KR102402257B1 - 라이트 유닛 - Google Patents

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김종국
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쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

실시 예는 라이트 유닛에 관한 것이다. 실시 예에 개시된 라이트 유닛은, 복수의 발광 구조물을 갖는 발광 칩 및 상면에 상기 발광 칩이 배치된 방열 판을 갖는 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자가 배열된 하우징; 및 상기 하우징에 채워지며 상기 복수의 발광 소자를 덮는 수지 부재를 포함하며, 상기 발광 칩은 길이가 너비보다 긴 형상을 갖고, 상기 복수의 발광 구조물이 길이 방향으로 분리되며, 상기 발광 칩은 상기 복수의 발광 구조물을 지지하는 기판; 및 상기 기판의 반대측에 상기 복수의 발광 구조물 각각에 리지를 갖는 돌출부를 포함한다.

Description

라이트 유닛{LIGHT UNIT}
실시 예는 라이트 유닛에 관한 것이다.
일반적으로 질소(N)와 같은 Ⅴ족 소스와, 갈륨(Ga), 알루미늄(Al), 또는 인듐(In)과 같은 Ⅲ족 소스를 포함하는 질화물 반도체 소재는 열적 안정성이 우수하고 직접 천이형의 에너지 밴드(band) 구조를 갖고 있어, 질화물계 반도체 소자 예컨대, 자외선 영역의 질화물계 반도체 발광소자 및 태양전지용 물질로 많이 사용되고 있다.
질화물계 물질은 0.7eV에서 6.2eV의 폭넓은 에너지 밴드갭을 가지고 있어 태양광스펙트럼 영역과 일치하는 특성으로 인하여 태양전지소자용 물질로 많이 사용되고 있다. 특히, 자외선 발광소자는 경화기 장치, 의료분석기 및 치료기기 및 살균, 정수, 정화시스템 등 다양한 산업분야에서 활용되고 있으며, 향후 반도체 조명 광원으로써 일반조명에 사용 가능한 물질로서 주목을 받고 있다.
실시 예는 제1 및 제2도전형 반도체층 중 어느 하나에 복수의 리지(ridge)를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 성장 기판 상에 복수의 리지를 갖는 발광 구조물을 갖는 발광소자 및 방열 판을 갖는 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예는 복수의 리지를 갖는 막대(bar) 형상의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예는 바 형상의 레이저 다이오드를 복수로 배열한 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 라이트 유닛은, 복수의 발광 구조물을 갖는 발광 칩 및 상면 및 하면 중 적어도 한 면에 상기 발광 칩이 배치된 방열 판을 갖는 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자가 배열된 하우징; 및 상기 하우징에 채워지며 상기 복수의 발광 소자를 덮는 수지 부재를 포함하며, 상기 발광 칩은 길이가 너비보다 긴 형상을 갖고, 상기 복수의 발광 구조물이 길이 방향으로 분리되며, 상기 발광 칩은 상기 복수의 발광 구조물을 지지하는 기판; 및 상기 기판의 반대측에 상기 복수의 발광 구조물 각각에 리지를 갖는 돌출부를 포함하고, 상기 리지는 상기 발광 칩의 길이 방향과 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.
실시 예는 바 형상의 발광 소자를 배치함으로써, 제조 공정이 개선될 수 있다.
실시 예는 바 형상의 발광 소자 아래에 방열 판을 배치하므로 방열 효과를 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 제조 공정을 줄일 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 라이트 유닛의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 4의 라이트 유닛의 다른 예이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도이다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 도면이다.
도 8은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도 1은 제1실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 사시도이며, 도 2는 도 1의 발광 소자의 발광 칩을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 1의 발광 소자를 갖는 라이트 유닛을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 라이트 유닛의 A-A측 단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자(91)는 발광 칩(50), 상기 발광 칩(50)과 전기적으로 연결된 제1 및 제2패드(62,64), 상기 발광 칩(50) 아래에 배치된 방열 판(60)을 포함한다.
상기 발광 칩(50)은 기판(10) 상에 배치된 복수의 발광 구조물(20)을 포함하며, 상기 복수의 발광 구조물(20)은 상기 방열 판(60)의 길이(L1) 방향 또는 발광 칩(50)의 길이 방향으로 분리되어 배치될 수 있다. 상기 각 발광 구조물(20)은 발광 셀로 정의될 수 있다.
상기 발광 칩(50)은 바 형상을 포함하며, 상기 발광 칩(50)의 길이(D4)는 상기 방열 판(60)의 길이(L1)의 80% 이상이 될 수 있다. 상기 기판(10)의 너비는 상기 발광 칩(50)의 너비(D3)와 동일하고, 상기 기판(10)의 길이는 상기 발광 칩(50)의 길이(D4)와 동일할 수 있다.
상기 발광 칩(50)은 방열 판(60)과 기판(10) 사이에 배치된 제1패드(62)와 전기적으로 연결되고, 제2패드(64)와 와이어와 같은 연결 부재(41)로 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 복수의 발광 구조물(20)은 상기 제1패드(62)에 공통으로 연결될 수 있으며, 예컨대 상기 기판(10)은 제1패드(62)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 각 발광 구조물(20)은 제2패드(64)와 연결 부재(41)로 각각 연결될 수 있다. 상기 기판(10)은 상기 복수의 발광 구조물(20)을 지지하는 층일 수 있다.
상기 제1 및 제2패드(62,64)는 상기 방열 판(60) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1패드(62)는 상기 바 형상의 발광 칩(50) 아래에 배치되어, 전기 전도성 및 열 전도성 층으로 기능할 수 있다. 상기 제1패드(62)의 상면 면적은 상기 발광 칩(50)의 하면 면적보다 넓게 배치되어, 상기 발광 칩(50)으로부터 전도된 열을 효과적으로 전도할 수 있다.
상기 제2패드(64)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 하나의 제2패드(64)는 복수의 발광 구조물(20)과 복수의 연결 부재(41)로 연결되어 공통으로 구동 제어할 수 있다. 다른 예로서, 복수의 발광 구조물(20) 각각은 연결 부재(41)로 복수의 제2패드(64)와 각각 연결되고 개별 구동될 수 있다. 또한 복수의 발광 구조물(20)은 서로 직렬 또는 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 여기서, 상기 발광 칩(50)에는 보호층(30)의 오픈 영역에 제2전극(40)이 노출될 수 있으며, 상기 제2전극(40)은 연결 부재(41)에 연결될 수 있다.
상기 발광 칩(50)은 리지(ridge)(27A)를 갖고 돌출된 복수의 돌출부(50A)를 포함한다. 상기 복수의 돌출부(50A)는 상기 기판(10)의 반대측 방향으로 돌출될 수 있다. 상기 돌출부(50A)의 너비는 상기 발광 칩(50)의 너비(D3)와 동일한 너비일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 즉, 상기 리지(27A)는 돌출부(50A)의 너비 예컨대, 스트라이프 형상으로 배치되므로 전류 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 리지(27A)는 상기 발광 칩(50)의 길이 방향과 직교하는 방향으로 각각 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(50)의 돌출부(50A) 간의 간격(D2)은 돌출부(50A)의 길이(D1)보다 넓게 배치될 수 있다. 이러한 발광 칩(50)의 돌출부(50A)의 간격(D2)을 넓게 배치하므로, 발광 소자(91)의 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 이러한 발광 칩(50)은 예컨대, 레이저 다이오드로 구현될 수 있다. 상기 돌출부(50A) 간의 간격(D2)은 20㎛ 이상일 수 있으며, 이러한 수치 미만인 경우 방열 효율이 저하될 수 있다. 상기 돌출부(50A)의 길이(D1)는 1㎛ 이상일 수 있으며, 상기 수치 미만일 경우 전류 특성이 저하될 수 있다.
상기 방열 판(60)은 열 전도성 재질 예컨대 절연성 또는 전도성 재질을 포함할 수 있다. 상기 절연성 재질인 경우 상기 제1 및 제2패드(62,64)가 접촉될 수 있으며, 전도성 재질인 경우 제1 및 제2패드(62,64) 아래에 절연층(미도시)이 더 배치될 수 있다. 상기 전도성 재질은 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 방열 판(60)은 수지 재질의 PCB 또는 금속 재질의 방열 층을 갖는 PCB를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 방열 판(60)은 길이(L1)가 너비(L2)보다 길게 예컨대, 3배 이상 길게 배치될 수 있다. 이러한 방열 판(60)의 길이(L1)는 바 형상의 발광 칩(50)의 길이(D4)에 따라 달라질 수 있다.
실시 예는 하나의 방열 판(60) 및 기판(10) 상에 리지를 갖는 복수의 발광 구조물(20)을 갖는 발광 칩(50)을 제공함으로써, 개별 발광 칩으로 분리하는 브레이킹 공정을 수행하지 않아도 될 수 있다. 또한 인접한 발광 구조물(20) 간의 분리 홈(45)의 간격을 조절하여 개별 발광 셀로 기능하도록 할 수 있다.
도 2를 참조하면, 상기 발광 칩(50)은 기판(10), 발광 구조물(20), 보호층(30), 제1 및 제2전극(42,40)을 포함한다.
상기 기판(10)은 전도성 기판 예컨대 금속성 재질 또는 반도체 재질을 포함할 수 있다. 상기 반도체 재질의 기판은 실리콘 재질, GaAs, 또는 GaN 재질의 기판을 포함할 수 있다.
상기 제1전극(42)은 기판(10)의 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제1전극(42)의 길이는 상기 기판(10)의 길이와 동일한 길이이거나 더 길게 배치될 수 있다. 상기 제1전극(42) 및 상기 기판(10)의 길이는 복수의 발광 구조물(20)의 길이의 합보다 길게 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1전극(42)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1전극(42)는 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.
상기 발광 구조물(20)은, 제1도전형 반도체층(21), 제1도전형 클래드층(22), 제1광가이드층(23), 활성층(24), 전자 차단층(25), 제2광가이드층(26), 제2도전형 클래드층(27), 및 제2도전형 반도체층(28)을 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(21)은 기판(10) 위에 배치된다. 상기 제1도전형 반도체층(21)은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(21)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(21)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(21)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(21)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(21)은 전극 접촉층일 수 있다.
상기 제1도전형 클래드층(22)은 상기 제1도전형 반도체층(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 제1도전형 클래드층(22)은 AlGaN계 반도체를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 클래드층(22)은 제1도전형의 도펀트 예컨대, n형 도펀트를 갖는 n형 반도체층일 수 있다. 상기 제1도전형 클래드층(22)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다. 상기 제1도전형 클래드층(22)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1광 가이드층(23)은 상기 제1도전형 클래드층(22) 상에 배치되며, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1광 가이드층(23)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층이 될 수 있다.
상기 활성층(24)은 상기 제1광 가이드층(23) 상에 배치된다. 상기 활성층(24)은 단일 우물, 단일 양자우물, 다중 우물, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 활성층(24)은 상기 제1도전형 반도체층(21)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2도전형 반도체층(28)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(24)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(24)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(24)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(24)은 적외선부터 자외선 영역의 발광 파장을 선택적으로 발광할 수 있다.
상기 활성층(24)이 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(24)은 복수의 우물층(미도시)과 복수의 장벽층(미도시)을 포함한다. 상기 우물층과 상기 장벽층의 페어는 2~30주기로 형성될 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예를 들어, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, 또는 InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 우물층은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 상기 장벽층은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다.
상기 전자 차단층(25)은 상기 활성층(24)의 밴드 갭(Band gap)보다 넓은 밴드 갭을 갖는 물질 층으로서, 상기 활성층(24)을 통해 전달되는 전자를 블록킹하게 된다. 상기 전자 차단층(25)은 활성층(24)과 제2광 가이드층(26) 사이에 배치될 수 있다. 상기 전자 차단층(25)은 AlN계 또는 AlGaN계 반도체를 포함할 수 있다. 이러한 전자 차단층(25)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 이러한 전자 차단층(25)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제2광 가이드층(26)은 상기 제1광 가이드층(23)과 동일한 물질로 형성될 수 있으며, p형 반도체층을 포함할 수 있다.
상기 제1광 가이드층(23), 상기 활성층(24), 제2광 가이드층(26)은 공진기층으로 실질적으로 레이징이 일어나는 부분이다.
상기 제1광 가이드층(23) 및 제2광 가이드층(26)은 상기 활성층(24)보다 굴절률이 낮은 층으로써, 예컨대 각각 n-GaN 층 및 p-GaN 층으로 이루질 수 있다. 이와 같이 상기 제1광 가이드층(23) 및 제2광 가이드층(26)과 상기 활성층(24)과의 굴절률의 차이로 인하여 상기 활성층(24) 영역에서 생성되는 빛이 상기 활성층(24)을 벗어나지 않게 된다. 상기 활성층(24)은 레이징이 일어날 수 있는 물질층일 수 있으며, 임계 전류값이 낮고 횡모드 특성이 안정된 레이저를 얻을 수 있는 물질을 포함할 수 있다.
상기 제2도전형 클래드층(27)은 제1도전형 클래드층(22)과 동일한 물질일 수 있으며, 예컨대 AlGaN계 반도체를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 클래드층(27)은 제2도전형의 도펀트 예컨대, p형 도펀트를 갖는 p형 반도체층일 수 있다. 상기 제2도전형 클래드층(27)은 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 클래드층(27)은 형성하지 않을 수 있다. 여기서, 상기 제1광 가이드층(23)부터 제2광 가이드층(26)까지의 층 구조를 반도체 레이저 구조로 정의할 수 있다. 또는 상기 제1도전형 클래드층(22)부터 상기 제2도전형 클래드층(27)까지의 층 구조를 반도체 레이저 구조로 정의할 수 있다. 이러한 반도체 레이저 구조 내의 층들을 구성하는 재료를 적절히 선택함으로써, 적외선부터 자외선 영역까지의 발광 파장을 선택할 수 있다.
상기 제2도전형 클래드층(27)은 리지(ridge)(27A)를 포함한다. 상기 리지(27A)는 상기 제2도전형 클래드층(27)의 상면의 일부로부터 돌출된다. 상기 리지(27A)는 상기 제2도전형 반도체층(27)과 동일한 반도체 물질이거나 다른 반도체 물질로 배치될 수 있다. 상기 리지(27A)의 폭은 1㎛ 이상 예컨대, 3㎛ 내지 40㎛ 범위로 배치될 수 있다. 상기 리지(27A)의 폭은 인접한 리지 간의 간격보다 좁게 배치될 수 있다. 상기 리지(27A)는 상기 발광 구조물(20)의 길이 또는 발광 칩(20)의 길이와 동일한 길이로 배치될 수 있으며, 예컨대 스트라이프 형상을 배치될 수 있다. 상기 리지(27A)는 제2도전형 클래드층(27)과 제2도전형 반도체층(28) 사이에 배치되어 전류 주입 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(28)은 제2도전형 클래드층(27)의 리지(27A) 상에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba와 같은 p형 도펀트를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(28)은 전극 접촉층일 수 있다.
상기 제2도전형 반도체층(28) 위에는 제2전극(40)이 배치될 수 있다. 상기 제2전극(40)은 상기 제2도전형 반도체층(28) 위에 배치되거나, 상기 제2도전형 반도체층(28) 및 보호층(30) 위에 배치될 수 있다. 상기 제2전극(40)은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 제2전극(40)은 단층 또는 다층으로 이루어질 수 있다.
보호층(30)은 상기 제2도전형 클래드층(27)으로부터 상기 제2전극(40)의 표면까지 배치되어, 발광 칩(50)를 보호할 수 있다. 여기서, 상기 보호층(30)은 상기 리지(27A)의 측면도 보호할 수 있다. 상기 보호층(30)의 오픈 영역(31)은 상기 제2전극(40)의 상면을 노출시켜 주어, 도 1과 같이 연결 부재(41)로 연결시켜 줄 수 있다.
상기 보호층(30)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4), Al2O3, HfO, TiO2, AlN들 중에서 어느 하나를 선택하여 사용할 수 있다.
한편, 상기 발광 칩(50) 내에는 발광 구조물(20)을 복수로 분리시켜 주는 분리 홈(45)을 포함하며, 상기 분리 홈(45)은 복수의 발광 구조물(20) 사이에 배치될 수 있다. 상기 분리 홈(45)은 상기 제2도전형 클래드층(27)의 상면부터 제1도전형 클래드층(22)의 일부까지 연장되거나, 상기 제1광 가이드층(23)의 일부까지 연장되거나, 상기 제1도전형 반도체층(21)의 일부까지 연장될 수 있다. 즉, 상기 각 발광 구조물(20)은 제1도전형 반도체층(21), 제1도전형 클래드층(22) 및 제1광 가이드층(23) 중 적어도 하나의 위에서 복수로 분리될 수 있다. 상기 복수의 발광 구조물(20)은 n형 반도체층인 제1도전형 반도체층(21), 제1도전형 클래드층(22) 및 제1광 가이드층(23) 중 적어도 하나를 공통으로 공유할 수 있다.
상기 분리 홈(45)은 도 1과 같이 발광 칩(50)의 너비와 동일한 너비를 가지고, 발광 셀 단위로 분리시켜 줄 수 있다.
상기 분리 홈(45) 내에는 상기 보호층(30)의 일부(35)가 채워질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3은 도 1의 발광 소자가 배열된 라이트 유닛을 나타낸 도면이며, 도 4는 도 3의 라이트 유닛의 측 단면도이다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 라이트 유닛은 하우징(80), 상기 하우징(80) 내에 배치된 복수의 발광 소자(91), 및 상기 하우징(80)에 채워지며 복수의 발광 소자(91) 사이에 수지 부재(70)를 포함한다.
상기 하우징(80)은 금속 재질 또는 비 금속 재질을 포함할 수 있다. 상기 금속 재질인 경우, 구리 또는 구리 합금을 포함할 수 있으며, 비 금속 재질인 경우, 플라스틱과 같은 수지 재질 또는 고분자 화합물로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 하우징(80)은 상부 영역 예컨대, 광 출사면이 오픈된 수납부(81)를 구비하며, 상기 수납부(81)에는 복수의 발광 소자(91)를 구비하게 된다. 상기 복수의 발광 소자(91)는 서로 소정 간격을 갖고 배열된다. 상기 복수의 발광 소자(91)는 서로 평행하게 배치될 수 있다.
상기 수납부(81)의 깊이는 상기 발광 소자(91)의 너비 또는 방열 판(60)의 너비보다 깊게 배치될 수 있다. 즉, 수납부(81)는 외측으로 발광 소자(91)가 돌출되지 않을 정도의 깊이를 가질 수 있다.
상기 복수의 발광 소자(91)는 상기 수지 부재(70)에 의해 몰딩된다. 상기 수지 부재(70)는 투광성 재질을 포함하며, 실리콘 또는 에폭시와 같은 수지 재질을 포함한다. 상기 수지 부재(70)는 상기 하우징(80) 내에서 상기 복수의 발광 소자(91) 간의 간격을 유지시켜 주고, 상기 복수의 발광 소자(91)를 지지하게 된다.
상기 수지 부재(70)는 상기 발광 소자(91)의 노출 부분을 커버하는 높이로 배치되어, 상기 발광 소자(91)를 보호할 수 있다. 상기 수지 부재(70)의 두께는 상기 발광 소자(91)의 너비(도 1의 L2)보다 두꺼울 수 있다.
상기 수지 부재(70) 상에는 광학 렌즈(75)가 배치될 수 있으며, 상기 광학 렌즈(75)는 발광 소자(91)의 각 발광 구조물(20)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다. 상기 발광 칩(50)의 각 발광 구조물(20)의 리지의 측면은 상기 하우징(80)의 오픈 영역에 노출될 수 있다.
이러한 광학 렌즈(75)는 상기 발광 구조물(20)의 일 측면으로부터 방출된 광(H1)을 집광시켜 줄 수 있다. 상기 광학 렌즈(75)는 반구형 렌즈이거나, 또는 곡면을 갖는 오목 또는 볼록 렌즈를 포함할 수 있다.
상기 광학 렌즈(75)는 각 발광 구조물(20)로 대응되는 형태로 도시하였으나, 각 발광 칩(50)의 길이 방향으로 발광 구조물(20)의 전 영역을 커버하는 형태로 배치될 수 있다. 즉, 상기 광학 렌즈(75)는 발광 칩(50)의 길이를 갖고 반구형 형상으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 라이트 유닛은 바 형상의 발광 칩(50)이 배열된 복수의 발광 소자(91)를 제공하므로, 개별 발광 구조물(20)을 갖는 칩 간의 브레이킹 공정이 줄어들 수 있다.
도 5는 도 3의 라이트 유닛의 다른 예이다.
도 5를 참조하면, 라이트 유닛은 하우징(80), 상기 하우징(80) 내에 배치된 복수의 발광 소자(91), 및 상기 복수의 발광 소자(91) 사이에 수지 부재(70)를 포함한다.
상기 발광 소자(91)는 방열 판(60)의 상면 및 하면에 발광 칩(50)이 배치된다. 상기 발광 칩(50)은 방열 판(60)의 상면 및 하면에 각각 배치될 수 있다. 상기 발광 소자(91)는 하우징(80) 내에 복수개가 배치될 수 있다.
상기 하우징(80)에는 상기 발광 소자(91)를 덮는 수지 부재(70)가 배치될 수 있으며, 상기 수지 부재(70)는 투광성 재질을 포함한다.
상기 수지 부재(70)에는 상기 발광 칩(50)의 발광 구조물(20)과 대응되는 영역에 광학 렌즈(도 4의 75)가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한 서로 다른 방열 판(60)에 배치된 발광 칩은 서로 대면할 수 있다. 이러한 라이트 유닛은 발광 칩(50)의 집적 개수를 늘려줄 수 있다.
도 6는 제2실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이고, 도 7은 도 6의 발광 소자(91)를 나타낸 도면이다. 도 6 및 도 7을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예의 구성과 동일한 구성은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 소자(92)는 발광 칩(50) 및 상기 발광 칩(50) 아래에 방열 판(60)을 포함한다.
상기 발광 칩(50)은 기판(10) 상에 배치된 발광 구조물(20)을 포함하며, 상기 발광 구조물(20) 상에 돌출된 복수의 돌출부(50A,50B)를 포함한다. 상기 돌출부(50A,50B)는 전기적인 연결을 위한 제1돌출부(50A)와 방열을 위한 제2돌출부(50A,50B)를 포함한다.
상기 제1돌출부(50A)는 노출된 제2전극(40)를 연결 부재(41)로 제2패드(64)와 연결시켜 줄 수 있다. 상기 제2돌출부(50B)는 제2패드(64)와 전기적으로 차단된다. 이러한 제2돌출부(50B)는 제2전극(40)이나 발광 구조물(20)의 일부 영역이 노출되지 않게 된다.
상기 제2돌출부(50B)는 복수개가 배치될 수 있다. 상기 제2돌출부(50B)는 인접한 제1돌출부(50A) 사이에 각각 배치될 수 있다. 상기 제2돌출부(50B)의 개수는 제1돌출부(50A)의 개수보다 적을 수 있다. 또한 상기 제2돌출부(50B)는 2개 또는 3개 단위의 제1돌출부(50A)들 사이에 각각 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2돌출부(50B)를 갖는 발광 구조물(20)은 광을 발광하지 않을 수 있다.
도 7의 발광 칩(50)에 대한 설명은 상기의 도 2의 설명을 참조하기로 한다. 상기 제2돌출부(50B)에는 제2전극(40)이 배치되거나 제거될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이러한 발광 소자(92)는 도 4 내지 6과 같은 하우징(80) 내에 수지 부재(70)로 몰딩되어 배치될 수 있다.
도 8은 제3실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 도면이다. 도 8을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예의 구성과 동일한 구성은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(93)는 발광 칩(53), 상기 발광 칩(53) 아래에 제1 및 제2패드(62,64), 상기 제1 및 제2패드(62,64) 아래에 방열 판(60)을 포함한다.
상기 발광 칩(53)은 기판(10A), 상기 기판(10A) 아래에 발광 구조물(20), 상기 발광 구조물(20) 아래에 보호층(30), 상기 발광 구조물(20) 아래에 제1 및 제2전극(42,40)을 포함한다.
상기 기판(10A)은 투광성 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 상기 절연성 기판은 사파이어 재질을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(20)은, 제1도전형 반도체층(21), 제1도전형 클래드층(22), 제1광가이드층(23), 활성층(24), 전자 차단층(25), 제2광가이드층(26), 제2도전형 클래드층(27), 및 제2도전형 반도체층(28)을 포함한다.
상기 제1도전형 반도체층(21)의 하측 일부에는 제1전극(42A)이 배치되며, 제2도전형 반도체층(28)이 아래에는 제2전극(40)이 배치된다. 상기 제1 및 제2전극(42A,40)은 발광 구조물(20)의 아래에 배치되어, 제1 및 제2패드(62,64) 상에 플립 본딩된다. 즉, 상기 발광 칩(53)은 상기 제1 및 제2패드(62,64) 상에 플립 칩 본딩된다.
상기 제1전극(42A)은 제1연결 부재(43)로 제1패드(62)에 본딩되고, 제2전극(40)은 제2연결 부재(44)로 제2패드(64)에 본딩된다. 상기 제1 및 제2연결 부재(43,44)는 솔더 볼 또는 솔더 범프로 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 칩(53) 내의 복수의 발광 구조물(20)은 서로 직렬로 연결될 수 있다. 예를 들면, 인접한 제1발광 구조물의 제2전극(40)과 제2발광 구조물의 제1전극(42A)는 제2패드(64) 또는 제1패드(62) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 복수의 발광 구조물(20)은 직렬로 연결될 수 있다.
상기 복수의 발광 구조물(20) 사이의 분리 홈(45)은 발광 구조물(20)들의 접촉을 차단하기 위해 분리시켜 주고, 내부에 보호층(30)의 일부(35)가 배치될 수 있다. 상기 분리 홈(45)은 기판(10A)의 하면까지 배치될 수 있으며, 상기 보호층(30)의 일부(35)는 상기 기판(10A)에 접촉될 수 있다. 이러한 발광 칩(53)으로부터 발생된 열은 방열 판(60)에 의해 방열될 수 있다.
상기 발광 소자(93)는 도 4 내지 도 6과 같은 하우징(80) 내에 배열되고, 수지 부재(70)에 의해 몰딩될 수 있다. 또한 상기 돌출부 중에는 도 6, 7과 같은 패드와 전기적으로 차단된 돌출부를 포함할 수 있다. 이 경우 복수의 발광 구조물은 병렬로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
10, 10A: 기판 20: 발광 구조물
21: 제1도전형 반도체층 22: 제1도전형 클래드층
23: 제1광 가이드층 24: 활성층
25: 전자 차단층 26: 제2광 가이드층
27: 제2도전형 클래드층 27A: 리지
28: 제2도전형 반도체층 30: 보호층
40: 제2전극 42: 제1전극
50,53: 발광 칩 50A, 50B: 돌출부
60: 방열 판 62,64: 패드
70: 수지 부재 80: 하우징
91,92,93: 발광 소자

Claims (15)

  1. 복수의 발광 구조물을 갖는 발광 칩 및 상면 및 하면 중 적어도 한 면에 상기 발광 칩이 배치된 방열 판을 갖는 복수의 발광 소자;
    상기 복수의 발광 소자가 배열된 하우징; 및
    상기 하우징에 채워지며 상기 복수의 발광 소자 사이에 배치된 수지 부재를 포함하며,
    상기 발광 칩은 길이가 너비보다 긴 형상을 갖고, 상기 복수의 발광 구조물이 상기 발광 칩의 길이 방향으로 배치되며,
    상기 발광 칩은 상기 복수의 발광 구조물을 지지하는 기판; 및 상기 기판의 반대측 방향으로 돌출되며 상기 복수의 발광 구조물 각각에 리지를 갖는 돌출부를 포함하고,
    상기 리지는 상기 발광 칩의 길이 방향과 직교하는 방향으로 배치되고,
    상기 돌출부는 제1 발광 구조물에 형성된 제1 돌출부 및 제2 발광 구조물에 형성된 제2 돌출부를 포함하고,
    상기 발광 칩은 상기 제1 돌출부 및 상기 제2 돌출부 상에 배치된 보호층을 더 포함하고,
    상기 보호층은 상기 제1 발광 구조물의 상면은 노출시키되, 상기 제2 발광 구조물의 상면은 노출시키지 않는 라이트 유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 칩은 상기 복수의 발광 구조물 사이에 분리 홈을 포함하며,
    상기 보호층은 상기 복수의 발광 구조물 및 상기 분리 홈 상에 배치되는 라이트 유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 수지 부재의 두께는 상기 발광 소자의 너비보다 넓게 배치되며,
    상기 기판의 너비는 상기 발광 칩의 너비와 동일하고, 상기 기판의 길이는 상기 발광 칩의 길이와 동일하며,
    상기 수지 부재 상에 상기 발광 구조물과 대응되는 광학 렌즈를 포함하는 라이트 유닛.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 발광 칩의 돌출부의 길이는 상기 발광 구조물 간의 간격보다 좁으며,
    상기 제1 발광 구조물은 그의 상면을 통해 전기적으로 연결되고, 상기 제2 발광 구조물은 전기적으로 차단되며,
    상기 제2 돌출부는 상기 복수의 제1 돌출부 사이에 배치되는 라이트 유닛.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방열판 상에 배치되며 상기 발광 칩과 전기적으로 연결된 제1패드 및 제2패드를 포함하며,
    상기 제1패드는 상기 기판 아래에 배치되며 상기 기판과 전기적으로 연결되며,
    상기 발광 칩은 레이저 다이오드를 포함하는 라이트 유닛.

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JP4830315B2 (ja) * 2004-03-05 2011-12-07 日亜化学工業株式会社 半導体レーザ素子
KR20060024529A (ko) * 2004-09-14 2006-03-17 삼성전자주식회사 회로기판, 광학 모듈, 이를 갖는 백라이트 어셈블리 및이를 갖는 표시장치
KR100603742B1 (ko) * 2004-12-18 2006-07-24 박종만 발광장치
KR20080005602U (ko) * 2008-09-29 2008-11-21 홍도식 Led를 활용한 광고용 채널 간판
KR101253247B1 (ko) * 2011-07-14 2013-04-16 (주)포인트엔지니어링 광 디바이스용 기판
KR20130091022A (ko) * 2012-02-07 2013-08-16 서울옵토디바이스주식회사 복수의 발광요소를 갖는 발광 다이오드 및 그것을 제조하는 방법

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