WO2016159544A1 - 발광 다이오드 - Google Patents

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WO2016159544A1
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light emitting
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electrode pad
section
emitting structure
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김매이
이진웅
윤여진
이섬근
류용우
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Seoul Viosys Co Ltd
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting diode, and more particularly to a light emitting diode having electrode extensions for current distribution.
  • Gallium nitride (GaN) series light emitting diodes have been applied to various fields such as color LED display devices, LED traffic signals, and white LEDs.
  • a gallium nitride-based light emitting diode is generally formed by growing epi layers on a substrate such as sapphire, and includes an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an active layer interposed therebetween.
  • An n-type electrode pad is formed on the n-type semiconductor layer, and a p-type electrode pad is formed on the p-type semiconductor layer.
  • the light emitting diode is electrically connected to and driven by an external power source through the electrode pads as described above. At this time, current flows from the p-type electrode pad to the n-type electrode pad via the semiconductor layers.
  • the p-type semiconductor layer has a high specific resistance, current is not evenly distributed in the p-type semiconductor layer. Accordingly, there is a problem that the current is concentrated in the portion where the p-type electrode pad is formed, or the current is concentrated to the side of the light emitting diode through the corner or the edge rather than the inner region of the light emitting diode. This current concentration phenomenon leads to a decrease in the light emitting area, and consequently lowers the light emitting efficiency. As a result, a technique of forming a transparent electrode layer having a low specific resistance on the p-type semiconductor layer to achieve current dispersion is used. Since the current flowing from the p-type electrode pad is dispersed in the transparent electrode layer having a relatively low specific resistance and flows into the p-type semiconductor layer, the light emitting area of the light emitting diode can be widened.
  • the transparent electrode layer absorbs light, its thickness is limited, and thus there is a limit in distributing current.
  • a light emitting diode having a large area of about 1 mm or more is mainly used to obtain high output, and current dispersion using a transparent electrode layer is limited in such a large area light emitting diode.
  • the current passes through the semiconductor layers to the n-type electrode pad, so that current is likely to be concentrated in the portion where the n-type electrode pad is formed. This means that the current flowing in the semiconductor layer is concentrated near the region where the n-type electrode pad is formed. Therefore, there is a need to improve current concentration in the n-type semiconductor layer.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode that can evenly distribute current while reducing the light emitting area of the light emitting diode.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting diode capable of preventing current from being concentrated through an edge or an edge of the light emitting diode.
  • a light emitting diode the substrate having an elongated rectangular shape in one direction; A first conductive semiconductor layer disposed on the substrate, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer A light emitting structure including an opening to expose the first conductive semiconductor layer through the second conductive semiconductor layer and the active layer; A first electrode pad disposed on the first conductive semiconductor layer in the opening and disposed closer to the first edge of the substrate than the other edges of the substrate; A second electrode pad disposed on the second conductivity type semiconductor layer and disposed relatively close to a second edge of the substrate opposite the first edge; A first extension part extending from the first electrode pad; And a second extension part and a third extension part extending from the second electrode pad to both sides of the first extension part. Further, the opening is surrounded by the first conductivity type semiconductor layer and the active layer, and a virtual line connecting the end of the second extension and the end of the third extension is located
  • the first and second electrode pads may be disposed to face each other at diagonal positions of the substrate to reduce the area of no light emission from the edge of the substrate, thereby increasing the light emitting efficiency of the LED.
  • the first electrode pad away from the side surfaces of the light emitting structure, it is possible to prevent the current from being concentrated on the side or edge of the light emitting structure.
  • the first and second electrode pads by arranging the first and second electrode pads, it is easy to mount two or more light emitting diodes using wire bonding in a light emitting diode package, and a section in which the light emitting region is shielded by the bonding wires is provided. By minimizing the light efficiency of the LED package can be maximized.
  • first extension, the second extension, and the third extension can adjust the placement to distribute the current evenly over a wide area of the light emitting structure.
  • first extension part may be limitedly disposed between the second extension part and the third extension part to minimize the area for forming the first extension part, thereby minimizing the loss of the light emitting area.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
  • FIG 3 illustrates a second electrode pad of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view for explaining the shape of the light emitting region and the extension of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view for explaining an arrangement of electrode pads of a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of configuring a light emitting diode package using a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a display device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
  • a light emitting diode the substrate having an elongated rectangular shape in one direction; A first conductive semiconductor layer disposed on the substrate, a second conductive semiconductor layer positioned on the first conductive semiconductor layer, and an active layer interposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer A light emitting structure including an opening to expose the first conductive semiconductor layer through the second conductive semiconductor layer and the active layer; A first electrode pad disposed on the first conductivity type semiconductor layer within the opening and disposed closer to the first edge of the substrate than to other edges of the substrate; A second electrode pad disposed on the second conductivity type semiconductor layer and disposed relatively close to a second edge of the substrate opposite the first edge; A first extension part extending from the first electrode pad; And a second extension part and a third extension part extending from the second electrode pad to both sides of the first extension part. Furthermore, the opening is surrounded by the first conductivity type semiconductor layer and the active layer, and a virtual line connecting the end portion of the second extension portion and the end portion of the
  • the first electrode pad is spaced apart from both edges of the light emitting structure, and thus may prevent or alleviate the concentration of current at the corners or sides of the light emitting structure. Furthermore, by disposing the first electrode pad in the region between the second extension and the third extension, the concentration of current at the corners can be further alleviated.
  • the distance from the center of the first electrode pad to the imaginary line may be larger than the radius of the first electrode pad and smaller than the diameter.
  • the center of the first electrode pad is away from the longitudinal center axis of the light emitting structure, the distance from the center of the first electrode pad to the longitudinal center axis is less than the diameter of the first electrode pad, greater than or equal to the radius. Can be.
  • the first extension part may include a curved section and a straight section.
  • the curved section connects the first electrode pad and the straight section, and the straight section extends in the elongated length direction of the substrate.
  • the straight section of the first extension may be located on the longitudinal center axis of the light emitting structure.
  • the curved section of the first extension portion may be closer to the horizontal central axis of the light emitting structure as the first electrode pad moves away from the first electrode pad.
  • the straight section of the first extension extends toward the upper edge of the light emitting structure, and the distance from the end of the straight section of the first extension to the top edge of the light emitting structure is the straight section of the first extension of the light emitting structure. It may be less than or equal to the distance to both edges. Since the end of the first extension is located farthest from the first electrode pad, disposing the end of the first extension away from the top edge of the light emitting structure allows less current to flow near the top edge of the light emitting structure. In order to prevent this, it is advantageous to make the distance from the end of the straight section of the first extension portion to the top edge of the light emitting structure smaller than the distance from the straight section of the first extension portion to both edges of the light emitting structure.
  • the shortest distance from the straight section of the first extension to the second extension may be equal to the shortest distance from the straight section of the first extension to the third extension.
  • the second extension part may include a first curved period, a straight period and a second curved period in order from the second electrode pad.
  • the first curved section of the second extension has a constant curvature and extends away from the longitudinal central axis of the light emitting structure, and the straight section of the second extension is parallel to the straight section of the first extension and the third extension.
  • the negative second curved period may pass through the longitudinal center axis of the light emitting structure.
  • the third extension part may include a first curved period, a first straight period, a second curved period, a second straight period and a third curved period from the second electrode pad.
  • the first curved section extends from the second electrode pad away from the horizontal central axis of the light emitting structure, wherein the first straight section is parallel to the horizontal central axis of the light emitting structure, and crosses the vertical central axis of the light emitting structure.
  • the second curved section has the same curvature as the first curved section and extends from the first straight section to be close to the horizontal central axis, and the second straight section is parallel to the straight section of the first extension,
  • the third curved section may be curved away from a horizontal central axis and a vertical central axis of the light emitting structure.
  • the second electrode pad may be disposed to be circumscribed to a first curved section of the second extension section and a first curved section of the third extension section. Accordingly, it is easy to control the distance between the first extension, the second extension, and the third extension.
  • the first curved section of the second extension and the first curved section of the third extension may be continuous with the same curvature. Further, the second curved section of the second extension and the first curved section of the third extension may be symmetrical to the second curved section of the third extension with respect to the longitudinal central axis of the light emitting structure.
  • the first extension part includes a curved section extending from the first electrode pad and a straight section extending from the curved section, and the shortest distance from the straight section of the first extension to the straight section of the second extension is the first extension. It may be equal to the shortest distance from the negative straight section to the second straight section of the third extension.
  • the distance from the straight section of the second extension to one edge of the light emitting structure may be greater than 1/2 and less than 3/4 of the shortest distance from the straight section of the first extension to the straight section of the second extension.
  • the current is evenly distributed over a wide area of the light emitting structure while preventing current from concentrating on the side of the light emitting structure. Can be dispersed.
  • the distance from the second straight section of the third extension to the top edge of the light emitting structure may be smaller than the distance from the straight section of the second extension to one edge of the light emitting structure. Since the top edge of the light emitting structure is far from the first electrode pad, the third extension part may be disposed closer to the top edge than the one edge of the light emitting structure to achieve current dispersion near the top edge of the light emitting structure.
  • the distance from the second straight section of the third extension to the top edge of the light emitting structure may be greater than the distance from the second curved section of the second extension to the bottom edge of the light emitting structure.
  • the light emitting diode may further include a transparent electrode layer covering the light emitting structure.
  • the second electrode pad, the second extension part, and the third extension part may be disposed on the transparent structure.
  • the light emitting diode may further include a current block layer disposed between the transparent electrode layer and the light emitting structure under the second electrode pad, the second extension part, and the third extension part.
  • the current block layer prevents vertical flow from the second electrode pad, the second extension part, and the third extension part through the transparent electrode layer to the light emitting structure to further disperse the current.
  • the current block layer disposed under the first electrode pad may include an opening exposing the light emitting structure, and a part of the second electrode pad may contact the second conductive semiconductor layer. Accordingly, the adhesive force of the second electrode pad can be improved, and the contact area between the second electrode pad and the transparent electrode layer can be increased.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line II ′ of FIG. 1.
  • 3B is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 1 to describe the second electrode pad
  • FIG. 3A is a cross-sectional view of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the second electrode pad.
  • a light emitting diode includes a substrate 21, a light emitting structure 30, a first electrode pad 35, a second electrode pad 37, and a first electrode.
  • the extension part 35a, the 2nd extension part 37a, and the 3rd extension part 37b are included.
  • the first extension part 35a extends from the first electrode pad 35
  • the second extension part 37a and the third extension part 37b extend from the second electrode pad 37.
  • the substrate 21 is not particularly limited and may be a sapphire substrate.
  • the substrate 21 may be a patterned sapphire substrate.
  • the substrate 21 may be formed in a rectangular shape, but is not limited thereto.
  • the light emitting structure 30 is positioned on the substrate 21 and includes a first conductive semiconductor layer 23, an active layer 25, and a second conductive semiconductor layer 27.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 23 may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductivity-type semiconductor layer 27 may be a p-type semiconductor layer, or may be a semiconductor layer that is conductively opposite to each other.
  • An active layer 25 is interposed between the first conductive semiconductor layer 23 and the second conductive semiconductor layer 27.
  • the first conductive semiconductor layer 23, the active layer 25, and the second conductive semiconductor layer 27 may be formed of a gallium nitride-based compound semiconductor material, that is, (Al, In, Ga) N.
  • the active layer 25 may be composed of a composition element and a composition ratio so as to emit light of a desired wavelength, the first conductive semiconductor layer 23 and the second conductive semiconductor layer 27 is compared to the active layer 25
  • the band gap may be formed of a large material.
  • first conductivity type semiconductor layer 23 and the second conductivity type semiconductor layer 27 may be formed as a single layer or may be formed as multiple layers.
  • the active layer 25 may have a single quantum well or multiple quantum well structures.
  • a buffer layer may be interposed between the substrate 21 and the first conductivity-type semiconductor layer 23.
  • the light emitting structure 30 may be formed using a MOCVD or MBE technique, and a portion of the first conductive semiconductor layer 23 may be partially exposed using a photolithography and an etching process. As shown in FIG. 2, an opening op may be formed through the second conductive semiconductor layer 27 and the active layer 25 to expose the first conductive semiconductor layer 23. In this case, the opening op exposing the first conductive semiconductor layer 23 is linearly arranged along the first extension part 35a. The opening op defines an area in which the first electrode pad 35 and the first extension part 35a are to be formed. The opening op is surrounded by the second conductivity type semiconductor layer 27 and the active layer 25.
  • the transparent electrode layer 31 may be positioned on the second conductive semiconductor layer 27.
  • a transparent electrode layer 31 may be formed of a single layer or multilayer of a metal oxide or the transparent oxide such as ZnO, Al 2 O 3, such as ITO.
  • the transparent electrode layer 31 is in ohmic contact with the second conductivity type semiconductor layer 27. That is, the transparent electrode layer 31 is in electrical contact with the second conductivity type semiconductor layer 27 and serves to disperse current over a wide area of the light emitting diode.
  • the second extension part 37a and the third extension part 37b may be positioned on the transparent electrode layer 31, and each extend from the second electrode pad 37.
  • the second electrode pad 37, the second extension part 37a and the third extension part 37b are electrically connected to the transparent electrode layer 31, respectively.
  • the first extension part 35a is electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer 23 exposed through the opening op.
  • the insulating layer 33 covers the transparent electrode layer 31, and exposes the transparent electrode layer 31 to a region where the second extension portion 37a and the third extension portion 37b are connected to the transparent electrode layer 31. Holes h may be formed.
  • the transparent electrode layer 31, the second conductive semiconductor layer 27, and the active layer 25 may be covered on the side surface of the opening op where the first conductive semiconductor layer 23 is exposed. Accordingly, when the first extension part 35a is formed on the first conductive type semiconductor layer 23 exposed by the opening op, the first extension part 35a is formed of the transparent electrode layer 31 and the second conductive part. The electrical connection between the type semiconductor layer 27 and the active layer 25 is prevented.
  • the current blocking layer 29 may be interposed between the transparent electrode layer 31 and the second conductive semiconductor layer 27. As shown in FIG. 2, the current blocking layer 29 may be limitedly located under the second extension portion 37a and the third extension portion 37b, and limitedly under the second electrode pad 37. Can be located. In addition, the current blocking layer 29 is formed of an insulating material so that the current extends vertically from the second extension part 37a and the third extension part 37b to the second conductive semiconductor layer 27 through the transparent electrode layer 31. Can block the flow. Accordingly, concentration of current around the second extension portion 37a and the third extension portion 37b can be alleviated to enhance the current spreading performance.
  • the second electrode pad 37 may be formed on the transparent electrode layer 31, and a part of the second electrode pad 37 may be formed. Can be contacted.
  • a plurality of current blocking layers 29 may be disposed below the second electrode pad 37 and below the transparent electrode layer 31.
  • the current blocking layer 29 may include a current blocking layer located in an outer portion in a ring shape and a central current blocking layer located in an area surrounded by the current blocking layer 29 as shown in FIG. 3 (b). have. As the plurality of current blocking layers 29 are spaced apart from each other, the spaces formed between the plurality of current blocking layers 29 may be opened, and the open spaces may be filled by the second electrode pads 37. .
  • the second electrode pad 37 may be in contact with the second conductive semiconductor layer 27. Meanwhile, the width of the current blocking layer disposed in the center portion may be larger than the width between the inside and the outside of the ring-shaped outer current blocking layer. By relatively widening the current blocking layer disposed in the center portion, concentration of current in the lower portion of the second electrode pad 37 can be alleviated.
  • the transparent electrode layer 31 may be formed on the plurality of current blocking layers 29.
  • the transparent electrode layer 31 is formed to cover each of the plurality of current blocking layers 29. Can be. Accordingly, the concentration of the transparent electrode layer 31 in contact with the first conductive semiconductor layer 27 exposed between the current blocking layers 29 can be reduced to prevent current concentration.
  • an area in which the second electrode pad 37 contacts the transparent electrode layer 31 covering the plurality of current blocking layers 29 may be widened.
  • the extension 37a and the third extension 37b may extend from the second electrode pad 37 in a form connected to each other. That is, when the second extension part 37a is extended with the same curvature, it may be continued to the third extension part 37b.
  • the second electrode pad 37 is disposed outside the line where the second extension portion 37a and the second extension portion 37b are connected. In other words, the second electrode pad 37 is connected to the line second electrode pad 37 connecting the second extension part 37a and the third extension part 37b.
  • the first electrode pad 35 is disposed on the first conductivity type semiconductor layer 23 in the opening op of the light emitting structure 30.
  • the first electrode pad 35 is disposed away from an edge or an edge of the substrate 21.
  • the center of the first electrode pad 35 is disposed away from the longitudinal center axis Ca or the horizontal center axis Cb.
  • the first electrode pad 35 is positioned on the left side based on the longitudinal center axis Ca of the rectangular substrate 21, and is positioned on the lower side based on the horizontal center axis Cb. .
  • the "vertical direction” represents the elongated longitudinal direction of the substrate 21, and the “landscape direction” represents the orthogonal direction crossing the elongate longitudinal direction of the substrate 21.
  • the vertical center axis Ca refers to an axis passing through the center of the substrate (or the center of the light emitting structure) in the vertical direction
  • the horizontal center axis Cb refers to an axis passing through the center of the substrate (center of the light emitting structure) in the horizontal direction. it means.
  • the center of the substrate and the center of the light emitting structure are described as coinciding. However, when they are inconsistent, the vertical center axis and the horizontal center axis are based on the light emitting structure rather than the substrate.
  • the first electrode pad 35 may be disposed as close to the lower left corner side of the substrate 21 as possible.
  • the distance from the center of the first electrode pad 35 to the longitudinal center axis Ca may be larger than the diameter of the first electrode pad 35, and may be closer to twice the diameter of the first electrode pad 35. Accordingly, a current can be supplied near the edge of the substrate 21, thereby maximizing the light emitting area.
  • the first electrode pad 35 is spaced apart from the edge or edge of the substrate 21, the concentration of current along the side of the light emitting structure 30 near the edge or edge of the substrate 21 can be reduced.
  • the distance from the center of the first electrode pad 35 to the edge of the light emitting structure 30 may be at least greater than the diameter of the first electrode pad 35.
  • the second electrode pad 37 is positioned on the right side with respect to the longitudinal center axis C of the rectangular substrate 21 and is positioned on the upper side with respect to the horizontal center axis Cb. In this case, the second electrode pad 37 may be disposed as close to the upper right edge side of the substrate 21 as possible. However, as shown in FIG. 1, in order to prevent current from being concentrated along the side of the light emitting structure 30, the second electrode pad 37 is disposed away from the side or the edge of the light emitting structure 30. For example, the second electrode pad 37 may be separated from the side surface of the light emitting structure 30 by a distance corresponding to at least the diameter of the second electrode pad 37.
  • first electrode pad 35 and the second electrode pad 37 are disposed on the opposite edge side of the substrate 21, respectively, so that the light emission can be made well at the edge side of the substrate 21.
  • 4 is a view for explaining the shape of the light emitting region and the extension of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
  • the first extension part 35a generally extends along the longitudinal center axis Ca of the substrate 21. Since the first electrode pad 35 is separated from the longitudinal center axis Ca, the first extension part 35a extends from the first electrode pad 35 toward the longitudinal center axis Ca of the substrate 21. It includes one section (a), the second section (b) extends along the longitudinal central axis (Ca) at the end of the first section (a). In this case, the first section a of the first extension part 35a may extend from the first electrode pad 35 to the vertical center axis Ca in the form of a curve having a predetermined curvature, and the first extension part ( The second section b of 35a) may extend in the shape of a straight line.
  • the first section a becomes a curved section and the second section b becomes a straight section.
  • the first section a may extend along the longitudinal center axis Ca to be closer to the horizontal center axis Cb as the first electrode pad 35 moves away from the first electrode pad 35.
  • an end portion of the first extension part 35a extends toward the upper edge side of the light emitting structure 30 along the longitudinal center axis Ca.
  • the distance from the end of the first extension part 35a to the upper edge of the light emitting structure 30 may be less than or equal to the distance from the two sections b of the first extension part 35a to both edges of the light emitting structure 30.
  • Current dispersion may be assisted in an area far from the first electrode pad 35.
  • the second extension part 37a extends from the second electrode pad 37 in the longitudinal direction in the longitudinal direction of the substrate 21.
  • the second extension part 37a extends through the first period c formed in a curved shape in the second electrode pad 37 to the second period d in a straight line, and then into the third period e formed in a curved shape. Is extended.
  • the second section d which is a straight section of the second extension part 37a, may be parallel to the second section b, which is a straight section of the first extension part 35a.
  • the third section e may be a curve having approximately the same curvature as the first section a of the first extension part 35a.
  • the distance between the second section d of the part 37a can be adjusted constantly.
  • the distance from the end of the first extension part 35a to each point of the first period c of the second extension part 37a is substantially the same in the first section c of the second extension part 37a.
  • Can be bent to The distance from the end of the first extension 35a to each point in the first section c may be slightly longer than the shortest distance from the first extension 35a to the second section d.
  • the third extension part 37b extends in the horizontal direction across the longitudinal central axis Ca of the substrate 21 in the second electrode pad 37 and then in the longitudinal direction which is again in the vertical direction.
  • the third extension part 37b may include a second straight line g, which is parallel to the horizontal center axis Cb, through the first interval f extending in a curve from the second electrode pad 37, It may include a third section h of the curve and a fourth section i of a straight line parallel to the longitudinal center axis Ca.
  • the first section f may have the same curvature as the first section c of the second extension part 37a, and the second section g may cross the longitudinal center axis Ca.
  • the third section h may be formed to have the same curvature as the first section f.
  • the first to third extensions 35a, 37a, and 37b are formed in a straight line and a curved shape between the first extension 35a and the second and third extensions 37a and 37b.
  • the reason is that the distance is generally formed to be constant. That is, the distance between the second section b of the first extension part 35a and the second section d of the second extension part 37a and the second section b of the first extension part 35a and The distance between the fourth section i of the third extension portion 37b is formed to be substantially the same.
  • the distance from the end of the second section b of the first extension part 35a to the first section c of the second extension part 37a is the first and third of the third extension part 37b. It is formed almost equal to the separation distance to the sections f and h.
  • the distance from the end of the fourth section (i) of the second extension (37a) to the first section (a) of the first extension (35a) is formed substantially the same, the first extension (35a)
  • the distances between the first section a and the third section e of the second extension 37a are substantially equal.
  • the second section g of the third extension part 37b is formed in a straight line shape, the distance from the end of the first extension part 35a to the second section g depends on the position.
  • the shortest distance from the end of the first extension part 35a to the second section g is approximately equal to the distance between the first extension part 35a and the second section d of the second extension part 37a. can do.
  • the distance from the second section d of the second extension part 37a to the edge of the light emitting structure 30 is from the fourth section i of the third extension part 37b to the edge of the light emitting structure 30. Is generally the same as the distance. These distances may be greater than 1/2 and less than 3/4 of the distance from the second section b of the first extension 35a to the second section d or the fourth section i, approximately 2 May be / 3. However, the distance from the second section d of the second extension part 37a to the edge of the light emitting structure 30 and the edge of the light emitting structure 30 from the fourth section i of the third extension part 37b. The distance to is greater than the distance from the second section g of the third extension portion 37b to the top edge of the light emitting structure 30.
  • the current introduced through the second electrode pad 37 may be evenly distributed in the light emitting structure 30 by the first to third extension parts 35a, 37a, and 37b, and then flow to the first electrode pad 35. .
  • FIG 5 is a view for explaining the arrangement of the electrode pads 35 and 37 of the light emitting diode according to the first embodiment of the present invention.
  • An imaginary line parallel to the longitudinal center axis Ca of the substrate 21 and a imaginary line parallel to the horizontal center axis Cb of the substrate 21 at the bottom of the first electrode pad 35 with respect to the center of the substrate 21. are respectively shown.
  • the horizontal center axis (r) is greater than the end of the third section e of the second extension part 37a. It is located close to the Cb) side. Furthermore, the first electrode pad 35 has a line parallel to the horizontal central axis Cb of the substrate 21 while passing through an arbitrary point on the first electrode pad 35. It is arranged to intersect the section (e). As a result, the region where the first and second electrode pads 35 and 37 are not disposed may extend as much as possible even in the lower right side of the substrate 21.
  • the second section g which is the first straight section of the third extension part 37b, passes through the center of the second electrode pad 37 and is drawn in parallel to the horizontal center axis Cb of the substrate 21. It is disposed above the line, ie further away from the horizontal central axis Cb.
  • the first section f of the third extension part 37b extending from the second electrode pad 37 is formed in a curve, and is moved away from the horizontal center axis Cb from the second electrode pad 37. Is extended. Accordingly, light emission may be made in the center upper region of the substrate 21 while alleviating the flow of current at the edge of the light emitting structure 30 on the upper surface of the substrate 21.
  • FIG. 6 is a diagram illustrating an example of configuring a light emitting diode package using a light emitting diode according to a first embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode package includes light emitting diodes 110 and 120, a lead frame 130, a package body 140, and a wire (W).
  • a plurality of light emitting diodes 110 and 120 are mounted on the lead frame 130.
  • the lead frame 130 and the plurality of light emitting diodes 110 and 120 are electrically connected to each other using a wire (W).
  • the first electrode pad 35 and the second light emitting diode 120 of the first light emitting diode 110 are connected.
  • the second electrode pads 37 of the first electrode pads 37 of the first light emitting diode 110 and the first electrode pads 35 of the second light emitting diodes 120 are respectively Electrically connect to 130.
  • the first electrode pad 35 and the second electrode pad 37 are disposed at the corners of the light emitting diode according to the first exemplary embodiment of the present invention, not at the center of the light emitting diode, the first light emitting diode 110 is disposed.
  • the first electrode pad 35 of the second light emitting diode 120 and the second electrode pad 37 of the second light emitting diode 120 are connected by the wire W, an area where the wire W covers the light emitting diodes 110 and 120 is minimized. .
  • the light emitting efficiency of the light emitting diode package can be minimized by minimizing the area of the light emitting diodes 110 and 120 covered by the wire (W). Can be maximized.
  • FIG. 7 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode according to the second exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 21, a light emitting structure 30, a first electrode pad 35, a second electrode pad 37, a first extension part 35a, and a second extension. A part 37a and the third extension part 37b are included. Since the light emitting diode according to the second embodiment of the present invention is substantially similar to the light emitting diode according to the first embodiment described above, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
  • the first electrode pad 35 is disposed on the lower left side of the substrate 21.
  • the first electrode pads 35 in this embodiment are disposed downwardly away from the first embodiment, that is, farther away from the horizontal central axis Cb.
  • Drawing a virtual line parallel to the horizontal central axis Cb of the substrate 21 while passing through the center of the first electrode pad 35 crosses the third section e of the second extension portion 37a.
  • the lowermost end of the first electrode pad 35 is disposed farther from the horizontal central axis Cb than the lowermost end of the third section e of the second extension part 37a. Therefore, drawing a virtual line parallel to the horizontal center axis Cb of the substrate 21 at the lowermost end of the first electrode pad 35 does not intersect the third section of the second extension portion 37a.
  • the first electrode pad 35 of the light emitting diode according to the second embodiment of the present invention is disposed closer to the edge side of the substrate 21, and thus the edge of the substrate 21 on which the first electrode pad 35 is disposed.
  • the light emitting area at the side may increase.
  • the electrical characteristics of the light emitting diode may be driven stably.
  • FIG. 8 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode according to the third exemplary embodiment of the present invention includes a substrate 21, a light emitting structure 30, a first electrode pad 35, a second electrode pad 37, a first extension part 35a, and a second extension. A part 37a and the third extension part 37b are included. In describing the third embodiment of the present invention, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
  • the arrangement of the first electrode pad 35 and the second electrode pad 37 is illustrated in a structure in which left and right are inverted with respect to the vertical center axis Ca with respect to the first and second embodiments.
  • the positions of the first and second electrode pads 35 and 37 of the light emitting diode may be manufactured in a form in which left and right are inverted, and thus there is no difference in driving of the light emitting diode.
  • the first electrode pad 35 of the light emitting diode according to the present embodiment is farther away from the edge side of the substrate 21 than the first embodiment, and is disposed closer to the longitudinal center axis Ca. have.
  • the first electrode pad 35 and the second electrode pad 37 are made relatively larger than in the first embodiment. Accordingly, the first section a of the first extension part 35a is shortened, the third section e of the second extension part 37a is longer, and the fourth section of the second extension part 37b is longer. In the section i, a fifth section j, which is bent toward the edge of the light emitting structure 30, is added.
  • the first electrode pad 35 has a substrate compared with the first electrode pad of the first embodiment. It is arrange
  • the distance from the center of the first electrode pad 35 to the longitudinal center axis Ca is greater than the diameter of the first electrode pad 35, but in this embodiment, the first electrode pad The distance from the center of 35 to the longitudinal center axis Ca is smaller than the diameter of the first electrode pad 35. However, the center of the first electrode pad 35 is spaced apart from the vertical central axis Ca. The separation distance from the longitudinal center axis Cb of the first electrode pad 35 may be greater than or equal to the radius of the first electrode pad 35 and smaller than the diameter. In addition, the shortest distance from the center of the first electrode pad 35 to the edge of the light emitting structure 30 may be larger than the diameter of the first electrode pad 35.
  • the length of the first section a of the first extension part 35a becomes shorter as the first electrode pad 35 approaches the vertical center axis Ca and the horizontal center axis Cb.
  • the curvature of the first section (a) may be smaller than the curvature of the first section (a) in the first embodiment.
  • the third section e of the second extension part 37a may be formed to reinforce current distribution near the edge near the first electrode pad 35. It is longer, and a curved fifth extension j is added at the end of the third extension 37b.
  • the third section e of the second extension part 37a may be longer by a constant curvature, but is not necessarily limited thereto, and the curvature may be further extended.
  • the third section e may cross the longitudinal central axis Ca.
  • the fifth section j may have the same curvature as the third section e, but is not limited thereto and may have a smaller curvature.
  • the fifth section j is bent toward the edge of the light emitting structure 30 in a direction away from the first electrode pad 35.
  • the distance from the end of the fifth section j to the light emitting structure 30 may be substantially the same as the shortest distance from the third section e to the light emitting structure 30.
  • the first electrode pad 35 has a longitudinal central axis Ca from a line connecting the ends of the third section e of the second extension part 37a and the fifth section j of the third extension part 37b. It is arranged close to the side. Thus, a line connecting the end of the second extension 37a and the end of the third extension 37b is located between the edge of the first electrode pad 37 and the substrate 21. In addition, the line connecting the ends of the third section e of the second extension 37a and the fifth section j of the third extension 37b is spaced apart from the first electrode pad 35. For example, the distance from the imaginary line connecting the third section e and the fifth section j to the center of the first electrode pad 35 may be larger than the radius of the second electrode pad 35 and smaller than the diameter. have. Further, the distance from the end of the third section (e) to the center of the first electrode pad 35 is about the same or 10% range from the end of the fifth section (j) to the center of the first electrode pad 35. It can be short within.
  • first to fourth sections f, g, h, and i of the third extension part 37b may be the same as in the first embodiment, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the length of the fourth section i may be slightly shorter than in the first embodiment.
  • the third section e of the second extension part 37a becomes longer, the distance from the second section g of the third extension part to the upper edge of the light emitting structure 30 becomes the third section e. From the bottom edge of the light emitting structure 30.
  • the curved section of the first section (f) and the third section (h) of the third extension (37b) is, for example, so that the center of the curve is on the inner side of the substrate 21, for example, the first extension ( Although the curve is formed to be the end of 35a), the curved section of the fifth section j of the third extension portion 37b is a curved section formed such that the center of the curve is on the edge side of the substrate 21.
  • the second electrode pad 37 is arranged to be external to the second extension portion 37a and the third extension portion 37b as in the first embodiment.
  • the second electrode pad 37 may have a larger size than the second electrode pad 37 of the first embodiment, so that the center of the second electrode pad 37 is at the second corner than in the first embodiment. You can get closer.
  • the second electrode pad 37 is spaced apart from the edges of the light emitting structure by a distance smaller than the radius of the second electrode pad 37. Therefore, the shortest distance from the center of the second electrode pad 37 to the edge of the light emitting structure 30 may be larger than the radius of the second electrode pad 37 and smaller than the diameter.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention.
  • the light emitting diode according to the fourth embodiment of the present invention includes a substrate 21, a light emitting structure 30, a first electrode pad 35, a second electrode pad 37, a first extension part 35a, and a second extension. A part 37a and the third extension part 37b are included. In describing the fourth embodiment of the present invention, the description of the same configuration as in the first embodiment is omitted.
  • the arrangement of the first electrode pad 35 and the second electrode pad 37 is left and right with respect to the first embodiment as in the third embodiment. Is shown as an inverted structure.
  • the first electrode pad 35 is disposed to be adjacent to the edge side of the substrate 21. Thereby, the area
  • the third extension part 37b may have a constant distance from the third extension part 37b.
  • the length of the fourth section i may be longer than in the first embodiment.
  • the length of the first section a of the first extension part 35a may be longer than in the first embodiment.
  • FIG. 10 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
  • the lighting apparatus includes a diffusion cover 1010, a light emitting device module 1020, and a body portion 1030.
  • the body portion 1030 may accommodate the light emitting device module 1020, and the diffusion cover 1010 may be disposed on the body portion 1030 to cover the upper portion of the light emitting device module 1020.
  • the body portion 1030 is not limited as long as it can receive and support the light emitting device module 1020 and supply electric power to the light emitting device module 1020.
  • the body portion 1030 may include a body case 1031, a power supply device 1033, a power case 1035, and a power connection portion 1037.
  • the power supply device 1033 is accommodated in the power case 1035 and electrically connected to the light emitting device module 1020, and may include at least one IC chip.
  • the IC chip may adjust, convert, or control the characteristics of the power supplied to the light emitting device module 1020.
  • the power case 1035 may receive and support the power supply 1033, and the power case 1035 to which the power supply 1033 is fixed may be located inside the body case 1031. .
  • the power connection unit 115 may be disposed at a lower end of the power case 1035 and may be coupled to the power case 1035. Accordingly, the power connection unit 115 may be electrically connected to the power supply device 1033 inside the power case 1035 to serve as a path through which external power may be supplied to the power supply device 1033.
  • the light emitting device module 1020 includes a substrate 1023 and a light emitting device 1021 disposed on the substrate 1023.
  • the light emitting device module 1020 may be disposed on the body case 1031 and electrically connected to the power supply device 1033.
  • the substrate 1023 is not limited as long as it can support the light emitting device 1021.
  • the substrate 1023 may be a printed circuit board including wiring.
  • the substrate 1023 may have a shape corresponding to the fixing portion of the upper portion of the body case 1031 so as to be stably fixed to the body case 1031.
  • the light emitting device 1021 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the diffusion cover 1010 may be disposed on the light emitting device 1021, and may be fixed to the body case 1031 to cover the light emitting device 1021.
  • the diffusion cover 1010 may have a translucent material and may adjust the directivity of the lighting device by adjusting the shape and the light transmittance of the diffusion cover 1010. Therefore, the diffusion cover 1010 may be modified in various forms according to the purpose of use of the lighting device and the application aspect.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention is applied to a display device.
  • the display device includes a display panel 2110, a backlight unit BLU1 that provides light to the display panel 2110, and a panel guide 2100 that supports a lower edge of the display panel 2110.
  • the display panel 2110 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
  • a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at the edge of the display panel 2110.
  • the gate driving PCBs 2112 and 2113 may be formed on the thin film transistor substrate without being configured in a separate PCB.
  • the backlight unit BLU1 includes a light source module including at least one substrate 2150 and a plurality of light emitting devices 2160.
  • the backlight unit BLU1 may further include a bottom cover 2180, a reflective sheet 2170, a diffusion plate 2131, and optical sheets 2130.
  • the bottom cover 2180 may be opened upward to accommodate the substrate 2150, the light emitting device 2160, the reflective sheet 2170, the diffusion plate 2131, and the optical sheets 2130.
  • the bottom cover 2180 may be combined with the panel guide 2100.
  • the substrate 2150 may be disposed under the reflective sheet 2170 and may be disposed in a form surrounded by the reflective sheet 2170.
  • the present invention is not limited thereto, and when the reflective material is coated on the surface, the reflective material may be positioned on the reflective sheet 2170.
  • the substrate 2150 may be formed in plural, and the plurality of substrates 2150 may be arranged side by side, but the present invention is not limited thereto and may be formed of a single substrate 2150.
  • the light emitting device 2160 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the light emitting devices 2160 may be regularly arranged on the substrate 2150 in a predetermined pattern.
  • a lens 2210 may be disposed on each light emitting device 2160 to improve uniformity of light emitted from the plurality of light emitting devices 2160.
  • the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130 are positioned on the light emitting device 2160. Light emitted from the light emitting device 2160 may be supplied to the display panel 2110 in the form of a surface light source through the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130.
  • the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the direct type display device as the present embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment is applied to a display device.
  • the display device including the backlight unit includes a display panel 3210 on which an image is displayed and a backlight unit BLU2 disposed on a rear surface of the display panel 3210 to irradiate light.
  • the display device includes a frame 240 that supports the display panel 3210 and accommodates the backlight unit BLU2, and covers 3240 and 3280 that surround the display panel 3210.
  • the display panel 3210 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
  • a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at an edge of the display panel 3210.
  • the gate driving PCB is not configured in a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
  • the display panel 3210 may be fixed by covers 3240 and 3280 positioned at upper and lower portions thereof, and the cover 3280 positioned at lower portions thereof may be coupled to the backlight unit BLU2.
  • the backlight unit BLU2 that provides light to the display panel 3210 is positioned in parallel with the light source module disposed on one side of the lower cover 3270, a portion of the lower cover 3270, and the light source module. And a light guide plate 3250 for converting point light into surface light.
  • the backlight unit BLU2 according to the present exemplary embodiment is disposed on the light guide plate 3250 and is disposed below the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230 for diffusing and condensing light.
  • a reflective sheet 3260 may be further included to reflect the light toward the display panel 3210.
  • the light source module includes a substrate 3220 and a plurality of light emitting devices 3110 spaced apart from each other by a predetermined interval on one surface of the substrate 3220.
  • the substrate 3220 is not limited as long as it supports the light emitting device 3110 and is electrically connected to the light emitting device 3110.
  • the substrate 3220 may be a printed circuit board.
  • the light emitting device 3110 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above. Light emitted from the light source module is incident to the light guide plate 3250 and is supplied to the display panel 3210 through the optical sheets 3230. Through the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230, the point light sources emitted from the light emitting devices 3110 may be transformed into surface light sources.
  • the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the edge type display device as the present embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
  • the head lamp includes a lamp body 4070, a substrate 4020, a light emitting device 4010, and a cover lens 4050. Furthermore, the head lamp may further include a heat dissipation unit 4030, a support rack 4060, and a connection member 4040.
  • the substrate 4020 is fixed by the support rack 4060 and spaced apart from the lamp body 4070.
  • the substrate 4020 is not limited as long as it is a substrate capable of supporting the light emitting device 4010.
  • the substrate 4020 may be a substrate having a conductive pattern such as a printed circuit board.
  • the light emitting device 4010 is positioned on the substrate 4020 and may be supported and fixed by the substrate 4020.
  • the light emitting device 4010 may be electrically connected to an external power source through the conductive pattern of the substrate 4020.
  • the light emitting device 4010 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above.
  • the cover lens 4050 is positioned on a path along which light emitted from the light emitting element 4010 travels.
  • the cover lens 4050 may be disposed spaced apart from the light emitting element 4010 by the connecting member 4040, and may be disposed in a direction to provide light emitted from the light emitting element 4010. Can be.
  • the connection member 4040 may fix the cover lens 4050 with the substrate 4020 and may be disposed to surround the light emitting device 4010 to serve as a light guide for providing the light emitting path 4045.
  • connection member 4040 may be formed of a light reflective material or coated with a light reflective material.
  • the heat dissipation unit 4030 may include a heat dissipation fin 4031 and / or a heat dissipation fan 4033, and emits heat generated when the light emitting device 4010 is driven to the outside.
  • the light emitting device may be applied to the head lamp, in particular, a vehicle head lamp as in the present embodiment.

Landscapes

  • Led Devices (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는, 일 방향으로 기다란 직사각형 형상을 가지는 기판; 상기 기판 상에 위치하고, 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 통해 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 가지는 발광구조체; 상기 개구부 내에서 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 기판의 제1 모서리에 더 가깝게 배치된 제1 전극 패드; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 모서리와 대향된 상기 기판의 제2 모서리에 상대적으로 가깝게 배치된 제2 전극 패드; 상기 제1 전극 패드에서 연장하는 제1 연장부; 및 상기 제2 전극 패드에서 상기 제1 연장부의 양측으로 연장하는 제2 연장부 및 제3 연장부를 포함하며, 상기 제2 연장부의 단부와 제3 연장부의 단부를 잇는 가상의 선이 상기 제1 전극 패드와 상기 제1 모서리 사이에 위치한다.

Description

발광 다이오드
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전류분산을 위한 전극 연장부들을 가지는 발광 다이오드에 관한 것이다.
질화갈륨(GaN) 계열의 발광 다이오드는 천연색 LED 표시소자, LED 교통 신호기, 백색 LED 등 다양한 방면에 응용되어 사용되고 있다.
질화갈륨 계열의 발광 다이오드는 일반적으로 사파이어와 같은 기판 상에 에피층들을 성장시켜 형성되고, n형 반도체층, p형 반도체층 및 이들 사이에 개재된 활성층을 포함한다. 그리고 n형 반도체층 상에 n형 전극 패드가 형성되고, p형 반도체층 상에 p형 전극 패드가 형성된다. 발광 다이오드는 상기와 같은 전극 패드들을 통해 외부 전원과 전기적으로 연결되어 구동된다. 이때, 전류는 p형 전극 패드에서 반도체층들을 거쳐 n형 전극 패드로 흐른다.
일반적으로 p형 반도체층은 높은 비저항을 가지므로, p형 반도체층 내에서 전류가 고르게 분산되지 못한다. 이에 따라, p형 전극 패드가 형성된 부분에 전류가 집중되거나, 또한 발광 다이오드의 내부 영역이 아니라 모서리나 가장자리를 통해 발광 다이오드의 측면으로 전류가 집중되는 문제가 있다. 이러한 전류 집중 현상은 발광영역의 감소로 이어지고, 결과적으로 발광효율을 떨어뜨린다. 그에 따라 p형 반도체층 상에 비저항이 낮은 투명전극층을 형성하여 전류분산을 도모하는 기술이 사용된다. p형 전극 패드에서 유입된 전류가 비저항이 상대적으로 낮은 투명전극층에서 분산되어 p형 반도체층으로 유입되기 때문에 발광 다이오드의 발광영역을 넓일 수 있다.
하지만, 투명전극층은 광을 흡수하기 때문에 그 두께가 제한되고, 그에 따라 전류를 분산시키는데 한계가 있다. 특히, 약 1mm 이상의 대면적을 가지는 발광 다이오드는 고출력을 얻기 위해 주로 사용되는데, 이러한 대면적의 발광 다이오드에서 투명전극층을 이용한 전류분산은 한계가 있다.
또한, 전류는 반도체층들을 통해 n형 전극 패드로 빠져나가는데, 이에 따라 n형 반도체층에서 n형 전극 패드가 형성된 부분에 전류가 집중되기 쉽다. 이는 반도체층 내에 흐르는 전류가 n형 전극 패드가 형성된 영역 근처에 집중되는 것을 의미한다. 따라서 n형 반도체층 내의 전류 집중을 개선할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드의 발광 면적이 감소하는 것을 줄이면서 전류를 고르게 분산시킬 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 발광 다이오드의 모서리나 가장자리를 통해 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있는 발광 다이오드를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는, 일 방향으로 기다란 직사각형 형상을 가지는 기판; 상기 기판 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 활성층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 통해 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 가지는 발광구조체; 상기 개구부 내에서 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 기판의 다른 모서리들에 비해 상기 기판의 제1 모서리에 더 가깝게 배치된 제1 전극 패드; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 모서리와 대향된 상기 기판의 제2 모서리에 상대적으로 가깝게 배치된 제2 전극 패드; 상기 제1 전극 패드에서 연장하는 제1 연장부; 및 상기 제2 전극 패드에서 상기 제1 연장부의 양측으로 연장하는 제2 연장부 및 제3 연장부를 포함한다. 나아가, 상기 개구부는 상기 제1 도전형 반도체층 및 활성층으로 둘러싸이고, 상기 제2 연장부의 단부와 제3 연장부의 단부를 잇는 가상의 선이 상기 제1 전극 패드와 상기 제1 모서리 사이에 위치한다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 제1 및 제2 전극 패드를 기판의 대각 위치에 서로 대향하도록 배치하여 기판의 모서리 측에서 발광되지 않는 영역을 줄여 발광 다이오드의 발광 효율을 높일 수 있다. 또한, 제1 전극 패드를 발광 구조체의 측면들로부터 이격시켜 배치함으로써 발광 구조체의 측면이나 모서리에 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에서와 같이, 제1 및 제2 전극 패드를 배치함으로써, 발광 다이오드 패키지에서 둘 이상의 발광 다이오드를 와이어본딩을 이용하여 실장하는 것이 용이하며, 본딩 와이어에 의해 발광 영역이 차폐되는 구간을 최소화하여 발광 다이오드 패키지의 광효율을 극대화할 수 있다.
나아가, 제1 연장부, 제2 연장부 및 제3 연장부이 배치를 조절함으로써 발광 구조체의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시킬 수 있다. 더욱이, 제1 연장부가 제2 연장부와 제3 연장부 사이에 한정되어 배치됨으로써 제1 연장부 형성을 위한 영역을 최소화할 수 있어서, 발광 영역의 손실을 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 절취선 I-I'를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 제2 전극 패드를 도시한 도면이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 발광 영역 및 연장부들의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 패드들의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용하여 발광 다이오드 패키지를 구성한 예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고, 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는, 일 방향으로 기다란 직사각형 형상을 가지는 기판; 상기 기판 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 활성층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 통해 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 가지는 발광구조체; 상기 개구부 내에서 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 기판의 다른 모서리들에 비해 상기 기판의 제1 모서리에 상대적으로 더 가깝게 배치된 제1 전극 패드; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 모서리와 대향된 상기 기판의 제2 모서리에 상대적으로 가깝게 배치된 제2 전극 패드; 상기 제1 전극 패드에서 연장하는 제1 연장부; 및 상기 제2 전극 패드에서 상기 제1 연장부의 양측으로 연장하는 제2 연장부 및 제3 연장부를 포함한다. 나아가, 상기 개구부는 상기 제1 도전형 반도체층 및 활성층으로 둘러싸이고, 상기 제2 연장부의 단부와 제3 연장부의 단부를 잇는 가상의 선이 상기 제1 전극 패드와 상기 제1 모서리 사이에 위치할 수 있다.
제1 전극 패드는 발광 구조체의 양측 가장자리로부터 이격되며 따라서 발광 구조체의 모서리나 측면에 전류가 집중되는 것을 방지 또는 완화할 수 있다. 더욱이, 제1 전극 패드를 제2 연장부 및 제3 연장부 사이의 영역에 배치함으로써 모서리에 전류가 집중되는 것을 더욱 완화할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제1 전극 패드의 중심으로부터 상기 가상의 선까지의 거리는 상기 제1 전극 패드의 반경보다 크고 직경보다 작을 수 있다. 제1 전극 패드의 위치를 상기 범위 내에서 제어함으로써 상기 제1 모서리 근처에서의 발광 영역 감소를 줄일 수 있다.
한편, 상기 제1 전극 패드의 중심은 상기 발광 구조체의 세로 중심축으로부터 떨어지며, 상기 제1 전극 패드의 중심으로부터 상기 세로 중심축까지의 거리는 상기 제1 전극 패드의 직경보다 작고, 반경보다 크거나 같을 수 있다.
한편, 상기 제1 연장부는 곡선 구간 및 직선 구간을 포함할 수 있다. 상기 곡선 구간은 상기 제1 전극 패드와 상기 직선 구간을 연결하며, 상기 직선 구간은 상기 기판의 기다란 길이 방향으로 연장한다. 특히, 상기 제1 연장부의 직선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축 상에 위치할 수 있다. 또한, 상기 제1 연장부의 곡선 구간은 상기 제1 전극 패드로부터 멀어질수록 상기 발광 구조체의 가로 중심축에 가까워질 수 있다.
상기 제1 연장부의 직선 구간은 상기 발광 구조체의 상단 가장자리를 향해 연장하되, 상기 제1 연장부의 직선 구간의 단부로부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 양측 가장자리까지의 거리보다 작거나 같을 수 있다. 제1 연장부의 단부가 제1 전극 패드로부터 가장 멀리 떨어져 위치하므로, 제1 연장부의 단부를 발광 구조체의 상단 가장자리로부터 멀리 배치하면, 발광 구조체의 상단 가장자리 근처에서 전류가 적게 흐를 수 있다. 이를 방지하기 위해, 상기 제1 연장부의 직선 구간의 단부로부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리를 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 양측 가장자리까지의 거리보다 작게 하는 것이 유리하다.
또한, 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부까지의 최단 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 제3 연장부까지의 최단 거리와 동일할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 제2 연장부는 상기 제2 전극 패드로부터 차례로 제1 곡선 구간, 직선 구간 및 제2 곡선 구간을 포함할 수 있다. 상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간은 일정한 곡률을 가지며 상기 발광 구조체의 세로 중심축으로부터 멀어지는 쪽으로 연장하고, 상기 제2 연장부의 직선 구간은 상기 제1 연장부의 직선 구간과 평행하고, 상기 제3 연장부의 제2 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축을 지날 수 있다.
나아가, 상기 제3 연장부는 제2 전극 패드로부터 차례로 제1 곡선 구간, 제1 직선 구간, 제2 곡선 구간, 제2 직선 구간 및 제3 곡선 구간을 포함할 수 있다. 상기 제1 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축으로부터 멀어지도록 제2 전극 패드로부터 연장하고, 상기 제1 직선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축과 평행하며, 상기 발광 구조체의 세로 중심축을 가로 지르고, 상기 제2 곡선 구간은 상기 제1 곡선 구간과 동일한 곡률을 갖고 상기 가로 중심축에 가까워지도록 상기 제1 직선 구간으로부터 연장하고, 상기 제2 직선 구간은 상기 제1 연장부의 직선 구간과 평행하고, 상기 제3 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축 및 세로 중심축으로부터 멀어지도록 굴곡질 수 있다.
한편, 상기 제2 전극 패드는 상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간과 상기 제3 연장부의 제1 곡선 구간에 외접하도록 배치될 수 있다. 이에 따라, 제1 연장부와 제2 연장부 및 제3 연장부 사이의 거리를 제어하기 용이하다.
상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간과 상기 제3 연장부의 제1 곡선 구간은 동일한 곡률로 연속적일 수 있다. 나아가, 상기 제2 연장부의 제2 곡선 구간과 제3 연장부의 제1 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축에 대해 상기 제3 연장부의 제2 곡선구간에 대칭일 수 있다.
상기 제1 연장부는 제1 전극 패드로부터 연장하는 곡선 구간 및 상기 곡선 구간으로부터 연장하는 직선 구간을 포함하고, 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부의 직선 구간까지의 최단 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제3 연장부의 제2 직선 구간까지의 최단 거리와 같을 수 있다.
상기 제2 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 일측 가장자리까지의 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부의 직선 구간까지의 최단 거리의 1/2보다 크고 3/4보다 작을 수 있다.
제2 연장부 및 제3 연장부의 직선 구간들로부터 상기 발광 구조체의 가장자리까지의 거리를 상기 범위로 조절함으로써, 발광 구조체의 측면에 전류가 집중되는 것을 방지하면서 발광 구조체의 넓은 영역에 걸쳐 고르게 전류를 분산시킬 수 있다.
한편, 상기 제3 연장부의 제2 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리는 상기 제2 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 일측 가장자리까지의 거리보다 작을 수 있다. 상기 발광 구조체의 상단 가장자리는 제1 전극 패드로부터 멀리 떨어져 있기 때문에 제3 연장부를 발광 구조체의 일측 가장자리보다 상단 가장자리에 더 가깝게 배치하여 발광 구조체의 상단 가장자리 근처에서의 전류 분산을 도모할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 제3 연장부의 제2 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리는 상기 제2 연장부의 제2 곡선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 하단 가장자리까지의 거리보다 클 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드는 상기 발광 구조체를 덮는 투명 전극층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 전극 패드, 상기 제2 연장부 및 제3 연장부는 상기 투명 구조체 상에 배치될 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드는 상기 제2 전극 패드, 상기 제2 연장부 및 상기 제3 연장부 하부에서 상기 투명 전극층과 상기 발광 구조체 사이에 배치된 전류 블록층을 더 포함할 수 있다. 상기 전류 블록층은 상기 제2 전극 패드, 제2 연장부 및 제3 연장부로부터 상기 투명 전극층을 통해 발광 구조체로 수직하게 흐르는 것을 방해하여 전류를 더욱 분산시킨다.
나아가, 상기 제1 전극 패드 하부에 배치된 전류 블록층은 상기 발광 구조체를 노출시키는 개구부를 포함하고, 상기 제2 전극 패드의 일부는 상기 제2 도전형 반도체층에 접촉할 수 있다. 이에 따라, 제2 전극 패드의 접착력을 향상시키고, 제2 전극 패드와 투명 전극층의 접촉 면적을 증가시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 절취선 I-I'를 따라 취해진 단면도이다. 그리고 도 3의 (b)는 제2 전극 패드에 대해 설명하기 위해 도 1의 절취선 II-II'를 따라 취해진 단면도이며, 도 3의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 제2 전극 패드를 확대한 도면이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드는 기판(21), 발광구조체(30), 제1 전극 패드(35), 제2 전극 패드(37), 제1 연장부(35a), 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)를 포함한다. 여기서, 제1 연장부(35a)는 제1 전극 패드(35)에서 연장되고, 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)는 제2 전극 패드(37)에서 연장된다.
기판(21)은 특별히 한정되지 않으며, 사파이어 기판일 수 있다. 특히, 상기 기판(21)은 패터닝된 사파이어 기판일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 기판(21)은 직사각형상으로 형성될 수 있지만, 이에 한정되지 않는다.
발광구조체(30)는 기판(21) 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다. 제1 도전형 반도체층(23)은 n형 반도체층일 수 있고, 제2 도전형 반도체층(27)은 p형 반도체층일 수 있으나, 서로 반대로 도전된 반도체층일 수도 있다. 그리고 제1 도전형 반도체층(23)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 활성층(25)이 개재된다.
제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 질화갈륨 계열의 화합물 반도체 물질, 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있다. 활성층(25)은 요구되는 파장의 빛을 방출할 수 있도록 조성 원소 및 조성비가 결정될 수 있고, 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 활성층(25)에 비해 밴드갭이 큰 물질로 형성될 수 있다.
또한, 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 단일층으로 형성될 수 있으며, 다중층으로 형성될 수도 있다. 또한, 활성층(25)은 단일 양자웰 또는 다중 양자웰 구조를 가질 수 있다. 또한, 도면에 도시하지 않았으나, 기판(21)과 제1 도전형 반도체층(23) 사이에 버퍼층이 개재될 수 있다.
발광구조체(30)는 MOCVD 또는 MBE 기술을 사용하여 형성될 수 있고, 사진 및 식각 공정을 사용하여 제1 도전형 반도체층(23)의 영역이 일부 노출될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(23)이 노출될 수 있도록 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)을 관통하여 개구부(op)가 형성될 수 있다. 이때, 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 개구부(op)는 제1 연장부(35a)를 따라 선형으로 배열된다. 상기 개구부(op)는 제1 전극 패드(35) 및 제1 연장부(35a)가 형성될 영역을 정의한다. 상기 개구부(op)는 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)으로 둘러싸인다.
그리고 제2 도전형 반도체층(27) 상에 투명전극층(31)이 위치할 수 있다. 투명전극층(31)은 ITO와 같은 투명 산화물이나 ZnO, Al2O3 등의 메탈산화물로 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다. 투명전극층(31)은 제2 도전형 반도체층(27)과 오믹 컨택된다. 즉, 투명전극층(31)은 제2 도전형 반도체층(27)과 전기적으로 접촉되고, 발광 다이오드의 넓은 영역에 걸쳐 전류를 분산시키는 역할을 한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)는 투명전극층(31) 상에 위치할 수 있으며, 각각 제2 전극 패드(37)에서부터 연장된다. 제2 전극 패드(37), 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)는 투명전극층(31)에 각각 전기적으로 접속된다.
그리고 제1 연장부(35a)는 개구부(op)를 통해 노출된 제1 도전형 반도체층(23)에 콘택되어 전기적으로 연결된다.
절연층(33)은 투명전극층(31)을 덮으며, 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)가 투명전극층(31)과 접속되기 위한 영역에 투명 전극층(31)을 노출시키는 홀(h)이 형성될 수 있다. 그리고 제1 도전형 반도체층(23)이 노출된 개구부(op)의 측면에서 투명전극층(31), 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)을 덮을 수 있다. 그에 따라 제1 연장부(35a)가 개구부(op)에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상에 형성될 때, 제1 연장부(35a)가 투명전극층(31), 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)에 전기적으로 연결되는 것을 방지한다.
전류차단층(29)은 투명전극층(31)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 개재될 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 전류차단층(29)은 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b) 아래에 제한적으로 위치할 수 있고, 제2 전극 패드(37) 아래에도 제한적으로 위치할 수 있다. 또한, 전류차단층(29)은 절연물질로 형성되어 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)에서 투명 전극층(31)을 통해 제2 도전형 반도체층(27)으로 수직하게 전류가 흐르는 것을 차단할 수 있다. 그에 따라 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b) 주위에서 전류가 집중되는 것을 완화하여 전류 분산 성능을 강화할 수 있다.
한편, 제2 전극 패드(37)는, 도 3의 (a) 및 (b)에 도시된 바와 같이, 투명전극층(31) 상에 형성될 수 있으며, 일부는 제2 도전형 반도체층(27)에 접촉할 수 있다. 또한, 제2 전극 패드(37)의 하부 및 투명 전극층(31) 하부에 다수의 전류차단층(29)이 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 전류 차단층(29)은, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 링 형상으로 바깥 부분에 위치하는 전류 차단층 및 그것에 의해 둘러싸인 영역 내에 위치하는 중앙부 전류 차단층을 포함할 수 있다. 다수의 전류차단층(29)이 이격된 상태로 배치됨에 따라 다수의 전류차단층(29) 사이에 형성된 공간은 개방될 수 있고, 개방된 공간은 제2 전극 패드(37)에 의해 채워질 수 있다. 그에 따라 제2 전극 패드(37)는 제2 도전형 반도체층(27)과 접촉될 수 있다. 한편, 중앙부에 배치된 전류 차단층의 폭은 링 형상의 바깥쪽 전류 차단층의 내부와 외부 사이의 폭보다 더 클 수 있다. 중앙부에 배치된 전류 차단층을 상대적으로 넓게 함으로써, 제2 전극 패드(37) 하부에 전류가 집중되는 것을 완화할 수 있다.
또한, 다수의 전류차단층(29) 상에 투명전극층(31)이 형성될 수 있는데, 본 발명의 제1 실시예에서 투명전극층(31)은 다수의 전류차단층(29) 각각을 덮도록 형성될 수 있다. 따라서, 투명 전극층(31)이 전류 차단층(29) 사이에 노출된 제1 도전형 반도체층(27)에 접촉하는 영역을 줄여 전류 집중을 방지할 수 있다. 또한, 제2 전극 패드(37)가 다수의 전류차단층(29)을 덮는 투명전극층(31)과 접촉하는 면적이 넓어질 수 있다.한편, 도 3(b)에 도시된 바와 같이, 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)는 서로 연결된 형태로 제2 전극 패드(37)에서 연장될 수 있다. 즉, 제2 연장부(37a)를 동일한 곡률로 연장하면 제3 연장부(37b)에 이어질 수 있다. 한편, 제2 전극 패드(37)는 제2 연장부(37a)와 제2 연장부(37b)가 이어지는 선의 바깥쪽에 배치된다. 달리 말하면, 제2 연장부(37a)와 제3 연장부(37b)를 연결하는 선 제2 전극 패드(37)에 외접한다.
다시 도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서 제1 전극 패드(35)는 발광 구조체(30)의 개구부(op) 내에서 제1 도전형 반도체층(23) 상에 배치된다. 또한, 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 가장자리나 모서리로부터 떨어져 배치된다. 나아가, 제1 전극 패드(35)의 중심은 세로 중심축(Ca)이나 가로 중심축(Cb)으로부터 떨어져 배치된다. 예를 들어, 도 1의 도면에서 제1 전극 패드(35)는 직사각형의 기판(21)의 세로 중심축(Ca)을 기준으로 좌측에 위치하고, 가로 중심축(Cb)을 기준으로 하단에 위치한다. 본 명세서에 있어서, "세로 방향"은 기판(21)의 기다란 길이 방향을 나타내고, "가로 방향"은 기판(21)의 기다란 길이 방향을 가로 지르는 직교 방향을 나타낸다. 또한, 세로 중심축(Ca)은 세로 방향으로 기판의 중심(또는 발광 구조체의 중심)을 지나는 축을 의미하고, 가로 중심축(Cb)은 가로 방향으로 기판의 중심(발광 구조체의 중심)을 지나는 축을 의미한다. 본 명세서에서, 기판의 중심과 발광 구조체의 중심이 일치하는 것으로 설명하지만, 이들이 불일치할 경우, 상기 세로 중심축 및 가로 중심축은 기판보다는 발광 구조체를 기준으로 한다.
한편, 제1 전극 패드(35)는 되도록 기판(21)의 좌하단 모서리 측에 가깝게 배치될 수 있다. 제1 전극 패드(35)의 중심으로부터 세로 중심축(Ca)까지의 거리는 제1 전극 패드(35)의 직경보다 크며, 나아가, 제1 전극 패드(35)의 직경의 2배 가까이 될 수 있다. 그에 따라 기판(21)의 모서리 근처에도 전류를 공급할 수 있어, 발광 영역을 최대화할 수 있다. 다만, 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 모서리나 가장자리로부터 이격되며 따라서 기판(21)의 모서리나 가장자리 근처에서 발광 구조체(30)의 측면을 따라 전류가 집중되는 것을 줄일 수 있다. 제1 전극 패드(35)의 중심으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 거리는 적어도 제1 전극 패드(35)의 직경보다 클 수 있다.
또한, 제2 전극 패드(37)는 도 1의 도면에서 직사각형의 기판(21)의 세로 중심축(C)을 기준으로 우측에 위치하고, 가로 중심축(Cb)을 기준으로 상단에 위치한다. 이때, 제2 전극 패드(37)는 되도록 기판(21)의 우상단 모서리 측에 가깝게 배치될 수 있다. 다만, 도 1에 도시한 바와 같이, 발광 구조체(30)의 측면을 따라 전류가 집중되는 것을 방지하기 위해, 제2 전극 패드(37)는 발광 구조체(30)의 측면이나 모서리로부터 떨어져 배치된다. 예를 들어, 제2 전극 패드(37)는 적어도 제2 전극 패드(37)의 직경에 상당하는 거리만큼 발광 구조체(30)의 측면으로부터 떨어질 수 있다.
한편, 제1 전극 패드(35)와 제2 전극 패드(37)는 기판(21)의 대향된 모서리 측에 각각 배치되어 기판(21)의 모서리 측에서도 발광이 잘 이루어질 수 있도록 한다.도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 발광 영역 및 연장부들의 형상을 설명하기 위한 도면이다.
제1 연장부(35a)는 대체로 기판(21)의 세로 중심축(Ca)을 따라 연장된다. 제1 전극 패드(35)가 세로 중심축(Ca)으로부터 떨어져 있으므로, 제1 연장부(35a)는 제1 전극 패드(35)에서 기판(21)의 세로 중심축(Ca)을 향해 연장되는 제1 구간(a)을 포함하며, 상기 제1 구간(a)의 단부에서 제2 구간(b)이 세로 중심축(Ca)을 따라 연장된다. 이때, 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)은 일정 곡률을 가지는 곡선의 형태로 제1 전극 패드(35)로부터 세로 중심축(Ca)까지 연장될 수 있고, 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b)은 직선의 형상으로 연장될 수 있다. 따라서, 제1 구간(a)은 곡선 구간, 제2 구간(b)은 직선 구간이 된다. 제1 구간(a)은 제1 전극 패드(35)로부터 멀어짐에 따라 가로 중심축(Cb)에 가까워지도록 세로 중심축(Ca)으로 연장될 수 있다. 한편, 제1 연장부(35a)의 단부는 세로 중심축(Ca)를 따라 발광 구조체(30)의 상단 가장자리측으로 연장한다. 제1 연장부(35a)의 단부로부터 발광 구조체(30)의 상단 가장자리까지의 거리는 제1 연장부(35a)의 2 구간(b)으로부터 발광 구조체(30)의 양측 가장자리에 이르는 거리보다 작거나 같을 수 있다. 제1 연장부(35a)의 단부를 발광 구조체(30)의 가장자리보다 상단 가장자리에 가깝게 배치함으로써 제1 전극 패드(35)로부터 멀리 떨어진 영역에서의 전류 분산을 도울 수 있다.
제2 연장부(37a)는 제2 전극 패드(37)에서 기판(21)의 세로 방향인 길이 방향으로 연장되어 형성된다. 제2 연장부(37a)는 제2 전극 패드(37)에서 곡선으로 형성된 제1 구간(c)을 거쳐 직선의 제2 구간(d)로 연장되고, 다시 곡선으로 형성된 제3 구간(e)로 연장된다. 이때, 제2 연장부(37a)의 직선 구간인 제2 구간(d)은 제1 연장부(35a)의 직선 구간인 제2 구간(b)과 평행할 수 있다. 또한, 제3 구간(e)은 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)과 대략 동일한 곡률을 갖는 곡선일 수 있다. 따라서, 제1 연장부의 제1 구간(a)과 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e) 사이의 거리, 및 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b)과 제2 연장부(37a)의 제2 구간(d) 사이의 거리를 일정하게 조정할 수 있다. 한편, 제2 연장부(37a)의 제1 구간(c)은 제1 연장부(35a)의 단부로부터 제2 연장부(37a)의 제1 구간(c)의 각 지점에 이르는 거리가 대체로 동일하도록 굴곡질 수 있다. 제1 연장부(35a)의 단부로부터 제1 구간(c)의 각 지점에 이르는 거리는 제1 연장부(35a)로부터 제2 구간(d)에 이르는 최단거리보다 약간 길 수 있다.
또한, 제3 연장부(37b)는 제2 전극 패드(37)에서 기판(21)의 세로 중심축(Ca)을 가로 질러 가로 방향으로 연장된 다음 다시 세로 방향인 길이 방향으로 연장된다. 예를 들어, 제3 연장부(37b)는 제2 전극 패드(37)에서 곡선으로 연장된 제1 구간(f)을 거쳐 가로 중심축(Cb)에 평행한 직선의 제2 구간(g), 곡선의 제3 구간(h) 및 세로 중심축(Ca)에 평행한 직선의 제4 구간(i)을 포함할 수 있다.
상기 제1 구간(f)은 제2 연장부(37a)의 제1 구간(c)과 동일한 곡률로 형성될 수 있으며, 제2 구간(g)은 세로 중심축(Ca)을 가로 지른다. 또한, 제3 구간(h)는 제1 구간(f)과 동일한 곡률로 형성될 수 있다.
상기와 같이, 제1 내지 제3 연장부(35a, 37a, 37b)가 직선 및 곡선의 형상으로 형성되는 것은 제1 연장부(35a)와 제2 및 제3 연장부(37a, 37b) 사이의 거리가 대체로 일정하게 형성하기 위함이다. 즉, 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b) 및 제2 연장부(37a)의 제2 구간(d) 사이의 거리와 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b) 및 제3 연장부(37b)의 제4 구간(i) 사이의 거리가 거의 동일하게 형성된다. 그리고 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b) 끝단에서 제2 연장부(37a)의 제1 구간(c)까지의 이격된 거리가 제3 연장부(37b)의 제1 및 제3구간(f, h)까지의 이격 거리와 거의 동일하게 형성된다. 또한, 제2 연장부(37a)의 제4 구간(i)의 끝단에서 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)까지의 거리가 거의 동일하게 형성되고, 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)과 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)까지의 거리가 거의 동일하게 형성된다. 한편, 제3 연장부(37b)의 제2 구간(g)은 직선 형상으로 형성되므로, 제1 연장부(35a)의 단부에서 제2 구간(g)에 이르는 거리는 위치에 따라 다르다. 다만, 제1 연장부(35a)의 단부에서 제2 구간(g)에 이르는 최단 거리는 제1 연장부(35a)와 제2 연장부(37a)의 제2 구간(d)까지의 거리와 대략 동일할 수 있다.
한편, 제2 연장부(37a)의 제2 구간(d)으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 거리는 제3 연장부(37b)의 제4 구간(i)으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 거리와 대체로 동일하다. 이들 거리는, 제1 연장부(35a)의 제2 구간(b)으로부터 제2 구간(d) 또는 제4 구간(i)에 이르는 거리의 1/2보다 크고 3/4보다 작을 수 있으며, 대략 2/3일 수 있다. 다만, 제2 연장부(37a)의 제2 구간(d)으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 거리 및 제3 연장부(37b)의 제4 구간(i)으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 거리는 제3 연장부(37b)의 제2 구간(g)로부터 발광 구조체(30)의 상단 가장자리까지의 거리보다 크다.
제2 전극 패드(37)를 통해 유입된 전류는 제1 내지 제3 연장부(35a, 37a, 37b)에 의해 발광 구조체(30)에 고르게 분산된 후 제1 전극 패드(35)로 흐를 수 있다.
도 5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 패드들(35, 37)의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제2 전극 패드(37)의 중심을 기준으로 기판(21)의 세로 중심축(Ca)과 가로 중심축(Cb)에 평행한 가상의 선, 제1 전극 패드(35)의 중심을 기준으로 기판(21)의 세로 중심축(Ca)과 평행한 가상의 선 및 제1 전극 패드(35)의 최하단에서 기판(21)의 가로 중심축과(Cb) 평행한 가상의 선이 각각 도시되어 있다.
본 발명의 제1 실시예에서 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 좌측하단의 모서리 측에 배치되더라도 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)의 단부 보다 가로 중심축(Cb)쪽에 가깝게 배치된다. 나아가, 제1 전극 패드(35)는 제1 전극 패드(35) 상의 임의의 지점을 지나면서 기판(21)의 가로 중심축(Cb)과 평행한 선이 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)과 교차하도록 배치된다. 그에 따라 제1 및 제2 전극 패드(35, 37)가 배치되지 않은 기판(21)의 우측 하단에서도 최대한 발광되는 영역을 확장할 수 있다.
또한, 제3 연장부(37b)의 첫 번째 직선 구간인 제2 구간(g)은 제2 전극 패드(37)의 중심을 지나고 기판(21)의 가로 중심축(Cb)과 평행하게 그은 가상의 선보다 위쪽에 즉, 가로 중심축(Cb)으로부터 더 멀리 배치된다. 이를 위해 제2 전극 패드(37)에서 연장된 제3 연장부(37b)의 제1 구간(f)이 곡선으로 형성되며, 제2 전극 패드(37)로부터 가로 중심축(Cb)으로부터 멀어지는 방향으로 연장된다. 그에 따라 기판(21) 상단의 발광 구조체(30)의 가장자리에서 전류가 흐르는 것을 완화하면서 기판(21)의 중앙 상단 영역에서 최대한 발광이 이루어질 수 있다.
도 6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용하여 발광 다이오드 패키지를 구성한 예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 발광 다이오드 패키지는, 발광 다이오드(110, 120), 리드프레임(130), 패키지본체(140) 및 와이어(W)를 포함한다. 리드프레임(130)이 패키지본체에 의해 패키징된 상태에서 다수 개의 발광 다이오드(110, 120)가 리드프레임(130) 상에 실장된다. 그리고 리드프레임(130)과 다수의 발광 다이오드(110, 120)를 와이어(W)를 이용하여 서로 전기적으로 연결한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 둘 이상의 발광 다이오드(110, 120)를 와이어(W)를 통해 직렬 연결하기 위해서는 제1 발광 다이오드(110)의 제1 전극 패드(35)와 제2 발광 다이오드(120)의 제2 전극 패드(37)를 와이어로 연결하고, 제1 발광 다이오드(110)의 제2 전극 패드(37)와 제2 발광 다이오드(120)의 제1 전극 패드(35)는 각각 리드프레임(130)에 전기적으로 연결한다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드에 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(37)가 발광 다이오드의 중앙에 배치되지 않고 모서리 측에 배치됨에 따라, 제1 발광 다이오드(110)의 제1 전극 패드(35)와 제2 발광 다이오드(120)의 제2 전극 패드(37)를 와이어(W)로 연결할 때 와이어(W)가 발광 다이오드(110, 120)를 가리는 영역이 최소화된다. 그렇기 때문에 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드를 이용하여 발광 다이오드 패키지를 제조하면 와이어(W)에 의해 가려지는 발광 다이오드(110, 120)의 영역을 최소화할 수 있어 발광 다이오드 패키지의 발광 효율을 극대화할 수 있다.
도 7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드는 기판(21), 발광구조체(30), 제1 전극 패드(35), 제2 전극 패드(37), 제1 연장부(35a), 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)를 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드는 앞서 설명한 제1 실시예에 따른 발광 다이오드와 대체로 유사하므로, 제1 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 7을 참조하면, 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 좌측 하단에 배치된다. 제1 실시예에서와 비교하면, 본 실시예에서의 제1 전극 패드(35)는 제1 실시예에서보다 아래쪽으로, 즉 가로 중심축(Cb)으로부터 멀리 치우쳐 배치된다. 제1 전극 패드(35)의 중심을 지나면서 기판(21)의 가로 중심축(Cb)에 평행한 가상의 선을 그으면, 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)과 교차된다. 그러나 제1 전극 패드(35)의 최하단은 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)의 최하단보다 가로 중심축(Cb)으로부터 더 멀리 배치된다. 따라서, 제1 전극 패드(35)의 최하단에서 기판(21)의 가로 중심축(Cb)과 평행한 가상의 선을 그으면 제2 연장부(37a)의 제3 구간과 교차되지 않는다.
이렇게 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 모서리 측에 더 가깝게 배치됨에 따라 제1 전극 패드(35)가 배치된 기판(21)의 모서리 측에서의 발광 영역이 증가할 수 있다. 또한, 제1 전극 패드(35)와 제2 전극 패드(37) 사이의 이격된 거리가 일정하여 발광 다이오드의 전기적 특성이 안정적으로 구동될 수 있다.
도 8은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드는 기판(21), 발광구조체(30), 제1 전극 패드(35), 제2 전극 패드(37), 제1 연장부(35a), 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)를 포함한다. 본 발명의 제3 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 8을 참조하면, 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(37)의 배치가 제1 및 제2 실시예에 대해 세로 중심축(Ca)을 기준으로 좌우가 뒤바뀐 구조로 도시되었다. 패키징시 와이어링을 고려하여 발광 다이오드의 제1 및 제2 전극 패드들(35, 37)의 위치는 좌우가 뒤바뀐 형태로 제작될 수 있으며, 이에 따른 발광 다이오드의 구동 상의 차이는 없다. 다만, 본 실시예에 따른 발광 다이오드의 제1 전극 패드(35)는 제1 실시예와 비교하여 기판(21)의 모서리 측에서 더 멀리 떨어져서 세로 중심축(Ca)에 더 가깝게 배치된 것에 차이가 있다. 또한, 본 실시예에 있어서, 제1 실시예에서보다 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(37)를 상대적으로 더 크게 하였다. 이에 따라, 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)이 짧아지고, 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)가 더 길어지며, 제2 연장부(37b)의 제4 구간(i)에서 발광 구조체(30)의 가장자리측으로 굴곡진 제5 구간(j)이 추가된다.우선, 본 실시예에서 제1 전극 패드(35)는 제1 실시예의 제1 전극 패드에 비해 기판(21)의 세로 중심축(Ca) 및 가로 중심축(Cb)에 더 가까운 위치에 배치된다. 예를 들어, 제1 실시예에서, 제1 전극 패드(35)의 중심으로부터 세로 중심축(Ca)까지의 거리는 제1 전극 패드(35)의 직경보다 크나, 본 실시예에서는, 제1 전극 패드(35)의 중심으로부터 세로 중심축(Ca)까지의 거리가 제1 전극 패드(35)의 직경보다 작다. 다만, 제1 전극 패드(35)의 중심은 세로 중심축(Ca)으로부터 이격된다. 상기 제1 전극 패드(35)의 세로 중심축(Cb)으로부터의 이격 거리는 제1 전극 패드(35)의 반경보다 크거나 같고 직경보다 작을 수 있다. 또한, 상기 제1 전극 패드(35)의 중심으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 최단 거리는 제1 전극 패드(35)의 직경보다 클 수 있다.
한편, 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)은 제1 전극 패드(35)가 세로 중심축(Ca) 및 가로 중심축(Cb)에 가까워짐에 따라 그 길이가 짧아진다. 또한, 제1 구간(a)의 곡률은 제1 실시예에서의 제1 구간(a)의 곡률보다 더 작을 수 있다.
한편, 제1 전극 패드(35)의 위치가 변경됨에 따라, 제1 전극 패드(35)에 가까운 모서리 근처에서의 전류 분산을 보강하기 위해 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)이 더 길어지며, 제3 연장부(37b)의 말단에 굴곡진 제5 연장부(j)가 추가된다. 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)는 일정한 곡률로 더 길어질 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 곡률이 더 크게 연장될 수도 있다. 제3 구간(e)는 세로 중심축(Ca)을 넘어갈 수 있다.
또한, 제5 구간(j)은 제3 구간(e)과 동일한 곡률을 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 더 작은 곡률을 가질 수도 있다. 제5 구간(j)은 제1 전극 패드(35)로부터 멀어지는 방향으로 발광 구조체(30)의 가장자리 쪽으로 굴곡진다. 상기 제5 구간(j)의 단부로부터 발광 구조체(30)까지의 거리는 제3 구간(e)으로부터 발광 구조체(30)까지의 최단 거리와 대체로 동일할 수 있다.
한편, 제1 전극 패드(35)는 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e) 및 제3 연장부(37b)의 제5 구간(j)의 단부들을 잇는 선으로부터 세로 중심축(Ca)측에 가깝게 배치된다. 따라서, 제2 연장부(37a)의 단부와 제3 연장부(37b)의 단부를 잇는 선은 제1 전극 패드(37)와 기판(21)의 모서리 사이에 위치한다. 또한, 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e) 및 제3 연장부(37b)의 제5 구간(j)의 단부들을 잇는 선은 제1 전극 패드(35)로부터 이격된다. 예를 들어, 제3 구간(e)과 제5 구간(j)을 잇는 가상의 선으로부터 제1 전극 패드(35)의 중심까지의 거리는 제2 전극 패드(35)의 반경보다 크고 직경보다 작을 수 있다. 또한, 제3 구간(e)의 단부로부터 제1 전극 패드(35)의 중심까지의 거리는 제5 구간(j)의 단부로부터 제1 전극 패드(35)의 중심까지의 거리는 대략 동일하거나 10% 범위 이내에서 짧을 수 있다.
한편, 제3 연장부(37b)의 제1 내지 제4 구간(f, g, h, i)은 제1 실시예에서와 동일할 수 있으며, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다. 다만, 상기 제4 구간(i)의 길이는 제1 실시예에서보다 약간 짧아질 수도 있다. 또한, 제2 연장부(37a)의 제3 구간(e)이 길어짐에 따라, 제3 연장부의 제2 구간(g)으로부터 발광 구조체(30)의 상단 가장자리까지의 거리가 제3 구간(e)로부터 발광 구조체(30)의 하단 가장자리까지의 거리보다 길 수 있다. 한편, 제3 연장부(37b)의 제1 구간(f)과 제3 구간(h)의 곡선 구간은 곡선의 중심이 기판(21)의 내부 측에 있도록, 예를 들면, 제1 연장부(35a)의 단부가 되도록 형성된 곡선이지만, 제3 연장부(37b)의 제5 구간(j)의 곡선 구간은 곡선의 중심이 기판(21)의 가장자리 측에 있도록 형성된 곡선이다.
한편, 제2 전극 패드(37)는 제1 실시예에서와 같이 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)에 외접하도록 배치된다. 제2 전극 패드(37)는 제1 실시예의 제2 전극 패드(37)보다 더 큰 크기를 가질 수 있으며, 따라서, 제2 전극 패드(37)의 중심은 제1 실시예에서보다 제2 모서리에 더 가까워질 수 있다. 다만, 제2 전극 패드(37)는 발광 구조체의 가장자리들로부터 제2 전극 패드(37)의 반경보다 작은 거리로 이격된다. 따라서, 제2 전극 패드(37)의 중심으로부터 발광 구조체(30)의 가장자리까지의 최단 거리는 제2 전극 패드(37)의 반경보다 크며, 직경보다 작을 수 있다.
도 9는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드를 도시한 평면도이다.
본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드는 기판(21), 발광구조체(30), 제1 전극 패드(35), 제2 전극 패드(37), 제1 연장부(35a), 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b)를 포함한다. 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 구성에 대해서는 그 설명을 생략한다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드는 제1 전극 패드(35) 및 제2 전극 패드(37)의 배치가 제3 실시예에서와 같이 제1 실시예에 대해 좌우가 뒤바뀐 구조로 도시하여 설명한다.
제4 실시예에서 제1 전극 패드(35)는 기판(21)의 모서리 측에 인접하도록 배치된다. 그에 따라 기판(21)의 모서리 측에 발광되지 않는 영역을 완전히 제거할 수 있다. 이렇게 제1 전극 패드(35)가 기판(21)의 우측 하단에 배치되되, 기판(21)의 우측면에 인접하게 배치됨으로써, 제1 전자 패드는 제2 연장부(37a) 및 제3 연장부(37b) 사이에서 벗어난 상태로 배치된다.
상기와 같이, 제1 전극 패드(35)가 기판(21)의 하단의 우측면에 인접하게 배치됨에 따라 제3 연장부(37b)와의 이격된 거리를 일정하게 유지하도록 제3 연장부(37b)의 제4 구간(i)의 길이가 제1 실시예에서보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 제1 연장부(35a)의 제1 구간(a)의 길이가 제1 실시예에서보다 길게 형성될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 확산 커버(1010), 발광 소자 모듈(1020) 및 바디부(1030)를 포함한다. 바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용할 수 있고, 확산 커버(1010)는 발광 소자 모듈(1020)의 상부를 커버할 수 있도록 바디부(1030) 상에 배치될 수 있다.
바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용 및 지지하여, 발광 소자 모듈(1020)에 전기적 전원을 공급할 수 있는 형태이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바디부(1030)는 바디 케이스(1031), 전원 공급 장치(1033), 전원 케이스(1035), 및 전원 접속부(1037)를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(1033)는 전원 케이스(1035) 내에 수용되어 발광 소자 모듈(1020)과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 IC칩을 포함할 수 있다. 상기 IC칩은 발광 소자 모듈(1020)로 공급되는 전원의 특성을 조절, 변환 또는 제어할 수 있다. 전원 케이스(1035)는 전원 공급 장치(1033)를 수용하여 지지할 수 있고, 전원 공급 장치(1033)가 그 내부에 고정된 전원 케이스(1035)는 바디 케이스(1031)의 내부에 위치할 수 있다. 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035)의 하단에 배치되어, 전원 케이스(1035)와 결속될 수 있다. 이에 따라, 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035) 내부의 전원 공급 장치(1033)와 전기적으로 연결되어, 외부 전원이 전원 공급 장치(1033)에 공급될 수 있는 통로 역할을 할 수 있다.
발광 소자 모듈(1020)은 기판(1023) 및 기판(1023) 상에 배치된 발광 소자(1021)를 포함한다. 발광 소자 모듈(1020)은 바디 케이스(1031) 상부에 마련되어 전원 공급 장치(1033)에 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(1023)은 발광 소자(1021)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 배선을 포함하는 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(1023)은 바디 케이스(1031)에 안정적으로 고정될 수 있도록, 바디 케이스(1031) 상부의 고정부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 발광 소자(1021)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
확산 커버(1010)는 발광 소자(1021) 상에 배치되되, 바디 케이스(1031)에 고정되어 발광 소자(1021)를 커버할 수 있다. 확산 커버(1010)는 투광성 재질을 가질 수 있으며, 확산 커버(1010)의 형태 및 광 투과성을 조절하여 조명 장치의 지향 특성을 조절할 수 있다. 따라서 확산 커버(1010)는 조명 장치의 이용 목적 및 적용 태양에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU1) 및, 상기 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드(2100)를 포함한다.
표시패널(2110)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(2110)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB(2112, 2113)는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.
백라이트 유닛(BLU1)은 적어도 하나의 기판(2150) 및 복수의 발광 소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함한다. 나아가, 백라이트 유닛(BLU1)은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 더 포함할 수 있다.
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판(2150), 발광 소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 수납할 수 있다. 또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드(2100)와 결합될 수 있다. 기판(2150)은 반사 시트(2170)의 하부에 위치하여, 반사 시트(2170)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 반사 물질이 표면에 코팅된 경우에는 반사 시트(2170) 상에 위치할 수도 있다. 또한, 기판(2150)은 복수로 형성되어, 복수의 기판(2150)들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판(2150)으로 형성될 수도 있다.
발광 소자(2160)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광 소자(2160)들은 기판(2150) 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(2160) 상에는 렌즈(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.
확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)은 발광 소자(2160) 상에 위치한다. 발광 소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 12는 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 디스플레이 장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(3210), 표시패널(3210)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU2)을 포함한다. 나아가, 상기 디스플레이 장치는, 표시패널(3210)을 지지하고 백라이트 유닛(BLU2)이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(3210)을 감싸는 커버(3240, 3280)를 포함한다.
표시패널(3210)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(3210)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다. 표시패널(3210)은 그 상하부에 위치하는 커버(3240, 3280)에 의해 고정되며, 하부에 위치하는 커버(3280)는 백라이트 유닛(BLU2)과 결속될 수 있다.
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU2)은 상면의 일부가 개구된 하부 커버(3270), 하부 커버(3270)의 내부 일 측에 배치된 광원 모듈 및 상기 광원 모듈과 나란하게 위치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(3250)을 포함한다. 또한, 본 실시예의 백라이트 유닛(BLU2)은 도광판(3250) 상에 위치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(3230), 도광판(3250)의 하부에 배치되어 도광판(3250)의 하부방향으로 진행하는 광을 표시패널(3210) 방향으로 반사시키는 반사시트(3260)를 더 포함할 수 있다.
광원 모듈은 기판(3220) 및 상기 기판(3220)의 일면에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자(3110)를 포함한다. 기판(3220)은 발광 소자(3110)를 지지하고 발광 소자(3110)에 전기적으로 연결된 것이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판일 수 있다. 발광 소자(3110)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 광원 모듈로부터 방출된 광은 도광판(3250)으로 입사되어 광학 시트들(3230)을 통해 표시패널(3210)로 공급된다. 도광판(3250) 및 광학 시트들(3230)을 통해, 발광 소자(3110)들로부터 방출된 점 광원이 면 광원으로 변형될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13을 참조하면, 상기 헤드 램프는, 램프 바디(4070), 기판(4020), 발광 소자(4010) 및 커버 렌즈(4050)를 포함한다. 나아가, 상기 헤드 램프는, 방열부(4030), 지지랙(4060) 및 연결 부재(4040)를 더 포함할 수 있다.
기판(4020)은 지지랙(4060)에 의해 고정되어 램프 바디(4070) 상에 이격 배치된다. 기판(4020)은 발광 소자(4010)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판과 같은 도전 패턴을 갖는 기판일 수 있다. 발광 소자(4010)는 기판(4020) 상에 위치하며, 기판(4020)에 의해 지지 및 고정될 수 있다. 또한, 기판(4020)의 도전 패턴을 통해 발광 소자(4010)는 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 소자(4010)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다.
커버 렌즈(4050)는 발광 소자(4010)로부터 방출되는 광이 이동하는 경로 상에 위치한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 커버 렌즈(4050)는 연결 부재(4040)에 의해 발광 소자(4010)로부터 이격되어 배치될 수 있고, 발광 소자(4010)로부터 방출된 광을 제공하고자하는 방향에 배치될 수 있다. 커버 렌즈(4050)에 의해 헤드 램프로부터 외부로 방출되는 광의 지향각 및/또는 색상이 조절될 수 있다. 한편, 연결 부재(4040)는 커버 렌즈(4050)를 기판(4020)과 고정시킴과 아울러, 발광 소자(4010)를 둘러싸도록 배치되어 발광 경로(4045)를 제공하는 광 가이드 역할을 할 수도 있다. 이때, 연결 부재(4040)는 광 반사성 물질로 형성되거나, 광 반사성 물질로 코팅될 수 있다. 한편, 방열부(4030)는 방열핀(4031) 및/또는 방열팬(4033)을 포함할 수 있고, 발광 소자(4010) 구동 시 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가 개념으로 이해되어야 할 것이다.

Claims (18)

  1. 일 방향으로 기다란 직사각형 형상을 가지는 기판;
    상기 기판 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층 사이에 개재된 활성층을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 통해 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 가지는 발광구조체;
    상기 개구부 내에서 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 기판의 다른 모서리들에 비해 상기 기판의 제1 모서리에 상대적으로 더 가깝게 배치된 제1 전극 패드;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 모서리와 대향된 상기 기판의 제2 모서리에 상대적으로 가깝게 배치된 제2 전극 패드;
    상기 제1 전극 패드에서 연장하는 제1 연장부; 및
    상기 제2 전극 패드에서 상기 제1 연장부의 양측으로 연장하는 제2 연장부 및 제3 연장부를 포함하고,
    상기 개구부는 상기 제1 도전형 반도체층 및 활성층으로 둘러싸이고,
    상기 제2 연장부의 단부와 제3 연장부의 단부를 잇는 가상의 선이 상기 제1 전극 패드와 상기 제1 모서리 사이에 위치하는 발광 다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 전극 패드의 중심으로부터 상기 가상의 선까지의 거리는 상기 제1 전극 패드의 반경보다 크고 직경보다 작은 발광 다이오드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 전극 패드의 중심은 상기 발광 구조체의 세로 중심축으로부터 떨어지되,
    상기 제1 전극 패드의 중심으로부터 상기 세로 중심축까지의 거리는 상기 제1 전극 패드의 직경보다 작고, 반경보다 크거나 같은 발광 다이오드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제1 연장부는 곡선 구간 및 직선 구간을 포함하고,
    상기 곡선 구간은 상기 제1 전극 패드와 상기 직선 구간을 연결하며,
    상기 직선 구간은 상기 기판의 기다란 길이 방향으로 연장하는 발광 다이오드.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 연장부의 직선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축 상에 위치하고,
    상기 제1 연장부의 곡선 구간은 상기 제1 전극 패드로부터 멀어질수록 상기 발광 구조체의 가로 중심축에 가까워지는 발광 다이오드.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 연장부의 직선 구간은 상기 발광 구조체의 상단 가장자리를 향해 연장하되, 상기 제1 연장부의 직선 구간의 단부로부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 양측 가장자리까지의 거리보다 작거나 같은 발광 다이오드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부까지의 최단 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 제3 연장부까지의 최단 거리와 동일한 발광 다이오드.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 연장부는 상기 제2 전극 패드로부터 차례로 제1 곡선 구간, 직선 구간 및 제2 곡선 구간을 포함하고,
    상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간은 일정한 곡률을 가지며 상기 발광 구조체의 세로 중심축으로부터 멀어지는 쪽으로 연장하고,
    상기 제2 연장부의 직선 구간은 상기 제1 연장부의 직선 구간과 평행하고,
    상기 제3 연장부의 제2 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축을 지나는 발광 다이오드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제3 연장부는 제2 전극 패드로부터 차례로 제1 곡선 구간, 제1 직선 구간, 제2 곡선 구간, 제2 직선 구간 및 제3 곡선 구간을 포함하고,
    상기 제1 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축으로부터 멀어지도록 제2 전극 패드로부터 연장하고,
    상기 제1 직선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축과 평행하며, 상기 발광 구조체의 세로 중심축을 가로 지르고,
    상기 제2 곡선 구간은 상기 제1 곡선 구간과 동일한 곡률을 갖고 상기 가로 중심축에 가까워지도록 상기 제1 직선 구간으로부터 연장하고,
    상기 제2 직선 구간은 상기 제1 연장부의 직선 구간과 평행하고,
    상기 제3 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 가로 중심축 및 세로 중심축으로부터 멀어지도록 굴곡진 발광 다이오드.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 제2 전극 패드는 상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간과 상기 제3 연장부의 제1 곡선 구간에 외접하도록 배치된 발광 다이오드.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간과 상기 제3 연장부의 제1 곡선 구간은 동일한 곡률로 연속적인 발광 다이오드.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 연장부의 제1 곡선 구간과 상기 제3 연장부의 제1 곡선 구간은 상기 발광 구조체의 세로 중심축에 대해 상기 제3 연장부의 제2 곡선 구간과 대칭인 발광 다이오드.
  13. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 연장부는 제1 전극 패드로부터 연장하는 곡선 구간 및 상기 곡선 구간으로부터 연장하는 직선 구간을 포함하고,
    상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부의 직선 구간까지의 최단 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제3 연장부의 제2 직선 구간까지의 최단 거리와 같은 발광 다이오드.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 제2 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 일측 가장자리까지의 거리는 상기 제1 연장부의 직선 구간으로부터 상기 제2 연장부의 직선 구간까지의 최단 거리의 1/2보다 크고 3/4보다 작은 발광 다이오드.
  15. 청구항 14에 있어서,
    상기 제3 연장부의 제2 직선 구간으부터 상기 발광 구조체의 상단 가장자리까지의 거리는 상기 제2 연장부의 직선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 일측 가장자리까지의 거리보다 작고, 상기 제2 연장부의 제2 곡선 구간으로부터 상기 발광 구조체의 하단 가장자리까지의 거리보다 큰 발광 다이오드.
  16. 청구항 1 내지 청구항 15의 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 구조체를 덮는 투명 전극층을 더 포함하되,
    상기 제2 전극 패드, 상기 제2 연장부 및 제3 연장부는 상기 투명 구조체 상에 배치된 발광 다이오드.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 전극 패드, 상기 제2 연장부 및 상기 제3 연장부 하부에서 상기 투명 전극층과 상기 발광 구조체 사이에 배치된 전류 블록층을 더 포함하는 발광 다이오드.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 제1 전극 패드 하부에 배치된 전류 블록층은 상기 발광 구조체를 노출시키는 개구부를 포함하고,
    상기 제2 전극 패드의 일부는 상기 제2 도전형 반도체층에 접촉하는 발광 다이오드.
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