KR20150138627A - 발광소자 - Google Patents

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KR20150138627A
KR20150138627A KR1020140066758A KR20140066758A KR20150138627A KR 20150138627 A KR20150138627 A KR 20150138627A KR 1020140066758 A KR1020140066758 A KR 1020140066758A KR 20140066758 A KR20140066758 A KR 20140066758A KR 20150138627 A KR20150138627 A KR 20150138627A
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임우식
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예는 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제1 발광 셀 어레이; 및 상기 제1 발광 셀 어레이와 병렬로 연결되고, 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제2 발광 셀 어레이를 포함하고, 상기 각각의 발광 셀은, 기판; 상기 기판 상에 이격되어 배치되고, 각각 각각 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극과, 상기 발광 구조물의 일부가 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 식각 영역을 포함하는 발광소자를 제공한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자 내에서 각 발광 셀들의 안정적인 전기적 연결에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 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 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
도 1은 발광소자 모듈의 구조를 나타낸 도면이고, 도 2는 종래의 발광소자 모듈 내의 발광 셀의 배열을 나타낸 도면이다.
발광 소자 모듈은, 복수 개의 발광소자(10)가 +전하와 -전하를 띠는 한 쌍의 리드 프레임(40)에 와이어(30)를 통하여 전기적으로 연결되고, 리드 프레임(40)과 발광 소자(10)의 사이에는 격벽(20)이 배치될 수 있다.
특히, 발광소자 모듈이 조명 장치에 사용될 때 고전압(High Voltage) LED가 발광소자(10)로 사용될 수 있고, 이때 각각의 발광소자(10)는 복수 개의 발광 셀들이 서로 직렬로 연결될 수 있는데, 각각의 발광 셀들을 연결하는 연결층 중 일부가 끊어지면 복수 개의 발광 셀 전체에 전류가 흐르지 못할 수 있다.
실시예는 복수 개의 발광 셀로 이루어진 발광소자에서 복수 개의 발광소자를 전기적으로 안정적으로 연결하고자 한다.
실시예는 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제1 발광 셀 어레이; 및 상기 제1 발광 셀 어레이와 병렬로 연결되고, 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제2 발광 셀 어레이를 포함하고, 상기 각각의 발광 셀은, 기판; 상기 기판 상에 이격되어 배치되고, 각각 각각 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극과, 상기 발광 구조물의 일부가 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 식각 영역을 포함하는 발광소자를 제공한다.
발광 구조물은 상기 제2 전극과 인접하며 상기 제2 전극과 나란한 제1 측면 및 상기 제1 측면과 마주보며 상기 식각 영역과 접하는 제2 측면을 포함할 수 있다.
인접한 발광 셀은 도전형 연결층으로 전기적으로 연결될 수 있다.
도전형 연결층은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나와 교차하는 방향으로 배치될 수 있다.
도전형 연결층은 하나의 발광 셀의 제1 전극과 인접한 발광 셀의 제2 전극을 연결할 수 있다.
하나의 발광 셀의 제1 전극의 일부는, 상기 하나의 발광 셀의 에지에 위치할 수 있다.
하나의 발광 셀에 인접한 발광 셀의 제2 전극은, 상기 하나의 발광 셀의 제1 전극과 서로 다른 선 상에 위치할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 발광 셀 어레이와 제2 발광 셀 어레이가 서로 병렬로 연결되어, 하나의 발광 셀 어레이 내에서 도전형 연결층이 끊기는 등의 문제가 발생하여도 다른 발광 셀 어레이는 점등될 수 있다.
도 1은 발광소자 모듈의 구조를 나타낸 도면이고,
도 2는 종래의 발광소자 모듈 내의 발광 셀의 배열을 나타낸 도면이고,
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 발광소자 내의 발광 셀의 배열을 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3a의 발광소자 어레이 중 인접한 발광 셀의 단면도이고,
도 5는 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 6은 발광소자가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 7은 발광소자가 배치된 조명장치의 일실시예를 도시한 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 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 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 실시예에 따른 발광소자 내의 발광 셀의 배열을 나타낸 도면이다. 도 4는 도 3a의 발광소자 어레이 중 인접한 발광 셀의 단면도이다. 이하에서, 도 3a 내지 도 4를 참조하여 실시예에 따른 발광소자를 설명한다.
도 3a에서 발광 셀이 2열로 배치되고 있으며, 1열에 배치된 제1 발광 셀 어레이와 2열에 배치된 제2 발광 셀 어레이를 포함한다. 제1 발광 셀 어레이와 제2 발광 셀 어레이는 각각 7개의 발광 셀들이 서로 직렬로 연결되고, 제1 발광 셀 어레이와 제2 발광 셀 어레이는 서로 병렬로 연결되고 있다.
각각의 발광 셀(200a, 200b)은 기판(210) 위에 발광 구조물(220)이 배치된다.
기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 기판(210)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
발광 구조물(220)과 기판(210) 사이에는 버퍼층(215)이 위치할 수 있다. 버퍼층(215)은 발광 구조물(220)과 기판(210)의 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(215)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
발광 구조물(220)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.
제1 도전형 반도체층(222)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(222)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(222)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제2 도전형 반도체층(226)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제2 도전형 반도체층(226) 상에는 투광성 도전층(250)이 배치될 수 있다. 투광성 도전층(250)은 예를 들어, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-GaZnO), IGZO(In-GaZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.
발광 구조물(220)은 일부 영역이 식각되는데, 제2 도전형 반도체층(226)과 활성층(224) 및 제1 도전형 반도체층(222)의 일부까지 식각하여 제1 도전형 반도체층(222)의 일부가 노출될 수 있는데, 상술한 식각된 영역을 식각 영역(S)이라 할 수 있다.
식각되어 노출된 제1 도전형 반도체층(222) 상에 제1 전극(230)이 노출되고, 제2 도전형 반도체층(226) 상의 투광성 도전층(250) 상에는 제2 전극(240)이 배치될 수 있다.
제1 전극(230)과 제2 전극(240)은 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
하나의 발광 셀 어레이에서 한 쪽 끝의 발광 셀(200a)의 제1 전극(230)에 제1 전극 패드(230a)가 배치되고, 다른 쪽끝의 발광 셀(200g)의 제2 전극(240)에 제2 전극 패드(240b)가 배치될 수 있다.
도 3a에서 하나의 발광 셀(200a) 내에서 제1 전극(230)은 발광 셀(200a)의 에지에 위치할 수 있다. 그리고, 하나의 발광 셀(200a)에 인접한 발광 셀(200b)의 제2 전극(240)은, 하나의 발광 셀(200a)의 제1 전극(230)과 서로 다른 선 상에 위치하는데, 즉 발광 셀(200b)의 제2 전극(240)과 발광 셀(200a)의 제1 전극(230)이 서로 수직 방향으로 중첩되지 않음을 뜻한다.
인접한 두 개의 발광 셀(200a, 200b)은 서로 이격되어 배치되는데, 발광 구조물(220) 각각의 측면과 상면에 절연층(260)이 배치된다.
절연층(260)은, 발광 구조물(220)의 측면과 상면 중에서 제1 전극(230)과 제2 전극(240)이 배치되는 영역을 제외한 나머지 영역에 배치될 수 있다.
절연층(260)은 인접한 발광 셀(200a, 220b) 사이 또는 도전형 연결층(270)과 발광 셀(200a, 200b) 사이를 전기적으로 차단할 수 있다. 절연층(260)은 비전도성 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(220)은 제2 전극(240)과 인접하며 제2 전극(240)과 나란한 제1 측면(220a) 및 제1 측면(220a)과 마주보며 식각 영역(S)과 접하는 제2 측면(220b)을 포함한다. 여기서, 제2 전극(240)과 나란하다는 의미는 제2 전극(240)의 길이방향과 나란한 것을 뜻하고, 제2 전극(240)의 길이방향이란 제2 전극(240)에서 변의 길이가 가장 긴 부분이 배열된 방향을 뜻한다.
제2 측면(220b)은 제1 전극(230)이 배치되는 식각 영역(S)과 접하며, 식각 영역(S)으로부터 소정 각도(θ)를 갖도록 배치된다. 식각 영역(S)과 제2 측면(220b)이 이루는 각도(θ)는 90도 이상일 수 있다. 제2 측면(220b)은 발광 구조물(220)의 일부가 식각되어 식각 영역(S)을 형성할 때, 식각에 의해 노출된 발광 구조물(220)의 일 측면에 해당한다.
제1 측면(220a)과 제2 측면(220b) 사이의 폭이 W일 때, 제2 전극(240)의 폭(D)의 1/2 이하일 수 있다.
인접한 두 개의 발광 셀(200a, 200b) 사이에는 도전형 연결층(270)이 배치되어, 인접한 두 개의 발광 셀(200a, 200b)을 전기적으로 연결한다. 도전형 연결층(270)은, 인접한 두 개의 발광 셀(200a, 200b) 중 하나의 발광 셀(200a)의 제1 전극(230)과 다른 하나의 발광 셀(200b)의 제2 전극(240)을 연속되게 연결함으로써 복수 개의 발광 셀(200a, 200b)을 직렬 연결할 수 있다.
이때, 도전형 연결층(270)은 하나의 발광 셀(200a)의 제1 전극(230)의 상부로부터 발광 구조물(220)의 측면에 대응하는 절연층(260) 상으로 연장되고, 인접한 발광 셀(200b)과의 사이의 영역에서 기판(210) 상의 절연층(260) 상을 경유하여, 인접한 발광 셀(200b)의 발광 구조물(220)의 측면에 대응하는 절연층(260) 상을 경유하여 제1 전극(230)의 상부까지 연장되어 배치될 수 있다.
도 3a에서 도전형 연결층(270)은 제1 전극(230) 및/또는 제2 전극(240)에 교차하는 방향으로 배치될 수 있다. 여기서, 교차하는 방향은 제1 전극(230)과 제2 전극(240)에 수직하거나 이에 유사한 방향을 뜻하고, 도전형 연결층(270)의 폭은 제1 전극(230) 및/또는 제2 전극(240)의 폭보다 두꺼울 수 있는데 외력 등에 의하여 쉽게 끊기지 않기 위함이다.
직렬 연결된 복수 개의 발광 셀(200a, 200b)의 간략한 회로도가 도 3b에 도시되고 있다. 제1 열과 제2 열 내에서 각각의 발광 셀은 직렬로 연결되나, 제1 열의 발광 셀과 제2 열의 발광 셀은 서로 병렬로 연결되고 있다.
상술한 발광 소자는, 제1 발광 셀 어레이와 제2 발광 셀 어레이가 서로 병렬로 연결되어, 하나의 발광 셀 어레이 내에서 도전형 연결층이 끊기는 등의 문제가 발생하여도 다른 발광 셀 어레이는 점등될 수 있다.
도 5는 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)에 배치된 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과, 상기 몸체(310)에 배치되어 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 전기적으로 연결되는 실시예들에 따른 발광소자(100)와, 캐비티에 형성된 몰딩부(340)를 포함한다. 몸체(310)에는 캐비티가 형성될 수 있다. 발광소자(100)는 상술한 바와 같이 직렬로 연결된 2개의 발광 셀 어레이가 서로 병렬로 연결되고 있다.
몸체(310)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(310)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 몸체(310)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(321, 322) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(310) 상에 배치되거나 상기 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 리드 프레임(321)과 발광소자(100)가 직접 통전되고, 제2 리드 프레임(322)과 상기 발광소자(100)는 와이어(330)를 통하여 연결되어 있다. 발광소자(100)는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 방식 또는 다이본딩 방식 등에 의하여 리드 프레임(321, 322)과 연결될 수 있다.
상기몰딩부(340)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(340) 상에는 형광체(350)가 포함되어, 상기 발광소자(100)로부터 방출되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있다.
형광체(350)는 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y3Al5O12:Ce3 +) 또는 TAG(Tb3Al5O12:Ce3 +)일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)2SiO4:Eu2 +일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN3:Eu2 +일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si6 - xAlxOxN8 -x:Eu2 +(0<x<6)일 수 있다.
상기 발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 상기 형광체(350)에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광은 렌즈(미도시)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 영상표시장치와 조명장치를 설명한다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 영상표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 도 5 등에서 설명한 바와 같다.
상기 바텀 커버(810)는 영상표시장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthyleneTerephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 영상표시장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
영상표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
도 7은 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 조명 장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 광원 모듈(1200)은 상술한 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(1100)는 외부에서 상기 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 상기 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(1200)로부터의 열은 상기 방열체(1400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(1200)은 발광소자 패키지(1210), 연결 플레이트(1230), 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 상기 방열체(1400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지(1210)들과 커넥터(1250)이 삽입되는 가이드홈(1310)들을 갖는다. 가이드홈(1310)은 상기 발광소자 패키지(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응된다.
부재(1300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(1300)는 상기 커버(1100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(1200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(1100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(1400)와 상기 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(1230)와 상기 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(1400)는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(1700)의 상기 절연부(1710)에 수납되는 상기 전원 제공부(1600)는 밀폐된다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 갖는다. 가이드 돌출부(1510)는 상기 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 갖는다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 상기 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납되고, 상기 홀더(1500)에 의해 상기 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐된다. 상기 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(1630)는 상기 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(1630)는 상기 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(1650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(1670)는 상기 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 상기 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(1600)가 상기 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
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 여러 가지의 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.
10, 100: 발광소자 20: 격벽
30: 와이어 40: 리드 프레임
200a, 200b: 발광 셀 210: 기판
215: 버퍼층 220: 발광 구조물
222, 226: 제1,2 도전형 반도체층
220a, 220b: 제1,2 측면 224: 활성층
230, 240: 제1,2 전극 230a, 240b: 제1,2 전극 패드
250: 투광성 도전층 260: 절연층
270: 도전성 연결층 300: 발광소자 패키지
500: 영상표시장치

Claims (7)

  1. 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제1 발광 셀 어레이; 및
    상기 제1 발광 셀 어레이와 병렬로 연결되고, 복수 개의 발광 셀이 직렬로 연결된 제2 발광 셀 어레이를 포함하고,
    상기 각각의 발광 셀은,
    기판;
    상기 기판 상에 이격되어 배치되고, 각각 각각 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되는 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극과, 상기 발광 구조물의 일부가 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층이 노출된 식각 영역을 포함하는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 상기 제2 전극과 인접하며 상기 제2 전극과 나란한 제1 측면 및 상기 제1 측면과 마주보며 상기 식각 영역과 접하는 제2 측면을 포함하는 발광소자.
  3. 제2 항에 있어서,
    인접한 발광 셀은 도전형 연결층으로 전기적으로 연결되는 발광소자.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 도전형 연결층은 상기 제1 전극 및 제2 전극 중 적어도 하나와 교차하는 방향으로 배치된 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 도전형 연결층은 하나의 발광 셀의 제1 전극과 인접한 발광 셀의 제2 전극을 연결하는 발광소자.
  6. 제2 항에 있어서,
    하나의 발광 셀의 제1 전극의 일부는, 상기 하나의 발광 셀의 에지에 위치하는 발광소자.
  7. 제6 항에 있어서,
    하나의 발광 셀에 인접한 발광 셀의 제2 전극은, 상기 하나의 발광 셀의 제1 전극과 서로 다른 선 상에 위치하는 발광소자.
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