KR102003001B1 - 발광 모듈 - Google Patents

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Abstract

실시 예는 기판; 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 발광 소자들을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자들 각각은 개별적으로 구동되는 복수의 발광 셀들을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀들 각각은 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 빛을 출사하는 발광면을 갖는다.

Description

발광 모듈{LIGHT EMITTING MODULE}
실시 예는 발광 모듈 및 이를 포함하는 램프 장치에 관한 것이다.
일반적으로 램프는 특정한 목적을 위하여 빛을 공급하거나 조절하는 장치를 말한다. 램프의 광원으로는 백열 전구, 형광등, 네온등과 같이 것이 사용될 수 있으며, 최근에는 LED(Light Emitting Diode)가 사용되고 있다.
일반적으로 램프 유닛은 발광 모듈과, 발광 모듈에서 조사된 빛의 지향각을 설정하는 리플렉터(reflector)를 포함할 수 있다. 여기서, 발광 모듈은 회로 기판(printed circuit board; PCB) 위에 구비되는 적어도 하나 이상의 LED(Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다.
이러한, 램프 유닛은 그 용도에 따라 백라이트(backlight), 표시 장치, 조명등, 차량용 표시등, 또는 헤드 램프(head lamp) 등에 사용될 수 있다.
특히, 차량에 사용되는 램프 유닛은 차량의 안전 운행과 매우 밀접한 관련이 있기 때문에, 안전 운행 기준에 적합하도록 동작해야 한다. 예컨대, 차량에 사용되는 램프 유닛은 반대편에서 주행하는 차량의 운전자의 시야를 방해하지 않도록 컷 오프 경계선(cut-off line)에 관한 규범을 만족해야 한다.
실시 예는 암부(dark region)를 줄일 수 있는 발광 모듈 및 램프 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 모듈은 기판; 및 상기 기판 상에 배치되는 복수의 발광 소자들을 포함하며, 상기 복수의 발광 소자들 각각은 개별적으로 구동되는 복수의 발광 셀들을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀들 각각은 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 빛을 출사하는 발광면을 갖는다.
상기 복수의 발광 셀들 중 적어도 하나의 셀에 있어, 발광면의 이웃하는 2개의 변들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 각각은 이웃하는 발광 셀들 사이에 배치되는 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 사각형의 발광면을 갖는 발광 셀들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 삼각형의 발광면을 갖는 발광 셀들을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 직각 삼각형의 발광면을 갖는 2개의 발광 셀들을 포함하고, 상기 2개의 발광 셀들 각각의 발광면의 빗변은 서로 마주보고, 상기 2개의 발광 셀들 각각의 발광면의 이웃하는 2개의 변들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 삼각형의 발광면을 갖는 적어도 하나의 발광 셀; 및 사각형의 발광면을 갖는 적어도 하나의 발광 셀을 포함할 수 있다.
상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 사각형의 제1 발광면을 갖는 제1 발광 셀; 사각형의 제2 발광면을 갖는 제2 발광 셀; 직각 삼각형의 제3 발광면을 갖는 제3 발광 셀; 및 직각 삼각형의 제4 발광면을 갖는 제4 발광 셀을 포함할 수 있고, 상기 제1 발광면의 제1변 및 상기 제2 발광면의 제1변은 서로 마주보고, 상기 제3 발광면의 빗변인 제1변은 상기 제4 발광면의 빗변인 제1변과 서로 마주보고, 상기 제4 발광면의 제2변은 상기 제1 발광면의 제2변, 및 상기 제2 발광면의 제2변과 마주보고, 상기 제4 발광면의 제2변은 상기 제3 발광면의 제2변과 마주보고, 상기 제3 발광면의 제1변과 제2변이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
상기 복수의 발광 셀들 중 적어도 하나의 발광 구조물의 이웃하는 2개의 측면들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
상기 기판은 금속 기판인 제1 기판; 및 상기 제1 기판 상에 배치되는 절연 기판인 제2 기판을 포함할 수 있고, 상기 복수의 발광 소자들은 상기 제2 기판 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 기판은 캐비티(cavity)를 가지며, 상기 제2 기판은 상기 캐비티 내에 배치될 수 있다. 상기 발광 모듈은 상기 캐비티 주위의 상기 제1 기판의 가장 자리 상에 배치되는 베리어(barrier); 및 상기 베리어 상에 배치되는 커버 글라스(cover glass)를 더 포함할 수 있다.
다른 실시 예에 따른 발광 모듈은 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 개별적으로 구동하는 복수의 발광 소자들을 포함하며, 상기 발광 소자들 각각은 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며, 빛이 출사되는 발광면을 가지며, 상기 발광면의 형상은 평행사변형일 수 있다.
상기 발광면의 이웃하는 2개의 변들이 이루는 각도는 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작을 수 있다.
실시 예는 암부(dark region)를 줄일 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 램프 장치를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈을 나타낸다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 발광 셀들의 발광의 일 실시 예를 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 이웃하는 발광 셀들의 단면도를 나타낸다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 셀과 동일한 면적을 갖는 발광 칩으로 구현되는 발광 모듈을 나타낸다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 10은 제4 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 11은 제5 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 12는 제6 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸다.
도 13은 제2 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 14는 제2 실시 예에 따른 발광 모듈이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 15는 제3 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 16은 제3 실시 예에 따른 발광 모듈이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 17a 내지 도 17d는 실시 예들에 포함된 발광 셀들에 대한 와이어 본딩의 실시 예들을 나타낸다.
도 18a는 도 14에 도시된 제3 실시 예에 따른 발광 소자에 대한 와이어 본딩의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 18b 및 도 18c는 도 16에 도시된 제5 실시 예에 따른 발광 소자에 대한 와이어 본딩의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 19는 도 14 또는 도 16에 도시된 발광 영역을 나타낸다.
도 20a는 제4 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 20b는 도 20a에 도시된 발광 모듈의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다.
도 21a는 제5 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 21b는 도 21a에 도시된 발광 모듈의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다.
도 22a는 제6 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 22b는 도 22a에 도시된 발광 모듈의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다.
도 23은 제7 실시 예에 따른 발광 모듈을 나타낸다.
도 24는 도 23에 도시된 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 25는 제7 실시 예에 따른 발광 모듈이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 26은 실시 예들에 따른 발광 모듈을 포함하는 차량용 램프 장치의 광 패턴을 나타낸다.
이하, 실시 예들은 첨부된 도면 및 실시 예들에 대한 설명을 통하여 명백하게 드러나게 될 것이다. 실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다. 또한 동일한 참조번호는 도면의 설명을 통하여 동일한 요소를 나타낸다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예에 따른 발광 모듈 및 이를 포함하는 램프 장치를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 램프 장치(100)를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 발광 모듈(10)을 나타낸다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 램프 장치(100)는 발광 모듈(light emitting module, 10), 반사경(reflector, 20), 및 렌즈(lens, 30)를 포함한다.
발광 모듈(10)은 빛을 발생하며, 기판(12), 및 기판(12) 상에 배치되는 광원(14)을 포함할 수 있다.
반사경(20)은 발광 모듈(10) 주위에 배치되며, 발광 모듈(10)로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 발광 모듈(10)의 전방으로 반사시킨다.
렌즈(30)는 발광 모듈로부터 조사되거나, 반사경(20)으로부터 반사되는 빛을 굴절시키고, 통과시킬 수 있다. 렌즈(30)를 통과한 빛은 일정 방향으로 진행할 수 있다.
광원(14)은 복수 개의 발광 소자(14)를 포함할 수 있으며, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 기판(12) 상에 서로 이격하여 배치될 수 있다. 예컨대, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 각각은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)일 수 있다.
복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 일렬로 배치되거나, 또는 행(C)과 열(R)을 포함하는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다.
예컨대, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 2행과 2열을 포함하는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 제1행은 제1 발광 소자들(예컨대, 14-1 내지 14-5)이 일렬로 배치될 수 있고, 제2행은 제2 발광 소자들(예컨대, 14-6 내지 14-10)이 일렬로 배치될 수 있다.
도 3은 제1 실시 예에 따른 발광 소자(A1)를 나타낸다.
복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 3에 도시된 발광 소자(A1)일 수 있다.
도 3을 참조하면, 발광 소자(A1)는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(A1)는 단일 칩(chip)으로 구현될 수 있으며, 단일 칩은 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수)은 개별적으로 구동되어 발광할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(A1)는 개별적으로 구동되어 발광하는 4개의 발광 셀들(S1 내지 S4)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4a 내지 도 4d는 도 3에 도시된 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4인 자연수)의 발광의 일 실시 예를 나타낸다.
도 4a는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4인 자연수)이 모두 발광하는 것을 나타낸다.
도 4b는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4인 자연수) 중 어느 하나의 발광 셀(예컨대, S1)만이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다. 다른 실시 예들에서는 S2, S3, 및 S4 중 어느 하나가 발광할 수 있다.
도 4c는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4인 자연수) 중 선택된 2개의 발광 셀들(예컨대, S1, S4)만이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 4d는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4인 자연수) 중 선택된 3개의 발광 셀들(예컨대, S1, S3, S4)만이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다. 상술한 것 이외에 다른 발광 실시 예들이 존재하지만, 이에 대해서는 충분히 예상 가능하므로 설명을 생략한다.
도 5는 도 3에 도시된 이웃하는 발광 셀들(Si 및 Sj)의 단면도를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 각각은 빛을 발생하고 서로 이격하여 위치하는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수), 및 이웃하는 발광 셀들 사이에 위치하는 절연층(60)을 포함할 수 있다.
절연층(60)은 투광성 물질 또는 비투광성 물질일 수 있다. 예컨대, 절연층(60)은 SiOy(y는 양의 실수), AlN, TiN, Si3N4, Al2O3, 또는 TiOx(x는 양의 실수) 중 어느 하나 이상일 수 있다. 이웃하는 발광 셀들(Si 및 Sj, i,j≥1인 자연수) 사이의 이격 거리(d1)는 10um ~ 20um일 수 있다.
발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수) 각각은 셀과 셀 사이의 공간 또는 절연층(60)에 의하여 서로 전기적으로 분리될 수 있다.
예컨대, 절연층(60)은 이웃하는 발광 셀들(Si 및 Sj, i,j≥1인 자연수) 사이에 개재될 수 있고, 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수) 각각의 측면 상에 위치할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=4) 사이에 개재되는 절연층(60)의 형상은 셀과 셀 사이의 공간의 형상과 동일 또는 유사할 수 있으며, 예컨대, 십자가 형상일 수 있다.
발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수) 각각은 순차적으로 적층되는 제1 반도체층(52), 활성층(54), 및 제2 반도체층(56)을 포함하는 발광 구조물(50)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(52)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
예컨대, 제1 반도체층(52)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, n형 도펀트(예: Si, Ge, Sn 등)가 도핑될 수 있다.
활성층(54)은 제1 반도체층(52) 및 제2 반도체층(56)으로부터 제공되는 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다.
활성층(54)은 제1 반도체층(52)과 제2 반도체층(56) 사이에 배치될 수 있고, 반도체 화합물, 예컨대, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체로 구현될 수 있다.
활성층(54)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등일 수 있다.
활성층(54)이 양자우물구조인 경우, 활성층(54)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1 -a- bN(0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 포함하는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.
제2 반도체층(56)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
예컨대, 제2 반도체층(56)은 InxAlyGa1 -x- yN(0≤x≤1, 0≤y≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, p형 도펀트(예컨대, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba)가 도핑될 수 있다.
제1 실시 예의 발광 셀들(S1 내지 S4, 예컨대, k=4) 각각의 형상은 사각형(예컨대, 정사각형)일 수 있고, 4개의 발광 셀들(S1 내지 S4, 예컨대, k=4)은 서로 이웃하여 배치될 수 있으며, 이웃하는 발광 셀들 사이에는 절연층(60)이 위치할 수 있다.
발광 셀들(S1 내지 S4, 예컨대, k=4) 각각은 서로 인접하여 위치하는 제1 모서리(601, 602, 603, 604)를 가질 수 있으며, 제1 모서리(601, 602, 603, 604)와 만나는 2개의 측면들 각각은 서로 다른 발광 셀들의 어느 한 측면과 마주볼 수 있다.
예컨대, 제1 발광 셀(S1)의 제1 모서리(601)와 만나는 2개의 측면들 중 하나는 제2 발광 셀(S2)의 어느 한 측면과 마주볼 수 있고, 나머지 다른 하나는 제3 발광 셀(S3)의 어느 한 측면과 마주 볼 수 있다.
예컨대, 발광 셀들(S1 내지 S4, 예컨대, k=4) 각각은 사각형(예컨대, 정사각형)의 발광면(610)을 가질 수 있다. 이때 발광면(610)은 빛이 출사되는 발광 셀의 어느 일면(예컨대, 상부면), 또는 발광 셀에 포함되는 발광 구조물의 상부면일 수 있으며, 각 발광면(610)은 4개의 변들을 포함할 수 있다.
어느 하나의 발광 셀의 발광면에 속하는 이웃하는 2개의 변들 중 어느 하나는 다른 발광 셀의 발광면에 속하는 어느 하나의 변과 마주볼 수 있고, 나머지 다른 하나는 또 다른 발광 셀에 속하는 어느 하나의 변과 마주볼 수 있다.
도 6은 제1 실시 예에 따른 발광 모듈(10-1)을 나타낸다.
도 6을 참조하면, 발광 모듈(10-1)은 기판(12), 및 기판(12) 상에 배치되는 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
기판(12)은 상술한 제1 기판(12-1) 및 제2 기판(12-2)을 포함할 수 있으며, 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 각각은 도 3에 도시된 제1 실시 예(A1)일 수 있다.
이웃하는 발광 셀들(Si 및 Sj, i,j≥1인 자연수) 사이의 이격 거리(d1)는 이웃하는 발광 소자들 사이의 이격 거리(d2)보다 작을 수 있다. 예컨대, 이웃하는 발광 소자들 사이의 이격 거리(d2)는 50um ~ 100um일 수 있다.
도 7은 도 6에 도시된 발광 셀과 동일한 면적을 갖는 발광 칩(401)으로 구현되는 발광 모듈을 나타낸다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 발광 칩(401)의 개수는 발광 모듈(10-1)에 포함되는 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수)의 전체 개수와 동일할 수 있다.
하나의 발광 칩(401)의 면적(X1×Y1)은 도 6에 도시된 하나의 발광 셀(X1×Y1)의 면적과 동일하고, 발광 칩(401) 전체의 개수는 발광 셀들 전체의 개수와 동일하기 때문에, 도 7에 도시된 발광 모듈은 도 6에 도시된 발광 모듈(10-1)과 동일 또는 근소하게 작은 발광 면적을 가질 수 있다.
일반적으로 발광 모듈의 이웃하는 발광 소자들 사이에 위치하는 영역 및 이웃하는 발광 셀들 사이에 위치하는 영역은 비발광 영역일 수 있으며, 배광시 암부(dark region)를 형성할 수 있다. 암부의 크기는 비발광 영역의 크기에 비례할 수 있다.
도 6에 도시된 발광 셀들 사이의 이격 거리(d1)는 도 7에 도시된 발광 칩들 사이의 이격 거리(d2)보다 작기 때문에, 실시 예에 따른 발광 모듈(10-1)은 도 7에 도시된 발광 모듈에 비하여 암부(dark region)를 줄일 수 있다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 발광 소자(A2)를 나타낸다.
복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 8에 도시된 발광 소자(A2)일 수 있다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(A2)는 개별적으로 구동되어 발광하는 복수의 발광 셀들(P1 내지 Pk, k>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(A1)는 4개의 발광 셀들(S1 내지 S4)을 포함할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 실시 예에 따른 발광 셀들(P1 내지 Pk, 예컨대, k=4) 각각의 형상은 직사각형일 수 있고, 4개의 발광 셀들(P1 내지 Pk, 예컨대, k=4)은 서로 이웃하여 배치될 수 있으며, 이웃하는 발광 셀들 사이에는 절연층(60)이 위치할 수 있다.
발광 셀들(P1 내지 Pk, 예컨대, k=4) 각각의 장변은 서로 마주보고, 각각의 단변은 서로 평행할 수 있다. 예컨대, 이웃하는 2개의 발광 셀들(예컨대, P1 및 P2) 중 어느 하나(P1)의 일 측 장변은 나머지 다른 하나(예컨대, P2)의 일 측 장변과 마주보도록 배치될 수 있다.
예컨대, 발광 셀들(P1 내지 Pk, 예컨대, k=4) 각각은 직사각형의 발광면(620)을 가질 수 있다. 이때 발광면(620)은 빛이 출사되는 발광 셀의 어느 일면(예컨대, 상부면)일 수 있으며, 각 발광면(620)은 2개의 장변(예컨대, 622) 및 2개의 단변(예컨대, 624)을 포함할 수 있다. 이웃하는 2개의 발광면들 중 어느 하나의 일 측 장변은 나머지 다른 하나의 일 측 장변과 마주보도록 배치될 수 있다.
도 9는 제3 실시 예에 따른 발광 소자(A3)를 나타낸다.
도 9를 참조하면, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 9에 도시된 발광 소자(A3)일 수 있다.
발광 소자(A3)는 개별적으로 구동되어 발광하는 복수의 발광 셀들(Q11 내지 Q1m, m>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 예컨대, 발광 소자(A3)는 개별적으로 구동하는 2개의 발광 셀들(Q11, Q12)을 포함할 수 있으며, 이웃하는 발광 셀들 사이에는 절연층(60)이 위치할 수 있다.
제3 실시 예에 따른 발광 셀들(Q11, Q12) 각각의 형상은 삼각형일 수 있고, 2개의 발광 셀들(Q11, Q12)은 서로 이웃하여 배치될 수 있으며, 발광 셀들(Q11, Q12) 사이에는 절연층(60)이 개재되어 발광 셀들(Q11, Q12) 간을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
발광 셀들(Q11, Q12) 각각은 삼각형의 발광면(630-1, 630-2)을 가질 수 있다. 이때 발광면(630-1, 630-2)은 빛이 출사되는 발광 셀의 일면(예컨대, 상부면)일 수 있으며, 각 발광면(630-1, 630-2)은 3개의 변들을 포함할 수 있다.
발광 셀들(Q11, Q12) 중 적어도 어느 하나(예컨대, Q11)는 이웃하는 두 변들(예컨대, 201, 202) 사이의 각(θ)이 15° ~ 45°인 발광면(예컨대, 630-1)을 가질 수 있다.
구체적으로 제1 발광 셀(Q11)의 제1 발광면(630-1)의 제1변(201)과 제2변(202) 사이의 각(θ)이 15° ~ 45°일 수 있다. 또는 제1 발광 셀(Q11)의 발광 구조물(50)의 이웃하는 측면들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
도 10은 제4 실시 예에 따른 발광 소자(A4)를 나타낸다.
도 10을 참조하면, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 10에 도시된 발광 소자(A4)일 수 있다.
제4 실시 예(A4)는 제3 실시 예(A3)의 변형 예로서, 발광 셀들(Q21,Q22)의 배치가 제3 실시 예와 다르다. 즉 제4 실시 예는 제3 실시 예와 좌우대칭인 구조일 수 있다.
도 11은 제5 실시 예에 따른 발광 소자(A5)를 나타낸다.
도 11을 참조하면, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 11에 도시된 발광 소자(A5)일 수 있다.
발광 소자(A5)는 개별적으로 구동하는 복수의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수, Q11 내지 Q1m, m>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
발광 소자(A5)는 사각형의 발광 셀들(S1 내지 Sk, k>1인 자연수) 및 삼각형의 발광 셀들(Q11 내지 Q1m, m>1인 자연수)을 포함할 수 있으며, 이웃하는 발광 셀들 사이에는 절연층(60)이 위치할 수 있다.
예컨대, 발광 소자(A4)는 사각형(예컨대, 직사각형 또는 정사각형)의 제1 발광면(610-1)을 갖는 제1 발광 셀(예컨대, S1), 사각형(예컨대, 직사각형 또는 정사각형)의 제2 발광면(610-2)을 갖는 제2 발광 셀(S2), 삼각형(예컨대, 직각 삼각형)의 제3 발광면(620-1)을 갖는 제3 발광 셀(예컨대, Q11), 및 삼각형(예컨대, 직각 삼각형)의 제4 발광면(620-2)을 갖는 제4 발광 셀(예컨대, Q12)을 포함할 수 있다.
제1 발광면(610-1)과 제2 발광면(610-2) 각각은 4개의 변들을 포함할 수 있고, 제3 발광면(620-1)과 제4 발광면(620-2) 각각은 3개의 변들을 포함할 수 있다.
제1 발광면(610-1)의 제1변(701) 및 제2 발광면(610-2)의 제1변(711)은 이웃하고, 서로 마주볼 수 있다.
제3 발광면(620-1)의 제1변(빗변, 732)은 제4 발광면(620-2)의 제1변(빗변, 722)과 서로 마주볼 수 있다.
제4 발광면(620-2)의 제2변(721)은 제1 발광면(610-1)의 제2변(702), 및 제2 발광면(610-2)의 제2변(712)과 대응하고, 마주볼 수 있다.
제4 발광면(620-2)의 제2변(721)은 제3 발광면(620-1)의 제2변(731)과 대응하고, 마주볼 수 있다.
제3 발광면(620-1)의 제1변(732)과 제2변(731)이 이루는 각도(θ)는 15° ~ 45°일 수 있다. 또한 제4 발광면(620-2)의 제1변(빗변, 722)과 제2변(721)이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
제3 발광 셀(Q11)의 발광 구조물(50)의 이웃하는 측면들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다. 또한 제4 발광 셀(Q12)의 발광 구조물(50)의 이웃하는 측면들이 이루는 각도는 15° ~ 45°일 수 있다.
도 12는 제6 실시 예에 따른 발광 소자(A6)를 나타낸다.
도 12를 참조하면, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수) 중 적어도 하나는 도 12에 도시된 발광 소자(A6)일 수 있다.
제6 실시 예(A6)는 사각형(예컨대, 정사각형)의 제1 발광 셀들(S1 내지 Sk, 예컨대, k=2) 및 삼각형(예컨대, 직각 삼각형)의 제2 발광 셀들(Q21 내지 Q2m, 예컨대, m=2)을 포함할 수 있으며, 이웃하는 발광 셀들 사이에는 절연층(60)이 위치할 수 있다.
제5 실시 예와 비교할 때, 제1 발광 셀들의 형상은 동일하지만, 제2 발광 셀들(Q21 내지 Q22)은 제5 실시 예(A5)의 제2 발광 셀들(Q11, Q12)과 좌우대칭인 구조일 수 있다.
도 13은 제2 실시 예에 따른 발광 모듈(10-2)을 나타낸다.
도 13을 참조하면, 발광 모듈(10-2)은 기판(12), 및 기판(12) 상에 배치되는 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)을 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 일렬로 배치되거나, 또는 행(C>1인 자연수)과 열(R>1인 자연수)을 포함하는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다.
예컨대, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 C행(예컨대, C=2)과 R열(예컨대, R=5)을 포함하는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다. 제1행은 제1 발광 소자들(예컨대, 14-1 내지 14-5)이 5열로 배치될 수 있고, 제2행은 제2 발광 소자들(예컨대, 14-6 내지 14-10)이 5열로 배치될 수 있다.
발광 모듈(10-2)에 포함되는 발광 소자들(예컨대, 14-1 내지 14-10) 중 적어도 하나는 제3 실시 예(A3)에 따른 발광 소자일 수 있으며, 나머지는 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자일 수 있다.
적어도 하나의 행에 포함되는 발광 소자들 중 적어도 하나는 도 9에 도시된 제3 실시 예(A4)일 수 있으며, 그 밖에 나머지 발광 소자들은 도 3에 도시된 제1 실시 예(A1)일 수 있다.
예컨대, 제y행(C≥y≥1인 자연수, 예컨대, y=1)에 포함되는 발광 소자들(14-1 내지 14-5) 중 어느 하나(14-3)는 제3 실시 예(A3)일 수 있으며, 나머지 발광 소자들(14-1 내지 14-2, 및 14-4 내지 14-10)은 제1 실시 예(A1)일 수 있다. 예컨대, 제3 실시 예(A3)는 제y행(C≥y≥1인 자연수, 예컨대, y=1)의 x열(R≥x≥1인 자연수, 예컨대, x=3)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
도 14는 제2 실시 예에 따른 발광 모듈(10-2)이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 14를 참조하면, 제3 실시 예에 따른 발광 소자(예컨대, 14-3)에 속하는 발광 셀들(예컨대, Q11, Q12) 중 일부(예컨대, Q11)는 발광하고, 나머지(예컨대, Q12)는 발광하지 않을 수 있다.
제1 실시 예에 따른 발광 소자들(14-1, 14-2, 14-4 내지 14-10) 중 일부(예컨대, 14-4 내지 14-10)는 발광할 수 있으며, 나머지(예컨대, 14-1 내지 14-2)는 발광하지 않을 수 있다.
발광 모듈(10-2)에 속하는 발광 셀들 중 발광하는 발광 셀에 대응하는 영역을 발광 영역(741)이라 하고, 발광하지 않는 발광 셀들에 대응하는 영역을 비발광 영역(742)이라 할 수 있다. 다른 실시 예에서는 비발광 영역(742)은 발광하지 않은 발광 셀 및 절연층(60)을 포함할 수 있다.
발광 영역(741)은 명암의 차이에 의하여 비발광 영역(742)과 구분될 수 있으며, 비발광 영역(742)과 제3 실시 예(A3)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-3)에 대응하는 발광 영역(741) 사이에는 제1 경계선(751)이 나타날 수 있다.
제1 경계선(751)은 제3 실시 예(A3)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-3)에 포함된 발광 셀(Q11)의 빗변에 대응하는 발광 영역(741)의 가장 자리 또는 변의 일부에 해당할 수 있다.
비발광 영역(742)과 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-6, 14-7)의 발광 영역(741) 사이에는 제2 경계선(752)이 나타날 수 있다. 제2 경계선(752)은 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-6, 14-7)에 포함된 발광 셀(S1, S2)의 일변에 대응하는 발광 영역(741)의 가장 자리 또는 변의 다른 일부에 해당할 수 있다.
제2 경계선(752)을 기준으로 제1 경계선(751)이 기울어진 각도(θ1)는 제3 실시 예(A3)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-3)에 포함되는 발광 셀(Q11)의 발광면(620-1)의 이웃하는 2변들(731, 732)이 이루는 각도(θ)와 동일할 수 있다(θ1=θ). 예컨대, 제2 경계선(752)을 기준으로 제1 경계선(751)의 기울어진 각도(θ1)는 15° ~ 45°일 수 있다.
발광 영역(741)의 가장 자리(edge) 또는 변(side)의 형상, 또는 제1 경계선의 기울어진 각도는 개별적으로 구동하는 발광 셀들의 발광에 의하여 결정될 수 있다.
일반적으로 차량에 사용되는 램프 유닛(lamp unit)은 반대편에서 주행하는 차량에 탑승한 운전자의 시야를 방해하지 않도록 컷 오프 경계선(cut-off line)에 관한 규범을 만족해야 한다. 즉 차량에 사용되는 램프 유닛(lamp unit)은 컷 오프 경계선 아래로는 빛을 조사하지 않아 반대편에서 주행하는 차량 운전자의 시야를 방해하지 않아야 한다.
실시 예(10-2)는 제1 경계선(751)의 기울어진 각도(θ1)가 15° ~ 45°이 되도록 발광 소자들(14-1 내지 14-10)에 포함되는 발광 셀을 개별적으로 구동함으로써, 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족할 수 있다.
즉 실시 예는 컷 오프 경계선을 만족하는 발광면(예컨대, 620-1, 620-2)을 갖는 발광 셀들(Q11, Q12)을 포함하는 발광 소자(A3)를 적어도 하나 포함할 수 있으며, 발광 셀들(Q11,Q12)의 개별적인 구동에 의하여 발광 모듈(10-2)이 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족하도록 할 수 있다.
또한 이러한 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족시키기 위하여 일반적인 램프 장치에서는 반대편 차량의 눈부심을 방지하기 위하여 반대편 차량에 비추어지는 빛을 차단(cut-off)시킬 수 있는 쉐이드(shade)를 구비한다. 그러나 실시 예는 발광 셀들의 개별 구동에 의하여 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족시킬 수 있기 때문에 쉐이드가 필요하지 않고, 이로 인하여 램프 장치의 간소화를 이룰 수 있다.
도 15는 제3 실시 예에 따른 발광 모듈(10-3)을 나타낸다.
도 15를 참조하면, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 C행(예컨대, C=2)과 R열(예컨대, R=5)을 포함하는 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
발광 모듈(10-3)에 포함되는 발광 소자들(예컨대, 14-1 내지 14-10) 중 적어도 하나는 제5 실시 예(A5)에 따른 발광 소자일 수 있고, 나머지는 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 제y행(C≥y≥1인 자연수, 예컨대, y=1)에 포함되는 발광 소자들(14-1 내지 14-5) 중 적어도 하나(예컨대, 14-3, 및 14-4)는 제5 실시 예(A5)일 수 있으며, 나머지 발광 소자들(14-1 내지 14-2, 및 14-5 내지 14-10)은 제1 실시 예(A1)일 수 있다.
예컨대, 제5 실시 예(A5)는 제y행(예컨대, y=1)의 x번째 열(예컨대, x=3), 및 x+1번째 열(예컨대, x=3)에 위치할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
x+1번째 열(예컨대, x=3)에 배치되는 제5 실시 예(A5)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-4)는 x번째 열(예컨대, x=3)에 배치되는 발광 소자(예컨대, 14-3)를 180°회전한 것과 동일한 구조를 가질 수 있다.
도 16은 제3 실시 예에 따른 발광 모듈(10-3)이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 16을 참조하면, 제5 실시 예(A5)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-3, 14-4)에 속하는 발광 셀들(예컨대, S1, S2, Q11, Q12) 중 일부는 발광하고, 나머지는 발광하지 않을 수 있다.
예컨대, 제1 및 제2 발광 셀들(S1, S2)은 모두 발광하거나, 발광하지 않을 수 있으며, 제3 및 제4 발광 셀들(Q11, Q12) 중 어느 하나는 발광하고, 나머지 다른 하나는 발광하지 않을 수 있다.
구체적으로 x번째 열(예컨대, x=3)에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-3)의 제1 및 제2 발광 셀들(S1, S2)은 발광하지 않고, 제3 발광 셀(Q11)은 발광하고, 제4 발광 셀(Q12)은 발광하지 않을 수 있다.
또한 x+1번째 열(예컨대, x=3)에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-4)의 제1 및 제2 발광 셀들(S1, S2)은 발광할 수 있고, 제3 발광 셀(Q11)은 발광하지 않고, 제4 발광 셀(Q12)은 발광할 수 있다.
발광 모듈(10-3)에 포함되는 발광 셀들 중 발광하는 발광 셀에 대응하는 영역을 발광 영역(811)이라 하고, 발광하지 않는 발광 셀들에 대응하는 영역을 비발광 영역(812)이라 할 수 있다.
발광 영역(811)은 명암의 차이에 의하여 비발광 영역(812)과 구분될 수 있다.
비발광 영역(812)과 제5 실시 예(A5)에 따른 발광 소자들(예컨대, 14-3, 14-4)에 대응하는 발광 영역(811) 사이에는 제1 경계선(821)이 나타날 수 있다.
제1 경계선(821)은 제5 실시 예(A5)에 따른 x번째 열에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-3)에 포함된 발광 셀(Q11), 및 x+1번째 열에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-4)에 포함된 발광 셀(Q12) 각각의 빗변에 대응하는 발광 영역(811)의 가장 자리 또는 변의 일부에 해당할 수 있다.
비발광 영역(812)과 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-6, 14-7)의 발광 영역(811) 사이에는 제2 경계선(822)이 나타날 수 있다. 제2 경계선(822)은 제1 실시 예(A1)에 따른 발광 소자(예컨대, 14-6, 14-7)에 포함된 발광 셀(S1, S2)의 일변에 대응하는 발광 영역(811)의 가장 자리 또는 변의 다른 일부에 해당할 수 있다.
제2 경계선(822)을 기준으로 제1 경계선(821)이 기울어진 각도(θ2)는 x번째 열에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-3)에 포함된 발광 셀(Q11)의 발광면(620-1), 및 x+1번째 열에 위치하는 발광 소자(예컨대, 14-4)에 포함된 발광 셀(Q12)의 발광면(620-2)의 이웃하는 2변들(예컨대, 731, 732)이 이루는 각도(θ)와 동일할 수 있다(θ2=θ). 예컨대, 제2 경계선(822)을 기준으로 제1 경계선(821)의 기울어진 각도(θ2)는 15° ~ 45°일 수 있다.
실시 예(10-3)는 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족하도록 제1 경계선(821)의 기울어진 각도(θ2)가 15° ~ 45°이 되도록 발광 소자들(14-1 내지 14-10)에 포함되는 발광 셀을 개별적으로 구동할 수 있다.
도 19는 도 14 또는 도 16에 도시된 발광 영역(741, 또는 811)을 나타낸다.
도 19를 참조하면, 발광 영역(741, 또는 811)의 제1 경계선(751 또는 821)은 제2 경계선(752 또는 822))을 기준으로 일정한 각도(θ)로 기울어지는 것을 알 수 있다.
도 17a 내지 도 17d는 실시 예들에 포함된 발광 셀들에 대한 와이어 본딩의 실시 예들을 나타낸다.
도 17a를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(예컨대, A1)는 복수의 발광 셀들(S1,S2,S3,S4), 및 복수의 패드들(1,2,3,4)을 구비할 수 있다.
복수의 패드들(1,2,3,4) 중 어느 하나는 복수의 발광 셀들(S1,S2,S3, S4) 중 대응하는 어느 하나에 연결될 수 있고, 복수의 패드들(1,2,3,4) 각각에는 대응하는 와이어(W1, W2,W3, 또는 W4)가 본딩될 수 있다. 와이어(W1, W2,W3, 또는 W4)를 통하여 각 패드에 발광 셀을 개별 구동하기 위한 제어 전원(예컨대, 구동 전압 또는 구동 전류)이 인가될 수 있다.
도 17b를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(예컨대, A2)는 복수의 발광 셀들(P1,P2,P3,P4), 및 복수의 패드들(1,2,3,4)을 구비할 수 있다.
복수의 패드들(1,2,3,4) 중 어느 하나는 복수의 발광 셀들(P1,P2,P3,P4) 중 대응하는 어느 하나에 연결될 수 있고, 복수의 패드들(1,2,3,4) 각각에는 대응하는 와이어(W5, W6,W7,또는 W8)가 본딩될 수 있다.
도 17c를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(예컨대, A3)는 복수의 발광 셀들(Q11,Q12), 및 복수의 패드들(5,6)을 구비할 수 있다.
복수의 패드들(5,6) 중 어느 하나는 복수의 발광 셀들(Q11,Q12) 중 대응하는 어느 하나에 연결될 수 있고, 복수의 패드들(5,6) 각각에는 대응하는 와이어(W9, 또는 W10)가 본딩될 수 있다.
도 17d를 참조하면, 실시 예에 따른 발광 소자(예컨대, A5)는 복수의 발광 셀들(S1,S2,Q11,Q12), 및 복수의 패드들(1,2,3,4)을 구비할 수 있다.
복수의 패드들(1,2,3,4) 중 어느 하나는 복수의 발광 셀들(S1,S2,Q11,Q12) 중 대응하는 어느 하나에 연결될 수 있고, 복수의 패드들(1,2,3,4) 각각에는 대응하는 와이어(W1,W2,W3,또는 W4)가 본딩될 수 있다.
다른 실시 예에서는 발광시키고자 하는 일부 발광 셀들에만 연결되는 패드들을 포함할 수 있다, 일부 발광 셀들에만 연결된 패드에는 제어 전원을 인가하기 위한 와이어가 본딩될 수 있다.
도 18a는 도 14에 도시된 제3 실시 예에 따른 발광 소자(14-3)에 대한 와이어 본딩의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 18a를 참조하면, 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족하도록 하기 위하여 발광 소자(14-3)의 제1 발광 셀(Q11)은 발광시키고, 제2 발광 셀(Q12)은 발광시키지 않을 수 있다. 결국 제1 발광 셀(Q11)만을 구동시키기 위하여 발광 소자(14-3)는 제1 발광 셀(Q11) 상에만 패드(5)를 구비할 수 있다. 그리고 패드(5)에는 제1 발광 셀(Q11)을 구동하기 위한 제어 전원을 인가하기 위한 와이어(W10)가 본딩될 수 있다.
도 18b는 도 16에 도시된 제5 실시 예에 따른 발광 소자(14-3)에 대한 와이어 본딩의 다른 실시 예를 나타내고, 도 18c는 도 16에 도시된 제5 실시 예에 따른 발광 소자(14-4)에 대한 와이어 본딩의 다른 실시 예를 나타낸다.
도 18b 및 도 18c를 참조하면, 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족하도록 하기 위하여, 발광 소자(14-3(A5))의 발광 셀(Q11), 및 발광 소자(14-4(A5))의 발광 셀들(S1,S2,Q12)은 발광시키고, 발광 소자(14-3(A5))의 발광 셀(Q12), 및 발광 소자(14-4(A5))의 발광 셀(Q11)은 발광시키지 않을 수 있다.
결국 발광 셀(Q11)만을 구동시키기 위하여 발광 소자(14-3(A5))는 발광 셀(Q11) 상에만 패드(3)를 구비할 수 있고, 패드(3)에는 제어 전원을 인가하기 위한 와이어(W3)가 본딩될 수 있다.
또한 발광 셀들(S1, S2, Q12)만을 구동시키기 위하여 발광 소자(14-4(A5))는 발광 셀들(S1, S2, Q12) 상에만 패드(1,2,4)를 구비할 수 있고, 각각의 패드(1,2,4)에는 제어 전원을 인가하기 위하여 와이어(W1,W2, W4)가 본딩될 수 있다.
도 18a 내지 도 18c에 도시된 실시 예들은 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족하도록 하기 위하여 발광시켜야 하는 발광 셀들에만 패드, 및 와이어를 연결하도록 함으로써, 불필요한 와이어 본딩을 제거할 수 있고, 이로 인하여 발광 소자 배치에 대한 디자인 자유도를 향상시킬 수 있다.
도 20a는 제4 실시 예에 따른 발광 모듈(10-4)을 나타내고, 도 20b는 도 20a에 도시된 발광 모듈(10-4)의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다.
도 20a 및 도 20b를 참조하면, 발광 모듈(10-4)은 제1 기판(12-1)과, 제1 기판(12-1) 상에 배치되는 제2 기판(12-2)과, 제2 기판(12-2) 상에 배치되는 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)을 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 제2 기판(12-2)에 유테틱 본딩(eutectic bonding) 또는 다이 본딩(die bonding)될 수 있다.
제2 기판(12-2)의 면적은 제1 기판(12-1)의 면적보다 더 작을 수 있으나, 다른 실시 예에서는 제2 기판(12-2)의 면적과 제1 기판(12-1)의 면적이 서로 동일할 수 있다.
제2 기판(12-2)에는 회로 패턴이 형성될 수 있으며, 와이어(미도시)를 통하여 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 제2 기판(12-2)의 회로 패턴과 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 기판(12-1)은 제1 열전도율을 갖는 금속 기판일 수 있고, 제2 기판(12-2)은 제2 열전도율을 갖는 절연 기판일 수 있다. 예컨대, 제1 기판(12-1)의 제1 열전도율은 제2 기판(12-2)의 제2 열전도율보다 더 클 수 있다. 그 이유는, 제2 기판(12-2) 위에 배치되는 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)로부터 발생하는 열을 신속하게 외부로 방출하기 위함이다.
예를 들면, 제1 기판(12-1)은 MCPCB(Metal Cored Printed Circuit Board)일 수 있다. 또한, 제1 기판(12-1)은 열전도성이 높은 방열 플레이트일 수 있고, 구리(Cu), 알루미늄(Al), 은(Ag), 금(Au)으로부터 선택된 어느 한 물질로 형성되거나, 또는 이들 중 적어도 하나를 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 제2 기판(12-2)은, 열전도율이 높은 질화물, 예컨대, AlN로 형성될 수 있다.
다른 실시 예에서는 제2 기판(12-2)은 양극 산화층(anodized layer)을 포함할 수도 있다. 또한 다른 실시 예에서는 제1 기판(12-1)과 제2 기판(12-2)은 동일한 물질, 예컨대, AlN, Al, Cu, Au 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)이 배치되는 제2 기판(12-2)의 상부 표면은 편평한 평면일 수 있으나, 다른 실시 예에서는 오목한 곡면 또는 볼록한 곡면을 가질 수 있다. 또한 다른 실시 예에서는 제2 기판(12-2)의 상부 표면은 오목한 곡면, 볼록한 곡면, 편평한 평면 중 적어도 두 가지의 형상이 혼합된 구조일 수 있다.
발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 발광 다이오드 칩(LED chip)일 수 있다. 발광 다이오드 칩은 화이트(white) LED 칩, 레드(red) LED 칩, 블루(blue) LED 칩 또는 자외선 LED 칩으로 구성되거나, 또는 레드 LED 칩, 그린(green) LED 칩, 블루 LED 칩, 엘로우 그린(yellow green) LED 칩, 화이트 LED 칩 중에서 적어도 하나 또는 그 이상을 조합한 패키지 형태로 구성될 수도 있다.
예컨대, 실시 예를 차량용 헤드 램프(head lamp)에 적용할 경우, 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 수직형의 백색 발광 칩일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 모듈(10-4)에 포함된 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 제1 내지 제3 실시 예들(10-1 내지 10-3) 중 어느 하나에 포함된 발광 소자들과 동일한 배치 및 구조를 가질 수 있다.
도 21a는 제5 실시 예에 따른 발광 모듈(10-5)을 나타내고, 도 21b는 도 21a에 도시된 발광 모듈(10-5)의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다. 도 20a 및 도 20b와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나, 생략한다.
도 21a 및 도 21b를 참조하면, 제4 실시 예(10-4)와 비교할 때, 제5 실시 예(10-5)의 제1 기판(12-1)은 캐비티(cavity, 13)를 가질 수 있고, 제2 기판(12-2)은 제1 기판(12-1)의 캐비티(13) 내에 배치될 수 있다.
도 22a는 제6 실시 예에 따른 발광 모듈(10-6)을 나타내고, 도 22b는 도 22a에 도시된 발광 모듈(10-6)의 A-B 선상의 단면도를 나타낸다. 도 20a 및 도 20b와 동일한 도면 부호는 동일한 구성을 나타내며, 동일한 구성에 대해서는 설명을 간략하게 하거나, 생략한다.
도 22a 및 도 22b를 참조하면, 발광 모듈(10-6)은 제1 기판(12-1), 제2 기판(12-2), 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수), 베리어(barrier, 15), 및 커버 글라스(cover glass, 16)를 포함한다.
제2 기판(12-2)은 제1 기판(12-1) 상에 배치되고, 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n,n>1인 자연수)은 제2 기판(12-2) 상에 배치될 수 있다. 제1 기판(12-1)은 캐비티(cavity, 13)를 가질 수 있고, 제2 기판(12-2)은 제1 기판(12-1)의 캐비티(13) 내에 배치될 수 있다.
베리어(15)는 캐비티(13)) 주위의 제1 기판(12-1)의 가장 자리 상에 배치된다. 베리어(15)는 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)과 전기적으로 연결되는 와이어(미도시)를 보호하고, 커버 글라스(16)를 지지할 수 있다.
베리어(15)는 다각형 또는 링(ring) 형상일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
베리어(15)는 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)로부터 조사되는 빛을 반사하여, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 베리어(15)는 반사 부재, 예컨대, 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나 이상을 포함하는 물질로 형성될 수 있다.
커버 글라스(16)는 복수의 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)로부터 일정 거리 이격하도록 베리어(15) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)의 상부면과 커버 글라스(16)의 하부면 사이의 간격은, 약 0.1mm ~ 50mm일 수 있다.
커버 글라스(16)는 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)을 보호하고, 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)로부터 발생하는 광을 투과시킬 수 있다.
커버 글라스(16)는 광 투과율을 향상시키기 위하여 무반사 코팅막(anti-reflective coating film)를 포함할 수 있다. 유리 재질의 베이스(base)에 무반사 코팅 필름을 부착하거나, 무반사 코팅액을 스핀 코팅 또는 스프레이 코팅하여 무반사 코팅막을 갖는 커버 글라스를 형성할 수 있다.
예컨대, 무반사 코팅막은 TiO2 , SiO2 , Al2O3 , Ta2O3, ZrO2, MgF2 중 적어도 하나 이상을 포함하여 형성될 수 있다.
커버 글라스(16)는 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)로부터 발생하는 열로 인한 가스를 방출할 수 있는 홀(미도시) 또는 개구부(미도시)를 포함할 수 있다.
커버 글라스(16)는 특정 파장의 광만을 통과시키는 필터(미도시)를 포함하거나, 광의 지향각을 조절하기 위하여 차광 또는 반사 패턴(미도시)을 포함할 수도 있다. 다른 실시 예에서는 커버 글라스는 홀 또는 개구부를 갖는 돔(dome) 형태일 수도 있다.
커버 글라스(16)는 베리어(15)의 상부면 일부에 의하여 지지될 수 있다. 예컨대, 베리어(15)의 상부면은 단차를 갖는 제1 영역(18) 및 제2 영역(19)으로 구분될 수 있다. 커버 글라스(16)는 제1 영역(18)에 의하여 지지될 수 있다.
발광 모듈(10-6)에 포함된 발광 소자들(14-1 내지 14-n, n>1인 자연수)은 제1 내지 제3 실시 예들(10-1 내지 10-3) 중 어느 하나에 포함된 발광 소자들과 동일한 배치 및 구조를 가질 수 있다.
도 23은 제7 실시 예에 따른 발광 모듈(10-7)을 나타낸다.
도 23을 참조하면, 발광 모듈(10-7)은 기판(12), 및 개별적으로 구동하는 복수의 발광 소자들(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수)을 포함한다.
복수의 발광 소자들(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수)은 일렬로 배치되거나, 또는 행(C)과 열(R)을 포함하는 매트릭스(matrix) 형태로 배치될 수 있다.
발광 소자(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수)는 빛을 출사하는 발광면(Rk, 1≤k≤n)을 가질 수 있다. 예컨대, 발광면(Rk, 1≤k≤n)은 기판(12)에 실장된 발광 소자(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수)의 상부면, 또는 후술하는 발광 구조물(410)의 상부면일 수 있다.
발광면(Rk, 1≤k≤n)은 4개의 변들(401,402,403,404)을 포함할 수 있으며, 이웃하는 2개의 변들(401, 402)이 이루는 각도(θ3)는 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작을 수 있다(15≤θ3<90°). 예컨대, 발광면(Rk, 1≤k≤n)의 형상은 평행사변형일 수 있으며, 이웃하는 2개의 변들(401,402)이 이루는 각도는 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작을 수 있다.
도 24는 도 23에 도시된 발광 소자(21-k, 1≤k≤n)의 단면도를 나타낸다.
도 24를 참조하면, 발광 소자(21-k, 1≤k≤n)는 제1 반도체층(412), 활성층(414), 및 제2 반도체층(416)을 포함하는 발광 구조물(410)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(412), 활성층(414), 및 제2 반도체층(416)의 조성은 도 5에서 설명한 제1 반도체층(52), 활성층(54), 및 제2 반도체층(56)의 조성과 동일할 수 있다.
예컨대, 발광 구조물(410)은 4개의 변들(401,402,403,404)로 이루어지는 발광면(Rk,1≤k≤n)을 가질 수 있으며, 이웃하는 2개의 변들(401,402) 사이의 각도(θ3)는 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작을 수 있다.
또한 예컨대, 발광 구조물(410)은 4개의 측면들(412, 414,416,418)을 가질 수 있으며, 이웃하는 2개의 측면들(412,414) 사이의 각도(θ3)는 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작을 수 있다.
도 25는 제7 실시 예에 따른 발광 모듈(10-7)이 발광하는 일 실시 예를 나타낸다.
도 25를 참조하면, 발광 소자들(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수) 중 일부(21-4 내지 21-10)는 발광하고, 동시에 나머지(21-1 내지 21-2)는 발광하지 않을 수 있다.
y행(예컨대, y=1)의 1열 내지 x열(예컨대, x=3)까지의 범위에 위치하는 발광 소자들(21-1 내지 21-3)은 발광하지 않고, y행(예컨대, y=1)의 x+1열(예컨대, x=3)부터 마지막 열까지의 범위에 위치하는 발광 소자들(21-4 내지 21-5)은 발광할 수 있고, y+1행(예컨대, y=1)의 모든 열에 위치하는 발광 소자들(21-6 내지 21-10)은 발광할 수 있다.
발광 모듈(10-7)에 속하는 발광 소자들(21-1 내지 21-10) 중 발광하는 발광 소자들(21-4 내지 21-10)에 대응하는 영역을 발광 영역(512)이라 하고, 발광하지 않는 발광 소자들(21-1 내지 21-3)에 대응하는 영역을 비발광 영역(514)이라 할 수 있다.
비발광 영역(514)과 발광 소자(21-4)의 제1변(401)에 대응하는 발광 영역(512) 사이에는 제1 경계선(522)이 나타날 수 있고, 비발광 영역(514)과 발광 소자(21-6, 21-7,21-8)의 제4변(404)에 대응하는 발광 영역(512) 사이에는 제2 경계선(524)이 나타날 수 있다. 제2 경계선(524)을 기준으로 제1 경계선(522)이 기울어진 각도는 15° ~ 45°일 수 있다. 이는 발광 소자(21-1 내지 21-n, n>1인 자연수)는 이웃하는 2개의 변들(401, 402)이 이루는 각도(θ3)가 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작은 평행사변형의 발광면(Rk)을 갖기 때문이다.
실시 예(10-7)는 이웃하는 2개의 변들(401, 402)이 이루는 각도(θ3)가 15°보다 크거나 같고, 90°보다 작은 평행사변형의 발광면(Rk)을 갖는 발광 소자들을 개별적으로 구동함으로써 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족할 수 있다.
도 26은 실시 예들에 따른 발광 모듈(10-2, 내지 10-7)을 포함하는 차량용 램프 장치(100)의 광 패턴을 나타낸다. 도 26을 참조하면, 발광 모듈(10-2, 내지 10-7)로부터 출사되는 빛은 렌즈(30)를 통과하여 차량(911) 전방으로 조사될 수 있다.
도 14, 도 16, 및 도 25에 도시된 바와 같이, 발광 영역(741, 811, 512)은 제1 경계선(751, 821, 522) 및 제2 경계선(752, 822, 524)에 의하여, 높이가 다른 단차를 갖는 2개의 영역들(101, 102)로 구분될 수 있다.
제1 발광 영역(101)은 제2 경계선(752, 822, 524) 아래로만 빛이 조사되는 영역일 수 있고, 제2 발광 영역(102)은 제2 경계선(752, 822, 524) 위로도 빛이 조사되는 영역일 수 있다.
차량용 램프 유닛(100)은 높이가 다른 단차를 갖는 2개의 발광 영역들(101, 102)에 대응하는 배광 영역들(901, 902)을 갖는 광 패턴을 가질 수 있다.
제1 배광 영역(901)은 광 패턴의 제2 경계선(904) 아래로만 빛이 조사되기 때문에 반대편에서 주행하는 차량 운전자의 시야가 방해되는 것을 방지할 수 있고, 제2 배광 영역(902)은 제2 경계선(904) 위로도 빛이 조사되기 때문에 운전자(912)의 시야를 확보할 수 있다. 광 패턴의 제1 경계선(903)은 도 14, 도 16, 및 도 25에 도시된 제1 경계선(751, 821, 522)에 대응할 수 있고, 광 패턴의 제2 경계선(904)은 제2 경계선(752, 822, 524)에 대응할 수 있다. 따라서 차량용 램프 유닛(100)은 컷 오프 경계선에 관한 규범을 만족할 수 있다.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
1,2,3,4: 패드 10: 발광 모듈
12: 기판 13: 캐버티
14-1 내지 14-n: 발광 소자 15: 베리어
16: 커버 글라스 20: 반사경
21-1 내지 21-n: 발광 소자 30: 렌즈
S1 내지 S4, Q11, Q12: 발광 셀 W1 내지 W10: 와이어
50: 발광 구조물 52: 제1 반도체층
54: 활성층 56: 제2 반도체층
60: 절연층 610-1,610-2,620-1,620-2: 발광면.

Claims (9)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 배치되는 복수의 발광 소자들을 포함하며,
    상기 복수의 발광 소자들 중 적어도 하나는 사각형의 제1 발광면을 갖는 제1 발광 셀, 사각형의 제2 발광면을 갖는 제2 발광 셀, 직각 삼각형의 제3 발광면을 갖는 제3 발광 셀, 및 직각 삼각형의 제4 발광면을 갖는 제4 발광 셀을 포함하고,
    상기 제1 내지 제4 발광 셀들은 개별 구동되고,
    상기 제1 내지 제4 발광 셀들 각각은 제1 반도체층, 활성층, 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고,
    상기 제1 발광면의 제1변과 상기 제2 발광면의 제1변은 이웃하고, 서로 마주보고, 상기 제3 발광면의 제1 빗변은 상기 제4 발광면의 제1 빗변과 서로 마주보고, 상기 제4 발광면의 제2변은 상기 제1 발광면의 제2변, 및 상기 제2 발광면의 제2변과 대응하고 마주보고,
    상기 제1 내지 제4 발광 셀들 중 인접하는 발광 셀들 사이의 이격 거리는 상기 복수의 발광 소자들 중 인접하는 발광 소자들 사이의 이격 거리보다 작고,
    상기 복수의 발광 소자들은 C행들(C>1인 자연수)과 R열들(R>1인 자연수)을 포함하는 매트릭스 형태로 배치되고,
    y행(1≤y≤C)의 x번째 열에 배치되는 제1 발광 소자 및 상기 y행의 x+1번째 열에 배치되는 제2 발광 소자 각각은 상기 제1 내지 제4 발광 셀들을 포함하고,
    상기 제2 발광 소자는 상기 제1 발광 소자를 180° 회전한 것과 동일한 구조를 갖는 발광 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제3 발광면의 제1 빗변과 상기 제3 발광면의 제2변 사이의 각도는 15° ~ 45°이고,
    상기 제4 발광면의 제2변은 상기 제3 발광면의 제2변과 대응하고, 마주보고,
    상기 제4 발광면의 제1변과 상기 제4 발광면의 제2변 사이의 각도는 15° ~ 45°인 발광 모듈.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제4 발광 셀들 중 적어도 하나에 연결되는 적어도 하나의 패드를 더 포함하는 발광 모듈.
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자들 각각은 이웃하는 발광 셀들 사이에 배치되는 절연층을 더 포함하는 발광 모듈.
  8. 삭제
  9. 제5항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 패드에 결합되는 적어도 하나의 와이어를 더 포함하는 발광 모듈.
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