KR20160099430A - Light-emitting device including metal bulk - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히, 기계적, 전기적 안정성 및 열 방출 효율이 향상된 발광 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device having improved mechanical, electrical stability, and heat emission efficiency.
최근 소형 고출력 발광 소자에 대한 요구가 증가하면서, 방열 효율이 우수한 대면적 플립칩형 발광 소자의 수요가 증가하고 있다. 플립칩형 발광 소자의 전극은 직접 2차 기판에 접합되며, 또한 플립칩형 발광 소자에 외부 전원을 공급하기 위한 와이어를 이용하지 않으므로, 수평형 발광 소자에 비해 열 방출 효율이 매우 높다. 따라서 고밀도 전류를 인가하더라도 효과적으로 열을 2차 기판 측으로 전도시킬 수 있어서, 플립칩형 발광 소자는 고출력 발광원으로 적합하다.In recent years, there is an increasing demand for a small-sized high-output light-emitting device, and a demand for a large-area flip-chip type light-emitting device having excellent heat dissipation efficiency is increasing. Since the electrode of the flip chip type light emitting device is directly bonded to the secondary substrate and the wire for supplying external power to the flip chip type light emitting device is not used, the heat emission efficiency is much higher than that of the horizontal type light emitting device. Therefore, even when a high-density current is applied, the heat can be effectively conducted to the secondary substrate side, so that the flip chip type light emitting device is suitable as a high output light emitting source.
또한, 발광 소자의 소형화 및 고출력을 위하여, 발광 소자를 별도의 하우징 등에 패키징하는 공정을 생략하고, 발광 소자 자체를 패키지로서 이용하는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package)에 대한 요구가 증가하고 있다. 특히, 플립칩형 발광 소자의 전극은 패키지의 리드와 유사한 기능을 할 수 있어서, 이러한 칩 스케일 패키지에 있어서도 유용하게 플립칩형 발광 소자가 적용될 수 있다.In addition, there is an increasing demand for a chip scale package that uses a light emitting device itself as a package, omitting the step of packaging the light emitting device into a separate housing for the miniaturization and high output of the light emitting device. In particular, the electrode of the flip chip type light emitting element can perform a similar function to the lead of the package, and a flip chip type light emitting element can be applied to such a chip scale package.
이러한 칩 스케일 패키지 형태의 소자를 고출력 발광 장치로서 이용하는 경우, 상기 칩 스케일 패키지에 고밀도의 전류가 인가된다. 고밀도의 전류가 인가되면, 그만큼 발광 칩으로부터 발생하는 열도 증가한다. 이러한 열은 발광 소자에 열적 스트레스를 발생시키고, 열 팽창 계수가 서로 다른 물질들 간의 계면에서 발생하는 응력 및 이로 인한 잔류 응력을 발생시킨다. When such a chip scale package type device is used as a high output light emitting device, a high density current is applied to the chip scale package. When a high-density current is applied, the heat generated from the light emitting chip also increases. Such heat causes thermal stress in the light emitting device, and generates stress generated at the interface between materials having different thermal expansion coefficients and residual stress caused thereby.
특히, 이러한 응력에 의해 전극들의 사이에 크랙이 발생하면 발광 소자의 파괴가 발생할 확률이 높아, 발광 소자의 불량을 야기한다. 따라서 고출력 발광 장치에 적용되는 발광 소자는 높은 열 방출 효율이 요구된다.Particularly, when a crack is generated between the electrodes due to such a stress, the probability of the breakdown of the light emitting device is high, resulting in a failure of the light emitting device. Therefore, a light emitting device applied to a high output light emitting device requires a high heat emission efficiency.
한편, 도전 회로를 포함하는 기판 상에 솔더, 페이스트 등의 접착성 물질을 이용하여 칩이 실장될 시, 접착성 물질이 칩의 전극 및 기판의 회로를 따라 흘러 전극 간의 단락이 발생하는 문제가 있다. 따라서, 칩 실장 시의 단락이 방지될 수 있는 우수한 기계적, 전기적 안정성을 가진 구조가 요구된다.On the other hand, when a chip is mounted using an adhesive material such as solder or paste on a substrate including a conductive circuit, the adhesive material flows along the circuit of the chip electrode and the substrate, causing a short circuit between the electrodes . Therefore, there is a demand for a structure having excellent mechanical and electrical stability that can prevent a short circuit during chip mounting.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 높은 열 방출 효율을 가지며, 전극 간의 단락이 방지될 수 있어서, 우수한 기계적, 전기적 안정성을 가진 발광 소자를 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting device having high heat dissipation efficiency and being capable of preventing a short circuit between electrodes, thereby having excellent mechanical and electrical stability.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체, 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제1 전극, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제2 전극, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 서로 이격되어 위치하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제1 금속 벌크, 제2 금속 벌크 및 상기 제1 금속 벌크와 상기 제2 금속 벌크 사이에 배치된 절연부를 포함하는 지지구조체 및 상기 지지구조체에 인접하는 기판을 포함하며, 상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고, 상기 기판은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선부 및 제2 배선부를 포함하고, 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 크다. 이를 통해, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.A light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer disposed on the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer, A first electrode electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer; a second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer, the second electrode being located on the second conductivity type semiconductor layer; A first metal bulk, a second metal bulk, and a second metal bulk, which are located on the second electrode, the first electrode, and the second electrode that are connected to each other and are electrically connected to the first electrode and the second electrode, A support structure comprising an insulating portion disposed between the bulk and the second metal bulk, and a substrate adjacent the support structure, wherein the first and second metal bulk comprise an upper region and a lower region, Wherein the substrate includes a first wiring portion and a second wiring portion electrically connected to the first metal bulk and the second metal bulk, respectively, and a gap between the first wiring portion and the second wiring portion is a distance between the upper regions Lt; / RTI > As a result, cracking or breakage of the light emitting element due to heat can be prevented. Also, when the first and second metal bulk are mounted on the substrate, the first and second metal bulk can be prevented from being short-circuited by an adhesive material such as solder. Therefore, the electrical stability of the light emitting element can be secured.
상기 제1 금속 벌크는 상기 제2 금속 벌크에 대향하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고, 상기 제2 금속 벌크는 상기 제1 금속 벌크에 대향하는 제3 면 및 상기 제3 면의 반대에 위치하는 제4면을 포함하고, 상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제1 면의 하부 모서리 및 상기 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부를 포함할 수 있다. 이 경우, 상기 절연부가 제1 함몰부를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 사이로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 그러므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 접착성 물질에 의해 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.Said first metal bulk comprising a first face opposite said second metal bulk and a second face opposite said first face, said second metal bulk comprising a third face opposite to said first metal bulk, And a fourth surface opposite the third surface, the first and second metal bulk each having a first depression recessed from a lower edge of the first surface and a lower edge of the third surface, . In this case, the insulating portion can fill the first depression, so that an adhesive material such as solder can be suppressed from flowing between the first and second metal bulk. Therefore, the first and second metal bulk can be prevented from being short-circuited by the adhesive material. In addition, since the area in which the first and second metal bulk and the insulating portion contact increases, the adhesion between the first and second metal bulk and the insulating portion can be improved. Therefore, the mechanical stability of the light emitting element can be secured.
상기 제1 함몰부는 단일면으로 구성될 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 사이 간격이 점차적으로 감소할 수 있기 때문에, 발광 소자에서 발생한 열을 방출할 수 있는 구간이 늘어날 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 하면 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 클 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다.The first depression may be formed as a single surface. As a result, the interval between the first and second metal bulk can be gradually reduced, so that the interval in which heat generated in the light emitting device can be emitted can be increased. In addition, the spacing between the lower surfaces of the first and second metal bulk can be greater than the spacing between the upper regions, so that the first and second metal bulk can be prevented from being short-circuited by an adhesive material such as solder .
상기 제1 함몰부는 볼록면 또는 오목면으로 구성될 수 있다.The first depressed portion may be formed of a convex surface or a concave surface.
상기 제1 함몰부는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 이 경우, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.The first depressed portion may be formed of a plurality of surfaces. In this case, the area of contact between the first and second metal bulk and the insulating portion is further increased, so that the adhesion between the first and second metal bulk and the insulating portion can be further improved. Therefore, the mechanical stability of the light emitting element can be secured.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제2 면의 하부 모서리 및 상기 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부를 더 포함할 수 있다. 상기 절연부가 제2 함몰부를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 발광 소자의 외측면으로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 상기 제1 및 제2 금속 벌크와 상기 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.The first and second metal bulk may each further include a second depression recessed from a lower edge of the second surface and a lower edge of the fourth surface. The insulating portion can fill the second depression, so that the adhesive material such as solder can be prevented from flowing to the outer surface of the light emitting element. In addition, since the area in which the first and second metal bulk and the insulating portion contact each other is further increased, the adhesion between the first and second metal bulk and the insulating portion can be further improved. Therefore, the mechanical stability of the light emitting element can be secured.
상기 하부 영역들 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 클 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.The spacing between the lower regions may be greater than the spacing between the upper regions. This makes it possible to more effectively prevent shorting of the first and second metal bulk by the adhesive material such as solder when the first and second metal bulk are mounted on the substrate. Therefore, the electrical stability of the light emitting element can be secured.
상기 상부 영역들 간의 간격은 100㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 열방출이 더욱 개선될 수 있다.The distance between the upper regions may be less than 100 탆. Within this range, the heat release of the first and second metal bulk can be further improved.
상기 하부 영역들 간의 간격은 250㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 솔더 등의 접착성 물질에 의해 상기 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.The interval between the lower regions may be 250 탆 or less. The first and second metal bulk can be effectively prevented from being short-circuited by an adhesive material such as solder within the above range.
상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 하부 영역들 간의 간격보다 클 수 있다. 이 경우, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 접착성 물질이 제1 및 제2 배선부를 따라 제1 및 제2 금속 벌크의 하면 사이 영역으로 확장되는 것이 방지될 수 있으므로, 제1 및 제2 금속 벌크의 단락이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.The gap between the first wiring portion and the second wiring portion may be larger than the gap between the lower regions. In this case, shorting of the first and second wiring sections by an adhesive material such as solder can be more effectively prevented. Also, since the adhesive material can be prevented from expanding along the first and second wiring portions to the area between the lower surfaces of the first and second metal bulk, the shorting of the first and second metal bulk can be more effectively prevented . Therefore, the electrical stability of the light emitting element can be secured.
상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 두께는 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 5배 내지 20배일 수 있다. 이 경우, 상기 발광 구조체에서 발생한 열이 상기 제1 및 제2 금속 벌크의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있으므로, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.The thickness of the first metal bulk and the second metal bulk may be 5 to 20 times the thickness of the first electrode and the second electrode, respectively. In this case, since heat generated in the light emitting structure can be effectively emitted through the side surfaces of the first and second metal bulk, cracking or breakage of the light emitting element due to heat can be prevented.
상기 발광 소자는 상기 발광 구조체의 하면 및 상기 제2 전극의 하면과 측면을 덮으며, 상기 발광 구조체와 상기 제1 전극 사이에 위치하여 상기 제1 전극을 상기 제2 전극으로부터 절연시키는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.Wherein the light emitting element covers a bottom surface and a side surface of the second electrode and a side surface of the light emitting structure and is disposed between the light emitting structure and the first electrode to insulate the first electrode from the second electrode, As shown in FIG.
상기 발광 소자는 상기 제1 전극의 일부를 덮는 제2 절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층은 제1 전극 및 제2 전극의 단락을 더욱 효과적으로 방지시켜주며, 외부 오염 물질이나 충격으로부터 발광 구조체를 보호하는 역할을 할 수 있다.The light emitting device may further include a second insulating layer covering a portion of the first electrode. The second insulating layer effectively prevents a short circuit between the first electrode and the second electrode, and can protect the light emitting structure from external contaminants or impacts.
상기 기판은 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부를 지지하는 베이스를 더 포함할 수 있으며, 상기 기판은 상기 베이스를 관통하는 비아홀을 포함할 수 있다.The substrate may further include a base for supporting the first wiring portion and the second wiring portion, and the substrate may include a via hole penetrating the base.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크 상에 위치할 수 있다. 이를 통해, 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크로 전달된 열은 비아홀의 내부 공간 및 비아홀 내측면에 위치한 상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부를 통해, 효과적으로 방출될 수 있다.The via hole may be located on the first metal bulk and the second metal bulk. Through this, the heat transferred to the first metal bulk and the second metal bulk can be effectively discharged through the first wiring portion and the second wiring portion located in the inner space of the via hole and the inner side of the via hole.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 상하 방향으로 중첩되지 않을 수 있다. 이 경우, 상기 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크를 기판에 실장하는 공정 상에서 솔더 등의 접착성 물질이 상기 비아홀을 따라 외부로 흐르는 것이 방지될 수 있다. 또한, 외부의 충격이나 오염물질이 상기 비아홀을 통해 상기 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크에 손상을 입히는 것이 방지될 수 있다.The via hole may not overlap with the first metal bulk and the second metal bulk in the vertical direction. In this case, an adhesive material such as solder can be prevented from flowing out along the via hole in the process of mounting the first metal bulk and the second metal bulk on the substrate. In addition, external impacts or contaminants can be prevented from damaging the first metal bulk and the second metal bulk through the via hole.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 단일체일 수 있다. 이 경우, 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 하면에 별도의 층을 형성시키지 않아도, 상기 하부 영역들의 형태를 조절하여 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 단락 방지 및 상기 기판에 대한 접착성이 개선될 수 있다.The first and second metal bulk may each be monolithic. In this case, it is possible to control the shape of the lower regions to prevent short-circuiting of the first metal bulk and the second metal bulk, and to prevent short-circuiting of the first metal bulk and the second metal bulk without forming a separate layer on the lower surface of the first metal bulk and the second metal bulk. Can be improved.
상기 발광 소자는 상기 제1 금속 벌크와 상기 제1 배선부 사이 및 상기 제2 금속 벌크와 사기 제2 배선부 사이에 솔더를 더 포함할 수 있다.The light emitting device may further include solder between the first metal bulk and the first wiring portion, and between the second metal bulk and the second wiring portion.
본 발명에 따르면, 제1 및 제2 금속 벌크의 상부 영역들 간의 간격이 상대적으로 짧으므로, 발광 구조체에서 발생한 열이 제1 금속 벌크 및 제2 금속 벌크의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크의 하부 영역들 간의 간격이 상대적으로 크기 때문에, 제1 및 제2 금속 벌크가 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제1 배선부 및 제2 배선부 간의 간격이 상대적으로 크기 때문에, 제1 및 제2 금속 벌크이 기판에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.According to the present invention, since the interval between the upper regions of the first and second metal bulk is relatively short, the heat generated in the light emitting structure can be effectively emitted through the sides of the first metal bulk and the second metal bulk. Therefore, cracking or breakage of the light emitting element due to heat can be prevented. Also, since the spacing between the lower regions of the first and second metal bulk is relatively large, when the first and second metal bulk are mounted on the substrate, the first and second metal bulk Can be prevented from being short-circuited. Further, since the gap between the first wiring portion and the second wiring portion is relatively large, when the first and second metal bulk are mounted on the substrate, the first and second wiring portions are short-circuited by an adhesive material such as solder Can be prevented. Therefore, the electrical stability of the light emitting element can be secured.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 10은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.1 and 2 are a plan view and a sectional view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
9 is an exploded perspective view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a lighting apparatus.
10 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a display device.
11 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a display device.
12 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a headlamp.
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 개재된 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The following embodiments are provided by way of example so that those skilled in the art can sufficiently convey the spirit of the present invention. Therefore, the present invention is not limited to the embodiments described below, but may be embodied in other forms. In the drawings, the width, length, thickness, etc. of components may be exaggerated for convenience. It is also to be understood that when an element is referred to as being "above" or "above" another element, But also includes the case where another component is interposed between the two. Like reference numerals designate like elements throughout the specification.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도 및 단면도이다. 도 2는 도 1의 I-I'선에 대응하는 부분의 단면을 도시한다.1 and 2 are a plan view and a sectional view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention. Fig. 2 shows a cross-section of a portion corresponding to the line I-I 'in Fig.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 소자는 발광 구조체(110), 제1 전극(140), 제2 전극(120), 지지구조체(210) 및 기판(310)을 포함할 수 있다. 나아가, 발광 소자는 성장 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다.Referring to FIGS. 1 and 2, the light emitting device may include a
발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111), 제1 도전형 반도체층(111) 상에 위치하는 활성층(112), 및 활성층(112) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(113)을 포함한다. 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(111)은 n형 불순물(예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(113)은 p형 불순물(예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(112)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 그 조성비가 결정될 수 있다.The
또한, 발광 구조체(110)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)이 부분적으로 제거되어 제1 도전형 반도체층(111)이 부분적으로 노출된 노출 영역(e)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광 구조체(110)는 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(111)을 노출시키는 적어도 하나의 홀을 포함할 수 있다. 홀은 복수로 형성될 수도 있으며, 홀의 형태 및 배치가 도시된 바에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 도전형 반도체층(111)이 부분적으로 노출된 영역은, 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 부분적으로 제거하여 제2 도전형 반도체층(113) 및 활성층(112)을 포함하는 메사를 형성함으로써 제공될 수도 있다.The
또한, 발광 구조체(110)는 거칠어진 표면(R)을 더 포함할 수 있다. 거칠어진 표면(R)은 습식 식각, 건식 식각, 전기화학 식각 중 적어도 하나의 방법을 이용하여 형성할 수 있으며, 예를 들어, PEC 식각 또는 KOH 및 NaOH를 포함하는 식각 용액을 이용한 식각 방법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111)의 표면에 형성된 ㎛ 내지 nm 스케일의 돌출부 및/또는 오목부를 포함할 수 있다. 거칠어진 표면(R)에 의해 발광 구조체(110)에서 방출된 광의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.Further, the
또한, 발광 구조체(110)는 제1 도전형 반도체층(111)의 상면에 위치하는 성장 기판(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 성장 기판은 발광 구조체(110)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않는다. 예를 들어, 상기 성장 기판은 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등일 수 있다. 이러한 성장 기판은 공지의 기술을 이용하여 발광 구조체(110)로부터 분리되어 제거될 수 있다.The
제2 전극(120)은 제2 도전형 반도체층(113) 상에 위치하며, 제2 도전형 반도체층(113)과 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 제2 전극(120)은 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 적어도 부분적으로 덮을 수 있으며, 나아가, 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 전반적으로 덮도록 배치될 수 있다. 또한, 제2 전극(120)은 발광 구조체(110)의 제1 도전형 반도체층(111)의 노출 영역(e)이 형성된 위치를 제외한 나머지 영역에서 단일체로 제2 도전형 반도체층(113)의 하면을 덮도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조체(110)의 전 영역에 걸쳐 전류를 균일하게 공급하여, 전류 분산 효율이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니고, 제2 전극(120)은 복수의 단위 전극들을 포함할 수도 있다. The
제2 전극(120)은 반사 금속층을 포함하며, 나아가 장벽 금속층을 포함할 수 있다. 장벽 금속층은 반사 금속층의 하면 및 측면을 덮을 수 있다. 예컨대, 반사 금속층의 패턴을 형성하고, 그 위에 장벽 금속층을 형성함으로써, 장벽 금속층이 반사 금속층의 하면 및 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사 금속층은 Ag, Ag 합금, Ni/Ag, NiZn/Ag, TiO/Ag층을 증착 및 패터닝하여 형성될 수 있다. 한편, 장벽 금속층은 Ni, Cr, Ti, Pt, W 또는 그 복합층으로 형성될 수 있으며, 반사 금속층의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지한다. 도 2에 도시된 것처럼, 제2 전극(120) 상에 전극 보호층이 배치될 수 있으며, 전극 보호층은 후술할 제1 전극(140)과 동일한 재료일 수 있으나, 이에 한정된 것은 아니다.The
제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(111)의 노출 영역(e)과 접하여 제1 도전형 반도체층(111)과 전기적으로 접속될 수 있다. 제1 전극(140)은 발광 구조체 상의 전면에 걸쳐 위치할 수 있으며, 이 경우, 후술할 제1 절연층(130) 등의 절연층을 통해 제2 전극(120)으로부터 절연될 수 있다. 제1 전극(140)은 Al층과 같은 고반사 금속층을 포함할 수 있으며, 고반사 금속층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 고반사 금속층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 제1 전극(140)은 예컨대, Ti/Al/Ti/Ni/Au 의 다층 구조를 가질 수 있다. 제1 전극(140)은 금속 물질을 증착하고, 이를 패터닝하여 형성될 수 있다.The
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 소자는 제1 절연층(130)을 더 포함할 수 있다. 제1 절연층(130)은 발광 구조체(110)의 하면 및 제2 전극(120)의 하면과 측면을 덮으며, 발광 구조체(110)와 제1 전극(140) 사이에 위치하여 제1 전극(140)을 상기 제2 전극(120)으로부터 절연시킬 수 있다. 제1 절연층(130)은 특정 영역에서 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적 접속을 허용하기 위한 개구부(130a, 130b)를 가질 수 있다. 예컨대, 제1 절연층(130)은 제1 도전형 반도체층(111)을 노출시키는 개구부(130a)와 제2 전극(120)을 노출시키는 개구부(130b)를 가질 수 있다. 제1 절연층(130)은 화학기상증착(CVD) 등의 기술을 사용하여 SiO2 등의 산화막, SiNx 등의 질화막, MgF2의 절연막으로 형성될 수 있다. 제1 절연층(130)은 단일층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 다중층으로 형성될 수도 있다. 나아가 제1 절연층(130)은 저굴절 물질층과 고굴절 물질층이 교대로 적층된 분포 브래그 반사기(DBR)를 포함할 수 있다. 예컨대, SiO2/TiO2 나 SiO2/Nb2O5 등의 층을 적층함으로써 반사율이 높은 절연 반사층을 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the light emitting device according to the present invention may further include a first insulating
도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 소자는 제2 절연층(150)을 더 포함할 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)의 단락을 더욱 효과적으로 방지시켜주며, 외부 오염 물질이나 충격으로부터 발광 구조체(110)를 보호하는 역할을 할 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140)의 일부를 덮을 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140)을 노출시키는 개구부(150a) 및 제2 전극(120)을 노출시키는 개구부(150b)를 가질 수 있다. 제1 전극(140)의 측벽들은 제2 절연층(150)에 의해 덮일 수 있다. 제2 절연층(150)은 제1 전극(140) 상에 산화물 절연층, 질화물 절연층 또는 폴리이미드, 테플론, 파릴렌 등의 폴리머를 증착 및 패터닝하여 형성할 수 있다.Referring to FIG. 2, the light emitting device according to the present invention may further include a second insulating
지지구조체는 제1 금속 벌크(211), 제2 금속 벌크(212) 및 절연부(213)를 포함할 수 있다.The support structure may include a
제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 발광 구조체(110) 상에 위치할 수 있으며, 서로 이격되어 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120) 상에 위치할 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 금속 물질로 형성되며, 그 두께가 발광 구조체(110)의 두께보다 일반적으로 큰 구성요소를 의미한다. 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)에 전기적으로 연결될 수 있으며, 이를 통해 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)에 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 발광 구조체(110)에서 발생한 열을 외부로 효과적으로 방출시킬 수 있으며, 그 열팽창 계수가 발광 구조체(110)의 열팽창 계수와 유사한 물질을 포함할 수 있다. The
제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 두께는 열방출을 용이하게 하기 위해 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)에 비해 두꺼울 수 있다. 구체적으로, 각각 제1 전극(140) 및 제2 전극(120)의 5배 내지 20배일 수 있다. 이 경우, 발광 구조체(110)에서 발생한 열이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있으므로, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.The thickness of the
제1 금속 벌크(211)는 하부 영역(211a) 및 상부 영역(211b)을 포함하며, 제2 금속 벌크(212)는 하부 영역(212a) 및 상부 영역(212b)을 포함할 수 있다. 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)는 각각 단일체일 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 금속 벌크의 하부 영역(211a) 및 제2 금속 벌크의 하부 영역(212a)은 후술할 기판(310)에 인접하여 위치하고, 제1 금속 벌크(211)의 상부 영역(211b) 및 제2 금속 벌크(212)의 상부 영역(212b)은 발광 구조체(110)에 인접하여 위치할 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면을 각각 포함할 수 있다. 구체적으로, 하부 영역들(211a, 212a)의 하면은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면과 일치할 수 있다. 이 경우, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 하면에 별도의 층을 형성시키지 않아도, 하부 영역들(211a, 212a)의 형태를 조절하여 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 단락 방지 및 기판(310)에 대한 접착성이 개선될 수 있다.The
제1 금속 벌크의 하부 영역(211a)과 제2 금속 벌크의 하부 영역(212a) 간의 간격(L2)은 제1 금속 벌크의 상부 영역(211b)과 제2 금속 벌크의 상부 영역(212b) 간의 간격(L1)보다 클 수 있다. 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)이 상대적으로 짧으므로, 발광 구조체(110)에서 발생한 열이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 측면을 통해 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩(solder bonding) 또는 유테틱 본딩(eutectic bonding)을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.The distance L 2 between the
제1 금속 벌크(211)는 제2 금속 벌크(212)에 대향하는 제1 면 및 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고, 제2 금속 벌크(212)는 제1 금속 벌크(211)에 대향하는 제3 면 및 제3 면의 반대에 위치하는 제4 면을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 각각 제1 면의 하부 모서리 및 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부(h1)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하면, 제1 함몰부(h1)는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제1 함몰부(h1)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 제1 면 및 제3 면과 평행한 면, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면과 평행한 면을 포함할 수 있다. 상술한 함몰 구조에 의해, 후술할 절연부(213)가 제1 함몰부(h1)를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 사이로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 그러므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 접착성 물질에 의해 단락되는 것이 방지될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부(213)가 접하는 면적이 증가하므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부의 접착성이 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다. 제1 함몰부(h1)는 포토레지스트(photo resist)를 사용한 식각 공정으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The
상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)은 100㎛ 이하일 수 있다. 상기 범위 내에서 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 열방출이 더욱 개선될 수 있다. 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)은 250㎛ 이상일 수 있다. 상기 범위 내에서 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.The distance L 1 between the
절연부(213)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이에 배치될 수 있다. 절연부(213)은 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)를 절연시켜 결과적으로 제1 전극 및 제2 전극(140, 120)을 절연시키며 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이를 채워 내구성을 향상시키고, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 열팽창 시 발생하는 스트레스를 완화시켜주는 역할을 한다. 또한, 도 2에 도시된 것처럼, 절연부(213)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212) 사이 뿐만 아니라, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 측면을 전체적으로 감싸는 구조일 수 있다. 이를 통해, 외부의 오염물질이나 충격으로부터 발광 소자가 보호될 수 있다. 절연부(213)는 에폭시 몰딩 화합물(EMC)을 포함할 수 있다. 절연부(213)가 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면을 덮도록 코팅이 될 수 있으며, 이 경우, 절연부(213)의 하면은 래핑(lapping), 화학적 기계적 연마(CMP) 등을 통해 평탄화될 수 있고, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 노출될 수 있다.The insulating
기판(310)은 지지구조체(210)에 인접하여 위치할 수 있다. 기판(310)은 제1 금속 벌크(211)와 전기적으로 연결된 제1 배선부(311) 및 제2 금속 벌크(212)와 전기적으로 연결된 제2 배선부(312)를 포함할 수 있다. 이에 한정되는 것은 아니지만, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312)는 기판(310)의 베이스(313) 상에 배치될 수 있다. 제1 및 제2 배선부(311, 312)는 전기 전도성이 높은 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, Cu, Au, Ag, Pt, Al 등의 물질을 포함할 수 있다. 기판(310)의 베이스(313)는 세라믹 물질을 포함할 수 있으며, 발광 소자의 방열 특성을 높이기 위해 금속 물질을 포함할 수도 있다. 이에 한정되는 것은 아니나, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)는 솔더 본딩(solder bonding) 또는 유테틱 본딩(eutectic bonding)을 통해 기판(310) 상에 실장될 수 있다. 예를 들어, 솔더 본딩의 경우, 제1 금속 벌크(211)와 제1 배선부(311) 사이 및 제2 금속 벌크(212)와 제2 배선부(312)에 솔더(S)를 위치시킬 수 있다.The
제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)은 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격(L1)보다 클 수 있다. 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩 또는 유테틱 본딩을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)이 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부(311, 312)가 단락되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.The gap L 3 between the
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 3의 발광 소자는 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 금속 벌크(211)의 제2 면의 하부 모서리 및 제2 금속 벌크(212)의 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부(h2) 더 포함한다는 점에서 차이가 있다. 도 3을 참조하면, 제2 함몰부(h2)는 복수개의 면으로 구성될 수 있다. 구체적으로, 제2 함몰부(h2)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 제2 면 및 제4 면과 평행한 면, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면과 평행한 면을 포함할 수 있다. 상술한 함몰 구조에 의해, 후술할 절연부(213)가 제2 함몰부(h2)를 채울 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질이 발광 소자의 외측면으로 흐르는 것이 억제될 수 있다. 또한, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부(213)가 접하는 면적이 더욱 증가하므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)와 절연부의 접착성이 더욱 개선될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 기계적 안정성이 확보될 수 있다.3 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. The light emitting device of Figure 3 is similar to the light emitting device of Figures 1 and 2 except that the lower edge of the second face of the
도 4 및 도 5는 본 발명의 또 다른 실시예들에 따른 발광 소자들을 설명하기 위한 단면도들이다. 도 4 및 도 5의 발광 소자들은 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 함몰부(h1)가 단일면 또는 오목면으로 구성된 점에서 차이가 있다. 구체적으로, 도 4의 발광 소자의 제1 함몰부(h1)는 평면 형태의 단일의 모따기면을 가질 수 있다. 도 5의 발광 소자의 제1 함몰부(h1)는 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면으로 갈 수록 함몰면의 기울기가 증가하는 오목한 형태로 형성될 수 있다. 또는 도시되지 않았으나, 제1 함몰부(h1)는 볼록면으로 구성될 수 있으며, 구체적으로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면으로 갈 수록 함몰면의 기울기가 감소하는 볼록한 형태로 형성될 수 있다. 이를 통해, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 사이 간격이 점차적으로 감소할 수 있기 때문에, 발광 소자에서 발생한 열을 방출할 수 있는 구간이 늘어날 수 있다. 동시에, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면 간의 간격은 상부 영역들(211b, 212b) 간의 간격보다 클 수 있어서, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)가 단락되는 것이 여전히 방지될 수 있다.4 and 5 are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to still another embodiment of the present invention. 4 and a light emitting device of FIG. 5, there is one similar to the light-emitting device of Figs. 1 and 2, the first recessed portion (h 1) is different in that a homogeneous surface or concave surface. Specifically, the first depression (h 1 ) of the light emitting device of FIG. 4 may have a single chamfered surface in plan view. The first depressed portion h 1 of the light emitting device of FIG. 5 may be formed in a concave shape in which the inclination of the depressed surface is increased as it goes to the lower surface of the first and
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 6의 발광 소자는 도 1 및 2의 발광 소자와 유사하나, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 하부 영역들(211a, 212a) 간의 간격(L2)보다 클 수 있다. 이 경우, 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312) 간의 간격(L3)이 상대적으로 크기 때문에, 솔더 본딩 또는 유테틱 본딩을 통해 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)이 기판(310)에 실장될 시, 솔더 등의 접착성 물질에 의해 제1 및 제2 배선부(311, 312)가 단락되는 것이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 또한, 접착성 물질이 제1 및 제2 배선부(311, 312)를 따라 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 하면 사이 영역으로 확장되는 것이 방지될 수 있으므로, 제1 및 제2 금속 벌크(211, 212)의 단락이 더욱 효과적으로 방지될 수 있다. 따라서, 발광 소자의 전기적 안정성이 확보될 수 있다.6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. Spacing between one light emitting device is similar to the light-emitting device of Figs. 1 and 2 in Fig. 6, the distance between the
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 7을 참조하면, 기판(310)은 제1 배선부(311)와 제2 배선부(312)를 지지하는 베이스(313)을 더 포함하며, 기판(310)은 베이스(313)를 관통하는 비아홀(V)을 포함할 수 있으며, 비아홀(V)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212) 상에 위치할 수 있다. 구체적으로, 베이스(313)는 세라믹 물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 7을 참조하면, 발광 소자의 방열 특성을 높이기 위해 베이스(313)는 Cu 등의 금속 물질을 포함할 수 있으며, 그 경우 제1 배선부(311)와 제2 배선부(312)가 베이스(313)를 통해 단락되는 것을 방지하기 위해 제1 배선부(311). 제2 배선부(312)와 베이스(313) 사이에 절연성 물질(314)이 위치할 수 있다. 도 7에 도시된 것처럼, 비아홀(V)의 내측면은 제1 배선부(311) 또는 제2 배선부(312)로 덮일 수 있다. 또한, 도 7은 비아홀(V) 내부가 비어있는 구조이나, 이에 한정된 것은 아니며, 비아홀(V)의 내부는 도전성 물질로 채워질 수 있다. 비아홀(V)은 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)의 상하 방향으로 중첩되도록 위치할 수 있다. 상술한 구조에 의해, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)로 전달된 열은 비아홀(V)의 내부 공간 및 비아홀(V) 내측면에 위치한 제1 배선부(311) 및 제2 배선부(312)를 통해, 효과적으로 방출될 수 있다. 따라서, 열에 의한 발광 소자의 크랙 또는 파손이 방지될 수 있다.7 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. 7, the
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도이다. 도 8의 발광 소자는 도 6의 발광 소자와 유사하나, 비아홀(V)이 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)와 상하 방향으로 중첩되지 않는다는 점에서 차이가 있다. 이 경우, 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)를 기판(310)에 실장하는 공정 상에서 솔더 등의 접착성 물질이 비아홀(V)을 따라 외부로 흐르는 것이 방지될 수 있다. 또한, 외부의 충격이나 오염물질이 비아홀(V)을 통해 제1 금속 벌크(211) 및 제2 금속 벌크(212)에 손상을 입히는 것이 방지될 수 있다.8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention. The light emitting device of FIG. 8 is similar to the light emitting device of FIG. 6, but differs in that the via hole V does not overlap with the
도 9은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a lighting apparatus.
도 9을 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.Referring to FIG. 9, the illumination device according to the present embodiment includes a
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. The
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.The
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.The light emitting
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. The
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.The
도 10는 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 10 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a display device.
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.The display device of this embodiment includes a
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.The
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.The backlight unit (BLU1) includes a light source module including at least one substrate (2150) and a plurality of light emitting elements (2160). Further, the backlight unit BLU1 may further include a
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.The
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.The
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. The diffusion plate 2131 and the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.As described above, the light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to the direct-type display device as in the present embodiment.
도 11은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 11 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a display device.
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.The display device having the backlight unit according to the present embodiment includes a
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.The
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU2)은 하면의 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.The backlight unit BLU2 for providing light to the
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.The light source module includes a
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.As described above, the light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to the edge display device as in the present embodiment.
도 12은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들을 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.12 is a cross-sectional view illustrating an example in which light emitting devices according to embodiments of the present invention are applied to a headlamp.
도 12을 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.12, the head lamp includes a
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.The
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.
As described above, the light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to a head lamp, particularly, a headlamp for a vehicle as in the present embodiment.
Claims (18)
상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제1 전극;
상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하며, 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 접속된 제2 전극;
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 서로 이격되어 위치하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제1 금속 벌크, 제2 금속 벌크 및 상기 제1 금속 벌크와 상기 제2 금속 벌크 사이에 배치된 절연부를 포함하는 지지구조체; 및
상기 지지구조체에 인접하는 기판을 포함하며,
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상부 영역 및 하부 영역을 포함하고,
상기 기판은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 각각 전기적으로 연결된 제1 배선부 및 제2 배선부를 포함하고,
상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.A light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, a second conductivity type semiconductor layer located on the first conductivity type semiconductor layer, and an active layer between the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, ;
A first electrode electrically connected to the first conductive type semiconductor layer;
A second electrode located on the second conductive type semiconductor layer and electrically connected to the second conductive type semiconductor layer;
A first metal bulk and a second metal bulk electrically connected to the first electrode and the second electrode, the first metal bulk and the second metal bulk being spaced apart from each other on the first electrode and the second electrode, A support structure including an insulating portion disposed between the bulk; And
A substrate adjacent the support structure,
The first and second metal bulk comprising an upper region and a lower region,
Wherein the substrate includes a first wiring portion and a second wiring portion electrically connected to the first metal bulk and the second metal bulk, respectively,
Wherein a distance between the first wiring portion and the second wiring portion is larger than an interval between the upper regions.
상기 제1 금속 벌크는 상기 제2 금속 벌크에 대향하는 제1 면 및 상기 제1 면의 반대에 위치하는 제2 면을 포함하고,
상기 제2 금속 벌크는 상기 제1 금속 벌크에 대향하는 제3 면 및 상기 제3 면의 반대에 위치하는 제4 면을 포함하고,
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제1 면의 하부 모서리 및 상기 제3 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제1 함몰부를 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the first metal bulk comprises a first face opposite to the second metal bulk and a second face opposite to the first face,
Said second metal bulk comprising a third face opposite said first metal bulk and a fourth face opposite said third face,
Wherein the first and second metal bulk include a first depression recessed from a lower edge of the first surface and a lower edge of the third surface, respectively.
상기 제1 함몰부는 단일면으로 구성된 발광 소자.The method of claim 2,
Wherein the first depression is formed as a single surface.
상기 제1 함몰부는 볼록면 또는 오목면으로 구성된 발광 소자.The method of claim 2,
Wherein the first depression is formed of a convex surface or a concave surface.
상기 제1 함몰부는 복수개의 면으로 구성된 발광 소자.The method of claim 2,
Wherein the first depression has a plurality of surfaces.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 상기 제2 면의 하부 모서리 및 상기 제4 면의 하부 모서리로부터 함몰된 제2 함몰부를 더 포함하는 발광 소자.The method of claim 2,
Wherein the first and second metal bulk further comprise a second depression recessed from a lower edge of the second surface and a lower edge of the fourth surface, respectively.
상기 하부 영역들 간의 간격은 상기 상부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein an interval between the lower regions is larger than an interval between the upper regions.
상기 상부 영역들 간의 간격은 100㎛ 이하인 발광 소자.The method of claim 7,
Wherein a distance between the upper regions is 100 mu m or less.
상기 하부 영역들 간의 간격은 250㎛ 이하인 발광 소자.The method of claim 7,
And the interval between the lower regions is 250 mu m or less.
상기 제1 배선부 및 상기 제2 배선부 간의 간격은 상기 하부 영역들 간의 간격보다 큰 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein a distance between the first wiring portion and the second wiring portion is larger than an interval between the lower regions.
상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크의 두께는 각각 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 5배 내지 20배인 발광 소자.The method according to claim 1,
And the thickness of the first metal bulk and the second metal bulk are 5 to 20 times the thickness of the first electrode and the second electrode, respectively.
상기 발광 구조체의 하면 및 상기 제2 전극의 하면과 측면을 덮으며, 상기 발광 구조체와 상기 제1 전극 사이에 위치하여 상기 제1 전극을 상기 제2 전극으로부터 절연시키는 제1 절연층을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And a first insulating layer covering the lower surface of the light emitting structure and the lower surface and the side surface of the second electrode and located between the light emitting structure and the first electrode to insulate the first electrode from the second electrode Light emitting element.
상기 제1 전극의 일부를 덮는 제2 절연층을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And a second insulating layer covering a part of the first electrode.
상기 기판은 상기 제1 배선부와 상기 제2 배선부를 지지하는 베이스를 더 포함하며,
상기 기판은 상기 베이스를 관통하는 비아홀을 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
The substrate further includes a base for supporting the first wiring portion and the second wiring portion,
And the substrate includes a via hole penetrating the base.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크 상에 위치하는 발광 소자.15. The method of claim 14,
Wherein the via hole is located on the first metal bulk and the second metal bulk.
상기 비아홀은 상기 제1 금속 벌크 및 상기 제2 금속 벌크와 상하 방향으로 중첩되지 않는 발광 소자.15. The method of claim 14,
And the via hole does not overlap with the first metal bulk and the second metal bulk in the vertical direction.
상기 제1 및 제2 금속 벌크는 각각 단일체인 발광 소자.The method according to claim 1,
Wherein the first and second metal bulk are each a single body.
상기 제1 금속 벌크와 상기 제1 배선부 사이 및 상기 제2 금속 벌크와 상기 제2 배선부 사이에 솔더를 더 포함하는 발광 소자.
The method according to claim 1,
And a solder between the first metal bulk and the first wiring portion and between the second metal bulk and the second wiring portion.
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