KR102659369B1 - 광학 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시 예에 개시된 광학 모듈은, 상면으로부터 소정 깊이로 함몰된 리세스 및 상기 리세스의 둘레에 외측으로 볼록한 곡면을 갖는 측면을 포함하는 몸체; 상기 몸체의 리세스 하부에 발광 다이오드를 갖는 발광 모듈; 및 상기 몸체 상에 배치된 베이스부 및 상기 베이스부 상에 비구면 형상의 렌즈부를 포함하는 광학 렌즈를 포함하며, 상기 리세스의 상부는 최대 제1직경을 가지며, 상기 렌즈부의 하부는 최대 제2직경을 가지며, 상기 제2직경은 상기 제1직경보다 작다.

Description

광학 모듈{OPTICAL MODULE}
실시 예는 광학 모듈을 제공한다.
실시 예는 협각용 광학 모듈을 제공한다.
발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)는 GaAs 계열, AlGaAs 계열, GaN 계열, InGaN 계열 및 InGaAlP 계열 등의 화합물 반도체 재료를 이용하여 발광 원을 구성할 수 있다.
이러한 발광 다이오드는 패키지화되어 다양한 색을 방출하는 발광 소자로 이용되고 있으며, 발광 소자는 칼라를 표시하는 점등 표시기, 문자 표시기 및 영상 표시기 등의 다양한 분야에 광원으로 사용되고 있다.
특히, 자외선 발광 다이오드(UV LED)의 경우, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광 장치 또는 경화 장치 등에 사용될 수 있다. 다양한 종류의 노광 장치 중에 광학계 노광 장치는 자외선 영역의 빛을 이용하는 노광 장치가 있으며, 광원으로서 자외선 LED를 사용하고 있다.
실시 예는 자외선 파장을 방출하는 발광 다이오드를 갖는 광학 모듈을 제공한다.
실시 예는 자외선 발광 다이오드를 갖는 협각용 광학 모듈을 제공한다.
실시 예는 15도 이하의 지향각을 갖는 노광용 또는 협각용 광학 모듈을 제공한다.
실시 예에 따른 광학 모듈은, 상면으로부터 소정 깊이로 함몰된 리세스 및 상기 리세스의 둘레에 외측으로 볼록한 곡면을 갖는 측면을 포함하는 몸체; 상기 몸체의 리세스 하부에 발광 다이오드를 갖는 발광 모듈; 및 상기 몸체 상에 배치된 베이스부 및 상기 베이스부 상에 비구면 형상의 렌즈부를 포함하는 광학 렌즈를 포함하며, 상기 리세스의 상부는 최대 제1직경을 가지며, 상기 렌즈부의 하부는 최대 제2직경을 가지며, 상기 제2직경은 상기 제1직경보다 작다.
실시 예는 광학 모듈의 지향각을 15도 이하의 협각을 제공할 수 있다.
실시 예는 노광용 광학장치의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 광학 모듈 내의 배치되는 자외선 발광 다이오드의 개수를 줄여줄 수 있다.
실시 예는 램버시안(Lambertian) 배광 분포보다 좁은 지향각을 갖는 노광용 광학 모듈을 제공함으로써, 노광 장치에서의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1의 광학 모듈의 결합 측면도이다.
도 3은 도 2의 광학 모듈의 평면도이다.
도 4는 도 3의 광학 모듈의 A-A측 단면도이다.
도 5는 도 4의 광학 모듈에서 몸체의 리세스 및 광학 렌즈의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 도 4의 광학 모듈에서의 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 실시 예에 따른 광학 모듈의 발광 다이오드의 상세 구성도이다.
도 8은 실시 예에 따른 광학 모듈의 발광 다이오드의 다른 구성도이다.
도 9는 실시 예에 다른 광학 모듈의 지향각 분포를 나타낸 도면이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하고, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
실시 예의 설명에 있어서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
<발광 모듈>
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1의 광학 모듈의 결합 측면도이며, 도 3은 도 2의 광학 모듈의 평면도이고, 도 4는 도 3의 광학 모듈의 A-A측 단면도이며, 도 5는 도 4의 광학 모듈에서 반사체의 리세스 및 광학 렌즈의 구조를 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 도 4의 광학 모듈에서의 광 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 6를 참조하면, 광학 모듈(100)은 리세스(111)를 갖는 몸체(110), 상기 리세스(111)의 바닥에 배치된 발광 모듈(130), 및 상기 몸체(110) 상에 배치된 광학 렌즈(160)를 포함한다.
상기 몸체(110)는 반사 재질로 이루어진 반사체일 수 있다. 상기 몸체(110)는 금속 재질 예컨대, 알루미늄 재질로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 금속 재질이거나 표면에 알루미늄의 재질로 도금될 수 있다. 상기 몸체(110)는 금속 예컨대, 알루미늄(Al), 백금(Pt), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 탄탈늄(Ta)을 선택적으로 포함할 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 몸체(110)는 발광 모듈(130)로부터 방출된 파장의 80% 이상의 반사율을 갖는 금속으로 형성될 수 있다.
도 2 및 도 3과 같이, 상기 몸체(110)의 탑뷰 형상은 다각형 예컨대, 사각형 형상일 수 있으며, 다른 예로서 원 형상일 수 있다. 상기 몸체(110)는 외 형상이 다면체 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(110)는 상면(112) 또는 바닥 면(113)에서의 가로 또는 세로의 길이(X1)가 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 몸체(110)의 바닥 면(113)의 면적은 상면(112)의 면적과 같거나 더 넓을 수 있다. 상기 몸체(110)의 높이(T1)는 상기 몸체(110)의 가로 또는 세로의 길이(X1)보다 작을 수 있다.
상기 몸체(110)는 상부가 개방된 리세스(Recess)(111) 및 상기 리세스(111)의 하부에 수납 영역(121)이 배치되며, 상기 수납 영역(121)에는 발광 모듈(130)이 배치된다. 상기 리세스(111)는 상기 몸체(110)의 상면(112)으로부터 소정 깊이로 함몰되고 상기 수납 영역(121)까지 연결되며, 상기 수납 영역(121)은 상기 몸체(110)의 하부가 개방된 영역일 수 있다.
상기 리세스(111)는 하부로 내려갈수록 점차 좁아지는 형상 예컨대, 반구 형상 또는 용기 형상으로 형상될 수 있다. 상기 리세스(111)는 바닥 중심에 수직한 광축을 기준으로 회전 대칭 형상 또는 축 대칭 형상으로 형성될 수 있다. 상기 리세스(111) 내에는 빈 공간일 수 있다.
상기 리세스(111)는 상부 형상이 제1직경(X4)을 갖는 원 형상일 수 있으며, 상기 바닥 형상이 다각형 또는 원 형상일 수 있다. 상기 리세스(111)는 하부로 내려갈수록 직경이 점차 작아지는 형상을 가지고, 상기 리세스(111)의 하단에서 수납 영역(121)에 연결될 수 있다. 상기 리세스(111)의 측면(116)은 반사 면일 수 있으며, 상기 반사 면은 몸체(110)와 다른 금속 반사 물질로 형성되거나, 상기 몸체(110)의 재질로 형성될 수 있다. 상기 리세스(111)의 측면(116)은 외측으로 볼록한 곡면을 포함하며, 상기 곡면은 상기 리세스(111)의 상단과 하단을 연결한 직선보다 외측으로 볼록한 면일 수 있다. 상기 곡면은 리세스(111)의 상단과 하단 사이에 포물선 형상 또는 이차 곡선 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 리세스(111)의 상단은 몸체(110)의 상단과의 경계 지점이며, 상기 하단은 수납 영역(121)과의 경계 지점일 수 있다. 상기 리세스(111)의 측면(116)은 곡률 반경이 1.5mm 이하 예컨대, 1.2mm 내지 1.5mm의 범위를 가질 수 있으며, 상기 곡률 반경을 벗어날 경우 광의 반사 효율이 저하될 수 있다.
상기 수납 영역(121)은 탑뷰 형상이 다각형 형상 또는 원 형상일 수 있으며, 상기 몸체(110)의 바닥 면(113)으로부터 소정 높이(D2)를 가지게 된다. 상기 수납 영역(121)의 너비(D3)는 1.8mm 내지 2.5mm의 범위일 수 있으며, 이러한 범위는 발광 다이오드(133)의 너비(D4)에 따라 변경될 수 있다. 상기 수납 영역(121)의 높이(D2)는 상기 발광 모듈(130)의 두께보다 크게 배치되고, 상기 수납 영역(121)의 상단 또는 리세스(116)와의 경계 지점은 상기 발광 다이오드(133)의 상면보다 위에 배치될 수 있다. 상기 수납 영역(121)은 상기 발광 모듈(130)의 사이즈에 따라 달라질 수 있으며, 상기 발광 모듈(130)로부터 방출된 광이 상기 수납 영역(121) 내에서 손실되지 않고 상기 리세스(111)의 측면(116)을 통해 광이 반사될 수 있도록 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(130)은 회로 기판(131) 및 상기 회로 기판(131) 상에 발광 다이오드(133)를 포함한다. 상기 회로 기판(131)은 수지 재질의 기판, 세라믹 재질의 기판, 또는 금속 베이스 재질의 기판을 포함할 수 있다. 상기 회로 기판(131)은 리지드(rigid)한 기판 또는 플렉시블(flexible)한 기판일 수 있다. 상기 회로 기판(131)은 회로 패턴을 갖고 상기 발광 다이오드(133)에 전원을 공급할 수 있다.
상기 발광 다이오드(133)는 자외선 파장부터 가시광선 파장의 범위 내에서 선택적인 피크 파장을 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)는 예컨대, 자외선 파장을 발광할 수 있으며, 노광용 장치 또는 살균용, 경화용 장치에 적용될 수 있다.
상기 발광 다이오드(133)는 II족과 VI족 원소의 화합물 반도체, 또는 III족과 V족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 다이오드(133)는 자외선 LED 칩으로서, 100nm 내지 400nm 범위의 파장을 가지는 LED 칩일 수 있다. 예컨대 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 소자를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)의 n형 반도체층, p형 반도체층, 및 활성층을 포함할 수 있으며, 상기 활성층은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs와 같은 페어로 구현될 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)는 수평형 칩 또는 수직형 칩일 수 있으며, 상기 회로 기판(131) 상에 배치되고 와이어(wire)와 같은 연결 부재로 전기적으로 연결될 수 있고, 플립 칩 형태로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 다이오드(133)의 두께(T3)는 0.13mm±0.03mm 범위일 수 있으며, 너비(D4)는 1.3mm±0.4mm 범위일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 다이오드(133)는 상기 수납 영역(121)의 측벽과의 간격(G3)이 0.5mm 미만 예컨대, 0.32mm 내지 0.42mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)가 상기 수납 영역(121)의 측벽으로 상기 간격(G3)로 이격됨으로써, 상기 발광 다이오드(133)로부터 방출된 광이 상기 수납 영역(121)의 측벽에 의해 반사 및 재 반사되어 손실되는 것을 방지할 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)의 지향각은 110도 이상 예컨대, 110도 내지 130도 범위일 수 있으며, 상기 발광 다이오드(133)의 지향각 분포에 따라 상기 수납 영역(121)의 너비(D3)가 달라질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 2 내지 도 4와 같이, 상기 광학 렌즈(160)는 상기 몸체(110) 상에 배치되며, 상기 발광 다이오드(133)로부터 방출된 광을 굴절시켜 방출하게 된다. 상기 광학 렌즈(160)는 상기 몸체(110)의 상면에 접착제(미도시)로 접착될 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 입사 면이 플랫한 수평 면이거나 위로 볼록한 면으로 형성될 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 출사면이 볼록한 렌즈 형상을 포함할 수 있으며, 상기 볼록한 렌즈 형상은 상기 입사면으로 입사된 입사되는 광을 굴절시켜 출사할 수 있다. 여기서, 상기 광학 렌즈(160)는 상기 몸체(110)의 높이(T1)보다 작은 두께(H1)일 수 있으며, 3mm 이하의 두께 예컨대, 2mm 내지 3mm의 범위일 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)의 두께(H1)가 상기 범위보다 큰 경우 광학 모듈(100)의 사이즈가 커지게 되고 상기 범위보다 작은 경우 광 손실이 커질 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)의 가로 및 세로 길이(X2)는 서로 동일하거나 다를 수 있으며, 상기 몸체(110)의 가로 및 세로 길이(X1)와 동일하거나 다를 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)의 가로 및 세로 길이(X2)는 8mm 이하 예컨대, 6.5mm 내지 8mm의 범위에 배치될 수 있으며, 상기 몸체(110)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 투명한 재질 예컨대, 유리 재질로 형성될 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 예컨대 붕규산염(Borosilicate)계 유리 재질로 형성될 수 있다.
상기 광학 렌즈(160)는 베이스부(161) 및 상기 베이스부(161) 상에 렌즈부(165)를 포함한다. 상기 베이스부(161)는 상기 몸체(110)의 상면(112)에 배치되며, 상기 렌즈부(165)는 상기 상기 베이스부(161)로부터 볼록하게 돌출된 렌즈 형상을 갖는다. 상기 베이스부(161)는 플랜지(Flange)로서, 상기 광학 렌즈(160)의 두께(H1)의 30% 이하 예컨대, 10% 내지 30% 범위의 두께(T2)로 배치되어, 입사되는 광을 투과시키고 상기 몸체(110) 상에서 상기 광학 렌즈(160)를 지지할 수 있다.
상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)는 상기 베이스부(161)로부터 위로 볼록한 볼록 렌즈 형상으로 형성되며, 그 표면은 곡면 또는 비구면 형상으로 형성될 수 있다. 상기 렌즈부(165)의 두께(H2)는 상기 광학 렌즈(160)의 두께(H1)의 70% 내지 90%의 범위를 가질 수 있으며, 그 곡률 반경은 2mm 이하 예컨대, 1.80 내지 2mm 범위일 수 있다. 상기 렌즈부(165)의 두께(H2) 및 곡률 반경은 상기 발광 다이오드(133)의 사이즈에 따라 달라질 수 있다.
상기 렌즈부(165)는 하부의 최대 직경인 제2직경(X3)을 가질 수 있다. 상기 제2직경(X3)은 제1직경(X4)보다 작을 수 있으며, 6mm 미만 예컨대, 5.32mm 내지 5.42mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 렌즈부(165)의 제2직경(X3)은 상기 범위보다 작을 경우 상기 렌즈부(165)의 외측 둘레에 배치된 베이스부(161)를 통해 출사된 광의 지향각이 커질 수 있고, 상기 범위보다 클 경우 상기 렌즈부(165)의 내부에서 전 반사되어 광 손실이 발생될 수 있다. 상기 제1직경(X4)과 제2직경(X3)의 비율은 1:0.81 내지 1:0.91의 범위를 가질 수 있으며, 상기 제1직경(X4)과 제2직경(X3)의 차이는 0.7mm 초과 1mm 미만 예컨대, 0.76mm 내지 0.86mm의 범위를 가질 수 있다. 상기 렌즈부(165)의 하부 면적(베이스부 제외)은 상기 리세스(111)의 상면 면적보다 작을 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 상기 제1,2직경(X4,X3)의 차이(G1)에 의해 상기 렌즈부(165)로 입사되어 출사되는 광과 상기 베이스부(161)의 외측으로 입사된 반사 광을 이용하여 협각용 지향각 분포를 가질 수 있다. 예컨대, 상기 렌즈부(165) 및 베이스부(161)는 입사되는 광을 이용하여 15도 이하의 지향각 분포로 제공할 수 있다. 상기 광학 렌즈(160)는 상기 발광 다이오드(133)의 지향각 대비 10% 내지 14% 범위의 지향각을 가지는 광을 출사할 수 있다. 상기 광학 모듈(100)은 도 9와 같이, 15도 이하의 광 지향각 분포를 제공할 수 있으며, 이러한 지향각 분포는 특정 영역에 집광하는 장치 예컨대, 노광 장치 등에 적용될 수 있다. 또한 광학 모듈에서 리세스(111) 아래의 발광 다이오드(133)의 개수를 줄여줄 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 발광 다이오드(133)의 바닥 중심(Pc)은 상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)의 정점(P1)은 광축(Z0) 상에 정렬될 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)의 바닥 중심(Pc)은 회로 기판(131)의 상면 중심일 수 있다. 상기 발광 다이오드(133)의 바닥 중심(Pc)과 상기 리세스(111)의 측면(116)의 상단(P2)을 연결한 직선은 광축(Z0)을 기준으로 제1각도(E2)이며, 상기 발광 다이오드(133)의 바닥 중심(Pc)과 상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)의 외곽 저점(P4)은 연결한 직선은 광축(Z0)을 기준으로 제2각도(E1)일 수 있다. 상기 제2각도(E2)는 제1각도(E1)보다 크게 배치되어, 상기 제1,2각도(E1,E2)의 사이의 영역을 통해 일부 광을 출사할 수 있다. 상기 제1,2각도(E1,E2)의 차이는 7.3±0.7도 범위일 수 있다. 상기 제1각도(E1)는 35도 이하 예컨대, 31도 내지 35도 범위의 각도로 배치될 수 있다. 여기서, 상기 발광 다이오드(133)의 바닥 중심(Pc) 또는 회로 기판(131)의 상면에서 상기 광학 렌즈(160)의 입사 면까지의 거리(D11)는 상기 리세스(111)의 제1직경의 반경(D12)보다 클 수 있고, 상기 제1직경의 반경(D12)은 상기 광학 렌즈(160)의 두께(H1)보다 클 수 있다. 여기서, 상기 제1직경의 반경(D12)과 상기 렌즈부(165)의 반경(D12)의 비율은 1:0.81 내지 1:0.91의 비율을 가질 수 있다. 이러한 상기 제1직경의 반경(D12)과 상기 렌즈부(165)의 반경(D12)의 비율 차이를 통해 렌즈부(165)로 입사된 광과 베이스부(161)를 통해 반사된 광이 투과되도록 할 수 있다.
상기 광학 렌즈(160)의 고점(P1)과 상기 렌즈부(165)의 외곽 저점(P4)을 연결한 직선은 광축(Z0)을 기준으로 제3각도(E3)를 가지며, 상기 광학 렌즈(160)의 고점(P1)과 상기 리세스(111)의 측면 상단(P2) 사이를 연결한 직선은 광축(Z0)을 기준으로 제4각도(E4)로 배치될 있다. 상기 제3각도(E3)는 제4각도(E4)보다 클 수 있으며, 상기 제3,4각도(E3,E4)의 차이는 2도 이상 예컨대, 2도 내지 4도 범위일 수 있고, 이러한 차이를 통해 렌즈부(165)로 입사되는 광과 입사되지 않는 광으로 구분할 수 있다. 상기 제3각도(E3)는 50 내지 52도의 범위에 있을 수 있다. 상기 제3,4각도(E3,E4)의 비율은 1.02:1 이상 예컨대, 1.02:1 내지 1.2:1의 범위를 가질 수 있다. 상기 제3각도(E3)는 상기 리세스(111)의 사이즈 및 렌즈부(165)의 곡률 반경에 따라 달라질 수 있다.
상기한 광학 렌즈(160)는 리세스(111)를 통해 렌즈부(165)로 입사된 광을 굴절시켜 협각 예컨대, 15도 이하의 지향각을 갖는 광 분포를 제공할 수 있다. 광학 렌즈(160)는 상기 렌즈부(165)의 외측 베이스부(161)을 통해 투과된 광도 15도 이하로 출사시켜 줌으로써, 15도 이하의 지향각으로 제공할 수 있다.
도 6을 참조하여 광 경로를 기준으로 설명하면, 발광 다이오드(133)로부터 방출된 광 중에서 광축(Z0)에 대해 제1입사각(R1,R2)으로 상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)로 직접 진행하는 광(L1,L2)은 상기 렌즈부(165)에 의해 굴절된 후 수직한 축(Z)을 기준으로 15도 이하의 제1출사각(R5,R6)으로 출사하게 된다. 상기 제1입사각(R1,R2)은 발광 다이오드(133)의 상면 중심(P0)을 기준으로 방출된 광(L1,L2)과 광축(Z0) 사이의 각도이다. 상기 제1입사각(R1,R2)의 최대 각도는 상기 발광 다이오드(133)로부터 방출된 광이 렌즈부(165)의 외곽 저점(P4,P5)으로 입사되는 각도가 될 수 있다. 여기서, 상기 제1입사각(R1,R2)의 최대 각도는 광축(Z0)기준으로 35도 이하의 각도로 출사될 수 있다. 상기 제1입사각(R1,R2)이 예컨대, 10도 내지 35도의 구간인 경우, 상기 제1출사각(R5,R6)과 제1입사각(R1,R2)의 비율(R5/R1, R6/R2)은 1.7 이하의 비율을 갖고 렌즈부(165)로 출사될 수 있다. 상기 제1출사각(R5,R6)과 제1입사각(R1,R2)의 비율(R5/R1, R6/R2)이 상기 범위를 초과할 경우 15도 초과되는 지향각을 갖는 문제가 있다.
상기 발광 다이오드(133)로부터 방출된 광 중에서 광축(Z0)을 기준으로 제2입사각(R3,R4)으로 상기 리세스(111)의 측면(116)으로 진행하는 일부 광(L3,L4)은 상기 리세스(111)의 측면(116)에서 반사되고 상기 리세스(111)의 측면 상단(P2,P3)과 상기 렌즈부(165)의 외곽 지점(P4) 사이를 통해 출사된다. 이때 상기 제2입사각(R3,R4)은 광축(Z0)을 기준으로 35도 초과된 각도로 진행하게 된다. 상기 제2입사각(R3,R4)으로 방출된 광(L3,L4)은 상기 베이스부(161)를 통해 굴절되어 제2출사각(R7,R8)으로 방출되며, 상기 제2출사각(R7,R8)은 수직한 축(Z)을 기준으로 15도 이하로 진행하게 된다. 상기 제2입사각(R3,R4)은 발광 다이오드(133)의 상면 중심(P0)을 기준으로 방출된 광(L3,L4)과 광축(Z0) 사이의 각도이다. 여기서, 상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)의 외측 베이스부(161)로 출사된 광(L3,L4)은 광축(Z0)으로 기준으로 35도 초과의 제2입사각(R3,R4)을 갖고, 수직한 축(Z)을 기준으로 15도 이하의 제2출사각(R7,R8)을 가질 수 있다. 상기 제2입사각(R3,R4)으로 진행하는 광 예컨대, 광축(Z0)을 기준으로 36도 내지 65도의 구간의 광(L3,L4)들인 경우, 상기 제2출사각(R7,R8)과 제2입사각(R3,R4)의 비율(R7/R3, R8/R4)은, 0.375 이하의 비율일 수 있다. 상기 상기 제2출사각(R7,R8)과 제2입사각(R3,R4)의 비율(R7/R3, R8/R4)이 상기 범위를 초과할 경우 15도 초과되는 지향각을 갖는 문제가 있다.
여기서, 상기 발광 다이오드(133)를 통해 방출된 광 중에서 지향각을 벗어난 광 예컨대, 광축(Z0)을 기준으로 65도 초과(예: 지향각이 130도인 경우)된 광들은 광의 지향각 분포를 벗어난 광들로서, 광 분포에 주는 영향이 미미할 수 있다.
상기 발광 다이오드(133)로부터 출사된 광 중에서 광축(Z0)을 기준으로 35도 이하의 광(L1,L2)들은 상기 광학 렌즈(160)의 렌즈부(165)로 진행하게 되며, 상기 35도 초과 60도 이하의 구간에서는 광학 렌즈(160)의 베이스부(161)를 통해 외부로 출사된다. 이러한 광학 모듈(100)은 발광 모듈(130)로부터 상기 렌즈부(165)로 제1입사각(R1,R2)으로 직접 입사되는 제1광(L1,L2)과 제2입사각(R3,R4)을 갖고 상기 리세스(111)의 측면(116)에 의해 반사되어 베이스부(161)로 출사된 광(L3,L4)을 이용하여, 도 9와 같은 지향각 분포를 갖는 협각용 모듈로 제공할 수 있다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 다이오드의 예를 나타낸 도면이다.
도 7을 참조하면, 발광 다이오드는 복수의 반도체층(11,12,13)을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 제1 전극층(20), 상기 제1전극층(20) 아래에 제2 전극층(50), 상기 제1 및 제2전극층(20,50) 사이에 절연층(41), 및 패드(25)를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트 예컨대, p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 반대로, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 발광 구조물(10)은 II족 내지 V족 원소 및 III족 내지 V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있으며, 예컨대, 자외선 파장을 발광할 수 있다. 상기 발광 구조물(10)은 제1반도체층(11), 제2반도체층(13), 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2반도체층(13) 사이에 형성된 활성층(12)을 포함하며, 상기 각 층(11,12,13)의 위 및 아래 중 적어도 하나에는 다른 반도체층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1반도체층(11)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(12)은 제1반도체층(11) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2반도체층(13)은 활성층(12) 아래에 배치된다. 상기 제2반도체층(13)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2반도체층(13)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2반도체층(119)이 p형 반도체층이고, p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제1반도체층(11)의 상면은 러프(rough)한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이러한 요철 면(11A)는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 요철 면(11A)의 측 단면은 다각형 형상, 또는 반구형 형상을 포함할 수 있다.
상기 제1전극층(20)은 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(50) 사이에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극층(50)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(20)은 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)를 포함하며, 상기 제1 접촉층(15)는 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(19) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(19)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(19)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 다이오드는 상기 반사층(17) 아래에 배치된 캡핑층(capping layer)(19)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(19)은 상기 반사층(17)의 하면과 접촉되고, 접촉부(34)가 패드(25)와 결합되어, 상기 패드(25)로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층으로 기능한다. 상기 캡핑층(19)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, 상기 패드(25)와 수직하게 오버랩된다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 제1 접촉층(15) 및 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 패드(25)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 패드(25)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 단층은 Au일 수 있고, 다층인 경우 Ti, Ag, Cu, Au 중 적어도 2개를 포함할 수 있다. 여기서, 다층인 경우 Ti/Ag/Cu/Au의 적층 구조이거나, Ti/Cu/Au 적층 구조일 수 있다. 상기 반사층(17) 및 상기 제1 접촉층(15) 중 적어도 하나가 패드(25)와 직접 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패드(25)는 제1전극층(20)의 외 측벽과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역(A1)에 배치될 수 있다. 상기 패드(25)의 둘레에는 상기 보호층(30) 및 투광층(45)이 접촉될 수 있다.
보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(15)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(17)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30) 중 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되는 내측부는 상기 돌출부(16)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34) 위로 연장되며 상기 접촉부(34)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 패드(25)와 접촉될 수 있으며, 예컨대 상기 패드(25)의 둘레 면에 배치될 수 있다.
상기 보호층(30)의 내측부는 상기 발광 구조물(10)과 상기 제1전극층(20) 사이에 배치되며, 외측부는 투광층(45)과 상기 캡핑층(19)의 접촉부(34) 사이에 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 발광구조물(10)의 측벽보다 외측 영역(A1)으로 연장되어, 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있다.
상기 보호층(30)은 채널층, 또는 저 굴절 재질, 아이솔레이션층으로 정의될 수 있다. 상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 다이오드는 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50)을 전기적으로 절연시키는 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50) 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(41)의 상부는 상기 보호층(30)에 접촉될 수 있다. 상기 절연층(41)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(41)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 절연층(41)은 예로서 100 나노미터 내지 2000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연층(41)의 두께가 100 나노미터 미만으로 형성될 경우 절연 특성에 문제가 발생 될 수 있으며, 상기 절연층(41)의 두께가 2000 나노미터 초과로 형성될 경우에 후 공정 단계에서 깨짐이 발생 될 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(20)의 하면과 상기 제2전극층(50)의 상면에 접촉되며, 상기 보호층(30), 캡핑층(19), 접촉층(15), 반사층(17) 각각의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다.
상기 제2 전극층(50)은 상기 절연층(41) 아래에 배치된 확산 방지층(52), 상기 확산 방지층(52) 아래에 배치된 본딩층(54) 및 상기 본딩층(54) 아래에 배치된 전도성 지지부재(56)를 포함할 수 있으며, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극층(50)은 상기 확산 방지층(52), 상기 본딩층(54), 상기 전도성 지지부재(56) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함하고, 상기 확산 방지층(52) 또는 상기 본딩층(54) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있다.
상기 확산 방지층(52)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(52)은 절연층(41)과 본딩층(54) 사이에서 확산 장벽층으로 기능할 수도 있다. 상기 확산 방지층(52)은 본딩층(54) 및 전도성 지지부재(56)와 전기적으로 연결되고, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 확산 방지층(52)은 상기 본딩층(54)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(54)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 확산 방지층(52)은 상기 본딩층(54)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(54)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(56)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(54)은 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 전도성 지지부재(56)는 금속 또는 캐리어 기판 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 전도성 지지부재(56)은 발광 다이오드를 지지하기 위한 층으로서, 그 두께는 제2전극층(50)의 두께의 80% 이상이며, 30㎛ 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 제2접촉층(33)은 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 접촉된다. 상기 제2접촉층(33)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있으며, 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다.
상기 제2 접촉층(33)은 상기 제2 전극층(50)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 제1전극층(20), 상기 활성층(12) 및 상기 제2반도체층(15)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(recess)(2)에 배치되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(15)과 보호층(30)에 의해 절연된다. 상기 제2 접촉층(33)는 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)은 제2전극층(50)의 돌기(51)에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(51)는 상기 확산 방지층(52)으로부터 돌출될 수 있다. 상기 돌기(51)은 절연층(41) 및 보호층(30) 내에 배치된 홀(41A)을 통해 관통되고, 제1전극층(20)과 절연될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 돌기(501)는 다른 예로서, 상기 확산 방지층(52) 및 본딩층(54)을 구성하는 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대 상기 돌기(51)은 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
패드(25)는 상기 제1 전극층(20)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측의 영역(A1)에 노출될 수 있다. 상기 패드(25)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 상기 패드(25)는 예컨대 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
투광층(45)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드(91)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있고, 상기 보호층(30)의 주변부와 접촉될 수 있다. 상기 투광층(45)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 투광층(45)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 투광층(45)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 투광층(45)은 설계에 따라 생략될 수도 있다. 실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10)은 상기 제1 전극층(20)과 상기 제2 전극층(50)에 의해 구동될 수 있다.
도 8은 실시 예에 따른 발광 다이오드의 다른 예이다.
도 8을 참조하면, 발광 다이오드는 기판(311), 제1반도체층(312), 발광 구조물(310), 전극층(331), 절연층(333), 제1전극(335) 및 제2전극(337)을 포함한다.
상기 기판(311)은 투광성, 절연성 또는 도전성 기판을 이용할 수 있으며, 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, Ga2O3 중 적어도 하나를 이용할 수 있다. 상기 기판(311)의 탑 면에는 복수의 볼록부(미도시)가 형성되어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 기판(311)은 제거될 수 있으며, 이 경우 상기 제1반도체층(312) 또는 제1도전형 반도체층(313)이 탑 층으로 배치될 수 있다.
상기 기판(311) 아래에는 제1반도체층(312)이 배치될 수 있다. 상기 제1반도체층(312)은 II족 내지 V족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1반도체층(312)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, GaP 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1반도체층(312)은 버퍼층 및 언도프드(undoped) 반도체층 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층은 상기 기판과 질화물 반도체층 간의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 반도체의 결정 품질을 개선시켜 줄 수 있다. 여기서, 상기 제1반도체층(312)은 형성하지 않을 수 있다.
상기 제1반도체층(312) 또는 상기 기판(311)의 아래에는 발광 구조물(310)이 배치될 수 있다. 상기 발광 구조물(310)은 II족 내지 V족 원소 및 III족-V족 원소의 화합물 반도체 중에서 선택적으로 형성되며, 자외선 대역부터 가시 광선 대역의 파장 범위 내에서 소정의 피크 파장을 발광할 수 있다.
상기 발광 구조물(310)은 제1도전형 반도체층(313), 제2도전형 반도체층(315), 상기 제1도전형 반도체층(313)과 상기 제2도전형 반도체층(315) 사이에 활성층(314)을 포함한다. 상기 제1,2도전형 반도체층(313,315)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(313)은 제1도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(313)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1도전형 반도체층(313)은 III족-V족 원소의 화합물 반도체 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중에서 선택될 수 있다. 상기 제1도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 도펀트를 포함한다.
상기 활성층(314)은 제1도전형 반도체층(313) 아래에 배치되고, 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함하며, 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaA, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs의 페어 중 적어도 하나를 포함한다.
상기 제2도전형 반도체층(315)은 상기 활성층(313) 아래에 배치된다. 상기 제2도전형 반도체층(315)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2도전형 반도체층(315)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315)이 p형 반도체층이고, 상기 제1도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 발광 구조물(310)은 다른 예로서, 상기 제1도전형 반도체층(313)이 p형 반도체층, 상기 제2도전형 반도체층(315)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315) 아래에는 상기 제2도전형과 반대의 극성을 갖는 제3도전형 반도체층이 형성할 수도 있다. 또한 상기 발광 구조물(310)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.
상기 제2도전형 반도체층(315) 아래에는 전극층(331)이 형성된다. 상기 전극층(331)은 반사층을 포함하며, 상기 반사층은 발광 구조물(310)과 접촉된 오믹층을 더 포함할 수 있다. 상기 반사층은 반사율이 70% 이상인 물질 예컨대, Al, Ag, Ru, Pd, Rh, Pt, Ir의 금속과 상기의 금속 중 2 이상의 합금 중에서 선택될 수 있다. 상기 전극층(331)은 단층 또는 다층 구조를 포함하며 예컨대, 투광성 전극층/반사층의 적층 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2도전형 반도체층(315) 및 상기 전극층(331) 중 적어도 한 층의 표면에는 러프니스와 같은 광 추출 구조가 형성될 수 있으며, 이러한 광 추출 구조는 입사되는 광의 임계각을 변화시켜 주어, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 전극층(331)에 의해 반사된 광은 기판(311)을 통해 방출될 수 있다.
상기 제1도전형 반도체층(313)의 일부 영역 아래에는 제1전극(335)이 배치되며, 상기 전극층(331)의 일부 아래에는 제2전극(337)이 배치될 수 있다.
상기 제1전극(335)는 상기 제1도전형 반도체층(315)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극(337)은 상기 전극층(331)을 통해 상기 제2도전형 반도체층(315)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1전극(335) 및 제2전극(337)은 Cr, Ti, Co, Ni, V, Hf, Ag, Al, Ru, Rh, Pt, Pd, Ta, Mo, W 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(335)과 상기 제2전극(337)은 동일한 적층 구조이거나 다른 적층 구조로 형성될 수 있으며, 단층 또는 다층 구조일 수 있다.
상기 절연층(333)은 상기 전극층(331) 아래에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(315)의 하면, 상기 제2도전형 반도체층(315) 및 상기 활성층(314)의 측면, 상기 제1도전형 반도체층(313)의 일부 영역에 배치될 수 있다. 상기 절연층(333)은 상기 발광 구조물(310)의 하부 영역 중에서 상기 전극층(331), 제1전극(335) 및 제2전극(337)을 제외한 영역에 형성되어, 상기 발광 구조물(310)의 하부를 전기적으로 보호하게 된다. 상기 절연층(333)은 Al, Cr, Si, Ti, Zn, Zr 중 적어도 하나를 갖는 산화물, 질화물, 불화물, 및 황화물 중 적어도 하나로 형성된 절연물질 또는 절연성 수지를 포함한다. 상기 절연층(333)은 예컨대, SiO2, Si3N4, Al2O3, TiO2 중에서 선택적으로 형성될 수 있다. 상기 절연층(333)은 발광 구조물(310)의 아래에 플립 본딩을 위한 금속 구조물을 형성할 때, 상기 발광 구조물(310)의 층간 쇼트를 방지하기 위해 형성된다.
실시 예는 발광 다이오드 상에 형광체층(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 형광체층은 발광 다이오드의 상면에 배치되거나, 상면/측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층은 상기 발광 다이오드로부터 방출된 광의 파장 변환 효율이 개선될 수 있다. 상기 형광체층은 적색 형광체, 녹색 형광체, 청색 형광체, 황색 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 형광체는 예컨대, YAG, TAG, Silicate, Nitride, Oxy-nitride 계 물질 중에서 선택적으로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 광학 모듈은 하나의 유닛으로 제공되거나, 복수의 광학 모듈이 배열되는 형태로 제공될 수 있다. 실시 예에 따른 광학 모듈은 노광기 또는 경화기의 UV 램프에 적용될 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 광학 모듈 110: 몸체
111: 리세스 116: 측면
130: 발광 모듈 131: 회로 기판
133: 발광 다이오드 160: 광학 렌즈
161: 베이스부 165: 렌즈부

Claims (12)

  1. 상면으로부터 소정 깊이로 함몰된 리세스 및 상기 리세스의 둘레에 외측으로 볼록한 곡면을 갖는 측면을 포함하는 몸체;
    상기 몸체의 리세스 하부에 발광 다이오드를 갖는 발광 모듈; 및
    상기 몸체 상에 배치된 베이스부 및 상기 베이스부 상에 비구면 형상의 볼록한 렌즈부를 갖는 광학 렌즈를 포함하며,
    상기 리세스는 상부 형상이 원 형상이며,
    상기 리세스의 상부는 최대 제1직경을 가지며,
    상기 렌즈부의 하부는 최대 제2직경을 가지며,
    상기 제2직경은 상기 제1직경보다 작고,
    상기 제1직경과 상기 제2직경의 비율은 1:0.81 내지 1:0.91을 가지며,
    상기 발광 다이오드는 자외선 파장을 발광하며,
    상기 리세스의 측면은 반사 물질로 형성되며,
    상기 발광 다이오드의 바닥 중심에서 상기 광학 렌즈의 입사면까지의 거리는 상기 리세스의 제1직경의 반경보다 크며,
    상기 제1직경의 반경은 상기 광학 렌즈의 두께보다 큰 광학 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 몸체는 알루미늄 재질로 형성되는 광학 모듈.
  3. 상면으로부터 소정 깊이로 함몰된 리세스 및 상기 리세스의 둘레에 외측으로 볼록한 곡면을 갖는 측면을 포함하는 몸체;
    상기 몸체의 리세스 하부에 발광 다이오드를 갖는 발광 모듈; 및
    상기 몸체 상에 배치된 베이스부 및 상기 베이스부 상에 비구면 형상의 볼록한 렌즈부를 갖는 광학 렌즈를 포함하며,
    상기 리세스는 상부 형상이 원 형상이며,
    상기 리세스의 상부는 최대 제1직경을 가지며,
    상기 렌즈부의 하부는 최대 제2직경을 가지며,
    상기 제2직경은 상기 제1직경보다 작고,
    상기 제1직경과 상기 제2직경의 비율은 1:0.81 내지 1:0.91을 가지며,
    상기 발광 다이오드는 자외선 파장을 발광하며,
    상기 몸체는 상기 발광 모듈이 배치되며 바닥 면이 개방된 수납 영역을 포함하며,
    상기 발광 모듈은 상기 수납 영역에 배치되며 상기 발광 다이오드에 전기적으로 연결된 회로 기판을 포함하며,
    상기 발광 다이오드의 상면은 상기 리세스의 볼록한 측면 하단보다 낮게 배치되는 광학 모듈.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 광학 렌즈로부터 출사된 광의 지향각은 15도 이하인 광학 모듈.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 발광 다이오드로부터 방출된 제1광은 광축을 기준으로 제1입사각으로 상기 렌즈부로 직접 입사되고 상기 렌즈부를 통해 제1출사각으로 출사되며,
    상기 발광 다이오드로부터 방출된 제2광은 광축을 기준으로 제2입사각으로 상기 리세스의 측면에서 반사되고 상기 렌즈부의 외측 베이스부를 통해 제2출사각으로 출사되며,
    상기 제1입사각은 광축을 기준으로 35도 이하이며,
    상기 제2입사각은 35도 초과이며,
    상기 제1,2출사각은 광축 또는 수직한 축을 기준으로 15도 이하인 광학 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1입사각과 상기 제1출사각의 비율은 1.7 이하이며,
    상기 제2입사각과 상기 제2출사각의 비율은 0.375 이하인 광학 모듈.
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Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102056169B1 (ko) * 2017-12-05 2020-01-22 제트카베 그룹 게엠베하 차량용 램프 및 차량
KR102608149B1 (ko) * 2018-05-23 2023-11-30 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 광학렌즈 및 이를 포함하는 반도체 소자 패키지
JP7149563B2 (ja) * 2018-06-12 2022-10-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 発光装置
KR102613886B1 (ko) * 2018-08-06 2023-12-15 서울바이오시스 주식회사 발광 장치, 및 이를 포함하는 광 조사기
USD919128S1 (en) * 2019-06-14 2021-05-11 Lumileds Llc Optical module with LED emitting amber-colored light
USD919129S1 (en) * 2019-06-14 2021-05-11 Lumileds Llc Optical module with LED emitting red-colored light
USD900355S1 (en) * 2019-06-14 2020-10-27 Lumileds Llc Optical module with at least one light emitting diode (LED)
USD919130S1 (en) * 2019-06-14 2021-05-11 Lumileds Llc Optical module with LED emitting white-colored light
WO2021117530A1 (ja) * 2019-12-10 2021-06-17 日本碍子株式会社 光収束部材および光学部品
JP7488088B2 (ja) 2020-04-02 2024-05-21 日機装株式会社 半導体発光装置
US11181251B1 (en) * 2020-10-19 2021-11-23 Xiamen Leedarson Lighting Co., Ltd Lighting apparatus
WO2023156377A1 (en) * 2022-02-21 2023-08-24 Signify Holding B.V. A light-based disinfection device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001319369A (ja) 2000-05-10 2001-11-16 Sony Corp 光学ヘッドの製造方法
JP2011181429A (ja) 2010-03-03 2011-09-15 Konica Minolta Opto Inc Ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ照明装置の製造方法

Family Cites Families (31)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH077184A (ja) * 1993-06-14 1995-01-10 Omron Corp 半導体発光素子、並びに当該発光素子を用いた投光器、光学検知装置及び光学的情報処理装置
DE19727633C2 (de) * 1997-06-28 2001-12-20 Vishay Semiconductor Gmbh Bauteil zur gerichteten, bidirektionalen, optischen Datenübertragung
US6504301B1 (en) * 1999-09-03 2003-01-07 Lumileds Lighting, U.S., Llc Non-incandescent lightbulb package using light emitting diodes
JP2003075690A (ja) 2001-08-31 2003-03-12 Matsushita Electric Works Ltd トランスミッタ及びレシーバ
JP2004259541A (ja) * 2003-02-25 2004-09-16 Cateye Co Ltd 照明器具
JP4504662B2 (ja) * 2003-04-09 2010-07-14 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄランプ
JP2004343070A (ja) 2003-04-21 2004-12-02 Kyocera Corp 発光装置および照明装置
KR101109592B1 (ko) * 2005-04-25 2012-01-31 삼성전자주식회사 광원 모듈 및 이를 채용한 화상투사장치
CN2821381Y (zh) * 2005-09-16 2006-09-27 苏州金美家具有限公司 发光二极管照明装置
KR101161397B1 (ko) * 2005-09-30 2012-07-02 서울반도체 주식회사 실리콘 렌즈를 구비하는 발광소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20080048112A (ko) * 2006-11-28 2008-06-02 삼성전자주식회사 발광 다이오드와 이를 구비한 백라이트 유닛 및액정표시장치
KR100855356B1 (ko) * 2007-03-23 2008-09-04 주식회사 옵토필 멀티-칩 발광다이오드 패키지 및 이를 이용한 조명장치
US7580192B1 (en) * 2008-12-23 2009-08-25 Smart Champ Enterprise Limited Collimation lens system for LED
US8613530B2 (en) * 2010-01-11 2013-12-24 General Electric Company Compact light-mixing LED light engine and white LED lamp with narrow beam and high CRI using same
KR20120062302A (ko) * 2010-12-06 2012-06-14 삼성엘이디 주식회사 발광소자 패키지 및 그 제조방법
US20130032828A1 (en) * 2011-08-02 2013-02-07 Hsu Takeho Led light strip module structure
DE102012107547B4 (de) * 2011-08-22 2020-12-31 Samsung Electronics Co., Ltd. Gehäuse für eine lichtabgebende Vorrichtung
US8485692B2 (en) * 2011-09-09 2013-07-16 Xicato, Inc. LED-based light source with sharply defined field angle
KR20130036562A (ko) * 2011-10-04 2013-04-12 삼성전자주식회사 Ｌｅｄ 조명 모듈
JP6198748B2 (ja) * 2011-12-13 2017-09-20 フィリップス ライティング ホールディング ビー ヴィ Ｌｅｄライト用の光コリメータ
KR101968660B1 (ko) * 2012-03-19 2019-08-13 엘지이노텍 주식회사 조명 장치
KR20140008670A (ko) * 2012-07-11 2014-01-22 엘지이노텍 주식회사 발광 소자 패키지
KR101997244B1 (ko) * 2012-10-17 2019-07-08 엘지이노텍 주식회사 광원 모듈 및 이를 구비한 조명시스템
KR101938541B1 (ko) 2012-10-29 2019-04-11 삼성전자주식회사 발광소자용 렌즈와 이를 이용한 발광소자 패키지
KR101999514B1 (ko) 2012-10-31 2019-07-12 엘지디스플레이 주식회사 노광용 조명장치 및 이를 이용한 노광장치
CN103883918A (zh) * 2012-12-20 2014-06-25 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 发光二极管光源装置及具有该光源装置的灯条
CN203797406U (zh) * 2014-03-13 2014-08-27 巩晓菡 平行光束led灯具
DE202014003077U1 (de) * 2014-04-10 2014-04-17 Osram Gmbh Optisches Element und Beleuchtungseinrichtung
US9488331B2 (en) * 2014-04-17 2016-11-08 Streamlight, Inc. Portable light with selectable optical beam forming arrangement
KR101633176B1 (ko) 2014-05-14 2016-07-01 주은유브이텍 주식회사 자외선 엘이디 모듈 및 이를 포함하는 자외선 노광장치
JP6433683B2 (ja) 2014-05-16 2018-12-05 才原 巧 発光ダイオードユニット及びこれを用いたｌｅｄ照明装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001319369A (ja) 2000-05-10 2001-11-16 Sony Corp 光学ヘッドの製造方法
JP2011181429A (ja) 2010-03-03 2011-09-15 Konica Minolta Opto Inc Ｌｅｄ照明装置、ｌｅｄ照明装置の製造方法

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JP7289499B2 (ja) 2023-06-12
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