KR20160001997A - 발광 소자 및 발광 소자 패키지 - Google Patents

발광 소자 및 발광 소자 패키지 Download PDF

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Abstract

실시 예의 발광 소자는 서브 마운트와, 서브 마운트의 제1 영역 위에서 수평 방향으로 상호 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드와, 서브 마운트의 제1 영역의 수평 방향으로 인접한 제2 영역 위에 배치된 반사층 및 서브 마운트의 제1 영역 위에 배치되며, 제1 및 제2 금속 패드와 각각 연결된 제1 및 제2 도전형 반도체층과 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 반사층은 금속 반사층 및 금속 반사층 위에 배치된 유전체 반사층을 포함한다.

Description

발광 소자 및 발광 소자 패키지{Light emitting device and light emitting device package}
실시 예는 발광 소자 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD:Laser Diode) 등 발광 소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.
발광 소자로부터 심자외선 파장 대역의 광이 방출될 경우, 발광 소자의 탑(top)으로 방출되는 광보다 측부로 방출되는 광의 량이 더 많을 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 광 추출 효율을 개선시키기 위한 노력이 진행되고 있다.
실시 예는 광 추출 효율이 개선된 발광 소자 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시 예의 발광 소자는, 서브 마운트; 상기 서브 마운트의 제1 영역 위에서 수평 방향으로 상호 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드; 상기 서브 마운트의 상기 제1 영역의 수평 방향으로 인접한 제2 영역 위에 배치된 반사층; 및 상기 서브 마운트의 상기 제1 영역 위에 배치되며, 상기 제1 및 제2 금속 패드와 각각 연결된 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 상기 반사층은 금속 반사층; 및 상기 금속 반사층 위에 배치된 유전체 반사층을 포함할 수 있다.
상기 활성층에서 방출된 광의 파장 대역은 330 ㎚ 이하일 수 있다.
상기 반사층은 상기 금속 반사층과 상기 유전체 반사층 사이에 배치된 반도체 반사층을 더 포함할 수 있다.
상기 유전체 반사층은 SiO2, Si3N4, 또는 MgO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 유전체 반사층은 상기 금속 반사층 위에 배치된 제1 세그먼트를 포함할 수 있다. 상기 유전체 반사층은 상기 금속 반사층 측부에 배치되며, 상기 제1 세그먼트로부터 연장된 제2 세그먼트를 더 포함할 수 있다. 상기 제2 세그먼트는 상기 금속 반사층의 측부 중에서, 상기 제1 영역에 가까운 측부에 배치되는 제2-1 세그먼트; 또는 상기 금속 반사층의 측부 중에서 상기 제1 영역에 먼 측부에 배치되는 제2-2 세그먼트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 서브 마운트의 상기 제2 영역에 배치된 상기 반사층은 상기 발광 구조물을 에워싸는 평면 형상을 가질 수 있다.
상기 유전체 반사층은 210 ㎚ 내지 700 ㎚의 두께를 가질 수 있다.
상기 반사층은 상기 서브 마운트의 상기 제1 영역까지 연장되어 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 발광 소자 패키지는, 패키지 몸체; 및 상기 패키지 몸체 위에 배치된 상기 발광 소자를 포함할 수 있다.
실시 예에 의한 발광 소자 및 발광 소자 패키지는 시간이 경과됨에 따라 금속 반사층의 반사도가 저하되는 정도가 비교적 낮고, 외부의 습기나 이물질로부터 금속 반사층이 보호되어 반사 능력이 보존됨으로써 광 추출 효율이 더욱 개선될 수 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3g는 도 2의 'B' 부분에 대한 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a 내지 도 3g에 예시된 바와 같이 반사층이 배치될 경우 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 비교 예와 실시 예에 의한 발광 소자의 시간별 반사도의 감퇴 경향을 나타내는 그래프이다.
도 6은 실시 예에 의한 발광 소자 패키지의 단면도를 나타낸다.
도 7은 유전체 반사층의 두께에 따른 발광 소자 패키지의 광 추출 효율을 나타내는 그래프이다.
도 8은 실시 예에 의한 공기 살균 장치의 사시도를 나타낸다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프를 나타낸다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 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)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상부" 및 "하부" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자(100)의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시 예에 의한 발광 소자(100)는 서브 마운트(110), 절연층(112), 기판(120), 발광 구조물(130), 제1 및 제2 전극(142, 144), 제1 및 제2 상부 범프 금속층(152, 154), 제1 및 제2 범프(162, 164), 제1 및 제2 하부 범프 금속층(172, 174), 제1 및 제2 금속 패드(182, 184) 및 반사층(190)을 포함할 수 있다.
서브 마운트(110)는 예를 들어 높은 전기적 절연성을 갖는 AlN이나 BN 또는, 도핑되지 않은(undoped) 탄화규소(SiC), GaN, GaAs, Si 등의 반도체 기판으로 이루어질 수 있다. 또한, 서브 마운트(110)는 전기적 절연성을 갖되, 열전도도가 우수한 물질로 이루어질 수도 있다.
또한, 서브 마운트(110) 내에 제너 다이오드 형태의 정전기(ESD:Electro Static Discharge) 방지를 위한 소자가 포함될 수도 있다.
예를 들어, 서브 마운트(110)가 도핑된 탄화규소(SiC), GaN, GaAs, Si 등의 반도체 기판 등과 같이 전기 전도도와 열전도도가 우수한 물질로 이루어질 경우, 서브 마운트(110) 위에 배치된 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)를 서로 전기적으로 절연시킬 필요가 있다. 이를 위해 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)와 서브 마운트(110) 사이에 전기적 절연성을 갖는 절연층(112)이 더 배치될 수 있다. 이러한 절연층(112)은 반사층(190)과 서브 마운트(110) 사이로 연장 배치될 수 있다.
그러나, 서브 마운트(110)가 전기적 절연성을 갖는 물질을 포함할 경우, 도 2에 예시된 바와 달리, 발광 소자(100)는 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)와 서브 마운트(110) 사이에 별도의 절연층(112)을 요구하지 않을 수 있다.
또한, 서브 마운트(110)는 수평 방향으로 서로 인접한 제1 영역(A1)과 제2 영역(A21, A22)으로 구분될 수 있다.
이하, 수평 방향이란, 서브 마운트(110)의 두께 방향에 수직한 방향일 수도 있고, 두께 방향과 다른 방향일 수도 있다. 또한, 제1 영역(A1)이란 그 영역(A1)의 상부면에 발광 구조물(130)이 배치되는 영역으로서 정의된다. 또한, 제2 영역(A21, A22)이란 그 영역(A21, A22)의 상부면에 후술되는 반사층(190)이 배치되는 영역으로서 정의되며, 제2-1 영역(A21) 또는 제2-2 영역(A22) 중 적어도 하나를 포함한다.
도 1 및 도 2의 경우, 제1 영역(A1)은 서브 마운트(110)의 중앙에 위치하고, 제2 영역(A21, A22)은 제1 영역(A1)의 좌측과 우측에 각각 위치하는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예는 제1 및 제2 영역(A1, A21, A22)의 위치에 국한되지 않는다. 즉, 도 1에 도시된 바와 달리, 제1 영역(A1)은 제2-1 영역(A21)의 좌측에 배치될 수도 있고, 제2-2 영역(A22)의 우측에 배치될 수도 있다. 경우에 따라, 제2-1 영역(A21) 또는 제2-2 영역(A22)은 생략될 수도 있다.
제1 및 제2 금속 패드(182, 184) 각각은 서브 마운트(110)의 제1 영역(A1) 위에서 수평 방향으로 상호 이격되어 배치될 수 있다.
제1 및 제2 범프(162, 164)를 통해 제1 및 제2 도전형 반도체층(132, 136)은 제1 및 제2 금속 패드(182, 184)와 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(132)은 제1 전극(142)과 제1 범프(162)를 통해 제1 금속 패드(182)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(136)은 제2 전극(144)과 제2 범프(164)를 통해 제2 금속 패드(184)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(142)과 제1 범프(162) 사이에 제1 상부 범프 금속층(152)이 더 배치될 수 있고, 제1 금속 패드(182)와 제1 범프(162) 사이에 제1 하부 범프 금속층(172)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제1 상부 범프 금속층(152)과 제1 하부 범프 금속층(172)은 제1 범프(162)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행한다.
이와 비슷하게 제2 전극(144)과 제2 범프(164) 사이에 제2 상부 범프 금속층(154)이 더 배치되고, 제2 금속 패드(184)와 제2 범프(164) 사이에 제2 하부 범프 금속층(174)이 더 배치될 수도 있다. 여기서, 제2 상부 범프 금속층(154)과 제2 하부 범프 금속층(174)은 제2 범프(164)가 위치할 자리를 표시하는 역할을 수행할 수 있다.
한편, 제1 전극(142)은 제1 도전형 반도체층(132) 하부에 배치된다. 제1 전극(142)은 예를 들어 AlN 및 BN 중 적어도 하나를 포함할 수 있지만 이에 국한되지 않는다. 즉, 활성층(134)에서 방출된 광을 흡수하지 않고 반사시키거나 투과시킬 수 있고, 제1 도전형 반도체층(132) 상에 양질로 성장될 수 있는 어느 물질이든지 제1 전극(142)을 형성할 수 있다.
또한, 제1 전극(142)은 오믹 접촉하는 물질을 포함하여 오믹 역할을 수행하여 별도의 오믹층(미도시)이 배치될 필요가 없을 수도 있고, 별도의 오믹층이 제1 전극(142)의 아래에 배치될 수도 있다
제2 전극(144)은 제2 도전형 반도체층(136)에 접해 있으며, 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(144)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(144)은 투명 전도성 산화막(TCO:Tranparent Conductive Oxide)일 수도 있다. 예를 들어, 제2 전극(144)은 전술한 금속 물질과 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다. 제2 전극(144)은 제2 도전형 반도체층(136)과 오믹 접촉하는 물질을 포함할 수 있다.
또한, 제2 전극(144)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 만일, 제2 전극(144)이 오믹 역할을 수행할 경우, 별도의 오믹층(미도시)은 형성되지 않을 수 있다.
기판(120)과 서브 마운트(110) 사이에 발광 구조물(130)이 배치될 수 있다.
기판(120)은 활성층(134)에서 방출된 광이 출사될 수 있도록, 광 투과성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(120)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 기판(120)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
비록 도시되지는 않았지만, 기판(120)과 발광 구조물(130) 사이에 버퍼층이 더 배치될 수도 있다. 버퍼층은 기판(120)과 발광 구조물(130) 사이의 격자 정합을 개선시키는 역할을 한다. 예를 들어, 버퍼층은 AlN을 포함하거나 언도프드 질화물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 버퍼층은 기판(120)의 종류와 발광 구조물(130)의 종류에 따라 생략될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 발광 구조물(130)은 서브 마운트(110)의 제1 영역(A1) 위에 배치될 수 있다. 발광 구조물(130)은 제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제2 도전형 반도체층(136)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(132)은 기판(120)과 활성층(134) 사이에 배치되며, 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(132)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(132)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
만일, 도 1 및 도 2에 예시된 발광 소자(100)가 자외선(UV) 특히 심자외선(DUV:Deep UV) 파장 대역의 광을 방출할 경우, 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN보다 자외선 파장 대역의 광의 흡수가 적은 InAlGaN 또는 AlGaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)과 제2 도전형 반도체층(136) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성층(134)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs),/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 특히, 활성층(134)은 자외선 특히 심자외선 대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 활성층(134)에서 방출된 광의 파장은 330 ㎚ 이하일 수 있으며, 활성층(134)이 알루미늄을 포함할 경우, 활성층(134)에 포함된 알루미늄의 조성비는 20% 내지 75%일 수 있으나, 실시 예는 활성층(134)에 포함된 물질이나 특정 물질의 조성비에 국한되지 않는다.
제2 도전형 반도체층(136)은 활성층(134)의 하부에 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(136)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 특히, 도 1 및 도 2에 예시된 발광 소자(100)가 자외선(UV) 특히 심자외선(DUV) 파장 대역의 광을 방출할 경우, 제2 도전형 반도체층(136)이 GaN으로 형성될 경우, 자외선 파장 대역의 광이 GaN에 흡수되어 광 추출 효율이 감소될 수 있다. 따라서, 제2 도전형 반도체층(136)은 GaN보다 자외선 파장 대역의 광의 흡수가 적은 InAlGaN 또는 AlGaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(136)이 InAlGaN이나 AlGaN만으로 형성될 경우 제2 전극(144)을 통한 정공의 주입이 원활하지 않을 수 있으므로, GaN을 더 포함하여 이루어질 수 있다.
한편, 반사층(190)은 서브 마운트(110)의 제2 영역(A21, A22) 위에 배치될 수 있다. 도 1에 예시된 바와 같이, 서브 마운트(110)의 제2 영역(A21, A22)에 배치된 반사층(190)은 발광 구조물(130)을 에워싸는 평면 형상을 가질 수 있다.
전술한 실시 예에서, 서브 마운트(110)의 제2-1 영역(A21) 및 제2-2 영역(A22)의 상부에 반사층(190)이 배치된 것으로 설명하였지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제2-1 영역(A21) 또는 제2-2 영역(A22) 중 한 곳에만, 반사층(190)이 배치될 수 있음은 물론이다.
도 1의 경우, 발광 구조물(130) 상부에 배치된 기판(120)과, 서브 마운트(110)와, 반사층(190) 각각의 평면 형상은 사각형인 것으로 도시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 다른 실시 예에 의하면, 기판(120), 서브 마운트(110), 및 반사층(190) 각각의 평면 형상은 타원형 또는 사각형 이외의 다각형일 수도 있다.
이하, 도 1 및 도 2에 예시된 반사층(190)의 실시 예(190A, 190B, 190C, 190D, 190E, 190F, 190G)를 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 3a 내지 도 3g는 도 2의 'B' 부분에 대한 실시 예의 단면도를 나타낸다.
도 3a 내지 도 3e에 예시된 바와 같이, 반사층(190A ~ 190G)은 금속 반사층(192) 및 유전체 반사층(194A, 194B, 194C, 194D, 194E, 194F)을 포함할 수 있다.
금속 반사층(192)은 서브 마운트(110)의 제2 영역(A21, A22) 위에 배치될 수 있다. 유전체 반사층(194A ~ 194F)은 금속 반사층(192) 위에 배치될 수 있다. 이와 같이, 금속 반사층(192) 위에 유전체 반사층(194A ~ 194F)이 배치된 반사층(190A ~ 190G)은 무지향성 반사층(ODR:omni-directional reflector)일 수 있다. 여기서, ODR이란, 금속 반사층(192)과 그 금속 반사층(192) 상에 저굴절률층인 유전체 반사층(194A ~ 194F)이 형성된 구조일 수 있다.
금속 반사층(192)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있으나, 실시 예는 금속 반사층(192)의 물질에 국한되지 않는다.
저굴절률층인 유전체 반사층(194A ~ 194F)은 SiO2, Si3N4,또는 MgO와 같은 투명 물질을 적어도 하나 포함할 수 있으나, 실시 예는 유전체 반사층(194A ~ 194F)에 국한되지 않는다.
또한, 도 3a, 도 3c, 도 3d 및 도 3e에 예시된 바와 같이, 반사층(190A, 190C, 190D, 190E)은 금속 반사층(192) 및 유전체 반사층(194A, 194B, 194C, 194D)을 포함할 수 있다. 또는, 도 3b, 도 3f, 및 도 3g에 예시된 바와 같이, 반사층(190B, 190F, 190G)은 금속 반사층(192)과 유전체 반사층(194A, 194E, 194F)뿐만 아니라 반도체 반사층(196)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 반도체 반사층(196)은 금속 반사층(192)과 유전체 반사층(194A, 194E, 194F) 사이에 배치될 수 있다.
또한, 도 3a 내지 도 3g에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194A ~ 194F)은 금속 반사층(192) 위에 배치된 제1 세그먼트(S1)를 포함할 수 있다.
또한, 도 3c 내지 도 3g에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194B ~ 194F)은 금속 반사층(192)의 측부(192-L, 192-R)에 배치되며 제1 세그먼트(S1)로부터 연장된 제2 세그먼트(S2)를 더 포함할 수도 있다. 제2 세그먼트(S2)는 제2-1 세그먼트(S21) 또는 제2 세그먼트(S22) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 3c, 도 3d, 도 3f 및 도 3g에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194B, 194C, 194E, 194F)은 제1 세그먼트(S1)뿐만 아니라 제2-1 세그먼트(S21)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2-1 세그먼트(S21)란, 금속 반사층(192)의 측부(192-L, 192-R) 중에서, 제1 영역(A1)에 가까운 측부(192-L)에 배치되는 세그먼트에 해당한다. 또한, 도 3f 및 도 3g에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194E, 194F)의 제2-1 세그먼트(S21)는 반도체 반사층(196)의 측부(196-L, 196-R) 중에서 제1 영역(A1)에 가까운 측부(196-L)에 배치될 수 있다.
또한, 도 3c, 도 3e, 및 도 3f에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194B, 194D, 194E)은 제1 세그먼트(S1)뿐만 아니라 제2-2 세그먼트(S22)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2-2 세그먼트(S22)란, 금속 반사층(192)의 측부(192-L, 192-R) 중에서, 제1 영역(A1)에 먼 측부(192-R)에 배치되는 세그먼트에 해당한다. 또한, 도 3f에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194E)의 제2-2 세그먼트(S22)는 반도체 반사층(196)의 측부(196-L, 196-R) 중에서 제1 영역(A1)에 먼 측부(196-R)에 배치될 수 있다.
또한, 도 3c 및 도 3f에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194B, 194E)은 제1 세그먼트(S1)뿐만 아니라 제2-1 및 제2-2 세그먼트(S21, S22) 모두를 더 포함할 수 있다.
한편, 다시 도 1 및 도 2를 참조하면, 반사층(190)은 제1 영역(A1)과 제1 및 제2 거리(d1, d2)만큼 이격되어 배치될 수 있다. 제1 및 제2 거리(d1, d2) 각각은 0보다 클 수도 있고, 0일 수도 있고, 0보다 작을 수도 있다.
도 1 및 도 2에 예시된 바와 같이, 제1 및 제2 거리(d1, d2) 각각은 0보다 클 수 있다.
또는, 예시된 바와 달리, 제1 및 제2 거리(d1, d2) 각각은 0일 수 있다. 이 경우, 반사층(190)은 제2 영역(A21, A22) 전체에 걸쳐 제1 영역(A1)의 경계까지 배치된다.
또는, 제1 및 제2 거리(d1, d2) 각각은 0보다 작을 수 있다. 이 경우, 도 1 및 도 2에 예시된 바와 달리 반사층(190)은 서브 마운트(110)의 제2 영역(A21, A22) 전체 뿐만 아니라 제1 영역(A1)까지 연장되어 배치될 수 있다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a 내지 도 3g에 예시된 바와 같이 반사층(190A ~ 190G)이 배치될 경우 광의 진행 경로를 설명하기 위한 도면이다.
도 3a, 도 3c, 도 3d, 또는 도 3e에 예시된 바와 같이 반사층(190A, 190C, 190D, 190E)이 구현될 경우, 반사층(190A, 190C, 190D, 190E)에 입사된 광은 도 4a에 예시된 바와 같이, 반사층(190A, 190C, 190D, 190E)으로부터 출사될 수 있다. 이때, 도 4a에 예시된 바와 같은 각도(θ1, θ2)로 광이 출사될 수 있도록, 금속 반사층(192)의 굴절률과 유전체 반사층(194A, 194B, 194C, 194D)의 굴절률을 조정할 수 있다.
또한, 도 3b, 도 3f, 또는 도 3g에 예시된 바와 같이 반사층(190B, 190F, 190G)이 구현될 경우, 반사층(190B, 190F, 190G)에 입사된 광은 도 4b에 예시된 바와 같이, 반사층(190B, 190F, 190G)으로부터 출사될 수 있다. 이때, 예시된 바와 같은 각도(θ1, θ2, θ3)로 광이 출사될 수 있도록, 금속 반사층(192)의 굴절률과 유전체 반사층(194A, 194E, 194F)의 굴절률을 조정할 수 있다.
도 5는 비교 예와 실시 예에 의한 발광 소자의 시간별 반사도의 감퇴 경향을 나타내는 그래프로서, 횡축은 발광 소자가 광을 방출한 시간(aging time)을 나타내고 종축은 반사도를 나타낸다.
일반적으로 발광 소자(100)로부터 방출되는 광의 파장 대역이 심자외선 파장 대역일 경우, 발광 소자(100)는 TE 모드로 활성화된다. TE 모드에서는 광이 발광 소자(100)의 탑(top)보다는 측부 쪽으로 많이 방출된다. 그러므로, 반사층(190)은 심자외선 파장 대역의 광이 발광 구조물(130)의 측부로 방출될 때, 이를 반사시키는 역할을 수행할 수 있다.
도 5를 참조하면, 비교 예의 발광 소자(10)는 반사층(190)이 유전체 반사층(194A ~ 194F)이나 반도체 반사층(196)을 포함하지 않고 금속 반사층(192)만 포함한 경우이다. 이 경우, 금속 반사도는 시간이 경과됨에 따라 급격히 저하될 수 있다. 왜냐하면, 활성층(134)으로부터 발광 구조물(130)의 측부로 방출되는 광에 의해 금속 반사층(192)의 표면이 변색될 수 있고 발광 소자(100)에서 발생되는 열에 의해 금속 반사층(192)이 변형될 수 있어 금속 반사층(192)의 반사도가 저하되기 때문이다.
반면에, 실시 예(20)에 의한 발광 소자(100)는 시간이 경과됨에 따라 반사도가 저하되는 정도가 비교 예(10)보다 낮다. 왜냐하면, 실시 예에 의한 반사층(190)은 금속 반사층(192)의 상부에 유전체 반사층(194A ~ 194F)을 배치함으로써, 활성층(134)으로부터 방출되는 광에 의해 금속 반사층(192)의 변색이 방지될 뿐만 아니라 높은 구동 전압에 의해 야기된 열에 의해 금속 반사층(192)의 변형이 방지되기 때문이다. 이와 같이, 금속 반사층(192)의 변색이나 변형이 방지될 경우, 반사층(190)은 광 반사의 역할을 충실히 수행할 수 있어, 발광 소자(100)의 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
게다가, 도 3c 또는 도 3f에 예시된 바와 같이, 유전체 반사층(194B, 194E)에 의해 금속 반사층(192)이 완전히 도포되어 밀봉될 경우 외부의 습기나 이물질로부터 금속 반사층(192)이 보호되어, 반사 능력이 보존됨으로써, 광 추출 효율이 더욱 개선될 수 있다.
이하, 실시 예에 의한 발광 소자 패키지에 대해 첨부된 도면을 참조하여 다음과 같이 설명한다.
도 6은 실시 예에 의한 발광 소자 패키지(200)의 단면도를 나타낸다.
도 6에 예시된 발광 소자 패키지(200)는 발광 소자(100), 패키지 몸체(210), 절연부(220), 제1 및 제2 와이어(242, 244) 및 몰딩 부재(230)를 포함할 수 있다.
패키지 몸체(210)는 전기적인 전도성뿐만 아니라 반사성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 만일, 발광 소자(100)가 자외선 파장 대역의 광을 방출할 경우 방열 특성과 반사성을 향상시키기 위해, 패키지 몸체(210)는 알루미늄 재질로 구현될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
패키지 몸체(210)는 서로 전기적으로 이격되어 배치된 제1 및 제2 몸체부(212A, 212B)를 포함할 수 있다. 전술한 바와 같이, 제1 및 제2 몸체부(212A, 212B)가 전기적 전도성을 갖는 알루미늄 재질로 구현될 경우, 절연부(220)는 제1 몸체부(212A)와 제2 몸체부(212B)를 전기적으로 서로 분리시키는 역할을 한다.
제1 및 제2 와이어(242, 244)는 패키지 몸체(210)와 발광 소자(100)를 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 즉, 제1 금속 패드(182)는 제1 와이어(242)를 통해 제1 몸체부(212A)와 전기적으로 연결되고, 제2 금속 패드(184)는 제2 와이어(244)를 통해 제2 몸체부(212B)와 전기적으로 연결된다.
몰딩 부재(230)는 제1 및 제2 몸체부(212A, 212B)에 의해 형성된 캐비티에 채워져 발광 소자(100)를 포위하여 배치될 수 있다. 또한, 몰딩 부재(230)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
도 6에 예시된 단면도는 실시 예의 이해를 돕기 위한 일 례에 불과하며, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시예에 의하면, 캐비티가 형성되지 않고 몰딩 부재(230)는 평평한 패키지 몸체(210)의 상부에 배치될 수도 있다.
도 7은 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께에 따른 발광 소자 패키지(200)의 광 추출 효율을 나타내는 그래프로서, 횡축은 SiO2로 구현되는 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)를 나타내고, 왼쪽 종축은 몰딩 부재(230)의 경계(232)로부터 밖으로 탈출하지 못하고 몰딩 부재(230)를 향해 다시 반사되는 광의 효율(도 7에서 '제1 추출 효율'로 표기됨)을 나타내고, 오른쪽 종축은 몰딩 부재(230)의 경계(232)를 뚫고 탈출하는 광의 효율(도 7에서, '제2 추출 효율'로 표기됨)을 나타낸다.
도 7은 유전체 반사층(194A ~ 194F)을 SiO2로 구현하여 획득한 그래프이지만, 유전체 반사층(194A ~ 194F)으로서 Si3N4나 MgO를 사용할 경우에도 유사한 그래프를 획득할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 몰딩 부재(230)의 경계(232)를 뚫고 탈출하는 제2 추출 효율(30)은 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)의 변화에 거의 영향을 받지 않음을 알 수 있다. 반면에, 몰딩 부재(230)의 경계(232)로부터 밖으로 탈출하지 못하고 몰딩 부재(230)를 향해 재 반사되는 제2 추출 효율(40)은 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께에 큰 영향을 받음을 알 수 있다.
유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)가 210 ㎚보다 적을 경우, 탈출하지 못하는 광의 감소 즉, 제1 추출 효율의 감소는 미미할 수 있다. 그러나, 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)가 210 ㎚ 이상이 될 경우, 탈출하지 못하는 광의 감소 즉, 제1 추출 효율의 감소는 매우 커지게 된다. 즉, 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)가 210 ㎚ 이상이 되면, 경계(232)를 탈출하지 못하는 광이 매우 적어지므로, 발광 소자(100)의 광 추출 효율이 개선됨을 알 수 있다.
또한, 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7)가 700 ㎚보다 커지면, 경계(232)를 탈출하지 못하는 광의 감소 변화는 포화될 수 있다. 따라서, 유전체 반사층(194A ~ 194F)의 두께(t1 ~ t7) 각각은 210 ㎚ 내지 700 ㎚일 수 있다.
다른 실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 각종 살균 장치에 이용되거나 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 8은 실시예에 의한 공기 살균 장치(500)의 사시도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 공기 살균 장치(500)는, 케이싱(501)의 일면에 실장된 발광 모듈부(510)와, 방출된 심자외선 파장 대역의 광을 난반사시키는 난반사 반사 부재(530a, 530b)와, 발광 모듈부(510)에서 필요한 가용전력을 공급하는 전원 공급부(520)를 포함한다.
먼저 케이싱(501)은 장방형 구조로 이루어지며 발광 모듈부(510)와 난반사 반사부재(530a, 530b) 및 전원 공급부(520)를 모두 내장하는 일체형 즉 콤팩트한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 케이싱(501)은 공기 살균 장치(500) 내부에서 발생된 열을 외부로 방출시키기에 효과적인 재질 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 케이싱(501)의 재질은 Al, Cu 및 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어질 수 있다. 따라서, 케이싱(501)의 외기와의 열전달 효율이 향상되어, 방열 특성이 개선될 수 있다.
또는, 케이싱(501)은 특유한 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 케이싱(501)은 예를 들어 코러게이션(corrugation) 또는 메쉬(mesh) 또는 불특정 요철 무늬 형상으로 돌출 형성되는 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 케이싱(501)의 외기와의 열전달 효율이 더욱 향상되어 방열 특성이 개선될 수 있다.
한편, 이러한 케이싱(501)의 양단에는 부착판(550)이 더 배치될 수 있다. 부착판(550)은 도 8에 예시된 바와 같이 케이싱(501)을 전체 설비 장치에 구속시켜 고정하는데 사용되는 브라켓 기능의 부재를 의미한다. 이러한 부착판(550)은 케이싱(501)의 양단에서 일측 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 일측 방향은 심자외선이 방출되고 난반사가 일어나는 케이싱(501)의 내측 방향일 수 있다.
따라서, 케이싱(501)으로부터 양단 상에 구비된 부착판(550)은 전체 설비 장치와의 고정 영역을 제공하여, 케이싱(501)이 보다 효과적으로 고정 설치될 수 있도록 한다.
부착판(550)은 나사 체결 수단, 리벳 체결 수단, 접착 수단 및 탈착 수단 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있으며, 이들 다양한 결합 수단의 방식은 당업자의 수준에서 자명하므로, 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 발광 모듈부(510)는 전술한 케이싱(501)의 일면 상에 실장 되는 형태로 배치된다. 발광 모듈부(510)는 공기 중의 미생물을 살균 처리하도록 심자외선을 방출하는 역할을 한다. 이를 위해, 발광 모듈부(510)는 모듈 기판(512)과, 모듈 기판(512)에 탑재된 다수의 발광 소자 패키지(200)를 포함한다. 여기서, 발광 소자 패키지(200)는 도 6에 예시된 발광 소자 패키지(200)에 해당할 수 있다.
모듈 기판(512)은 케이싱(501)의 내면을 따라 단일 열로 배치되어 있으며, 회로 패턴(미도시)을 포함하는 PCB일 수 있으며, 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성(flexible) PCB 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다음으로, 난반사 반사부재(530a, 530b)는 전술한 발광 모듈부(510)에서 방출된 자외선을 강제로 난반사시키도록 형성되는 반사판 형태의 부재를 의미한다. 이러한 난반사 반사부재(530a, 530b)의 전면 형상 및 배치 형상은 다양한 형상을 가질 수 있다. 난반사 반사부재(530a, 530b)의 면상 구조(예: 곡률반경 등)를 조금씩 변경하여 설계함에 따라, 난반사된 심자외선이 중첩되게 조사되어 조사 강도가 강해지거나, 또는 조사 영역되는 영역의 폭이 확장될 수 있다.
전원 공급부(520)는 전원을 도입 받아 전술된 발광 모듈부(510)에서 필요한 가용전력을 공급하는 역할을 한다. 이러한 전원 공급부(520)는 전술한 케이싱(501) 내에 배치될 수 있다. 도 8에 예시된 바와 같이, 전원 공급부(520)는 난반사 반사부재(530a, 530b)와 발광 모듈부(510) 사이의 이격 공간의 내벽 쪽에 배치될 수 있다. 외부 전원을 전원 공급부(520) 측으로 도입시키기 위해 상호 간을 전기적으로 연결하는 전원 연결부(540)가 더 배치될 수 있다.
도 8에 예시된 바와 같이, 전원 연결부(540)의 형태는 면상일 수 있으나, 외부의 전원 케이블(미도시)이 전기적으로 접속될 수 있는 소켓 또는 케이블 슬롯의 형태를 가질 수 있다. 그리고 전원 케이블은 플렉시블한 연장 구조를 가져, 외부 전원과의 연결이 용이한 형태로 이루어질 수 있다.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 헤드 램프(head lamp, 900)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 헤드 램프(900)는 발광 모듈(901), 리플렉터(reflector, 902), 쉐이드(903) 및 렌즈(904)를 포함한다.
발광 모듈(901)은 모듈 기판(미도시) 상에 배치되는 복수의 발광 소자 패키지들(미도시)을 포함할 수 있다. 이때, 발광 소자 패키지는 도 6에 도시된 바와 같을 수 있다.
리플렉터(902)는 발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛(911)을 일정 방향, 예컨대, 전방(912)으로 반사시킨다.
쉐이드(903)는 리플렉터(902)와 렌즈(904) 사이에 배치되며, 리플렉터(902)에 의하여 반사되어 렌즈(904)로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 부재로서, 쉐이드(903)의 일측부(903-1)와 타측부(903-2)는 서로 높이가 다를 수 있다.
발광 모듈(901)로부터 조사되는 빛은 리플렉터(902) 및 쉐이드(903)에서 반사된 후 렌즈(904)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 렌즈(904)는 리플렉터(902)에 의하여 반사된 빛을 전방으로 굴절시킬 수 있다.
도 10은 실시 예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치(1000)를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 조명 장치(1000)는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700) 및 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치(1000)는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다.
광원 모듈(1200)은 도 1 또는 도 2에 도시된 발광 소자(100) 또는 도 6에 예시된 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상일 수 있으며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상일 수 있다. 커버(1100)는 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(1100)는 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(1100)는 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 커버(1100)는 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. 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 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, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(1100)는 외부에서 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 불투명할 수 있다. 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 방열체(1400)의 일 면에 배치될 수 있으며, 광원 모듈(1200)로부터 발생한 열은 방열체(1400)로 전도될 수 있다. 광원 모듈(1200)은 광원부(1210), 연결 플레이트(1230) 및 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 방열체(1400)의 상면 위에 배치될 수 있고, 복수의 광원부(1210)와 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)을 갖는다. 가이드홈(1310)은 광원부(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응 또는 정렬될 수 있다.
부재(1300)의 표면은 광 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다.
예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(1300)는 커버(1100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(1200)을 향하여 되돌아오는 빛을 다시 커버(1100) 방향으로 반사할 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(1400)와 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(1230)와 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(1400)는 광원 모듈(1200)로부터의 열과 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열할 수 있다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따서, 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)에 수납되는 전원 제공부(1600)는 밀폐될 수 있다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 가질 수 있으며, 가이드 돌출부(1510)는 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 가질 수 있다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납될 수 있고, 홀더(1500)에 의해 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐될 수 있다. 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650) 및 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
가이드부(1630)는 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 가이드부(1630)는 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 베이스(1650)의 일 면 위에는 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
연장부(1670)는 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 가질 수 있다. 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입될 수 있고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받을 수 있다. 예컨대, 연장부(1670)는 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)와 폭이 같거나 작을 수 있다. 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결될 수 있고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(1600)가 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.
100: 발광 소자 110: 서브 마운트
112: 절연층 120: 기판
130: 발광 구조물 142, 144: 전극
152, 154: 상부 범프 금속층 162, 164: 범프
172, 174: 하부 범프 금속층 182, 184: 금속 패드
190: 반사층 200: 발광 소자 패키지
210: 패키지 몸체 220: 절연부
242, 244: 와이어 230: 몰딩 부재
500: 공기 살균 장치 501: 케이싱
510: 발광 모듈부 530a, 530b: 난반사 반사 부재
520: 전원 공급부 800: 표시 장치
810: 바텀 커버 820: 반사판
830, 835, 901:발광 모듈 840: 도광판
850, 860: 프리즘 시트 870: 디스플레이 패널
872: 화상 신호 출력 회로 880: 컬러 필터
900: 헤드 램프 902: 리플렉터
903: 쉐이드 904: 렌즈
1000: 조명 장치 1100: 커버
1200: 광원 모듈 1400: 방열체
1600: 전원 제공부 1700: 내부 케이스
1800: 소켓

Claims (11)

  1. 서브 마운트;
    상기 서브 마운트의 제1 영역 위에서 수평 방향으로 상호 이격되어 배치된 제1 및 제2 금속 패드;
    상기 서브 마운트의 상기 제1 영역의 수평 방향으로 인접한 제2 영역 위에 배치된 반사층; 및
    상기 서브 마운트의 상기 제1 영역 위에 배치되며, 상기 제1 및 제2 금속 패드와 각각 연결된 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고,
    상기 반사층은
    금속 반사층; 및
    상기 금속 반사층 위에 배치된 유전체 반사층을 포함하는 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 활성층에서 방출된 광의 파장 대역은 330 ㎚ 이하인 발광 소자.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 반사층은
    상기 금속 반사층과 상기 유전체 반사층 사이에 배치된 반도체 반사층을 더 포함하는 발광 소자.
  4. 제2 항에 있어서, 상기 유전체 반사층은 SiO2, Si3N4, 또는 MgO 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  5. 제2 항에 있어서, 상기 유전체 반사층은
    상기 금속 반사층 위에 배치된 제1 세그먼트를 포함하는 발광 소자.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 유전체 반사층은
    상기 금속 반사층 측부에 배치되며, 상기 제1 세그먼트로부터 연장된 제2 세그먼트를 더 포함하는 발광 소자.
  7. 제6 항에 있어서, 상기 제2 세그먼트는
    상기 금속 반사층의 측부 중에서, 상기 제1 영역에 가까운 측부에 배치되는 제2-1 세그먼트; 또는
    상기 금속 반사층의 측부 중에서 상기 제1 영역에 먼 측부에 배치되는 제2-2 세그먼트 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  8. 제1 항에 있어서, 상기 서브 마운트의 상기 제2 영역에 배치된 상기 반사층은 상기 발광 구조물을 에워싸는 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  9. 제1 항에 있어서, 상기 유전체 반사층은 210 ㎚ 내지 700 ㎚의 두께를 갖는 발광 소자.
  10. 제1 항에 있어서, 상기 반사층은 상기 서브 마운트의 상기 제1 영역까지 연장되어 배치된 발광 소자.
  11. 패키지 몸체; 및
    상기 패키지 몸체 위에 배치된 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지.
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