전도성 물질이 충진되어 형성될 수 있고, 기판(220)의 타면으로 노출될 수 있다. 이때, 방열부재(230)는 상기 제1 비아홀에만 형성될 수도 있고, 상기 제1 비아홀에서 연장되어 기판(220)의 타면 전체를 덮을 수도 있으며, 기판(220)의 타면 일부를 덮을 수도 있다. 여기서, 상기 열전도성 물질은 열전도도가 우수한(또는 좋은) 물질일 수 있으며, 질화 알루미늄(Aluminium Nitride; AlN) 등의 절연 특성을 가지면서 열전도도가 우수한 물질일 수 있고, 열전도도가 우수한 금속 물질일 수도 있다. 방열부재(230)는 트랜지스터부(210) 및/또는 발광다이오드 어레이 모듈(100)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있다. 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 발광다이오드부(110)가 발광할 때에 트랜지스터부(210) 및/또는 발광다이오드 어레이 모듈(100)에서 열이 발생될 수 있으며, 발광다이오드부(110)의 구동 및/또는 트랜지스터부(210)의 구동에 의해 트랜지스터부(210) 및/또는 발광다이오드 어레이 모듈(100)에서 열이 발생될 수 있다.
이러한 열을 효과적으로 방출시키기 위해 방열부재(230)는 트랜지스터부(210)에 연결되는 내부 배선(201)에 접촉될 수 있고, 기판(220)의 타면으로 노출될 수 있다. 이때, 방열부재(230)는 공기와 직접 접촉하여 방열할 수도 있고, 회로 기판(300)에 접촉되어 조명 장치(1000)의 방열부(600)에 열을 전달함으로써 방열되도록 할 수도 있다.
발광다이오드부(110)는 트랜지스터부(210)에 전기적으로 연결되는 p형 전극(116)을 포함할 수 있다. p형 전극(116)은 p형 반도체층(112c) 상에 형성될 수 있고, p형 반도체층(112c) 상에 반사층(113)이 형성된 경우에는 반사층(113) 상에 형성될 수 있다. 이때, 반사층(113) 상에 절연보호층(115)이 형성될 수도 있다. 또한, p형 전극(116)은 트랜지스터부(210)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 트랜지스터부(210)의 드레인(21c,22c)에 연결되어 트랜지스터부(210)에서 스위칭된 전류가 공급될 수 있다.
그리고 방열부재(230)는 p형 전극(116)에 정렬되어 p형 전극(116)의 하부 영역에 위치할 수 있다. 즉, 방열부재(230)는 p형 전극(116)에 정렬되어 p형 전극(116)의 하부(또는 하부 영역)에 위치하는 상기 제1 비아홀에 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 비아홀은 p형 전극(116)의 하부에 p형 전극(116)과 정렬되도록 형성될 수 있고, 이러한 상기 제1 비아홀에 상기 열전도성 물질이 충진되어 방열부재(230)가 형성될 수 있다. 이때, 방열부재(230)는 트랜지스터부(210)에서 연장되어 p형 전극(116)과 전기적으로 연결되는 내부 배선(201) 또는 접속 패드(202)에 접촉될 수 있다. 방열부재(230)가 트랜지스터부(210)와 p형 전극(116)을 연결하는 내부 배선(201) 또는 접속 패드(202)에 접촉되는 경우에는 비교적 열이 많이 발생하는 발광다이오드부(110)와 트랜지스터부(210)의 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다.
한편, 트랜지스터부(210)와 p형 전극(116)을 연결하는 내부 배선(201) 또는 접속 패드(202)에 접촉되는 방열부재(230)의 면적(또는 접촉 면적)은 p형 전극(116)의 면적(또는 상기 방열부재와 대향하는 면의 면적)과 동일할 수 있다. 이때, 서로 대향하는 방열부재(230)의 면(예를 들어, 상부를 향하는 면)과 p형 전극(116)의 면(예를 들어, 하부를 향하는 면)은 모양도 서로 동일할 수 있고, 모양과 크기가 같아서 완전히 포개어지는 합동일 수 있다. 상기 방열부재(230)의 면적이 p형 전극(116)의 면적과 다르게 되면, 방열부재(230)의 상부면(또는 상부를 향하는 면)과 p형 전극(116)의 하부면(또는 하부를 향하는 면)의 계면(또는 경계면)에서 열중첩이 발생하게 되어 방열부재(230)를 통해 열이 원활하게 방출되지 못하게 된다. 하지만, 상기 방열부재(230)의 면적은 p형 전극(116)의 면적과 동일하게 되면, 방열부재(230)의 상부면과 p형 전극(116)의 하부면의 계면이 발생하지 않게 되고 열중첩이 발생하지 않을 수 있으며, 이에 따라 방열부재(230)를 통해 열이 효과적으로 방출될 수 있다.
그리고 트랜지스터부(210)는 발광다이오드부(110)와 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터(21); 및 제1 트랜지스터(21)에 전기적으로 연결되어 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)를 스위칭하는 제2 트랜지스터(22)를 포함할 수 있다. 제1 트랜지스터(21)는 발광다이오드부(110)와 전기적으로 연결될 수 있고, 발광다이오드부(110)의 p형 전극(116)에 접속될 수 있으며, 이를 통해 p형 전극(116)에 공급되는 전류를 스위칭(switching)할 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c) 또는 소스(21a)가 p형 전극(116)에 접속될 수 있으며, 이하에서는 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)이 p형 전극(116)에 접속되는 경우를 중심으로 설명하기로 한다.
제2 트랜지스터(22)는 제1 트랜지스터(21)에 전기적으로 연결되어 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)를 스위칭할 수 있으며, 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)이 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)와 접속될 수 있고, 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)에 공급되는 전류를 스위칭할 수 있다. 여기서, 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a)는 소스 패드(251)에 연결될 수 있고, 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)는 게이트 패드(252)에 연결될 수 있다.
소스 패드(251)에 선택 신호(Selecting Signal)가 전송(또는 공급)되고 게이트 패드(252)에도 선택 신호가 전송되면, 게이트 패드(252)로 전송되는 선택 신호는 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)를 열고 소스 패드(251)에 전송되는 선택 신호는 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)로 전달(또는 전송)되어 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)를 열게 된다. 이때, 발광다이오드부(110)의 구동 전류(I)가 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에서 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)으로 흐르게 되어 상기 구동 전류(I)가 발광다이오드부(110)에 전달됨으로써, 발광다이오드부(110)가 구동(또는 발광)할 수 있으며, 제1 트랜지스터(21)는 구동 트랜지스터(Driving Transistor)일 수 있고, 제2 트랜지스터(22)는 스위칭 트랜지스터(Switching Transistor)일 수 있다. 여기서, 소스 패드(251)에만 상기 선택 신호가 전송되면, 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)가 열리지 않아(off) 소스 패드(251)에 전송되는 상기 선택 신호가 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)로 전송되지 못하고, 게이트 패드(252)에만 선택 신호가 전송되면, 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)는 열릴(On) 수 있으나 소스 패드(251)로부터 전송되는 상기 선택 신호가 없으므로, 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)를 열지 못하게(off) 되어 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에서 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)으로 상기 구동 전류(I)가 흐를 수 없고, 발광다이오드부(110)가 구동하지 않게 된다.
한편, 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에는 안정적인 전원(예를 들어, 별도의 전원 또는 VDD)이 연결될 수 있고, 이에 따라 지속적으로 발광다이오드부(110)의 구동 전류(I)가 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에 공급될 수 있다. 이러한 경우, 소스 패드(251)와 게이트 패드(252)에는 상기 선택 신호로 전압 신호(Voltage Signal)를 공급하고 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)에 안정적으로 발광다이오드부(110)의 구동 전류(I)가 공급될 수 있으므로, 발광다이오드부(110)의 구동과 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)의 구동에 필요한 각각의 전류량(또는 전압 크기)에 따라 조명 장치(1000)의 전원을 효율적으로 사용할 수 있고, 발광다이오드 어레이 모듈(100) 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 전류 구동일 수 있으며, 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 전류 구동인 경우에는 소스 패드(251)와 게이트 패드(252)에 상기 전압 신호를 전송하고 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)에 안정적으로 발광다이오드부(110)의 구동 전류(I)를 공급하여 보다 뛰어난 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 성능을 얻을 수 있다.
그리고 트랜지스터 어레이 기판(200)은 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)와 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)에 연결되는 제1 전극(241); 및 제1 전극(241)과 이격되어 위치하는 제2 전극(242)을 구비하는 저장 캐패시터(storage capacitor, 240)를 더 포함할 수 있다. 저장 캐패시터(240)는 제1 전극(241)과 제2 전극(242)을 구비할 수 있으며, 제1 전극(241)은 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)와 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)에 연결될 수 있고, 제2 전극(242)은 제1 전극(241)과 이격되어 위치할 수 있다. 여기서, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)은 서로 절연될 수 있으며, 제1 전극(241)과 제2 전극(242)의 사이에 위치하는 캐패시터 절연막(243)에 의해 절연될 수 있고, 제2 전극(242)은 제1 전극(241)의 상부에 위치할 수 있다.
캐패시터 절연막(243)은 유전율이 높은 물질으로 이루어질 수 있고, 이에 따라 내부 배선(201) 간 신호 간섭의 문제를 일으키지 않으면서 저장 캐패시터(240)의 저장 용량을 충분히 확보할 수 있다. 또한, 캐패시터 절연막(243)은 무기물 또는 유기물로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 유전율이 큰 무기물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 캐패시터 절연막(243)은 금속 산화물 또는 금속 질화물일 수 있으며, 구체적으로 무기물은 실리콘 산화물(SiO2), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘산질화물(SiON), 알루미늄 산화물(Al2O3), 티타늄 산화물(TiO2), 탄탈 산화물(Ta2O5), 하프늄 산화물(HfO2), 아연 산화물(ZrO2) 등을 포함할 수 있다. 이때, 층간 절연층(260)은 캐패시터 절연막(243)보다 유전율이 작은 유기물로 이루어질 수 있다. 그리고 캐패시터 절연막(243)은 실리콘 산화물(SiOx) 및/또는 실리콘 질화물(SiNx) 등의 무기물로 이루어진 막이 다층 또는 단층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 캐패시터 절연막(243)은 SiOx/SiNy 또는 SiNx/SiOy의 이중 구조로 이루어질 수 있다.
또한, 제1 전극(241)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있고, 제2 전극(242)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 마그네슘(Mg), 금(Au), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 니켈(Li), 칼슘(Ca), 몰리브덴(Mo), 타이타늄(Ti), 텅스텐(W), 구리(Cu) 중에서 선택된 하나 이상의 금속을 포함할 수 있다.
그리고 저장 캐패시터(240)는 제1 전극(241)이 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)와 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)에 연결될 수 있고, 제2 전극(242)이 제1 전원전압(VDD)과 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a) 또는 제2 전원전압(VSS)과 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)에 연결될 수 있다. 이때, 저장 캐패시터(240)는 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)과 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a) 또는 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)과 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c) 사이에 제공될 수 있다. 이러한 경우, 다른 발광다이오드부(110)에 상기 전압 신호를 전송하기 위해 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a) 또는 게이트(22b)에 전류 공급이 끊어지게 되더라도 저장 캐패시터(240)에 저장된 전하들에 의해 일정 시간 동안 발광하고 있는 발광다이오드부(110)가 그대로 발광할 수 있다. 예를 들어, 상기 전압 신호에 의해 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)에 전압이 걸리게 되면, 저장 캐패시터(240)에 전하(또는 전자)가 축적(또는 누적)되게 되고, 축적된 전하에 의해 저장 캐패시터(240)에 포텐셜(potential)이 생기게 되어 제1 트랜지스터(21)에 전류가 흐르게 됨으로써, 발광다이오드부(110)가 발광할 수 있다. 또한, 저장 캐패시터(240)와 제1 트랜지스터(21) 및/또는 제2 트랜지스터(22)의 연결은 이에 한정되지 않고, 필요에 맞게 저장 캐패시터(240)를 제1 트랜지스터(21) 및/또는 제2 트랜지스터(22)와 연결할 수 있다.
한편, 저장 캐패시터(240)는 층간 절연층(260)에 의해 트랜지스터부(210)의 상부(즉, 상기 제1 트랜지스터 및/또는 상기 제2 트랜지스터의 상부)에 위치할 수 있다. 이때, 제2 전극(242)은 제1 전극(241)의 상부에 위치할 수 있고, 캐패시터 절연막(243)은 제1 전극(241)과 제2 전극(242)의 사이에 위치할 수 있다. 종래에는 저장 캐패시터를 트랜지스터와 동일면에 형성하여 트랜지스터가 차지하는 공간(또는 면적)으로 인해 저장 캐패시터의 면적을 크게 하는 데 제약이 있었다. 특히, 픽셀 어레이를 이용하는 경우에는 각 픽셀(P, 상기 발광다이오드부)마다 트랜지스터와 저장 캐패시터가 연결되어야 하기 때문에 저장 캐패시터의 면적이 더욱 좁아지게 되므로, 충분한 저장 캐패시터의 용량을 얻을 수 없었다.
하지만, 본 발명에서는 층간 절연층(260) 상에 저장 캐패시터(240)를 형성하여 트랜지스터부(210)로 인한 공간(또는 면적)의 제약을 받지 않고 저장 캐패시터(240)를 트랜지스터부(210)와 중첩하여 배치할 수 있으므로, 저장 캐패시터(240)의 면적(즉, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극의 면적)을 충분히 확보할 수 있고, 최대한 넓게 할 수 있다. 이를 통해 저장 캐패시터(240)의 저장 용량을 늘릴 수 있고, 충분히 확보할 수 있다. 이에 따라 저장 캐패시터(240)의 면적 선택의 폭이 넓어질 수 있고, 원하는 저장 캐패시터(240)의 용량에 따라 용이하게 저장 캐패시터(240)를 형성할 수 있다. 여기서, 저장 캐패시터(240)의 저장 용량은 제1 전극(241)과 제2 전극(242)의 면적과 관계되는데, 제2 전극(242)이 제1 전극(241)의 상부에 위치하는 경우에 제1 전극(241)의 면적과 제2 전극(242)의 면적을 모두 충분히 확보할 수 있고, 트랜지스터 어레이 기판(200)의 두께를 최소화할 수 있다.
따라서, 본 발명에서는 저장 캐패시터(240)의 면적에 대한 제약이 줄어들 수 있고, 이에 따라 픽셀 어레이를 이용하는 경우에도 반도체 적층구조물(211)에 대응되는 면적을 모두 저장 캐패시터(240)의 면적으로 사용할 수 있으므로, 저장 캐패시터(240)의 용량을 늘려 충분한 저장 캐패시터(240)의 용량을 얻을 수 있다.
트랜지스터 어레이 기판(200)은 제1 방향으로 복수의 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a)를 연결하는 복수의 소스 라인(51); 및 상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 복수의 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)를 연결하는 복수의 게이트 라인(52)을 포함할 수 있다. 복수의 소스 라인(51)은 복수의 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a)를 상기 제1 방향 라인별로 연결할 수 있고, 복수의 게이트 라인(52)은 복수의 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)를 상기 제1 방향 라인과 교차하는 상기 제2 방향 라인별로 연결할 수 있다. 이때, 각각의 소스 라인(51)에는 소스라인 패드(510)가 연결될 수 있고, 각각의 게이트 라인(52)에는 게이트라인 패드(520)가 연결될 수 있다.
트랜지스터부(210)의 제2 트랜지스터(22)는 상기 2차원(또는 상기 2차원 어레이)의 라인별로 연결될 수 있으며, 서로 교차하는 두 방향(예를 들어, x축 방향과 y축 방향)의 라인별로 연결될 수 있다. 이러한 경우, 각 방향(또는 x축 방향과 y축 방향)의 라인들을 각각 선택하여 각 좌표(x,y) 또는 픽셀(P)의 발광다이오드부(110)를 개별적으로 제어할 수 있다. 예를 들어, x축 방향 첫 번째 라인(또는 첫 번째 소스라인 패드)을 선택(또는 전원 인가)하고 y축 방향 첫 번째 라인(또는 첫 번째 게이트라인 패드)을 선택(또는 전원 인가)하는 경우에는 (1,1) 좌표의 발광다이오드부(110)가 점등될 수 있고, 예를 들어, x축 방향 첫 번째와 두 번째 라인(또는 첫 번째와 두 번째 소스라인 패드)을 선택하고 y축 방향 첫 번째와 두 번째 라인(또는 첫 번째와 두 번째 게이트라인 패드)을 선택하는 경우에는 (1,1), (1,2), (2,1), (2,2) 좌표의 4개의 발광다이오드부(110)가 점등될 수 있다.
이에 제2 트랜지스터(22)를 통해 각 픽셀(P)이 선택되도록 함으로써, 각 픽셀(P)의 개별적인 제어가 안정적으로 이루질 수 있을 뿐만 아니라 제1 트랜지스터(21)에 안정적으로 상기 구동 전류(I)를 공급할 수 있고, 이에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100) 구동의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에는 제1 전원전압(VDD)이 인가될 수 있고, 발광다이오드부(110)는 제2 전원전압(VSS)이 인가되는 n형 전극(114)을 포함할 수 있다. 여기서, 제1 전원전압(VDD)은 양의 전압 또는 접지 전압일 수 있고, 제2 전원전압(VSS)은 접지 전압 또는 음의 전압일 수 있으며, 제1 전원전압(VDD)이 제2 전원전압(VSS)보다 높을 수 있다. 이를 통해 상기 구동 전류(I)가 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에서 n형 전극(114)으로 흘러 발광다이오드부(110)가 구동(또는 발광)할 수 있으며, 상기 구동 전류(I)는 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에서 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)을 통해 발광다이오드부(110)의 p형 전극(116)으로 공급될 수 있고, p형 전극(116)으로 공급된 상기 구동 전류(I)가 발광다이오드부(110)의 반도체 적층체(112)를 지나 n형 전극(114)으로 빠져 나옴으로써, 발광다이오드부(110)가 발광할 수 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)가 열린(On) 경우에만 상기 구동 전류(I)가 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에서 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)으로 흐를 수 있다. 이에 따라 발광다이오드부(110)에 안정적으로 상기 구동 전류(I)가 공급될 수 있다.
한편, 발광다이오드부(110)와 트랜지스터부(210)는 본딩되어 픽셀(P)을 형성할 수 있으며, 솔더 볼(solder ball, 151)을 통해 본딩될 수 있고, 발광다이오드부(110)와 트랜지스터부(210)의 사이에는 언더필(Underfill) 재료로 형성된 언더필층(152)이 배치(또는 개재)될 수 있다. 여기서, 상기 언더필 재료는 레진(Resin) 등의 절연 재료를 포함할 수 있으며, 발광다이오드부(110)의 n형 접속패드(117)는 제2 전원전압(VSS)이 인가되는 접속 패드(202)에 본딩될 수 있고, 발광다이오드부(110)의 p형 접속패드 또는 p형 전극(116)은 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)과 연결되는 접속 패드(202)에 본딩될 수 있다. 이때, 반사층(113)이 반사전극으로 형성되는 경우에는 반사전극이 p형 전극일 수 있고, p형 접속패드(116)가 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)과 연결되는 접속 패드(202)에 본딩될 수 있으며, 반사층(113)으로 형성되는 경우에는 p형 전극(116) 상에 p형 접속패드(미도시)를 더 포함할 수 있고, p형 접속패드(미도시)가 제1 트랜지스터(21)의 드레인(21c)과 연결되는 접속 패드(202)에 본딩될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 트랜지스터 어레이 기판과 회로 기판의 본딩을 설명하기 위한 사시도이다.
도 3을 참조하면, 트랜지스터 어레이 기판(200)은 기판(220)의 가장자리 영역에 관통 형성되는 복수의 제2 비아홀(32)에 전도성 물질이 충진되어 형성되며, 발광다이오드 어레이 모듈(100)과 복수의 트랜지스터부(210)에 전기적으로 연결되는 복수의 관통 전극(270)을 포함할 수 있다.
복수의 관통 전극(270)은 기판(220)의 가장자리 영역에 관통 형성되는 복수의 제2 비아홀(32)에 전도성 물질이 충진되어 형성될 수 있고, 발광다이오드 어레이 모듈(100)과 복수의 트랜지스터부(210)에 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 전도성 물질은 전기전도도와 열전도도가 우수한(또는 좋은) 물질일 수 있으며, 전기전도도와 열전도도가 우수한 금속 물질을 포함할 수 있고, 복수의 관통 전극(270)은 제1 전원전압 공급전극(271), 제2 전원전압 공급전극(272), 소스라인 신호전극(273) 및 게이트라인 신호전극(274)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 전원전압 공급전극(271), 소스라인 신호전극(273) 및 게이트라인 신호전극(274)은 복수의 트랜지스터부(210)에 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전원전압 공급전극(272)은 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 연결될 수 있다.
다시 말하면, 제1 전원전압 공급전극(271)은 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)와 연결되는 접속 패드(202)에 접속될 수 있고, 소스라인 신호전극(273)은 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a)에 연결되는 소스라인 패드(510)와 접속될 수 있으며, 게이트라인 신호전극(274)은 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)에 연결되는 게이트라인 패드(520)와 접속될 수 있고, 제2 전원전압 공급전극(272)은 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 발광다이오드부(110) n형 전극(114)과 연결된 n형 접속패드(117)에 연결될 수 있다. 여기서, 제1 전원전압 공급전극(271), 소스라인 신호전극(273) 및 게이트라인 신호전극(274)은 단일 또는 복수로 구성될 수 있으며, 하나의 공통 전극(common electrode)에 연결될 수도 있고, 각 픽셀(P)마다 형성된 각각의 전극에 각각 연결될 수도 있다.
한편, 복수의 관통 전극(270)은 열이 많이 발생하는 발광다이오드 어레이 모듈(100) 및/또는 복수의 트랜지스터부(210)에 연결되므로, 복수의 관통 전극(270)이 열전도도가 우수한 물질로 이루어지는 경우에 복수의 관통 전극(270)을 통한 방열 효과도 얻을 수 있다.
그리고 기판(220)은 실리콘(Si) 기반의 기판일 수 있다. 이때, 하부 반도체층(211a)과 상부 반도체층(211b)은 질화갈륨(GaN)계 반도체로 이루어질 수 있으며, 실리콘(Si) 기반의 기판에도 안정적으로 적층될 수 있다. 기판(220)이 실리콘(Si) 기반의 기판인 경우에는 기판(220)을 식각(etching) 등으로 쉽게 관통할 수 있어 제2 비아홀(32)의 형성이 용이할 수 있다. 또한, 기판(220)을 관통하는 상기 제1 비아홀의 형성도 용이해질 수 있다. 한편, 기판(220)은 사파이어 기판일 수도 있지만, 사파이어 기판인 경우에는 레이저(laser) 등으로 비아홀을 형성해야 하므로, 상기 제1 비아홀 및/또는 제2 비아홀(32)의 형성이 어려워질 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치(1000)는 복수의 관통 전극(270)에 대응되어 복수의 전극 패드(310)가 형성되며, 트랜지스터 어레이 기판(200)이 실장되는 회로 기판(300);을 더 포함할 수 있다. 회로 기판(300)은 복수의 관통 전극(270)에 대응되어 복수의 전극 패드(310)가 형성될 수 있고, 트랜지스터 어레이 기판(200)이 실장될 수 있다. 이때, 복수의 전극 패드(310)는 제1 전원전압 공급패드(311), 제2 전원전압 공급패드(312), 소스신호 공급패드(313) 및 게이트신호 공급패드(314)를 포함할 수 있고, 제1 전원전압 공급패드(311)와 제1 전원전압 공급전극(271), 제2 전원전압 공급패드(312)와 제2 전원전압 공급전극(272), 소스신호 공급패드(313)와 소스라인 신호전극(273) 및 게이트신호 공급패드(314)와 게이트라인 신호전극(274)이 접속될 수 있다.
여기서, 트랜지스터 어레이 기판(200)은 복수의 관통 전극(270)과 복수의 전극 패드(310)가 접속되도록 실장될 수 있다. 즉, 트랜지스터 어레이 기판(200)은 회로 기판(300)에 실리콘 관통(Through Silicon Via; TSV) 방식으로 본딩될 수 있다. 이러한 경우, 회로 기판(300)의 면적을 줄일 수 있을 뿐만 아니라 종래의 와이어 본딩(wire bonding)에 비해 전송거리가 줄어들어 동작 속도가 크게(약 2배) 향상될 수 있으면서 소비 전력을 크게(약 절반 수준으로) 줄일 수 있다. 또한, 열전도도가 우수한 물질로 이루어진 복수의 관통 전극(270)을 통해 발광다이오드 어레이 모듈(100) 및/또는 복수의 트랜지스터부(210)에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수도 있다.
그리고 회로 기판(300)에 드라이버 모듈(400)로부터 전류가 가해지면, 트랜지스터부(210)의 스위칭 동작에 의해 어레이된 복수의 발광다이오드부(110)에 개별적으로 전류가 가해져 빛이 조사될 수 있다. 드라이버 모듈(400)로부터 트랜지스터부(210)의 제어신호와 전류를 제공받게 되면, 원하는 발광 패턴에 맞추어 각각의 발광다이오드부(110)가 온 또는 오프될 수 있다.
종래의 헤드램프에는 대향차의 눈부심을 방지하기 위하여 반대편 차량에 비추는 빛을 차단시킬 수 있도록 하는 컷 오프 라인 또는 쉴드를 포함하였는데, 컷 오프 라인 또는 쉴드에 의하여 구현되는 빛은 눈부심 방지 하이 빔을 구현할 수는 있지만, 빛 가림 및 빛 손실에 의하여 광효율을 감소케 하는 문제가 있었다.
하지만, 본 발명에서는 발광다이오드 어레이 모듈(100)로 직접 발광 패턴을 제어하여 빛의 차단 없이 하이 빔 패턴을 구현할 수 있고, 이에 따라 대향차 운전자의 눈부심을 방지할 수 있으며, 광효율 특성 또한 향상될 수 있다. 따라서, 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 사용함으로써, 발광다이오드부(110)와 연결된 트랜지스터부(210)의 스위칭 동작 제어에 따라 빛의 차단 없이 원하는 발광 패턴 및 하이 빔 패턴을 구현할 수 있게 되고, 이로 인해 컷 오프 라인을 제거할 수 있게 되어 조명 장치(1000)의 단순화 및 트랜지스터 어레이 기판(200)과 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 조립체(A) 주변 공간의 확보가 이루어질 수 있다.
또한, 회로 기판(300)에 실장되는 발광다이오드부(110)의 수와 배치는 조명하고자 하는 곳의 특성에 맞게 설계자에 의해 최적화될 수 있고, 회로 기판(300)의 재질은 유리, 질화알루미늄 웨이퍼, 실리콘 웨이퍼, 탄화규소 웨이퍼, 비정질 실리콘(a-Si) 기판, 다결정 실리콘(Poly-Si) 기판, 산화물(Oxide) 기판뿐만 아니라 다른 재질일 수도 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드 어레이 모듈의 구동을 설명하기 위한 개념도로, 도 4(a)는 회로 기판에서의 전류 흐름을 나타낸 개략도이고, 도 4(b)는 트랜지스터부를 나타내는 회로도이다.
도 4를 참조하면, 제1 전원전압(VDD)에서 제2 전원전압(VSS)으로 상기 구동 전류(I)가 흐를 수 있다. 예를 들어, 제1 트랜지스터(21)와 제2 트랜지스터(22)를 포함하는 트랜지스터부(210)의 구동 방법을 설명하면, 먼저 소스라인 패드(510)를 통해 소스 라인(51)에 전류가 공급될 수 있고, 다음으로 게이트라인 패드(520)를 통해 게이트 라인(52)에 상기 전압 신호 또는 전류 신호가 전송될 수 있다. 이를 통해 제2 트랜지스터(22)가 작동하게 되며, 소스 라인(51)에 공급되는 전류가 제2 트랜지스터(22)의 소스(22a)와 드레인(22c)을 통과하여 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)로 흘러갈 수 있고, 동시에 그 일측과 타측이 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)과 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)에 각각 연결되어 제2 트랜지스터(22)의 드레인(22c)과 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a) 사이에 제공되는 저장 캐패시터(240)에 전하가 축적될 수 있다.
소스 라인(51)에 공급되는 전류가 제1 트랜지스터(21)의 게이트(21b)로 흘러가면, 제1 트랜지스터(21)가 작동하게 되며, 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)로 공급되는 상기 구동 전류(I)가 공급되어 발광다이오드부(110)가 발광할 수 있다. 그리고 트랜지스터 어레이 기판(200)과 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 조립체(A)를 디스플레이 장치 등에 사용하는 경우에는 다른 발광다이오드부(110)에 상기 전압 신호 또는 전류 신호를 전송하기 위해 제2 트랜지스터(22)의 게이트(22b)에 전류 공급이 끊어지게 되더라도 저장 캐패시터(240)에 저장된 전하들에 의해 상기 일정 시간 동안 발광하고 있는 발광다이오드부(110)가 그대로 발광하도록 하는 기능을 수행할 수도 있다. 여기서, 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)는 별도의 전원에 연결될 수도 있지만, 소스 라인(51)과 게이트 라인(52) 중 어느 하나에 연결될 수도 있으며, 이러한 경우에는 제1 트랜지스터(21)의 소스(21a)가 연결된 소스 라인(51)과 게이트 라인(52)에는 전류(또는 전류 신호)가 공급될 수도 있다.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 드라이버 모듈을 나타내는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명에 따른 조명 장치(1000)는 트랜지스터 어레이 기판(200)과 연결되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구동하는 드라이버 모듈(400);을 더 포함할 수 있다. 드라이버 모듈(400)은 트랜지스터 어레이 기판(200)과 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 조립체(A)와 회로 기판(300)을 전기적으로 연결할 수 있으며, 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 전기적인 신호를 전달할 수 있다.
그리고 드라이버 모듈(400)은 복수의 트랜지스터부(210)를 제어하는 제어신호를 생성하는 로직 회로부(410); 및 상기 제어신호에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100)에 전류를 제공하는 파워 회로부(420)를 포함할 수 있으며, 로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)를 통해 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구동할 수 있다.
로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)는 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 제어하는 역할을 할 수 있는데, 보다 구체적으로 로직 회로부(410)는 발광 패턴 선택부에서 선택된 발광 패턴 신호에 따라 각각의 발광다이오드부(110)를 스위칭하는 트랜지스터부(210)가 온 또는 오프되는 동작을 제어할 수 있다. 로직 회로부(410)의 트랜지스터 스위칭 동작 제어에 따라 트랜지스터부(210)가 각각의 발광다이오드부(110)를 점소등할 수 있으며, 후술되는 발광 패턴 선택부로부터 출력되는 발광 패턴 신호에 따라 발광다이오드부(110)가 개별적으로 온 또는 오프가 되도록 할 수 있다.
파워 회로부(420)는 로직 회로부(410)의 제어신호에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 발광할 수 있도록 전류를 제공할 수 있다. 즉, 복수의 발광다이오드부(110)를 개별적으로 스위칭하는 트랜지스터부(210)에 로직 회로부(410)에서 발광 패턴에 맞는 제어신호를 생성하고, 로직 회로부(410)의 제어신호에 따라 각각의 발광다이오드부(110)에 연결된 트랜지스터부(210)가 온 또는 오프되도록 파워 회로부(420)에서 전류를 제공하면, 어레이된 발광다이오드부(110)에 부분적으로 전류가 흐르게 되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)은 발광 패턴에 맞는 빛을 발광할 수 있다. 한편, 로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)는 접착된 방열판(610)에 열을 전달하기 위해 밑부분이 평탄한 금속으로 이루어질 수 있다.
그리고 로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)는 상기 조립체(A)의 주위에 분리되어 각각 배치될 수 있다. 로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)는 각각 상기 조립체(A)의 주변에 분리되어 배치될 수 있으며, 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)과 로직 회로부(410) 및 파워 회로부(420)가 구비된 드라이버 모듈(400)이 부착되는 방열판(610) 상에서 로직 회로부(410)와 파워 회로부(420)는 각각 회로 기판(300)의 양측에 컨넥터(450)를 통해 연결될 수 있다.
상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)의 양 옆에 로직 회로부(410)가 제공되는 로직 기판과 파워 회로부(420)가 제공되는 파워 기판이 따로 분리되어 배치되는 경우에는 로직 회로부(410)에 들어가는 반도체와 파워 회로부(420)에 들어가는 반도체 간에 서로 영향을 미치지 않을 수 있어 로직 회로부(410)에 들어가는 반도체와 파워 회로부(420)에 들어가는 반도체들의 본딩 온도가 다르더라도 반도체들의 본딩시에 로직 회로부(410)에 들어가는 반도체와 파워 회로부(420)에 들어가는 반도체들의 손상을 방지할 수 있고, 각 로직 기판과 파워 기판을 따로 생산하여 생산성을 높일 수 있다.
본 발명에서는 상기 로직 기판과 상기 파워 기판이 분리 배치된 상태로 컨넥터(450)를 이용해 상기 로직 기판과 상기 파워 기판을 결합할 수 있기 때문에 본딩 온도에 상관없이 각 반도체에 영향을 미치지 않고 작동할 수 있으며, 각 로직 기판과 파워 기판을 따로 생산하여 생산성을 높일 수 있다.
한편, 회로 기판(300)의 양 옆에 로직 회로부(410)가 제공되는 로직 기판과 파워 회로부(420)가 제공되는 파워 기판이 컨넥터(450) 연결 없이 붙어 있는 경우에는 각 로직 기판과 파워 기판을 한 번에 생산할 수 있고, 컨넥터(450)를 사용하지 않거나 줄일 수 있다.
본 발명의 조명 장치(1000)는 발광다이오드 어레이 모듈(100), 트랜지스터 어레이 기판(200) 및 드라이버 모듈(400)에서 발생되는 열을 외부로 방출시키는 방열부(600);를 더 포함할 수 있다. 방열부(600)는 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 빛을 조사하기 위해 발광다이오드 어레이 모듈(100)과 트랜지스터 어레이 기판(200)을 구동하는 드라이버 모듈(400), 발광다이오드 어레이 모듈(100) 및 트랜지스터 어레이 기판(200)에서 발생되는 열을 방출시킬 수 있는데, 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 구동(또는 발광)할 때에 발생되는 열을 방출시킬 수 있다.
그리고 방열부(600)는 열전도율이 좋은 알루미늄 계열과 마그네슘 계열의 소재를 사용할 수 있지만, 이외에 다른 금속 재질을 사용하여 형성될 수도 있다. 또한, 방열부(600)는 사각형 형상을 갖는 것을 예시로 나타내었으나, 원형으로 구비될 수도 있으며, 사각형과 원형 외에 다른 모양으로도 구비될 수 있다.
방열부(600)는 트랜지스터 어레이 기판(200)이 실장된 회로 기판(300)과 드라이버 모듈(400)이 부착되는 지지면을 제공하는 방열판(610); 및 방열판(610)에서 연장되는 복수의 방열핀(620)을 포함할 수 있다. 방열부(600)는 효과적인 열의 방출을 위해 복수의 방열핀(620)을 가질 수 있는데, 복수의 방열핀(620)의 형상, 배열 및 간격은 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300) 및 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구동하는 드라이버 모듈(400)에서 발생되는 열부하와 복수의 방열핀(620)을 포함한 방열부(600)의 열전도도를 고려하여 선택될 수 있다.
방열판(610)에는 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)과 드라이버 모듈(400)이 구비될 수 있으며, 회로 기판(300)과 드라이버 모듈(400)은 방열판(610)의 동일면에 구비될 수 있다. 이에 따라 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)과 드라이버 모듈(400)이 하나의 방열판(610)에 구비되어 동시에 방열됨으로써, 향상된 방열 특성을 가질 수 있다.
종래의 점광원 형태의 광원을 사용하는 조명 장치는 광원에서 발광되는 빛이 사방으로 진행되기 때문에 빛을 반사시키는 리플렉터와 전방 차량 또는 대향차 운전자의 눈부심을 방지하기 위해 빛을 차단시키는 컷 오프 라인과 같은 장치들이 필요하게 되어 복잡하고 한정된 구조로 인해 광원과 드라이버 모듈은 따로 장착되어 방열되었다.
하지만, 본 발명에서는 2차원으로 배열된 발광다이오드부(110) 상에 구비된 마이크로 렌즈(120)를 사용하여 광을 조사함으로써, 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 전면으로 발광하는 면광원 형태를 가질 수 있고, 이에 따라 리플렉터를 사용하지 않을 수 있다. 또한, 상기 조립체(A)를 사용함으로써, 원하는 발광 패턴을 구현할 수 있게 되어 빛을 차단하는 컷 오프 라인 또한 제거할 수 있고, 조명 장치(1000)의 단순화 및 빛을 발광하는 발광다이오드 어레이 모듈(100) 주변의 공간 확보가 이루어질 수 있다. 즉, 면광원인 발광다이오드 어레이 모듈(100)를 사용함으로써, 리플렉터와 컷 오프 라인을 제거할 수 있게 되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)가 부착되는 광원 주변 공간의 확보가 이루어질 수 있고, 이로 인해 드라이버 모듈(400)은 발열이 심한 발광다이오드 어레이 모듈(100) 주변에 부착되어 하나의 방열판(610)에서 같이 방열될 수 있다.
방열판(610)은 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)과 드라이버 모듈(400)이 부착되는 지지면을 제공할 수 있고, 드라이버 모듈(400)과 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)에서 발생되는 열을 방열핀(620)을 통해 외부로 방열하는 기능을 하는 것으로, 뒷면에 복수개의 방열핀(620)이 수직으로 형성될 수 있다. 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구동할 때에 드라이버 모듈(400)에서 발생하는 열과 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 발광할 때에 발광다이오드 어레이 모듈(100), 트랜지스터 어레이 기판(200) 및 회로 기판(300)에서 발생되는 열은 드라이버 모듈(400) 및 회로 기판(300)과 동일면 상에서 일체로 형성되어 있는 방열판(610)에서 연장되는 복수의 방열핀(620)을 통해 곧바로 외부로 방출될 수 있다.
본 발명의 조명 장치(1000)는 상기 조립체(A)가 실장된 회로 기판(300)과 발광다이오드 어레이 모듈(100)을 구동하는 드라이버 모듈(400)에서 발생되는 열이 하부 동일면에 설치된 방열판(610)으로 직접 방열되도록 함으로써, 발열로 인한 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 광효율 저하 및 수명저하 현상을 개선할 수 있다.
본 발명의 조명 장치(1000)는 발광다이오드 어레이 모듈(100) 상에 제공되어 발광다이오드 어레이 모듈(100)에서 출사되는 빛을 전방으로 조사하는 투사 렌즈(Projection Lens, 700);를 더 포함할 수 있다. 투사 렌즈(700)는 발광다이오드 어레이 모듈(100)에서 출사되는 빛을 전방으로 조사할 수 있고, 투사 렌즈(700)의 입사면은 발광다이오드 어레이 모듈(100)의 발광면과 대향할 수 있다. 투사 렌즈(700)는 물체를 구현하려는 거리에 정확한 상이 맺히도록 투사하는 역할을 하는 렌즈로, 차량용에서는 투사 렌즈를 사용하여 왜곡 및 색수차를 줄이기 위해 비구면 렌즈(Aspherical lens)가 적용될 수 있다. 여기서, 상기 비구면 렌즈는 구면이기 때문에 발생하는 구면수차와 왜곡수차에 의해 상의 질이 떨어지는 일반적인 렌즈의 단점을 보완한 렌즈이며, 렌즈의 중앙부는 구면으로 만들고 수차가 많이 발생하는 가장자리를 타원형으로 만들어 수차와 두께를 줄일 수 있는 장점을 가지고 있다. 이와 같이, 비구면 렌즈를 사용하여 주 광축에서 발광다이오드부(110)의 위치가 벗어날수록 발생하는 패턴의 왜곡을 보정하는 투사 렌즈(700)를 통해 왜곡 수차를 제거할 수 있으며, 투사 렌즈(700)를 통해 형성된 발광 패턴이 전방 25m 스크린에서 연속적인 발광 패턴으로 구현될 수 있다.
한편, 본 발명의 조명 장치(1000)는 여러 주변환경 또는 상황에 따라 발광 패턴이 제어될 수 있다. 사용자는 복수의 발광 패턴 중에서 원하는 발광 패턴을 간단한 조작에 의해서 선택할 수 있으며, 사용자가 선택한 발광 패턴에 따라 드라이버 모듈(400)과 트랜지스터부(210)에 의해 원하는 발광 패턴으로 발광될 수 있다. 사용자에 의해서 선택된 발광 패턴 신호를 전달받은 로직 회로부(410)는 선택된 발광 패턴에 대응하는 발광다이오드부(110)가 발광되도록 발광다이오드부(110)에 연결된 트랜지스터부(210)의 스위칭 제어 신호를 보낼 수 있으며, 로직 회로부(410)의 제어신호에 따라 발광다이오드 어레이 모듈(100)이 선택된 발광 패턴으로 발광되도록 파워 회로부(420)에서 전류를 제공할 수 있다. 즉, 복수의 발광 패턴에서 사용자는 여러 주변환경 또는 상황에 맞추어 간단한 조작에 의해 원하는 발광 패턴을 선택할 수 있다.
본 발명에 따른 조명 장치(1000)는 운송수단용 헤드램프일 수 있고, 예를 들어 자동차용 헤드램프일 수 있다. 본 발명의 조명 장치(1000)는 차량을 예로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 비행기, 선박 등을 비롯하여 차량이 아닌 다른 제품에도 운송수단을 목적으로 하는 제품이라면 동일하게 본 발명의 조명 장치(1000)가 사용될 수 있다.
또한, 일반적으로 자동차용 헤드램프에 사용되는 트랜지스터 소자는 열에 노출되어 높은 엔진룸 온도(약 150 ℃)에 의해 손상될 수 있으며, 신뢰성이 나쁘다. 하지만, 본 발명에서는 온도나 습도의 변화를 차단할 수 있는 물질로 이루어진 층간 절연층(260)으로 트랜지스터부(210)를 피복하므로, 트랜지스터부(210)가 층간 절연층(260)을 통해 열로부터 보호받을 수 있어 높은 엔진룸 온도에 의한 손상을 방지 또는 억제할 수 있고, 트랜지스터부(210)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명에서는 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하는 트랜지스터 어레이 기판 상에 발광다이오드 어레이 모듈이 배치됨으로써, 트랜지스터부의 전자 이동도를 높일 수 있고, 트랜지스터 어레이 기판을 통과하여 발광다이오드 어레이 모듈에 전달되는 전류가 커질 수 있다. 이에 따라 발광다이오드 어레이 모듈의 구동이 원활해질 수 있고, 광원의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 그리고 발광다이오드 어레이 모듈과 트랜지스터 어레이 기판에서 발생되는 열을 방출시키는 방열부재가 p형 전극에 정렬되어 p형 전극의 하부에 위치하는 제1 비아홀에 형성됨으로써, 발광다이오드 어레이 모듈과 트랜지스터 어레이 기판에서 발생되는 열을 효과적으로 방출시킬 수 있다. 또한, 제2 비아홀에 전도성 물질이 충진되어 형성되는 복수의 관통 전극을 통해 트랜지스터 어레이 기판과 회로 기판을 전기적으로 연결함으로써, 트랜지스터 어레이 기판 및/또는 발광다이오드 어레이 모듈의 구동 속도와 소비 전력을 크게 개선할 수 있고, 회로 기판의 면적을 줄일 수 있다. 한편, 본 발명에서는 트랜지스터 어레이 기판에 발광다이오드 어레이 모듈이 본딩됨으로써, 드라이버 모듈을 통해 복수의 발광다이오드부를 개별적으로 제어할 수 있고, 주변환경에 따라 발광 패턴을 조정할 수 있다. 이에 따라 운전자가 감지 대상물 또는 도로환경을 쉽게 인지할 수 있어 충돌사고를 예방할 수 있고, 운전자의 시야성을 높여줄 수 있으며, 대향차 운전자의 눈부심을 방지할 수 있다.
상기 설명에서 사용한 “~ 상에”라는 의미는 위치에 관계없이 표면에 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 위치상 상부(위쪽) 또는 하부(아래쪽)에 대향하여 위치하는 경우를 포함하고, 상부면 또는 하부면 전체에 대향하여 위치하는 것뿐만 아니라 부분적으로 대향하여 위치하는 것도 가능하며, 그 면적에 관계없이 위치상 떨어져 대향하거나 상부면 또는 하부면에 직접 접촉한다는 의미로 사용하였다. 예를 들어, “트랜지스터 어레이 기판 상에”는 트랜지스터 어레이 기판의 표면(상부면 또는 하부면)이 될 수도 있고, 트랜지스터 어레이 기판의 표면에 증착된 막의 표면이 될 수도 있다. 또한, “~ 상부(또는 하부)”의 의미는 직접 접촉하는 경우와 직접 접촉하지는 않지만 상부(또는 하부)에 위치하는 경우를 포함하며, 그 면적에 관계없이 높이가 더 높은 곳(또는 낮은 곳)에 위치하면 족하고, 위치상 위쪽(또는 아래쪽)에 있거나 상부면(또는 하부면)에 직접 접촉해 있다는 의미로 사용하였다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
21 : 제1 트랜지스터 22 : 제2 트랜지스터
51 : 소스 라인 52 : 게이트 라인
100 : 발광다이오드 어레이 모듈 110 : 발광다이오드부
200 : 트랜지스터 어레이 기판 210 : 트랜지스터부
211 : 반도체 적층구조물 211a: 하부 반도체층
211b: 상부 반도체층 220 : 기판
230 : 방열부재 240 : 저장 캐패시터
241 : 제1 전극 242 : 제2 전극
251 : 소스 패드 252 : 게이트 패드
260 : 층간 절연층 270 : 관통 전극
300 : 회로 기판 310 : 전극 패드
400 : 드라이버 모듈 410 : 로직 회로부
420 : 파워 회로부 510 : 소스라인 패드
520 : 게이트라인 패드 1000 : 조명 장치
VDD: 제1 전원전압 VSS: 제2 전원전압
51 : 소스 라인 52 : 게이트 라인
100 : 발광다이오드 어레이 모듈 110 : 발광다이오드부
200 : 트랜지스터 어레이 기판 210 : 트랜지스터부
211 : 반도체 적층구조물 211a: 하부 반도체층
211b: 상부 반도체층 220 : 기판
230 : 방열부재 240 : 저장 캐패시터
241 : 제1 전극 242 : 제2 전극
251 : 소스 패드 252 : 게이트 패드
260 : 층간 절연층 270 : 관통 전극
300 : 회로 기판 310 : 전극 패드
400 : 드라이버 모듈 410 : 로직 회로부
420 : 파워 회로부 510 : 소스라인 패드
520 : 게이트라인 패드 1000 : 조명 장치
VDD: 제1 전원전압 VSS: 제2 전원전압
Claims (11)
- 기판의 일면 상에 복수의 트랜지스터부가 2차원으로 배열된 트랜지스터 어레이 기판; 및
상기 복수의 트랜지스터부와 연결되어 개별 점소등을 통해 복수의 발광 패턴을 구현하는 복수의 발광다이오드부를 포함하며, 상기 트랜지스터 어레이 기판 상에 배치되는 발광다이오드 어레이 모듈;
상기 트랜지스터 어레이 기판이 본딩되어, 상기 발광다이오드 어레이 모듈과 상기 트랜지스터 어레이 기판의 조립체가 실장되는 회로 기판; 및
상기 회로 기판에 전류를 제공하여 상기 복수의 발광 패턴 중에서 선택된 발광 패턴에 따라 상기 발광다이오드 어레이 모듈을 구동하는 드라이버 모듈;을 포함하고,
상기 복수의 트랜지스터부 각각은 밴드갭이 서로 다른 하부 반도체층과 상부 반도체층이 적층된 반도체 적층구조물을 포함하며,
상기 트랜지스터 어레이 기판은 상기 기판의 가장자리 영역에 관통 형성되는 복수의 제2 비아홀에 전도성 물질이 충진되어 형성되며, 상기 복수의 트랜지스터부에 전기적으로 연결되는 복수의 관통 전극을 포함하고,
상기 회로 기판은 상기 복수의 관통 전극에 대응되어 형성되며, 상기 복수의 관통 전극이 본딩되는 복수의 전극 패드를 포함하고,
상기 드라이버 모듈은 서로 분리되어 상기 회로 기판의 양측에 각각 연결되는 로직 회로부와 파워 회로부를 포함하는 조명 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 하부 반도체층과 상기 상부 반도체층은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체로 이루어진 조명 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 상부 반도체층의 밴드갭은 상기 하부 반도체층의 밴드갭보다 큰 조명 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 트랜지스터 어레이 기판은,
상기 반도체 적층구조물 상에 형성되는 층간 절연층; 및
상기 층간 절연층의 적어도 일부와 상기 기판을 관통하는 제1 비아홀에 열전도성 물질이 충진되어 형성되며, 상기 기판의 타면으로 노출되는 방열부재를 포함하는 조명 장치. - 청구항 4에 있어서,
상기 발광다이오드부는 상기 트랜지스터부에 전기적으로 연결되는 p형 전극을 포함하고,
상기 방열부재는 상기 p형 전극에 정렬되어 상기 p형 전극의 하부 영역에 위치하는 조명 장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 트랜지스터부는,
상기 발광다이오드부와 전기적으로 연결되는 제1 트랜지스터; 및
상기 제1 트랜지스터에 전기적으로 연결되어 상기 제1 트랜지스터의 게이트를 스위칭하는 제2 트랜지스터를 포함하는 조명 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 트랜지스터 어레이 기판은 상기 제1 트랜지스터의 게이트와 상기 제2 트랜지스터의 드레인에 전기적으로 연결되는 제1 전극; 및 상기 제1 전극과 이격되어 위치하는 제2 전극을 구비하는 저장 캐패시터를 더 포함하는 조명 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 트랜지스터 어레이 기판은,
제1 방향으로 복수의 상기 제2 트랜지스터의 소스를 연결하는 복수의 소스 라인; 및
상기 제1 방향과 교차하는 제2 방향으로 복수의 상기 제2 트랜지스터의 게이트를 연결하는 복수의 게이트 라인을 포함하는 조명 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 제1 트랜지스터의 소스에는 제1 전원전압이 인가되고,
상기 발광다이오드부는 제2 전원전압이 인가되는 n형 전극을 포함하는 조명 장치. - 삭제
- 삭제
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