WO2016190644A1 - 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프 - Google Patents

발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a vehicle lamp including the same, and more particularly to a light emitting device for providing a high amount of light and a vehicle lamp including the same.
  • Light emitting diodes are inorganic semiconductor devices that emit light generated through recombination of electrons and holes. Recently, light emitting diodes are used in various fields such as display devices, automobile lamps, and general lighting. The light emitting diode has a long life, low power consumption, and a fast response speed, so that the light emitting device including the light emitting diode is expected to replace the conventional light source.
  • the general light emitting diodes generally emit light close to a single color. Therefore, in order to emit light in one light emitting module or light emitting device, a light emitting diode package emitting light of different colors must be installed in one module.
  • two or more light emitting diodes may be installed and used in order for the light emitting module to emit a quantity of light above a set value.
  • the amount of light emitted by using two or more light emitting diodes is higher than the set value, there is a problem that the shadow of the corresponding position may occur due to the spacing of the light emitting diodes because there is a minimum gap between the two or more light emitting diodes. have.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device and a vehicle lamp including the same, which can minimize the occurrence of light while allowing the amount of light of the light emitting device to emit more than a set value.
  • the light emitting unit including a light emitting element; And a side wall portion surrounding the side surface of the light emitting part and in contact with the side surface of the light emitting part, wherein the light emitting device includes two or more light emitting cells grown on one growth substrate, and the two or more light emitting cells may be electrically connected to each other. have.
  • the light emitting unit may further include a substrate supporting the sidewall, wherein the substrate may include first and second electrodes, and the first and second electrodes may be electrically connected to the light emitting device.
  • the light emitting unit may include a wavelength converting unit positioned on the light emitting device, and converting light emitted from the light emitting device into wavelengths, and a pad electrode disposed on a lower surface of the light emitting device.
  • the two or more light emitting cells may be electrically connected to each other in series.
  • each of the two or more light emitting cells includes a light emitting structure including an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer and an active layer interposed between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer, wherein the two or more light emitting cells It may be electrically connected by a connection electrode formed on the light emitting structure.
  • the connection electrode may be electrically connected to one n-type semiconductor layer of the two or more light emitting cells, and may be electrically connected to the other p-type semiconductor layer of the two or more light emitting cells.
  • the side wall portion may have a convex portion protruding from an upper edge thereof, and the upper side wall portion may be inclined inward at a position where the convex portion is formed.
  • a vehicle lamp including a light emitting element; And a sidewall portion surrounding the side surface of the light emitting part and in contact with the side surface of the light emitting part, wherein the light emitting device includes two or more light emitting cells grown on one growth substrate, and the two or more light emitting devices are electrically connected to each other. It may include a combination lamp that includes the device.
  • the light emitting device may further include a substrate supporting the light emitting part and the sidewall part.
  • the shadows generated between the light emitting cells and the light emitting cells can be reduced. There is an effect that can be minimized.
  • FIG. 1 is a view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a view illustrating a light emitting unit of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along cut line A-A 'of FIG.
  • FIG. 4 is for comparing a light emitting device according to an embodiment of the present invention with a conventional light emitting device.
  • FIG. 5 is a view for explaining a vehicle lamp including a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 (a) is a view showing a light emitting unit of the light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • Figure 2 (b) Is an enlarged view of only the light emitting unit.
  • 3 is a cross-sectional view taken along cut line A-A 'of FIG.
  • the light emitting device 10 includes a light emitting part 100, a sidewall part 300, and a substrate 400.
  • the substrate 400 may be positioned at the bottom of the light emitting device 10, and serves to support the light emitting part 100 and the sidewall part 300.
  • the substrate 400 may be an insulating or conductive substrate, and may also be a printed circuit board (PCB) including a conductive pattern.
  • PCB printed circuit board
  • the substrate 400 may include a polymer material or a ceramic material.
  • the substrate 400 may include a ceramic material having excellent thermal conductivity such as AlN.
  • the substrate 400 may include a base 410, a first electrode 421, and a second electrode.
  • the base 410 may serve to support the substrate 400 and the electrodes.
  • the base 410 may include a ceramic material such as AlN having excellent thermal conductivity, and may include a metal material such as copper (Cu).
  • the base 410 may have a groove formed at a position where the first electrode 421 and the second electrode are formed, and the base 410 may contact the bottom surface of the light emitting part 100. A portion of the 410 may protrude.
  • the first electrode 421 and the second electrode may be formed in the groove of the base 410 to be insulated from each other.
  • the insulating part 440 may be interposed between the first electrode 421 and the second electrode and the base 410 so that the first electrode 421 and the second electrode are also insulated from the base 410.
  • the first electrode 421 and the second electrode may be electrically connected to the light emitting unit 100 positioned on the substrate 400, and may be electrically connected to an external power source to supply power to the light emitting unit 100. .
  • the first electrode 421 and the second electrode may be formed to expose a portion of the first electrode 421 and the second electrode to the outside to be electrically connected to an external power source.
  • the first electrode 421 And a second electrode may be exposed to the outside through the side of the base 410.
  • the first electrode 421 and the second electrode may be insulated from the base 410.
  • the base 410 includes a metal material
  • the first electrode 421 and the second electrode may be insulated from the base 410.
  • the second electrode and the base 410 may be insulated.
  • an insulating part for insulating the first electrode 421 and the second electrode from the base 410 may be omitted.
  • the base 410 includes a metal material
  • an insulating part is formed on a bottom of a groove formed in the base 410, and a first electrode 421 and a second electrode are formed on the insulating part, respectively, and the base 410 is formed.
  • the side of the groove and the first electrode 421 and the second electrode may be formed to be spaced apart by a predetermined distance or more. Accordingly, the first electrode 421 and the second electrode may be insulated from the base 410.
  • the substrate 400 may be omitted as necessary.
  • the light emitting device 10 includes a light emitting unit 100, which includes a light emitting element 110 and a wavelength converting unit 120.
  • the light emitting device 110 may include first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d, a first pad electrode 113, a second pad electrode 115, and a heat radiation pad 117.
  • Each of the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d may include an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an active layer positioned between the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer. Accordingly, light may be emitted by the power supplied to the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d.
  • the first pad electrode 113 may be electrically connected to the first light emitting cell 111a
  • the second pad electrode 115 may be electrically connected to the fourth light emitting cell 111d.
  • the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d may be electrically connected to each other in series. Accordingly, power applied through the first and second pad electrodes 113 and 115 may be supplied to the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d, respectively.
  • an n-type semiconductor layer, an active layer, and a p-type semiconductor layer are grown on a growth substrate, respectively, and the n-type semiconductor layer of the first light emitting cell 111a is formed.
  • the p-type semiconductor layers of the second light emitting cell 111b may be electrically connected to each other by a connection electrode.
  • the n-type semiconductor layer of the second light emitting cell and the p-type semiconductor layer of the third light emitting cell may be electrically connected by the connecting electrode, and the n-type semiconductor layer of the third light emitting cell and the p-type semiconductor layer of the fourth light emitting cell It can be electrically connected by this connecting electrode.
  • the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d may be electrically connected to each other.
  • connection electrode the connection electrode, the n-type semiconductor layer and the p-type semiconductor layer may be electrically connected through holes formed in the insulating layer while being insulated by the insulating layer.
  • the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d emit light by the applied power, but are one light emitting device 110 formed on the same growth substrate.
  • the light emitting device 110 including four light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d is described in an embodiment of the present invention, the number of light emitting cells included in the light emitting device 110 may vary. .
  • the shape and arrangement of the light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d may also be variously modified as necessary.
  • the first and second pad electrodes 113 and 115 may be electrically connected to the n-type semiconductor layer of the first light emitting cell 111a and the p-type semiconductor layer of the fourth light emitting cell 111d, or vice versa. have.
  • the first and second pad electrodes 113 and 115 may extend in the downward direction, and thus the first and second pad electrodes 113 and 115 may be positioned below the light emitting device 110. Can be.
  • the first and second pad electrodes 113 and 115 may be positioned on the same plane as the lower surface of the light emitting device 110 or may be positioned higher than the lower surface of the light emitting device 110.
  • first and second pad electrodes 113 and 115 When the first and second pad electrodes 113 and 115 are positioned higher than the lower surface of the light emitting device 110, grooves may be formed in the light emitting device 110, and the first and second pad electrodes may be formed in the groove. 113, 115 may be formed.
  • the structural shape of the light emitting device 110 is not limited.
  • the flip chip type semiconductor light emitting device 110 in which the first and second pad electrodes 113 and 115 are positioned on one surface of the light emitting device 110 may be used. Can be.
  • the first and second pad electrodes 113 and 115 may be electrically connected to the first electrode 421 and the second electrode of the substrate 400, respectively, thereby connecting the first and second electrodes 421 and 431. Power may be supplied to the light emitting device 110 through the light emitting device 110.
  • the heat radiation pads 117 may be disposed between the first and second pad electrodes 113 and 115.
  • the heat dissipation pads 117 are spaced apart from each other to be electrically insulated from the first and second pad electrodes 113 and 115.
  • the heat dissipation pad 117 is formed to cover a part of the first and fourth light emitting cells 111a and 111d and the entire second and third light emitting cells 111b and 111c as shown in FIG. 2B. Can be.
  • the first and second pad electrodes 113 and 115 and the heat dissipation pad 117 may be formed to cover most of the light emitting device 110, thereby absorbing heat generated from the light emitting device 110. It can be effectively transferred to the substrate 400 and the like.
  • the wavelength converter 120 may be positioned above the light emitting device 110 and may cover at least a portion of an upper surface of the light emitting device 110.
  • the wavelength conversion unit 120 may be formed to have substantially the same area as the slope of the light emitting device 110. Accordingly, as shown, the side of the light emitting device 110 and the side of the wavelength conversion unit 120 may be It can be formed generally side by side.
  • the wavelength converter 120 may include a phosphor and a support portion supporting the phosphor.
  • the wavelength converter 120 may include various kinds of phosphors known to those skilled in the art, for example, garnet-type phosphors, aluminate phosphors, sulfide phosphors, oxynitride phosphors, nitride phosphors, fluoride phosphors, silicate phosphors, and the like.
  • the wavelength of the light emitted from the light emitting device 110 may be converted to allow white light to be emitted.
  • the wavelength converter 120 may include a phosphor capable of emitting light having a peak wavelength of a longer wavelength than blue light. (For example green light, red light or yellow light).
  • the supporting portion may include a polymer resin or a ceramic such as glass.
  • the phosphor may be disposed in the supporting portion.
  • the wavelength conversion part 120 may be formed by coating and curing a resin including a phosphor on the light emitting device 110.
  • the wavelength converter 120 may include a single crystal material.
  • the wavelength conversion unit 120 including the single crystal material may be provided in the form of a phosphor sheet, and the wavelength conversion unit 120 itself in the form of a sheet may be made of a single crystal phosphor.
  • the light passing through the wavelength converter 120 including the single crystal phosphor may emit light having a predetermined color coordinate.
  • the single crystal phosphor may be YAG: Ce of a single crystal.
  • the wavelength conversion unit 120 in the form of a sheet may be bonded onto the light emitting device 110.
  • the wavelength converter 120 has been described above on the upper part of the light emitting device 110, that is, the entire upper part of the first to fourth light emitting cells 111a, 111b, 111c, and 111d.
  • the wavelength converter 120 may include a plurality of wavelength converters. That is, as the first wavelength conversion part is formed on the first light emitting cell 111a and the second wavelength conversion part is formed on the second light emitting cell 111b, a plurality of wavelength conversion parts may be formed.
  • the plurality of wavelength conversion parts may include different phosphors, some of which may not include phosphors, and may include a light scattering agent such as TiO 2 .
  • the wavelength converter 120 may be formed to have a larger area than the top surface of the light emitting device 110, and may be formed to cover the side surface of the light emitting device 110.
  • the side wall part 300 may cover the side surface of the light emitting device 110 and may also cover the side surface of the wavelength conversion part 120. As a result, the sidewall part 300 may be in contact with the light emitting device 110. If necessary, the side wall part 300 may be formed to cover a portion of the lower surface of the light emitting device 110. It may be surrounded by the side wall portion 300.
  • the sidewall part 300 may have a convex part 310 formed at an edge thereof, and may be inclined toward the convex part 310 from the inside.
  • the convex part 310 may be used in the process of forming the side wall part 300. First, a part of the side wall part 300 including the convex part 310 is formed, and the inner side of the formed side wall part 300 is partially formed.
  • the sidewall portion 300 may be formed by molding.
  • the convex portion 310 may prevent the molding material from overflowing to the outside of the primary sidewall portion 300 when the second sidewall portion 300 is molded.
  • the side wall part 300 may support the light emitting part 100 and may protect the light emitting part 100 from an external environment.
  • the side wall part 300 may serve to reflect light.
  • the sidewall part 300 may be formed at an outer side surface of the light emitting device 10 to concentrate the light emitted from the light emitting part 100 upward.
  • the present invention is not limited thereto, and the direction of light emitted from the light emission may be adjusted by adjusting the reflectance or the light transmittance of the sidewall 300 as necessary.
  • the sidewall part 300 may include an insulating polymer material or ceramic, and may further include a filler or the like that may reflect or scatter light.
  • the side wall portion 300 may have a light transmittance, a semi-transmissivity of light or a light reflectivity, and may include a polymer resin such as a silicone resin, an epoxy resin, a polyimide resin, a urethane resin, and the like.
  • the filler may be uniformly dispersed in the sidewall portion 300 and is not limited as long as it is a material capable of reflecting or scattering light.
  • a material capable of reflecting or scattering light For example, titanium oxide (TiO 2 ), silicon oxide (SiO 2 ), or zirconium oxide may be used. (ZrO 2 ) and the like.
  • the light emitting device 10 may further include a protection device.
  • the protection element may be disposed in the sidewall portion 300, and may include, for example, a zener diode.
  • the protection device may be electrically connected to the light emitting device 110 to prevent the light emitting device 110 from being damaged by electrostatic discharge.
  • FIG. 4 is for comparing a light emitting device according to an embodiment of the present invention with a conventional light emitting device.
  • FIG. 4 when a light emitted from a light emitting unit included in a light emitting device according to an embodiment of the present invention is compared with a light emitting device using four light emitting elements, a luminance image is shown. Unlike the light emitted from the light emitting unit according to the present invention, it can be seen that dark shadows do not appear between the light emitting cells.
  • luminance sectional view Even when viewing a sectional view of the luminance (luminance sectional view) it can be seen that the shadow is almost evenly emitted between the light emitting cells evenly.
  • the light emitting device 10 may be applied to various devices, for example, may be applied to the vehicle lamp 20.
  • a vehicle lamp 20 including a light emitting device 10 according to an exemplary embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. 5.
  • FIG. 5 is a view for explaining a vehicle lamp according to an embodiment of the present invention.
  • the vehicle lamp 20 may include a combination lamp 23, and may further include a main lamp 21.
  • the vehicle lamp 20 may be applied to various parts of the vehicle, such as a headlight, a backlight or a side mirror light.
  • the main lamp 21 may be a main light lamp in the vehicle lamp 20.
  • the main lamp 21 may serve as a headlight for illuminating the front of the vehicle.
  • the combination lamp 23 may perform two or more functions.
  • the combination lamp 23 may be a daytime running light (DRL) or a turn signal lamp. Can perform the function of.
  • DRL daytime running light
  • the plurality of light emitting cells 111a and 111b is compared with the case where the plurality of light emitting devices 110 are arranged in the combination lamp 23.
  • one light emitting device 110 including it is possible to minimize the shadow generated between the light emitting device 110 can be confirmed that the light is emitted from one light emitting device (10).
  • first light emitting cell 111b second light emitting cell
  • first pad electrode 115 second pad electrode
  • heat dissipation pad 120 wavelength conversion unit

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Abstract

본 발명은 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 발광소자를 포함하는 발광부; 및 상기 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 발광소자는 하나의 성장기판에서 성장된 둘 이상의 발광셀을 포함하며, 상기 둘 이상의 발광셀은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 본 발명에 의하면, 둘 이상의 발광 다이오드 칩을 사용할 때와 동일하거나 그 이상의 광량을 제공하면서도 둘 이상의 발광셀을 포함하는 하나의 발광 다이오드 칩을 이용함으로써, 발광셀과 발광셀의 사이에서 발생되는 암영을 최소화할 수 있는 효과가 있다.

Description

발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프
본 발명은 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 광량을 제공하는 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합을 통해 발생되는 빛을 방출하는 무기 반도체 소자로, 최근, 디스플레이 장치, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에서 사용된다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 응답 속도가 빨라서 발광 다이오드를 포함하는 발광 장치는 종래의 광원을 대체할 것으로 기대된다.
그리고 발광 다이오드는 상대적으로 좁은 반치폭을 갖는 빛을 방출하기 때문에 일반적인 발광 다이오드는 대체로 단색에 가까운 빛을 방출한다. 따라서 하나의 발광 모듈이나 발광 기구에서 여러 색을 방출하기 위해서는 서로 다른 색의 빛을 방출하는 발광 다이오드 패키지 등을 하나의 모듈에 설치해야 한다.
또한, 발광 모듈이 설정 값 이상의 광량이 방출하도록 하기 위해서는 둘 이상의 발광 다이오드 설치하여 사용할 수 있다. 하지만, 이렇게 둘 이상의 발광 다이오드를 사용하여 광량이 설정 값 이상으로 방출될 수 있더라도 둘 이상의 발광 다이오드 사이에 최소한의 간격이 존재하기 때문에 발광 다이오드의 간격에 의해 해당 위치에 대한 암영이 발생할 수 있는 문제가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 장치의 광량이 설정 값 이상이 방출되도록 하면서도 암영이 발생하는 것을 최소화할 수 있는 발광 장치 및 이를 포함하는 차량용 램프를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 발광소자를 포함하는 발광부; 및 상기 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 발광소자는 하나의 성장기판에서 성장된 둘 이상의 발광셀을 포함하며, 상기 둘 이상의 발광셀은 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 상기 발광부 및 측벽부를 지지하는 기판을 더 포함할 수 있으며, 상기 기판은 제1 및 제2 전극을 포함하고, 상기 제1 및 제2 전극은 상기 발광소자와 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고 상기 발광부는, 상기 발광소자 상에 위치하고, 상기 발광소자에서 방출된 빛을 파장변환하는 파장변환부를 포함할 수 있고, 상기 발광소자 하면에 위치하는 패드 전극을 포함할 수 있다.
그리고 상기 둘 이상의 발광셀은 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다.
이때, 상기 둘 이상의 발광셀 각각은, n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 개재된 활성층을 포함하는 발광구조체를 포함하고, 상기 둘 이상의 발광셀은 상기 발광구조체 상부에 형성된 연결전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 여기서, 상기 연결전극은 상기 둘 이상의 발광셀 중 하나의 n형 반도체층과 전기적으로 연결되고, 상기 둘 이상의 발광셀 중 다른 하나의 p형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 측벽부는 상부 가장자리에 돌출된 볼록부가 형성될 수 있고, 상기 측벽부 상부는 상기 볼록부가 형성된 위치에서 내측으로 경사질 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프는, 발광소자를 포함하는 발광부; 및 상기 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 발광소자는 하나의 성장기판에서 성장된 둘 이상의 발광셀을 포함하며, 상기 둘 이상의 발광소자는 서로 전기적으로 연결된 발광 장치를 포함하는 콤비네이션 램프를 포함할 수 있다.
이때, 상기 발광 장치는 상기 발광부 및 측벽부를 지지하는 기판을 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의하면, 둘 이상의 발광 다이오드 칩을 사용할 때와 동일하거나 그 이상의 광량을 제공하면서도 둘 이상의 발광셀을 포함하는 하나의 발광 다이오드 칩을 이용함으로써, 발광셀과 발광셀의 사이에서 발생되는 암영을 최소화할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 발광부를 도시한 도면이다.
도 3은 도 2의 (a)의 절취선 A-A'를 취한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치와 종래의 발광 장치를 비교하기 위한 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 포함하는 차량용 램프를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 도면이고, 도 2의 (a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 발광부를 도시한 도면이며, 도 2의 (b)는 발광부만 확대하여 도시한 도면이다. 그리고 도 3은 도 2의 (a)의 절취선 A-A'를 취한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치(10)는 발광부(100), 측벽부(300) 및 기판(400)을 포함한다.
기판(400)은 발광 장치(10)의 저부에 위치할 수 있고, 발광부(100)와 측벽부(300)를 지지하는 역할을 한다. 기판(400)은 절연성 또는 도전성 기판일 수 있으며, 또한, 도전성 패턴을 포함하는 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 기판(400)이 절연성 기판인 경우, 기판(400)은 폴리머 물질이나 세라믹 물질을 포함할 수 있으며, 일례로, AlN와 같이 열전도성이 우수한 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
또한, 기판(400)은 베이스(410), 제1 전극(421), 제2 전극을 포함할 수 있다.
베이스(410)는 기판(400) 및 전극들을 지지하는 역할을 할 수 있다. 그리고 베이스(410)는 열전도성이 우수한 AlN과 같은 세라믹 물질을 포함할 수 있고, 구리(Cu)와 같은 금속 물질을 포함할 수도 있다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 베이스(410)는 제1 전극(421) 및 제2 전극이 형성된 위치에 홈이 형성될 수 있으며, 발광부(100)의 저면에 접촉할 수 있도록 베이스(410)의 일부가 돌출 형성될 수 있다.
제1 전극(421) 및 제2 전극은 서로 절연되도록 베이스(410)의 홈에 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극(421) 및 제2 전극은 베이스(410)와도 절연되도록 제1 전극(421) 및 제2 전극과 베이스(410) 사이에 절연부(440)가 개재될 수 있다. 그리고 제1 전극(421) 및 제2 전극은 기판(400) 상에 위치하는 발광부(100)와 전기적으로 연결될 수 있고, 외부 전원과 전기적으로 연결되어 발광부(100)에 전원을 공급할 수 있다.
제1 전극(421) 및 제2 전극은 외부 전원과 전기적으로 연결되기 위해 제1 전극(421) 및 제2 전극의 일부가 외부로 노출되도록 형성될 수 있는데, 일례로, 제1 전극(421) 및 제2 전극이 베이스(410)의 측면을 통해 외부로 노출되도록 형성될 수 있다.
그리고 상기에서 언급한 바와 같이, 제1 전극(421) 및 제2 전극은 베이스(410)와 절연될 수 있는데, 이때, 베이스(410)가 금속 물질을 포함하는 경우에 제1 전극(421) 및 제2 전극과 베이스(410)를 절연시킬 수 있다. 베이스(410)가 세라믹 물질이나 비도전성 물질로 형성된 경우에는 제1 전극(421)과 제2 전극을 베이스(410)와 절연하기 위한 절연부를 생략할 수 있다.
베이스(410)가 금속 물질을 포함하는 경우, 베이스(410)에 형성된 홈의 저면에 절연부가 형성되고, 절연부 상부에 제1 전극(421) 및 제2 전극이 각각 형성되되, 베이스(410)의 홈의 측면과 제1 전극(421) 및 제2 전극이 일정 거리 이상 이격된 상태로 형성될 수 있다. 그에 따라 제1 전극(421) 및 제2 전극은 베이스(410)와 절연될 수 있다.
한편, 필요에 따라 몇몇 실시예에서 기판(400)은 생략될 수 있다.
다시 도 2 및 도 3을 참조하면, 발광 장치(10)는 발광부(100)를 포함하는데, 발광부(100)는 발광소자(110) 및 파장변환부(120)를 포함한다.
발광소자(110)는 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d), 제1 패드 전극(113), 제2 패드 전극(115) 및 방열 패드(117)를 포함할 수 있다.
제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d) 각각은 n형 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함할 수 있다. 그에 따라 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)에 공급된 전원에 의해 빛이 방출될 수 있다. 그리고 제1 패드 전극(113)은 제1 발광셀(111a)과 전기적으로 연결되고, 제2 패드 전극(115)은 제4 발광셀(111d)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)은 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 서로 전기적으로 직렬 연결될 수 있다. 그에 따라 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)을 통해 인가된 전원이 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)에 각각 공급될 수 있다. 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)은 각각 성장기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층이 성장되고, 제1 발광셀(111a)의 n형 반도체층과 제2 발광셀(111b)의 p형 반도체층은 서로 연결전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고 제2 발광셀의 n형 반도체층과 제3 발광셀의 p형 반도체층이 연결전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있으며, 제3 발광셀의 n형 반도체층과 제4 발광셀의 p형 반도체층이 연결전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
그에 따라 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)은 전기적으로 연결될 수 있다.
이때, 연결전극과 n형 반도체층 및 p형 반도체층과의 전기적 연결은 절연층에 의해 절연되면서 절연층에 형성된 홀을 통해 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
즉, 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)은 인가된 전원에 의해 각각 빛을 발광하지만, 동일한 성장기판 상에 형성된 하나의 발광소자(110)이다. 그리고 본 발명의 일 실시예에서 네 개의 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)을 포함하는 발광소자(110)에 대해 설명하지만, 발광소자(110)에 포함되는 발광셀의 개수는 달라질 수 있다. 또한, 발광셀들(111a, 111b, 111c, 111d)의 형상 및 배치도 필요에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 각각 제1 발광셀(111a)의 n형 반도체층 및 제4 발광셀(111d)의 p형 반도체층에 전기적으로 연결될 수 있으며, 또는 반대로 연결될 수도 있다. 특히, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 아래 방향으로 연장되어 형성될 수 있으며, 그에 따라 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 발광소자(110)의 하부에 위치할 수 있다. 또는, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 발광소자(110)의 하면과 대체로 동일한 평면상에 위치할 수도 있으며, 발광소자(110)의 하면보다 높이 위치할 수도 있다. 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)이 발광소자(110)의 하면보다 높이 위치하는 경우, 발광소자(110)에 홈들이 형성될 수 있고, 형성된 홈에 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)이 형성될 수 있다.
그리고 발광소자(110)의 구조적인 형상은 제한되지 않으며, 일례로, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)이 발광소자(110)의 일면 상에 위치하는 플립칩형 반도체 발광소자(110)일 수 있다.
제1 및 제2 패드 전극(113, 115)은 각각 기판(400)의 제1 전극(421) 및 제2 전극에 전기적으로 연결될 수 있고, 그에 따라 제1 및 제2 전극(421, 431)을 통해 발광소자(110)에 전원이 공급될 수 있다.
또한, 제1 및 제2 패드 전극(113, 115) 사이에 방열 패드(117)가 배치될 수 있다. 방열 패드(117)는 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)과 전기적으로 절연되도록 일정 거리가 이격되어 배치된다. 방열 패드(117)는 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 제1 및 제4 발광셀(111a, 111d)의 일부와 제2 및 제3 발광셀(111b, 111c) 전체를 덮도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)과 방열 패드(117)는 발광소자(110)의 대부분을 덮도록 형성될 수 있어 발광소자(110)에서 발생된 열을 효과적으로 기판(400) 등으로 전달할 수 있다.
파장변환부(120)는 발광소자(110) 상부에 위치할 수 있고, 적어도 발광소자(110) 상면의 일부를 덮을 수 있다. 나아가, 파장변환부(120)는 발광소자(110)의 사면과 대체로 동일한 면적으로 형성될 수 있고, 그에 따라 도시된 바와 같이, 발광소자(110)의 측면과 파장변환부(120)의 측며은 대체로 나란하게 형성될 수 있다.
파장변환부(120)는 형광체와 형광체를 담지하는 담지부를 포함할 수 있다. 파장변환부(120)는 통산의 기술자에게 알려진 다양한 종류의 형광체, 일례로, 가넷형 형광체, 알루미네이트 형광체, 황화물 형광체, 산질화물 형광체, 질화물 형광체, 불화물계 형광체, 규산염 형광체 등을 포함할 수 있고, 발광소자(110)에서 방출된 빛을 파장변환하여 백색광이 방출되도록 할 수 있다. 일례로, 발광소자(110)가 청색광 대역의 피크 파장을 갖는 빛을 방출하는 경우, 파장변환부(120)는 청색광보다 긴 파장의 피크 파장을 갖는 빛을 방출할 수 있는 형광체를 포함할 수 있다(예를 들어 녹색광, 적색광 또는, 황색광).
담지부는 폴리머 수지나 유리와 같은 세라믹 등을 포함할 수 있다. 그리고 형광체는 담지부 내에 배치될 수 있다. 일례로, 담지부가 에폭시 수지나 아크릴 수지와 같은 수지로 형성된 경우, 발광소자(110) 상에 형광체를 포함하는 수지를 도포 및 경화시켜 파장변환부(120)를 형성할 수 있다.
또는, 파장변환부(120)는 단결정 물질을 포함할 수 있다. 단결정물질을 포함하는 파장변환부(120)는 형광체 시트 형태로 제공될 수 있으며, 시트 형태의 파장변환부(120) 자체가 단결정 형광체로 이루어질 수 있다. 단결정 형광체를 포함하는 파장변환부(120)를 통과하는 빛은 대체로 일정한 색좌표를 갖는 빛을 방출할 수 있는데, 일례로, 단결정 형광체는 단결정의 YAG:Ce일 수 있다. 이런 시트 형태의 파장변환부(120)는 발광소자(110) 상에 접착될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서 파장변환부(120)는 발광소자(110)의 상부 즉, 제1 내지 제4 발광셀(111a, 111b, 111c, 111d)의 상부 전체에 형성된 것에 대해 설명하였지만, 필요에 따라 파장변환부(120)는 다수의 파장변환부를 포함할 수 있다. 즉, 제1 발광셀(111a) 상부에 제1 파장변환부가 형성되고, 제2 발광셀(111b) 상부에 제2 파장변환부가 형성되는 것과 같이, 다수의 파장변환부가 형성될 수 있다. 그리고 다수의 파장변환부는 서로 다른 형광체가 포함될 수 있으며, 일부는 형광체가 포함되지 않을 수 있고, TiO2와 같은 광산란제가 포함될 수도 있다.
또한, 본 발명의 다른 실시예에서 파장변환부(120)는 발광소자(110)의 상면보다 더 큰 면적으로 형성될 수 있으며, 발광소자(110)의 측면까지 덮도록 형성될 수도 있다.
측벽부(300)는 발광소자(110)의 측면을 덮을 수 있고, 파장변환부(120)의 측면도 덮을 수 있다. 그에 따라 측벽부(300)는 발광소자(110)와 접촉될 수 있고, 필요에 따라 발광소자(110)의 하면 일부를 덮도록 형성되어 제1 및 제2 패드 전극(113, 115)의 측면은 측벽부(300)에 의해 둘러싸일 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 측벽부(300)는 가장자리에 볼록부(310)가 형성될 수 있으며, 내측에서 볼록부(310)측으로 갈수록 경사지게 형성될 수 있다. 볼록부(310)는 측벽부(300)를 형성하는 과정에 이용될 수 있는데, 먼저 볼록부(310)를 포함하는 측벽부(300) 일부를 형성하고, 형성된 측벽부(300) 일부의 내측을 몰딩하여 측벽부(300)를 형성할 수 있다. 여기서 볼록부(310)는 2차로 측벽부(300)를 몰딩할 때, 몰딩재가 1차로 형성된 측벽부(300) 외부로 넘치는 것을 방지할 수 있다.
측벽부(300)는 발광부(100)를 지지할 수 있고, 외부환경에서 발광부(100)를 보호할 수 있다. 그리고 측벽부(300)는 빛을 반사하는 역할을 할 수 있다. 측벽부(300)가 발광 장치(10)의 외곽 측면에 형성되어 발광부(100)에서 방출되는 빛을 상부로 집중시킬 수 있다. 물론, 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 측벽부(300)의 반사도나 광투과도 등을 조절하여 발광에서 방출되는 빛의 지향각을 조절할 수 있다.
측벽부(300)는 절연성의 폴리머 물질이나 세라믹을 포함할 수 있고, 나아가 빛을 반사시키거나 산란시킬 수 있는 필러 등을 더 포함할 수 있다. 또한, 측벽부(300)는 광투과성, 광의 반투과성 또는 광의 반사성을 가질 수 있어, 실리콘 수지, 에폭시 수지, 폴리이미드 수지, 우레탄 수지 등과 같은 폴리머 수지를 포함할 수 있다.
필러는 측벽부(300) 내에 균일하게 분산 배치될 수 있으며, 빛을 반사시키거나 산란시킬 수 있는 물질이면 제한되지 않고, 일례로, 산화티탄(TiO2), 산화규소(SiO2)나 산화지르코늄(ZrO2) 등일 수 있다. 필러의 종류와 농도 등의 조절을 통해 측벽부(300)의 반사도나 빛의 산란 정도를 조절할 수 있다.
그리고 본 발명의 일 실시예에서 발광 장치(10)는 보호소자를 더 포함할 수 있다. 보호소자는 측벽부(300) 내에 배치될 수 있고, 일례로, 제너 다이오드를 포함할 수 있다. 보호소자는 발광소자(110)와 전기적으로 연결되어 발광소자(110)가 정전기 방전 등으로 파손되는 것을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치와 종래의 발광 장치를 비교하기 위한 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에 포함된 발광부에서 발광된 빛과 종래에 네 개의 발광소자를 이용한 발광 장치를 비교한 결과, 휘도(lumination) 이미지를 보면, 종래와 달리 본 발명에 따른 발광부에서 발광된 빛은 발광셀들 사이에 암영이 거의 나타나지 않는 것을 확인할 수 있다.
또한, 휘도에 대한 단면 이미지(luminance sectional view)를 보더라도 발광셀들 사이에 암영이 거의 나타나지 않고 고르게 발광되는 것을 확인할 수 있다.
상술한 실시예에 따른 발광 장치(10)는 다양한 장치에 적용될 수 있으며, 일례로, 차량용 램프(20)에 적용될 수 있다. 이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치(10)를 포함하는 차량용 램프(20)에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 램프를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 차량용 램프(20)는 콤비네이션 램프(23)를 포함할 수 있고, 나아가 메인 램프(21)를 더 포함할 수 있다. 차량용 램프(20)는 헤드라이트, 백라이트나 사이드 미러 라이트 등 차량의 다양한 부분에 적용될 수 있다.
메인 램프(21)는 차량용 램프(20)에 있어 주 발광등일 수 있고, 일례로, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 차량의 전방을 비추는 전조등 역할을 할 수 있다.
콤비네이션 램프(23)는 둘 이상의 기능을 수행할 수 있고, 일례로, 차량용 램프(20)가 헤드라이트로 이용되는 경우, 콤비네이션 램프(23)는 주간 주행등(DRL, daytime running light)이나 방향 지시등의 기능을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치(10)가 콤비네이션 램프(23)에 포함되면, 콤비네이션 램프(23) 내에 다수의 발광소자(110)가 배치된 경우에 비해 다수의 발광셀(111a, 111b)이 포함된 하나의 발광소자(110)를 이용함으로써, 발광소자(110) 사이에 발생하는 암영을 최소화할 수 있어 하나의 발광 장치(10)에서 빛이 발광되는 것으로 확인될 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 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
* 부호의 설명
10: 발광 장치
100: 발광부 110: 발광소자
111a: 제1 발광셀 111b: 제2 발광셀
113: 제1 패드 전극 115: 제2 패드 전극
117: 방열 패드 120: 파장변환부
300: 측벽부 400: 기판
410: 베이스 421: 제1 전극

Claims (12)

  1. 발광소자를 포함하는 발광부; 및
    상기 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고,
    상기 발광소자는 하나의 성장기판에서 성장된 둘 이상의 발광셀을 포함하며,
    상기 둘 이상의 발광셀은 서로 전기적으로 연결된 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광부 및 측벽부를 지지하는 기판을 더 포함하는 발광 장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 기판은 제1 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전극은 상기 발광소자와 전기적으로 연결된 발광 장치.
  4. 청구항 1에 있어서, 상기 발광부는,
    상기 발광소자 상에 위치하고, 상기 발광소자에서 방출된 빛을 파장변환하는 파장변환부를 포함하는 발광 장치.
  5. 청구항 1에 있어서, 상기 발광부는,
    상기 발광소자 하면에 위치하는 패드 전극을 포함하는 발광 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 둘 이상의 발광셀은 서로 전기적으로 직렬 연결된 발광 장치.
  7. 청구항 1에 있어서, 상기 둘 이상의 발광셀 각각은,
    n형 반도체층, p형 반도체층 및 상기 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 개재된 활성층을 포함하는 발광구조체를 포함하고,
    상기 둘 이상의 발광셀은 상기 발광구조체 상부에 형성된 연결전극에 의해 전기적으로 연결된 발광 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 연결전극은 상기 둘 이상의 발광셀 중 하나의 n형 반도체층과 전기적으로 연결되고, 상기 둘 이상의 발광셀 중 다른 하나의 p형 반도체층과 전기적으로 연결된 발광 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 측벽부는 상부 가장자리에 돌출된 볼록부가 형성된 발광 장치.
  10. 청구항 9에 있어서,
    상기 측벽부 상부는 상기 볼록부가 형성된 위치에서 내측으로 경사진 발광 장치.
  11. 발광소자를 포함하는 발광부; 및 상기 발광부의 측면을 둘러싸며, 상기 발광부의 측면과 접하는 측벽부를 포함하고, 상기 발광소자는 하나의 성장기판에서 성장된 둘 이상의 발광셀을 포함하며, 상기 둘 이상의 발광소자는 서로 전기적으로 연결된 발광 장치를 포함하는 콤비네이션 램프를 포함하는 차량용 램프.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 발광 장치는 상기 발광부 및 측벽부를 지지하는 기판을 더 포함하는 차량용 램프.
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