KR20130024087A - 발광모듈 - Google Patents
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Abstract
실시 예는, 기판, 상기 기판 상에 배치되며 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하고, 소정 거리로 이격된 복수의 발광영역을 포함하는 발광구조물, 상기 기판과 상기 복수의 발광영역 각각의 사이에 복수의 전극 및 상기 복수의 발광영역 상에 공통전극을 포함하는 발광 모듈을 제공한다.
Description
실시 예는, 발광모듈에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광소자의 대표적인, 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하다.
이러한, 발광 다이오드(LED)는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
한편, 이러한 발광 다이오드는 차량용 헤드 램프에 적용되기도 하는데, 공개번호 10-2011-0060074호의 발광소자 패키지는 패키지 기판 및 패키지 기판에 복수의 발광소자가 배치되며, 복수의 발광소자 각각이 패키지 기판에 형성된 전극패드에 대하여 기재되어 있으나, 복수의 발광소자를 사용하는 경우, 복수의 발광소자들 사이에 암부가 발생될 수 있으며, 소비 전력이 증가될 수 있으며, 이를 방지하기 위한 연구가 진행 중에 있다.
실시 예는, 암부 발생을 최소화 및 소비전력을 감소하기 용이한 발광 모듈 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 기판, 상기 기판 상에 배치되며 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하고, 소정 거리로 이격된 복수의 발광영역을 포함하는 발광구조물, 상기 기판과 상기 복수의 발광영역 각각의 사이에 복수의 전극 및 상기 복수의 발광영역 상에 공통전극을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광 모듈은, 기판 및 기판 상에 배치되며 복수의 발광영역으로 구획된 발광구조물, 기판과 복수의 발광영역 사이에 복수의 전극 및 발광구조물 상에 공통전극을 배치함으로써, 복수의 발광영역 각각이 개별 발광할 수 있으므로, 소비 전력이 감소할 수 있는 이점이 있다.
또한, 복수의 발광영역 사이의 소정 거리는 10 ㎛ 내지 100 ㎛를 위지하도록 함으로써, 암부 발생을 최소화할 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타내는 결합 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 발광소자에 대한 분해사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광모듈을 나타낸 상면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 발광모듈을 P1-P1 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4에 나타낸 발광모듈을 P2-P2 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 발광모듈을 포함하는 조명장치를 나타낸 간략도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 발광소자에 대한 분해사시도이다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광모듈을 나타낸 상면도이다.
도 5는 도 4에 나타낸 발광모듈을 P1-P1 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 6은 도 4에 나타낸 발광모듈을 P2-P2 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 7은 도 1에 나타낸 발광모듈을 포함하는 조명장치를 나타낸 간략도이다.
본 실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서, 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의, 및 명확성을 위하여 과장되거나, 생략되거나, 또는 개략적으로 도시되었다. 따라서, 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 발광모듈의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광모듈을 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타내는 결합 사시도이고, 도 2는 도 1에 나타낸 발광 모듈을 나타낸 분해 사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광모듈(100)은 발광소자(110) 및 몸체(150)를 포함할 수 있다.
여기서, 발광소자(110)는 기판(120) 및 발광구조물(130)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 발광소자(110)는 수직형 구조를 갖는 것으로 설명하지만, 이에 한정을 두지 않는다.
기판(120)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있으며, 예를들면 알루미늄 나이트라이드(AlN), 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 및 Ga203 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
기판(120)은 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있고, 기판(120)은 광 추출 효과를 향상시키기 위하여 표면에 광추출 패턴(Patterned SubStrate, PSS) 이 패터닝 될 수 있으며, 이에 한정하지는 않는다.
또한, 기판(120)은 열의 방출을 용이하게 하여 열적 안정성을 향상시킬 수 있는 재질을 사용할 수 있다.
한편, 기판(120) 상에는 광추출 효율을 향상시키는 반사 방지층(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 반사 방지층은 AR 코팅층(Anti-Reflective Coating Layer)이라고 불리는 것으로, 기본적으로 복수의 계면으로부터의 반사광끼리의 간섭 현상을 이용한다. 즉, 다른 계면으로부터 반사되어 오는 광의 위상을 180도 어긋나도록 해서, 서로 상쇄되도록 하여, 반사광의 강도를 약하게 하고자 하는 것이다. 다만 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 기판(120) 상에는 기판(120)과 발광구조물(130) 간의 격자 부정합을 완화하고 복수의 반도체층이 용이하게 성장될 수 있도록 버퍼층(미도시)이 배치될 수 있다.
발광구조물(130)은 제1 반도체층(132), 제2 반도체층(134) 및 제1, 2 반도체층(132, 134) 사이에 활성층(136)을 포함할 수 있으며, 소정 거리(미도시)으로 이격된 복수의 발광영역(미도시)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 발광영역은 제1 반도체층(132)을 공통기반으로 제2 반도체층(134) 및 활성층(136)이 서로 분리된 영역이며, 상기 복수의 발광영역은 개별 발광을 할 수 있다.
제1 반도체층(132)은 n형 반도체층으로 구현되는 경우, 예건데, InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Se, Te 와 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 반도체층(132) 아래에는 활성층(136)이 배치될 수 있으며, 활성층(136)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(136)은 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN (0≤a≤1, 0 ≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 갖을 수 있다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
또한, 활성층(136)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 활성층(136)의 밴드 갭 보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.
활성층(136) 아래에는 제2 반도체층(134)이 배치될 수 있으며, 제2 반도체층(134)은 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, p형 반도체층으로 구현되는 경우, 예컨데 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상술한 제1 반도체층(132), 활성층(136) 및 제2 반도체층(134)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제1 반도체층(132) 및 제2 반도체층(134)에 도핑되는 n형 및 p형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제1 반도체층(132)은 p형 반도체층이고, 제2 반도체층(134)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 이에 따라 발광구조물(130)은 N-P 접합, P-N 접합, N-P-N 접합 및 P-N-P 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 1 및 도 2에 나타낸 제1 반도체층(132)은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층(134)은 p형 반도체층인 것으로 설명한다.
여기서, 발광구조물(130)의 제1 반도체층(120) 상에는 공통전극(128)이 배치될 수 있다.
또한, 발광구조물(130)과 공통전극(128) 사이에는 전도성 재질의 투광성 전극층(미도시)이 배치되거나, 또는 발광구조물(130) 상에 배치되며 공통전극(128)이 발광구조물(130)에 배치될 수 있는 개구부를 포함하며, 비전도성 재질의 투광성 지지부(미도시)가 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 발광구조물(130)의 상기 복수의 발광영역 각각의 제2 반도체층(134)과 기판(120) 사이에는 복수의 전극(121 ~ 124)이 배치될 수 있다.
여기서, 복수의 전극(121 ~ 124)은 서로 이격되어 전기적으로 연결되지 않도록 할 수 있다.
복수의 전극(121 ~124) 및 공통전극(128)은 인듐(In), 토발트(Co), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 티타늄 텅스텐 합금(WTi) 중 적어도 하나를 포함하거나, 이를 포함하는 합금일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
발광소자(110)에 대한 자세한 설명은 하기에서 설명하기로 한다.
몸체(150)는 발광소자(110)가 배치되는 제1 캐비티(s1)가 형성된 베이스부(152) 및 베이스부(152)의 제1 캐비티(s1) 외측 둘레에 배치되며 베이스부(152)와 제2 캐비티(s2)를 형성하는 격벽부(154) 및 베이스부(152)과 격벽부(154) 사이에 절연부(156)를 포함할 수 있다.
여기서, 베이스부(152)는 전도성 금속 재질이거나, 또는 비전도성 재질일 수 있으며, 예컨데 알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하거나, 이를 포함하는 합금일 수 있으며, FR4재질일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 베이스부(152)과 절연부(156) 사이에는 복수의 전극(121 ~ 124)과 전기적으로 연결되는 복수의 전극패턴(161 ~ 164) 및 공통전극(128)과 전기적으로 연결되는 공통전극패턴(168)을 포함하는 동박부(160)를 포함할 수 있다.
이때, 베이스부(152)가 전도성 재질, 예컨데 알루미늄(Al) 또는 구리(Cu)와 같은 금속 재질인 경우, 베이스부(152)과 동박부(160) 사이에 절연부(미도시)가 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 베이스부(152)는 방열 특성을 증가시키기 위하여, 전도성 금속 재질을 사용하는 경우, 동박부(160)의 쇼트(단락)을 방지하기 위하여 상기 절연부가 베이스부(152) 상에 배치될 수 있다.
격벽부(154)는 제1 캐비티(s1)의 외측 둘레에 배치되어, 베이스부(152)과 제2 캐비티(s2)를 형성할 수 있다.
이때, 격벽부(154)의 상부에는 단차가 형성될 수 있다.
여기서, 몸체(150)는 격벽부(154) 상부의 단차진 부분에 배치되어, 제2 캐비티(s2)를 덮는 커버부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 커버부에 대한 설명은 하기에서 설명한다.
이때, 격벽부(154)는 세라믹 재질일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
절연부(156)는 제1 내지 제4 부분(x1 ~ x4)이 식각되어 홀(미도시)을 형성하며, 이때 제1 부분(x1)은 제1 캐비티(s1)에 대응하며 제1 캐비티(s1)을 노출시키며, 제2 부분(x2)은 복수의 전극(121 ~ 124)과 전기적으로 연결되는 복수의 전극패턴(161 ~ 164)의 일측을 노출시키며, 제3 부분(x3)은 공통전극(128)과 전기적으로 연결되는 공통전극패턴(168)의 일측을 노출시키며, 제4 부분(x4)은 복수의 전극패턴(161 ~ 164)과 공통전극패턴(168)의 타측을 노출시킬 수 있다.
이때, 절연부(154)의 제4 부분(x4)에 의해 노출된 복수의 전극패턴(161 ~ 164) 및 공통전극패턴(168)의 타측은 커넥터(미도시)와 접속되어, 외부로부터 구동전원을 공급받을 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 발광소자에 대한 분해사시도이다.
도 3은 도 1 및 도 2에서 설명된 내용에 대하여 간략하게 설명하거나, 생략한다.
도 3을 참조하면, 발광소자(110)는 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4)을 포함하는 발광구조물(130) 및 발광구조물(130)이 배치된 기판(120)을 포함할 수 있다.
이때, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4)은 제1 폭(b1), 제1 높이(d1) 및 제1 길이(w1) 중 적어도 하나가 동일할 수 있으며, 실시 예에서는 모두 동일한 것으로 설명하며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 중 적어도 하나는 제1 폭(b1), 제1 높이(d1) 및 제1 길이(w1) 중 적어도 하나가 상이할 수 있으며, 체적(미도시)이 상이할 수 있으며, 이때 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4)의 활성층(136)의 폭 및 길이는 서로 상이할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
다시 말하면, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4)은 활성층(124)의 폭 및 길이가 상이함에 따라 발광량이 서로 다를 수 있다.
다시 도 3을 살펴보면, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 사이는 소정 거리(ji)를 두고 이격될 수 있다.
즉, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 각각은 개별 발광을 하기 위하여 서로 연결되지 않아야 하며, 소정 거리(j1)는 10 ㎛ 내지 100 ㎛ 일 수 있다.
이때, 소정 거리(j1)은 10 ㎛ 미만인 경우, 발광구조물(130)에서 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4)을 구획할 때 전기적으로 연결될 확률이 매우 높으며, 100 ㎛ 보다 큰 경우 제1 내지 제4 발광영역(bp1, bp4) 사이의 암부 발생이 증가될 수 있다.
여기서, 기판(120) 상에는 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124)이 배치될 수 있다.
이때, 기판(120)과 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124) 각각의 사이에는 본딩층(미도시)이 배치될 수 있으며, 상기 본딩층은 전류 인가 중에 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124)의 원자가 전기장에 의해 이동하는 일렉트로마이그레이션(electromigration) 현상을 최소화하기 위해 형성될 수 있다.
또한, 상기 본딩층은 기판(120)과의 접착력이 우수한 금속 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 및 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 본딩층은 서로 다른 금속 물질이 복수의 층을 이루며 접합될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 내지 제4 전극(121 ~ 124) 및 공통전극(128)은 반사층(미도시) 및 투광성전극층(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 반사층과 상기 투광성전극층은 동시 소성 과정을 거쳐 형성될 수 있으며, 접합력이 우수할 수 있다.
상기 반사층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 상기 투광성 전극층은 Ni, Pt, Ru, Ir, Rh, Ta, Mo, Ti, Ag, W, Cu, Cr, Pd, V, Co, Nb 및 Zr 중 적어도 하나를 포함하거나, ITO 및 ZnO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 전극(121 ~ 124) 사이의 거리(j2)는 소정 거리(j1)과 동일하거나, 길게 형성될 수 있으며 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124)은 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 와 중첩되는 제1 부분(미도시) 및 상기 제1 부분에서 연장되며, 도 2에 나타낸 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~ 164)와 전기적으로 연결되는 제2 부분(미도시)을 포함할 수 있다.
이때, 상기 제1 부분은 제2 폭(b2) 및 제2 길이(w2)일 수 있으며, 이때 제 폭(b2) 및 제2 길이(w2)는 제1 폭(b1) 및 제1 길이(w1)와 동일하거나, 작게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
그리고, 상기 제2 부분은 제3 폭(b3)을 가질 수 있으며, 제3 폭(b3)는 제2 폭(b3)과 동일하거나, 또는 작게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 4는 도 1에 나타낸 발광모듈을 나타낸 상면도이고, 도 5는 도 4에 나타낸 발광모듈을 P1-P1 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이고, 도 6은 도 4에 나타낸 발광모듈을 P2-P2 방향으로의 절단면을 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 발광모듈(100)은 발광소자(110) 및 발광소자(110)가 배치된 기판(120) 및 기판(120)이 배치된 몸체(150)를 포함할 수 있다.
여기서, 발광모듈(100)은 발광구조물(120) 상부에 배치된 공통전극(128)과 몸체(150)의 베이스부(152) 상에 배치된 공통전극패턴(168)이 와이어(y)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 발광모듈(100)은 발광구조물(120)이 배치된 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124)과 몸체(150)의 베이스부(152) 상에 배치된 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~ 164)이 와이어(y)에 의해 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 몸체(150)는 베이스부(152)가 전도성 금속 재질인 것으로 설명한다.
즉, 몸체(150)는 베이스부(152), 베이스부(152) 위에 제1 절연부(157), 제1 절연부(157) 위에 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~ 164) 및 공통전극패턴(168)을 포함하는 동박부(160), 동박부(160) 및 제1 절연부(157) 위에 절연부(156) 및 절연부(156) 위에 격벽부(154)를 포함할 수 있다.
도 1 내지 도 3에서 제1 절연부(157)는 나타내지 않았으나, 도 4 내지 도 6에서 베이스부(152)가 전도성 재질이므로, 제1 절연부(157)는 필수 구성일 수 있다.
이때, 몸체(150)의 제1 캐비티(s1)에는 발광소자(110)가 배치될 수 있으며, 몸체(150)는 발광소자(110)와 제1 캐비티(s1)의 베이스부(152) 사이에 본딩부(158)를 포함할 수 있다.
여기서, 본딩부(158)는 제1 캐비티(s1)의 베이스부(152) 위에 도포되어 있는 열전도성이 높은 접착제 또는 접착필름일 수 있으며, 상기 접착제 또는 접착필름은 AuSn을 포함할 수 있다.
또한, 발광소자(110)는 발광구조물(120)의 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 사이에 절연부재(139)가 배치될 수 있다.
절연부재(139)는 산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 및 탄화규소(SiC) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시 예에서 절연부재(139)는 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 사이 및 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124) 사이의 공간을 메우거나, 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 및 제1 내지 제4 전극(121 ~ 124)의 측면에만 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 절연부재(139)의 내부 및 외측면에는 반사부재(미도시)가 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
몸체(150)는 격벽부(154) 상부의 단차진 부분에 배치되는 커버부(159)을 포함할 수 있다.
커버부(159)는 투광성 필름 및 글래스 커버 중 적어도 하나일 수 있으며, 실시 예에서 커버부(159)는 글래스 커버인 것으로 설명한다.
커버부(159)는 형광체(미도시) 및 광확산재(미도시), 광분산재(미도시) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 커버부(159)는 발광소자(110)에서 발생하는 광 중 특정 파장의 광 만을 통과시키는 컬러필터로 형성될 수 있으며, 상면에는 광을 조향각을 조절하는 패턴(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 패턴의 형상에 대하여 한정을 두지 않는다.
도 1 내지 도 6에 나타낸 발광모듈(100)은 복수의 발광영역(bp1 ~ bp4)을 포함하는 발광구조물(130) 및 복수의 발광영역(bp1 ~ bp4) 각각에 배치된 복수의 전극(121 ~ 112)과 발광구조물(130) 상에 배치된 공통전극(128)을 통하여, 복수의 발광영역(bp1 ~ bp4) 각각이 개별 발광하여, 발광효율 및 소비 전력을 조절할 수 있는 이점이 있다.
이 외에, 발광모듈(100)는 발광소자(110)로 역전압이 공급되지 않도록 제너 다이오드 및 쇼트키 다이오드 등과 같은 ESD 방지 소자가 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7은 도 1에 나타낸 발광모듈을 포함하는 조명장치를 나타낸 간략도이다.
도 7을 참조하면, 조명장치(200)는 발광모듈(100) 및 발광모듈(100)과 커넥터(220)에 의해 연결되며, 발광모듈(100)에서 소비되는 구동전원(미도시)을 공급하는 구동모듈(210)을 포함할 수 있다.
즉, 커넥터(220)는 발광모듈(100)에 배치된 제1 커넥터 접속부(222) 및 구동모듈(210)에 배치된 제2 커넥터 접속부(224)에 접속되어, 발광모듈(100)과 구동모듈(210)을 전기적으로 연결할 수 있다.
발광모듈(100)는 도 1 내지 도 6에 나타낸 발광모듈(100)과 동일하며, 도 1 내지 도 6을 참조하여 간략하게 설명하거나, 설명을 생략한다.
즉, 제1 커넥터 접속부(222)는 발광모듈(100)의 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~ 164) 및 공통전극패턴(168)과 전기적으로 연결되며, 제2 커넥터 접속부(224)는 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~ 164)으로 상기 구동전원을 개별 공급하기 위하여 라인패턴(미도시)이 독립적으로 형성될 수 있다.
구동모듈(210)은 제2 커넥터 접속부(224)와 연결된 스위치모듈(212), 스위치모듈(212)로 상기 구동전원을 공급하는 전원공급부(214) 및 스위치모듈(212)을 제어하여 발광모듈(100)로 상기 구동전원을 공급 및 차단하는 전원제어부(216)를 포함할 수 있다.
스위치모듈(212)은 복수의 스위치부(미도시)를 포함할 수 있으며, 상기 복수의 스위치부는 제1 내지 제4 전극패턴(161 ~164) 각각에 상기 구동전원을 공급 및 차단하도록 스위칭 턴온 또는 턴오프로 동작할 수 있다.
상기 복수의 스위치부는 계효과 트래지스터(FET), 바이폴라 트랜지스터(BJT) 및 오피엠프(OP-amp) 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 전원공급부(214)는 발광모듈(100)에서 소비되는 상기 구동전원을 생성하여, 전원제어부(216)에 의해 상기 구동전원을 발광모듈(100)로 공급할 수 있다.
전원제어부(216)는 설정 조건을 기초로 스위치모듈(212)에 포함된 상기 복수의 스위치부를 개별 제어하여, 전원공급부(214)에서 생성된 상기 구동전원을 발광소자(100)로 공급할 수 있다.
이때, 상기 설정 조건은 외부 밝기 및 현재 시간 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이 외에도 사용자에 의해 발광모듈(100)의 제1 내지 제4 발광영역(bp1 ~ bp4) 중 적어도 하나를 발광시킬 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
예를 들면, 발광모듈(100)은 2초 간격을 제1 내지 제4 발광영역(bp1, ~ bp4)가 발광하거나, 또는 오후 6시부터 8시까지는 제1, 2 발광영역(sp1 ~ bp2)에서 발광하고, 오후 8시 이후에는 제1 내지 제4 발광영역(bp1, ~ bp4)이 발광하도록 할 수 제어할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (26)
- 기판;
상기 기판 상에 배치되며 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하고, 소정 거리로 이격된 복수의 발광영역을 포함하는 발광구조물;
상기 기판과 상기 복수의 발광영역 각각의 사이에 복수의 전극; 및
상기 복수의 발광영역 상에 공통전극;을 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 발광영역은,
상기 공통전극이 배치된 상기 제1 반도체층을 기반으로, 상기 소정 거리를 두고 이격된 상기 활성층 및 상기 복수의 전극이 각각 배치된 상기 제2 반도체층으로 이루어지며,
상기 소정 거리는,
10 ㎛ 내지 100 ㎛인 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 복수의 발광영역 사이에 배치된 절연부재;을 포함하는 발광 모듈. - 제 3 항에 있어서, 상기 절연부재는,
산화알루미늄(Al2O3), 산화규소(SiO2), 질화규소(Si3N4) 및 탄화규소(SiC) 중 적어도 하나를 포함하는 발광 모듈. - 제 3 항에 있어서,
상기 절연부재의 내부 및 측면에 배치된 반사부재;를 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 발광영역 중 적어도 하나는,
폭 및 체적 중 적어도 하나가 다른 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 발광영역 중 적어도 하나는,
상기 활성층의 폭이 다른 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광구조물과 상기 공통전극 사이에 투광성 전극층;을 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광구조물 상에 배치되며, 상기 공통전극이 상기 발광구조물 상에 배치될 수 있는 개구부를 포함하는 투광성 지지부;를 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광구조물 상에 배치되며, 상기 공통전극의 측면에 인접한 형광층;을 포함하는 발광 모듈. - 제 10 항에 있어서, 상기 형광층은,
상기 공통전극의 측면 및 상면 중 적어도 한 면에 접촉된 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서, 상기 복수의 전극 및 상기 공통전극은,
인듐(In), 토발트(Co), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 티타늄 텅스텐 합금(WTi) 중 적어도 하나를 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판과 상기 복수의 전극 사이에 본딩층;을 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서, 상기 기판은,
투광성 재질인 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서, 상기 기판은,
알루미늄 나이트라이드(AlN)를 포함하는 발광 모듈. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판이 배치된 몸체;를 포함하고,
상기 몸체는,
상기 기판이 배치되는 제1 캐비티가 형성된 베이스부; 및
상기 제1 캐비티의 외측 둘레에 제2 캐비티를 형성하는 격벽부;를 포함하는 발광 모듈. - 제 16 항에 있어서, 상기 몸체는,
상기 베이스부 상에 배치되며, 상기 복수의 전극 및 상기 공통전극과 연결되는 복수의 전극패턴 및 공통전극패턴;을 포함하는 발광 모듈. - 제 16 항에 있어서, 상기 베이스부는,
알루미늄(Al), 구리(Cu), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하는 발광 모듈. - 제 16 항에 있어서, 상기 몸체는,
상기 제1 캐비티의 상기 제1 베이스부와 상기 기판 사이에 본딩부;를 포함하는 발광 모듈. - 제 19 항에 있어서,
상기 본딩부는,
접착시트 및 접착제 중 적어도 하나이며,
상기 본딩부는,
금속 재질인 발광 모듈. - 제 16 항에 있어서, 상기 격벽부는,
세라믹 재질인 발광 모듈. - 제 16 항에 있어서, 상기 몸체는,
상기 제2 캐비티를 덮는 커버부;를 포함하고,
상기 커버부는,
상기 격벽부의 상부에 지지되며, 투광성 필름 및 글래스 중 적어도 하나인 발광 모듈. - 기판, 상기 기판 상에 배치되며 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하고, 소정 거리로 이격된 복수의 발광영역을 포함하는 발광구조물, 상기 기판과 상기 복수의 발광영역 각각의 사이에 복수의 전극 및 상기 복수의 발광영역 상에 공통전극을 포함하는 발광소자 및 상기 발광소자가 배치된 몸체를 포함하는 발광 모듈; 및
상기 발광모듈과 연결되며, 상기 복수의 전극 및 상기 공통전극으로 구동전원을 공급하는 구동모듈;을 포함하고,
상기 구동모듈은,
상기 복수의 전극 각각에 연결된 복수의 스위치부;
상기 복수의 스위치부를 설정조건에 따라 개별 동작시켜 상기 구동전원을 공급하는 전원제어부;를 포함하는 조명 장치. - 제 23 항에 있어서, 상기 복수의 스위치부는,
전계효과 트래지스터(FET), 바이폴라 트랜지스터(BJT) 및 오피엠프(OP-amp) 중 적어도 하나를 포함하는 조명 장치. - 제 23 항에 있어서, 상기 전원제어부는,
상기 설정조건에 대응하는 입력 데이터를 기초로, 상기 복수의 스위치부 중 적어도 하나를 동작시켜 상기 구동전원을 공급하는 조명 장치. - 제 25 항에 있어서,
상기 입력 데이터는,
외부 밝기 및 현재 시간 중 적어도 하나를 포함하고,
상기 설정조건은,
상기 외부 밝기에 대응하는 밝기 조건 및 상기 현재 시간에 대응하는 시간 조건 중 적어도 하나를 포함하는 조명 장치.
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| KR1020110087322A KR101930307B1 (ko) | 2011-08-30 | 2011-08-30 | 발광모듈 |
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|---|---|---|---|---|
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Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001053333A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Hamamatsu Photonics Kk | 投受光装置 |
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|---|---|---|---|---|
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-
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| JP2001053333A (ja) * | 1999-08-04 | 2001-02-23 | Hamamatsu Photonics Kk | 投受光装置 |
Non-Patent Citations (1)
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| 일본 공개특허공보 특개2001-053333호(2001.02.23.) 1부. * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20170017394A (ko) * | 2015-08-06 | 2017-02-15 | 엘지전자 주식회사 | 발광모듈 |
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| KR101930307B1 (ko) | 2018-12-18 |
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