KR102329776B1 - 금속 벌크를 포함하는 발광 소자 - Google Patents

금속 벌크를 포함하는 발광 소자 Download PDF

Info

Publication number
KR102329776B1
KR102329776B1 KR1020150021888A KR20150021888A KR102329776B1 KR 102329776 B1 KR102329776 B1 KR 102329776B1 KR 1020150021888 A KR1020150021888 A KR 1020150021888A KR 20150021888 A KR20150021888 A KR 20150021888A KR 102329776 B1 KR102329776 B1 KR 102329776B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
metal
emitting device
metal bulk
electrode
Prior art date
Application number
KR1020150021888A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20160099430A (ko
Inventor
김창연
채종현
이준섭
Original Assignee
서울바이오시스 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울바이오시스 주식회사 filed Critical 서울바이오시스 주식회사
Priority to KR1020150021888A priority Critical patent/KR102329776B1/ko
Priority to PCT/KR2015/012153 priority patent/WO2016076637A1/en
Priority to DE112015005124.4T priority patent/DE112015005124T5/de
Priority to CN201620105519.0U priority patent/CN205428990U/zh
Priority to TW105201695U priority patent/TWM524560U/zh
Publication of KR20160099430A publication Critical patent/KR20160099430A/ko
Priority to US15/244,744 priority patent/US10249798B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR102329776B1 publication Critical patent/KR102329776B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/64—Heat extraction or cooling elements
    • H01L33/647—Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 발광 구조체, 제1 전극 및 제2 전극를 포함하며, 제1 및 제2 금속 벌크 및 절연부를 포함하는 지지구조체, 및 기판을 포함하며, 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고, 상기 기판은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선부 및 제2 배선부를 포함하고, 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 크다. 이를 통해, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.

Description

금속 벌크를 포함하는 발광 소자{LIGHT-EMITTING DEVICE INCLUDING METAL BULK}
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히, 기계적, 전기적 안정성 및 열 방출 효율이 향상된 발광 소자에 관한 것이다.
최근 소형 고출력 발광 소자에 대한 요구가 증가하면서, 방열 효율이 우수한 대면적 플립칩형 발광 소자의 수요가 증가하고 있다. 플립칩형 발광 소자의 전극은 직접 2차 기판에 접합되며, 또한 플립칩형 발광 소자에 외부 전원을 공급하기 위한 와이어를 이용하지 않으므로, 수평형 발광 소자에 비해 열 방출 효율이 매우 높다. 따라서 고밀도 전류를 인가하더라도 효과적으로 열을 2차 기판 측으로 전도시킬 수 있어서, 플립칩형 발광 소자는 고출력 발광원으로 적합하다.
또한, 발광 소자의 소형화 및 고출력을 위하여, 발광 소자를 별도의 하우징 등에 패키징하는 공정을 생략하고, 발광 소자 자체를 패키지로서 이용하는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package)에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히, 플립칩형 발광 소자의 전극은 패키지의 리드와 유사한 기능을 할 수 있어서, 이러한 칩 스케일 패키지에 있어서도 유용하게 플립칩형 발광 소자가 적용될 수 있다.
이러한 칩 스케일 패키지 형태의 소자를 고출력 발광 장치로서 이용하는 경우, 상기 칩 스케일 패키지에 고밀도의 전류가 인가된다. 고밀도의 전류가 인가되면, 그만큼 발광 칩으로부터 발생하는 열도 증가한다. 이러한 열은 발광 소자에 열적 스트레스를 발생시키고, 열 팽창 계수가 서로 다른 물질들 간의 계면에서 발생하는 응력 및 이로 인한 잔류 응력을 발생시킨다.
특히, 이러한 응력에 의해 전극들의 사이에 크랙이 발생하면 발광 소자의 파괴가 발생할 확률이 높아, 발광 소자의 불량을 야기한다. 따라서 고출력 발광 장치에 적용되는 발광 소자는 높은 열 방출 효율이 요구된다.
한편, 도전 회로를 포함하는 기판 상에 솔더, 페이스트 등의 접착성 물질을 이용하여 칩이 실장될 시, 접착성 물질이 칩의 전극 및 기판의 회로를 따라 흘러 전극 간의 단락이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 칩 실장 시의 단락이 방지될 수 있는 우수한 기계적, 전기적 안정성을 가진 구조가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 높은 열 방출 효율을 가지며, 전극 간의 단락이 방지될 수 있어서, 우수한 기계적, 전기적 안정성을 가진 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제1 전극, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 서로 이격되어 위치하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제1 금속 벌크, 제2 금속 벌크 및 상기 제1 금속 벌크와 상기 제2 금속 벌크 사이에 배치된 절연부를 포함하는 지지구조체 및 상기 지지구조체에 인접하는 기판을 포함하며, 상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고, 상기 기판은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선부 및 제2 배선부를 포함하고, 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 크다. 이를 통해, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 제1 금속 벌크는 상기 제2 금속 벌크에 대향하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고, 상기 제2 금속 벌크는 상기 제1 금속 벌크에 대향하는 제3 면 및 상기 제3 면의 반대에 위치하는 제4면을 포함하고, 상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제1 면의 하부 모서리 및 상기 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 절연부가 제1 함몰부를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 사이로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 접착성 물질에 의해 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 제1 함몰부는 단일면으로 구성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 사이 간격이 점차적으로 감소할 수 있기 때문에, 발광 소자에서 발생한 열을 방출할 수 있는 구간이 늘어날 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 하면 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 클 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다.
상기 제1 함몰부는 볼록면 또는 오목면으로 구성될 수 있다.
상기 제1 함몰부는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제2 면의 하부 모서리 및 상기 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부를 더 포함할 수 있다. 상기 절연부가 제2 함몰부를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 발광 소자의 외측면으로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 하부 영역들 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 클 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 상부 영역들 간의 간격은 100㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 열방출이 더욱 개선될 수 있다.
상기 하부 영역들 간의 간격은 250㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 솔더 등의 접착성 물질에 의해 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 하부 영역들 간의 간격보다 클 수 있다. 이 경우, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 접착성 물질이 제1 및 제2 배선부를 따라 제1 및 제2 금속 벌크의 하면 사이 영역으로 확장되는 것이 방지될 수 있으므로, 제1 및 제2 금속 벌크의 단락이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 두께는 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 5배 내지 20배일 수 있다. 이 경우, 상기 발광 구조체에서 발생한 열이 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있으므로, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 발광 구조체의 하면 및 상기 제2 전극의 하면과 측면을 덮으며, 상기 발광 구조체와 상기 제1 전극 사이에 위치하여 상기 제1 전극을 상기 제2 전극으로부터 절연시키는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 전극의 일부를 덮는 제2 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층은 제1 전극 및 제2 전극의 단락을 더욱 효과적으로 방지시켜주며, 외부 오염 물질이나 충격으로부터 발광 구조체를 보호하는 역할을 할 수 있다.
상기 기판은 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부를 지지하는 베이스를 더 포함할 수 있으며, 상기 기판은 상기 베이스를 관통하는 비아홀을 포함할 수 있다.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크 상에 위치할 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크로 전달된 열은 비아홀의 내부 공간 및 비아홀 내측면에 위치한 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부를 통해, 효과적으로 방출될 수 있다.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 상하 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크를 기판에 실장하는 공정 상에서 솔더 등의 접착성 물질이 상기 비아홀을 따라 외부로 흐르는 것이 방지될 수 있다. 또한, 외부의 충격이나 오염물질이 상기 비아홀을 통해 상기 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크에 손상을 입히는 것이 방지될 수 있다.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 단일체일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 하면에 별도의 층을 형성시키지 않아도, 상기 하부 영역들의 형태를 조절하여 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 단락 방지 및 상기 기판에 대한 접착성이 개선될 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 금속 벌크와 상기 제1 배선부 사이 및 상기 제2 금속 벌크와 사기 제2 배선부 사이에 솔더를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 금속 벌크의 상부 영역들 간의 간격이 상대적으로 짧으므로, 발광 구조체에서 발생한 열이 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크의 하부 영역들 간의 간격이 상대적으로 크기 때문에, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제1 배선부 및 제2 배선부 간의 간격이 상대적으로 크기 때문에, 제1 및 제2 금속 벌크이 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분의 단면을 도시한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자는 발광 구조체(110), 제1 전극(140), 제2 전극(120), 지지구조체(210) 및 기판(310)을 포함할 수 있다. 나아가, 발광 소자는 성장 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111), 제1 도전형 반도체층(111) 상에 위치하는 활성층(112), 및 활성층(112) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(113)을 포함한다. 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(111)은 n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(113)은 p형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(112)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 그 조성비가 결정될 수 있다.
또한, 발광 구조체(110)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)이 부분적으로 제거되어 제1 도전형 반도체층(111)이 부분적으로 노출된 노출 영역(e)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 구조체(110)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(111)을 노출시키는 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다. 홀은 복수로 형성될 수도 있으며, 홀의 형태 및 배치가 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 도전형 반도체층(111)이 부분적으로 노출된 영역은, 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 부분적으로 제거하여 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 포함하는 메사를 형성함으로써 제공될 수도 있다.
또한, 발광 구조체(110)는 거칠어진 표면(R)을 더 포함할 수 있다. 거칠어진 표면(R)은 습식 식각, 건식 식각, 전기화학 식각 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어, PEC 식각 또는 KOH 및 NaOH를 포함하는 식각 용액을 이용한 식각 방법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111)의 표면에 형성된 ㎛ 내지 nm 스케일의 돌출부 및/또는 오목부를 포함할 수 있다. 거칠어진 표면(R)에 의해 발광 구조체(110)에서 방출된 광의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
또한, 발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 위치하는 성장 기판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 성장 기판은 발광 구조체(110)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 성장 기판은 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. 이러한 성장 기판은 공지의 기술을 이용하여 발광 구조체(110)로부터 분리되어 제거될 수 있다.
제2 전극(120)은 제2 도전형 반도체층(113) 상에 위치하며, 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 제2 전극(120)은 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 적어도 부분적으로 덮을 수 있으며, 나아가, 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 전반적으로 덮도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 전극(120)은 발광 구조체(110)의 제1 도전형 반도체층(111)의 노출 영역(e)이 형성된 위치를 제외한 나머지 영역에서 단일체로 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 덮도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조체(110)의 전 영역에 걸쳐 전류를 균일하게 공급하여, 전류 분산 효율이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 전극(120)은 복수의 단위 전극들을 포함할 수도 있다.
제2 전극(120)은 반사 금속층을 포함하며, 나아가 장벽 금속층을 포함할 수 있다. 장벽 금속층은 반사 금속층의 하면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사 금속층의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽 금속층을 형성함으로써, 장벽 금속층이 반사 금속층의 하면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 금속층은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다. 한편, 장벽 금속층은 Ni, Cr, Ti, Pt, W 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 반사 금속층의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지한다. 도 2에 도시된 것처럼, 제2 전극(120) 상에 전극 보호층이 배치될 수 있으며, 전극 보호층은 후술할 제1 전극(140)과 동일한 재료일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.
제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(111)의 노출 영역(e)과 접하여 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 전극(140)은 발광 구조체 상의 전면에 걸쳐 위치할 수 있으며, 이 경우, 후술할 제1 절연층(130) 등의 절연층을 통해 제2 전극(120)으로부터 절연될 수 있다. 제1 전극(140)은 Al층과 같은 고반사 금속층을 포함할 수 있으며, 고반사 금속층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 고반사 금속층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 제1 전극(140)은 예컨대, Ti/Al/Ti/Ni/Au 의 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 전극(140)은 금속 물질을 증착하고, 이를 패터닝하여 형성될 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 소자는 제1 절연층(130)을 더 포함할 수 있다. 제1 절연층(130)은 발광 구조체(110)의 하면 및 제2 전극(120)의 하면과 측면을 덮으며, 발광 구조체(110)와 제1 전극(140) 사이에 위치하여 제1 전극(140)을 상기 제2 전극(120)으로부터 절연시킬 수 있다. 제1 절연층(130)은 특정 영역에서 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적 접속을 허용하기 위한 개구부(130a, 130b)를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 절연층(130)은 제1 도전형 반도체층(111)을 노출시키는 개구부(130a)와 제2 전극(120)을 노출시키는 개구부(130b)를 가질 수 있다. 제1 절연층(130)은 화학기상증착(CVD) 등의 기술을 사용하여 SiO2 등의 산화막, SiNx 등의 질화막, MgF2의 절연막으로 형성될 수 있다. 제1 절연층(130)은 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다중층으로 형성될 수도 있다. 나아가 제1 절연층(130)은 저굴절 물질층과 고굴절 물질층이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기(DBR)를 포함할 수 있다. 예컨대, SiO2/TiO2 나 SiO2/Nb2O5 등의 층을 적층함으로써 반사율이 높은 절연 반사층을 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 소자는 제2 절연층(150)을 더 포함할 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)의 단락을 더욱 효과적으로 방지시켜주며, 외부 오염 물질이나 충격으로부터 발광 구조체(110)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140)의 일부를 덮을 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140)을 노출시키는 개구부(150a) 및 제2 전극(120)을 노출시키는 개구부(150b)를 가질 수 있다. 제1 전극(140)의 측벽들은 제2 절연층(150)에 의해 덮일 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140) 상에 산화물 절연층, 질화물 절연층 또는 폴리이미드, 테플론, 파릴렌 등의 폴리머를 증착 및 패터닝하여 형성할 수 있다.
지지구조체는 제1 금속 벌크(211), 제2 금속 벌크(212) 및 절연부(213)를 포함할 수 있다.
제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 발광 구조체(110) 상에 위치할 수 있으며, 서로 이격되어 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120) 상에 위치할 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 금속 물질로 형성되며, 그 두께가 발광 구조체(110)의 두께보다 일반적으로 큰 구성요소를 의미한다. 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 발광 구조체(110)에서 발생한 열을 외부로 효과적으로 방출시킬 수 있으며, 그 열팽창 계수가 발광 구조체(110)의 열팽창 계수와 유사한 물질을 포함할 수 있다.
제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 두께는 열방출을 용이하게 하기 위해 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)에 비해 두꺼울 수 있다. 구체적으로, 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)의 5배 내지 20배일 수 있다. 이 경우, 발광 구조체(110)에서 발생한 열이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있으므로, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.
제1 금속 벌크(211)는 하부 영역(211a) 및 상부 영역(211b)을 포함하며, 제2 금속 벌크(212)는 하부 영역(212a) 및 상부 영역(212b)을 포함할 수 있다. 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 각각 단일체일 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 금속 벌크의 하부 영역(211a) 및 제2 금속 벌크의 하부 영역(212a)은 후술할 기판(310)에 인접하여 위치하고, 제1 금속 벌크(211)의 상부 영역(211b) 및 제2 금속 벌크(212)의 상부 영역(212b)은 발광 구조체(110)에 인접하여 위치할 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면을 각각 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 영역들(211a, 212a)의 하면은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면과 일치할 수 있다. 이 경우, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면에 별도의 층을 형성시키지 않아도, 하부 영역들(211a, 212a)의 형태를 조절하여 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 단락 방지 및 기판(310)에 대한 접착성이 개선될 수 있다.
제1 금속 벌크의 하부 영역(211a)과 제2 금속 벌크의 하부 영역(212a) 간의 간격(L2)은 제1 금속 벌크의 상부 영역(211b)과 제2 금속 벌크의 상부 영역(212b) 간의 간격(L1)보다 클 수 있다. 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)이 상대적으로 짧으므로, 발광 구조체(110)에서 발생한 열이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩(solder bonding) 또는 유테틱 본딩(eutectic bonding)을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
제1 금속 벌크(211)는 제2 금속 벌크(212)에 대향하는 제1 면 및 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고, 제2 금속 벌크(212)는 제1 금속 벌크(211)에 대향하는 제3 면 및 제3 면의 반대에 위치하는 제4 면을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 각각 제1 면의 하부 모서리 및 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부(h1)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 함몰부(h1)는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 함몰부(h1)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 제1 면 및 제3 면과 평행한 면, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면과 평행한 면을 포함할 수 있다. 상술한 함몰 구조에 의해, 후술할 절연부(213)가 제1 함몰부(h1)를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 사이로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 그러므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 접착성 물질에 의해 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부(213)가 접하는 면적이 증가하므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부의 접착성이 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다. 제1 함몰부(h1)는 포토레지스트(photo resist)를 사용한 식각 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)은 100㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 열방출이 더욱 개선될 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)은 250㎛ 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
절연부(213)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이에 배치될 수 있다. 절연부(213)은 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)를 절연시켜 결과적으로 제1 전극 및 제2 전극(140, 120)을 절연시키며 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이를 채워 내구성을 향상시키고, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 열팽창 시 발생하는 스트레스를 완화시켜주는 역할을 한다. 또한, 도 2에 도시된 것처럼, 절연부(213)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이 뿐만 아니라, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 측면을 전체적으로 감싸는 구조일 수 있다. 이를 통해, 외부의 오염물질이나 충격으로부터 발광 소자가 보호될 수 있다. 절연부(213)는 에폭시 몰딩 화합물(EMC)을 포함할 수 있다. 절연부(213)가 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면을 덮도록 코팅이 될 수 있으며, 이 경우, 절연부(213)의 하면은 래핑(lapping), 화학적 기계적 연마(CMP) 등을 통해 평탄화될 수 있고, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 노출될 수 있다.
기판(310)은 지지구조체(210)에 인접하여 위치할 수 있다. 기판(310)은 제1 금속 벌크(211)와 전기적으로 연결된 제1 배선부(311) 및 제2 금속 벌크(212)와 전기적으로 연결된 제2 배선부(312)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312)는 기판(310)의 베이스(313) 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 배선부(311, 312)는 전기 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Cu, Au, Ag, Pt, Al 등의 물질을 포함할 수 있다. 기판(310)의 베이스(313)는 세라믹 물질을 포함할 수 있으며, 발광 소자의 방열 특성을 높이기 위해 금속 물질을 포함할 수도 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 솔더 본딩(solder bonding) 또는 유테틱 본딩(eutectic bonding)을 통해 기판(310) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 솔더 본딩의 경우, 제1 금속 벌크(211)와 제1 배선부(311) 사이 및 제2 금속 벌크(212)와 제2 배선부(312)에 솔더(S)를 위치시킬 수 있다.
제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)은 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)보다 클 수 있다. 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩 또는 유테틱 본딩을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)이 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부(311, 312)가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3의 발광 소자는 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 금속 벌크(211)의 제2 면의 하부 모서리 및 제2 금속 벌크(212)의 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부(h2) 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. 도 3을 참조하면, 제2 함몰부(h2)는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 함몰부(h2)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 제2 면 및 제4 면과 평행한 면, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면과 평행한 면을 포함할 수 있다. 상술한 함몰 구조에 의해, 후술할 절연부(213)가 제2 함몰부(h2)를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 발광 소자의 외측면으로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부(213)가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자들을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4 및 도 5의 발광 소자들은 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 함몰부(h1)가 단일면 또는 오목면으로 구성된 점에서 차이가 있다. 구체적으로, 도 4의 발광 소자의 제1 함몰부(h1)는 평면 형태의 단일의 모따기면을 가질 수 있다. 도 5의 발광 소자의 제1 함몰부(h1)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면으로 갈 수록 함몰면의 기울기가 증가하는 오목한 형태로 형성될 수 있다. 또는 도시되지 않았으나, 제1 함몰부(h1)는 볼록면으로 구성될 수 있으며, 구체적으로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면으로 갈 수록 함몰면의 기울기가 감소하는 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 사이 간격이 점차적으로 감소할 수 있기 때문에, 발광 소자에서 발생한 열을 방출할 수 있는 구간이 늘어날 수 있다. 동시에, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면 간의 간격은 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격보다 클 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 여전히 방지될 수 있다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6의 발광 소자는 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩 또는 유테틱 본딩을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)이 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부(311, 312)가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 접착성 물질이 제1 및 제2 배선부(311, 312)를 따라 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면 사이 영역으로 확장되는 것이 방지될 수 있으므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 단락이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판(310)은 제1 배선부(311)와 제2 배선부(312)를 지지하는 베이스(313)을 더 포함하며, 기판(310)은 베이스(313)를 관통하는 비아홀(V)을 포함할 수 있으며, 비아홀(V)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 베이스(313)는 세라믹 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7을 참조하면, 발광 소자의 방열 특성을 높이기 위해 베이스(313)는 Cu 등의 금속 물질을 포함할 수 있으며, 그 경우 제1 배선부(311)와 제2 배선부(312)가 베이스(313)를 통해 단락되는 것을 방지하기 위해 제1 배선부(311). 제2 배선부(312)와 베이스(313) 사이에 절연성 물질(314)이 위치할 수 있다. 도 7에 도시된 것처럼, 비아홀(V)의 내측면은 제1 배선부(311) 또는 제2 배선부(312)로 덮일 수 있다. 또한, 도 7은 비아홀(V) 내부가 비어있는 구조이나, 이에 한정된 것은 아니며, 비아홀(V)의 내부는 도전성 물질로 채워질 수 있다. 비아홀(V)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 상하 방향으로 중첩되도록 위치할 수 있다. 상술한 구조에 의해, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)로 전달된 열은 비아홀(V)의 내부 공간 및 비아홀(V) 내측면에 위치한 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312)를 통해, 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8의 발광 소자는 도 6의 발광 소자와 유사하나, 비아홀(V)이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)와 상하 방향으로 중첩되지 않는다는 점에서 차이가 있다. 이 경우, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)를 기판(310)에 실장하는 공정 상에서 솔더 등의 접착성 물질이 비아홀(V)을 따라 외부로 흐르는 것이 방지될 수 있다. 또한, 외부의 충격이나 오염물질이 비아홀(V)을 통해 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)에 손상을 입히는 것이 방지될 수 있다.
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 9을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 확산 커버(1010), 발광 소자 모듈(1020) 및 바디부(1030)를 포함한다. 바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용할 수 있고, 확산 커버(1010)는 발광 소자 모듈(1020)의 상부를 커버할 수 있도록 바디부(1030) 상에 배치될 수 있다.
바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용 및 지지하여, 발광 소자 모듈(1020)에 전기적 전원을 공급할 수 있는 형태이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바디부(1030)는 바디 케이스(1031), 전원 공급 장치(1033), 전원 케이스(1035), 및 전원 접속부(1037)를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(1033)는 전원 케이스(1035) 내에 수용되어 발광 소자 모듈(1020)과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 IC칩을 포함할 수 있다. 상기 IC칩은 발광 소자 모듈(1020)로 공급되는 전원의 특성을 조절, 변환 또는 제어할 수 있다. 전원 케이스(1035)는 전원 공급 장치(1033)를 수용하여 지지할 수 있고, 전원 공급 장치(1033)가 그 내부에 고정된 전원 케이스(1035)는 바디 케이스(1031)의 내부에 위치할 수 있다. 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035)의 하단에 배치되어, 전원 케이스(1035)와 결속될 수 있다. 이에 따라, 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035) 내부의 전원 공급 장치(1033)와 전기적으로 연결되어, 외부 전원이 전원 공급 장치(1033)에 공급될 수 있는 통로 역할을 할 수 있다.
발광 소자 모듈(1020)은 기판(1023) 및 기판(1023) 상에 배치된 발광 소자(1021)를 포함한다. 발광 소자 모듈(1020)은 바디 케이스(1031) 상부에 마련되어 전원 공급 장치(1033)에 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(1023)은 발광 소자(1021)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 배선을 포함하는 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(1023)은 바디 케이스(1031)에 안정적으로 고정될 수 있도록, 바디 케이스(1031) 상부의 고정부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 발광 소자(1021)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
확산 커버(1010)는 발광 소자(1021) 상에 배치되되, 바디 케이스(1031)에 고정되어 발광 소자(1021)를 커버할 수 있다. 확산 커버(1010)는 투광성 재질을 가질 수 있으며, 확산 커버(1010)의 형태 및 광 투과성을 조절하여 조명 장치의 지향 특성을 조절할 수 있다. 따라서 확산 커버(1010)는 조명 장치의 이용 목적 및 적용 태양에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU1) 및, 상기 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드(2100)를 포함한다.
표시패널(2110)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(2110)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB(2112, 2113)는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.
백라이트 유닛(BLU1)은 적어도 하나의 기판(2150) 및 복수의 발광 소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함한다. 나아가, 백라이트 유닛(BLU1)은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 더 포함할 수 있다.
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판(2150), 발광 소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 수납할 수 있다. 또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드(2100)와 결합될 수 있다. 기판(2150)은 반사 시트(2170)의 하부에 위치하여, 반사 시트(2170)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 반사 물질이 표면에 코팅된 경우에는 반사 시트(2170) 상에 위치할 수도 있다. 또한, 기판(2150)은 복수로 형성되어, 복수의 기판(2150)들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판(2150)으로 형성될 수도 있다.
발광 소자(2160)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광 소자(2160)들은 기판(2150) 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(2160) 상에는 렌즈(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.
확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)은 발광 소자(2160) 상에 위치한다. 발광 소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 디스플레이 장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(3210), 표시패널(3210)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU2)을 포함한다. 나아가, 상기 디스플레이 장치는, 표시패널(3210)을 지지하고 백라이트 유닛(BLU2)이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(3210)을 감싸는 커버(3240, 3280)를 포함한다.
표시패널(3210)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(3210)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다. 표시패널(3210)은 그 상하부에 위치하는 커버(3240, 3280)에 의해 고정되며, 하부에 위치하는 커버(3280)는 백라이트 유닛(BLU2)과 결속될 수 있다.
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU2)은 하면의 일부가 개구된 하부 커버(3270), 하부 커버(3270)의 내부 일 측에 배치된 광원 모듈 및 상기 광원 모듈과 나란하게 위치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(3250)을 포함한다. 또한, 본 실시예의 백라이트 유닛(BLU2)은 도광판(3250) 상에 위치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(3230), 도광판(3250)의 하부에 배치되어 도광판(3250)의 하부방향으로 진행하는 광을 표시패널(3210) 방향으로 반사시키는 반사시트(3260)를 더 포함할 수 있다.
광원 모듈은 기판(3220) 및 상기 기판(3220)의 일면에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자(3110)를 포함한다. 기판(3220)은 발광 소자(3110)를 지지하고 발광 소자(3110)에 전기적으로 연결된 것이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판일 수 있다. 발광 소자(3110)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 광원 모듈로부터 방출된 광은 도광판(3250)으로 입사되어 광학 시트들(3230)을 통해 표시패널(3210)로 공급된다. 도광판(3250) 및 광학 시트들(3230)을 통해, 발광 소자(3110)들로부터 방출된 점 광원이 면 광원으로 변형될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 12은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12을 참조하면, 상기 헤드 램프는, 램프 바디(4070), 기판(4020), 발광 소자(4010) 및 커버 렌즈(4050)를 포함한다. 나아가, 상기 헤드 램프는, 방열부(4030), 지지랙(4060) 및 연결 부재(4040)를 더 포함할 수 있다.
기판(4020)은 지지랙(4060)에 의해 고정되어 램프 바디(4070) 상에 이격 배치된다. 기판(4020)은 발광 소자(4010)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판과 같은 도전 패턴을 갖는 기판일 수 있다. 발광 소자(4010)는 기판(4020) 상에 위치하며, 기판(4020)에 의해 지지 및 고정될 수 있다. 또한, 기판(4020)의 도전 패턴을 통해 발광 소자(4010)는 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 소자(4010)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다.
커버 렌즈(4050)는 발광 소자(4010)로부터 방출되는 광이 이동하는 경로 상에 위치한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 커버 렌즈(4050)는 연결 부재(4040)에 의해 발광 소자(4010)로부터 이격되어 배치될 수 있고, 발광 소자(4010)로부터 방출된 광을 제공하고자하는 방향에 배치될 수 있다. 커버 렌즈(4050)에 의해 헤드 램프로부터 외부로 방출되는 광의 지향각 및/또는 색상이 조절될 수 있다. 한편, 연결 부재(4040)는 커버 렌즈(4050)를 기판(4020)과 고정시킴과 아울러, 발광 소자(4010)를 둘러싸도록 배치되어 발광 경로(4045)를 제공하는 광 가이드 역할을 할 수도 있다. 이때, 연결 부재(4040)는 광 반사성 물질로 형성되거나, 광 반사성 물질로 코팅될 수 있다. 한편, 방열부(4030)는 방열핀(4031) 및/또는 방열팬(4033)을 포함할 수 있고, 발광 소자(4010) 구동 시 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.

Claims (18)

  1. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체;
    상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제1 전극;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제2 전극;
    상기 발광 구조체의 하면 및 상기 제2 전극의 하면과 측면을 덮으며, 상기 발광 구조체와 상기 제1 전극 사이에 위치하여 상기 제1 전극을 상기 제2 전극으로부터 절연시키는 제1 절연층;
    상기 제1 절연층 및 상기 제1 전극 상에 위치하며, 상기 제1 전극의 측면 및 하면을 덮는 제2 절연층;
    상기 제2 절연층 상에 서로 이격되어 위치하며, 상기 제2 절연층의 개구부들을 통해 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제1 금속 벌크, 제2 금속 벌크 및 상기 제1 금속 벌크와 상기 제2 금속 벌크 사이에 배치된 절연부를 포함하는 지지구조체; 및
    상기 지지구조체에 인접하는 기판을 포함하며,
    상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고,
    상기 기판은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선부 및 제2 배선부를 포함하고,
    상기 제1 금속 벌크의 상면의 일부 및 제2 금속 벌크의 상면의 일부는 상기 제2 절연층에 접하며,
    상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 금속 벌크는 상기 제2 금속 벌크에 대향하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고,
    상기 제2 금속 벌크는 상기 제1 금속 벌크에 대향하는 제3 면 및 상기 제3 면의 반대에 위치하는 제4 면을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제1 면의 하부 모서리 및 상기 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부를 포함하는 발광 소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 함몰부는 단일면으로 구성된 발광 소자.
  4. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 함몰부는 볼록면 또는 오목면으로 구성된 발광 소자.
  5. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 함몰부는 복수개의 면으로 구성된 발광 소자.
  6. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제2 면의 하부 모서리 및 상기 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부를 더 포함하는 발광 소자.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 하부 영역들 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 상부 영역들 간의 간격은 100㎛ 이하인 발광 소자.
  9. 청구항 7에 있어서,
    상기 하부 영역들 간의 간격은 250㎛ 이하인 발광 소자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 하부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.
  11. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 두께는 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 5배 내지 20배인 발광 소자.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부를 지지하는 베이스를 더 포함하며,
    상기 기판은 상기 베이스를 관통하는 비아홀을 포함하는 발광 소자.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크 상에 위치하는 발광 소자.
  16. 청구항 14에 있어서,
    상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 상하 방향으로 중첩되지 않는 발광 소자.
  17. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 단일체인 발광 소자.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 금속 벌크와 상기 제1 배선부 사이 및 상기 제2 금속 벌크와 상기 제2 배선부 사이에 솔더를 더 포함하는 발광 소자.
KR1020150021888A 2014-11-12 2015-02-12 금속 벌크를 포함하는 발광 소자 KR102329776B1 (ko)

Priority Applications (6)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150021888A KR102329776B1 (ko) 2015-02-12 2015-02-12 금속 벌크를 포함하는 발광 소자
PCT/KR2015/012153 WO2016076637A1 (en) 2014-11-12 2015-11-12 Light emitting device
DE112015005124.4T DE112015005124T5 (de) 2014-11-12 2015-11-12 Lichtemittierende Diode
CN201620105519.0U CN205428990U (zh) 2015-02-12 2016-02-02 发光器件
TW105201695U TWM524560U (zh) 2015-02-12 2016-02-03 發光器件
US15/244,744 US10249798B2 (en) 2014-11-12 2016-08-23 Light emitting device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150021888A KR102329776B1 (ko) 2015-02-12 2015-02-12 금속 벌크를 포함하는 발광 소자

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160099430A KR20160099430A (ko) 2016-08-22
KR102329776B1 true KR102329776B1 (ko) 2021-11-23

Family

ID=56539638

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150021888A KR102329776B1 (ko) 2014-11-12 2015-02-12 금속 벌크를 포함하는 발광 소자

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102329776B1 (ko)
CN (1) CN205428990U (ko)
TW (1) TWM524560U (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI629431B (zh) * 2017-02-17 2018-07-11 隆達電子股份有限公司 框架、應用其的發光裝置以及應用其的發光裝置的製作方法
CN111863832B (zh) * 2019-04-30 2024-04-09 成都辰显光电有限公司 显示面板及其制造方法、电子设备

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099384A1 (ja) 2010-02-09 2011-08-18 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
WO2011108227A1 (ja) * 2010-03-01 2011-09-09 パナソニック株式会社 発光素子用基板及びその製造方法ならびに発光装置
WO2011108664A1 (ja) * 2010-03-03 2011-09-09 有限会社Ｍｔｅｃ 光半導体装置
US20130015483A1 (en) 2011-07-12 2013-01-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
KR101362081B1 (ko) * 2012-12-28 2014-02-13 주식회사 위뷰 발광 소자
US20140227813A1 (en) 2013-02-12 2014-08-14 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element
US20140252390A1 (en) 2013-03-11 2014-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device
JP2014179469A (ja) 2013-03-14 2014-09-25 Toshiba Corp 半導体発光素子、発光装置及び半導体発光素子の製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102191933B1 (ko) * 2013-02-19 2020-12-18 루미리즈 홀딩 비.브이. 다층 구조체에 의해 형성되는 발광 다이 컴포넌트
US9543488B2 (en) * 2014-06-23 2017-01-10 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting device

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2011099384A1 (ja) 2010-02-09 2011-08-18 日亜化学工業株式会社 発光装置および発光装置の製造方法
WO2011108227A1 (ja) * 2010-03-01 2011-09-09 パナソニック株式会社 発光素子用基板及びその製造方法ならびに発光装置
WO2011108664A1 (ja) * 2010-03-03 2011-09-09 有限会社Ｍｔｅｃ 光半導体装置
US20130015483A1 (en) 2011-07-12 2013-01-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Semiconductor light emitting device
KR101362081B1 (ko) * 2012-12-28 2014-02-13 주식회사 위뷰 발광 소자
US20140227813A1 (en) 2013-02-12 2014-08-14 Nichia Corporation Method of manufacturing light emitting element
US20140252390A1 (en) 2013-03-11 2014-09-11 Samsung Electronics Co., Ltd. Semiconductor light-emitting device
JP2014179469A (ja) 2013-03-14 2014-09-25 Toshiba Corp 半導体発光素子、発光装置及び半導体発光素子の製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN205428990U (zh) 2016-08-03
TWM524560U (zh) 2016-06-21
KR20160099430A (ko) 2016-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10580950B2 (en) Light emitting device
KR101616552B1 (ko) 발광소자
US20160365486A1 (en) Light emitting device
US10505077B2 (en) Light emitting element including metal bulk
US20220158056A1 (en) Light emitting diodes having a plurality of light emitting cells
KR102329776B1 (ko) 금속 벌크를 포함하는 발광 소자
KR102449558B1 (ko) 발광 소자
KR102475409B1 (ko) 금속 벌크를 포함하는 발광 소자
KR102424364B1 (ko) 발광소자
KR20170038968A (ko) 자외선 경화 장치
KR102601420B1 (ko) 금속 벌크를 포함하는 발광 소자
KR20170027490A (ko) 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20170009359A (ko) 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR102374671B1 (ko) 발광 다이오드
KR102320797B1 (ko) 발광 소자
KR20160139182A (ko) 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant