KR20130087767A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 소자(Light Emitting Device; LED)에 관한 것으로, 특히 복수의 발광 셀이 연결된 발광 셀 어레이에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting device (LED), and more particularly to a light emitting cell array to which a plurality of light emitting cells are connected.
발광 소자(Light Emitting Device; LED)는 화합물 반도체의 P-N 접합 구조를 이용하여 전자 및 홀을 생성하고, 이들의 재결합에 의하여 소정의 광을 발산하는 소자이다. 이러한 발광 소자는 표시 장치의 백라이트 유닛 또는 조명 장치 등에 이용되며, 소모 전력이 기존의 전구 또는 형광등 등에 비하여 수 내지 수십분의 1에 불과하고, 수명이 수 내지 수십배에 이르러 소모 전력의 절감과 내구성 측면에서 유리하다.A light emitting device (LED) is an element that generates electrons and holes by using a P-N junction structure of a compound semiconductor, and emits predetermined light by recombination thereof. Such a light emitting device is used in a backlight unit or a lighting device of a display device, and consumes only a few to one tenths of the power of a conventional light bulb or a fluorescent lamp. It is advantageous.
한편, 최근의 조명 장치는 고전력(high power)의 발광 소자를 요구하고 있으며, 고전력 발광 소자를 구현하기 위해 발광 소자의 면적을 넓힐 수 있다. 예를 들어, 하나의 발광 칩의 면적을 넓혀 대면적 칩으로 구현하거나 여러 개의 발광 칩을 병렬로 연결하여 고전력 발광 소자를 구현할 수 있다. 이 경우에는 발광 칩을 예컨데 3.3V 정도로 구동시키므로 20W 정도의 조명 장치를 구현하기 위해서는 6A 이상의 큰 전류 용량을 가지는 전원 장치가 필요하다. 그러나, 이와 같은 저전압/대전류 조명 장치의 에너지 효율과 장치 크기 면에서 고전압/저전류 조명 장치에 비하여 불리한 측면이 있다. 그리고, 한 발광 칩의 면적을 과도하게 증가시키는 것은 재료의 불균일성 및 전극에서의 확산 저항(spreading resistance) 때문에 정격 전류가 감소하여 비효율적인 단점이 있다.On the other hand, recent lighting devices require a high power light emitting device, and the area of the light emitting device may be increased to implement the high power light emitting device. For example, the area of one light emitting chip may be increased to implement a large area chip, or a plurality of light emitting chips may be connected in parallel to implement a high power light emitting device. In this case, since the light emitting chip is driven at about 3.3V, a power supply having a large current capacity of 6A or more is required to realize a lighting device of about 20W. However, there are disadvantages compared to high voltage / low current lighting devices in terms of energy efficiency and device size of such low voltage / high current lighting devices. In addition, excessively increasing the area of one light emitting chip has an inefficient disadvantage because the rated current decreases due to the nonuniformity of the material and the spreading resistance at the electrode.
또한, 복수의 발광 칩이나 발광 셀을 직렬 접속하여 고전압 구동 발광 셀 어레이를 구현할 수 있다. 이 경우, 조명 장치를 100V로 구동하고 20W를 구현한다면 전류가 200mA 정도이기 때문에 저전압/대전류 장치에 비해 전원 장치의 크기와 효율 면에서 훨씬 유리하다. 따라서, 일반적인 조명 장치를 제작할 경우 이러한 복수의 발광 셀이 직렬 접속된 발광 셀 어레이를 이용하고 있다.In addition, a plurality of light emitting chips or light emitting cells may be connected in series to implement a high voltage driving light emitting cell array. In this case, driving a lighting device at 100V and implementing 20W is about 200mA, which is much more advantageous in terms of power supply size and efficiency than low voltage / high current devices. Therefore, in manufacturing a general lighting device, a light emitting cell array in which a plurality of light emitting cells are connected in series is used.
한편, 발광 셀 어레이는 동일 사이즈의 복수의 발광 셀을 이용한다. 그런데, 발광 소자 외측의 발광 셀은 대기와 접촉되기 때문에 자연 냉각될 수 있지만, 발광 소자 중앙부의 발광 셀은 대기와 접촉되지 못하기 때문에 외측의 발광 셀에 비해 높은 온도를 유지하게 된다. 따라서, 발광 소자 중앙부의 발광 셀은 발광 특성이 저하될 수 있고, 수명이 저하될 수 있다.
On the other hand, the light emitting cell array uses a plurality of light emitting cells of the same size. However, the light emitting cells outside the light emitting device may be naturally cooled because they contact with the air, but the light emitting cells in the center of the light emitting device may not be in contact with the air, thereby maintaining a higher temperature than the light emitting cells outside. Accordingly, the light emitting cell in the center of the light emitting device may have low light emission characteristics, and may have a low lifespan.
본 발명은 중앙부의 발광 셀과 외측의 발광 셀의 온도 분포를 균일하게 함으로써 발광 특성을 향상시킬 수 있고 수명을 증대시킬 수 있는 복수의 발광 셀이 어레이로 형성된 발광 소자를 제공한다.The present invention provides a light emitting device in which a plurality of light emitting cells are formed in an array in which light emission characteristics can be improved and lifespan can be improved by uniformizing the temperature distribution between the light emitting cells at the center and the light emitting cells at the outside.
본 발명은 중앙부의 전류 밀도를 낮추고 외측의 전류 밀도를 증가시켜 온도 분포를 균일하게 할 수 있는 복수의 발광 셀이 어레이로 형성된 발광 소자를 제공한다.
The present invention provides a light emitting device in which a plurality of light emitting cells are formed in an array to reduce the current density at the center portion and increase the current density at the outside to make the temperature distribution uniform.
본 발명의 일 예에 따른 발광 소자는 복수의 발광 셀; 상기 발광 셀 사이를 연결하는 배선을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀은 단위 면적당 발열량에 따라 기설정된 영역별로 서로 다른 사이즈로 형성된다.A light emitting device according to an embodiment of the present invention comprises a plurality of light emitting cells; And a wire connecting the light emitting cells, wherein the plurality of light emitting cells are formed in different sizes for each of predetermined regions according to the amount of heat generated per unit area.
상기 복수의 발광 셀은 직렬 연결되어 동일 전류가 인가된다.The plurality of light emitting cells are connected in series to receive the same current.
상기 복수의 발광 셀은 사이즈에 따라 서로 다른 전류 밀도를 가지고, 서로 다른 온도로 발열한다.The light emitting cells have different current densities according to sizes and generate heat at different temperatures.
상기 복수의 발광 셀은 상기 기설정된 영역의 상기 단위 면적당 발열량이 작을수록 작은 사이즈로 배치된다.The plurality of light emitting cells are arranged in a smaller size as the amount of heat generated per unit area of the predetermined area is smaller.
상기 복수의 발광 셀은 서로 같은 간격을 유지하거나 사이즈에 따라 서로 다른 간격을 유지한다.
The plurality of light emitting cells may maintain the same spacing or different spacing according to their size.
본 발명의 다른 예에 따른 발광 소자는 기판; 상기 기판 상에 형성된 복수의 발광 셀; 상기 발광 셀 사이를 연결하는 배선을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀 중 상기 기판의 주변 영역에 배치되는 발광 셀의 사이즈는 그 외의 영역에 배치되는 발광 셀보다 작은 사이즈로 형성된다.In another embodiment, a light emitting device includes: a substrate; A plurality of light emitting cells formed on the substrate; And a line connecting the light emitting cells, wherein the size of the light emitting cells disposed in the peripheral region of the substrate is smaller than that of the light emitting cells disposed in the other regions.
상기 기판은 가장자리 영역에 해당하는 변부, 상기 변부의 양 끝에 해당하는 모서리부 및 상기 변부와 모서리부 사이에 해당하는 중앙부를 포함한다.The substrate includes an edge portion corresponding to an edge region, an edge portion corresponding to both ends of the edge portion, and a center portion corresponding to the edge portion and the edge portion.
상기 변부와 모서리부에 배치된 상기 발광 셀은 적어도 하나의 측면에 인접하는 발광 셀이 부재하고, 상기 중앙에 배치된 상기 발광 셀은 측면이 모두 인접한 발광 셀의 측면으로 둘러싸인다.The light emitting cells disposed at the edges and the edges may be free of light emitting cells adjacent to at least one side surface, and the light emitting cells disposed at the center may be surrounded by side surfaces of light emitting cells adjacent to each other.
상기 모서리부에 적어도 하나의 제 1 발광 셀이 배치되고, 상기 변부에 상기 제 1 발광 셀보다 큰 사이즈의 적어도 하나의 제 2 발광 셀이 배치되며, 상기 중앙부에 상기 제 2 발광 셀보다 큰 사이즈의 적어도 하나의 제 3 발광 셀이 배치되는 발광 소자.
At least one first light emitting cell is disposed at the corner portion, and at least one second light emitting cell having a size larger than the first light emitting cell is disposed at the edge portion, and at a central portion, at least one first light emitting cell is larger than the second light emitting cell. A light emitting device in which at least one third light emitting cell is disposed.
본 발명의 실시 예들은 영역별로 다른 사이즈로 복수의 발광 셀을 마련하여 발광 소자를 구현하고 동일 전류를 인가하여 구동한다. 즉, 사이즈가 작은 발광 셀은 전류 밀도가 높아 높은 온도로 발열하고, 사이즈가 큰 발광 셀은 전류 밀도 낮아 낮은 온도로 발열하는데, 사이즈가 작은 발광 셀은 방열이 용이한 영역에 배치하고 사이즈가 큰 발광 셀은 방열이 용이하지 않은 영역에 배치한다. 따라서, 높은 온도로 발열하는 발광 셀일수록 방열을 용이하게 함으로써 발광 소자의 전체적인 온도 분포를 거의 균일하게 할 수 있으며, 그에 따라 발광 특성을 향상시키고 소자의 수명 저하를 방지할 수 있다.Embodiments of the present invention implement a light emitting device by providing a plurality of light emitting cells in different sizes for each region, and apply the same current to drive the same. That is, the small sized light emitting cells generate a high current density and generate heat at a high temperature, and the large sized light emitting cells generate a low current density and generate a low temperature. The light emitting cells are arranged in regions where heat dissipation is not easy. Therefore, the light emitting cell that generates heat at a high temperature can facilitate heat dissipation, thereby making the overall temperature distribution of the light emitting device almost uniform, thereby improving light emission characteristics and preventing the life of the device from being lowered.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자의 개략 평면도.
도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 소자의 개략 평면도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 셀의 단면도.
도 4는 복수의 발광 셀이 직렬 연결된 종래의 발광 소자의 온도 분포를 도시한 개략도.
도 5는 본 발명의 실시 예들에 따른 발광 소자의 온도 분포를 도시한 개략도.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예들에 따른 발광 소자의 개략 평면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 셀의 단면도.1 is a schematic plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic plan view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention;
3 is a cross-sectional view of a light emitting cell according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram showing a temperature distribution of a conventional light emitting device in which a plurality of light emitting cells are connected in series.
5 is a schematic diagram showing a temperature distribution of a light emitting device according to embodiments of the present invention.
6 and 7 are schematic plan views of light emitting devices according to embodiments of the present invention.
8 is a cross-sectional view of a light emitting cell according to another embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시 예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시 예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다. 도면에서 여러 층 및 각 영역을 명확하게 표현하기 위하여 두께를 확대하여 표현하였으며 도면상에서 동일 부호는 동일한 요소를 지칭하도록 하였다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various forms, and only the embodiments are intended to complete the disclosure of the present invention and to those skilled in the art. It is provided for complete information. In the drawings, the thickness is enlarged to clearly illustrate the various layers and regions, and the same reference numerals denote the same elements in the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광 소자의 평면 배치 개략도이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광 소자의 평면 배치 개략도이다. 또한, 도 3은 발광 셀의 부분 단면도이다.1 is a schematic plan layout of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 is a schematic plan layout of a light emitting device according to another embodiment of the present invention. 3 is a partial cross-sectional view of the light emitting cell.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예들에 따른 발광 소자는 영역별로 다른 사이즈로 마련된 복수의 발광 셀(11, 12, 13; 10)과, 인접한 두 발광 셀(10)을 연결하는 복수의 배선(20)을 포함하여 복수의 발광 셀(10)이 직렬 연결된다.1 and 2, a light emitting device according to an embodiment of the present invention connects a plurality of
복수의 발광 셀(10)은 동일 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 또한, 복수의 발광 셀(10)은 영역별로 다른 사이즈로 형성된다. 예를 들어, 기판(110)을 발광 셀(10)의 측면이 노출되지 않는 중앙부(A)와 발광 셀(10)의 적어도 일 측면이 노출되는 주변부로 나누고, 주변부는 다시 기판(110)의 두변이 만나는 영역으로 발광 셀(10)의 두 측면이 노출되는 모서리부(B)와 기판(110)의 일 변을 따라 연장되는 영역으로 발광 셀(10)의 일 측면이 노출되는 변부(C)로 나누어 영역별로 다른 사이즈의 발광 셀(10)을 배치한다. 즉, 발광 소자의 모서리부(B)에 마련된 제 1 발광 셀(11)은 변부(C)에 마련된 제 2 발광 셀(12)보다 작은 사이즈로 형성되고, 제 2 발광 셀(12)은 중앙부(A)에 마련된 제 3 발광 셀(13)보다 작은 사이즈로 형성된다. 즉, 발광 셀(10)은 기판(110)의 단위 면적당 발열량에 따라 기설정된 영역별로 서로 다른 사이즈로 배치될 수 있다. 기판(110)은 가장자리 영역에 해당하는 변부(C), 변부(C)의 양 끝에 해당하는 모서리부(B) 및 변부(C)와 모서리부(B) 사이에 해당하는 중앙부(A)로 기설정될 수 있다. 변부(C)와 모서리부(B)에 배치된 발광 셀(10)은 적어도 하나의 측면에 인접하는 발광 셀이 부재하고, 중앙부(A)에 배치된 발광 셀(10)은 측면이 모두 인접한 발광 셀(10)의 측면으로 둘러싸인다. 따라서, 모서리부(B)와 변부(C)는 발광 셀(10)의 일부 측면에 발광 셀이 부재하기 때문에 방열 면적이 상대적으로 더 넓어서 단위 면적당 발열량이 적은 영역이라 할 수 있고, 중앙부(A)는 측면이 모두 발광 셀(10)로 둘러싸여 있기 때문에 방열 면적이 상대적으로 좁아서 단위 면적당 발열량이 큰 영역이라 할 수 있다. 이때, 제 2 발광 셀(12)은 제 1 발광 셀(11)보다 두 배 큰 사이즈로 형성될 수 있고, 제 3 발광 셀(13)은 제 2 발광 셀(12)보다 두 배 큰 사이즈로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 모서리부(B)에 두 개의 제 1 발광 셀(11)이 마련되고, 제 1 발광 셀(11) 사이의 가로 및 세로 방향의 변부(C)에 각각 두 개 및 네 개의 제 2 발광 셀(12)이 마련되며, 중앙부(A)에 네 개의 제 3 발광 셀(13)이 마련될 수 있다. 또한, 도 2에 도시된 바와 같이 모서리부(B)에 하나의 제 1 발광 셀(11)이 마련되고, 제 1 발광 셀(11) 사이의 가로 및 세로 방향의 변부(C)에 각각 세 개 및 네 개의 제 2 발광 셀(12)이 마련되며, 중앙부(A)에 네 개의 제 3 발광 셀(13)이 마련될 수 있다. 이렇게 발광 셀(10)의 대기와의 노출 면적에 따라 영역별로 서로 다른 사이즈로 발광 셀(10)을 마련하면 동일 전류가 인가될 때 서로 다른 전류 밀도를 가지게 된다. 즉, 제 1 발광 셀(11)은 제 2 발광 셀(12)에 비해 전류 밀도가 높아지고, 제 3 발광 셀(13)은 제 2 발광 셀(12)에 비해 전류 밀도가 낮아지게 된다. 전류 밀도가 높으면 발광 시 많은 열이 발생되고 낮으면 발광 시 적은 열이 발생된다. 따라서, 전류 밀도가 높은 순으로, 즉 제 1 발광 셀(11), 제 2 발광 셀(12) 및 제 3 발광 셀(13)의 순으로 발광 시 온도가 높아지게 된다. 결국, 발열량이 많은 제 1 발광 셀(11)은 방열 면적이 상대적으로 넓은 모서리부(B)에 배치하고 발열량이 적은 제 3 발광 셀(13)은 방열 면적이 상대적으로 좁은 중앙부(A)에 배치한다. 그에 따라 발광 소자의 전 영역에서 온도 분포가 균일하게 된다. 또한, 복수의 발광 셀(10)은 서로 동일 간격으로 이격되어 마련될 수 있고, 사이즈 및 위치에 따라 서로 다른 간격으로 이격되어 마련될 수 있다. 예를 들어, 제 2 발광 셀(12) 사이의 간격은 제 1 발광 셀(11) 사이의 간격보다 넓게 배치될 수 있고, 제 3 발광 셀(13) 사이의 간격은 제 1 및 제 2 발광 셀(11, 12)의 간격보다 넓게 배치될 수 있다. 즉, 방열이 용이하지 않은 영역에 배치된 발광 셀(10)일수록 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 또한, 동일 사이즈의 발광 셀(10)도 위치에 따라 간격이 다를 수 있는데, 제 2 발광 셀(12)은 접촉 면적이 넓은 영역은 좁은 간격으로 배치되고 접촉 면적이 좁은 영역은 넓은 간격으로 배치될 수 있다. 한편, 발광 셀(10)은 영역별로 서로 다른 사이즈로 마련되지만, 그 구조는 동일하게 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이 기판(110) 상에 순차적으로 적층 형성된 제 1 반도체층(120), 활성층(130), 제 2 반도체층(140) 및 투명 전극(150)과, 제 2 반도체층(140) 및 활성층(130)이 제거되어 노출된 제 1 반도체층(130) 상에 형성된 제 1 전극(160)과, 투명 전극(150) 상부의 소정 영역에 형성된 제 2 전극(170)을 포함할 수 있다. 이러한 발광 셀(10)에 대해서는 이후 보다 상세히 설명한다. 또한, 발광 셀(10)은 측면이 경사지게 형성될 수 있다. 즉, 발광 셀(10)의 측면에 접하여 배선(20)이 형성되는데, 발광 셀(10)의 측면이 수직일 경우 배선(20)의 형성이 용이하지 않고 배선(20)이 단선될 수 있기 때문에 배선(20)이 형성되는 발광 셀(10)의 적어도 두 측면이 경사지게 형성된다. 이때, 발광 셀(10)은 측면이 예를 들어 30°∼60°의 기울기로 형성될 수 있다.The plurality of light emitting cells 10 may be formed on the
배선(20)은 인접한 두 발광 셀(10) 사이에 형성되어 인접한 두 발광 셀(10)을 전기적으로 연결한다. 이러한 배선(20)은 일 발광 셀(10)의 제 1 전극(160)으로부터 인접한 타 발광 셀(10)의 제 2 전극(170)을 연결한다. 따라서, 복수의 발광 셀(10)은 직렬 연결될 수 있다. 또한, 배선(20)에 의해 발광 셀(10)의 제 1 반도체층(120), 활성층(130) 및 제 2 반도체층(140)이 단락되는 것을 방지하기 위해 발광 셀(10)의 측벽에는 절연막(180)이 형성된다.The
한편, 복수의 발광 셀(10) 각각은 동일 기판(110) 상에 형성되고, 도 3에 도시된 바와 같이 제 1 반도체층(120), 활성층(130), 제 2 반도체층(140), 투명 전극(150)과, 제 1 반도체층(130) 상에 형성된 제 1 전극(160)과, 투명 전극(150) 상부의 소정 영역에 형성된 제 2 전극(170)을 포함한다. 한편, 기판(110)과 제 1 반도체층(120) 사이에 형성된 버퍼층(미도시)을 더 포함할 수 있다Meanwhile, each of the plurality of light emitting cells 10 is formed on the
기판(110)은 발광 소자를 제작하기 위한 통상의 웨이퍼를 지칭하며, 바람직하게는 질화물 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 재질을 이용할 수 있다. 예를 들면, 기판(110)은 Al2O3, SiC, ZnO, Si, GaAs, GaP, LiAl2O3, BN, AlN 및 GaN 중 어느 하나를 이용할 수 있다.The
제 1 반도체층(120)은 N형 불순물이 도핑된 N형 반도체일 수 있고, 그에 따라 활성층(130)에 전자를 공급할 수 있다. 예를 들어 제 1 반도체층(120)은 N형 불순물, 예를 들어 Si가 도핑된 GaN층을 이용할 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 물질이 가능하다. 즉, GaN, InN, AlN(Ⅲ-Ⅴ족) 등과 같은 질화물과 이러한 질화물을 일정한 비율로 혼합한 화합물이 이용될 수 있는데, 예를 들어 AlGaN을 이용할 수 있다. 또한, 제 1 반도체층(120)은 다층막으로 형성할 수도 있다. The
활성층(130)은 소정의 밴드 갭을 가지며 양자 우물이 만들어져 전자 및 홀이 재결합되는 영역이다. 활성층(130)은 단일 양자 우물 구조(SQW) 또는 다중 양자 우물 구조(MQW)로 형성할 수 있는데, 다중 양자 우물 구조는 양자 우물층과 장벽층이 반복적으로 복수 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어 다중 양자 우물 구조의 활성층(130)은 InGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수 있고, AlGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수도 있다. 여기서, 활성층(130)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 홀이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화되기 때문에 목표로 하는 파장에 따라 활성층(130)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다. 한편, 활성층(130)은 제 1 전극(160)이 형성될 영역이 제거되어 형성된다.The
제 2 반도체층(140)은 P형 불순물이 도핑된 반도체층일 수 있으며, 그에 따라 활성층(130)에 홀을 공급할 수 있다. 예를 들어 제 2 반도체층(140)은 P형 불순물, 예를 들어 Mg가 도핑된 GaN층을 이용할 수도 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고 다양한 반도체 물질이 가능하다. 즉, GaN, InN, AlN(Ⅲ-Ⅴ족) 등과 같은 질화물과 이러한 질화물을 일정한 비율로 혼합한 화합물이 이용될 수 있는데, 예를 들어 AlGaN, AlInGaN을 포함한 다양한 반도체 물질이 가능하다. 또한, 제 2 반도체층(140)은 다층으로 형성할 수도 있다. 한편, 제 2 반도체층(140)은 제 1 전극(160)이 형성될 영역이 제거되어 형성된다.The
투명 전극(150)은 제 2 반도체층(140) 상부에 형성되어 제 2 전극(170)을 통해 인가되는 전원이 제 2 반도체층(140)에 고르게 공급되도록 한다. 또한, 투명 전극(150)은 활성층(130)에서 발생된 광이 잘 투과될 수 있도록 투명 도전성 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 투명 전극(150)은 ITO, IZO, ZnO, RuOx, TiOx, IrOx 등을 이용하여 형성할 수 있다. The
제 1 및 제 2 전극(160, 170)은 도전성 물질을 이용하여 형성할 수 있는데, 예를 들어 Ti, Cr, Au, Al, Ni, Ag 등의 금속 물질 또는 이들의 합금을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제 1 및 제 2 전극(160, 170)은 단일층 또는 다층으로 형성할 수 있다. 제 1 전극(160)은 제 2 반도체층(140) 및 활성층(130)의 소정 영역이 제거되어 노출된 제 1 반도체층(120) 상에 형성되어 제 1 반도체층(120)에 전원을 공급한다. 또한, 제 2 전극(170)은 투명 전극(150) 상부의 소정 영역에 형성되어 투명 전극(150)을 통해 제 2 반도체층(140)에 전원을 공급한다. 한편, 제 1 전극(160)은 예를 들어 사각형 형상의 발광 소자의 일 모서리 부근에 형성되고, 제 2 전극(170)은 제 1 전극(160)이 형성된 면과 대향되는 면에 접하여 중앙부에 형성될 수 있다. 그러나, 이러한 제 1 및 제 2 전극(160, 170)의 형성 위치는 다양하게 변경될 수 있다. The first and
절연막(180)은 배선(20)에 의해 발광 셀(10)의 제 1 반도체층(120), 활성층(130) 및 제 2 반도체층(140)이 단락되는 것을 방지하기 위해 형성된다. 따라서, 절연막(180)은 적어도 발광 셀(10)의 측면에 형성된다. 즉, 절연막(180)은 발광 셀(10)의 측면에만 형성될 수 있고, 일 발광 셀(10)의 측면으로부터 기판(110) 상부를 지나 타 발광 셀(10)의 측면까지 형성될 수 있다. 이러한 절연막(180)은 실리콘 산화막(SiO2), 실리콘 질화막(Si3N4) 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 단일층 또는 적어도 둘 이상의 복수의 층으로 형성할 수 있다.
The insulating
상기한 바와 같이 본 발명의 일 실시 예는 복수의 발광 셀(10)을 영역별로 다른 사이즈로 마련하여 발광 소자를 구현한다. 즉, 제 1 사이즈의 제 1 발광 셀(11)은 발광 셀의 적어도 하나의 측면에 인접하는 발광 셀이 부재하는 모서리 영역에 배치하고, 제 1 사이즈보다 큰 제 2 사이즈의 제 2 발광 셀(12)은 모서리를 제외한 가장자리 영역에 배치하며, 제 2 사이즈보다 큰 제 3 사이즈의 제 3 발광 셀(13)은 제 3 발광 셀(13)은 측면이 모두 인접한 발광 셀의 측면에 둘러싸인 중앙부에 배치한다. 이러한 발광 소자에 동일 전류를 인가하면 사이즈가 작을수록 전류 밀도가 감소하고 그에 따라 높은 온도로 발열하고, 사이즈가 클수록 전류 밀도가 감소되고 그에 따라 낮은 온도로 발열하게 된다. 그런데, 발열량이 많을수록 방열 면적이 넓은 영역에 배치함으로써 발광 소자의 전 영역에 걸쳐 거의 동일한 온도 분포를 유지하게 된다. 즉, 도 4는 종래의 동일 사이즈의 복수의 발광 셀을 배치한 발광 소자의 개략도로서, 종래에는 복수의 발광 셀이 모두 동일한 온도로 발열하지만, 방열 면적에 따라 방열량이 다르기 때문에 온도 분포는 중앙부의 발광 셀(10a)이 높고 가장자리의 발광 셀(10b) 및 모서리의 발광 셀(10c)로 갈수록 낮아지게 된다. 따라서, 중앙부의 발광 셀(10a)의 발광 특성이 저하되고 수명이 단축될 수 있다. 이에 비해, 도 5는 본 발명에 따라 영역별로 서로 다른 사이즈의 복수의 발광 셀을 배치한 발광 소자의 개략도로서, 방열 면적이 클수록 높은 온도로 발열하는, 즉 사이즈가 작은 발광 셀을 배치함으로써 전체적인 온도 분포가 균일하게 된다. 따라서, 본 발명은 종래에 비해 발광 특성을 향상시킬 수 있고, 수명 저하를 방지할 수 있다.
As described above, an embodiment of the present invention implements a light emitting device by providing a plurality of light emitting cells 10 in different sizes for each region. That is, the first
한편, 본 발명은 사이즈가 작은 발광 셀(11)을 방열 면적이 넓은 영역에 배치하고, 사이즈가 큰 발광 셀(12, 13)은 상대적으로 방열 면적이 좁은 영역에 배치하여 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 다양하게 변경 가능하다. 예를 들어, 도 6에 도시된 바와 같이 모서리 영역에 제 1 사이즈의 제 1 발광 셀(11)을 배치하고, 제 1 발광 셀(11) 사이의 가로 및 세로 방향으로 제 2 사이즈의 제 2 발광 셀(12)을 배치하되, 제 2 발광 셀(12)의 장축이 발광 소자의 외면에 노출되도록 배치한다. 그리고, 제 3 사이즈의 제 3 발광 셀(13)은 중앙부에 배치한다. 또한, 도 7에 도시된 바와 같이 정사각형 모양의 복수의 발광 셀(10)을 방열 면적에 따라 서로 다른 사이즈의 발광 셀(10)을 배치할 수 있다.
On the other hand, in the present invention, the small sized light emitting
한편, 상기 본 발명의 일 실시 예는 동일 기판(110) 상에 형성된 복수의 발광 셀(10)이 배선(20)에 의해 직렬 연결된 경우를 설명하였으나, 복수의 발광 셀(10)이 와이어(25)에 의해 직렬 연결될 수도 있다. 즉, 도 6에 도시된 바와 같이 기판(110) 상에 제 1 반도체층(120), 활성층(130), 제 2 반도체층(140) 및 투명 전극(150)이 적층 형성되고, 제 1 반도체층(120) 상에 제 1 전극(160)이 형성되고, 투명 전극(150) 상에 제 2 전극(170)이 형성된 발광 셀(10)이 복수 제공되고, 일 발광 셀(10)의 제 1 전극(160)과 타 발광 셀(10)의 제 2 전극(170)이 와이어(25)에 의해 연결될 수도 있다. 이 경우에도 방열 면적이 넓은 영역에는 전류 밀도가 높은, 즉 사이즈가 작은 발광 셀(10)을 배치하고, 방열 면적이 적은 영역에는 전류 밀도가 낮은, 즉 사이즈가 큰 발광 셀(10)을 배치한다. 또한, 와이어(25)를 이용하는 경우에는 발광 셀(10)의 측면이 경사지게 형성되지 않고 수직 프로파일로 형성될 수도 있다.
Meanwhile, the embodiment of the present invention has been described in the case where the plurality of light emitting cells 10 formed on the
10 : 발광 셀 20 : 배선
110 : 기판 120 : 제 1 반도체층
130 : 활성층 140 : 제 2 반도체층
150 : 투명 전극 160 : 제 1 전극
170 : 제 2 전극 180 : 절연막10
110
130: active layer 140: second semiconductor layer
150
170: second electrode 180: insulating film
Claims (9)
상기 발광 셀 사이를 연결하는 배선을 포함하고,
상기 복수의 발광 셀은 단위 면적당 발열량에 따라 기설정된 영역별로 서로 다른 사이즈로 형성된 발광 소자.
A plurality of light emitting cells;
A wire connecting the light emitting cells;
The plurality of light emitting cells are formed in different sizes for each of the predetermined area according to the amount of heat generated per unit area.
The light emitting device of claim 1, wherein the plurality of light emitting cells are connected in series and applied with the same current.
The light emitting device of claim 2, wherein the plurality of light emitting cells have different current densities according to sizes and generate heat at different temperatures.
The light emitting device of claim 3, wherein the plurality of light emitting cells are arranged in a smaller size as the amount of heat generated per unit area of the predetermined area is smaller.
The light emitting device of claim 4, wherein the plurality of light emitting cells maintain the same spacing or different spacing according to their size.
상기 기판 상에 형성된 복수의 발광 셀;
상기 발광 셀 사이를 연결하는 배선을 포함하고,
상기 복수의 발광 셀 중 상기 기판의 주변 영역에 배치되는 발광 셀의 사이즈는 그 외의 영역에 배치되는 발광 셀보다 작은 사이즈로 형성되는 발광 소자.
Board;
A plurality of light emitting cells formed on the substrate;
A wire connecting the light emitting cells;
And a light emitting cell disposed in a peripheral area of the substrate among the plurality of light emitting cells has a size smaller than that of the light emitting cells disposed in other areas.
The light emitting device of claim 6, wherein the substrate comprises a side portion corresponding to an edge region, a corner portion corresponding to both ends of the edge portion, and a center portion corresponding to the edge portion and the edge portion.
The light emitting cell of claim 7, wherein the light emitting cells disposed at the edges and the corners are free of light emitting cells adjacent to at least one side surface, and the light emitting cells disposed at the center are surrounded by side surfaces of light emitting cells adjacent to each other. Light emitting element.
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- 2012-01-30 KR KR1020120008891A patent/KR20130087767A/en not_active Application Discontinuation
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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N231 | Notification of change of applicant | ||
WITN | Application deemed withdrawn, e.g. because no request for examination was filed or no examination fee was paid |