KR102660071B1 - Vertical-cavity surface-emitting laser package and automatic focusing device - Google Patents
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Abstract
표면광방출레이저 패키지는 기판 상에 배치되는 표면광방출레이저 소자와, 표면광방출레이저 소자의 둘레에 배치되는 하우징과, 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부와, 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 파장제한부재를 포함한다.
표면광방출레이저 소자는 제1 파장대역을 갖는 광을 방출할 수 있다. 파장제한부재는 광의 제1 파장대역을 벗어난 파장을 차단시킬 수 있다.The surface light-emitting laser package includes a surface light-emitting laser element disposed on a substrate, a housing disposed around the surface light-emitting laser element, a diffusion portion disposed on the surface light-emitting laser element, and a surface light-emitting laser element. It includes a wavelength limiting member disposed in.
The surface light emitting laser device may emit light having a first wavelength band. The wavelength limiting member may block wavelengths outside the first wavelength band of light.
Description
실시예는 표면광방출레이저 패키지 및 자동초점장치에 관한 것이다.The embodiment relates to a surface light emitting laser package and an autofocus device.
GaN, AlGaN 등의 화합물을 포함하는 반도체 소자는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점을 가져서 발광 소자, 수광 소자 및 각종 다이오드 등으로 다양하게 사용될 수 있다.Semiconductor devices containing compounds such as GaN and AlGaN have many advantages, such as having a wide and easily adjustable band gap energy, and can be used in a variety of ways, such as light emitting devices, light receiving devices, and various diodes.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 표면광방출레이저 패키지는 광통신, 센서, 자동 초점장치, 근접 센서, 자동 초점 장치에 채택될 수 있다. In particular, surface light emitting laser packages using semiconductor group 3-5 or group 2-6 compound semiconductor materials can be used in optical communication, sensors, autofocus devices, proximity sensors, and autofocus devices.
표면광방출레이저 패키지를 구동시키는 구동회로의 과동작 내지 오동작에 의해 열이 발생되는 경우, 표면광방출레이저 패키지의 표면광방출레이저 소자의 광의 파장대역이 보다 장파장 범위로 쉬프트될 수 있다. 이러한 장파장 범위로 인해 사용자의 눈에 손상을 줄 수 있으므로, 이에 대한 해결 방안이 필요한 실정이다.When heat is generated due to over-operation or malfunction of the driving circuit that drives the surface light-emitting laser package, the wavelength band of light of the surface light-emitting laser element of the surface light-emitting laser package may be shifted to a longer wavelength range. This long wavelength range can cause damage to the user's eyes, so a solution to this problem is needed.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.The embodiments aim to solve the above-described problems and other problems.
실시예의 다른 목적은 새로운 구조를 갖는 표면광방출레이저 패키지 및 자동초점장치를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a surface light emitting laser package and an autofocus device having a new structure.
실시예의 다른 목적은 사용자의 눈을 보호할 수 있는 표면광방출레이저 패키지 및 자동초점장치를 제공한다.Another object of the embodiment is to provide a surface light-emitting laser package and an autofocus device that can protect the user's eyes.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 표면광방출레이저 패키지는, 기판; 상기 기판 상에 배치되는 표면광방출레이저 소자; 상기 표면광방출레이저 소자의 둘레에 배치되는 하우징; 상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부; 및 상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 파장제한부재를 포함한다. 상기 표면광방출레이저 소자는 제1 파장대역을 갖는 광을 방출할 수 있다. 상기 파장제한부재는, 상기 광의 상기 제1 파장대역을 벗어난 파장을 차단시킬 수 있다.According to one aspect of the embodiment to achieve the above or other objects, a surface light emitting laser package includes: a substrate; A surface light emitting laser device disposed on the substrate; a housing disposed around the surface light emitting laser element; a diffusion portion disposed on the surface light-emitting laser device; and a wavelength limiting member disposed on the surface light emitting laser element. The surface light emitting laser device may emit light having a first wavelength band. The wavelength limiting member may block wavelengths of light outside the first wavelength band.
실시예의 다른 측면에 따르면, 자동 초점 장치는, 상기 표면광방출레이저 패키지; 및 상기 표면광방출레이저 패키지에서 방출된 빛의 반사된 빛을 입사 받는 수광부를 포함할 수 있다. According to another aspect of the embodiment, an autofocus device includes the surface light emitting laser package; And it may include a light receiving unit that receives reflected light from the surface light emitting laser package.
실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지 및 자동초점장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.The effects of the surface light emitting laser package and autofocus device according to the embodiment will be described as follows.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 확상부 및 하우징 상에 파장제한부재가 구비됨으로써, 비정상적인 동작에 의해 표면광방출레이저 소자에서 방출되는 제2 파장대역을 갖는 광을 차단시켜 사용자의 눈이 손상되지 않도록 할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, a wavelength limiting member is provided on the expansion unit and the housing to block light having a second wavelength band emitted from the surface light emission laser element due to abnormal operation, thereby preventing damage to the user's eyes. There is an advantage in being able to avoid this.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 파장제한부재가 확산부뿐만 아니라 하우징에 부착됨으로써, 확산부의 이탈이 방지되어 표면광방출레이저 소자의 광이 직접 외부로 제공되어 사용자의 눈을 손상시키는 것을 방지할 수 있다는 장점이 있다.According to at least one of the embodiments, the wavelength limiting member is attached to the housing as well as the diffusion unit, thereby preventing the diffusion unit from leaving and preventing the light from the surface light-emitting laser device from being provided directly to the outside and damaging the user's eyes. There is an advantage in that it can be done.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다. Additional scope of applicability of the embodiments will become apparent from the detailed description that follows. However, since various changes and modifications within the spirit and scope of the embodiments may be clearly understood by those skilled in the art, the detailed description and specific embodiments, such as preferred embodiments, should be understood as being given by way of example only.
도 1은 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자의 평면도이다.
도 3은 도 2에 도시된 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자의 I-I'라인을 따라 도시한 단면도이다.
도 4는 전류에 따라 광의 피크 파장이 쉬프트되는 모습을 보여준다.
도 5는 온도에 따른 밴드갭 에너지의 변화를 보여준다.
도 6은 파장제한부재의 파장에 따른 피크 파장을 보여준다.
도 7은 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 9는 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.
도 10은 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.1 is a cross-sectional view showing a surface light-emitting laser package according to a first embodiment.
Figure 2 is a plan view of a surface light emitting laser device according to the first embodiment.
FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II′ of the surface light-emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 2.
Figure 4 shows how the peak wavelength of light shifts depending on the current.
Figure 5 shows the change in bandgap energy according to temperature.
Figure 6 shows the peak wavelength according to the wavelength of the wavelength limiting member.
Figure 7 is a cross-sectional view showing a surface light emitting laser package according to a second embodiment.
Figure 8 is a cross-sectional view showing a surface light-emitting laser package according to a third embodiment.
Figure 9 is a cross-sectional view showing a surface light emitting laser package according to a fourth embodiment.
Figure 10 is a perspective view of a mobile terminal to which an autofocus device including a surface light-emitting laser package according to an embodiment is applied.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 실시예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. Hereinafter, embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the attached drawings. However, identical or similar components will be assigned the same reference numbers regardless of reference numerals, and duplicate descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” for components used in the following description are given or used interchangeably only for the ease of preparing the specification, and do not have distinct meanings or roles in themselves. Additionally, in describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed descriptions will be omitted. In addition, the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in this specification, and the technical idea disclosed in this specification is not limited by the attached drawings, and all changes included in the spirit and technical scope of the embodiments, It should be understood to include equivalents or substitutes.
도 1은 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view showing a surface light-emitting laser package according to a first embodiment.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 기판(110)을 제공할 수 있다. Referring to FIG. 1, the surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a substrate 110.
기판(110)은 그 기판(110) 상에 배치되는 모든 구성 요소를 지지할 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 그 위에 배치되는 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)를 지지할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140), 파장제한부재(150) 및 기판(110)은 모듈화된 모듈일 수 있다. 이와 같은 모듈이 하나 또는 복수로 회로기판(160) 상에 실장될 수 있다.The substrate 110 can support all components placed on the substrate 110 . For example, the substrate 110 may support the surface light emitting laser element 200, housing 130, diffusion unit 140, and wavelength limiting member 150 disposed thereon. The surface light emitting laser device 200, housing 130, diffusion unit 140, wavelength limiting member 150, and substrate 110 may be modular modules. One or more such modules may be mounted on the circuit board 160.
기판(110)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 기판(110)은 표면광방출레이저 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 물질로 제공될 수 있다. 기판(110)은 절연 재질을 포함할 수 있다. The substrate 110 may include a material with high thermal conductivity. The substrate 110 may be made of a material with good heat dissipation properties so that heat generated by the surface light emitting laser device 200 can be efficiently dissipated to the outside. The substrate 110 may include an insulating material.
예컨대, 기판(110)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 기판(110)은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. For example, the substrate 110 may include a ceramic material. The substrate 110 may include co-fired low temperature co-fired ceramic (LTCC) or high temperature co-fired ceramic (HTCC).
또한, 기판(110)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 기판(110)은 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.Additionally, the substrate 110 may include a metal compound. The substrate 110 may include a metal oxide having a thermal conductivity of 140 W/mK or more. For example, the substrate 110 may include aluminum nitride (AlN) or alumina (Al2O3).
기판(110)은 다른 예로서, 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 기판(110)은, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 제공될 수 있다. As another example, the substrate 110 may include a resin-based insulating material. The substrate 110 may be made of a thermosetting resin including silicone resin, epoxy resin, plastic material, or a highly heat-resistant material.
기판(110)은 도전성 물질을 포함할 수도 있다. 기판(110)이 도전성 물질, 예컨대 금속으로 제공되는 경우, 기판(110)과 표면광방출레이저 소자(200) 사이의 전기적인 절연을 위한 절연층(27)이 제공될 수 있다.The substrate 110 may include a conductive material. When the substrate 110 is made of a conductive material, for example, a metal, an insulating layer 27 may be provided for electrical insulation between the substrate 110 and the surface light emitting laser device 200.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 표면광방출레이저 소자(200)를 제공할 수 있다.The surface light-emitting laser package 100 according to the first embodiment can provide a surface light-emitting laser device 200.
표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 레이저빔을 생성하여 표면광방출레이저 소자(200)의 상부 면에 수직한 방향으로 레이저빔을 방출할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 예를 들어, 15° 내지 25°의 화각을 갖는 레이저빔을 상부 방향으로 방출할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 원형의 빔을 방출하는 복수의 에미터(도 2의 E1, E2, E3, E4)를 포함할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)의 예는 뒤에서 다시 설명하기로 한다.The surface light emitting laser device 200 may be disposed on the substrate 110. The surface light-emitting laser device 200 may generate a laser beam and emit the laser beam in a direction perpendicular to the upper surface of the surface light-emitting laser device 200. For example, the surface light emitting laser device 200 may emit a laser beam having an angle of view of 15° to 25° upward. The surface light emitting laser device 200 may include a plurality of emitters (E1, E2, E3, and E4 in FIG. 2) that emit circular beams. An example of the surface light emitting laser device 200 will be described again later.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 제1 전극(181)과 제2 전극(182)을 제공할 수 있다. The surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a first electrode 181 and a second electrode 182.
제1 전극(181)과 제2 전극(182)은 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(181)과 제2 전극(182)은 기판(110) 위에 서로 이격되어 배치될 수 있다.The first electrode 181 and the second electrode 182 may be disposed on the substrate 110. The first electrode 181 and the second electrode 182 may be disposed on the substrate 110 to be spaced apart from each other.
제1 전극(181)과 제2 전극(182) 중 하나의 전극은 표면광방출레이저 소자(200)의 둘레에 배치될 수 있다. One of the first electrode 181 and the second electrode 182 may be disposed around the surface light emitting laser device 200.
표면광방출레이저 소자(200)는 제1 전극(181) 상에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 제2 전극(182)는 표면광방출레이저 소자(200)의 둘레에 배치될 수 있다. The surface light emitting laser device 200 may be disposed on the first electrode 181. In this case, the second electrode 182 may be disposed around the surface light emitting laser device 200.
표면광방출레이저 소자(200)는 제1 전극(181) 위에 예컨대, 다이 본딩 방식에 의하여 제공될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 표면광방출레이저 소자(200)와 제2 전극(182)은 와이어(191)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 복수의 와이어에 의하여 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)는 와이어(191)에 의하여 제2 전극(182)에 전기적으로 연결될 수 있다. The surface light emitting laser device 200 may be provided on the first electrode 181 by, for example, a die bonding method. The surface light emitting laser device 200 may be electrically connected to the second electrode 182. For example, the surface light emitting laser device 200 and the second electrode 182 may be electrically connected by a wire 191. The surface light emitting laser device 200 may be electrically connected to the second electrode 182 through a plurality of wires. The surface light emitting laser device 200 may be electrically connected to the second electrode 182 by a wire 191.
표면광방출레이저 소자(200)와 제2 전극(182)을 연결하는 와이어의 수 및 연결 위치는 표면광방출레이저 소자(200)의 크기 또는 표면광방출레이저 소자(200)에서 필요한 전류 확산의 정도 등에 의하여 선택될 수 있다.The number and connection position of the wires connecting the surface light-emitting laser device 200 and the second electrode 182 are determined by the size of the surface light-emitting laser device 200 or the degree of current diffusion required in the surface light-emitting laser device 200. It can be selected by etc.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)를 제공할 수 있다. The surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a first bonding portion 183 and a second bonding portion 184.
제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 기판(110) 아래에 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(110)의 하면에 서로 이격된 제1 및 제2 리세스가 형성되고, 제1 리세스에 제1 본딩부(183)이 배치되고, 제2 리세스에 제2 본딩부(185)가 배치될 수 있다 The first bonding part 183 and the second bonding part 184 may be disposed below the substrate 110 . For example, first and second recesses spaced apart from each other are formed on the lower surface of the substrate 110, the first bonding portion 183 is disposed in the first recess, and the second bonding portion 185 is disposed in the second recess. ) can be placed
예로서, 제1 본딩부(183)의 하면과 제2 본딩부(184)의 하면 각각은 회로기판(160)의 신호라인(미도시)에 면 접촉되어 전기적으로 연결될 수 있다. 기판(110)은 제1 기판으로 지칭되고, 회로기판(160)은 제2 기판으로 지칭될 수 있다. For example, the lower surface of the first bonding part 183 and the lower surface of the second bonding part 184 may each be electrically connected by surface contact with a signal line (not shown) of the circuit board 160. The substrate 110 may be referred to as a first substrate, and the circuit board 160 may be referred to as a second substrate.
제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 기판(110) 아래에서 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)와 제2 본딩부(184)는 원 형상의 패드를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. The first bonding part 183 and the second bonding part 184 may be arranged to be spaced apart from each other under the substrate 110 . The first bonding part 183 and the second bonding part 184 may have circular pads, but this is not limited.
제1 본딩부(183)는 기판(110)의 하부 면에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)는 제1 전극(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 본딩부(183)는 제1 연결배선(185)을 통하여 제1 전극(181)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 연결배선(185)은 예로서, 기판(110)에 제공된 제1 비아홀에 배치될 수 있다. 제1 본딩부(183)와 제1 연결배선(185)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다. The first bonding part 183 may be disposed on the lower surface of the substrate 110. The first bonding part 183 may be electrically connected to the first electrode 181. The first bonding part 183 may be electrically connected to the first electrode 181 through the first connection wire 185. For example, the first connection wire 185 may be disposed in a first via hole provided in the substrate 110. The first bonding portion 183 and the first connection wire 185 may be formed integrally using the same metal material.
제2 본딩부(184)는 기판(110)의 하부 면에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(184)는 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 본딩부(184)는 제2 연결배선(186)을 통하여 제2 전극(182)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 연결배선(186)은 예로서, 기판(110)에 제공된 제2 비아홀에 배치될 수 있다. 제2 본딩부(184)와 제2 연결배선(186)은 동일 금속 물질을 이용하여 일체로 형성될 수 있다. The second bonding part 184 may be disposed on the lower surface of the substrate 110. The second bonding portion 184 may be electrically connected to the second electrode 182. The second bonding portion 184 may be electrically connected to the second electrode 182 through the second connection wire 186. For example, the second connection wire 186 may be disposed in a second via hole provided in the substrate 110. The second bonding portion 184 and the second connection wire 186 may be formed integrally using the same metal material.
예컨대, 제1 연결배선(185)과 제2 연결배선(186)은 텅스텐(W)을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 텅스텐(W)이 1000℃ 이상의 고온에서 녹여진 후 제1 및 제2 비아홀에 주입된 후 경화되어, 제1 연결배선(185)와 제2 연결배선(186)이 형성될 수 있다. 텅스텐(W)의 일부가 기판(110)하부에서 경화되어 제1 및 제2 본딩부(183, 184)로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the first connection wire 185 and the second connection wire 186 may include tungsten (W), but this is not limited. Tungsten (W) may be melted at a high temperature of 1000°C or higher and then injected into the first and second via holes and then hardened to form the first connection wire 185 and the second connection wire 186. A portion of the tungsten (W) may be hardened under the substrate 110 to form the first and second bonding portions 183 and 184, but this is not limited.
제1 실시예에 의하면, 회로기판(160)을 통하여 표면광방출레이저 소자(200)에 구동 전원이 제공될 수 있게 된다. According to the first embodiment, driving power can be provided to the surface light-emitting laser device 200 through the circuit board 160.
이상에서 설명된 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 표면광방출레이저 소자(200)가 제1 전극(181)에 다이 본딩 방식으로 연결되고 제2 전극(182)에 와이어 본딩 방식으로 연결되는 경우를 기준으로 설명되었다. In the surface light-emitting laser package 100 according to the first embodiment described above, the surface light-emitting laser element 200 is connected to the first electrode 181 by die bonding and to the second electrode 182 by wire bonding. It was explained based on the case where it is connected in this way.
그러나, 표면광방출레이저 소자(200)에 구동 전원이 공급되는 방식은 다양하게 변형되어 적용될 수 있다. 예로서, 표면광방출레이저 소자(200)가 플립칩 본딩 방식에 의하여 제1 전극(181)과 제2 전극(182)에 전기적으로 연결될 수도 있다. 또한, 표면광방출레이저 소자(200)가 제1 전극(181)과 제2 전극(182)에 모두 와이어 본딩 방식에 의하여 전기적으로 연결될 수도 있다.However, the method by which driving power is supplied to the surface light-emitting laser device 200 may be modified and applied in various ways. For example, the surface light emitting laser device 200 may be electrically connected to the first electrode 181 and the second electrode 182 by a flip chip bonding method. Additionally, the surface light emitting laser device 200 may be electrically connected to both the first electrode 181 and the second electrode 182 by a wire bonding method.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 하우징(130)을 제공할 수 있다. 하우징(130)은 기판(110) 위에 배치될 수 있다. 하우징(130)은 기판(100)의 주변 영역을 따라 배치될 수 있다. 예컨대, 기판(110)은 제1 영역(중심영역)과 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역(주변영역)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 표면광방출레이저 소자(200)는 기판(110)의 제1 영역의 일부 상에 배치되고, 하우징(130)은 기판(120)의 제2 영역 상에 배치될 수 있다. 기판(110) 상에 제1 전극(181)과 하우징(130) 사이에 제2 전극(182)이 위치될 수 있다. 하우징(130)은 표면광방출레이저 소자(200)의 둘레에 배치될 수 있다. 하우징(130)의 외측면은 기판(110)의 외측면과 수직선 상으로 일치될 수 있다. The surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a housing 130. Housing 130 may be disposed on substrate 110 . The housing 130 may be disposed along the peripheral area of the substrate 100. For example, the substrate 110 may include a first area (center area) and a second area (peripheral area) surrounding the first area. In this case, the surface light emitting laser device 200 may be disposed on a portion of the first region of the substrate 110, and the housing 130 may be disposed on a second region of the substrate 120. The second electrode 182 may be positioned between the first electrode 181 on the substrate 110 and the housing 130. The housing 130 may be disposed around the surface light emitting laser device 200. The outer surface of the housing 130 may be aligned with the outer surface of the substrate 110 in a vertical line.
하우징(130)의 높이는 표면광방출레이저 소자(200)의 높이보다 클 수 있다. 하우징(130)은 열 전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 하우징(130)은 표면광방출레이저 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 효율적으로 방출할 수 있도록 방열 특성이 좋은 물질로 제공될 수 있다. 하우징(130)은 절연 재질을 포함할 수 있다.The height of the housing 130 may be greater than the height of the surface light emitting laser device 200. Housing 130 may include a material with high thermal conductivity. The housing 130 may be made of a material with good heat dissipation properties so that heat generated by the surface light emitting laser device 200 can be efficiently dissipated to the outside. Housing 130 may include an insulating material.
예컨대, 하우징(130)은 세라믹 소재를 포함할 수 있다. 하우징(130)은 동시 소성되는 저온 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 또는 고온 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic)을 포함할 수 있다. For example, the housing 130 may include a ceramic material. The housing 130 may include co-fired low temperature co-fired ceramic (LTCC) or high temperature co-fired ceramic (HTCC).
에컨대, 하우징(130)은 금속 화합물을 포함할 수 있다. 하우징(130)은 열 전도도가 140 W/mK 이상인 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예컨대, 하우징(130)은 질화 알루미늄(AlN) 또는 알루미나(Al2O3)를 포함할 수 있다.For example, the housing 130 may include a metal compound. The housing 130 may include a metal oxide having a thermal conductivity of 140 W/mK or more. For example, the housing 130 may include aluminum nitride (AlN) or alumina (Al2O3).
예컨대, 하우징(130)은 수지 계열의 절연 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 하우징(130)은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 플라스틱 재질을 포함하는 열 경화성 수지, 또는 고내열성 재질로 이루어질 수 있다.For example, the housing 130 may include a resin-based insulating material. Specifically, the housing 130 may be made of a thermosetting resin including silicone resin, epoxy resin, plastic material, or a highly heat-resistant material.
하우징(130)은 도전성 물질, 예컨대 금속으로 이루어질 수 있다.The housing 130 may be made of a conductive material, such as metal.
예로서, 하우징(130)은 기판(110)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 하우징(130)이 기판(110)과 동일 물질로 형성되는 경우, 하우징(130)은 기판(110)과 일체로 형성될 수도 있다.As an example, housing 130 may include the same material as substrate 110 . When the housing 130 is made of the same material as the substrate 110, the housing 130 may be formed integrally with the substrate 110.
또한, 하우징(130)은 기판(110)과 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다. 기판(110)은 하우징으로 지칭될 수도 있다. 이러한 경우, 기판(110)이 제1 하우징으로 지칭되고, 하우징(130)은 제2 하우징으로 지칭될 수 있다. 이와 달리, 하우징(130)이 기판으로 지칭될 수도 있다. 이러한 경우, 기판(110)은 제1 기판으로 지칭되고, 하우징(130)은 제2 기판으로 지칭될 수 있다. Additionally, the housing 130 may be formed of a different material from the substrate 110. Substrate 110 may also be referred to as a housing. In this case, the substrate 110 may be referred to as a first housing, and the housing 130 may be referred to as a second housing. Alternatively, the housing 130 may also be referred to as a substrate. In this case, the substrate 110 may be referred to as a first substrate, and the housing 130 may be referred to as a second substrate.
제1 실시예에 의하면, 기판(110)과 하우징(130)이 방열 특성이 우수한 물질로 제공될 수 있다. 이에 따라, 표면광방출레이저 소자(200)에서 발생되는 열이 외부로 효과적으로 방출될 수 있다.According to the first embodiment, the substrate 110 and the housing 130 may be made of a material with excellent heat dissipation characteristics. Accordingly, heat generated from the surface light emitting laser device 200 can be effectively emitted to the outside.
제1 실시예에 의하면, 기판(110)과 하우징(130)이 서로 분리된 부품으로 제공되어 결합되는 경우, 기판(110)과 하우징(130) 사이에 접착층이 제공될 수 있다.According to the first embodiment, when the substrate 110 and the housing 130 are provided as separate parts and are combined, an adhesive layer may be provided between the substrate 110 and the housing 130.
예로서, 접착층은 유기물을 포함할 수 있다. 접착층은 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또한, 접착층은 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.By way of example, the adhesive layer may include an organic material. The adhesive layer may include an epoxy-based resin. Additionally, the adhesive layer may include silicone-based resin.
한편, 하우징(130)의 상부 영역에서 내측에 접하여 단차가 제공될 수 있다. 예컨대, 하우징(130)의 상부 영역에 리세스 영역(142)이 제공될 수 있다. 예로서, 리세스 영역(142)의 폭 및/또는 깊이는 수백 마이크로 미터로 제공될 수 있다.Meanwhile, a step may be provided in the upper area of the housing 130 in contact with the inside. For example, a recess area 142 may be provided in the upper area of the housing 130. By way of example, the width and/or depth of recessed region 142 may be provided in the hundreds of micrometers.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 확산부(140)를 제공할 수 있다. The surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a diffusion portion 140.
확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200) 위에 배치될 수 있다. 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)로부터 이격되어 배치될 수 있다. 확산부(140)은 하우징(130)의 리세스 영역(142)에 배치될 수 있다. 하우징(130)의 리세스 영역(142)에 의하여 확산부(140)가 지지될 수 있다.The diffusion portion 140 may be disposed on the surface light emitting laser device 200. The diffusion unit 140 may be arranged to be spaced apart from the surface light emitting laser device 200. The diffusion portion 140 may be disposed in the recess area 142 of the housing 130. The diffusion portion 140 may be supported by the recess area 142 of the housing 130.
확산부(140)와 하우징(130)의 리세스 영역(142) 사이에 접착층(미도시)이 제공될 수 있다. 예로서, 접착층은 리세스 영역(142)의 내면에 접하는 확산부(140)의 하부 면과 측면에 제공될 수 있다. 예로서, 접착층은 유기물을 포함할 수 있다. 접착층은 에폭시 계열의 레진을 포함할 수 있다. 또는, 접착층은 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.An adhesive layer (not shown) may be provided between the diffusion portion 140 and the recess area 142 of the housing 130. For example, an adhesive layer may be provided on the lower and side surfaces of the diffusion portion 140 that contact the inner surface of the recess region 142. By way of example, the adhesive layer may include an organic material. The adhesive layer may include an epoxy-based resin. Alternatively, the adhesive layer may include silicone-based resin.
확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)로부터 발광된 레이저빔 화각을 확장시킬 수 있다. The diffusion unit 140 may expand the angle of view of the laser beam emitted from the surface light emitting laser device 200.
확산부(140)는 무반사(anti-reflective) 기능을 포함할 수 있다. 예로서, 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)와 대향되는 일면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 확산부(140)와 별개로 형성될 수 있다. 확산부(140)는 표면광방출레이저 소자(200)와 마주보는 하면에 배치된 무반사층을 포함할 수 있다. 무반사층은 표면광방출레이저 소자(200)로부터 입사되는 레이저빔이 확산부(140)의 표면에서 반사되는 것을 방지하고 확산부(140) 내로 투과시킴으로써 반사에 의한 광 손실을 개선할 수 있다.The diffusion portion 140 may include an anti-reflective function. For example, the diffusion unit 140 may include an anti-reflection layer disposed on one surface opposite to the surface light emitting laser device 200. The anti-reflection layer may be formed separately from the diffusion portion 140. The diffusion portion 140 may include an anti-reflective layer disposed on a lower surface facing the surface light emitting laser device 200. The anti-reflection layer prevents the laser beam incident from the surface light-emitting laser device 200 from being reflected on the surface of the diffusion unit 140 and allows it to transmit into the diffusion unit 140, thereby improving light loss due to reflection.
무반사층은 예로서 무반사 코팅 필름으로 형성되어 확산부(140)의 표면에 부착될 수 있다. 무반사층은 확산부(140)의 표면에 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅 등을 통하여 형성될 수도 있다. 예로서, 무반사층은 TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O3, ZrO2, MgF2를 포함하는 그룹 중에서 적어도 하나를 포함하는 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.For example, the anti-reflection layer may be formed of an anti-reflection coating film and attached to the surface of the diffusion unit 140. The anti-reflective layer may be formed on the surface of the diffusion portion 140 through spin coating or spray coating. As an example, the anti-reflective layer may be formed as a single layer or multiple layers containing at least one of the group including TiO2, SiO2, Al2O3, Ta2O3, ZrO2, and MgF2.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 적어도 하나 이상의 신호라인을 포함하는 회로기판(160)을 제공할 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)를 포함하는 기판(110)이 회로기판(160) 상에 실장될 수 있다. 예컨대, 회로기판(180)은 제1 및 제2 신호라인을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 기판(100)의 하부에 배치된 제1 본딩부(183)은 회로기판(160)의 제1 신호라인에 전기적으로 연결되고, 기판의 하부에 배치되어 제1 본딩부(183)과 수평 방향으로 이격된 제2 본딩부(184)는 회로기판(160)의 제2 신호라인에 전기적으로 연결될 수 있다.The surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a circuit board 160 including at least one signal line. The substrate 110 including the surface light emitting laser device 200 may be mounted on the circuit board 160. For example, the circuit board 180 may include first and second signal lines. In this case, the first bonding portion 183 disposed at the lower portion of the substrate 100 is electrically connected to the first signal line of the circuit board 160, and is disposed at the lower portion of the substrate to form the first bonding portion 183 and the first bonding portion 183. The second bonding portion 184 spaced apart in the horizontal direction may be electrically connected to the second signal line of the circuit board 160.
한편, 이상에서 설명된 바와 같이, 기판(110)과 하우징(130)은 웨이퍼 레벨 패키지 공정에 의하여 제조될 수 있다. 제1 실시예에 의하면, 확산부(140)도 웨이퍼 레벨 패키지 공정에 의하여 하우징(130) 위에 부착될 수 있다.Meanwhile, as described above, the substrate 110 and the housing 130 may be manufactured through a wafer level package process. According to the first embodiment, the diffusion portion 140 may also be attached to the housing 130 through a wafer level package process.
즉, 웨이퍼 레벨에서 기판(110) 위에 표면광방출레이저 소자(200)와 하우징(130)이 부착되고, 하우징(130) 위에 확산부(140)가 부착된 후에, 다이싱 등에 의한 절단 방법에 의하여 기판(110)에 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140)가 결합된 복수의 표면광방출레이저 패키지가 제공될 수 있다. That is, the surface light-emitting laser element 200 and the housing 130 are attached to the substrate 110 at the wafer level, and the diffusion part 140 is attached to the housing 130, and then cut using a cutting method such as dicing. A plurality of surface light-emitting laser packages may be provided in which a surface light-emitting laser device 200, a housing 130, and a diffusion unit 140 are combined with the substrate 110.
이와 같이, 기판(110), 하우징(130), 확산부(140)를 포함하는 표면광방출레이저 패키지(100)가 웨이퍼 레벨 패키지 공정에 의하여 제조되는 경우, 기판(110)의 외측면 및 하우징(130)의 외측면이 동일 평면 상에 배치될 수 있다. 즉, 기판(110)의 외측면 및 하우징(130)의 외측면 사이에 단차가 존재하지 않게 된다. As such, when the surface light emitting laser package 100 including the substrate 110, the housing 130, and the diffusion portion 140 is manufactured by a wafer level package process, the outer surface of the substrate 110 and the housing ( The outer surface of 130) may be disposed on the same plane. That is, there is no step between the outer surface of the substrate 110 and the outer surface of the housing 130.
제1 실시예에 의하면, 기판(110)의 외측면 및 하우징(130)의 외측면 사이에 단차가 없으므로, 종래 표면광방출레이저 패키지에서 단차 구조에 의한 투습 및 외부 마찰 등에 의하여 손상이 발생되는 불량을 근본적으로 방지할 수 있게 된다.According to the first embodiment, since there is no step between the outer surface of the substrate 110 and the outer surface of the housing 130, damage occurs due to moisture permeation and external friction due to the step structure in the conventional surface light-emitting laser package. can be fundamentally prevented.
제1 실시예에 의하면, 기판(110)과 하우징(130)이 웨이퍼 레벨 패키지 공정으로 제조되고, 확산부(140)는 별도의 분리된 공정에서 하우징(130) 위에 부착될 수도 있다.According to the first embodiment, the substrate 110 and the housing 130 are manufactured through a wafer level package process, and the diffusion part 140 may be attached on the housing 130 in a separate process.
제1 실시예에 의하면, 확산부(140)와 하우징(130)의 리세스 영역(142) 사이에 제공된 접착층에 의하여 확산부(140)가 하우징(130)에 안정적으로 고정될 수 있다. According to the first embodiment, the diffusion unit 140 can be stably fixed to the housing 130 by an adhesive layer provided between the diffusion unit 140 and the recess area 142 of the housing 130.
이하에서, 표면광방출레이저 소자(200)을 상세히 설명한다. 도 2는 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자의 평면도이며, 도 3은 도 2에 도시된 제 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자의 I-I'라인을 따라 절단한 단면도이다.Below, the surface light emitting laser device 200 will be described in detail. FIG. 2 is a plan view of the surface light-emitting laser device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line II' of the surface light-emitting laser device according to the first embodiment shown in FIG. 2.
제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자(200)는 예컨대, 940nm의 피크파장과 대략 2nm의 반치폭(FWHM: Full Width at Half Maximum)을 갖는 광을 방출할 수 있다. 이 광은 예컨대, 940±2nm의 파장대역을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. For example, the surface light emitting laser device 200 according to the first embodiment can emit light with a peak wavelength of 940 nm and a full width at half maximum (FWHM) of approximately 2 nm. This light may have a wavelength band of, for example, 940 ± 2 nm, but is not limited thereto.
도 2를 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자(200)는 발광영역(245)와 비발광영역(247)을 포함할 수 있다. 비발광영역(247)은 레이저빔이 방출되지 않는 영역으로서, 예컨대 패드전극(290)이 배치될 수 있다. 발광영역(245)는 레이저빔이 방출되는 영역으로서, 예컨대 발광구조물(E)이 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2, the surface light emitting laser device 200 according to the first embodiment may include an emission area 245 and a non-emission area 247. The non-emission area 247 is an area where a laser beam is not emitted, and for example, a pad electrode 290 may be disposed. The light-emitting area 245 is an area where a laser beam is emitted, and for example, a light-emitting structure (E) may be disposed.
발광구조물(E)은 복수의 에미터(E1, E2, E3, E4)를 포함할 수 있다. 각 에미터(E1, E2, E3, E4)는 서로 간에 이격되어 배치될 수 있다. 발광구조물(E)은 제2 전극(280)을 포함할 수 있다. 발광영역(245)은 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있다. 제1 영역은 복수로 정의되고, 이들 제1 영역 사이의 영역이 제2 영역으로 정의될 수 있다. 이러한 경우, 각 에미터(E1, E2, E3, E4)는 제1 영역에 배치되고, 제2 전극(280)은 제2 영역에 배치될 수 있다. 각 에미터(E1, E2, E3, E4)는 제2 전극(280)에 의해 둘러싸일 수 있다. 제2 전극(280)은 패드전극(290)와 일체로 형성될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 제2 전극(280)은 패드전극(290)로부터 발광영역(245)으로 연장되어 발광영역(245)에 배치될 수 있다. 나중에 설명하겠지만, 제2 전극(280)은 복수의 에미터(E1, E2, E3, E4)를 패드전극(290)에 전기적으로 연결시킬 수 있다. The light emitting structure (E) may include a plurality of emitters (E1, E2, E3, E4). Each emitter (E1, E2, E3, E4) may be arranged to be spaced apart from each other. The light emitting structure (E) may include a second electrode 280. The light emitting area 245 may include a first area and a second area. A plurality of first areas may be defined, and an area between these first areas may be defined as a second area. In this case, each emitter E1, E2, E3, and E4 may be placed in the first area, and the second electrode 280 may be placed in the second area. Each emitter E1, E2, E3, and E4 may be surrounded by a second electrode 280. The second electrode 280 may be formed integrally with the pad electrode 290, but this is not limited. The second electrode 280 may extend from the pad electrode 290 to the light-emitting area 245 and be disposed in the light-emitting area 245 . As will be explained later, the second electrode 280 can electrically connect a plurality of emitters (E1, E2, E3, and E4) to the pad electrode 290.
도 3을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자(200)는 제1 전극(215), 기판(210), 제1 반사층(220), 캐비티영역(230), 어퍼처(241), 절연영역(242), 제2 반사층(250), 제2 전극(280), 패시베이션층(270), 패드전극(290) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 3, the surface light-emitting laser device 200 according to the first embodiment includes a first electrode 215, a substrate 210, a first reflective layer 220, a cavity region 230, and an aperture 241. ), an insulating region 242, a second reflective layer 250, a second electrode 280, a passivation layer 270, and a pad electrode 290.
캐비티영역(230)은 활성층(미도시)과 캐비티(미도시)를 포함할 수 있으며, 이하에서 상술하기로 한다. 절연영역(242)는 제1 에미터(E1)에 배치되는 제1 절연영역(242a)와, 제2 에미터(E2)에 배치되는 제2 절연영역(242b) 및 제3 에미터(E3)에 배치되는 제3 절연영역(242c)를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The cavity area 230 may include an active layer (not shown) and a cavity (not shown), which will be described in detail below. The insulating area 242 includes a first insulating area 242a disposed in the first emitter E1, a second insulating area 242b disposed in the second emitter E2, and a third emitter E3. It may include, but is not limited to, a third insulating area 242c disposed in .
<기판, 제1 전극><Substrate, first electrode>
제1 실시예에서 기판(210)은 전도성 기판 또는 비전도성 기판일 수 있다. 전도성 기판을 사용할 경우 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 표면광방출레이저 소자(200) 작동 시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 GaAs 기판, 또는 금속기판을 사용하거나 실리콘(Si) 기판 등을 사용할 수 있다.In the first embodiment, the substrate 210 may be a conductive substrate or a non-conductive substrate. When using a conductive substrate, a metal with excellent electrical conductivity can be used, and the heat generated when the surface light-emitting laser device 200 operates must be sufficiently dissipated, so a GaAs substrate or metal substrate with high thermal conductivity, or silicon ( Si) substrate, etc. can be used.
비전도성 기판을 사용할 경우, AlN 기판이나 사파이어(Al2O3) 기판 또는 세라믹 계열의 기판을 사용할 수 있다.When using a non-conductive substrate, an AlN substrate, sapphire (Al 2 O 3 ) substrate, or ceramic-based substrate can be used.
실시예에서 기판(210)의 하부에 제1 전극(215)이 배치될 수 있으며, 제1 전극(215)은 도전성 재료로 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(215)은 금속일 수 있고, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성되어 전기적 특성을 향상시켜 광출력을 높일 수 있다.In an embodiment, the first electrode 215 may be disposed under the substrate 210, and the first electrode 215 may be made of a conductive material in a single layer or multiple layers. For example, the first electrode 215 may be a metal and includes at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). By forming a single-layer or multi-layer structure, the electrical properties can be improved and the light output can be increased.
<제1 반사층><First reflective layer>
기판(210) 상에는 제1 반사층(220)이 배치될 수 있다.A first reflective layer 220 may be disposed on the substrate 210.
제1 반사층(220)은 제1 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다.The first reflective layer 220 may be doped with a first conductivity type dopant. For example, the first conductivity type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, etc.
또한 제1 반사층(220)은 갈륨계 화합물, 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 반사층(220)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제1 반사층(220)은 서로 다른 굴절 률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층 및 제2 층이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.Additionally, the first reflective layer 220 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, but is not limited thereto. The first reflective layer 220 may be a Distributed Bragg Reflector (DBR). For example, the first reflective layer 220 may have a structure in which first and second layers made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.
제1 층과 제2 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, 제1 층 또 는 제2 층 내의 Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다.The first layer and the second layer may include AlGaAs, and in detail, may be made of a semiconductor material with a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1). Here, as Al in the first or second layer increases, the refractive index of each layer may decrease, and as Ga increases, the refractive index of each layer may increase.
제1 층 및 제2 층 각각의 두께는 λ/4n이고, λ는 캐비티영역(230)에서 발생하는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다. 여기서, λ는 650 내지 980nm일 수 있고, n은 각층의 굴절률일 수 있다. 이러한 구조의 제1 반사층(220)은 약 940 nm의 파장 영역의 광에 대하여 99.999%의 반사율을 가질 수 있다.The thickness of each of the first layer and the second layer is λ/4n, λ may be the wavelength of light generated in the cavity region 230, and n may be the refractive index of each layer with respect to light of the above-mentioned wavelength. Here, λ may be 650 to 980 nm, and n may be the refractive index of each layer. The first reflective layer 220 of this structure may have a reflectance of 99.999% for light in a wavelength range of about 940 nm.
제1 층과 제2 층의 두께는 각각의 굴절률과 캐비티영역(230)에서 방출되는 광의 파장 λ에 따라 결정될 수 있다.The thickness of the first layer and the second layer may be determined according to their respective refractive indices and the wavelength λ of light emitted from the cavity region 230.
<캐비티영역, 절연영역, 어퍼처><Cavity area, insulation area, aperture>
제1 실시예에서 제1 반사층(220) 상에 캐비티영역(230), 절연영역(242) 및 어퍼처(241)가 배치될 수 있다. 구체적으로, 캐비티영역(230)은 제1 반사층(220) 상에 배치되고, 절연영역(242) 및 어퍼처(241)은 캐비티영역(230) 상에 배치될 수 있다. In the first embodiment, a cavity area 230, an insulating area 242, and an aperture 241 may be disposed on the first reflective layer 220. Specifically, the cavity area 230 may be placed on the first reflective layer 220, and the insulating area 242 and the aperture 241 may be placed on the cavity area 230.
캐비티영역(230)은 활성층(미도시) 및 활성층의 하측에 배치되는 제1 캐비티(미도시), 상측에 배치되는 제2 캐비티(미도시)를 포함할 수 있다. 실시예의 캐비티영역(230)은 제1 캐비티와 제2 캐비티를 모두 포함하거나, 둘 중의 하나만 포함할 수도 있다.The cavity area 230 may include an active layer (not shown), a first cavity (not shown) disposed below the active layer, and a second cavity (not shown) disposed above. The cavity area 230 of the embodiment may include both the first cavity and the second cavity, or may include only one of the two.
캐비티영역(230)은 제1 반사층(220)과 제2 반사층(250)의 사이에 배치될 수 있다. 실시예의 캐비티영역(230)에는 활성층이 배치될 수 있으며, 활성층은 단일우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The cavity area 230 may be disposed between the first reflective layer 220 and the second reflective layer 250. An active layer may be disposed in the cavity region 230 of the embodiment, and the active layer may have a single well structure (Double Hetero Structure), a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi-quantum well (MQW) structure, a quantum dot structure, or It may include any one of quantum wire structures.
활성층은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs,GaAs/InGaAs 등의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The active layer may be formed in a pair structure of a well layer and a barrier layer, for example, AlGaInP/GaInP, AlGaAs/AlGaAs, AlGaAs/GaAs, and GaAs/InGaAs, using a compound semiconductor material of group III-V elements, but is limited to this. It doesn't work. The well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than that of the barrier layer.
제1 캐비티와 제2 캐비티는 AlyGa(1-y)As(0<y<1) 물질로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. The first cavity and the second cavity may be formed of Al y Ga (1-y) As (0<y<1) material, but are not limited thereto.
제1 실시예에서 캐비티영역(230) 상에는 절연영역(242)과 어퍼처(241)가 배치될 수 있다. In the first embodiment, an insulating area 242 and an aperture 241 may be disposed on the cavity area 230.
예를 들어, 제1 에미터(E1)는 제1 절연영역(242a)과 제1 어퍼처(241a)를 포함하고, 제2에미터(E2)는 제2 절연영역(242b)과 제2 어퍼처(241b)를 포함할 수 있다. 또한, 제3 에미터(E3)는 제3 절연영역(242c)과 제3 어퍼처(241c)를 포함하고, 제4 에미터(E4)는 제4 절연영역(미도시)과 제4 어퍼처(미도시)를 포함할 수 있다.For example, the first emitter (E1) includes a first insulating region (242a) and a first aperture (241a), and the second emitter (E2) includes a second insulating region (242b) and a second upper. It may include a wife (241b). In addition, the third emitter E3 includes a third insulating area 242c and a third aperture 241c, and the fourth emitter E4 includes a fourth insulating area (not shown) and a fourth aperture. (not shown) may be included.
절연영역(242)은 절연 물질, 예를 들어 알루미늄 산화물로 이루어진 절연층으로서, 전류 차단층으로 작용할 수 있다. 각 절연영역의 중앙 영역에 위치하는 각 어퍼처(241a, 241b, 241c)는 비절연층, 즉 도전층일 수 있다.The insulating region 242 is an insulating layer made of an insulating material, for example, aluminum oxide, and may function as a current blocking layer. Each aperture 241a, 241b, and 241c located in the central area of each insulating region may be a non-insulating layer, that is, a conductive layer.
절연영역(242)는 어퍼처(241)를 둘러쌀 수 있다. 어퍼처(241)의 사이즈는 절연영역(242)에 의해 조절될 수 있다. 예컨대, 캐피티영역(230) 상에 점유되는 절연영역(242)의 면적이 커질수록, 어퍼처(241)의 면적은 작아질 수 있다. The insulating area 242 may surround the aperture 241. The size of the aperture 241 can be adjusted by the insulating area 242. For example, as the area of the insulating area 242 occupied on the cavity area 230 increases, the area of the aperture 241 may become smaller.
예를 들어, 제1 어퍼처(241a)는 제1 절연영역(242a)에 의해 정의될 수 있으며, 예를 들어, 제2 어퍼처(241b)는 제2 절연영역(242b)에 의해 정의될 수 있다. 또한, 제3 어퍼처(241c)는 제3 절연영역(242c)에 의해 정의될 수 있고, 제4 어퍼처는 제4 절연영역에 의해 정의될 수 있다. 구체적으로, 각 절연영역(242)는 알루미늄 갈륨 아세나이드(aluminum gallium arsenide)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연영역(242)은 AlGaAs가 H2O와 반응하여 가장자리가 알루미늄산화물(Al2O3)로 변함에 따라 절연영역(242)이 형성될 수 있고, H2O와 반응하지 않은 중앙영역은 AlGaAs로 이루어진 각 어퍼처가 형성될 수 있다. For example, the first aperture 241a may be defined by the first insulating area 242a, and for example, the second aperture 241b may be defined by the second insulating area 242b. there is. Additionally, the third aperture 241c may be defined by the third insulating area 242c, and the fourth aperture may be defined by the fourth insulating area. Specifically, each insulating region 242 may include aluminum gallium arsenide. For example, the insulating region 242 may be formed as AlGaAs reacts with H 2 O and its edges change to aluminum oxide (Al 2 O 3 ), and the insulating region 242 may be formed as AlGaAs reacts with H 2 O and its edges change into aluminum oxide (Al 2 O 3 ). In the central region, each aperture made of AlGaAs may be formed.
제1 실시예에 의하면, 각 어퍼처(241a, 241b, 241c)를 통해 캐비티영역(230)에서 발광된 레이저빔이 상부 영역을 향해 방출될 수 있으며, 절연영역(242a, 242b, 242c)과 비교하여 어퍼처(241a, 241b, 241c)의 광투과율이 우수할 수 있다.According to the first embodiment, the laser beam emitted from the cavity area 230 may be emitted toward the upper area through each aperture 241a, 241b, and 241c, and compared to the insulating areas 242a, 242b, and 242c. Therefore, the light transmittance of the apertures 241a, 241b, and 241c may be excellent.
<제2 반사층><Second reflective layer>
제2 반사층(250)은 캐비티영역(230) 상에 배치될 수 있다.The second reflective layer 250 may be disposed on the cavity area 230 .
제2 반사층(250)은 갈륨계 화합물 예를 들면 AlGaAs를 포함할 수 있으며, 제2 반사층(250)은 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 한편, 제1 반사층(220)이 p형 도펀트로 도핑될 수도 있고, 제2 반사층(250)이 n형 도펀트로 도핑될 수도 있다.The second reflective layer 250 may include a gallium-based compound, for example, AlGaAs, and the second reflective layer 250 may be doped with a second conductivity type dopant. For example, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, etc. Meanwhile, the first reflective layer 220 may be doped with a p-type dopant, and the second reflective layer 250 may be doped with an n-type dopant.
제2 반사층(250)은 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 예를 들어, 제2 반사층(250)은 서로 다른 굴절률을 가지는 물질로 이루어진 제1 층(미도시) 및 제2 층(미도시)이 교대로 적어도 1회 이상 적층된 구조일 수 있다.The second reflective layer 250 may be a Distributed Bragg Reflector (DBR). For example, the second reflective layer 250 may have a structure in which first layers (not shown) and second layers (not shown) made of materials having different refractive indices are alternately stacked at least once.
제1 층과 제2 층은 AlGaAs를 포함할 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)As(0<x<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 여기서, Al이 증가하면 각 층의 굴절률은 감소하고, Ga가 증가하면 각 층의 굴절률은 증가할 수 있다. 그리고, 제1 층 및 제2 층 각각의 두께는 λ/4n이고, λ는 활성층에서 방출되는 광의 파장일 수 있고, n은 상술한 파장의 광에 대한 각 층의 굴절률일 수 있다.The first layer and the second layer may include AlGaAs, and in detail, may be made of a semiconductor material with a composition formula of Al x Ga (1-x) As (0<x<1). Here, as Al increases, the refractive index of each layer decreases, and as Ga increases, the refractive index of each layer increases. In addition, the thickness of each of the first layer and the second layer is λ/4n, λ may be the wavelength of light emitted from the active layer, and n may be the refractive index of each layer for light of the above-mentioned wavelength.
이러한 구조의 제2 반사층(250)은 940 nm의 파장 영역의 광에 대하여 99.9%의 반사율을 가질 수 있다.The second reflective layer 250 of this structure may have a reflectance of 99.9% for light in the wavelength range of 940 nm.
제2 반사층(250)은 제3 층/제4층이 교대로 적층되어 이루어질 수 있으며, 제1 반사층(220) 내에서 제1 층과 제2층의 페어(pair) 수는 제2 반사층(250) 내에서 제3 층과 제4 층의 페어 수보다 더 많을 수 있으며, 이때 상술한 바와 같이 제1 반사층(220)의 반사율은 99.999% 정도로 제2 반사층(250)의 반사율인 99.9%보다 클 수 있다. 예를 들면, 제1 반사층(220) 내에서 제1 층과 제2 층의 페어 수는 20 내지 50회일 수 있고, 제2 반사층(250) 내에서 제3 층과 제4 층의 페어 수는 10 내지 30회일 수 있다.The second reflective layer 250 may be formed by alternately stacking third and fourth layers, and the number of pairs of the first layer and the second layer in the first reflective layer 220 is the second reflective layer 250. ) may be more than the number of pairs of the third and fourth layers, and in this case, as described above, the reflectance of the first reflective layer 220 may be approximately 99.999%, which may be greater than the reflectance of the second reflective layer 250, which is 99.9%. there is. For example, the number of pairs of the first layer and the second layer in the first reflective layer 220 may be 20 to 50, and the number of pairs of the third layer and the fourth layer in the second reflective layer 250 may be 10. It may be from 30 to 30 times.
<패시베이션층, 제2 전극><Passivation layer, second electrode>
에미터(E1, E2, E3, E4)의 측면과 상부면 그리고 각 에미터(E1, E2, E3, E4) 사이에 노출된 제1 반사층(220)의 상부면에 패시베이션층(270)이 배치될 수 있다. 패시베이션층(270)은 세그먼트(segment) 단위로 분리된 각 에미터(E1, E2, E3, E4)의 측면에 배치되어, 각 에미터(E1, E2, E3, E4)를 보호하고 절연시킬 수 있다. 패시베이션층(270)은 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면 질화물 또는 산화물로 이루어질 수 있다.A passivation layer 270 is disposed on the side and top surfaces of the emitters (E1, E2, E3, E4) and on the top surface of the first reflective layer 220 exposed between each emitter (E1, E2, E3, E4). It can be. The passivation layer 270 is disposed on the side of each emitter (E1, E2, E3, E4) separated in segments to protect and insulate each emitter (E1, E2, E3, E4). there is. The passivation layer 270 may be made of an insulating material, for example, nitride or oxide.
제2 전극(280)이 제2 반사층(250)과 전기적으로 연결되도록 배치될 수 있다. 즉, 제2 전극(280)은 패드전극(290)로부터 연장되어 각 에미터(E1, E2, E3, E4)를 둘러싸는 패시베이션층(270)을 경유하여 제2 반사층(250)의 일부에 접촉될 수 있다. 제2 전극(280)은 패시베이션층(270) 위에 배치될 수 있다. The second electrode 280 may be disposed to be electrically connected to the second reflective layer 250. That is, the second electrode 280 extends from the pad electrode 290 and contacts a portion of the second reflective layer 250 via the passivation layer 270 surrounding each emitter (E1, E2, E3, and E4). It can be. The second electrode 280 may be disposed on the passivation layer 270.
제2 전극(280)은 도전성 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속일 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(280)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The second electrode 280 may be made of a conductive material, for example, metal. For example, the second electrode 280 has a single-layer or multi-layer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au). It can be formed as
도 2에 도시한 바와 같이, 표면광방출레이저 소자(200)는 레이저빔이 방출되는 발광영역(245)과 레이저빔이 방출되지 않으며 발광영역(245)에 접하는 비발광영역(247)을 포함할 수 있다. As shown in FIG. 2, the surface light-emitting laser device 200 may include a light-emitting area 245 from which a laser beam is emitted and a non-emission area 247 that does not emit a laser beam and is in contact with the light-emitting area 245. You can.
비발광영역(247)은 외부와의 전기적인 연결을 위한 본딩패드로서의 패드전극(290)가 배치되는 영역으로서, 이 비발광영역(247)에서는 어떠한 레이저빔도 생성되지 않는다. 발광영역(245)은 발광구조물(E)을 포함하고, 발광구조물(E)은 복수의 에미터(E1, E2, E3, E4)를 포함할 수 있다. 복수의 에미터(E1, E2, E3, E4) 각각에서 레이저빔이 생성되고, 그 생성된 레이저빔이 예컨대, 상부 방향을 향해 방출될 수 있다. 따라서, 발광영역(245)은 복수의 에미터(E1, E2, E3, E4)에서 생성된 레이저빔이 방출되는 영역일 수 있다.The non-emission area 247 is an area where a pad electrode 290 as a bonding pad for electrical connection to the outside is disposed, and no laser beam is generated in this non-emission area 247. The light emitting area 245 includes a light emitting structure (E), and the light emitting structure (E) may include a plurality of emitters (E1, E2, E3, and E4). A laser beam is generated from each of the plurality of emitters E1, E2, E3, and E4, and the generated laser beam may be emitted, for example, toward the top. Accordingly, the light-emitting area 245 may be an area where laser beams generated by the plurality of emitters E1, E2, E3, and E4 are emitted.
발광영역(245)와 비발광영역(247)을 포함하는 표면광방출레이저 소자(200)는 정사각 형상을 갖는데 반해, 표면광발출레이저 소자(200)의 발광영역(245)는 직사각 형상을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 발광영역(245)은 x축 방향(이하, 제1 방향이라 함)으로의 제1 너비(W1)와 y축 방향(이하, 제2 방향이라 함)으로의 제2 너비(W2)를 가질 수 있다. 제2 너비(W2)는 제1 너비(W1)보다 클 수 있다. 따라서, 발광영역(245)은 제1 방향보다는 제2 방향으로 더 긴 직사각 형상을 가질 수 있다. While the surface light-emitting laser device 200 including the light-emitting area 245 and the non-light-emitting area 247 has a square shape, the light-emitting area 245 of the surface light-emitting laser device 200 may have a rectangular shape. However, there is no limitation to this. The light emitting area 245 may have a first width W1 in the x-axis direction (hereinafter referred to as the first direction) and a second width W2 in the y-axis direction (hereinafter referred to as the second direction). there is. The second width W2 may be larger than the first width W1. Accordingly, the light emitting area 245 may have a rectangular shape that is longer in the second direction than in the first direction.
다시 도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100)는 파장제한부재(150)를 제공할 수 있다.Referring again to FIG. 1, the surface light emitting laser package 100 according to the first embodiment may provide a wavelength limiting member 150.
파장제한부재(150)는 확산부(140) 상에 배치될 수 있다. 파장제한부재(150)는 하우징(130) 상에 배치될 수 있다. 파장제한부재(150)의 면적(사이즈)은 확산부(140)의 면적(사이즈)보다 클 수 있다. 이러한 경우, 파장제한부재(150)는 확산부(140)뿐만 아니라 하우징(130) 상에 배치될 수 있다. The wavelength limiting member 150 may be disposed on the diffusion portion 140. The wavelength limiting member 150 may be disposed on the housing 130. The area (size) of the wavelength limiting member 150 may be larger than the area (size) of the diffusion portion 140. In this case, the wavelength limiting member 150 may be disposed on the housing 130 as well as the diffusion unit 140.
파장제한부재(150)는 확산부(140)의 상면의 전 영역과 접하고 상기 하우징(130)의 상면에 접할 수 있다. 파장제한부재(150)는 접착재(미도시)를 이용하여 확산부(140)와 하우징(130)에 부착될 수 있다. 접착재는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The wavelength limiting member 150 may contact the entire upper surface of the diffusion unit 140 and may contact the upper surface of the housing 130. The wavelength limiting member 150 may be attached to the diffusion portion 140 and the housing 130 using an adhesive (not shown). The adhesive may include silicone-based resin.
파장제한부재(150)는 0.1mm 내지 0.5mm의 두께를 가질 수 있다. 파장제한부재(150)는 대략 0.3mm의 두께를 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 파장제한부재(150)가 0.1mm 미만인 경우, 파장이 차단되기 어려울 수 있다. 파장제한부재(150)가 0.5mm 초과인 경우, 광의 흡수가 증가되어 파장제한부재(150)로부터 출력되는 광의 양이 줄어들어 광 출력 효율이 저하될 수 있다. The wavelength limiting member 150 may have a thickness of 0.1 mm to 0.5 mm. The wavelength limiting member 150 may have a thickness of approximately 0.3 mm, but is not limited thereto. If the wavelength limiting member 150 is less than 0.1 mm, it may be difficult to block the wavelength. When the wavelength limiting member 150 is larger than 0.5 mm, absorption of light increases and the amount of light output from the wavelength limiting member 150 decreases, which may reduce light output efficiency.
파장제한부재(150)는 적어도 표면광방출레이저 소자(200)의 광의 파장대역을 통과시킬 수 있다. 예컨대, 표면광방출레이저 소자(200)가 940±2nm의 파장대역의 광을 방출하는 경우, 파장제한부재(150)는 적어도 940±2nm의 파장대역보다 큰 파장대역의 광을 통과시킬 수 있다. The wavelength limiting member 150 can pass at least the wavelength band of light of the surface light emitting laser device 200. For example, when the surface light emitting laser device 200 emits light in a wavelength band of 940 ± 2 nm, the wavelength limiting member 150 can at least pass light in a wavelength band larger than the wavelength band of 940 ± 2 nm.
파장제한부재(150)는 도 6에 도시한 바와 같이, 940nm의 피크파장과 대략 10nm의 반치폭(FWHM)을 갖는 광을 방출할 수 있다. 따라서, 파장제한부재(150)는 예컨대 940±5nm의 파장대역을 갖는 광을 투과시키고 940±5nm의 파장대역을 벗어난 파장대역을 갖는 광은 차단시킬 수 있다. 예컨대, 표면광방출레이저 소자(200)가 948nm의 피크파장을 갖는 광이 방출되는 경우, 제1 실시예에 따른 파장제한부재(150)에 의해 차단되어 어떠한 광도 파장제한부재(150)를 통해 출력될 수 없다. As shown in FIG. 6, the wavelength limiting member 150 can emit light with a peak wavelength of 940 nm and a full width at half maximum (FWHM) of approximately 10 nm. Therefore, the wavelength limiting member 150 can transmit light having a wavelength band of, for example, 940 ± 5 nm and block light having a wavelength band outside the wavelength band of 940 ± 5 nm. For example, when the surface light emitting laser device 200 emits light with a peak wavelength of 948 nm, it is blocked by the wavelength limiting member 150 according to the first embodiment, so that no light is output through the wavelength limiting member 150. It can't be.
파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 피크파장은 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 피크파장과 동일할 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 피크파장과 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 피크파장은 940nm일 수 있다. 파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 반치폭(FWHM)은 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 반치폭과 동일하거나 클 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 반치폭(FWHM)은 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 반치폭의 1배 내지 3배일 수 있다. 파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 반치폭(FWHM)이 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 반치폭의 1배 미만인 경우, 파장제한부재(150)가 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 파장대역의 일부를 차단시켜 원하는 컬러광이 방출되지 못한다. 파장제한부재(150)에서 허용되는 광의 반치폭(FWHM)이 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 반치폭의 3배 초과인 경우, 파장제한부재(150)가 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광의 파장대역을 벗어난 일부 파장대역도 파장제한부재(150)에 의해 통과되어 파장제한부재(150)의 성능이 저하될 수 있다.The peak wavelength of light allowed by the wavelength limiting member 150 may be the same as the peak wavelength of light emitted from the surface light emitting laser device 200. That is, the peak wavelength of light allowed by the wavelength limiting member 150 and the peak wavelength of light emitted from the surface light emitting laser device 200 may be 940 nm. The full width at half maximum (FWHM) of light allowed by the wavelength limiting member 150 may be equal to or greater than the full width at half maximum of the light emitted from the surface light emitting laser device 200. That is, the full width at half maximum (FWHM) of light allowed by the wavelength limiting member 150 may be 1 to 3 times the full width at half maximum of the light emitted from the surface light emitting laser device 200. When the full width at half maximum (FWHM) of light allowed by the wavelength limiting member 150 is less than 1 time the half maximum width of the light emitted from the surface light emitting laser device 200, the wavelength limiting member 150 is Part of the wavelength band of the emitted light is blocked, preventing the desired color light from being emitted. When the full width at half maximum (FWHM) of light allowed by the wavelength limiting member 150 is more than 3 times the half width of the light emitted from the surface light emitting laser device 200, the wavelength limiting member 150 is connected to the surface light emitting laser device 200. Some wavelength bands outside the wavelength band of the light emitted from may also be passed by the wavelength limiting member 150, thereby deteriorating the performance of the wavelength limiting member 150.
파장제한부재(150)는 예컨대, 단일층이거나 다층 구조를 갖는 필터나 필름일 수 있다. 예컨대, 필터로는 940±5nm의 파장대역을 갖는 광을 투과시키는 적외선통과필터일 수 있다. 예컨대, 필름으로는 서로 굴절률이 상이한 다층 박막 필름일 수 있다. 이러한 다층 박막필름은 절연물질, 예컨대 유기물질이나 무기물질로 이루어질 수 있다. 서로 굴절률이 상이한 무기물질이 적층된 박막필름이 형성되거나 서로 굴절률이 상이한 유기물질과 무기물질이 적층된 박막필름이 형성될 수 있다. The wavelength limiting member 150 may be, for example, a filter or film having a single-layer or multi-layer structure. For example, the filter may be an infrared pass filter that transmits light with a wavelength band of 940 ± 5 nm. For example, the film may be a multilayer thin film having different refractive indices. This multilayer thin film may be made of an insulating material, such as an organic material or an inorganic material. A thin film may be formed by stacking inorganic materials with different refractive indices, or a thin film can be formed by stacking organic and inorganic materials with different refractive indices.
표면광방출레이저 패키지(100)를 구동시키는 구동회로의 오동작이나 과동작에 의해 보다 큰 전류가 표면광방출레이저 소자(200)에 흐를 수 있다. 예컨대, 정상적인 동작에서는 표면광방출레이저 소자(200)에 예컨대, 1000mA의 전류가 흐를 수 있다. 오동작이나 과동작이 발생되는 비정상적인 동작에서는 표면광방출레이저 소자(200)에 예컨대, 3000mA의 전류가 흐를 수 있다. 이와 같이, 비정상적인 동작으로 인해 보다 큰 전류가 표면광방출레이저 소자(200)에 흐르는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)에 열이 발생되고, 이러한 열에 의해 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출되는 광의 파장대역이 쉬프트될 수 있다. 이는 열에 의해 표면광방출레이저 소자(200)의 반도체 물질의 밴드갭 에너지가 변동되는 것에 기인할 수 있다. A larger current may flow to the surface light emitting laser device 200 due to malfunction or overoperation of the driving circuit that drives the surface light emitting laser package 100. For example, in normal operation, a current of, for example, 1000 mA may flow through the surface light-emitting laser device 200. In abnormal operation where malfunction or overoperation occurs, a current of, for example, 3000 mA may flow through the surface light-emitting laser device 200. In this way, when a larger current flows through the surface light-emitting laser device 200 due to abnormal operation, heat is generated in the surface light-emitting laser device 200, and this heat is emitted from the surface light-emitting laser device 200. The wavelength band of light may be shifted. This may be due to changes in the bandgap energy of the semiconductor material of the surface light emitting laser device 200 due to heat.
도 5에 도시한 바와 같이, 예컨대 상온(23℃, 절대온도로 300K)에서 InP의 밴드갭 에너지는 1.35eV이지만, 온도가 증가됨에 따라 InP의 밴드갭 에너지는 1.35eV보다 작아질 수 있다. 파장은 밴드갭 에너지에 반비례하므로, InP로 이루어지는 반도체소자의 광의 고유한 파장대역은 온도가 증가됨에 따라 보다 큰 파장대역으로 쉬프트될 수 있다. As shown in FIG. 5, for example, the bandgap energy of InP is 1.35 eV at room temperature (23°C, 300K absolute temperature), but as the temperature increases, the bandgap energy of InP may become less than 1.35eV. Since the wavelength is inversely proportional to the bandgap energy, the unique wavelength band of light in a semiconductor device made of InP can be shifted to a larger wavelength band as the temperature increases.
다른 반도체물질, 예컨대 GaN, Si, Ge 또한 InP와 비슷한 양태로 변할 수 있다. 즉, GaN, Si, Ge 또한 광의 고유한 파장대역이 보다 큰 파장대역으로 쉬프트될 수 있다. Other semiconductor materials, such as GaN, Si, and Ge, can also be transformed into modes similar to InP. That is, for GaN, Si, and Ge, the unique wavelength band of light can be shifted to a larger wavelength band.
마찬가지로, 제1 실시예에 따른 표면광방출레이저 소자(200) 또한 온도에 따라 고유한 파장대역이 보다 큰 파장대역으로 쉬프트될 수 있다. 표면광방출레이저 소자(200)의 고유한 파장대역은 940±2nm일 수 있다. Likewise, the surface light emitting laser device 200 according to the first embodiment may also have its own wavelength band shifted to a larger wavelength band depending on temperature. The unique wavelength band of the surface light emitting laser device 200 may be 940 ± 2 nm.
도 4는 전류에 따라 광의 피크 파장이 쉬프트되는 모습을 보여준다. 구체적으로, 도 4a는 전류에 따라 피크 파장이 변하는 모습을 보여주고, 도 4b는 전류에 따라 출력 파워가 변하는 모습을 보여주며, 도 4c는 전류에 따라 파장과 광의 세기가 변하는 모습을 보여준다. Figure 4 shows how the peak wavelength of light shifts depending on the current. Specifically, Figure 4a shows the peak wavelength changing according to the current, Figure 4b shows the output power changing according to the current, and Figure 4c shows the wavelength and light intensity changing according to the current.
도 4a에 도시한 바와 같이, 정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에 예컨대, 1000mA가 흐르는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)는 대략 940±2nm의 파장대역을 갖는 광이 방출될 수 있다. 비정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에 예컨대, 3000mA가 흐르는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)는 대략 946±4nm의 파장대역을 갖는 광이 방출될 수 있다. 이로부터, 비정상적인 동작에 의해 전류가 증가됨에 따라 온도가 증가되고, 온도가 증가됨에 따라 밴드갭 에너지가 작아지게 되어, 표면광방출레이저 소자(200)의 광의 파장대역이 보다 큰 파장대역으로 쉬프트될 수 있다. As shown in FIG. 4A, when, for example, 1000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200 during normal operation, the surface light-emitting laser device 200 emits light having a wavelength band of approximately 940 ± 2 nm. You can. When, for example, 3000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200 during abnormal operation, the surface light-emitting laser device 200 may emit light having a wavelength band of approximately 946 ± 4 nm. From this, as the current increases due to abnormal operation, the temperature increases, and as the temperature increases, the band gap energy decreases, so the wavelength band of the light of the surface light emitting laser device 200 will shift to a larger wavelength band. You can.
도 4b에 도시한 바와 같이, 전류가 증가됨에 따라 출력 파워 또한 증가될 수 있다. 예컨대, 정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에 1000mA가 흐르는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)에서 출력되는 출력 파워(Po)는 1.3W일 수 있다. 비정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에 3000mA가 흐르는 경우, 표면광방출레이저 소자(200)에서 출력되는 출력 파워(Po)는 2.5W일 수 있다.As shown in Figure 4b, as the current increases, the output power can also increase. For example, when 1000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200 during normal operation, the output power (Po) output from the surface light-emitting laser device 200 may be 1.3W. When 3000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200 during abnormal operation, the output power (Po) output from the surface light-emitting laser device 200 may be 2.5W.
도 4c에 도시한 바와 같이, 전류가 증가됨에 따라 파장대역이 쉬프트될뿐만 아니라 광의 세기도 증가될 수 있다. 광의 세기는 도 4b에 도시된 출력 파워와 동일한 의미로서, 출력 파워를 정량화(normalized)한 것이다.As shown in FIG. 4C, as the current increases, not only does the wavelength band shift, but the intensity of light may also increase. The intensity of light has the same meaning as the output power shown in FIG. 4B and is a quantified (normalized) output power.
정상적인 동작시, 즉 표면광방출레이저 소자(200)에 1000mA의 전류가 흐를 때, 표면광방출레이저 소자(200)에서 940±2nm의 파장대역을 갖는 광이 0.4의 광의 세기로 방출될 수 있다. 비정상적인 동작시, 즉 표면광방출레이저 소자(200)에 3000mA의 전류가 흐를 때, 표면광방출레이저 소자(200)에서 946±4nm의 파장대역을 갖는 광이 0.5의 광의 세기로 방출될 수 있다. 이로부터, 비정상적인 동작시에 보다 큰 전류가 표면광방출레이저 소자(200)에 흐르고, 이러한 전류에 의해 표면광방출레이저 소자(200)에 열이 방생되어, 광의 파장대역이 쉬프트될뿐만 아니라 광의 세기 또한 증가될 수 있다. During normal operation, that is, when a current of 1000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200, light having a wavelength band of 940 ± 2 nm may be emitted from the surface light-emitting laser device 200 with a light intensity of 0.4. During abnormal operation, that is, when a current of 3000 mA flows through the surface light-emitting laser device 200, light having a wavelength band of 946 ± 4 nm may be emitted from the surface light-emitting laser device 200 with a light intensity of 0.5. From this, during abnormal operation, a larger current flows through the surface light-emitting laser device 200, and this current radiates heat to the surface light-emitting laser device 200, which not only shifts the wavelength band of the light but also shifts the intensity of the light. It can also be increased.
이와 같이 보다 큰 파장대역으로 쉬프트되고 세기가 증가된 광이 방치되는 경우, 이러한 광에 의해 사용자의 눈이 손상될 수 있다.If light that is shifted to a larger wavelength band and has increased intensity is left unattended, the user's eyes may be damaged by this light.
이상의 설명에서, 정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출되는 광의 940±2nm의 파장대역은 고유한 파장대역(제1 파장대역)으로 지칭되고, 비정상적인 동작시에 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출되는 946±4nm의 파장대역(제2 파장대역)은 쉬프트 파장대역(제2 파장대역)으로 지칭될 수 있다. In the above description, the wavelength band of 940 ± 2 nm of light emitted from the surface light-emitting laser device 200 during normal operation is referred to as the unique wavelength band (first wavelength band), and during abnormal operation, the surface light-emitting laser device 200 The wavelength band (second wavelength band) of 946 ± 4 nm emitted at (200) may be referred to as the shift wavelength band (second wavelength band).
제1 실시예에 따르면, 표면광방출레이저 소자(200) 상에 파장제한부재(150)가 구비됨으로써, 비정상적인 동작에 의해 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출되는 광의 파장대역을 벗어난 파장을 차단시켜 사용자의 눈이 손상되지 않도록 할 수 있다. According to the first embodiment, the wavelength limiting member 150 is provided on the surface light-emitting laser device 200 to block wavelengths outside the wavelength band of light emitted from the surface light-emitting laser device 200 due to abnormal operation. This can prevent damage to the user's eyes.
제1 실시예에 따르면, 파장제한부재(150)가 확산부(140)뿐만 아니라 하우징(130)에 부착됨으로써, 확산부(140)의 이탈이 방지되어 표면광방출레이저 소자(200)의 광이 직접 외부로 제공되어 사용자의 눈을 손상시키는 것을 방지할 수 있다.According to the first embodiment, the wavelength limiting member 150 is attached to the housing 130 as well as the diffusion unit 140, thereby preventing the diffusion unit 140 from leaving and allowing the light of the surface light-emitting laser device 200 to It can be provided directly to the outside to prevent damage to the user's eyes.
도 7은 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.Figure 7 is a cross-sectional view showing a surface light emitting laser package according to a second embodiment.
제2 실시예는 파장제한부재(150)가 확산부(140)에만 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서 설명되지 않은 특징은 이미 상술된 제1 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있다. The second embodiment is the same as the first embodiment except that the wavelength limiting member 150 is disposed only in the diffusion portion 140. Accordingly, features not described in the following description can be easily understood from the first embodiment already described above.
도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100A)는 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)를 포함할 수 있다. 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)는 모듈화된 모듈로 구성될 수 있다. 제2 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100A)는 이러한 하나 또는 복수의 모듈이 실장되는 회로기판(160)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Referring to FIG. 7, the surface light-emitting laser package 100A according to the second embodiment includes a substrate 110, a surface light-emitting laser element 200, a housing 130, a diffusion portion 140, and a wavelength limiting member ( 150) may be included. The substrate 110, surface light emitting laser device 200, housing 130, diffusion unit 140, and wavelength limiting member 150 may be configured as a modular module. The surface light emitting laser package 100A according to the second embodiment may further include a circuit board 160 on which one or more modules are mounted, but is not limited thereto.
파장제한부재(150)의 면적(사이즈)는 확산부(140)의 면적(사이즈)와 동일할 수 있다. 파장제한부재(150)는 확산부(140)의 상면 상에 배치될 수 있다. 파장제한부재(150)는 확산부(140)의 상면과 접촉될 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)는 접착재를 이용하여 확산부(140)의 상면에 부착될 수 있다. 접착재는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The area (size) of the wavelength limiting member 150 may be the same as the area (size) of the diffusion portion 140. The wavelength limiting member 150 may be disposed on the upper surface of the diffusion unit 140. The wavelength limiting member 150 may be in contact with the upper surface of the diffusion unit 140. That is, the wavelength limiting member 150 may be attached to the upper surface of the diffusion unit 140 using an adhesive. The adhesive may include silicone-based resin.
파장제한부재(150)의 상면은 하우징(130)의 상면과 수평으로 일치될 수 있다. 파장제한부재(150)의 상면이 하우징(130)의 위로 돌출되지 않으므로, 주변과의 마찰로 인한 파장제한부재(150)의 탈착이 방지될 수 있다. 이에 따라, 하우징(130)의 리세스의 깊이는 확산부(140)의 두께와 파장제한부재(150)의 두께의 합과 동일할 수 있다. The upper surface of the wavelength limiting member 150 may be horizontally aligned with the upper surface of the housing 130. Since the upper surface of the wavelength limiting member 150 does not protrude above the housing 130, detachment of the wavelength limiting member 150 due to friction with surroundings can be prevented. Accordingly, the depth of the recess of the housing 130 may be equal to the sum of the thickness of the diffusion portion 140 and the thickness of the wavelength limiting member 150.
도 8은 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.Figure 8 is a cross-sectional view showing a surface light-emitting laser package according to a third embodiment.
제3 실시예는 파장제한부재(150)가 확산부(140)에만 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 또한, 제3 실시예는 확산부(140)의 배치 위치를 제외하고는 제2 실시예와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서 설명되지 않은 특징은 이미 상술된 제1 및 제2 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있다. The third embodiment is the same as the first embodiment except that the wavelength limiting member 150 is disposed only in the diffusion portion 140. Additionally, the third embodiment is the same as the second embodiment except for the arrangement position of the diffusion unit 140. Accordingly, features not described in the following description can be easily understood from the first and second embodiments already described above.
도 8을 참조하면, 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100B)는 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)를 포함할 수 있다. 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)는 모듈화된 모듈로 구성될 수 있다. 제3 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100B)는 이러한 하나 또는 복수의 모듈이 실장되는 회로기판(160)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Referring to FIG. 8, the surface light-emitting laser package 100B according to the third embodiment includes a substrate 110, a surface light-emitting laser element 200, a housing 130, a diffusion portion 140, and a wavelength limiting member ( 150) may be included. The substrate 110, surface light emitting laser device 200, housing 130, diffusion unit 140, and wavelength limiting member 150 may be configured as a modular module. The surface light emitting laser package 100B according to the third embodiment may further include a circuit board 160 on which one or more modules are mounted, but is not limited thereto.
파장제한부재(150)는 확산부(140)의 하면 상에 배치될 수 있다. 파장제한부재(150)는 확산부(140)의 하면과 접촉될 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)는 접착재를 이용하여 확산부(140)의 하면에 부착될 수 있다. 접착재는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The wavelength limiting member 150 may be disposed on the lower surface of the diffusion unit 140. The wavelength limiting member 150 may be in contact with the lower surface of the diffusion unit 140. That is, the wavelength limiting member 150 may be attached to the lower surface of the diffusion unit 140 using an adhesive. The adhesive may include silicone-based resin.
파장제한부재(150)의 면적(사이즈)는 확산부(140)의 면적(사이즈)보다 작을 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)의 면적(사이즈)은 하우징(130)의 내측에 형성된 개구의 면적(사이즈)와 같거나 이보다 작을 수 있다. 이러한 경우, 파장제한부재(150)는 하우징(130)의 리세스 영역에 배치되지 않는다. The area (size) of the wavelength limiting member 150 may be smaller than the area (size) of the diffusion portion 140. That is, the area (size) of the wavelength limiting member 150 may be equal to or smaller than the area (size) of the opening formed inside the housing 130. In this case, the wavelength limiting member 150 is not disposed in the recess area of the housing 130.
다른 예로서, 도시되지 않았지만, 파장제한부재(150)의 면적(사이즈)는 확산부(140)의 면적(사이즈)와 동일할 수 있다. 이러한 경우, 확산부(140)의 아래에 배치된 파장제한부재(150)의 주변 영역이 하우징(130)의 리세스 영역에 배치될 수 있다. As another example, although not shown, the area (size) of the wavelength limiting member 150 may be the same as the area (size) of the diffusion portion 140. In this case, the peripheral area of the wavelength limiting member 150 disposed below the diffusion portion 140 may be disposed in the recess area of the housing 130.
한편, 확산부(140)의 상면은 하우징(130)의 상면과 수평으로 일치될 수 있다. 확산부(140)의 상면이 하우징(130)의 위로 돌출되지 않으므로, 주변과의 마찰로 인한 확산부(140)의 탈착이 방지될 수 있다. Meanwhile, the top surface of the diffusion unit 140 may be horizontally aligned with the top surface of the housing 130. Since the upper surface of the diffusion unit 140 does not protrude above the housing 130, attachment and detachment of the diffusion unit 140 due to friction with surroundings can be prevented.
도 9는 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 도시한 단면도이다.Figure 9 is a cross-sectional view showing a surface light emitting laser package according to a fourth embodiment.
제4 실시예는 파장제한부재(150)가 확산부(140)에만 배치되는 것을 제외하고는 제1 실시예와 동일하다. 또한, 제4 실시예는 확산부(140)의 배치 위치를 제외하고는 제2 실시예와 동일하다. 아울러, 제4 실시예에는 확산부(140)가 확산부(140)에 제공된 패턴(145) 아래에 배치되는 것을 제외하고는 제3 실시예와 동일하다. 따라서, 이하의 설명에서 설명되지 않은 특징은 이미 상술된 제1 내지 제3 실시예로부터 용이하게 이해될 수 있다. The fourth embodiment is the same as the first embodiment except that the wavelength limiting member 150 is disposed only in the diffusion portion 140. Additionally, the fourth embodiment is the same as the second embodiment except for the arrangement position of the diffusion unit 140. In addition, the fourth embodiment is the same as the third embodiment except that the diffusion part 140 is disposed below the pattern 145 provided in the diffusion part 140. Accordingly, features not described in the following description can be easily understood from the first to third embodiments already described above.
도 9를 참조하면, 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)를 포함할 수 있다. 기판(110), 표면광방출레이저 소자(200), 하우징(130), 확산부(140) 및 파장제한부재(150)는 모듈화된 모듈로 구성될 수 있다. 제4 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100C)는 이러한 하나 또는 복수의 모듈이 실장되는 회로기판(160)을 더 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. Referring to FIG. 9, the surface light-emitting laser package 100C according to the fourth embodiment includes a substrate 110, a surface light-emitting laser element 200, a housing 130, a diffusion portion 140, and a wavelength limiting member ( 150) may be included. The substrate 110, surface light emitting laser device 200, housing 130, diffusion unit 140, and wavelength limiting member 150 may be configured as a modular module. The surface light emitting laser package 100C according to the fourth embodiment may further include a circuit board 160 on which one or more modules are mounted, but is not limited thereto.
확산부(140)는 바디(141)와 복수의 패턴(145)을 포함할 수 있다. 패턴(145)은 바디(141)의 하부에 배치될 수 있다. The diffusion portion 140 may include a body 141 and a plurality of patterns 145. The pattern 145 may be disposed on the lower part of the body 141.
바디(141)는 우수한 내구성과 강도를 갖는 재질, 예컨대 유리로 이루어질 수 있다. 패턴(145)는 가공이 용이한 재질, 예컨대 고분자 수지로 이루어질 수 있다. The body 141 may be made of a material with excellent durability and strength, for example, glass. The pattern 145 may be made of a material that is easy to process, such as polymer resin.
다른 예로서, 패턴(145)과 바디(141)가 동일한 재질, 유리 또는 고분자 수지로 이루어질 수도 있다. 예컨대, 고분자 수지의 베이스기판(141)의 표면이 표면 처리되어 베이스기판(141)의 표면 상에 패턴(145)가 형성될 수 있다. As another example, the pattern 145 and the body 141 may be made of the same material, glass or polymer resin. For example, the surface of the polymer resin base substrate 141 may be surface treated to form a pattern 145 on the surface of the base substrate 141.
패턴(145)은 표면광방출레이저 소자(200)와 마주하도록 확산부(140)(140)의 바디(141)의 하면 상에 배치될 수 있다.The pattern 145 may be disposed on the lower surface of the body 141 of the diffusion portion 140 (140) to face the surface light emitting laser device 200.
예로서, 패턴(145)은 마이크로 렌즈, 요철 패턴 등을 포함할 수 있다. 패턴(145)의 크기는 균일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.For example, the pattern 145 may include a micro lens, a concave-convex pattern, etc. The size of the pattern 145 may be uniform, but is not limited thereto.
각 패턴(145)의 크기는 동일할 수 있다. 또는 각 패턴(145)는 서로 상이한 랜덤한 모양을 가질 수 있다. The size of each pattern 145 may be the same. Alternatively, each pattern 145 may have different random shapes.
각 패턴(145)의 두께(또는 높이)는 동일할 수 있다. 또는 각 패턴(145)의 두께(또는 높이)는 서로 상이할 수 있다. 패턴(145)는 바디(141)로부터 예컨대, 하부 방향을 따라 돌출된 돌출영역을 가질 수 있다. 이 돌출영역의 최저점이 각 패턴(145)마다 서로 동일하거나 상이할 수 있다. 돌출영역의 최저점은 꼭지점을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 각 패턴(145)의 면은 라운드 형상, 직선 형상 등을 가질 수 있다. 각 패턴(145)은 울퉁불퉁한 형상을 가질 수 있다. 어떤 패턴끼리는 서로 접하여 배치되고 다른 패턴끼리는 서로 이격되어 배치될 수 있다.The thickness (or height) of each pattern 145 may be the same. Alternatively, the thickness (or height) of each pattern 145 may be different. The pattern 145 may have a protruding area that protrudes from the body 141, for example, in a downward direction. The lowest point of this protruding area may be the same or different for each pattern 145. The lowest point of the protruding area may have a vertex, but this is not limited. The surface of each pattern 145 may have a round shape, a straight shape, etc. Each pattern 145 may have a bumpy shape. Some patterns may be placed in contact with each other, and other patterns may be placed spaced apart from each other.
파장제한부재(150)는 확산부(140)의 하면, 구체적으로 복수의 패턴(145)의 하면 상에 배치될 수 있다. 파장제한부재(150)는 확산부(140)의 패턴(145)의 하면과 접촉될 수 있다. 즉, 파장제한부재(150)는 접착재를 이용하여 확산부(140)의 패턴(145)의 하면에 부착될 수 있다. 접착재는 실리콘계 레진을 포함할 수 있다.The wavelength limiting member 150 may be disposed on the lower surface of the diffusion unit 140, specifically, on the lower surface of the plurality of patterns 145. The wavelength limiting member 150 may be in contact with the lower surface of the pattern 145 of the diffusion portion 140. That is, the wavelength limiting member 150 may be attached to the lower surface of the pattern 145 of the diffusion portion 140 using an adhesive. The adhesive may include silicone-based resin.
이상의 설명에서는 표면광방출레이저 소자(200)에서 방출된 광이 940±2nm의 파장대역을 갖는 것으로 한정하여 설명되고 있지만, 실시예는 이에 한정하지 않고 자외선, 가시광선을 포함한 어떠한 파장대역의 광을 방출하는 표면광방출레이저 소자에도 동일하게 적용될 수 있다. 예컨대, 표면광방출레이저 소자에서 방출된 광의 파장대역이 200±2nm으로서 자외선 파장대역인 경우, 예컨대 이 자외선파장대역만을 통과시키고 이 이외의 파장을 차단시키는 파장제한부재가 채택될 수 있다. In the above description, the light emitted from the surface light emitting laser device 200 is limited to having a wavelength band of 940 ± 2 nm, but the embodiment is not limited to this and includes light of any wavelength band including ultraviolet rays and visible light. The same can be applied to a surface light emitting laser device that emits light. For example, if the wavelength band of light emitted from the surface light emitting laser device is 200 ± 2 nm, which is the ultraviolet wavelength band, for example, a wavelength limiting member that passes only this ultraviolet wavelength band and blocks other wavelengths may be adopted.
한편, 이상에서 설명된 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100C)는 근접 센서, 자동 초점 장치 등에 적용될 수 있다. 예컨대, 실시예에 따른 자동 초점 장치는 빛을 발광하는 발광부와 빛을 수광하는 수광부를 포함할 수 있다. 발광부의 예로서 도 1을 참조하여 설명된 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100C) 중에서 적어도 하나가 적용될 수 있다. 수광부의 예로서 포토 다이오드가 적용될 수 있다. 수광부는 발광부에서 방출된 빛이 물체에서 반사되는 빛을 입사 받을 수 있다.Meanwhile, the surface light emitting laser package (100, 100A, 100B, 100C) according to the embodiment described above can be applied to a proximity sensor, an autofocus device, etc. For example, an autofocus device according to an embodiment may include a light emitting unit that emits light and a light receiving unit that receives light. As an example of the light emitting unit, at least one of the surface light emitting laser packages (100, 100A, 100B, and 100C) according to the embodiment described with reference to FIG. 1 may be applied. A photodiode may be applied as an example of a light receiving unit. The light receiving unit can receive light emitted from the light emitting unit and reflected from an object.
자동 초점 장치는 이동 단말기, 카메라, 차량용 센서, 광 통신용 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 자동 초점 장치는 피사체의 위치를 검출하는 멀티 위치 검출을 위한 다양한 분야에 적용될 수 있다.Autofocus devices can be applied to a variety of devices such as mobile terminals, cameras, vehicle sensors, and optical communication devices. Autofocus devices can be applied to various fields for multi-position detection, which detects the position of a subject.
도 10은 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지를 포함하는 자동 초점 장치가 적용된 이동 단말기의 사시도이다.Figure 10 is a perspective view of a mobile terminal to which an autofocus device including a surface light-emitting laser package according to an embodiment is applied.
도 10에 도시된 바와 같이, 실시예의 이동 단말기(1500)는 후면에 제공된 카메라 모듈(1520), 플래쉬 모듈(1530), 자동 초점 장치(1510)를 포함할 수 있다. 여기서, 자동 초점 장치(1510)는 발광부로서 도 1을 참조하여 설명된 실시예에 따른 표면광방출레이저 패키지(100, 100A, 100B, 100C) 중의 하나를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 10, the mobile terminal 1500 of the embodiment may include a camera module 1520, a flash module 1530, and an autofocus device 1510 provided at the rear. Here, the autofocus device 1510 may include one of the surface light emitting laser packages (100, 100A, 100B, and 100C) according to the embodiment described with reference to FIG. 1 as a light emitting unit.
플래쉬 모듈(1530)은 내부에 광을 발광하는 발광소자를 포함할 수 있다. 플래쉬 모듈(1530)은 이동 단말기의 카메라 작동 또는 사용자의 제어에 의해 작동될 수 있다. 카메라 모듈(1520)은 이미지 촬영 기능 및 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 예컨대 카메라 모듈(1520)은 이미지를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다.The flash module 1530 may include a light emitting device inside that emits light. The flash module 1530 can be operated by operating a camera of a mobile terminal or by user control. The camera module 1520 may include an image capture function and an autofocus function. For example, the camera module 1520 may include an autofocus function using an image.
자동 초점 장치(1510)는 레이저를 이용한 자동 초점 기능을 포함할 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 카메라 모듈(1520)의 이미지를 이용한 자동 초점 기능이 저하되는 조건, 예컨대 10m 이하의 근접 또는 어두운 환경에서 주로 사용될 수 있다. 자동 초점 장치(1510)는 표면광방출레이저 소자를 포함하는 발광부와, 포토 다이오드와 같은 빛 에너지를 전기 에너지로 변환하는 수광부를 포함할 수 있다.The autofocus device 1510 may include an autofocus function using a laser. The autofocus device 1510 can be mainly used in conditions where the autofocus function using the image of the camera module 1520 is deteriorated, for example, in close proximity of 10 m or less or in dark environments. The autofocus device 1510 may include a light emitting unit including a surface light emission laser element and a light receiving unit such as a photo diode that converts light energy into electrical energy.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.The above detailed description should not be construed as restrictive in any respect and should be considered illustrative. The scope of the embodiments should be determined by reasonable interpretation of the appended claims, and all changes within the equivalent scope of the embodiments are included in the scope of the embodiments.
100: 표면광방출레이저 패키지
110: 기판
130: 하우징
140: 확산부
141: 바디
145: 패턴
150: 파장제한부재
160: 회로기판
181, 182: 전극
183, 184: 본딩부
185, 186: 연결배선
191: 와이어
200: 표면광방출레이저 소자
210: 기판
215, 280: 전극
220, 250: 반사층
230: 캐비티영역
241a, 241b, 241c: 어퍼처
242: 절연영역
245: 발광영역
247: 비발광영역
270: 패시베이션층
290: 패드전극
E: 발광구조물
E1, E2, E3: 에미터
W1, W2: 너비100: Surface light emitting laser package
110: substrate
130: housing
140: diffusion part
141: body
145: pattern
150: Wavelength limiting member
160: circuit board
181, 182: electrode
183, 184: Bonding part
185, 186: Connection wiring
191: wire
200: Surface light-emitting laser device
210: substrate
215, 280: electrode
220, 250: Reflective layer
230: Cavity area
241a, 241b, 241c: Aperture
242: Insulation area
245: light emitting area
247: Non-emissive area
270: Passivation layer
290: Pad electrode
E: Light-emitting structure
E1, E2, E3: Emitters
W1, W2: Width
Claims (10)
상기 기판 상에 배치되는 표면광방출레이저 소자;
상기 표면광방출레이저 소자의 둘레에 배치되는 하우징;
상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 확산부; 및
상기 표면광방출레이저 소자 상에 배치되는 파장제한부재를 포함하고,
상기 표면광방출레이저 소자는,
제1 모드로 동작시 제1 파장대역을 갖는 제1 광을 방출하고,
제2 모드로 동작시 상기 제1 파장대역으로부터 쉬프트되고 상기 제1 파장대역보다 큰 제2 파장대역을 갖는 제2 광을 방출하고,
상기 파장제한부재는,
상기 제1 파장대역을 갖는 제1 광을 투과시키고,
적어도 상기 제2 파장대역을 갖는 제2 광을 차단시키고,
상기 제2 광의 세기는 상기 제1 광의 세기보다 큰
표면광방출레이저 패키지.Board;
A surface light emitting laser device disposed on the substrate;
a housing disposed around the surface light emitting laser element;
a diffusion portion disposed on the surface light-emitting laser device; and
It includes a wavelength limiting member disposed on the surface light emitting laser element,
The surface light emitting laser device,
When operating in the first mode, emitting first light having a first wavelength band,
When operating in the second mode, a second light is shifted from the first wavelength band and emits a second light having a second wavelength band larger than the first wavelength band,
The wavelength limiting member is,
Transmitting the first light having the first wavelength band,
Blocking the second light having at least the second wavelength band,
The intensity of the second light is greater than the intensity of the first light.
Surface light emitting laser package.
상기 제2 파장대역의 피크파장은 상기 제1 파장대역의 피크파장과 동일하고,
상기 제2 파장대역의 반치폭은 상기 제1 파장대역의 반치폭 이상인 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
The peak wavelength of the second wavelength band is the same as the peak wavelength of the first wavelength band,
A surface light emitting laser package wherein the half width of the second wavelength band is greater than or equal to the half width of the first wavelength band.
상기 제2 파장대역의 반치폭은 상기 제1 파장대역의 반치폭의 1배 내지 3배인 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 2,
A surface light emitting laser package wherein the half width of the second wavelength band is 1 to 3 times the half width of the first wavelength band.
상기 제1 파장대역의 피크파장과 상기 제2 파장대역의 피크파장은 940nm이고,
상기 제1 파장대역의 반치폭은 4nm이고,
상기 제2 파장대역의 반치폭은 10nm인 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 2,
The peak wavelength of the first wavelength band and the peak wavelength of the second wavelength band are 940 nm,
The half width of the first wavelength band is 4 nm,
A surface light emitting laser package wherein the half width of the second wavelength band is 10 nm.
상기 표면광방출레이저 소자는,
상기 제1 모드로 동작시 제1 출력 파워를 갖는 제1 광을 출력하고,
상기 제2 모드로 동작시 상기 제1 출력 파워보다 큰 제2 출력 파워를 갖는 제2 광을 출력하는 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
The surface light emitting laser device,
When operating in the first mode, output a first light having a first output power,
A surface light emitting laser package that outputs a second light having a second output power greater than the first output power when operating in the second mode.
상기 파장제한부재는 적외선통과필터를 포함하는 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
The wavelength limiting member is a surface light emitting laser package including an infrared passing filter.
상기 파장제한부재는 다층 박막 필름를 포함하는 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
The wavelength limiting member is a surface light emitting laser package including a multilayer thin film.
상기 파장제한부재는 상기 확산부의 상측 상에 배치되는 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
A surface light emitting laser package wherein the wavelength limiting member is disposed on an upper side of the diffusion unit.
상기 파장제한부재는 상기 확산부의 하측 상에 배치되는 표면광방출레이저 패키지.According to paragraph 1,
A surface light emitting laser package wherein the wavelength limiting member is disposed on a lower side of the diffusion portion.
상기 표면광방출레이저 패키지에서 방출된 빛의 반사된 빛을 입사 받는 수광부를 포함하는 자동 초점 장치.The surface light emitting laser package according to any one of claims 1 to 9; and
An autofocus device including a light receiving unit that receives reflected light from the surface light emitting laser package.
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