KR102099439B1 - 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시 예의 발광 소자는 기판과, 기판 아래에 배치되며 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물과, 서브 마운트와, 서브 마운트 위에 서로 전기적으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드와, 제1 도전형 반도체층과 제1 금속 패드 사이에 배치된 제1 범프 및 제2 도전형 반도체층과 제2 금속 패드 사이에 배치된 제2 범프를 포함하고, 제1 도전형 반도체층과 활성층이 배치된 복수의 액티브 영역은 서로 이격된 평면 형상을 갖는다.

Description

발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지{Light emitting Device, and package including the deivce}
실시 예는 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD:Laser Diode) 등 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
도 1a 및 도 1b는 기존의 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 1a에 도시된 기존의 발광 소자는 n형 반도체층(10), 액티브(active) 영역(20), p형 범프(30-1, 30-2, 30-3) 및 n형 범프(40)로 구성되고, 도 1b에 도시된 기존의 발광 소자는 n형 반도체층(10), 액티브 영역(22), p형 범프(30-1 ~ 30-5) 및 n형 범프(40-1 ~ 40-4)로 구성된다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기존의 발광 소자에서 복수의 액티브 영역(20, 22)은 서로 이격되지 않고 접하여 배치된다. 이 경우, 액티브 영역(20, 22)의 접하는 부분(50 ~ 60)에서 방열 특성이 악화되는 문제점이 있다.
실시 예는 우수한 방열 특성과 개선된 발광 효율을 갖는 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 의한 발광 소자는 기판; 상기 기판 아래에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 서브 마운트; 상기 서브 마운트 위에 서로 전기적으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드; 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제1 금속 패드 사이에 배치된 제1 범프; 및 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 금속 패드 사이에 배치된 제2 범프를 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 활성층이 배치된 복수의 액티브 영역은 서로 이격된 평면 형상을 갖는다.
상기 복수의 액티브 영역이 서로 이격된 거리는 60 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있다.
상기 복수의 액티브 영역은 상기 발광 소자의 에지로부터 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 거리만큼 이격될 수 있다.
상기 제2 범프는 상기 복수의 액티브 영역 사이에 배치된 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제2 범프와 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 액티브 영역은 서로 등간격으로 이격되어 상기 발광 소자의 둘레에 배치된 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 발광 소자는 다각형 평면 형상을 갖고, 상기 액티브 영역은 상기 다각형의 모서리 부근 또는 상기 다각형의 중앙 중 적어도 한 곳에 배치될 수 있다.
상기 활성층은 100 ㎚ 내지 280 ㎚의 파장 대역의 광을 방출할 수 있다.
다른 실시예에 의한 발광 소자 패키지는, 헤더; 상기 헤더 위에 배치되어 캐비티를 형성하는 측벽부; 상기 헤더 위에서 상기 캐비티 내에 배치된 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 발광 소자의 상기 제1 및 제2 금속 패드와 전기적으로 각각 연결되는 제1 및 제2 와이어; 상기 제1 및 제2 와이어를 통해 상기 제1 및 제2 금속 패드와 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드선; 상기 캐비티에 채워져 상기 발광 소자를 포위하도록 배치된 몰딩 부재를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지는 액티브 영역이 다각형 평면 형상의 중앙보다는 모서리에 배치됨으로써 광도가 향상되어 발광 효율이 개선될 수 있고, 복수의 액티브 영역이 서로 이격되어 겹쳐진 부분없이 배치된 평면 형상을 가지므로 방열 특성이 우수하다.
도 1a 및 도 1b는 기존의 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 3은 도 2에 도시된 A-A' 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 4는 다른 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 5는 도 4에 도시된 B-B' 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 6a 내지 도 6c는 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c는 기존 및 실시 예의 발광 소자에서 방열 모습을 촬영한 사진이다.
도 8a 내지 도 8e는 실시 예에 의한 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치를 나타낸다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프를 나타낸다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 실시 예에 의한 발광 소자(100A)의 평면도를 나타내고, 도 3은 도 2에 도시된 A-A' 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시 예에 의한 발광 소자(100A)는 기판(110), 버퍼층(112), 발광 구조물(120), 제1 및 제2 전극(132, 134), 서브 마운트(140), 보호층(142), 제1 및 제2 금속 패드(152, 154), 제1 범프(162-1 ~ 162-4) 및 제2 범프(164-1 ~ 164-5)를 포함한다.
기판(110)은 투광성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, GaP, InP, Ga203, GaAs 또는 Si 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
버퍼층(112)은 기판(110)과 발광 구조물(120) 간의 열 팽창 계수의 차이 및 격자 부정합을 개선하기 위해, 이들(110, 120) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼층(112)은 투광성 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어 Al, In, N 및 Ga로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 버퍼층(112)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수도 있다. 경우에 따라서, 버퍼층(112)은 생략될 수도 있다.
발광 구조물(120)은 기판(110) 아래에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)은 활성층(124) 아래에 배치되며, 반도체 화합물로 형성될 수 있다. Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(122)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)과 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 전자(또는, 정공)가 서로 만나서, 활성층(124)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW:Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드갭 에너지보다 낮은 밴드갭 에너지를 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(124)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(124)의 장벽층의 밴드갭 에너지보다 더 높은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 활성층(124)은 100 ㎚ 내지 400 ㎚ 예를 들어, 100 ㎚ 내지 280 ㎚ 자외선 파장 대역의 광을 방출할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 버퍼층(112)과 활성층(124) 사이에 배치되며, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제2 도전형 반도체층(126)은 투광성 물질을 포함할 수 있으며 예를 들어 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 p형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(126)은 n형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(122)은 n형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층으로 구현할 수도 있다.
발광 구조물(120)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
제1 전극(132)은 제1 도전형 반도체층(122) 아래에 배치된다. 제2 전극(134)은 메사 식각(Mesa etching)에 의해 노출된 제2 도전형 반도체층(126) 아래에 배치된다.
제1 및 제2 전극(132, 134) 각각은 활성층(124)에서 방출된 광을 흡수하지 않고 반사시키거나 투과시킬 수 있고, 제1 및 제2 도전형 반도체층(122, 126) 아래에 양질로 성장될 수 있는 어느 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(132, 134) 각각은 금속으로 형성될 수 있으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
특히, 제1 전극(132)은 투명 전도성 산화막(TCO:Tranparent Conductive Oxide)일 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극(132)은 전술한 금속 물질과 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
또한, 제1 전극(132)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 만일, 제1 전극(132)이 오믹 역할을 수행할 경우, 별도의 오믹층(미도시)은 형성되지 않을 수 있다.
제2 전극(134)은 오믹 접촉하는 물질을 포함하여 오믹 역할을 수행하여 별도의 오믹층(미도시)이 배치될 필요가 없을 수도 있고, 별도의 오믹층이 제2 전극(134)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 배치될 수도 있다.
한편, 서브 마운트(140)는 AlN, BN, 탄화규소(SiC), GaN, GaAs, Si 등의 반도체 기판으로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 열전도도가 우수한 반도체 물질로 이루어질 수도 있다. 또한, 서브 마운트(140) 내에 제너 다이오드 형태의 정전기(ESD:Electro Static Discharge) 방지를 위한 소자가 포함될 수도 있다.
만일, 서브 마운트(140)가 Si과 같이 전기적 전도성을 갖는 물질로 구현된 경우, 도 3에 예시된 바와 같이 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)와 서브 마운트(140) 사이에 보호층(142)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 보호층(142)은 절연 물질로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 금속 패드(152, 154)는 서브 마운트(140) 위에 서로 전기적으로 이격되어 배치된다. 제1 범프(162-1 ~ 162-4)는 제1 전극(132)과 제1 금속 패드(152) 사이에 배치된다. 제2 범프(164-1 ~ 164-5)는 제2 전극(134)과 제2 금속 패드(154) 사이에 배치된다.
제1 전극(132)은 제1 범프(162-1 ~ 162-4)를 통해 서브 마운트(140) 위의 제1 금속 패드(152)에 전기적으로 연결되며, 제2 전극(134)은 제2 범프(164-1 ~ 164-5)를 통해 서브 마운트(140) 위의 제2 금속 패드(154)에 전기적으로 연결된다.
비록 도시되지는 않았지만, 제1 전극(132)과 제1 범프(162-1 ~ 162-4) 사이에 제1 상부 범프 금속층(미도시)이 더 배치되고, 제1 금속 패드(152)와 제1 범프(162-1 ~ 162-4) 사이에 제1 하부 범프 금속층(미도시)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제1 상부 범프 금속층과 제1 하부 범프 금속층은 제1 범프(162-1 ~ 162-4)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행한다. 이와 비슷하게 제2 전극(134)과 제2 범프(164-1 ~ 164-5) 사이에 제2 상부 범프 금속층(미도시)이 더 배치되고, 제2 금속 패드(154)와 제2 범프(164-1 ~ 164-5) 사이에 제2 하부 범프 금속층(미도시)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제2 상부 범프 금속층과 제2 하부 범프 금속층은 제2 범프(164-1 ~ 164-5)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행한다.
도 1a 및 도 1b에 예시된 기존의 발광 소자의 경우와 달리, 실시 예에 의한 도 2 및 도 3에 예시된 발광 소자(100A)의 경우, 복수의 액티브(active) 영역(A1 ~ A4)은 서로 이격되어 배치된 평면 형상을 갖는다. 즉, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4)은 서로 겹치거나 중첩되지 않는다. 여기서, 액티브 영역(A1 ~ A4)이란, 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124)이 배치된 영역을 의미한다.
도 2를 참조하면, 제2 범프(164-1 ~ 164-5)는 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4) 사이에 배치된 평면 형상을 갖는다. 즉, 제2 범프(164-1)는 액티브 영역(A1, A2) 사이에 배치되고, 제2 범프(164-2)는 액티브 영역(A2, A3) 사이에 배치되고, 제2 범프(164-3)는 액티브 영역(A3, A4) 사이에 배치되고, 제2 범프(164-4)는 액티브 영역(A4, A1) 사이에 배치되고, 제2 범프(164-5)는 액티브 영역(A2, A4) 사이 및 액티브 영역(A1, A3) 사이에 배치된 평면 형상을 갖는다.
복수의 액티브 영역(A1 ~ A4)이 서로 이격된 제1 거리(d11 ~ d14)가 300 ㎛보다 클 경우 광량이 저하될 수 있고 60 ㎛보다 작을 경우 제2 범프(164-1 ~ 164-5)를 배치하기 위한 공간 확보가 어려울 수 있다. 따라서, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4)이 서로 이격된 제1 거리(d11 ~ d14)는 60 ㎛ 내지 300 ㎛일 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
여기서, 복수의 제1 거리(d11 ~ d14)는 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
또한, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4) 각각이 발광 소자(100A)의 에지(172 ~ 178)로부터 100 ㎛보다 큰 제2 거리(d21 ~ d24)만큼 이격될 경우 광량 개선 효과가 미미할 수 있고 10 ㎛보다 작다면 발광 소자(100A)의 순방향 구동 전압(Vf)이 상승할 수도 있다. 따라서, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4) 각각이 발광 소자(100A)의 에지(172 ~ 178)로부터 이격된 제2 거리(d21 ~ d24)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있다. 즉, 액티브 영역(A1, A4)이 발광 소자(100A)의 에지(172)로부터 이격된 제2 거리(d21), 액티브 영역(A3, A4)이 발광 소자(100A)의 에지(174)로부터 이격된 제2 거리(d22), 액티브 영역(A2, A3)이 발광 소자(100A)의 에지(176)로부터 이격된 제2 거리(d23) 및 액티브 영역(A1, A2)이 발광 소자(100A)의 에지(178)로부터 이격된 제2 거리(d24) 각각은 10 ㎛ 내지 100 ㎛일 수 있지만 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
여기서, 복수의 제2 거리(d21 ~ d24)는 서로 동일할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
또한, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A4)은 서로 등간격으로 이격되면서 발광 소자(100)의 둘레에 배치된 평면 형상을 가질 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 액티브 영역(A1, A2)이 이격된 제1 거리(d11)와, 액티브 영역(A2, A3)이 이격된 제1 거리(d12)와, 액티브 영역(A3, A4)이 이격된 제1 거리(d13) 및 액티브 영역(A4, A1)이 이격된 제1 거리(d14)는 서로 동일할 수 있지만 실시예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 복수의 제1 거리(d11 ~ d14)는 서로 다를 수도 있다. 도 1a 및 도 1b에 예시된 기존의 발광 소자에서 액티브 영역(20, 22)은 발광 소자의 중심에 위치하는 반면, 도 2에 예시된 실시 예의 발광 소자(100A)에서 액티브 영역은 발광 소자(100A)의 둘레에 배치된다.
도 4는 다른 실시 예에 의한 발광 소자(100B)의 평면도를 나타내고, 도 5는 도 4에 도시된 B-B' 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 2 및 도 3에 예시된 발광 소자(100A)와 달리, 도 4 및 도 5에 예시된 발광 소자(100B)는 반사층(180)을 더 포함한다. 이를 제외하면, 도 4 및 도 5에 예시된 발광 소자(100B)는 도 2 및 도 3에 예시된 발광 소자(100A)와 각각 동일하므로, 동일한 부분에 대해서는 중복되는 설명을 생략한다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 발광 소자(100B)는 기판(110), 버퍼층(112), 발광 구조물(120), 제1 및 제2 전극(132, 134), 서브 마운트(140), 보호층(142), 제1 및 제2 금속 패드(152, 154), 제1 범프(162-1 ~ 162-4), 제2 범프(164-1 ~ 164-5) 및 반사층(180)을 포함한다.
반사층(180)은 제2 범프(164-1 ~ 164-5)와 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 배치된다. 반사층(180)은 활성층(124)에서 방출된 광을 반사시켜 발광 효율을 개선시키는 역할을 한다. 반사층(180)은 광을 반사할 수 있는 반사성 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 반사층(180)은 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마스네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.
도 6a 내지 도 6c는 또 다른 실시 예에 의한 발광 소자(100C, 100D, 100E)의 평면도를 나타낸다.
전술한 도 2 및 도 4에 예시된 발광 소자(100A, 100B)에서 제1 범프(162-1 ~ 162-4)의 개수는 4개이고, 제2 범프(164-1 ~ 164-5)의 개수는 5개이며, 발광 소자(100A)의 평면 형상을 사각형이지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
즉, 발광 소자(100C ~ 100E)는 사각형 이외에도 다양한 다각형 평면 형상을 가질 수 있고, 제1 및 제2 범프 각각의 개수는 다양할 수 있다. 또한, 액티브 영역은 다각형의 모서리 부근 또는 다각형의 중앙 중 적어도 한 곳에 배치될 수 있다.
예를 들어, 도 6a에 예시된 바와 같이, 발광 소자(100C)는 삼각형 평면 형상을 갖고, 액티브 영역(A1, A2, A3)은 삼각형의 모서리 부근에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 범프(162)의 개수는 3개이고, 제2 범프(164)의 개수는 3개이지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또는, 도 6b에 예시된 바와 같이, 발광 소자(100D)는 오각형 평면 형상을 갖고, 액티브 영역(A1 ~ A5)은 오각형 모서리 부근에 배치되고, 액티브 영역(A6)은 오각형의 중앙에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 범프(162)의 개수는 6개이고, 제2 범프(164)의 개수는 5개이지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또는, 도 6c에 예시된 바와 같이, 발광 소자(100E)는 육각형 평면 형상을 갖고, 액티브 영역(A1 ~ A6)은 육각형의 모서리 부근에 배치되고 액티브 영역(A7)은 육각형의 중앙에 배치될 수 있다. 이 경우, 제1 범프(162)의 개수는 7개이고, 제2 범프(164)의 개수는 8개이지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
전술한 실시 예에서와 같이, 발광 소자(100A ~ 100E)에서 액티브 영역이 다각형 평면 형상의 중앙보다는 모서리에 배치됨으로써, 광도가 향상될 수 있다.
또한, 발광 소자의 한정된 평면 크기에서 액티브 영역에 배치되는 제1 범프의 개수가 증가할수록 방열 특성이 개선될 수 있다. 즉, 액티브 영역의 개수가 많을수록 방열 특성이 개선될 수 있다. 그러나, 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 액티브 영역(20, 22)의 겹쳐진 부분(50 ~ 60)에서 방열이 저하되는 현상이 발생한다.
실시 예에 의하면, 도 2, 도 4, 도 6a 내지 도 6c에 예시된 바와 같이, 복수의 액티브 영역(A1 ~ A7)이 서로 이격되어 겹쳐진 부분(50 ~ 60) 없이 배치된 평면 형상을 가지므로 방열 특성이 개선될 수 있다.
도 7a 내지 도 7c는 기존 및 실시 예의 발광 소자에서 방열 모습을 촬영한 사진이다. 즉, 도 7a 및 도 7b는 도 1a 및 도 1b에 도시된 기존의 발광 소자의 평면 사진을 각각 나타내고, 도 7c는 도 2에 예시된 실시 예의 발광 소자(100A)의 평면 사진을 각각 나타낸다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 기존의 발광 소자보다 실시 예의 발광 소자에서 훨씬 많은 열이 방출됨을 알 수 있다.
이하, 전술한 실시 예에 의한 발광 소자의 제조 방법을 도 8a 내지 도 8e를 참조하여 다음과 같이 설명하지만, 이에 국한되지 않고 실시 예에 의한 발광 소자는 다양한 방법에 의해 제조될 수 있음은 물론이다.
도 8a 내지 도 8e는 실시 예에 의한 발광 소자(100A)의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도를 나타낸다.
도 8a를 참조하면, 기판(110)을 준비한다. 투광성 물질로 기판(110)을 준비할 수 있으며, 예를 들어, 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, GaP, InP, Ga203, GaAs 또는 Si 중 적어도 하나로 기판(110)을 준비할 수 있다.
기판(110) 위에 버퍼층(112)과 발광 구조물(120)을 형성한다. 투광성 물질에 의해 버퍼층(112)을 형성할 수 있다. 버퍼층(112)은 예를 들어 Al, In, N 및 Ga로 구성되는 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 물질에 의해 형성할 수 있으나, 이에 국한되지 않는다. 또한, 버퍼층(112)은 단층 또는 다층 구조의 형태로 형성될 수도 있으며, 경우에 따라서, 버퍼층(112)의 형성은 생략될 수도 있다.
발광 구조물(120)로서, 제2 도전형 반도체층(126)과, 활성층(124)과, 제1 도전형 반도체층(122)을 버퍼층(112) 위에 순차적으로 형성한다.
먼저, 제2 도전형 반도체층(126)을 버퍼층(112) 위에 형성할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제2 도전형 반도체층(126)은 예를 들어, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
활성층(124)을 제2 도전형 반도체층(126) 위에 형성한다. 활성층(124)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조, 양자 선 구조, 또는 양자 점 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(124)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(124)의 위 또는/및 아래에 도전형 클래드층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(124)의 장벽층의 밴드갭 에너지보다 더 높은 밴드갭 에너지를 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)을 활성층(124) 위에 형성한다. 제1 도전형 반도체층(122)은 Ⅲ-Ⅴ 족 또는 Ⅱ-Ⅵ 족 등의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 이용하여 형성될 수 있다.
다음, 도 8b를 참조하면, 제2 도전형 반도체층(126)과, 활성층(124)과, 제1 도전형 반도체층(122)의 일부를 메사 식각하여 제2 도전형 반도체층(126)을 노출시킨다.
다음, 도 8c를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(122) 위에 제1 전극(132)을 형성하는 한편, 노출된 제2 도전형 반도체층(126) 위에 제2 전극(134)을 형성한다. 제1 및 제2 전극(132, 134) 각각은 예를 들어 금속으로 형성될 수 있으며, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
특히, 제1 전극(132)은 투명 전도성 산화막(TCO)으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극(132)은 전술한 금속 물질과 ITO, IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나에 의해 형성될 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
또한, 제1 전극(132)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 만일, 제1 전극(132)이 오믹 역할을 수행할 경우, 별도의 오믹층(미도시)은 형성되지 않을 수 있다.
또한, 제2 전극(134)은 오믹 접촉하는 물질을 포함하여 오믹 역할을 수행하여 별도의 오믹층(미도시)이 배치될 필요가 없을 수도 있고, 별도의 오믹층이 제2 전극(134)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 배치될 수도 있다.
한편, 도 8d를 참조하면, 도 8a 내지 도 8c에 도시된 공정이 진행되는 동안 별개의 공정으로 서브 마운트(140) 상에 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)를 형성할 수 있다. 서브 마운트(140)는 AlN, BN, 탄화규소(SiC), GaN, GaAs, Si 등의 반도체 기판으로 이루어질 수 있으며, 이에 국한되지 않고 열전도도가 우수한 반도체 물질로 이루어질 수도 있다.
만일, 서브 마운트(140)가 Si로 이루어질 경우, 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)를 형성하기 이전에 서브 마운트(140)의 상부에 보호층(180)을 형성할 수 있다. 왜냐하면, 전도성을 갖는 실리콘 서브 마운트(140) 상에서 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)를 전기적으로 절연시켜야 하기 때문이다. 보호층(142)은 절연 물질에 의해 형성될 수 있다.
이후, 도 8e를 참조하면, 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)의 상부에 제1 범프(162-1, 162-2) 및 제2 범프(164-1)를 각각 형성한다.
이후, 기판(110)이 탑 측으로 배치되도록 회전시킨 후 도 8e에 도시된 결과물과 결합시킨다. 이때, 제1 범프(162-1, 162-2)에 의해 제1 전극(132)과 제1 금속 패드(152)가 결합되고, 제2 범프(164-1)에 의해 제2 전극(134)과 제2 금속 패드(154)가 결합된다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)의 단면도이다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(100A), 헤더(210), 접착부(220), 제1 및 제2 리드(lead)선(232, 234), 제1 및 제2 와이어(242, 244), 측벽부(250) 및 몰딩 부재(260)를 포함한다. 발광 소자(100A)는 도 2 및 도 3에 예시된 발광 소자로서, 동일한 참조부호를 사용하여 이에 대한 상세한 설명을 생략한다. 도 2 및 도 3에 예시된 발광 소자(100A) 이외에 도 4 내지 도 6c에 예시된 발광 소자(100B ~ 100E) 중 어느 하나가 도 9에 예시된 바와 같이 발광 소자 패키지(200)로 구현될 수 있음은 물론이다.
서브 마운트(140)는 헤더 위에 배치된다. 예를 들어, 서브 마운트(140)는 접착부(220)에 의해 헤더(210)에 연결될 수 있다. 접착부(220)는 솔더 또는 페이스트 형태일 수 있다.
측벽부(250)는 헤더(210) 위에 배치되어 캐비티를 형성한다. 발광 소자(100A)는 헤더(210) 위에서 캐비티 내에 배치되도록 형성될 수 있다.
발광 소자(100A)의 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)는 제1 및 제2 와이어(242, 244)에 각각 전기적으로 연결된다. 제1 및 제2 리드선(232, 234)은 제1 및 제2 와이어(242, 244)를 통해 제1 및 제2 금속 패드(152, 154)와 전기적으로 각각 연결된다. 따라서, 서로 전기적으로 분리되는 한 쌍의 리드선(232, 234)을 통해 발광 소자(100A)에 전원이 제공된다.
몰딩 부재(260)는 측벽부(250)에 의해 형성된 패키지(200)의 캐비티에 채워져 발광 소자(100A)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩 부재(260)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(100A)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치(800)를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 표시 장치(800)는 바텀 커버(810)와, 바텀 커버(810) 상에 배치되는 반사판(820)과, 광을 방출하는 발광 모듈(830, 835)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 발광 모듈(830, 835)에서 발산되는 빛을 표시 장치 전방으로 안내하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 프리즘 시트들(850, 860)을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널(870)과, 디스플레이 패널(870)과 연결되고 디스플레이 패널(870)에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로(872)와, 디스플레이 패널(870)의 전방에 배치되는 컬러 필터(880)를 포함할 수 있다. 여기서, 바텀 커버(810), 반사판(820), 발광 모듈(830,835), 도광판(840) 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
발광 모듈은 기판(830) 상에 실장되는 발광 소자 패키지들(835)을 포함할 수 있다. 여기서, 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있다. 발광 소자 패키지(835)는 도 9에 도시된 실시 예(200)일 수 있다.
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 그리고, 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있으며, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET:PolyEthylene Terephtalate)를 사용할 수 있다.
그리고, 도광판(840)은 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA:PolyMethylMethAcrylate), 폴리카보네이트(PC:PolyCarbonate), 또는 폴리에틸렌(PE:PolyEthylene) 등으로 형성될 수 있다.
그리고, 제1 프리즘 시트(850)는 지지 필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성될 수 있으며, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
그리고, 제2 프리즘 시트(860)에서 지지 필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사 시트로부터 전달된 빛을 디스플레이 패널(870)의 전면으로 고르게 분산하기 위함이다.
그리고, 도시되지는 않았으나, 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산 시트가 배치될 수 있다. 확산 시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다. 그리고, 확산 시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
실시 예에서 확산 시트, 제1 프리즘시트(850), 및 제2 프리즘시트(860)가 광학 시트를 이루는데, 광학 시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
디스플레이 패널(870)에 액정 표시 패널(Liquid crystal display)이 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 표시 장치가 구비될 수 있다.
도 11은 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 헤드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903) 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 기판(미도시) 상에 배치되는 복수의 발광 소자 패키지들(미도시)을 포함할 수 있다. 이때 발광 소자 패키지는 도 9에 도시된 실시 예(200)일 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.
도 12는 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치(1000)를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 조명 장치(1000)는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700) 및 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치(1000)는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
광원 모듈(1200)은 도 2 내지 도 6c 예시된 발광 소자(100A ~ 100E), 또는 도 9에 도시된 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상일 수 있으며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상일 수 있다. 커버(1100)는 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(1100)는 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(1100)는 외부에서 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 불투명할 수 있다. 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있으며, 광원 모듈(1200)로부터 발생한 열은 방열체(1400)로 전도될 수 있다. 광원 모듈(1200)은 광원부(1210), 연결 플레이트(1230) 및 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)와 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)을 갖는다. 가이드홈(1310)은 광원부(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응 또는 정렬될 수 있다.
부재(1300)의 표면은 광 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다.
예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(1300)는 커버(1100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(1200)을 향하여 되돌아오는 빛을 다시 커버(1100) 방향으로 반사할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(1400)와 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(1230)와 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(1400)는 광원 모듈(1200)로부터의 열과 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열할 수 있다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)에 수납되는 전원 제공부(1600)는 밀폐될 수 있다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 가질 수 있으며, 가이드 돌출부(1510)는 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 가질 수 있다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납될 수 있고, 홀더(1500)에 의해 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐될 수 있다. 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650) 및 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
가이드부(1630)는 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 가이드부(1630)는 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 베이스(1650)의 일 면 위에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
연장부(1670)는 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입될 수 있고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받을 수 있다. 예컨대, 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)와 폭이 같거나 작을 수 있다. 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결될 수 있고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(1600)가 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.
100A ~ 100E: 발광 소자 110: 기판
112: 버퍼층 120: 발광 구조물
122: 제1 도전형 반도체층 124: 활성층
126: 제2 도전형 반도체층 132: 제1 전극
134: 제2 전극 140: 서브 마운트
142: 보호층 152: 제1 금속 패드
154: 제2 금속 패드 162, 162-1 ~ 162-4: 제1 범프
164, 164-1 ~ 164-5: 제2 범프 180: 반사층
200: 발광 소자 패키지 210: 헤더
220: 접착부 232, 234: 리드 프레임
242, 244: 와이어 250: 측벽부
260: 몰딩 부재 800: 표시 장치
810: 바텀 커버 820: 반사판
830, 835, 901: 발광 모듈 840: 도광판
850, 860: 프리즘 시트 870: 디스플레이 패널
872: 화상 신호 출력 회로 880: 컬러 필터
900: 헤드 램프 902: 리플렉터
903: 쉐이드 904: 렌즈
1000: 조명 장치 1100: 커버
1200: 광원 모듈 1400: 방열체
1600: 전원 제공부 1700: 내부 케이스
1800: 소켓

Claims (13)

  1. 기판;
    상기 기판 아래에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
    서브 마운트;
    상기 서브 마운트 위에 서로 전기적으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드;
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제1 금속 패드 사이에 배치된 제1 범프; 및
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 금속 패드 사이에 배치된 제2 범프를 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 활성층이 배치된 복수의 액티브 영역은 서로 이격된 평면 형상을 갖고,
    상기 제1 범프는 평면상에서 서로 이격되어 배치된 복수의 제1 범프를 포함하고,
    상기 제2 범프는 복수의 제2 범프를 포함하고, 상기 복수의 제2 범프 각각은 상기 복수의 제1 범프 사이에 배치되고,
    상기 복수의 제1 범프의 개수는 상기 복수의 제2 범프의 개수 이하인 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 액티브 영역이 서로 이격된 거리는 60 ㎛ 내지 300 ㎛인 발광 소자.
  3. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 액티브 영역은 상기 발광 소자의 에지로부터 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 거리만큼 이격된 발광 소자.
  4. 제1 항에 있어서, 상기 제2 범프는 상기 복수의 액티브 영역 사이에 배치된 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  5. 제1 항에 있어서, 상기 제2 범프와 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 반사층을 더 포함하는 발광 소자.
  6. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 액티브 영역은 서로 등간격으로 이격되어 상기 발광 소자의 둘레에 배치된 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  7. 제1 항에 있어서, 상기 발광 소자는 다각형 평면 형상을 갖고, 상기 액티브 영역은 상기 다각형의 모서리 부근 또는 상기 다각형의 중앙 중 적어도 한 곳에 배치되는 발광 소자.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 활성층은 100 ㎚ 내지 280 ㎚의 파장 대역의 광을 방출하는 발광 소자.
  9. 삭제
  10. 제1 항에 있어서, 상기 복수의 액티브 영역이 상기 발광 소자의 에지로부터 이격된 거리는 서로 다른 발광 소자.
  11. 제1 항에 있어서, 상기 제1 범프 및 상기 제2 범프 각각은 원형 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  12. 제4 항에 있어서, 상기 제2 범프는 복수 개이고, 상기 복수 개의 제2 범프는 십자가 또는 삼각형 모양으로 배치된 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  13. 헤더;
    상기 헤더 위에 배치되어 캐비티를 형성하는 측벽부;
    상기 헤더 위에서 상기 캐비티 내에 배치된 제1 항 내지 제8 항 및 제10 항 내지 제12 항 중 어느 한 항에 기재된 상기 발광 소자의 상기 제1 및 제2 금속 패드와 전기적으로 각각 연결되는 제1 및 제2 와이어;
    상기 제1 및 제2 와이어를 통해 상기 제1 및 제2 금속 패드와 각각 전기적으로 연결되는 제1 및 제2 리드선; 및
    상기 캐비티에 채워져 상기 발광 소자를 포위하도록 배치된 몰딩 부재를 포함하는 발광 소자 패키지.
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