KR20060098229A - 발광 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 몸체 및 상기 몸체 상에 실장된 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치를 제공한다. 여기서 몸체는 기판, 하우징에 장착된 히트 싱크 또는 리드 단자 중 어느 하나인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의한 발광 장치 및 이의 제조 방법은 단일 베이스 기판 상에서 다수개의 발광 셀이 직렬 연결되어 형성된 발광 소자를 제조함으로써 발광 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있고, 불량률을 줄일 수 있으며, 발광 소자의 크기를 소형화하여 공간 활용성을 높이며 생산성을 향상시킬 수 있고, 다양한 구조에 응용될 수 있는 장점이 있다.
발광 다이오드, 발광 장치, 반도체 화합물, 정류 브리지부

Description

발광 장치 및 이의 제조 방법 {Luminous apparatus and method for manufacturing the same}
도 1은 종래의 발광 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명에 따른 단위 발광 셀의 단면도.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 발광 셀이 배열된 발광 소자의 단면도.
도 4는 본 발명에 따른 발광 소자의 일실시예의 회로도.
도 5는 본 발명에 따른 발광 소자의 다른 일실시예의 회로도.
도 6은 본 발명에 따른 발광 소자의 또 다른 일실시예의 회로도.
도 7 내지 도 15는 본 발명에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 장치의 다양한 실시예를 도시한 단면도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 발광 소자 20 : 베이스 기판
30 : 버퍼층 40 : N형 반도체층
50 : 활성층 60 : P형 반도체층
70 : 투명 전극 80 : 배선
90, 95 : 본딩 패드 100 : 발광 셀
110, 120 : 발광 셀 어레이 150 : 정류 브리지부
200 : 발광 소자 1000 : 기판
1100 : 하우징 1200, 1250 : 전극
1300, 1350 : 리드 단자 1400 : 반사부
1450 : 홀컵 1500 : 몰딩부
1550 : 외주 몰딩부 1600 : 와이어
1700 : 히트 싱크
본 발명은 발광 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 다수개의 발광 셀이 연결된 발광 소자를 이용한 발광 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 소자는 반도체의 p-n 접합구조를 이용하여 주입된 소수 캐리어(전자 또는 양공)를 만들어내고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 빛을 발산하는 소자를 지칭한다. 이러한 발광 소자는 표시 소자 및 백라이트로 이용되고 있으며, 최근 일반 조명 용도로 이를 적용하기 위해 활발한 연구가 진행중이다.
이는 발광 소자가 기존의 전구 또는 형광등에 비해 소모 전력이 작고 수명이 길기 때문이다. 즉, 발광 소자의 소모 전력이 기존의 조명 장치에 비해 수 내지 수 십분의 1에 불과하고, 수명이 수 내지 수십배에 이르러, 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 월등하기 때문이다.
일반적으로, 발광 소자를 조명용으로 사용하기 위해서는 별도의 패키징 공정을 통해 발광 소자를 형성하고, 다수개의 개별 발광 소자를 와이어 본딩을 통해 직렬 연결하고, 외부에서 보호 회로 및 교류/직류 변환기 등을 설치하여 램프의 형태로 제작하였다.
도 1은 종래의 발광 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면, 발광 칩이 실장된 다수개의 발광 소자(10a 내지 10c)를 직렬 접속시켜 일반 조명 용도의 발광 장치를 제작하였다. 이를 위해 다수개의 발광 소자(10a 내지 10c)를 직렬로 배열한 다음, 금속 배선 공정을 통해 각기 다른 발광 소자(10a 내지 10c) 내부의 발광 칩을 전기적으로 직렬 연결하였다. 이러한 제조 공정에 관해서는 미국 공개 특허 제 5,463,280호에 개시되어 있다.
그러나 상술한 구조를 통한 종래의 기술로 조명 용도의 발광 장치를 제작하는 경우에, 많은 개수의 발광 소자에 일일이 금속 배선 공정을 수행하여야 하기 때문에 공정 단계가 많아지고 복잡해지는 문제가 발생한다. 더욱이 공정의 단계가 증가할수록 이에 따른 불량 발생률이 높아지기 때문에 대량 생산에 걸림돌이 되고 있다. 또한, 소정의 충격에 의해 금속 배선이 단락되어 발광 소자의 동작이 종료되는 경우가 발생할 수 있다. 뿐만 아니라 개개의 발광 소자를 직렬로 배열하여야 함으로 인해 차지하게 되는 공간이 커지게 되어 발광 장치의 크기가 상당히 커지는 단점이 발생한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단일 베이스 기판 상에서 다수개의 발광 셀이 직렬 연결되어 형성된 발광 소자를 제조함으로써 발광 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있고, 불량률을 줄일 수 있으며, 대량 생산에 유리한 발광 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 발광 소자의 크기를 소형화하여 공간 활용성을 높이며 생산성을 향상시킬 수 있고, 다양한 구조에 응용될 수 있는 발광 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 몸체 및 상기 몸체 상에 실장된 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치를 제공한다. 상기 몸체는 기판, 하우징에 장착된 히트 싱크 또는 리드 단자일 수 있다.
상기 다수개의 발광 셀 각각은 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하되, 인접한 발광 셀의 N형 반도체층과 P형 반도체층이 전기적으로 연결되고, 상기 발광 셀 어레이의 일단의 발광 셀의 N형 반도체층 상에 N형 본딩 패드가 형성되고, 상기 발광 셀 어레이의 타단의 발광 셀의 P형 반도체층 상에 P형 본딩 패드가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 발광 장치에 있어서, 상기 발광 소자는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 적어도 2개 이상을 포함하고, 상기 발광 셀 어레이는 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 발광 셀 어레이에 소정의 정류 전원을 인가하기 위한 정류 브리 지부를 상기 발광 소자 내에 더 포함할 수 있다.
본 발명의 발광 장치는 상기 발광 소자를 봉지하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하며, 반사부를 더 포함할 수 있다. 또한 상기 발광 소자의 상부에는 형광체를 더 포함할 수 있다.
본 발명은 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계 및 상기 발광 소자를 외부와 전기적으로 연결되도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법을 제공한다.
상기 발광 소자를 형성하는 단계는, 베이스 기판 상에 N형 반도체층과 P형 반도체층이 형성된 다수개의 발광 셀을 마련하는 단계, 인접한 발광 셀의 N형 반도체층과 P형 반도체층을 금속 배선으로 연결하여 발광 셀 어레이를 형성하는 단계 및 상기 발광 셀 어레이의 양 끝단에 N형 본딩 패드와 P형 본딩 패드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더욱 상세히 설명하기로 한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭한다.
도 2는 본 발명에 따른 단위 발광 셀의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 발광 셀(100)은 베이스 기판(20)과, 베이스 기판(20) 상에 순차적으로 적층된 버퍼층(30), N형 반도체층(40), 활성층(50), P형 반도체층(60) 및 투명 전극(70)을 포함한다. 이후, 도 3a에 도시된 바와 같이, N형 반도체층(40)의 노출된 영역 상에 형성된 N형 본딩 패드(도 3a의 95), 또는 투명 전극(70) 상에 형성된 P형 본딩 패드(도 3a의 90)를 선택적으로 더 포함할 수 있다.
이 때, N형 본딩 패드 하부와 P형 본딩 패드 하부 각각에 N형 저항 접속막(미도시) 및 P형 저항 접속막(미도시)을 더 포함할 수 있으며, 투명 전극층(70)은 형성하지 않을 수도 있다.
상기에서 베이스 기판(20)은 발광 소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하는 것으로, 본 실시예에서는 사파이어로 구성된 결정 성장 기판(20)을 사용한다. 즉, 상술한 다층의 구조는 결정 성장의 베이스 기판(20) 위에 에피택셜 성장을 통해 형성되기 때문이다.
다음으로, 버퍼층(30)은 결정 성장시에 베이스 기판(20)과 후속층들의 격자 부정합을 줄이기 위한 층으로서, 반도체 재료인 GaN을 포함한다. N형 반도체층(40)은 전자가 생성되는 층으로서, N형 화합물 반도체층과 N형 클래드층으로 형성된다. 이 때, N형 화합물 반도체 층은 N형 불순물이 도핑되어 있는 GaN을 사용한다. P형 반도체층(60)은 전공이 생성되는 층으로서, P형 클래드층과 P형 화합물 반도체층으로 형성된다. 이 때, P형 화합물 반도체층은 P형 불순물이 도핑되어 있는 AlGaN을 사용한다.
활성층(50)은 소정의 밴드 갭과 양자 우물이 만들어져 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 또한, 활성층(50)을 이루는 물 질의 종류에 따라 전자 및 전공이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화된다. 따라서, 목표로 하는 파장에 따라 활성층(50)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.
N형 본딩 패드와 P형 본딩 패드는 발광 셀(100)을 외부의 금속 배선과 전기적으로 연결하기 위한 본딩 패드로서, Ti/Au의 적층 구조로 형성할 수 있다. 또한, 상기 투명 전극층(70)은 P형 본딩 패드를 통해 입력되는 전압을 P형 반도체층(60)에 균일하게 전달하는 역할을 한다.
상술한 바와 같이 본 발명의 발광 셀(100)은 베이스 기판(20) 상에 순차적으로 형성된 수평 타입의 발광 칩을 지칭하는 것으로, 본 발명에서는 하나의 발광 칩을 이용하여 하나의 발광 소자를 제작하지 않고, 다수개의 발광 칩을 이용하여 하나의 발광 소자를 형성하기 때문에 종래의 발광 칩을 발광 셀(100)로 표기하였다.
이하, 상술한 발광 셀(100)의 제조 방법을 간략히 살펴본다.
베이스 기판(20) 상에 버퍼층(30), N형 반도체층(40), 활성층(50) 및 P형 반도체층(60)을 순차적으로 결정 성장시킨다. P형 반도체층(60) 상에 투명 전극층(70)을 더 형성할 수도 있다. 각각의 층은 앞서 설명한 물질들을 증착하기 위한 다양한 방법을 통해 형성된다.
이후, 마스크를 이용한 사진 식각 공정을 실시하여 N형 반도체층(40)의 일부를 노출시킨다. 즉, 상기 마스크를 식각 마스크로 하는 식각 공정을 통해 P형 반도체층(60), 활성층(50) 및 N형 반도체층(40)의 일부를 제거하여 N형 반도체층(40)을 노출시킨다. 이 때, 마스크는 감광막을 이용하여 형성하되, N형 본딩 패드가 형성 될 영역을 노출시키고, 계속적인 식각 공정을 실시하여 개개의 셀들을 전기적으로 고립시킬 수 있도록 개별 발광 셀(100)을 전기적으로 분리한다. 즉, 베이스 기판(20)이 드러날 때까지 N형 반도체층(40)과 버퍼층(30)을 식각하여 각각의 셀을 절연한다. 식각 공정은 습식, 건식 식각공정을 실시할 수 있으며, 본 예에서는 플라즈마를 이용한 건식 식각을 실시하는 것이 효과적이다.
상술한 바와 같이 단일의 마스크를 이용하여 식각을 실시할 수도 있지만, 각기 서로 다른 마스크를 이용하여 식각을 실시할 수도 있다. 즉, N형 본딩 패드가 형성될 영역을 노출시키는 제 1 마스크를 이용한 제 1 식각을 실시한 다음, 발광 셀(100)을 전기적으로 분리하기 위해 소정 영역을 노출시키는 제 2 마스크를 이용한 제 2 식각을 실시할 수 있다.
상기 마스크를 제거한 다음, 노출된 N형 반도체층(40) 상에 N형 본딩 패드를 형성하고, P형 반도체층(60) 상에 P형 본딩 패드를 형성한다.
앞서 언급한 바와 같이 본 발명은 상술한 단위 발광 셀(100)을 다수개 연결하여 발광 소자로 제작한다. 하기에서는 이에 관해 도면을 참조하여 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 본 발명에 따른 발광 셀이 배열된 발광 소자의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 발광 소자는 단일 베이스 기판(20) 상에 다수개의 발광 셀(100-1 내지 100-n)이 직렬 연결되어 있다. 즉, 발광 소자는 인접한 발광 셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)이 전기적으로 연결되고, 일단의 발광 셀(100-1)의 P형 반도체층(60) 상에 P형 본딩 패드 (60)가 형성되고, 타단의 발광 셀(100-n)의 N형 반도체층(40) 상에 N형 본딩 패드(95)가 형성된 다수개의 발광 셀(100)을 포함한다. 인접한 발광 셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)은 소정의 금속 배선(80)을 이용하여 전기적으로 연결시킨다.
예들 들어 도 3a와 같이, 제 1 내지 제 n 발광 셀(100-1 내지 100-n)이 직렬 연결된 발광 소자에 있어서, 제 1 발광 셀(100-1)의 P형 반도체층(60) 상에 P형 본딩 패드(90)가 형성되고, 제 1 발광 셀(100-1)의 N형 반도체층(40)과 제 2 발광 셀(100-2)의 P형 반도체층(60)이 제 1 배선(80-1)을 통해 연결된다. 제 2 발광 셀(100-2)의 N형 반도체층(40)과 제 3 발광 셀(미도시)의 P형 반도체층(미도시)이 제 2 배선(80-2)을 통해 연결된다. 또한, 제 n-2 발광 셀(미도시)의 N형 반도체층(미도시)과 제 n-1 발광 셀(100-n-1)의 P형 반도체층(60)이 제 n-2 배선(80-n-2)을 통해 연결되고, 제 n-1 발광 셀(100-n-1)의 N형 반도체층(40)과, 제 n 발광 셀(100-n)의 P형 반도체층(60)이 제 n-1 배선(80-n-1)을 통해 연결된다. 또한, 제 n 발광 셀(100-n)의 N형 반도체층(40)에 N형 본딩 패드(95)가 형성된다.
이와 같이 하나의 발광 소자는 다수개의 발광 셀(100)을 포함하고, 상기 P형 본딩 패드(90)와 N형 본딩 패드(95)를 통하여 발광 소자를 구성하는 단위 발광 셀(100)에 외부 전압을 인가할 수 있다.
본 발명에서 다수개의 발광 소자를 하나의 베이스 기판(20) 상에 제작할 수 있고, 이러한 경우 추후에 각각의 발광 소자로 절단하여 사용하게 된다. 이 때, 도 3a 및 도 3b의 A 부분은 이러한 다수개의 발광 소자를 개별적으로 절단하기 위한 절단부이다.
상술한 다수개의 발광 셀을 포함하는 발광 소자의 제조 방법은 간락하게 다음과 같다.
베이스 기판(20) 상에 버퍼층(30), N형 반도체층(40), 활성층(50) 및 P형 반도체층(60)을 순차적으로 결정 성장시킨다. P형 반도체층(60) 상에 투명 전극층(70)을 더 형성할 수도 있다.
소정의 패터닝 공정을 통해 상기 N형 반도체층(40)의 일부를 노출시키고, 각각의 발광 셀(100)을 전기적으로 절연한다. 패터닝 공정은 전체 구조 상에 감광막을 도포한 다음, 소정의 리소그라피 공정을 통해 소정 영역이 개방된 감광막 마스크(미도시)를 형성한다. 상기 소정 영역은 발광 셀(100)들 사이의 영역 및 노출될 N형 반도체층(40) 영역을 지칭한다. 상기 감광막 마스크를 식각 마스크로 하는 식각공정을 실시하여 P형 반도체층(60)과 활성층(50)을 식각하여 N형 반도체층(40)을 노출시키고, 계속적인 식각 공정을 실시하여 N형 반도체층(40)의 일부를 식각하여 개별 발광 셀(100)을 형성하고, 이를 전기적으로 절연한다.
뿐만 아니라, 다수의 패터닝 공정을 실시하여 N형 반도체층(40)의 일부를 노출시키고, 각각의 발광 소자를 전기적으로 절연할 수도 있다. 즉, 도 3a와 같이 P형 반도체층(60), 활성층(50) 및 N형 반도체층(40)의 일부를 식각하여 N형 반도체층(40)의 일부를 노출시키고, 별도의 공정을 통해, P형 반도체층(60), 활성층(50), N형 반도체층(40) 및 버퍼층(30)을 식각하여 발광 셀(100)을 전기적으로 절연한다. 뿐만 아니라, 도 3b와 같이 N형 반도체층(40)까지만 식각하여 발광 셀(100)을 전기 적으로 절연할 수도 있다. 상기 패터닝 공정시 사용되는 식각 공정은 습식, 건식 식각공정을 실시할 수 있으며, 예에서는 플라즈마를 이용한 건식 식각을 실시하는 것이 효과적이다.
이후, 소정의 브리지(Bridge) 공정 또는 스탭 커버리지(Step Coverage) 등의 공정을 통해 각기 인접한 발광 셀(100-1 내지 100-n)의 N형 반도체층(40)과 P형 반도체층(60)을 전기적으로 연결하는 도전성 배선(80-1 내지 80-n)을 형성한다. 도전성 배선(80-1 내지 80-n)은 도전성의 물질을 이용하여 형성하되, 금속 또는 불순물로 도핑된 실리콘 화합물을 이용하여 형성한다.
한편, 양끝단에 위치한 발광 셀(100-1 및 100-n)에 각기 외부와 전기적 접속을 위한 P형 본딩 패드(90)와 N형 본딩 패드(95)를 형성한다.
상술한 본 발명의 발광 소자의 제조는 일 실시예일뿐 이에 한정되지 않고, 다양한 공정과 제조 방법이 소자의 특성 및 공정의 편의에 따라 변경되거나 추가 될 수 있다. 즉, 앞서 언급한 수평형의 발광 셀 뿐만 아니라 수직형의 발광 셀 직렬 연결하여 발광 소자를 제작할 수 있다.
예를 들어, N형 본딩 패드, N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층 및 P형 본딩 패드가 순차적으로 적층된 형상의 다수개의 수직형 발광 셀을 베이스 기판 상에 형성하거나, 형성된 발광 셀을 베이스 기판 상에 본딩한다. 이후, 인접한 발광 셀의 N형 본딩 패드 및 P형 본딩 패드 간을 배선으로 연결하여 다수개의 발광 셀 간을 직렬 연결하여 발광 소자를 제작할 수 있다. 물론 상기의 수직형 발광 셀은 상술한 예에 한정된 구조가 아닌 다른 다양한 구조가 가능하고, 상기의 베이스 기판 이 아닌 별도의 호스트 기판 상에 다수개의 수직형 발광 셀을 본딩하고, 이들 사이를 직렬 연결할 수도 있다.
도 4는 본 발명에 따른 발광 소자의 일실시예의 회로도이다.
도면을 참조하면, 본 발명에 의한 발광 소자(200)는 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)을 포함한다. 도 3a 및 도 3b에서 설명한 본 발명의 발광 소자(200)에 와이어 공정을 통해 N형 본딩 패드(95) 및 P형 본딩 패드(90)에 각기 제 1 및 제 2 전선(210 및 220)을 연결한다. 제 1 및 제 2 전선(210 및 220) 각각은 양 전극 및 음 전극에 연결된다. 이로써, 다수개의 발광 셀(100)이 직렬 연결된 단일의 발광 소자(200)를 제조한다.
본 실시예는 단일 발광 셀(100)을 구동하기 위한 전압/전류와 발광 소자에 인가되는 외부 구동 전압에 따라 직렬 연결되는 발광 셀(100)의 개수가 매우 다양할 수 있다. 즉, 발광 셀(100-1 내지 100-n)들을 직렬 연결하여 구동이 가능한 전압만큼 형성하는 것이 효과적이다. 예를 들어, 220V 외부 전압에서는 일정 구동 전류에 3.3V 단위 발광 셀(100)을 66 내지 67개를 직렬로 연결하여 발광 소자(200)를 제작한다. 또한, 110V 교류 구동에서는 일정 구동 전류에 3.3V 단위 발광 셀(100)을 33 내지 34개를 직렬로 연결하여 발광 소자(200)를 제작한다.
또한, 본 발명은 다수개의 발광 셀들이 직렬 연결된 상기의 경우에 한정되지 않고, 다수개의 발광 셀들이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 다수개로 병렬 연결시켜 발광 소자를 제작할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 발광 소자의 다른 일실시예가 도 5에 회로도로 도시 되어 있다.
도면을 참조하면, 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)로 이루어진 발광 셀 어레이(110, 120)를 적어도 2개 이상 포함하고, 이는 전극 사이에서 병렬로 연결된다. 이 때, 적어도 하나의 발광 셀 어레이의 음극과 나머지 발광 셀 어레이의 양극이 서로 접속되게 병렬 연결된다.
도 5에서는 제 1 발광 셀 어레이(110)와 제 2 발광 셀 어레이(120)가 병렬 연결되어 있다. 제 1 발광 셀 어레이(110)의 음극은 제 1 전선(210)에 연결되고, 양극은 제 2 전선(220)에 연결되며, 제 2 발광 셀 어레이(120)의 음극은 제 2 전선(220)에 연결되고, 양극은 제 1 전선(210)에 연결된다. 이는 하나의 실시예일 뿐, 2개 이상의 발광 셀 어레이가 병렬 연결될 수도 있다.
상술한 구성의 본 실시예에 따른 발광 소자(200)의 동작을 살펴보면, 만일 제 1 전선(210)을 통해 양(+)의 전압이 인가되고 제 2 전선(220)을 통해 음(-)의 전압이 인가되는 경우, 제 2 발광 셀 어레이(120)가 발광하게 된다. 한편, 제 1 전선(210)을 통해 음(-)의 전압이 인가되고, 제 2 전선(220)을 통해 음(-)의 전압이 인가되는 경우, 제 1 발광 셀 어레이(110)가 발광하게 된다. 즉, 외부의 교류 전원이 발광 소자(200)에 인가되더라도 제 1 및 제 2 발광 셀 어레이(110, 120)가 교호로 발광하기 때문에 교류 전원에서도 충분히 사용이 가능하다. 이 때, 발광 소자(200)의 밝기의 변화를 최소화하기 위해 제 1 및 제 2 발광 셀 어레이(110, 120) 내의 발광 셀(100)의 개수는 동일한 것이 바람직하다.
이는 도 3a 및 도 3b에서 설명한 바와 같이 다수개의 발광 셀(100)을 형성하 되, 발광 셀(100)이 직렬로 연결된 발광 셀 어레이를 두 개 이상으로 형성한다. 적어도 하나의 발광 셀 어레이의 일단에 형성된 N형 본딩 패드와, 다른 나머지 발광 셀 어레이의 일단에 형성된 P형 본딩 패드를 연결하여 접속시킨 하나의 전원 패드를 형성할 수 있다. 또한, 적어도 하나의 발광 셀 어레이의 타단에 형성된 P형 본딩 패드와, 다른 나머지 발광 셀 어레이의 타단에 형성된 N형 본딩 패드를 연결하여 접속시킨 다른 하나의 전원 패드를 형성할 수 있다.
상기 발광 소자(200)에 형성된 한 쌍의 전원 패드에 와이어 공정을 통해 각각 제 1 및 제 2 전선(210 및 220)을 연결한다. 제 1 및 제 2 전선(210 및 220) 각각은 양 전극 및 음 전극에 연결된다. 이로써, 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)로 이루어진 발광 셀 어레이(110, 120)를 적어도 2개 이상 포함하는 발광 소자(200)를 제조한다.
이뿐만 아니라, 소정의 정류 동작을 하는 별도의 브리지부를 포함하는 발광 소자를 제작할 수 있다.
이러한 본 발명에 따른 발광 소자의 또 다른 일실시예가 도 6에 회로도로 도시되어 있다.
도면을 참조하면, 본 실시예의 발광 소자(200)는 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)로 이루어진 발광 셀 어레이(110)와, 상기 발광 셀 어레이(110)와 연결되고 발광 셀(100)에 소정의 전류를 인가하기 위한 정류 브리지부(150)와, 상기 정류 브리지부(150)와 연결된 전선(210, 220)을 포함한다. 본 실시예에서는 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)이 외부의 전원과 직접 접속되지 않고, 제 1 및 제 2 전선 (210, 220)에 연결된 정류 브리지부(150)를 통해 외부 전원에 전기적으로 접속된다.
상기 정류 브리지부(150)는 제 1 전선(210)과 발광 셀 어레이(110)의 양극에 연결된 제 1 다이오드(D1)와, 발광 셀 어레이(110)의 양극과 제 2 전선(220)에 연결된 제 2 다이오드(D2)와, 제 2 전선(220)과 발광 셀 어레이(110)의 음극에 연결된 제 3 다이오드(D3)와, 발광 셀 어레이(110)의 음극과 제 1 전선(210)에 연결된 제 4 다이오드(D4)를 포함하여 이루어진다.
먼저 제 1 및 제 2 전선(210, 220)을 통해 교류 전압이 인가되면 상기 정류 브리지부(150)에 소정의 교류 전압이 인가된다. 만일, 제 1 전선(210)을 통해 양(+)의 전압이 인가되고, 제 2 전선(220)을 통해 음(-)의 전압이 인가되는 경우, 전류가 제 1 전선(210), 제 1 다이오드(D1), 발광 셀 어레이(110), 제 3 다이오드(D3) 및 제 2 전선(220)을 통해 흐르게 되어 발광 셀 어레이(110)를 발광시킨다. 한편, 제 1 전선(210)을 통해 음(-)의 전압이 인가되고, 제 2 전선(220)을 통해 양(+)의 전압이 인가되는 경우, 전류가 제 2 전선(220), 제 2 다이오드(D2), 발광 셀 어레이(110), 제 4 다이오드(D4) 및 제 1 전선(210)을 통해 흐르게 되어 발광 셀 어레이(110)를 발광시킨다. 이와 같이 외부의 교류 전원의 전압 상태에 상관없이 본 실시예의 발광 소자(200)는 외부 전원이 인가되면 계속적인 발광을 할 수 있다.
이는 도 3a 및 도 3b에서 설명한 바와 같이 다수개의 발광 셀을 포함하는 발광 셀 어레이를 형성하고, 외부 교류 전압을 정류하기 위한 정류용 제 1 내지 제 4 다이오드를 형성한다. 상기 제 1 내지 제 4 다이오드로 발광 셀을 사용할 수 있다.
회로도에 도시한 바와 같이 발광 셀 어레이(110)와 정류 브리지부(150)를 전기적으로 연결한다. 정류 브리지부(150)의 양단에 외부 전압의 입력을 위한 한 쌍의 전원 패드를 형성하고, 와이어 공정을 실시하여 각각 제 1 및 제 2 전선(210, 220)을 연결한다. 제 1 및 제 2 전선(210, 220) 각각은 양 전극 및 음 전극에 연결된다. 이로써, 직렬 연결된 다수개의 발광 셀(100)로 이루어진 발광 셀 어레이(110)와 정류 브리지부(150)를 포함하는 발광 소자(200)를 제조한다.
본 발명은 상술한 바와 같이 구성된 발광 소자를 이용하여 다양한 구조의 발광 장치를 제조할 수 있다.
도 7 내지 도 9는 본 발명에 의한 칩형 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 발광 장치는 기판(1000)과, 상기 기판(1000) 상에 형성된 전극(1200, 1250)과, 상기 기판(1000) 상에 실장되는 발광 소자(200)와, 상기 발광 소자(200)를 봉지하는 몰딩부(1500)를 포함한다.
또한, 도 8에 도시한 바와 같이 상기 기판(1000) 상에 발광 소자(200)가 실장되는 영역에 형성되는 반사부(1400)를 포함할 수 있다. 반사부(1400)는 기계적 가공을 통해 기판(1000)의 중심 영역에 소정의 홈을 형성한 것으로, 홈의 측벽면에 소정의 기울기를 주어 형성된 영역을 지칭한다. 그 하부 면은 발광 소자(200)의 실장을 위해 평면인 것이 바람직하다. 또한, 도 9에 도시된 바와 같이 평면 기판(1000) 상에 광의 휘도를 향상시키기 위해 발광 소자(200)를 둘러싸도록 반사부(1400)를 형성할 수도 있다.
상기 반사부(1400)를 형성하여 발광 소자(200)에서 발광하는 광의 반사를 극 대화하고, 발광 효율을 증대시킬 수 있다.
여기서, 본 발명의 발광 소자(200)는 상술한 바와 같이 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함한다. 하나의 발광 셀 어레이로 구성될 수 있고, 다수개의 발광 셀 어레이가 병렬 연결되어 구성될 수 있고, 또한 소정의 정류 동작을 하는 별도의 정류 브리지부를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 다수개의 발광 셀 각각은 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하되, 인접한 발광 셀의 N형 반도체층과 P형 반도체층이 전기적으로 연결된다. 다수개의 발광 셀이 직렬 연결되어 구성되는 발광 셀 어레이의 일단과 타단에 외부 전압을 인가하기 위한 N형 본딩 패드 및 P형 본딩 패드를 포함하고 있다. 또한, 다수개의 발광 셀 어레이가 병렬 연결되어 구성되거나, 별도의 정류 브리지부를 포함하여 구성되는 경우에, 외부 전압을 인가하기 위한 한 쌍의 전원 패드를 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 발광 소자(200)는 상기 설명한 바와 같이 단일 베이스 기판 상에서 형성이 가능하여 제조 공정을 단순화할 수 있고, 발광 장치의 크기를 소형화할 수 있다.
전극(1200, 1250)은 발광 소자(200)의 P형 본딩 패드 및 N형 본딩 패드, 또는 전원 패드에 접속하기 위한 제 1 및 제 2 전극(1200, 1250)으로 구성된다. 제 1 및 제 2 전극(1200, 1250)은 인쇄 기법을 통하거나, 접착제를 이용하여 형성할 수 있다. 제 1 및 제 2 전극(1200, 1250)은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속물질로 형성하되, 전기적으로 서로 단전되도록 형성한다.
전극(1200, 1250)과 발광 소자(200)는 와이어(1600)를 통하여 전기적으로 연 결된다. 즉, 제 1 전극(1200)과 발광 소자(200)의 하나의 패드가 와이어(1600)를 통하여 연결되고, 제 2 전극(1200)과 발광 소자(200)의 다른 하나의 패드가 와이어(1600)를 통하여 연결된다.
발광 소자(200)의 상부에는 발광 소자(200)의 보호를 위한 몰딩부(1500)가 형성된다.
몰딩부(1500)는 소정의 에폭시 수지를 발광 소자(200)의 상부에 도포하여, 도포된 에폭시 수지가 일정 형상을 갖도록 격벽을 가진 성형기로 상부를 누른 후, 장시간에 걸쳐 경화시켜 형성할 수 있다. 또한 별도의 주형을 이용하여 제작한 다음, 이를 가압 또는 열처리하여 발광 소자(200)를 봉지할 수 있다.
몰딩부(1500)는 도면에 도시된 대로 렌즈 형태, 육면체 형태, 평판 형태로 형성할 수 있으며, 이에 한정되지 않고 반구 형태, 원통 형태, 상부 평면에 렌즈 형태를 더 포함하는 형태 등의 다양한 형상으로 구성 가능하다.
또한, 발광 소자(200)의 상부에 목표로 하는 색의 광을 발산하기 위한 소정의 형광체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이는 형광체를 발광 소자(200) 상에 도포한 후 몰딩부(1500)를 형성하거나, 형광체와 에폭시 수지를 혼합한 혼합물을 사용하여 몰딩부(1500)를 형성할 수도 있다.
본 발명에 의한 발광 장치는 상술한 바와 같은 발광 소자(200)를 적어도 하나 이상을 이용하여 구성할 수 있다.
도 10을 참조하면, 발광 장치는 기판(1000)과, 상기 기판(1000) 상에 형성된 전극(1200, 1250)과, 상기 기판(1000) 상에 실장되는 다수개의 발광 소자(200)를 포함한다. 광의 휘도를 향상시키기 위해 발광 소자(200)를 둘러싸도록 반사부(1400)를 형성할 수 있으며, 발광 소자(200)의 상부에 상기 발광 소자(200)를 봉지하는 몰딩부(1500)를 포함한다.
발광 소자(200)는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하며, 이는 하나의 발광 셀 어레이로 구성될 수 있고, 다수개의 발광 셀 어레이가 병렬 연결되어 구성될 수 있고, 또한 소정의 정류 동작을 하는 별도의 정류 브리지부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 발광 소자(200)의 양단에는 외부 전압을 인가하기 위한 P형 본딩 패드 및 N형 본딩 패드, 또는 한 쌍의 전원 패드를 포함한다.
이러한 발광 소자(200)는 다수개를 이용하여 기판(1000) 상에 직렬, 병렬 또는 직병렬 식의 형태로 다양하게 형성될 수 있고, 외부 전압 하에서 필요한 광출력을 얻을 수 있다.
전극(1200, 1250)은 기판(1000) 상의 양측에 형성되고, 와이어(1600)를 통하여 전극(1200, 1250)과 다수개의 발광 소자(200)가 연결된다. 즉, 전극(1200, 1250)으로부터 와이어(1600)를 통하여 다수개의 발광 소자(200)에 외부 전압을 인가할 수 있다.
이와 같이 본 실시예는 다수개의 발광 소자(200)를 이용하여 발광 장치를 구성함으로써, 높은 발광 효율을 얻을 수 있다.
도 11 내지 도 12는 본 발명에 의한 하우징을 포함한 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도 11을 참조하면, 발광 장치는 양측에 전극(1200, 1250)이 형성되고 관통홀 을 포함하는 하우징(1100)과, 상기 하우징(1100)의 관통홀에 장착되는 기판(1000)과, 기판(1000) 상에 실장되는 발광 소자(200)와, 상기 발광 소자(200)를 봉지하는 몰딩부(1500)를 포함한다. 상기 하우징(1100)의 관통홀에 장착되는 기판(1000)은 열전도성이 우수한 재질로 제조하여 발광 소자(200)에서 발산되는 열을 외부로 방출시키는 히트 싱크로 작용할 수 있다. 이는 외부 히트 싱크를 연장하여 더욱 높은 방열 효과를 얻을 수도 있다.
또한 도 12에 도시한 바와 같이, 기판(1000) 중앙의 소정 영역에 역전된 절두원추 형상의 리세스 영역을 갖도록 반사부(1400)를 형성하여, 그 하부 평면 상에 발광 소자(200)를 실장할 수 있다. 역전된 절두원추 형상의 리세스 영역은 빛의 휘도 및 집광 능력을 향상시키기 위해 소정 기울기를 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
본 실시예의 상세 내용은 도 7 내지 도 9의 경우와 동일하고, 중복되는 내용은 생략하겠다.
발광 소자(200)는 상술한 바와 같이 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하며, 발광 소자(200)의 양단에는 외부 전압을 인가하기 위한 P형 본딩 패드 및 N형 본딩 패드, 또는 한 쌍의 전원 패드를 포함한다.
전극(1200, 1250)은 하우징(1100) 상에 발광 소자(200)의 P형 본딩 패드 및 N형 본딩 패드, 또는 전원 패드에 접속하기 위한 제 1 및 제 2 전극(1200, 1250)으로 구성한다. 발광 소자(200)는 기판(1000) 상에 실장되고, 와이어(1600)를 통하여 제 1 전극(1200) 또는 제 2 전극(1250)과 전기적으로 연결된다.
발광 소자(200)의 상부에 형성된 몰딩부(1500)는 다양한 형상으로 구성이 가능하며, 발광 소자(200)의 상부에 목표로 하는 색의 빛을 발산하기 위한 소정의 형광체(미도시)를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1000) 상에 실장되는 발광 소자(200)의 개수는 하나일 수도 있고, 목적하는 바에 따라 다수개로 구성할 수도 있다.
또한, 본 발명의 발광 소자(200)는 램프형의 발광 장치에도 적용할 수 있다.
도 13은 본 발명에 의한 램프형 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 발광 장치는 제 1 리드 단자(1300)와, 상기 제 1 리드 단자(1300)와 소정 간격 이격된 제 2 리드 단자(1350)로 구성된다. 상기 제 1 리드 단자(1300) 상에 발광 소자(200)가 실장되고, 와이어(1600)를 통하여 제 1 및 2 리드 단자(1300, 1350)와 전기적으로 연결된다. 상기 발광 소자(200)가 실장되는 제 1 리드 단자(1300)는 소정 영역에 홈이 형성되고, 홈의 측벽면에 소정의 기울기를 갖는 반사부(1400)를 포함할 수 있다. 반사부(1400)의 하부 평면에 발광 소자(200)를 실장하며, 이는 발광 소자(200)에서 발광하는 광의 반사를 극대화하고, 발광 효율을 증대하기 위한 것이다.
또한, 상기 발광 소자(200)의 상부에는 발광 소자(200)의 보호를 위해 액상 에폭시 수지 등을 상기 반사부(1400) 내에 도포하여 소정 시간 동안 가열 경화시킨 몰딩부(1500)가 형성된다. 상기 리드 단자(1300, 1350)의 선단부에는 성형용 틀을 이용하여 형성한 외주 몰딩부(1550)를 포함한다.
여기서, 상기 반사부(1400) 내부에 충진된 몰딩부(1500)는 원하는 색의 발광 을 얻기 위해 형광체(미도시)를 포함할 수 있으며, 외주 몰딩부(1550)는 발광 소자(200)에서 방출된 광의 투과율을 향상시킬 수 있도록 투명한 에폭시 수지로 제작된다.
또한, 본 발명의 발광 소자(200)는 종래 램프형 발광 장치에 비하여 높은 전압을 인가할 수 있는 H/F(High Flux) 발광 장치에도 적용할 수 있다.
도 14는 이러한 H/F 발광 장치의 대략적인 구조를 도시한 개략도이다.
도면을 참조하면, H/F 발광 장치는 4개의 리드 단자와, 리드 단자 상에 실장되는 발광 소자와, 발광 소자를 몰딩하는 몰딩부를 포함한다. 4개의 리드 단자는 2개씩 각각 연결되어 한 쌍의 전기 입력 단자를 형성할 수 있다. 또한, 4개의 리드 단자는 모두 분리되어 하나의 리드 단자에 3개의 발광 소자를 실장하고 다른 3개의 리드 단자 각각에 전기 연결하여 형성할 수도 있다.
도 15는 본 발명에 의한 H/F 발광 장치를 도시한 단면도이다.
도면을 참조하면, 발광 장치는 본 발명의 발광 소자(200)와, 상기 발광 소자(200)가 실장되는 홀 컵(1450)을 포함하는 제 1 리드 단자(1300) 및 제 3 리드 단자(미도시)를 포함한다. 제 1 리드 단자(1300)와 제 3 리드 단자는 연결되어 이루어지고, 또한 상기 제 1 리드 단자(1300) 및 제 3 리드 단자와 소정 간격 이격된 제 2 리드 단자(1350) 및 제 4 리드 단자(미도시)를 포함한다. 제 2 리드 단자(1350)와 제 4 리드 단자는 마찬가지로 연결되어 형성된다. 그리하여, 전기 연결시 리드 단자를 선택할 수 있어 공정상 유연성을 향상시킬 수 있으며, 전기 연결을 수월하게 할 수 있다.
발광 소자(200)는 홀컵(1450) 내부에 실장되고, 와이어(1600)를 통하여 리드 단자(1300, 1350)와 전기적으로 연결된다.
또한 상기 발광 소자(200)를 봉지하는 몰딩부(1550)를 포함하며, 이는 도시된 바와 같이 상부에 렌즈 형태로 형성하여 집광 효과를 얻을 수 있다. 물론 이에 한정되지 않고, 공정상 편의와 목적에 따라 다양한 형태로 구성 가능하다.
또한, 발광 소자의 상부에는 원하는 색의 발광을 얻기 위한 소정의 형광체(미도시)를 더 포함할 수 있다. 이는 홀컵(1450) 내부에 형광체를 포함한 에폭시 수지를 도포하여 소정 시간 동안 가열 경화시킨 몰딩부(1500)를 형성하고, 상기 리드 단자(1300, 1350)의 선단부에는 발광 소자(200)에서 방출된 광의 투과율을 향상시킬 수 있도록 투명한 에폭시 수지로 제작된 외주 몰딩부(1550)를 형성하여 구성할 수 있다.
또한 본 발명의 발광 장치는 홀컵(1450) 하부로 연장되어 구성된 히트 싱크(1700)를 포함할 수 있다. 이는 발광 소자(200)가 발산하는 열을 외부에 효과적으로 방출할 수 있어, 발광 장치의 효율을 향상시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명은 단일 베이스 기판 상에 다수개의 발광 셀이 연결되어 형성된 발광 소자를 이용함으로써, 고전압 및 교류 전원에서도 사용할 수 있고 크기를 줄일 수 있으며, 상기 발광 소자를 다양한 구조에 적용하여 원하는 용도의 발광 장치를 제조할 수 있다.
본 발명에 의한 발광 장치의 제조 방법은 간략하게 다음과 같다.
먼저, 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 발광 소 자를 형성한다. 다수개의 발광 셀을 형성하여 연결하는 방법은 상기에 언급한 바와 동일하다. 이 때 상기 발광 셀 어레이는 하나의 발광 셀 어레이로 구성될 수 있고, 다수개의 발광 셀 어레이가 병렬 연결되어 구성될 수 있고, 또한 소정의 정류 동작을 하는 별도의 정류 브리지부를 더 포함하여 구성될 수 있다. 발광 소자의 양단에는 외부 전압을 인가하기 위한 P형 본딩 패드와 N형 본딩 패드, 또는 한 쌍의 전원 패드를 포함한다.
상기 발광 소자를 외부와 전기적으로 연결되도록 구성한다.
도 7 내지 도 10과 같은 칩형 발광 장치의 경우, 기판 상에 전극을 형성하고, 양 전극과 음 전극은 서로 분리되도록 한다. 상기 전극은 전도성이 우수한 구리 또는 알루미늄을 포함한 금속 물질을 사용하여 기판 상에 인쇄 기법을 통해 형성할 수 있다. 상기 발광 소자가 실장되는 영역에 광의 휘도 향상을 위해 반사부를 형성할 수 있다.
다양한 전기적 실장 방법을 이용하여 발광 소자를 기판 상에 실장한다.
이후, 와이어 본딩을 실시하여 발광 소자와 전극을 전기적으로 연결한다. 이 때, 발광 소자의 일단에 형성된 패드와 제 1 전극을 와이어를 통하여 연결하고, 발광 소자의 타단에 형성된 패드와 제 2 전극을 와이어를 통하여 연결한다. 다수개의 발광 소자를 실장하는 경우에는 인접한 발광 소자의 패드를 와이어를 통하여 연결한 다음, 일단의 발광 소자의 패드와 제 1 전극을 연결하고, 타단의 발광 소자의 패드와 제 2 전극을 연결한다.
도 11 내지 도 12와 같은 하우징을 포함한 발광 장치의 경우, 관통홀을 포함 하는 하우징 상의 양측에 전극을 형성하고, 강제 압입식 방법 또는 열 융착을 이용한 장착 방법을 이용하여 상기 하우징의 관통홀에 기판을 장착한다. 기판 상부의 발광 소자가 실장되는 소정 영역에 광의 휘도 향상을 위해 반사부를 형성할 수 있다.
기판 상에 발광 소자를 실장한 후, 와이어 본딩을 실시하여 발광 소자와 전극을 와이어를 통해 전기적으로 연결한다.
도 13 내지 도 15와 같은 램프형 또는 H/F 발광 장치의 경우, 제 1 리드 단자 상에 발광 소자를 실장하고, 와이어를 통해 발광 소자와 제 1 및 제 2 리드 단자를 전기적으로 연결한다. 마찬가지로, 상기 발광 소자가 실장되는 영역에 광의 휘도 향상을 위해 반사부를 형성할 수 있다.
이와 같이 다양한 구조의 발광 장치에 있어서, 다수개의 발광 셀이 연결된 발광 소자를 외부와 전기적으로 연결되도록 구성한 후, 상기 발광 소자를 봉지하는 몰딩부를 형성한다.
몰딩부는 소정의 에폭시 수지를 발광 소자의 상부에 도포하여 소정 시간 가열 경화시켜 형성하거나, 별도의 주형을 이용하여 형성할 수 있다. 몰딩부의 형태는 한정되지 않고, 다양한 형상으로 구성할 수 있다.
본 발명의 발광 장치 및 이의 제조 방법은 상기 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 방법으로 응용되어 형성될 수 있다.
상술한 바와 같은 본 발명의 발광 장치는 단일 베이스 기판 상에서 다수개의 발광 셀이 직렬 연결되어 형성된 발광 소자를 이용함으로써, 제조 공정을 단순화할 수 있고, 발광 장치의 크기를 줄일 수 있다. 또한, 보다 높은 소자 집적도와 다양한 구조에 적용되는 발광 장치의 향상된 특성으로, 전광판, 주거용, 장식용, 도로용 등에 사용되는 일반 조명에 효과적으로 응용될 수 있을 것이다.
본 발명에 의한 발광 장치 및 이의 제조 방법은 단일 베이스 기판 상에서 다수개의 발광 셀이 직렬 연결되어 형성된 발광 소자를 제조함으로써 발광 장치의 제조 공정을 단순화할 수 있고, 불량률을 줄일 수 있으며, 대량 생산에 유리한 장점이 있다.
또한, 발광 소자의 크기를 소형화하여 공간 활용성을 높이며 단가를 절감할 수 있어 생산성을 향상시킬 수 있다.
뿐만 아니라 본 발명의 발광 장치 및 이의 제조 방법은 단일 베이스 기판 상에서 다수개의 발광 셀을 전기적으로 연결하기 때문에 고전압 및 가정용 교류 전원에서도 발광할 수 있는 조명용 발광 장치의 제조가 가능하고, 목적에 따라 다양한 구조에 적용이 가능하여 원하는 형상 및 용도에서 높은 효과를 얻을 수 있다.

Claims (10)

  1. 몸체; 및
    상기 몸체 상에 실장된 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 몸체는 기판, 하우징에 장착된 히트 싱크 또는 리드 단자 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  3. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 다수개의 발광 셀 각각은 N형 반도체층과 P형 반도체층을 포함하되, 인접한 발광 셀의 N형 반도체층과 P형 반도체층이 전기적으로 연결되고,
    상기 발광 셀 어레이의 일단의 발광 셀의 N형 반도체층 상에 N형 본딩 패드가 형성되고, 상기 발광 셀 어레이의 타단의 발광 셀의 P형 반도체층 상에 P형 본딩 패드가 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  4. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광 소자는 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 적어도 하나 이상을 포함하고, 상기 발광 셀 어레이는 서로 병렬 연결되는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  5. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광 셀 어레이에 소정의 정류 전원을 인가하기 위한 정류 브리지부를 상기 발광 소자 내에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  6. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서
    상기 발광 소자를 봉지하는 몰딩부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  7. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    반사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  8. 청구항 1 또는 청구항 2에 있어서,
    상기 발광 소자의 상부에는 형광체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치.
  9. 다수개의 발광 셀이 직렬 연결된 발광 셀 어레이를 포함하는 발광 소자를 형성하는 단계; 및
    상기 발광 소자를 외부와 전기적으로 연결되도록 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 발광 소자를 형성하는 단계는,
    베이스 기판 상에 N형 반도체층과 P형 반도체층이 형성된 다수개의 발광 셀을 마련하는 단계;
    인접한 발광 셀의 N형 반도체층과 P형 반도체층을 금속 배선으로 연결하여 발광 셀 어레이를 형성하는 단계; 및
    상기 발광 셀 어레이의 양 끝단에 N형 본딩 패드와 P형 본딩 패드를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 장치의 제조 방법.
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