KR102072598B1 - 발광장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 제1 광선을 방출하고 출광면을 포함하는 반도체 발광소자, 반도체 발광소자 상에 위치하고 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 투명지지소자, 및 투명지지소자 상에 위치하는 광학소자를 포함하는 발광장치를 개시한다. 제1 광선은 광학소자를 통과하여 광필드 분포를 가진 제2 광선을 생성하고, 광필드 분포는 제1 영역에 대응하는 최대값 및 제2 영역에 대응하는 최소값을 가진다.

Description

발광장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 반도체 발광소자와 광학소자를 포함하는 발광장치에 관한 것이다.
백열등 이후, 발광다이오드(Light~emitting diode; LED)는 에너지 절약, 친환경, 긴 수명, 작은 부피 등 많은 장점을 가지므로 각종 조명의 응용에서 점차적으로 종래의 조명 기구를 대체하고 있으며, 그 중 백색광을 방출 가능한 LED는 각 기업이 중점적으로 발전시키고자 하는 것이다.
관련 조명 기술에는 색온 및 색상의 파라미터를 조절하는 것 외에도, 조명 기구의 발광 방향과 광필드를 조절하는 기술이 있다. 발광다이오드는 부피가 작아서, 일반적으로 외부 패키징에 의해 각종 광학부재를 추가하는 방식을 통해 발광다이오드가 방출하는 광을 반사, 간섭 또는 회절시켜 필요한 광필드를 조절한다.
각종 서로 다른 광학부재 중에서, 일반적인 것은 발광다이오드의 발광면에 상대적인 일측에 추가된 반사 효과를 가진 광학부재(예를 들면, 반사판)로서, 이를 통해 발광다이오드가 다른 측으로 방출하는 광선을 발광면의 동일 측으로 반사시켜, 광 강도를 증가시키는 효과에 도달한다. 어떤 것은 발광면의 일측 또는 주변에 광 진행 경로를 변경시키는 광학부재를 추가하여, 이를 통해 발광다이오드가 방출하는 일부 광선을 차단(예를 들면 발광면 상에 부착된 광학필름) 또는 반사(예를 들면 조명기구 내의 광원 주변의 반사 성능을 가진 측벽)하여, 발광다이오드의 광필드를 변경하여 특정 방향의 광필드를 증가(예를 들면 측향 발광을 증가)시킨다.
상기 광학부재를 구비한 발광다이오드는 추가적으로 기타 소자와 조합 연결되어 발광장치(light~emitting device)를 형성할 수 있다. 이러한 발광장치는 적어도 회로를 구비한 서브 마운트(sub~mount); 상기 서브 마운트 상에 위치하고, 상기 발광소자를 서브 마운트 상에 접합 고정하여 발광소자의 기판과 서브 마운트 상의 회로를 전기적으로 연결시키는 솔더(solder); 발광소자의 전극과 서브 마운트 상의 회로를 전기적으로 연결시키는 전기적 연결구조를 포함하고, 그 중 상기 서브 마운트는 발광장치의 회로 설계를 간편하게 하고 방열 효과를 향상시키도록 리드프레임 또는 큰 사이즈의 마운팅 기판(mounting substrate)일 수 있다.
본 발명은 새로운 발광장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 출광면을 포함하고 제1 광선을 방출하는 반도체 발광소자; 반도체 발광소자 상에 위치하는 투명지지소자; 및 투명지지소자 상에 위치하고, 제1 영역과 제2 영역을 포함하는 광학소자를 포함하고, 제1 광선은 광학소자를 통과하여 제2 광선을 생성하고, 제2 광선의 광필드는 광필드 분포를 가지며, 광필드 분포는 제1 영역에 대응하는 최대값과 제2 영역에 대응하는 최소값을 가지는 발광장치를 개시한다.
본 발명은, 출광면을 포함하는 반도체 발광소자; 반도체 발광소자에 연결된 제1 전극; 저면을 포함하고, 반도체 발광소자 상에 위치하는 투명지지소자; 및 투명지지소자 상에 위치하고, 출광면 상에 덮여 있는 제2 영역과 상기 출광면에 평행인 제1 영역을 포함하는 광학구조를 포함하고, 그 중 적어도 일부의 제1 전극은 투명지지소자에 의해 덮이거나 반도체 발광소자에 의해 덮이지 않으며, 제1 영역에 대응하는 최대값 및 제2 영역에 대응하는 최소값을 갖는 광필드를 방출하는 발광장치를 개시한다.
본 발명은, 출광면을 포함하는 반도체 발광소자; 및 제1 경사면, 제2 경사면과 저면을 포함하고, 반도체 발광소자 상에 위치하는 투명지지소자를 포함하고, 그 중 발광장치는 제1 경사면 또는 제2 경사면에 실질적으로 대응하는 최대값과 저면에 대응하는 최소값을 갖는 광필드를 방출하는 발광장치를 개시한다.
본 발명은, 복수의 반도체 발광소자, 및 복수의 반도체 발광소자를 덮는 광학소자를 포함하며, 그 중 각 반도체 발광소자는 상부 표면, 하부 표면 및 상부 표면과 하부 표면 사이에 위치하는 반사층을 포함하고, 그 중 하부 표면의 폭은 상부 표면의 폭보다 좁은 발광장치를 개시한다.
도 1a~도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 2a~도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치가 방출하는 광필드를 나타낸 개략도이다.
도 4a~도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자의 평면도이다.
도 5a~도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 7a~도 7b는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 8은 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 9a~도 9h는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 10a~도 10b는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 11은 본 발명의 실시예에 따른 광학소자를 나타낸 개략도이다.
도 12는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 13a~도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 광학층의 광학 특성을 나타낸 개략도이다.
도 14a~도 14c는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 15는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 16a~도 16b는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 17a~도 17b는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치가 방출하는 광필드를 나타낸 개략도이다.
도 18a~도 18d는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치가 방출하는 광선의 CIE좌표 편이를 나타낸 도면이다.
도 19a~도 19f는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 20a~도 20f는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 21a~도 21b는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 22a~도 22e는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 23a~도 23d는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이다.
도 24a~도 24c는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 25a~도 25d는 본 발명의 실시예에 따른 도전성 접착재료가 발광소자 상에 형성되는 서로 다른 실시예의 제조 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 26a~도 26e는 본 발명의 실시예에 따른 도전성 접착재료가 발광소자 상에 형성되는 서로 다른 실시예의 제조 흐름을 나타낸 개략도이다.
도 27a~도 27h는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치 제조 방법의 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 28a~도 28c는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 29a~도 29e는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 30a~도 30d는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치를 나타낸 개략도이다.
도 1a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광장치(100)를 나타낸 것이며, 발광장치(100)는 발광소자(2) 상에 형성되는 투명지지소자(4) 및 투명지지소자(4) 상에 덮여 있는 광학소자(6)를 포함한다. 본 실시예에서, 발광소자(2)는 비간섭성 광을 방출할 수 있는 반도체 발광소자이다. 발광소자(2)는 발광소자를 둘러싸고 있는 측면(22), 출광면(22) 및 접합면(26)을 구비하고, 그 중 측면(22)은 출광면(24)과 접합면(26)에 수직된다. 투명지지소자(4)는 발광소자(2)의 출광면(24)과 측면(22)을 덮고, 투명지지소자(4)와 발광소자(2)를 둘러싸고 있는 측벽(42), 발광소자(2)와 광학소자(6) 사이에 위치하는 상면(44) 및 저면(46)을 구비한다. 그 중, 투명지지소자(4)의 상면(44)은 출광면(24)의 상측에 위치한다. 상면(44)의 수평 방향에서의 면적은 출광면(24)보다 크므로, 상면(44)이 출광면(24)을 덮는다고 할 수 있으나, 상면(44)은 출광면(24)과 동일 평면이 아니며 상면(44)과 출광면(24) 사이에 투명지지소자(4)가 존재한다. 측벽(42)은 상면(44)과 저면(46)에 수직되며, 저면(46)은 발광소자(2)의 접합면(26)과 동일 평면이다. 다른 실시예에서, 발광소자(2)의 접합면(26)은 저면(46)과 동일 평면이 아니며, 예를 들면 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 내부에 감싼다. 본 실시예에서, 상면(44)은 출광면(24)과 평행하며, 측벽(42)은 출광면(24)과 수직되고, 측면(22)과 평행한다. 다른 실시예에서, 상면(44)은 출광면(24)과 평행하지 않으므로, 측벽(42)은 상면(44) 또는 출광면(24) 중 어느 하나에만 수직되나, 측벽(42)은 여전히 측면(22)에 평행한다. 다른 실시예에서 측벽(42)은 경사면이며, 이때 측벽(42)은 상면(44) 또는 출광면(24)에 수직되지 않고, 측벽(42)은 또한 발광소자(2)의 측면(22)에 평행하지 않는다. 본 실시예에서, 측면(22)은 출광면(24)에 수직되는 평면이고, 다른 실시예에서 측면(22)은 경사면일 수도 있으며, 출광면(24)에 수직되지 않는다. 본 실시예에서, 측면(22)은 출광면(24)과 서로 수직되는 평면이고, 다른 실시예에서 측면(22)과 출광면(24)은 필요에 따라 서로 수직되거나 또는 수직되지 않은 평면 조합을 형성할 수도 있다. 다른 실시예에서 측면(22)과 출광면(24)은 모두 거친 면일 수 있으며, 둘 중 하나만이 거친 면이고 다른 하나는 평면일 수도 있다. 도 1b를 참고하면, 도 1b는 도 1a와 유사한 구조를 가지며, 그 중 광학소자(6)는 직사각형, 육각형 또는 정사각형과 같은 다각형일 수 있고, 광학소자(6)를 둘러싸고 있는 측변(62) 및 측변(62)에 연결되고 광학소자(6)의 상대적 양측에 위치하는 2개의 경사변(64, 66)을 구비하고, 경사변(64, 66)은 투명지지소자(4)에 접촉하지 않는다. 바꾸어 말하자면, 경사변(64, 66)은 높이가 0이 아닌 측변(62) 상에 형성되어, 광학소자(6)로 하여금 위가 좁고 아래가 넓은 외형을 갖게 한다. 직사각형의 광학소자(6)를 예로 들자면, 광학소자(6)는 4개 변 상에 모두 경사변을 형성할 수 있고, 서로 인접한 경사변 사이에 능선이 형성될 수도 있다. 또한 2개의 경사변만 가질 수도 있으며, 그 위치는 직사각형의 단변 또는 장변에 위치하도록 한정되지 않으며, 직사각형의 서로 인접하는 하나의 장변과 하나의 단변 상에 위치할 수도 있고, 이러한 경우 서로 인접한 2개의 경사변 상에도 능선이 형성될 수 있다. 광학소자(6)에 경사변(64, 66)을 형성함으로써, 발광소자(2)가 방출하는 광이 광학소자(6)의 경사변을 통과하면서 진행 방향이 변경되어, 광선 분포의 각도 또한 따라서 변경되므로, 도 1a의 장치와 도 1b의 장치는 서로 다른 광필드를 가진다.
도 2a~도 2b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(200)를 나타내며, 발광장치(200)는 발광소자(2), 발광소자(2)를 감싸는 투명지지소자(4) 및 투명지지소자(4) 상에 덮여 있는 광학소자(6)를 포함한다. 광학소자(6)는 발광소자(2)와 멀리 떨어져 있는 표면 상에 제1 영역(601)과 제2 영역(602)을 포함하고 있으며, 그 중 제1 영역(601)은 출광면(24)에 평행하고, 제2 영역(602)은 제1 영역(601) 사이에 위치한다. 본 실시예에서, 제1 영역(601)은 평면 영역이며, 제2 영역(602)은 함몰부를 가진 영역이다. 도 2a에 도시한 바와 같이, 제2 영역(602)은 발광소자(2)로 연장되는 함몰 방향(A)으로 함몰된 함몰부를 가지며, 함몰 방향(A)은 광학소자(6) 상의 제1 영역(601)이 위치하는 영역의 표면과 수직된다. 도 2a를 참고하면, 제2 영역(602)의 함몰부는 제1 영역(601)과의 동일 수평면 상에서 최대 폭(W) 및 최대 깊이(D)를 가지며, 폭(W)과 깊이(D)의 비는 약 2:1이다. 본 실시예에서 함몰부에서 제2 영역(602)은 발광소자(2)에 가장 가까운 위치이고, 약 90도의 꼭지각(θ)을 가진다. 다른 실시예에서, 필요한 광학 특성(예를 들어 광필드)에 따라, 제2 영역(602)의 각종 파라미터를 선택할 수 있다. 예를 들면 제2 영역(602)에서 함몰부의 최대 폭(W)과 깊이(D)의 비를 2:1 이상으로 할 수 있으며, 함몰 방향(A)의 정점에 위치하는 꼭지각(θ)은 직각, 예각 또는 둔각일 수 있다.
본 실시예에서, 제2 영역(602)만이 발광소자(2)의 직상측(바로 윗 부분)에 위치한다. 도 2b를 참고하면, 발광소자(2)의 측면(22)의 직상측으로의 연장선은 광학소자(6)의 제2 영역(602)과 교차하고, 발광소자(2)의 출광면(24)은 제2 영역(602)의 직하측(바로 아래 부분)에 위치한다. 제2 영역(602)의 최대 폭(W)은 발광소자(2)의 폭보다 크고, 제2 영역(602)의 최대 폭(W)과 발광소자(2)의 폭의 비는 1:0.01 ~ 1:1 사이에 있다. 다른 실시예에서, 제2 영역(602)의 최대 폭(W)은 발광소자(2)의 폭보다 작고, 제2 영역(602)의 최대 폭(W)과 발광소자(2)의 폭의 비는 1:1 ~ 1:1.1 사이에 있다. 도 2b를 참고하면, 광학층(8)은 광학소자(6)의 상에 형성되어, 제2 영역(602)의 일부를 덮고 발광소자(2)의 직상측에 위치하며, 동시에 광학층(8)은 제1 영역(601)과 접촉하지 않는다. 본 실시예에서, 광학층(8)의 최대 폭(WL)은 출광면(24)의 폭(WD)보다 크고, 동시에 발광소자(2)의 폭보다 크다. 그밖에, 광학층(8)은 제2 영역(602) 전체를 덮을 수 있거나 또는 제1 영역(601)까지 연장될 수 있다. 다른 실시예에서 광학층(8)의 최대 폭(WL)은 출광면(24)의 폭(WD)보다 작거나 같다. 본 실시예에서, 광학층(8)은 광학층(8)에 입사되는 광선이 가진 파장의 피크 값 범위가 450~475nm일 때 85%보다 큰 반사율을 가지거나, 또는 입사되는 광선 파장의 피크 값 범위가 400~600nm일 때 80%보다 큰 반사율을 가진다. 다른 실시예에서, 광학소자(6) 상에 함몰부를 가지지 않고, 이때 광학층(8)이 덮여 있는 영역을 제2 영역(602)으로 정의하고, 제2 영역(602)은 여전히 발광소자(2)의 직상측에 위치한다. 다른 실시예에서, 광학소자(6)는 표면 상에 제1 영역(601), 제2 영역(602)과 광학층(8)을 가질 뿐만 아니라, 또한 제조 방법을 이용하여 양측에 도 1b와 같은 경사변(64, 66)을 형성함으로써, 광필드와 같은 필요한 광학 특성을 얻을 수 있다.
상기 실시예에서, 광학층(8)은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 단층 구조는 예를 들면 은 또는 알루미늄을 포함하는 금속층이거나, 또는 산화티타늄을 포함하는 산화물층이며, 재료의 반사 성능을 이용하여 발광소자(2)가 방출하는 광의 진행 경로를 변경한다. 금속재료는 제조 과정에서 제조 환경에서의 기타 재료와 반응을 하지 않는 금속을 선택한다. 예를 들면 제조 환경에 황이 함유되어 있는 경우 은을 선택하지 않도록 하여, 황화은 등의 황과 은을 포함하는 화합물이 생성되는 것을 방지한다. 다층 구조는 분산 브래그 반사기(Distributed Bragg reflector; DBR)일 수 있으며, 예를 들면 반사하는 효과를 달성하도록, 산화티타늄(TiO2)와 이산화규소(SiO2)의 적층, 또는 알루미늄과 산화알루미늄의 적층과 같은 금속과 금속 산화물의 적층일 수 있다. 다른 실시예에서, 광학층(8)은 파장 변환 재료를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 단층 구조든 다층 구조든 모두 광선을 완전히 반사하지 못하므로, 적어도 일부의 광선은 광학층(8)을 바로 통과할 수 있다. 다른 실시예에서는, 두께 또는 다층 구조의 층수를 증가시켜 광선이 광학층(8)을 바로 통과하지 못하게 함으로써 반사 효과를 증가시킬 수 있다.
도 2a~도 2b를 참고하면, 발광소자(2)가 방출하는 제1 광선은 투명지지소자(4)와 광학소자(6)를 통과한 후 제2 광선으로 된다. 투명지지소자(4) 내에 파장 변환 재료를 포함하지 않을 경우, 제1 광선의 파장의 피크 값과 제2 광선의 파장의 피크 값은 같다. 제1 광선이 투명지지소자(4)를 통과한 후, 일부의 제1 광선은 광학층(9)의 영향을 받거나 또는 제2 영역(602)을 통과할 때 광학소자(6)와 외부 환경의 굴절율이 다른 영향으로 인해, 광선의 진행 방향이 변경되어, 제2 광선과 제1 광선은 서로 다른 광필드 분포를 갖게 된다. 다른 실시예에서, 광학소자(6)는 도 1b의 경사변(64, 66) 및 도 2b의 광학층(8)을 동시에 가짐으로써, 광학층(8)에 의해 반사되는 일부의 제1 광선이 경사변(64, 66) 측으로부터 광학소자(6)를 빠져나가 제2 광선의 일부가 되게 한다. 경사변(64, 66)의 크기, 위치와 경사 각도(광학소자(6)의 표면에 대한 각도)가 다르면, 제1 광선의 진행 경로에 영향을 줄 수 있다. 다른 실시예에서, 투명지지소자(4) 및/또는 광학소자(6) 내부에 파장 변환 재료를 포함할 경우, 제1 광선의 진행 경로는 제1 광선이 파장 변환 재료에 의해 변환되는 양에 영향을 줄 수 있다. 예를 들면 원래 50%의 제1 광선의 진행 경로가 파장 변환 재료에 접촉될 수 있었으나, 경사변(64, 66)의 크기, 위치와 경사 각도가 변하면, 30%의 제1 광선만이 파장 변환 재료에 접촉될 수 있고, 이때 제2 광선의 광학 특성, 예를 들면, 색온, 휘도, CIE XY 색도 좌표점 또는 파장 분포 범위는 이에 따라 변할 수 있다. 일 실시예에서, 발광소자(2)가 방출하는 제1 광선은 남색광이며, 투명지지소자(4) 내에 남색광을 황녹색광으로 변환하는 파장 변환 재료를 구비하고, 이 실시예에서 경사변(64, 66)의 크기가 크고 위치가 낮을 경우[측변(62)이 좁거나 또는 짧음], 원래는 파장 변환 재료에 접촉하지 않고 광학소자(6)를 빠져나가던 제1 광선은 경사변에서 반사되어, 더욱 많은 제1 광선이 파장 변환 재료에 접촉되게 하여 더욱 많은 황녹색광을 유발시키므로, 제2 광선의 파장 분포 범위는 파장이 긴 범위로 이동하게 된다. 구체적으로 말하자면, 제2 광선의 파장의 피크 값은 적색광의 파장 범위로 기울어지거나 또는 제2 광선의 색도 좌표가 CIE 색도 좌표의 좌측 아래쪽으로 이동하게 된다.
상기 실시예에서, 발광소자(2)와 투명지지소자(4)의 크기는 동일, 유사 또는 상이한 길이 및/또는 폭의 비를 가지며, 유사한 높이를 가진다. 다시 말해 투명지지소자(4)의 상면(44)과 발광소자(2)의 출광면(24) 사이의 거리는 매우 가깝다. 발광장치(100)와 발광장치(200)에 있어서, 수평면 상의 제1 방향에서 발광소자(2)와 투명지지소자(4)의 크기는 제1 비율을 가지며, 수평면 상의 제2 방향에서 제2 비율을 가지고, 그 중 제1 방향은 제2 방향에 수직되고, 제1 비율은 제2 비율보다 크거나, 같거나 또는 작을 수 있다. 발광소자(2)가 직사각형일 때, 제1 방향과 제2 방향은 각각 발광소자(2)의 긴 변의 방향과 발광소자(2)의 짧은 변의 방향을 의미한다. 일 실시예에서, 제1 비율과 제2 비율은 약 1:1.04 ~ 1:7.1 사이에 있다. 그밖에, 본 발명의 실시예에서의 2개의 발광장치가 동일하거나 유사한 제1 비율 및/또는 제2 비율을 가지며, 수평면 상의 변의 길이 중에서 비교적 짧은 변의 길이가 특정 제한값보다 크면, 이 2개의 발광장치는 실질적으로 동일한 발광강도를 갖는다. 예를 들면, 발광장치 A가 갖는 제1 비율이 1: 2.11이고 제2 비율이 1:1.83이며, 발광장치 B가 갖는 제1 비율이 1:1.81이고 제2 비율이 1:1.57이면, 2개의 발광장치의 발광강도의 차이 값은 발광장치 A의 발광강도의 백분의 일보다 작다. 이 실시예에서, 2개의 발광장치는 유사한 제1 비율 및 제2 비율을 가지며, 제1 비율의 비는 1.16(2.11/1.81=1.16)이고, 제2 비율의 비는 1.65(1.83/1.57=1.65)이며, 2개의 발광장치의 대응하는 2개의 비율의 비는 2보다 작고, 2개의 발광장치의 발광강도 차이도 백분의 일보다 작다. 2개의 발광장치가 유사한 크기 비율(2개 크기 비율의 비는 2보다 작고, 예를 들면 1.1, 1.2, 1.4 및 1.6)을 가질 경우, 발광장치의 수평면 상의 변의 길이에서 최단 길이가 특정 제한값(예를 들면, 1.4mm)보다 작을 때, 발광장치의 발광강도는 전술한 비교적 짧은 변의 길이의 영향을 받는다. 예를 들자면, 2개의 발광장치가 동일한 발광소자(2)를 포함하고, 동일한 제1 비율 및/또는 제2 비율(예를 들어 약 1:2)을 가질 경우, 2개의 발광장치의 짧은 변의 길이가 제한값(예를 들어 1.4)보다 크면, 2개의 발광장치의 발광강도가 유사하다. 그러나 동일한 비율에서, 수평면 상의 최단 길이가 제한값보다 작을 경우(예를 들어 2개의 발광장치의 짧은 변 길이가 각각 1.3mm와 1.0mm일 때), 변의 길이가 1.3mm인 발광장치의 발광강도는 변의 길이가 1.0mm인 발광장치의 발광 강도보다 적어도 백분의 일이 크다. 다시 말해 동일한 장변/단변 비율을 갖는 2개의 발광장치는 변의 길이가 모두 제한값보다 클 경우 유사한 발광강도를 가진다. 예를 들면 2개의 발광장치의 발광강도 차이는 발광강도가 큰 것의 백분의 일보다 작으나, 그 중 하나의 발광장치의 변의 길이가 제한값보다 작으면, 2개의 발광장치의 발광강도는 비교적 명확한 차이를 갖는다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광장치(300)가 방출하는 제2 광선의 광필드 분포를 나타낸 개략도이며, 도면 상의 2개의 곡선은 서로 다른 두 방향에서 광필드 분포를 측정한 경우를 나타낸다. 이 두 방향에서 광필드의 분포 범위는 약 -90°~ +90°사이에 있고, 다른 실시예에서, 분포 범위는 약 178°~ 190°사이에 있다. 2개의 광필드는 각자 2개의 봉우리부(峰部) 및 곡부(谷部)를 가지며, 광필드는 대략 곡부를 중심으로 양측으로 대칭 분포된다. 그 중, 2개의 봉우리부는 실질적으로 제1 영역(601)에 대응되고 곡부는 실질적으로 제2 영역(602)에 대응된다. 다른 실시예에서, 제2 영역(602)의 함몰 깊이가 달라서, 발광소자(2)가 방출하는 광의 진행 방향에 영향을 주기 때문에, 봉우리부의 위치를 발광장치의 위치에 대응시키면 발광장치의 중심에서 멀어지는 방향으로 이동하게 되며, 심지어 원래 제1 영역(601)에 대응되던 것이 외부로 이동하여 측변(62)의 범위를 초과하게 된다. 그러나 전체적으로 보자면, 발광장치가 방출하는 제2 광선의 광필드 분포는 제1 영역(601)에 대응하는 최대값 및 제2 영역(602)에 대응하는 최소값을 갖는다. 본 실시예에서, 2개의 광필드 각자의 최대값과 최소값의 비가 1.05~2배 사이에 있다. 본 실시예에서, 형광분과 같은 파장 변환 재료를 설치하지 않았으므로 제1 광선의 파장의 피크 값과 제2 광선의 파장의 피크 값은 같다. 다른 실시예에서, 발광소자(2)와 투명지지소자(4) 사이에 파장 변환 재료가 설치되어 있든, 또는 투명지지소자(4) 내부에 파장 변환 재료가 있든, 또는 광학소자(6)의 내부, 제1 영역(601), 제2 영역(602) 및 광학층(8)의 어느 하나 또는 전부에 파장 변환 재료가 포함되어 있든, 모두 제2 광선과 제1 광선의 파장의 피크 값이 달라지게 하며, 파장 변환 재료는 1층 또는 다층의 동일하거나 상이한 재료일 수 있다. 마찬가지로, 다른 실시예에서, 파장 변환 재료는 접착층과 휘도를 증가시키는 용도의 이산화규소와 같은 휘도 강화제를 더 포함하고 있다.
도 4a~도 4e는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자(6)의 평면도이며, 광학소자(6)는 직사각형으로 제1 영역(601)과 제2 영역(602)으로 형성된 각종 서로 다른 형상을 가진다. 본 실시예에서, 제1 영역(601)은 평면 영역이며, 제2 영역(602)은 함몰 영역을 포함하며, 그 위에 광학층이 선택적으로 위치한다. 도 4a를 참고하면, 광학소자(6)의 표면에 2개의 제1 영역(601) 사이에 위치하는 제2 영역(602)이 있고, 그 중 2개의 제1 영역(601)은 광학소자(6)의 긴 변에 평행인 방향에 위치한다. 도 4b를 참고하면, 광학소자(6)의 표면에 2개의 제1 영역(601) 사이에 위치하는 제2 영역(602)이 있고, 그 중 2개의 제1 영역(601)은 광학소자(6)의 짧은 변에 평행인 방향에 위치한다. 도 4a~도 4b의 실시예에서, 제2 영역(602)은 모두 광학소자(6)의 한 변으로부터 다른 한 변까지 연장된다. 예를 들면 도 4a에서 제2 영역(602)은 광학소자(6)의 짧은 변을 따라 하나의 긴 변으로부터 다른 하나의 긴 변까지 연장되고, 도 4b에서 제2 영역(602)은 광학소자(6)의 긴 변을 따라 하나의 짧은 변으로부터 다른 하나의 짧은 변까지 연장된다. 다른 실시예에서, 제2 영역(602)은 광학소자(6)의 하나의 변에만 접촉될 수 있으며, 또는 광학소자(6)의 어느 한 변에도 접촉되지 않는다. 도 4c를 참고하면, 광학소자(6)의 표면 상에 십자형의 제2 영역(602) 및 네 코너에 위치하는 제1 영역(601)이 있다. 제2 영역(602)은 광학소자(6)의 긴 변을 따라 연장된 제2 서브 영역(6021) 및 짧은 변을 따라 연장된 제2 서브 영역(6022)을 포함한다. 광학소자(6) 표면 상의 네 코너에 위치하는 제1 영역(601)의 면적은 동일하거나 상이할 수 있으며, 제2 서브 영역(6021, 6022)의 폭은 동일하거나 상이할 수 있다. 도 4d를 참고하면, 광학소자(6)의 표면 상에 6개의 제1 영역(601) 및 광학소자(6)의 표면을 격자 형태로 분할된 제2 영역(602)이 있다. 광학소자(6) 표면 상의 6개의 제1 영역(601)의 면적은 동일하거나 상이하고, 제2 영역(602)은 긴 변을 따라 연장된 2개의 제2 서브 영역(6023, 6024) 및 짧은 변을 따라 연장된 제2 서브 영역(6025)을 포함하고, 이러한 3개의 제2 서브 영역의 폭 또한 동일하거나 상이할 수 있다. 도 4e의 실시예에서, 표면에 면적이 대체로 동일한 9개의 제1 영역(601) 및 광학소자(6)의 표면을 격자 형태로 분할된 제2 영역(602)이 있고, 광학소자(6) 표면 상에 위치하는 9개의 제1 영역(601)의 면적은 동일하거나 상이하고, 제2 영역(602)은 긴 변을 따라 연장된 2개의 제2 서브 영역(6026, 6027) 및 짧은 변을 따라 연장된 2개의 제2 서브 영역(6028, 6029)를 포함하고, 상기 4개의 제2 서브 영역의 폭은 동일하거나 상이하다. 전술한 바와 같이, 도 4a~도 4e의 각종 실시예에서, 제1 영역(601)은 평면 영역이며, 제2 영역(602)은 함몰 영역을 포함하고 있으며, 그 위에 광학층이 선택적으로 위치할 수 있다. 도 2b의 실시예를 참고하면, 제2 영역(602)에 위치하는 광학층(8)은 제2 영역(602)만을 덮을 수 있으며, 또한 제1 영역(601)에 접촉될 수 있거나, 또는 제1 영역(601)의 일부까지 덮을 수 있다. 다른 실시예에서, 제1 영역(601) 및 제 2 영역(602)은 모두 평탄면(平坦面)이나, 제2 영역(602)만이 그 위에 광학층(8)이 위치하고, 제1 영역(601) 위에는 광학층이 없다.
도 5a~도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 광학소자(6)가 서로 다른 제1 영역(601)과 제2 영역(602)으로 형성된 형태를 가진 것을 나타낸 평면도이다. 도 5a를 참고하면, 광학소자(6)의 표면에 위치하는 제2 영역(602)은 서로 평행하지도 수직되지도 않는 2개의 제2 서브 영역(6030, 6031)을 포함하고, 제1 영역(601)은 제2 영역에 의해 서로 다른 면적을 가지는 4개의 제1 영역(601)으로 분할된다. 도 5b에서, 광학소자(6)의 표면에 위치하는 제2 영역(602)은 2개의 평행한 제2 서브 영역(6033, 6034), 및 제2 서브 영역(6033, 6034)에 수직되지도 평행하지도 않는 제2 서브 영역(6032)을 포함하고, 제1 영역(601)은 제2 영역(602)에 의해 6개의 서로 다른 면적의 제1 영역(601)으로 분할된다. 다른 실시예에서, 제2 서브 영역(6033, 6034)은 서로 평행하지 않는다.
종합하자면, 광학소자(6)는 발광소자(2)와 멀리 떨어져 있는 표면 상에 필요에 따라 각종 서로 다른 표면 형태를 형성할 수 있고, 서로 수직되거나 또는 수직되지 않는 제2 서브 영역에 의해 표면을 복수의 면적이 동일하거나 상이한 제1 영역(601)으로 분할하고, 이들 제2 서브 영역은 각각 광학소자(6)의 긴 변과 짧은 변에 평행하거나 평행하지 않을 수 있다. 다른 실시예에서, 제2 서브 영역은 광학소자(6)의 인접하는 2개의 변에 평행하거나 평행하지 않을 수도 있다. 광학소자(6)의 표면에서, 제2 영역(602)에 의해 분할되어 형성된 복수의 제1 영역(601)은 동일하거나 상이한 면적을 가질 수 있으며, 제2 영역(602)도 동일하거나 상이한 면적의 제2 서브 영역을 포함하고 있다. 도 4a~도 4e와 도 5a~도 5b의 실시예에서, 광학소자(6)는 서로 다른 표면 형태를 가질 수 있을 뿐만 아니라 도 1b의 실시예의 경사변을 더 가질 수 있다. 광학소자(6)에 위치하는 제2 영역(602)은 그 위에 형성된 함몰부 또는 광학층(8)을 선택적으로 포함할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(300)를 나타내며, 발광장치(300)는 발광소자(2)를 감싸는 투명지지소자(4), 투명지지소자(4)의 상측에 위치하고 상부에 광학층(8)이 덮여 있는 광학소자(6), 및 발광소자(2)의 광학소자(6)에 상대적인 다른 일측에 있는 반사판(10)을 포함한다. 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 덮고 투명지지소자(4)와 발광소자(2)를 둘러싸고 있는 측벽(42), 발광소자(2)와 광학소자(6) 사이에 위치하는 상면(44) 및 저면(46)을 구비한다. 그 중, 저면(46)과 발광소자(2)의 접합면(26)은 동일 평면이다. 본 실시예에서, 저면(46) 측의 반사판(10)은 발광소자(2)에 의해 방출되는 제1 광선의 적어도 일부를 반사하고, 반사된 일부의 제1 광선은 측벽(42)으로부터 발광장치(300)를 벗어난다. 어떤 실시예에서, 반사판(10) 상에 발광소자(2)와 전기적으로 연결된 회로를 더 포함하고 있거나, 또는 발광장치(300)의 투명지지소자(4) 내에 파장 변환 재료를 포함하고 있으며, 이러한 파장 변환 재료는 일부의 제1 광선에 의해 여기된다.
도 7a~도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(400)를 나타내며, 발광장치(400)는 발광소자(2)를 감싸는 투명지지소자(4), 투명지지소자(4)의 상측에 위치하고 상부에 광학층(8)이 덮여 있는 광학소자(6), 및 발광소자(2)의 광학소자(6)에 상대적인 다른 일측에 있는 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)을 포함하며, 3개의 절연층은 서로 접촉하지 않는다. 그 중 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)와 제3 절연층(126)은 발광소자(2)의 하측에 위치하고, 그 중 제3 절연층(126)은 발광소자(2)과 서로 대응되며, 예를 들면 발광소자(2)의 직하측에 위치하고, 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)은 측벽(42)에 대응되고 발광소자(2)의 하측에 위치하지 않는 부분을 포함한다. 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)의 재료는 이산화티타늄과 같은 산화물을 포함할 수 있다. 도 7b를 참고하면, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126) 상에 제1 전극(142)과 제2 전극(144)이 추가로 덮여 있어, 발광소자(2)로 하여금 제1 전극(142)과 제2 전극(144)을 통해 외부와 전기적으로 연결되게 한다. 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 발광소자(2)의 광학소자(6)와 멀리 떨어져 있는 일측에 위치하고, 제1 전극(142)과 제2 전극(144) 사이에 틈새가 있으며, 제3 절연층(126)을 통해 전극 사이를 전기적으로 절연시킨다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(500)를 나타내며, 발광장치(500)는 발광소자(2)를 감싸는 투명지지소자(4), 투명지지소자(4)의 상측에 위치하는 광학소자(6), 및 발광소자(2)의 광학소자(6)에 상대적인 다른 일측에 있는 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)을 포함한다. 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)은 각자 일부분이 발광소자(2)에 의해 덮여 있고, 제3 절연층(126)은 발광소자(2)의 하측에 위치하고, 제3 절연층(126)은 일부 또는 전부가 발광소자(2)에 의해 덮여 있을 수 있고, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 서로 접촉하지 않는다. 본 실시예에서 투명지지소자(4)는 측벽(42)와 저면(46) 사이에 있는 경사면(480, 482)을 더 포함하고, 경사면(480, 482)의 저면(46)으로부터 위로 연장된 수직 높이는 발광소자(2)의 두께보다 낮고, 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)은 각각 경사면(480, 482)과 일부 저면(46)을 덮는다. 다른 실시예에서, 경사면(480, 482)의 저면(46)으로부터 위로 연장된 수직 높이는 발광소자(2)의 두께보다 높다. 발광장치(500)에서 경사변(64, 66)은 광학소자(6)의 측변(62) 위에 위치하고, 각자 실질적으로 경사면(480, 482)에 대응한다. 즉, 경사면(480)과 발광소자(2)의 측면(22) 사이의 최단 수평 거리는 경사변(64)와 발광소자(2)의 측면(22) 사이의 최단 수평 거리와 대략 동일하고, 경사면(482)과 발광소자(2)의 측면(22) 사이의 최단 수평 거리는 경사변(66)과 발광소자(2)의 측면(22) 사이의 최단 수평 거리와 대략 동일하다. 경사면(480)과 측면(22) 사이의 최단 수평 거리와 경사면(482)과 측면(22) 사이의 최단 수평 거리는 동일, 상이 또는 근사할 수 있으며, 경사변(64, 66)의 수평 상에서 측면(22)과 떨어져 있은 최단 거리도 유사한 특성이 있다. 다른 실시예에서 경사변, 경사면과 측면 사이의 최장 수평 거리 또는 평균 수평 거리가 동일, 상이 또는 근사할 수 있다. 다른 실시예에서 경사면(480)과 경사변(64)은 수평 상에서 발광소자(2)의 측면(22)과의 거리는 동일하지 않을 수 있으며, 수평 상에서 각자 측면(22)과 떨어져 있는 최단 거리 또는 최장 거리가 다를 수 있다. 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)의 재료는 이산화티타늄과 같은 산화물을 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 추가적으로 반사층으로 사용됨으로써, 발광소자(2)가 방출하는 광선을 반사할 수 있다. 따라서, 발광장치(500)에서 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 감싸고, 투명지지소자(4)와 연결된 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 반사층으로 사용될 수 있으며, 발광소자(2)의 높이보다 낮거나 같은 수평 위치를 가진다. 본 실시예에서, 투명지지소자(4)는 위가 좁고 아래가 넓은[광학소자(6)에 연결된 측이 넓고, 절연층에 연결된 측이 좁음] 외형과 경사면(480, 482)을 가진다. 본 실시예에서, 추가적으로 경사면(480, 482) 상에 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)이 덮여 있다.
제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126) 상에 제1 전극(142)과 제2 전극(144)이 덮여 있어, 발광소자(2)로 하여금 제1 전극(142)과 제2 전극(144)을 통해 외부와 전기적으로 연결되게 한다. 제1 절연층(122)은 제1 전극(142)과 투명지지소자(4) 사이에 위치하고, 제2 절연층(124)은 제2 전극(144)과 투명지지소자(4) 사이에 위치한다. 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 외부를 향해 투명지지소자(4)의 측면(42)까지 연장되고, 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124) 또한 발광소자(2)로부터 측면(42)까지 연장된다. 발광소자(2)의 n형 반도체층과 p형 반도체층은 각각 제1 전극(142)과 제2 전극(144)을 통해 외부와 전기적으로 연결되고, 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 발광소자(2)의 광학소자(6)로부터 멀리 떨어져 있는 일측에 위치한다. 그 중 제1 전극(142)과 제2 전극(144) 사이에는 제3 절연층(126)의 발광소자(2)에 상대적인 일측에 위치하는 틈새(공극)가 있어, 전극 사이가 전기적으로 연결되어 단락되는 것을 방지하고, 추가적으로 제3 절연층(126)을 통해 2개의 전극을 전기적으로 절연시킨다. 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 발광소자(2)에 의해 덮여 있는 부분으로부터 외부를 향해 투명지지소자(4)의 하측까지 연장되고, 이때 외부를 향해 연장된 부분은 발광소자(2)에 의해 덮여 있지 않는다.
도 9a~도 9h는 본 발명의 실시예에 따른 발광장치의 제조 방법을 나타낸 흐름도이며, 도 9a를 참고하면, 복수의 발광소자(2)는 탑재판(20) 상에 위치하고, 각 발광소자(2)는 투명지지소자(4)에 의해 덮여 있으며, 서로 간에는 또한 투명지지소자(4)를 통해 격리되어 있다. 탑재판(20)은 탑재장치로서, 발광소자(2)를 지지하여 후속 제조 공정 작업을 진행하도록 하며, 세라믹 또는 사파이어 기판과 같은 경질(硬質) 재료일 수 있으며, 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT)와 같은 탄성을 가진 재료일 수도 있다. 다른 실시예에서, 투명지지소자(4)의 형성은 다음과 같다. 먼저 한 층의 제1 투명재료를 덮고, 이어서 제1 투명재료 상에 파장 변환 재료를 덮으며, 파장 변환 재료는 선택적으로 제2 투명재료의 내에 피복될 수 있으며, 그 다음 파장 변환 재료 상에 제3 투명재료를 덮는다. 따라서, 투명지지소자(4) 내에는 탑재판(20)으로부터 탑재판(20)과 멀어지는 방향으로 순서대로 제1 투명재료, 파장 변환 재료와 제3 투명재료, 또는 제1 투명재료, 제2 투명재료와 파장 변환 재료의 혼합물 및 제3 투명재료를 포함할 수 있고, 제1 투명재료, 제2 투명재료 및 제3 투명재료의 재료는 동일한 재료로 구성되거나 2종 또는 그 이상의 재료로 구성(예를 들면 3개의 투명재료는 모두 에폭시 수지이거나 또는 3개의 투명재료는 각자 에폭시 수지 및 실리콘 수지를 포함할 수 있음)되거나, 각 투명재료는 동일한 화학원소를 가지나, 화학 조성 또는 비율이 다른 재료로 구성될 수 있다.
다른 실시예에서, 탑재판(20)과 발광소자(2)의 사이에는 접착 강도를 강화시키는 한 층의 접착층을 더 포함한다. 그밖에, 탑재판(20)과 발광소자(2) 사이는 완전히 봉합되지 않을 수 있다. 즉 투명지지소자(4)가 형성될 때, 일부 재료는 발광소자(2)와 탑재판(20) 사이로 유입되어, 발광소자(2)가 탑재판(20)에 직접적으로 접촉하지 않고 일부 투명지지소자(4)가 탑재판(20)과 발광소자(2) 사이에 위치하게 한다. 도 9b~9c를 참고하면, 광학소자(6)를 발광소자(2)의 상측에 덮은 후 탑재판(20)을 제거하고, 광학소자(6)가 후속 과정에서 발광소자(2)와 쉽게 박리되지 않도록, 광학소자(6)와 발광소자(2) 사이에 접착층(미도시)을 형성할 수 있으며, 접착층의 재료는 투명지지소자(4)의 재료와 동일하거나 상이할 수 있다. 도 9d를 참고하면, 투명지지소자(4) 상에 절단라인(80, 82, 84)을 형성하고, 절단라인(80, 82, 84)을 통해 절단라인 양측에 위치하는 임의의 2개의 발광유닛을 분리한다. 예를 들면 도 9d의 절단라인(84)은 도면 중의 2개의 발광소자(2)를 분리할 수 있으며, 또한 절단라인은 광학소자(6)와 접촉하지 않는다. 즉, 절단라인과 광학소자(6) 사이에 투명지지소자(4)가 여전히 남아있고, 각 발광소자(2)는 2개의 절단라인 사이에 위치한다. 도 9e를 참고하면, 하나의 발광소자(2)에 있어서, 발광소자(2)의 광학소자(6)에 상대적인 일측에 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)을 형성한다. 절단라인(80, 82)에 절연재료가 채워져 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)을 형성하고, 발광소자(2) 상에 덮여 있는 절연재료는 제3 절연층(126)을 형성한다. 도 9d 및 도 9e에서, 절단라인(80, 82, 84)은 금속 커터 또는 플라스틱 커터와 같은 고체 상태의 커터이거나 또는 레이저 및 식각 등 공정을 통해 투명지지소자(4)의 표면 상에 동일, 상이 또는 근사한 깊이와 폭을 가지도록 형성된다. 절단라인 형성 방법이 서로 다르므로, 투명지지소자(4)의 표면 상에서 절단라인은 평탄하거나 또는 거칠 수 있다. 본 실시예에서, 복수의 절연층의 두께와 폭 또한 동일하거나 상이할 수 있으며, 절연층의 표면 또한 평탄한 영역 또는 거친 영역일 수 있다. 도 9f~도 9g를 참고하면, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제2 절연층(126) 사이에 제1 전극(142)과 제2 전극(144)을 덮어씌워, 발광소자(2)가 외부와 전기적으로 연결되는 경로를 제공하고, 그 중 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)에 접촉하나 발광소자(2)와 중첩되지 않은 부분을 각자 가지고 있으며, 그 중 제1 절연층(122)은 제1 전극(142)과 투명지지소자(4) 사이에 위치하고, 제2 절연층(124)는 제2 전극(144)과 투명지지소자(4) 사이에 위치하고, 제3 절연층(126)은 저면(46) 및 발광소자(2)의 접합면(26)과 접하고, 제1 전극(142)과 제2 전극(144)의 두께와 길이는 동일하거나 상이할 수 있다. 그리고, 광학소자(6)의 발광소자(2)와 멀리 떨어져 있는 일측에 절단라인(86, 88)을 형성하고, 사용하는 방법은 전술한 절단라인을 형성하는 방법을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 절단라인(86, 88)의 위치는 대략 절단라인(80, 82)에 대응되게 하고, 절단라인(86, 88)은 또한 투명지지소자(4)에 접촉되지 않는다. 즉, 절단라인(80, 82)은 투명지지소자(4)를 관통하지 않고, 절단라인(86, 88)은 또한 광학소자(6)를 관통하지 않는다. 절단라인(80, 82, 86, 88)을 따라 쪼개거나 또는 절단하는 방식으로 도 9h와 같은 발광장치(500)를 형성하고, 동시에 경사변(64, 66)을 형성하고, 그 중 경사변(64, 66)은 평평한 면 또는 거친 면일 수 있다. 도 9h의 발광장치(500)를 도 6의 발광장치(300) 또는 도 1a~도 1b의 발광장치(100)와 비교하면, 발광장치(500)의 발광소자(2)가 방출하는 광은 일부가 직접적으로 투명지지소자(4)의 상면(44)을 통해 광학소자(6)를 빠져나가는 것을 제외하고, 나머지 일부분은 먼저 경사면(480, 482)에 접촉하는 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)을 통해 반사된 다음, 투명지지소자(4)의 상면(44)을 통해 광학소자(6)를 빠져나가므로, 발광소자(2)가 방출하는 광선으로 형성된 광필드와 발광장치(500)가 방출하는 광선의 광필드가 다르게 된다. 본 실시예에서, 절연층(122, 124)은 전극 사이의 전기적 절연 기능을 제공할 뿐만 아니라, 반사층의 기능을 제공한다. 따라서, 발광장치(100) 또는 발광장치(300)에 비해, 발광장치(500)에서 발광소자(2)가 방출하는 광은 투명지지소자(4)의 측벽(42)을 통해 발광장치를 빠져나가는 것이 적다. 즉, 발광장치(500)는 보다 높은 비율의 광선이 발광소자(2)에서 상면(44)의 방향을 향하여, 더욱 좋은 방향성을 제공한다. 발광장치(500)가 방출하는 광선은 광필드 분포를 가지며, 광필드 분포는 실질적으로 경사면(480, 482)에 대응하는 최대값 및 실질적으로 저면(46)에 대응하는 최소값을 갖는다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(600)를 나타내며, 발광장치(600)는 발광소자(2) 상에 형성된 투명지지소자(4)를 포함한다. 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 덮고, 투명지지소자(4)와 발광소자(2)를 둘러싸고 있는 측벽(42), 발광소자(2)를 덮으나 발광소자(2)와 접촉하지 않는 상면(44) 및 저면(46)을 구비한다. 저면(46)은 접합면(26)와 동일 평면인 부분 및 투명지지소자(4)의 상면(44)을 향해 연장된 경사면을 포함하고, 측벽(42)은 상면(422) 및 저면(46)에서 발광소자(2)의 접합면(26)과 동일 평면인 부분에 수직된다. 본 실시예에서, 저면(46)은 경사면을 통해 측벽(42)과 연결되고, 다른 실시예에서 저면(46)은 수평으로 양측을 향해 측벽(42)의 연장선까지 연장되고, 측벽(42)과 직접적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 발광소자(2)의 접합면(26)과 저면(46)은 동일 평면이 아니다. 다시 말해 투명지지소자(4)의 일부가 발광소자(2)의 접합면(26)과 저면(46) 사이에 위치한다. 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 투명지지소자(4)의 저면(46)과 발광소자(2)의 접합면(26)의 일측에 위치하고, 절연층 사이에 제1 전극(142)과 제2 전극(144)이 있다. 제1 절연층(122)과 제2 절연층(124)은 경사면을 덮고, 반사 기능을 제공하여 광 진행 방향을 변경함으로써 광필드를 다르게 한다. 본 실시예에서도 마찬가지로 투명지지소자(4) 상에 제1 영역과 제2 영역을 포함할 수 있으며, 마찬가지로, 도 4a~도 4e 또는 도 5a~도 5b에 의해 개시된 광학소자(6) 상의 각종 구성 형태를 가질 수 있으나 이에 한정되지 않으며, 광학층(8)이 덮여 있는 제2 영역 및 광학층(8)이 덮여 있지 않은 제1 영역을 포함하거나, 또는 평탄한 제1 영역 및 함몰된 제2 영역을 포함할 수 있으며, 또한 제2 영역에 선택적으로 광학층(8)을 덮어 씌울 수 있다. 도 10b를 참고하면, 투명지지소자(4)는 상면(44)에 서로 다른 형태를 형성할 수 있을 뿐만 아니라, 또한 상면(44) 상의 측벽(42)에 근접한 곳에 측벽(42)에 연결된 경사면을 형성할 수도 있다. 또한 도 10b의 실시예에서, 마찬가지로, 상면(44)에 각종 서로 다른 형태를 형성할 수 있으며, 필요한 광필드에 따라 상면(44) 상에 서로 다른 표면 및/또는 측벽(42)과 연결된 경사면을 설계할 수도 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 광학소자(6)를 나타낸 평면도이다. 본실시예에서, 광학소자(6)는 직사각형이며, 그 중 광학소자(6)의 표면은 평면 영역이며, 제1 영역(601)과 제2 영역(604)으로 나눌 수 있으며, 제2 영역(604) 상에 광학층이 덮여 있다. 도 11에서, 제2영역은 실질적으로 광학소자(6) 표면의 중심 위치에 위치하고 원형이므로, 제2 영역(604)의 원심은 실질적으로 광학소자(6) 표면의 기하학적 중심에 위치한다. 제2 영역(604)의 형상은 원형 이외에, 타원형, 직사각형, 다변형, 십자형 또는 윤곽이 평탄한 곡선을 포함하고 있는 다변형, 또는 도 4a~도 4e와 도 5a~도 5b에 나타난 제2 서브 영역의 각종 형태일 수 있으나, 제2 영역(604)의 기하학적 중심은 실질적으로 광학소자(6) 표면의 기하학적 중심과 서로 중첩되고, 또한 선택적으로 기하학적 중심으로 대칭되는 윤곽을 가진다. 제2 영역(604)을 덮는 광학층은 재료의 반사 성능을 이용하여 광학소자(2)가 방출하는 광의 진행 경로를 변경하고, 산화규소를 포함하는 광학소자(6)에 비해, 광학층은 광학소자(6)와 다른 재료를 더 포함하고 있다. 광학층의 재료는 은 또는 알루미늄과 같은 금속 또는 산화티타늄과 같은 산화물일 수 있다. 금속재료는 제조 과정에서 제조 환경에서의 기타 재료와 반응을 하지 않는 금속을 선택한다. 예를 들면 제조 환경에 황이 함유되어 있는 경우 은을 선택하지 않도록 하여, 황화은 등의 황과 은을 포함하는 화합물이 생성되는 것을 방지한다. 광학층은 분산 브래그 반사기(Distributed Bragg reflector; DBR)와 같은 다층 구조일 수 있으며, 재료는 반사하는 효과를 달성하도록, 산화티타늄(TiO2)와 이산화규소(SiO2)와 같은 산화물의 적층, 또는 알루미늄과 산화알루미늄의 적층과 같은 금속과 금속 산화물의 적층일 수 있다. 다른 실시예에서, 광학층의 재료는 파장 변환 재료를 더 포함할 수 있다. 본 실시예에서, 단층 구조든 다층 구조든 모두 광선을 완전히 반사하지 못하므로, 적어도 일부의 광선은 광학층을 바로 통과할 수 있다. 다른 실시예에서는, 두께 또는 다층 구조의 층수를 증가시켜 광선이 광학층을 바로 통과하지 못하게 함으로써 반사 효과를 증가시키거나 또는 난반사 입자를 추가하여, 광선이 난반사 입자에 의해 난반사된 후 발광장치를 빠져나갈 수 있게 한다. 광학층의 설치를 통해, 도 3과 유사한 광필드 분포를 형성할 수 있으며, 광필드 분포로 하여금 제1 영역(601)에 대응하는 최대값과 제2 영역(604)에 대응하는 최소값을 갖게 한다. 본 실시예에서 제2 영역(604)은 평면이나, 다른 실시예에서 제2 영역(604)은 거친 면을 포함하고, 난반사 또는 반사 효과를 증가시키도록 거친 면 상에 규칙적이거나 또는 불규칙적인 돌기를 갖출 수 있다. 제2 영역(604) 상에 광학층이 덮여 있으므로, 발광소자(2)가 방출하는 광선은 특정 방향에 특별히 집중되지 않기 때문에, 발광장치의 헤일로(halo) 발생을 방지하거나 줄일 수 있다. 다른 실시예에서, 투명지지소자(4) 내에 파장 변환 재료가 포함되어 있을 때, 파장 변환 재료가 여기되어 방출하는 광선 또한 제2 영역(604)에 위치하는 광학층에 의해 반사되거나 또는 난반사되어 광선이 특정 영역에 집중되지 않기 때문에, 헤일로 발생을 방지한다. 마찬가지로, 광학소자(6) 상에 경사변(64, 66)이 있을 수도 있으며, 제2 영역(604) 상의 광학층과 함께 광학 효과를 제공한다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(700)를 나타내며, 발광장치(700)는 발광소자(2) 상에 형성된 투명지지소자(4)를 포함한다. 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 덮고, 광학소자(6)는 투명지지소자(4) 상에 위치한다. 광학층(12)은 광학소자(6)와 투명지지소자(4) 사이에 위치하고, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 발광소자(2)의 광학층(12)에 상대적인 일측에 위치하고, 절연층 사이에 발광소자(2)와 전기적으로 연결되는 제1 전극(142)과 제2 전극(142)이 있다. 광학층(12)은 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있으며, 재료의 구성은 도 11의 실시예에서 제2 영역(604)을 덮는 재료를 포함하나 이에 한정되지 않는다. 본 실시예에서, 광학층(12)은 DBR 구조와 같은 다층 구조이며, 조성의 성분은 금속과 금속, 금속과 산화물, 또는 산화물과 산화물의 적층일 수 있으며, 예를 들면 산화티타늄의 적층이고, 광학층(12)은 도 13a~도 13b에 도시한 광학 특성을 가진다. 광학층(12)은 입사 파장의 피크 값이 420~750nm 사이이면, 약 100%의 반사율을 가지며, 발광소자(2)가 방출하는 적색광, 황색광, 남색광 및 녹색광을 포함하는 광을 반사할 수 있다. 광학층(12)은 350~420nm 및 750nm보다 큰 부분을 거의 반사하지 않는다. 도 13a에 도시한 바와 같이, 광학층(12)은 제1 광학층(1201)과 제2 광학층(1202)을 더 포함할 수 있으며, 제1 광학층(1201)은 420~600nm 사이에서, 제2 광학층(1202)는 550~750nm 사이에서 각각 100%의 반사율을 가지며, 2개의 광학층의 조합을 통해 도 13a와 같은 광학 효과를 제공한다. 도 13b에서, 광학층(12)은 제1 광학층(1201), 제2 광학층(1202)과 제3 광학층(1203)으로 구성되고, 3개의 광학층은 각자 서로 다른 광학 특성을 가지며, 적층된 후 420~750nm 사이에서 반사율이 약 100%인 광학 특성을 가진다. 도 13a~도 13b는 본 발명의 실시예에 따른 광학층의 광학 특성을 나타낸 개략도이며, 제1 광학층(1201), 제2 광학층(1202)과 제3 광학층(1203)의 두께는 다르며, 다른 실시예에서, 상기의 3개의 광학층 각자의 두께는 동일하다. 다른 실시예에서, 광학층(12)은 3층 이상의 두께가 동일하거나 서로 다른 재료층으로 구성될 수 있다. 광학층(12)에 포함되는 복수의 재료층은 각자 서로 다른 광학 특성을 가지며, 또한 동일한 파장 범위 내에서 유사한 반사율을 제공할 수 있다. 예를 들면 도 13a에서 제1 광학층(1201)과 제2 광학층(1202)은 550~660nm 사이에서 모두 약 100%의 반사율을 가진다. 다른 실시예에서, 광학층(12)은 380~980nm 사이에서 반사율이 약 100%인 광학 특성을 가질 수 있다. 광학층(12)에 입사하는 광선의 각도가 증가할 경우, 예를 들어 약 90도보다 크거나 또는 110도보다 클 경우, 광학층(12)은 반사 가능한 광 파장이 줄어든다. 원래 광학층(12)에 입사되는 광선이 적색광과 남색광이 결합된 백색광인 것을 예로 들면, 입사 각도가 증가할 경우, 적색광 성분(파장의 피크 값이 남색광보다 크다)은 반사되지 않는다. 바꾸어 말하자면, 광학층이 약 100%의 반사율을 제공할 수 있는 파장 범위가 증가하면, 예를 들어 980nm로 증가하면, 상기 큰 각도로 입사되는 경우 적색광을 반사할 수 없는 상황을 개선할 수 있다.
도 12의 실시예에서, 광학층(12)이 실제로 전체 발광장치(700)의 횡단면을 덮는다는 것은, 또한 광학층이 발광소자(2), 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)을 덮는 것을 의미하므로, 발광소자(2)가 방출하는 광선은 광학소자(6)를 통과하기 전에 반드시 광학층(12)을 통과하게 되고, 광학층(12)에 의해 반사되는 부분도 절연층에 의해 반사된 후, 측벽(42)을 통과하여 발광장치(700)를 빠져나간다. 따라서, 발광장치(700)에서, 형성되는 광필드는 수평 방향의 각 각도에서 유사한 광 강도를 가진다. 다른 실시예에서, 발광장치(700)는 설치된 수평면 상에서 동일한 길이와 폭을 가질 경우, 형성된 광필드는 명확한 대칭성을 나타내게 된다. 투명지지소자(4)는 파장 변환 재료를 더 포함하여, 일부 파장 변환 재료로 하여금 발광소자(2)가 방출하는 광에 의해 여기되어 광선을 발생시키게 하고, 이러한 광선은 일부가 광학층(12)에 의해 절연층에 반사되고, 절연층에 의해 다시 반사되어 측벽(42)으로부터 발광장치(700)를 빠져나간다. 투명지지소자(4)가 파장 변환 재료를 포함하는 경우, 광학층(12)이 전체 발광장치(700)를 덮으므로, 발광장치(700)를 위에서 보면 파장 변환 재료가 보이지 않는다. 발광장치(700)는 각 각도에서의 광 강도가 유사하므로, 발광장치의 각 각도에서의 컬러(color over angle;COA) 또한 상당히 일치한다.
도 14a의 실시예를 참고하면, 발광장치(700) 상에 광학층(8)이 추가적으로 덮여있을 수 있으며, 광학소자(6)의 표면으로 하여금 서로 다른 표면 형태를 갖게 하여, 상기의 도 4a~도 4e 및 도 5a~도 5b의 광학소자 평면도와 같은 각종 형태를 형성할 수 있고, 또한 상기 도 11의 실시예에서 광학층이 광학소자(6) 표면의 제2 영역(604)을 덮는 경우와 같이 형성할 수도 있다. 본 실시예에서, 광학층(8)의 재료는 광학층(12)과 동일하고, 광학층(8)의 설치를 통해 도 12와 다른 광학분포를 제공한다. 광학층(8)의 재료는 광학층(12)과 서로 다를 수 있으며, 두께도 같거나 다를 수 있다. 도 14b의 실시예에서, 광학소자(6)와 투명지지소자(4) 사이에 광학층(12)이 없으며, 광학층(12)은 광학장치(700)의 측변을 둘러싸서, 발광소자(2)가 방출하는 광의 일부가 광학소자(6)를 바로 통과하여 발광장치(700)를 빠져나가게 한다. 도 7a~도 8에서 측변으로부터 발광장치(700)를 직접 빠져나가던 광선, 및 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)에 의해 반사된 후 측벽을 통해 발광장치(700)를 빠져나가던 광선은, 본 실시예에서 발광장치(700)를 둘러싸는 광학층(12)의 영향을 받아, 반사된 후 광학소자(6)의 상면(68)을 통해 발광장치(700)를 빠져나가, 측방향 발광을 감소시키고, 발광장치(700)의 대부분(80%보다 큼)의 광선이 모두 상면(68)을 통해 빠져나가므로, 표면 발광(surface emitter)하는 발광장치가 된다. 다른 실시예에서, 90%를 넘는 광선이 모두 상면(68)을 통해 발광장치(700)를 빠져나간다. 다른 실시예에서, 발광장치(700)는 상기 각종 실시예에서의 경사변(64, 66), 각종 서로 다른 실시 형태의 상면(68), 경사면(480, 482)를 포함할 수 있으며, 선택적으로 광학층(12)을 광학소자(6)와 투명지지소자(4) 사이에 설치하거나, 또는 광학층(12)을 발광장치의 측벽에 설치할 수 있다. 도 14b의 실시예에서, 광학소자(6)는 제1 영역 및 제2 영역을 구비하고, 제1 영역의 폭은 제2 영역보다 크다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치(800)를 나타내며, 발광장치(800)는 도 12에서의 발광장치(700), 광학소자(106) 및 로딩판(40)을 포함한다. 발광장치(700)의 제1 전극(142)과 제2 전극(144)은 로딩판(40) 상의 회로(미도시) 또는 도전부(미도시)와 전기적으로 연결되며, 광학소자(106)는 발광장치(700)를 덮으나, 로딩판(40)의 발광소자(2)에 근접한 표면은 일부만이 광학소자(106)에 의해 덮여 있다. 다른 실시예에서, 로딩판(40)의 표면은 발광장치(700)와 광학소자(106)에 의해 덮여 있다. 즉, 로딩판(40)의 표면은 발광장치(700)에 직접 접촉할 뿐만 아니라, 로딩판(40)의 기타 부분이 광학소자(106)에 직접 접촉한다. 본 실시예에서, 발광소자(2)가 방출하는 광의 적어도 일부가 광학소자(106)를 거쳐 발광장치(800)를 빠져나가고, 광학소자(106)는 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있으며, 또한 발광소자(2)가 방출하는 광선에 대해 동시에 투과 및 반사하는 특성을 가진다. 광학소자(106)는 유리와 같은 경질 재질일 수 있으며, 또한 플라스틱과 같은 상온 (25℃) 또는 고온(>50℃)에서 변형되는 경질 재질일 수 있다. 다른 실시예에서, 투명지지소자(4)가 파장 변환 재료를 포함할 경우, 파장 변환 재료가 여기되어 방출하는 적어도 일부의 광선은 흡수되거나 또는 반사되지 않고 광학소자(106)를 통과할 수 있다. 본 실시예에서, 발광장치(700)는 광학소자(106)에 직접적으로 접촉되지 않으므로, 다른 실시예에서 발광장치(700)와 광학소자(106) 사이의 틈새(공극)에 유체를 선택적으로 주입하여 열전도 효과를 증가시킬 수 있다. 예를 들면 헬륨가스, 네온가스, 수소, 염화불화탄소, 수소염화불화탄소, 디플루오로메탄, 또는 펜타플루오로에탄 등 단일 기체 또는 여러 종의 기체의 혼합 기체와 같은 환경 온도가 15℃이고 기압이 1bar인 환경에서 열전도계수가 40~180(mW/m-K)인 기체를 주입할 수 있으며, 또한 상당한 열전도계수를 가진 유체를 주입하여도, 열전도 효과를 증가시킬 수 있다. 본 실시예에서, 발광장치(700)와 발광소자(106) 사이에 별도로 유체를 주입하지 않으므로, 제1 전극(142)과 제2 전극(144) 사이에 위치하는 틈새(143) 내에도 발광장치(800)에 유입되는 유체를 별도로 주입하지 않았다. 발광장치(700)와 발광소자(106) 사이 및 틈새(143)는 진공 상태이거나 또는 발광장치(800)를 형성될 때 자연적으로 존재하는 기체만 있을 수 있다. 유체를 주입할 경우, 유체는 적어도 발광장치(700)와 광학소자(106) 사이의 일부 공간에 채워지고, 또한 적어도 일부의 틈새(143)에 채워질 수 있다. 틈새(143) 사이에 유체가 주입될 경우, 발광장치(800)에 대해 언더필을 진행하는 것과 같으며, 방열을 증가시킬 뿐만 아니라 또한 발광장치(800) 전체 구조의 안정도를 개선한다. 발광장치(700)와 광학소자(106) 및 틈새(143)에 주입된 유체는, 발광장치(700)가 방출하는 광에 대해 투명하며, 즉 발광장치(700)가 방출하는 광의 적어도 일부는 흡수되거나 반사되지 않고 유체를 직접 통과한다. 파장 변환 재료는 발광장치(700) 내의 투명지지소자(4) 내에 존재할 수 있으며, 또한 발광장치(700)와 광학소자(106) 사이의 유체에 존재하거나, 또는 광학소자(106) 상에 형성될 수 있다. 예를 들면 광학소자(106) 상의 발광장치(700)에 근접하는 내부 표면(1061)에 위치하거나 또는 광학소자(106) 상의 발광장치(700)로부터 멀리 떨어져 있는 외부 표면(1064)에 위치하여 발광장치(700)가 한 방향 또는 여러 방향으로 방출하는 광선을 흡수한다. 파장 변환 재료가 광학소자(106) 상에 형성될 경우, 파장 변환 재료 상의 열은 더욱 쉽게 외부로 발산되어, 과도한 열이 발광장치(800) 내부에 쌓여 발광소자(2)의 발광 효율이 낮아지는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예에서, 광학소자(106)는 평탄한 평면을 가진 소자이며, 다른 실시예에서 광학소자(106)의 내부 표면(1061) 및 외부 표면(1064)에는 규칙적이거나 또는 불규칙적인 동일한 형상 또는 상이한 형상을 가진 각종 돌기가 있을 수 있고, 광학소자(106)의 각 표면에 거친 부분 또는 공동(空洞)이 위치함으로써, 발광장치(800)의 광필드 분포를 개선하는 효과에 도달한다.
도 15와 같이 광학소자(106)를 이용하여 발광장치(700)를 덮는 구조 외에도, 본 발명의 다른 실시예의 측면도를 보면, 도 16a에 도시한 바와 같이, 광학소자(107)를 이용하여 로딩판(40) 상의 복수의 발광장치(700)를 덮어 발광장치(900)를 형성할 수 있으며, 로딩판(40) 상의 회로(미도시) 또는 도전부(미도시)는 복수의 발광장치(700)와 전기적으로 연결될 수 있다. 도 16a의 실시예에서, 발광장치(700)는 위가 넓고 아래가 좁은(사다리꼴) 외형을 가지며, 그 구조는 도 14a, 도 14b에 도시한 것과 유사하다. 도 16b의 실시예에서, 발광장치(700)는 위가 넓고 아래가 좁은(T형) 구조를 가지며, 그 상세 구조는 도 14c에 도시한 것과 같고, 좁은 측이 로딩판(40)과 연결된다. 위가 넓고 아래가 좁은 외형은 발광소자(2)가 방출하는 광선으로 형성되는 광필드를 더욱 크게 하기 위한 것이다. 예를 들면, 폭이 투명지지소자(4)보다 큰 광학소자(6)를 선택하면, 광선으로 하여금 더욱 큰 범위를 조사하게 한다. 도 14c의 구조에서, 위가 넓고 아래가 좁은 외형은 제조 과정에서 절단 단계를 이용하여 형성할 수 있다. 그밖에, 광학소자(107)와 로딩판(40) 사이에 유체(예를 들면 기체)를 선택적으로 주입하여 방열의 효과를 증가시키거나 또는 유체 내에 파장 변환 재료를 추가할 수도 있다. 상기 내용과 같이, 발광장치(800)를 형성할 때 유체를 주입하면, 일부 유체는 발광장치(800) 내의 틈새(143)로 유입된다. 본 실시예에서, 발광장치(900)를 형성하는 동시에 유체를 주입하면, 일부 유체 또한 발광장치(700)와 로딩판(40) 사이로 유입되어, 언더필(underfill)의 경우를 형성하여, 방열 효과에 도달할 뿐만 아니라 또한 발광장치(700)와 로딩판(40) 사이의 접합 강도를 증가시킨다. 다른 실시예에서, 투명재료가 발광장치(700)를 감싸 덮고, 로딩판(40)과 복수의 발광장치(700) 사이의 틈새에 채워져, 광학소자(107)를 형성한다. 투명재료의 두께는 발광장치(700)가 각 방향에서 방출하는 광선이 먼저 투명재료를 통과하여 발광장치(900)를 빠져나가도록 발광장치(700)의 높이보다 약간 높다. 도 15의 구조를 참고하면, 본 실시예에서 발광장치(700)는 위가 넓고 아래가 좁은 외형을 가지며, 투명지지소자(4) 내에 위치하는 파장 변환 재료는 광학층(12)에 의해 가려있어, 위에서 바라본 각도에서는 파장 변환 재료를 관찰할 수 없으며, 다시 말해 발광장치(900)의 발광 여부와 상관없이, 위에서 바라본 각도에서는 파장 변환 재료를 볼 수 없으므로, 발광장치(900)의 시각 효과를 개선한다. 발광장치(700)의 위가 넓고 아래가 좁은 외형은 하나의 발광장치(700)를 형성하는 절단 단계를 통해 형성되거나 또는 모델링 및 에피텍시 적층 등 방식을 이용하여 형성될 수 있다. 상기 이유와 같이, 미관 또는 기타 수요에 따라 상기 각도에서 파장 변환 재료가 보이지 않기를 원하는 경우, 상기 외형은 기타 광학막을 증가시키거나 또는 광학소자 및/또는 발광장치에 주입되는 유체의 재료를 달리할 필요 없이, 파장 변환 재료를 가리게 하는 효과에 도달할 수 있으므로, 발광장치(700)가 방출하는 광선이 기타 광학필름 또는 광학소자(107) 자체에 의해 흡수되는 것을 줄일 수 있다. 발광장치(900)의 외관에 대해 말하자면, 광학소자(107)의 외형은 타원형, 원주형 또는 위가 넓고 아래가 좁은 형상일 수 있으며, 필요한 광형(光型)에 따라 광학소자(107)의 외형을 변화시킬 수 있다. 그밖에, 로딩판(40)이 투광기판인 실시예에서, 발광장치(700)가 방출하는 광선은 상하 양측, 전후 양측, 좌우 양측을 투과하여 발광장치(900)를 빠져나감으로써, 발광장치(900)로 하여금 6면 출광하는 발광장치가 되게 한다.
도 17a~도 17b는, 본 발명의 도 15~도 16에서 2개의 서로 다른 방향을 따라 측정한 광필드 분포의 광 강도 분포도이다. 도 17a에서, 광 강도 분포도의 두 봉우리부(100%) 사이에 약 -30°에서 +30°까지 연장된 하나의 곡부가 있으며, 곡부의 강도는 대략 60%이다. 2개의 봉우리부의 위치는 대략 +/-60°이며, 0°는 곡부 내에 위치한다. 도 17a에서의 광 강도의 분포는 대략 -80°에서 +80°까지 연장되고 실질적으로 좌우 대칭인 형상을 나타내며, 또한 광 강도 분포의 0° 위치는 실질적으로 발광장치(800, 900)의 기하학적 중심 위치에 대응된다. 도 17b에서, 광 강도 분포도의 2개의 봉우리부(100%) 사이에 약 -35°에서 +35°까지 연장되는 하나의 곡부가 있으며, 곡부의 강도는 대략 55%이며 2개의 봉우리부의 위치는 대략 +/-60°이며, 0°는 곡부 내에 위치한다. 도 17b의 광 강도의 분포는 대략 -70°에서 +70°까지 연장되고, 실질적으로 좌우 대칭인 형상을 나타내며, 광 강도 분포의 0° 위치는 실질적으로 발광장치(800, 900)의 기하학적 중심 위치에 대응된다. 이러한 2개의 광 강도 분포도로부터 알 수 있듯이, 광 강도는 실질적으로 발광장치의 기하학적 중심을 중심으로 대칭 분포하고, 모두 2개 봉우리 사이에 위치하는 곡부를 가지며, 2개의 실시예에서 곡부와 봉우리부의 광 강도 비는 대략 1:1.67 ~ 1:1.8 사이에 있다.
도 18a~도 18b에 도시한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 발광장치는 지속적으로 작동하여 일정한 시간이 지난 후, 발광장치가 방출하는 광선이 가지는 CIE X좌표(Cx)와 CIE Y좌표(Cy)는 편이량(△Cx,△Cy≠0)을 가지나, 일정한 작동 시간이 지난 후 다시 원래의 수치(△Cx,△Cy=0)로 돌아갈 수 있다. 도 18a에 도시한 바와 같이, 발광장치가 방출하는 광선이 가지는 CIE Y좌표의 값은 약 24시간 작동 후 약 0.004(ΔCy= -0.004)가 감소하고, 동일한 광선이 가지는 CIE X좌표의 값은 도 18b에 도시한 약 24시간 작동 후 약 0.001(ΔCx= -0.001)이 감소하나, 2개의 좌표 값은 400시간 작동 후 더욱 완만하게 원래의 수치로 돌아간다. 도 18c에 도시한 바와 같이, 다른 발광장치가 방출하는 광선이 가지는 CIE Y좌표의 값은 약 24시간 작동 후 약 0.005(ΔCy= -0.005)가 감소하나，100시간 작동 후, CIE Y좌표의 값은 원래의 값(ΔCy=0)으로 돌아갈 뿐만 아니라, 원래 수치보다 큰 상황(ΔCy>0)이 발생한다. 동일한 광선이 가지는 CIE X좌표의 값은 도 18d에 도시한 바와 같이 약 24시간 작동 후 약 0.003(ΔCx= -0.003)가 감소하나, 100시간 작동 후, CIE X좌표의 값은 원래의 값(ΔCx=0)으로 돌아갈 뿐만 아니라, CIE Y좌표와 유사하게 원래의 수치보다 큰 상황(ΔCx>0)이 발생한다. 상술한 CIE XY좌표 외에, 발광장치의 광 출력 효율 또한 일정 시간 동안 지속적으로 운행한 후 출력 효율이 낮아지는 상황이 발생하나, 지속적으로 일정 시간 작동시키면, 출력 효율 또한 원래의 수치로 돌아갈 수 있다. 다른 실시예에서 일정 시간 동안 지속적으로 작동한 후, 출력 효율은 반대로 원래 초기의 출력 효율보다 높아진다.
도 19a의 실시예를 참고하면, 발광장치(1000)는 발광소자(2) 상에 형성된 투명지지소자(4)를 포함한다. 투명지지소자(4)는 발광소자(2)를 덮고, 광학소자(6)는 투명지지소자(4) 상에 위치하고, 파장 변환 재료를 포함하는 파장 변환층(30)은 발광소자(2) 상에 위치한다. 본 실시예에서, 발광소자(2)와 광학소자(6) 사이에 투명지지소자(4)와 파장 변환층(30)이 있으며, 그 중 파장 변환층(30)은 발광소자(2)의 윤곽을 따라 발광소자(2)를 덮는다. 다른 일 실시예에서, 먼저 발광소자(2)의 윤곽을 따라 발광소자(2)를 덮는 투명재료(미도시)를 형성한 다음, 투명재료 상에 파장 변환층(30)을 형성할 수 있다. 파장 변환층(30)은 투명재료의 윤곽을 따라 투명재료를 덮는다. 투명재료는 투명도가 투명지지소자(4)와 유사하거나 또는 동일한 재료일 수 있다. 파장 변환 재료는 투명지지소자(4) 내에 분산될 수도 있다.
도 19a에 도시한 바와 같이, 제1 절연층(122), 제2 절연층(124)과 제3 절연층(126)은 발광소자(2)의 광학소자(6)에 상대적인 일측에 위치한다. 광학소자(6)는 경사변(도 1b에 도시된 바와 같음)을 포함한다. 발광소자(2)는 절연층(122, 124, 126) 사이에 형성된 제1 전극(142)과 제2 전극(144)을 구비하고, 전극(142, 144)은 각각 발광소자(2)의 제1 반도체층 및 제2 반도체층(미도시)에 전기적으로 연결된다. 발광장치(1000)는 중간층(146) 및 도전 접착 재료(1420, 1440)를 더 포함한다. 중간층(146)은 도전 접착 재료(1420, 1440)와 절연층(122, 124)의 결합을 강화시키는데 도움을 준다. 중간층(146)의 일측은 전극(142, 144) 및 절연층(122, 124, 126)과 연결된다. 중간층(146)의 다른 일측은 도전 접착 재료(1420, 1440)와 연결된다. 발광소자(2)는 전극(142, 144), 중간층(146) 및 도전 접착 재료(1420, 1440)를 통해 외부와 전기적으로 연결된다. 전극(142, 144)의 재료는 금, 구리, 주석, 은, 티타늄, 백금, 니켈 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 중간층(146)의 재료는 전기 도금 시 종결정층으로 적합한 금속을 선택하여 사용할 수 있으며, 이 금속은 예를 들면 티타늄, 구리, 니켈, 은, 주석, 금 또는 이들의 조합이다. 중간층(146)은 입자 크기가 5nm~500nm인 복수의 은 또는 은 합금 입자를 포함하는 은 페이스트일 수 있다.
그밖에, 도전 접착 재료(1420, 1440)와 전극(142, 144) 사이 및 도전 접착 재료(1420, 1440)와 절연층(122, 124, 126) 사이에 중간층(146)이 없더라도, 도전 접착 재료(1420, 1440)는 전극(142, 144) 및 절연층(122, 124)과 직접적으로 연결될 수 있다. 도전 접착 재료(1420, 1440)는 발광소자(2)와 외부를 전기적으로 연결시키는 것 외에, 충분한 접착성을 가지므로, 용접 재료를 사용할 필요 없이 발광소자(2)를 로딩판(40) 상에 고정할 수 있다(도 15 참고). 따라서, 솔더 및 리플로우(reflow) 단계를 생략할 수 있어, 제조 원가를 낮춘다. 주의할 점은, 필요하면 도전 접착 재료(1420, 1440)와 로딩판(40) 사이에 솔더를 여전히 추가할 수 있다는 것이다. 도전 접착 재료(1420, 1440)는 300℃보다 낮은 온도 및 0.2~20Mpa의 압력 조건에서 전극(142, 144)과 접합되거나, 또는 온도가 230℃이고 압력이 5Mpa인 조건에서 전극(142, 144)과 접합될 수 있다. 일 실시예에서, 도전 접착 재료(1420, 1440)는 온도가 300℃보다 낮거나 또는 800℃~250℃의 온도에서 별도의 압력을 인가할 필요없이 전극(142, 144)과 접합될 수 있다. 마찬가지로, 도전 접착 재료(1420, 1440)와 로딩판(40)의 연결 조건은 상기 도전 접착 재료(1420, 1440)와 전극(142, 144)의 임의의 접합 조건(압력을 인가 또는/및 가열)을 참고할 수 있다. 도전 접착 재료에 대한 더 상세한 설명은 후술한다.
도 19c, 도 19e의 발광장치(1000)는 도 19a와 유사한 구조를 가지며, 그 중 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 또는 동일한 소자, 장치 또는 단계를 나타낸다. 도 19c에 도시한 바와 같이, 광학소자(6)는 직사각형 단면을 가진다. 도 19e에 도시한 바와 같이, 투명지지소자(4)의 폭은 광학소자(6)의 폭보다 약간 크므로, 투명지지소자(4)의 측벽으로부터 발광장치(1000)를 빠져나가는 광선 진행 방향 및 출광량을 변화시켜, 도 19a와 도 19c의 발광장치(1000)와는 다른 광필드를 형성한다. 도 19b, 도 19d, 도 19f의 발광장치(1000)는 각각 도 19a, 도 19c, 도 19e와 유사한 구조를 가지나, 발광장치(1000) 내에 파장 변환 재료를 포함하지 않는다. 본 발명의 각 실시예에서, 파장 변환 재료는 선택적으로 투명지지소자(4) 내에 분산(disperse)된다.
도 20a~도 20f를 참고하면, 도 20a~도 20f의 발광장치(1000)는 도 19a~도 19f와 유사한 구조를 가지며, 그 중 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 동일한 소자 또는 장치를 표시한다. 도 20a~도 20f의 발광장치(1000)는 절연층(122, 124, 126) 및 중간층(146)이 설치되지 않는다. 그밖에, 도전 접착 재료(1420, 1440)는 전극(142, 144) 상에만 형성되고 전극(142, 144)과 같거나 다른 면적을 가진다(예: 크거나 작음). 발광장치(1000)가 도전 접착 재료(1440, 1420)에 의해 로딩판(미도시)에 고정될 때, 도전 접착 재료(1440, 1420)의 두께를 설계하여 로딩판과의 연결 강도를 증가시킬 수 있다. 도전 접착 재료(1440, 1420)의 두께를 증가시키면 발광장치(100)가 발생하는 열을 외부 환경으로 전달할 수도 있다. 일 실시예에서, 도전 접착 재료(1440, 1420)는 10㎛보다 큰 두께를 가지거나, 또는 20㎛보다 작지 않고 100㎛보다 크지 않은 두께를 가진다. 도전 접착 재료(1440, 1420)의 두께를 적어도 전극(142, 144) 두께의 5배 이상 또는 10배 이상으로 하여 구조 강도를 증가시킨다.
도 21a와 도 21b에 도시한 바와 같이, 투명지지소자(4)와 광학소자(6) 사이에 광학층(12)을 추가할 수 있다. 광학층(12)의 성분과 구조를 조절하여, 필요한 반사율 및/또는 광필드에 도달할 수 있다. 광학층(12)에 대한 상세한 설명은 도 12의 설명을 참고하길 바라며, 간결함을 위하여 더 이상 설명하지 않는다.
도 22a 및 도 22b를 참고하면, 발광장치(1000)는 도 19a 및 도 19b와 유사한 구조를 가지며, 그 중 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 동일한 소자 또는 장치를 표시한다. 도 22a 및 도 22b의 발광장치(1000)는 발광소자(2)를 덮는 투명지지소자(4)를 포함하나, 투명지지소자(4) 상에 광학소자(6)가 덮여 있지 않다. 도 22c 및 도 22d의 발광장치(1000)는 도 20a 및 도 20b와 유사한 구조를 가진다. 도 22c 및 도 22d의 발광장치(100)는 발광소자(2)를 덮는 투명지지소자(4)를 포함하나, 투명지지소자(4) 상에 더 이상 광학소자(6)가 덮여 있지 않다. 도 22e의 발광장치(1000)는 발광소자(2) 및 투명지지소자(4) 사이에 위치하는 파장 변환층(30)을 포함한다.
본 발명에서, 도 1~도 2b, 도 6~도 8, 도 9e~도 9h, 도 10a~도 10b, 도 12, 도 14a~도 15, 도 19a~도 19f, 도 20a~도 20f, 도 21a~도 21b, 도 22a~도 22e의 실시예에서, 하나의 발광소자(2)를 포함하나, 하나의 발광장치 내에 복수의 발광소자(2)가 설치될 수도 있고, 또한 복수의 발광소자(2)는 한가지 또는 여러 가지의 광선을 방출할 수 있다. 또한 다른 실시예에서, 각 소자의 조절 또는 변형은 모두 서로 다른 필요에 따라 다른 실시예에 응용될 수 있다.
도 23a~도 26e는 도전 접착 재료가 발광소자 상에 형성된 서로 다른 실시예의 제조 흐름을 나타낸 개략도이다. 도 23a~도 26e에서, 발광소자를 예로 들고 있으나, 동일한 제조 흐름은 콘덴서, 저항, 인덕터, 다이오드, 집적회로 등 비발광소자와 같은 다른 전자 소자에 적용될 수도 있다. 주의할 점은, 도전 접착 재료는 그 성질 또는 브랜드가 다르므로, 발광소자 상에 형성하는 방법도 다를 수 있다는 것이다. 예를 들면, 도 23a~도 24c의 실시예에서, 도전 접착 재료는 콜로이드 상태일 수 있으며, 인쇄방식을 이용하여 발광소자 상에 형성하는 것이 적합하다. 도 25a~도 27f의 실시예에서, 도전 접착 재료는 먼저 막을 형성한 다음에 발광소자와 접합된다. 이하, 서로 다른 실시예에 대해 상세히 설명한다.
도 23a에 도시한 바와 같이, 복수의 발광소자(2)는 제1 임시 기판(71) 상에 설치되고, 전극(142, 144)이 노출된다. 도전 접착 재료(1420, 1440)를 제공한다. 이 실시예에서, 도전 접착 재료(1420, 1440)은 도전 접착제이다. 도전 접착제는 금속 콜로이드이며, 캡핑제(capping agent)를 포함하는 금속 입자를 구비하고, 콜로이드에 분산된다. 금속 입자는 금, 은, 구리, 니켈, 백금, 팔라듐, 철, 니켈, 이들의 합금 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 입자의 입자 크기는 5nm~500nm이다. 캡핑제는 금속 입자의 외부에 피복되어 나노미터 크기를 가진 금속 입자를 만들 때 금속 입자가 서로 집결(coalesce)되는 것을 방지하고, 추가적으로 금속 입자의 크기를 제어한다. 캡핑제는 헥사데실아민(hexadecylamine)과 같은 유기 아민, 도데칸디올(dodecanethiol)과 같은 티올(thiol), 트리아졸로피리딘(triazolopyridine) 또는 tepyridiner과 같은 피리딘(pyridine)일 수 있다. 콜로이드는 열가소성 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함한다.
도 23b에 도시한 바와 같이, 스크린 프린팅 방식을 이용하여 도전 접착제(1420, 1440)를 각각 전극(142, 144) 상에 형성한다. 그 다음 70~250℃의 제1 온도에서 도전 접착제(1420, 1440)를 가열 경화시킨다. 주의할 점은, 가열 전에 도전 접착제(1420, 1440)는 콜로이드 상태이며, 가열 후 일부 캡핑제가 제거되어 도전 접착 재료(1420, 1440)가 경화됨으로써 반경화 상태를 나타낸다는 것이다. 그밖에, 캡핑제가 제거되면, 금속 입자가 집결되어 제1 공극율을 가진 다공극의 필름을 형성할 수 있다. 본 실시예에서, 스크린 프린팅을 사용하므로, 도전 접착제(1420, 1440)는 요철 상부 표면 및 호형 측 표면을 갖는다. 만약 스텐실 프린팅을 사용한다면, 도전 접착제(1420, 1440)는 일반적으로 평평한 상부 표면을 갖는다.
도 23c에 도시한 바와 같이, 도전 접착제(1420, 1440)를 구비한 복수의 발광소자(2)는 제2 임시기판(72) 상에 뒤집혀 배열된다. 이 단계에서, 도전 접착제(1420, 1440)는 제2 임시기판(72)에만 임시적으로 접촉된다. 그 후, 제1 임시기판(71)을 제거한다.
도 23d에 도시한 바와 같이, 복수의 발광소자(2)를 제2 임시기판(72)으로부터 로딩판(40)으로 전이시킨다. 150~200℃의 제2 온도에서 도전 접착제(1420, 1440)를 가열한다. 이때, 남은 캡핑제의 일부 또는 전부가 제거되므로, 도전 접착제(1420, 1440)는 완전히 또는 거의 완전히 경화되어 복수의 발광소자(2)가 로딩판(40)에 고정되게 한다. 마찬가지로, 남은 캡핑제가 제거되면, 다공극의 필름은 제2 공극률을 가진 필름을 추가로 형성하거나 또는 공극이 없는 필름을 형성한다. 제2 공극률은 일반적으로 제1 공극률보다 작다. 주의할 점은, 픽 앤 플레이스(pick and place) 제조 공정과 비교하면, 상기 방법을 통해, 복수의 발광소자(2)는 동시에 1차적으로(volumn transfer) 로딩판(40)에 고정될 수 있다. 그밖에, 본 실시예의 방법은 솔더를 사용하지 않을 수 있으며, 도전 접착제(1420, 1440)를 통해 복수의 발광소자(2)를 로딩판(40)에 고정시킬 수 있다. 이 실시예에서, 제2 온도에서 가열하는 과정에서(제2 온도는 제1 온도보다 큼), 발광소자(2)에 기타 외력을 인가하지 않고 발광소자(2)를 로딩판(40)에 고정시킬 수 있다. 도전 접착제(1420, 1440)는 300℃보다 작은 상태 전이 온도를 가지므로, 서로 다른 필요에 따라, 도전 접착제(1420, 1440)는 콜로이드 상태에서 반경화 상태로, 반경화 상태에서 경화 상태 또는 콜로이드 상태에서 경화 상태로 전환될 수 있다.
도 24a~도 24c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조 공정 흐름을 나타낸 개략도이다. 기타 실시예와 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 서로 동일한 소자 또는 장치를 나타내므로, 더 이상 설명하지 않겠다. 이 실시예에서도 도전 접착 재료는 도전 접착제이다. 도전 접착제에 대한 설명은 상기 실시예의 설명을 참고할 수 있다.
도 24a에 도시한 바와 같이, 복수의 발광적층(201)은 성장기판(801, 예를 들어 사파이어, SiC, GaN, GaP 또는 GaAs 등)에 에피택시 성장된다. 서로 인접한 2개의 발광 적층(201) 사이에 홈(802)이 형성된다.
도 24b에 도시한 바와 같이, 스크린 프린팅 방식을 이용하여 도전 접착제(1420, 1440)를 각각 전극(142, 144) 상에 형성한다. 이어서 70~250℃의 제1 온도에서 도전 접착제(1420, 1440)를 가열 경화시킨다. 그 다음, 홈(802)을 따라 복수의 발광적층(210)을 분리시켜 각자 서로 독립되고, 일부 성장기판(811)을 갖고 있는 복수의 발광소자(2)를 형성한다. 마찬가지로, 도 23b에 도시한 바와 같이, 도전 접착제(1420, 1440)는 요철 상부 표면 및 호형 측 표면을 구비한다.
도 24c에 도시한 바와 같이, 복수의 발광소자(2)를 로딩판(40)에 설치한다. 150~250℃의 제2 온도에서 도전 접착제(1420, 1440)를 가열하고, 도전 접착제(1420, 1440)를 경화시켜 복수의 발광소자(2)가 로딩판(40)에 고정되게 한다.
도 25a~도 25c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 제조 공정 흐름을 나타낸 개략도이다. 도 25a에 도시한 바와 같이, 제1 임시기판(71) 상에 전극(142, 144)이 노출되게 복수의 발광소자(2)를 제공한다. 그 다음 도전 접착 재료(1480)를 제공한다. 이 실시예에서, 도전 접착 재료는 필름(film)이다. 도전 접착 재료(1480)는 기재(1481) 및 기재 상에 형성된 도전 접착 필름(1481)을 포함한다. 스핀 코팅(spin coationg) 또는 스프레이(spray) 등의 방식을 이용하여 도전 접착제를 기재(1481) 상에 형성하여 도전 접착 필름(1482)을 형성한다. 도전 접착 필름(1482)은 콜로이드 및 캡핑제를 구비하는 금속 입자를 포함한다. 금속 입자는 금, 은, 구리, 니켈, 백금, 파라듐, 철, 이들의 합금 또는 이들의 혼합물을 포함한다. 금속 입자의 입자 크기는 5nm~500nm일 수 있다. 캡핑제는 금속 입자 외부에 피복되어 나노미터 크기를 가진 금속 입자를 만들 때 금속 입자가 서로 집결(coalesce)되는 것을 방지하고, 추가적으로 금속 입자의 크기를 제어한다. 캡핑제는 헥사데실아민(hexadecylamine)과 같은 유기 아민, 도데칸디올(dodecanethiol)과 같은 티올(thiol), 트리아졸로피리딘(triazolopyridine), 또는 tepyridiner과 같은 피리딘(pyridine)일 수 있다. 콜로이드는 열가소성 접착제 또는 열경화성 접착제를 포함한다.
도 25b에 도시한 바와 같이, 복수의 발광소자(2)의 전극(142, 144)을 도전 접착 필름(1482) 상에 고정하고 제1 임시기판(71)을 제거한다. 그 다음, 가열 가압(70~250℃ 및 0.2~20Mpa) 단계를 진행하여 도전 접착 필름(1482)이 전극(142, 144)과 서로 접합되도록 한다. 도 25c에 도시한 바와 같이, 도전 접착 재료(1480)와 복수의 발광소자(2)를 분리시킬 때, 발광소자(2)와 서로 접촉한 도전 접착 필름(1482)이 동시에 전극(142, 144) 상으로 전이되므로, 발광소자(2)는 도전 접착 필름(1420, 1440)을 구비하게 된다.
도 25d에 도시한 바와 같이, 도전 접착 필름(1420, 1440)을 구비한 발광소자(2)를 로딩판(40)에 배치하고 가열 또는 가열 가압(150~200℃, 0.2~20Mpa) 공정을 진행하여 발광소자(2)를 로딩판(40)에 고정시킨다. 로딩판(40) 상에 회로(미도시)를 구비하므로, 발광소자(2)는 도전 접착 필름(1420, 1440)을 통해 직접적으로 로딩판(40) 상의 회로와 전기적으로 연결된다. 주의할 점은, 가열 후 일부 또는 전체의 캡핑제가 제거되어, 도전 접착 필름이 서로 다른 성질을 갖게 된다는 점이다(예: 공극률 변화, 색상 변화 또는 점도 변화).
도 26a~도 26e는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 도전 접착 재료와 발광소자를 접합하는 제조 방법 흐름을 나타낸 단면도이다. 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 동일한 소자 또는 장치를 나타낸다. 마찬가지로, 이 실시예에서, 도전 접착 재료(1480)는 기재(1481) 및 기재(1481) 상에 형성된 도전 접착 필름(1482)을 포함한다. 도전 접착 재료(1480)에 대한 설명은 전술한 실시예의 설명을 참고할 수 있다.
도 26a에 도시한 바와 같이, 복수의 발광적층(201)은 성장기판(801, 예를 들어 사파이어, SiC, GaN, GaP 또는 GaAs 등)에 에피택시 성장된다. 서로 인접한 2개의 발광적층(201) 사이에 홈(802)이 형성된다.
도 26b에 도시한 바와 같이, 복수의 발광소자(2)의 전극(142, 144)은 도전 접착 필름(1482) 상에 고정되고, 도전 접착 필름(1482)이 전극(142, 144)과 서로 접합될 수 있도록 가열 가압(70~250℃ 및 0.2~20Mpa)한다.
도 26c에 도시한 바와 같이, 홈(802)을 따라 복수의 발광적층(210)을 분리시켜 각자 서로 독립되고, 일부 성장기판(811)을 갖고 있는 복수의 발광소자(2)를 형성한다. 마찬가지로, 도 26d에 도시한 바와 같이, 도전 접착 재료(1480)와 복수의 발광소자(2)를 분리시킬 때, 발광소자(2)와 서로 접촉한 도전 접착 필름(1482)이 동시에 전극(142, 144) 상으로 전이되므로, 발광소자(2)는 도전 접착 필름(1420, 1440)을 구비하게 된다.
도 26e에 도시한 바와 같이, 도전 접착 필름(1420, 1440)을 구비한 발광소자(2)를 로딩판(40)에 배치하고 가열 또는 가열 가압(150~200℃, 0.2~20Mpa) 공정을 진행하여 발광소자(2)를 로딩판(40)에 고정시킨다. 로딩판(40) 상에 회로(미도시)를 구비하므로, 발광소자(2)는 도전 접착 필름(1420, 1440)을 통해 로딩판(40) 상의 회로에 직접 전기적으로 연결된다.
도 27a~도 27f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치 제조 방법의 흐름을 나타낸 단면도이고, 도 27a~도 27b에 도시한 바와 같이, 먼저 탑재판(20) 상에 복수의 발광소자(2)를 형성하고, 그 중 전극(142, 144)은 탑재판(20)에 접촉된다. 이어서 투명재료를 이용하여 복수의 발광소자(2)를 덮는다. 투명재료가 경화되면, 투명재료는 발광소자(2)를 덮는 투명지지소자(4)가 된다. 일부 투명재료는 발광소자(2) 하측의 전극(142, 144) 사이의 틈새에 진입할 수 있으며, 또한 발광소자(2)와 탑재판(20) 사이의 틈새를 부분적으로 또는 완전히 채운다.
도 27c에 도시한 바와 같이, 탑재판(20)을 제거하고 전극(142, 144)의 일측을 노출시킨다. 그 다음 도전 접착 재료를 제공한다. 이 실시예에서, 도전 접착 재료는 도전 접착 필름(1482)이며, 이에 관한 설명은 전술한 실시예의 설명을 참고할 수 있다. 도 27d에 도시한 바와 같이, 전극(142, 144)의 노출된 일측 상에 도전 접착 필름(1482)이 덮이고, 도전 접착 필름(1482)은 각 발광소자(2)의 전극(142, 144)과 전기적으로 연결된다.
도 27e에 도시한 바와 같이, 전극(142, 144)에 대응하는 도전 접착 필름(1482)의 일측은 포토레지스트층(14)이 덮여 있다. 노광 현상 공정을 통해, 전극(142, 144)에 대응하는 포토레지스트층(14)을 제거하여 일부 도전 접착 필름(1482)을 노출시킨다. 도 27f에 도시한 바와 같이, 노출된 도전 접착 필름(1482)을 제거한 다음 나머지 포토레지스트층(14)을 제거하여, 발광소자(2) 중의 전극(142, 144)이 물리적으로 서로 분리되게 한다. 투명지지소자(4) 및 도전 접착 재료(1480)를 절단(또는 기타 분리 수단)하여 각 발광소자(2)를 분리시켜, 도 27g에 도시한 바와 같이 각자 독립된 발광장치를 형성한다.
다른 실시예에서, 도 27h에 도시한 바와 같이, 절단 단계에서, 발광장치로 하여금 서로 직렬 연결된 복수의 발광소자(2)를 선택적으로 포함하도록 할 수 있다. 따라서, 발광장치는 3V보다 큰 작동 전압을 갖는다(예를 들면 발광장치는 발광소자를 구비하고, 발광장치는 3V의 작동 전압을 갖는다. 발광장치가 복수의 발광소자를 포함할 경우, 15V, 21V, 24V, 33V, 48V 또는 기준 전압의 정수 배의 작동전압을 가질 수 있다).
다른 실시예에서, 투명지지소자(4)가 전극(142, 144) 사이의 틈새에 형성될 경우, 2개의 전극(142, 144) 사이에 위치하는 투명지지소자를 선택적으로 완전히 또는 부분적으로 제거할 수 있다.
주의해야 할 점은, 상기 제조 방법은 발광소자(2)를 사용하는 것을 예로 들었으나, 발광소자(2)에 먼저 투명지지소자(4) 및/또는 광학소자(6) 및/또는 파장 변환 재료(30) 및/또는 절연층(122, 124, 126) 및/또는 중간층(146)을 형성한 다음, 동일한 제조 방식을 사용하여 도전 접착 재료를 전극(142, 144) 상에 형성할 수 있다. 상세한 구조는 도 19a~도 22e에 도시한 바와 같다.
상기 실시예에서, 도전 접착 재료는 스크린 프린팅 방식을 통해 발광소자(2)에 형성된다. 그러나 다른 실시예에서, 스텐실 프린팅, 코팅, 브러쉬 코팅, 스핀 코팅, 잉크젯 프린팅 등 방식을 통해 도전 접착제를 발광소자(2) 상에 형성할 수 있다. 선택적으로, 캡핑제를 구비한 금속 입자를 휘발 가능한 용제에 녹인 다음, 코팅 또는 잉크젯 프린팅 등을 통해 발광소자(2)에 형성하고, 이어서 가열 또는/가압 단계를 진행하여, 용제 또는 캡핑제를 제거하여 금속 입자를 발광소자(2)에 접합시킨다. 용제의 성분은 메틸벤젠, 헥산 또는 탄소 원자수가 4~10인 포화 또는 불포화 탄화수소계를 포함한다.
주의할 점은, 도 19a~도 19f, 도 21a~도 22b에서, 도전 접착 재료는 절연층(122, 124, 126) 및 전극(142, 144) 상에 형성되나, 상기 서로 다른 제조 공정 방법에 따르면 도전 접착 재료는 전극(142, 144)에만 형성되고, 절연층(122, 124, 126)에는 형성되지 않을 수 있다는 점이다. 도 20a~도 20f, 도 22c~도 22e에서, 도전 접착 재료는 전극(142, 144)에만 형성된다.
상기 실시예에서, 먼저 도전 접착 재료를 발광장치 또는 발광소자의 일측에 형성한 다음, 발광장치 또는 발광소자를 로딩판(40)에 고정시킨다. 그러나, 도전 접착 재료를 먼저 로딩판(40)에 형성한 다음, 발광장치 또는 발광소자와 접합하여 전기적으로 연결시킬 수 있다. 주의할 점은, 발광장치 또는 발광소자와 로딩판의 접합 조건(가열 및/또는 가압)은 상기 내용과 동일하다는 것이며, 이에 대해 더 이상 설명하지 않겠다.
다른 실시예에서, 도전성 및 점성을 겸비한 기타 도전재료를 선택할 수 있으며, 또는 고분자 재료에 대해 우수한 점성 및 도전성을 가진 재료 또는 필름(예: 이방성 도전 접착제)을 선택할 수 있다. 이방성 도전 접착제는 주로 수직 방향에서 도전성을 제공하고, 제조 공정에서 이방성 도전 접착제를 제거하는 단계(도 27d~도 27f에서 도전 접착 재료를 제거하는 단계와 유사)를 선택적으로 생략할 수 있으므로, 제거 단계에서 소비되는 시간을 줄일 수 있다. 동시에 도전 접착 재료를 사용할 때, 제거되어야 할 도전 접착 재료가 완전히 제거되지 않아 발광소자의 전극 사이에서 단락 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
상기 발광장치는 로딩판(40) 상에 설치되나, 도 6에 도시한 바와 같이, 발광장치는 반사판(10) 상에 설치되어, 발광소자(2)가 방출하는 광선을 반사시킬 수 있다.
상기 실시예에서의 발광장치는 도전 접착 재료를 통하여 로딩판(40)과 연결된 후, 추가적으로 기타 소자 또는 부재와 발광부재를 구성할 수 있다. 도 28a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광장치의 개략도이다. 발광장치(1000R, 1000G, 1000B)는 도전 접착 재료를 통해 로딩판(40) 상의 회로와 전기적으로 연결되고, 그 중 발광장치(1000R, 1000G, 1000B)는 각각 적색광, 녹색광과 남색광을 방출할 수 있는 발광장치(1000)를 의미하며 또한 각자 하나의 발광소자만을 포함한다. 도 28a의 실시예가 디스플레이에 응용될 경우, 1000R, 1000G와 1000B의 3개의 발광장치는 디스플레이의 픽셀 유닛을 구성하고, 발광장치(1000R), 발광장치(1000G)와 발광장치(1000B)는 서브 픽셀이다. 로딩판(40) 상의 회로 설계를 통해 발광장치(1000R, 1000G, 1000B)를 각각 제어하여, 특정 화면 또는 색상을 표시할 수 있다.
도 28b에서, 인접한 픽셀 유닛(1000R, 1000G, 1000B) 사이에 광 흡수 또는 반사 효과를 가진 격리층(60)을 추가로 설치한다. 격리층(60)을 배치하여, 인접하는 픽셀 유닛(1000R, 1000G, 1000B)이 방출하는 광선이 서로 영향을 주지 않게 하므로, 디스플레이에 나타나는 화면의 명암비를 향상시킬 수 있다. 격리층(60)의 성분은 흰색 페인트, 검정색 페인트 또는 이들의 조합을 포함한다. 흰색 페인트는 에폭시 수지 기질 또는 실리카 겔 기질에 분산된 복수의 이산화티타늄 입자를 포함한다. 검정색 페인트는 에폭시 수지 기질 또는 실리카 겔 기질에 분산된 흑색 물질(예: 탄소 또는 황화철)을 포함한다.
도 28c의 실시예와 같이, 디스플레이는 복수의 발광장치(1000P)를 포함하고, 그 중 각 발광장치(1000P)는 3개의 발광소자(2R, 2G, 2B)를 포함하고 있다. 상기 3개의 발광소자는 각각 적색 가시광선 파장, 녹색 가시광선 파장과 남색 가시광선 파장을 제공할 수 있다. 각 발광소자 내의 특정 가시광선을 방출 가능한 능동층을 포함하고 있는 반도체 적층은, 예를 들면 적색 가시광선, 녹색 가시광선 또는 남색 가시광선을 방출할 수 있거나, 또는 발광소자 내의 반도체적층이 방출하는 광선은 발광소자 내의 파장 변환 재료를 통과한 후 적색 가시광선, 녹색 가시광선 또는 남색 가시광선을 방출한다. 본 실시예에서, 발광장치(1000P)는 이미 3개의 발광소자(2R, 2G, 2B)를 포함하고 있으므로, 하나의 발광장치(1000P)가 디스플레이의 픽셀 유닛을 구성할 수 있다. 도 28c의 실시예에서도, 마찬가지로 격리층(60)을 설치하여 화면의 명암비를 증가시키는 효과에 도달한다.
주의할 점은, 도전 접착 재료를 이용하여 로딩판과 발광소자를 전기적으로 연결하는 실시예 외에도, 앞에서 언급한 바와 같은 도전 접착 재료를 사용하지 않은 각 실시예 또한 도 28a~도 28c에 응용되어 각종 서로 다른 디스플레이를 형성할 수 있다.
도 29a~도 29e의 실시예를 참고하면, 발광소자(2)는 도전 접착 재료를 통해 기판, 로딩판 또는 반사판에 연결되는 것 외에도, 방열장치에 연결되어 방열효과를 증진시킬 수 있다. 도 29a는 방열장치(520)의 입체도이다. 도 29b는 방열장치(520)의 평면도이다. 도 29c는 방열장치(520)의 저면도이다. 도 29d는 방열장치(520)의 도 29b의 AA'선에 따른 단면 측면도이다. 도 29e는 방열장치(520)의 도 29b의 BB'선에 따른 단면 측면도이다. 방열장치(520)는 방열부(521) 및 지지부(522)를 포함하고, 그 중 방열부는 도전재료이며, 지지부는 전기적 절연 재료이다. 지지부(522)는 방열부(521)를 클램핑(clamp)하며 일부 방열부(521)를 노출시킨다. 지지부(522)는 방열부(521) 사이에 형성된 제1 부분(5221); 방열부(521)가 관통되는 제2 부분(5222) 및 일부 방열부(521)의 상부 표면, 하부 표면 및 측면을 덮는 제3 부분(5223)을 구비한다. 제1 부분(5221), 제2 부분(5222) 및 제3 부분(5223)은 일체로 형성된 구조이다. 다른 실시예에서, 지지부(522)는 방열부(521)의 상부 표면, 하부 표면만 덮을 수 있으며, 방열부의 측면을 덮지 않는다. 도 29b에서, 발광소자는 상기 도전 접착 재료(미도시)를 통해 노출된 방열부(521)에 접합된 다음, 방열장치를 이용하여 기판, 로딩판 또는 반사판에 연결된다.
일 실시예에서, 도전 접착 재료는 발광소자 중의 본딩 패드(bonding pad)에 응용될 수 있다. 도 30a에 도시한 바와 같이, 발광소자(2)는 수직형의 발광소자이며 도전기판(21), 제1형 반도체층(212), 활성층(213) 및 제2 형 반도체층(214)을 포함한다. 발광소자(2)는 제2형 반도체층(214) 상에 형성된 제1 전극층(215), 도전기판(21)에 형성된 제2 전극층(216)을 포함한다. 도전 접착 재료(1420)는 제1 전극층(215) 상에 본딩 패드로서 결합된다. 도전 접착 재료(1420)에 대한 설명은 전술한 실시예를 참고할 수 있으며, 또한 제1 전극층(215)에 결합하는 방법은 전극(142, 144)에 결합하는 방법과 동일하므로, 여기서 더 이상 설명하지 않는다. 제1 전극층(215) 또는/및 제2 전극층(216)은 다층 구조를 포함할 수 있으며, 예를 들면, Cr/Au, Cr/Cu, Cr/Pt/Au, Cr/Ti/Pt/Au, Ti/Cu, Ti/Au Au/BeAu/Au, Au/GeAu/Au 등이다. 도전 접착 재료(1420)는 Au 또는 Cu에 결합된다. Au 또는 Cu의 두께는 500nm~1㎛이다. 도전 접착 재료(1420)는 본딩 패드로서, 후속 본딩 공정이 편리하도록 그 두께는 15 ㎛~50㎛가 되어야 한다. 선택적으로, 투명층(예를 들면 ITO, IZO, InO, SnO, CTO, ATO, AZO, ZTO, GZO, ZnO, IGO, GAZO 또는 DLC 또는 GaP)은 제2형 반도체층(214)과 제1 전극층(215) 사이에 형성될 수 있다. 도 30b에 도시한 바와 같이, 발광소자는 수평형 발광소자일 수 있다. 도전 접착 재료(1420)는 제1 전극층(215) 및 제2 전극층(216) 상에 결합되어 본딩 패드로 된다. 선택적으로, 제1 전극층(215)과 제2 전극층(216) 사이에 차단층(217)을 형성할 수 있다. 도전 접착 재료(1420)가 프린팅 방식을 통해 전극층(215, 216) 상에 형성될 경우, 도전 접착 재료(1420)가 넘쳐 흘러 불필요한 단락 경로를 만들 수 있으므로, 차단층(217)을 형성하여 넘쳐 흐르는 문제를 방지해야 한다. 차단층(217)은 전극층(215, 216)보다 큰 두께를 가진다. 차단층(217)의 두께는 20~100㎛이다.
일 실시예에서, 도전 접착 재료는 다이 부착용 접착제로 응용될 수 있다. 도30c의 발광소자는 도 30a와 유사한 구조를 가진다. 동일한 부호 또는 기호는 유사하거나 또는 동일한 소자, 장치 또는 단계를 나타낸다. 도전 접착 재료(1420)는 제2 전극층(216)에 추가적으로 형성되어 다이 부착용 접착제로 사용된다. 마찬가지로, 도 30d에 도시한 바와 같이, 수평형 발광소자에서, 도전 접착 재료(1420)는 기판(21)의 전극(215, 216)에 상대적인 일측(211)에 형성되고, 이를 다이 부착용 접착제로 하여 리드프레임(leadframe), 패키지(예: PLCC, EMC 또는 HTCC 타입), 또는 회로판(PCB) 상에 고정시킨다. 예를 들어 솔더를 회로판에 형성하고 솔더에 발광소자를 설치한 다음, 220~280도의 온도에서 리플로우(reflow)하여 회로판에 발광소자를 고정시킨다.
주의할 점은, 전술한 실시예의 발광소자 또는 발광장치를 로딩판에 고정시킬 때, 발광소자 또는 발광장치와 로딩판 사이에 솔더를 또 형성하고, 220~280도의 온도에서 리플로우(reflow) 단계를 진행할 수 있다.
설명의 간결함을 위해 상기 일부 발광소자는 상세한 에피택시 구조를 도시하지 않았으나, 상기 발광소자는 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 발광소자는 성장기판을 포함할 수 있으며, 예를 들면 GaAs, GaP, Ge 사파이어, 유리, 다이아몬드, SiC, 주석, GaN 및 ZnO로 구성된 그룹 중의 적어도 하나의 재료로 이루어진 성장기판이다. 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층은 예를 들면 클래딩층(cladding layer), 구속층(confinement layer)이며, 각각 전자, 전공을 제공하여, 전자, 전공이 활성층에서 결합하여 발광하도록 한다. 제1형 반도체층, 활성층 및 제2형 반도체층의 재료는 III-V족 반도체재료를 포함할 수 있으며, 예를 들면 AlxInyGa(1-x-y)N 또는 AlxInyGa(1-x-y)P이고，여기서 0≤x, y≤1；(x+y)≤1이다. 활성층의 재료에 따라, 발광소자는 전류에 의해 작동되어 피크 값이 610nm 내지 650 사이의 적색광을 방출할 수 있고, 피크 값은 530nm 내지 600nm 사이의 황색광 또는 녹색광을 방출하거나 또는 피크 값이 450nm 내지 490nm 사이의 남색광을 방출한다.
상기 실시예들은 통상의 기술자가 본 발명의 내용을 이해하고 이를 근거로 실시하도록 본 발명의 기술사상 및 특징을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 특허청구범위를 한정하는 것이 아니다. 즉, 본 발명에 개시된 정신에 따라 행한 모든 변경 또는 수정은 본 발명의 특허청구범위 내에 포함되어야 한다.
2, 2R, 2G, 2B: 발광소자
4: 투명지지소자
6,106,107: 광학소자
1061: 내부 표면
1064: 외부 표면
8,12: 광학층
10: 반사판
1201: 제1 광학층
1202: 제2 광학층
1203: 제2 광학층
14: 포토레지스트층
520: 방열장치
521: 방열부
522: 지지부
5221: 제1 부분
5522: 제2 부분
5223: 제3 부분
20: 탑재판
201: 발광적층
21: 기판
212: 제1형 반도체층
213: 활성층
214: 제2형 반도체층
215: 제1 전극층
216: 제2 전극층
217: 차단층
22: 측면
24: 출광면
26: 접합면
30: 파장변환층
40: 로딩판
42: 측벽
44,68: 상면
46: 저면
480,482: 경사면
60: 격리층
62: 측변
64, 66: 경사변
71: 제1 임시기판
72: 제2 임시기판
80, 82, 84, 86, 88: 절단라인
801, 811: 성장기판
802: 홈
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, 1000, 1000R, 1000G, 1000B, 1000P: 발광장치
122: 제1 절연층
124: 제2 절연층
126: 제3 절연층
142: 제1 전극
143: 틈새
144: 제2 전극
146: 중간층
1420, 1440, 1480: 도전 접착 재료
1481: 기재
1482: 도전 접착 필름
601: 제1 영역
602,604: 제2 영역
6021, 6022, 6023, 6024, 6025, 6026, 6027, 6028, 6029, 6030, 6031, 6032, 6033, 6034: 제2 서브 영역
W, WL, WD: 폭
D: 깊이
A: 함몰 방향
θ: 꼭지각

Claims (10)

  1. 상부 표면, 측(側) 표면 및 전극을 포함하는 반도체 발광소자;
    상기 상부 표면과 상기 측 표면을 덮고, 상기 전극을 노출시키는 투명소자;
    상기 투명소자에 연결되는 절연층;
    상기 투명소자 상에 위치하고, 최대 폭은 상기 투명소자의 폭과 동일한 광학소자;
    상기 전극에 전기적으로 연결되고 또한 상기 절연층에 연결되는 중간층; 및
    상기 중간층의 하측에 위치하고 만곡된 최하 표면이 있어 상기 전극과 평행하지 않는 도전층;
    을 포함하고,
    상기 광학소자는 상기 상부 표면과 평행하지 않는 경사면을 포함하는,
    발광장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 중간층은 최하 표면을 구비하여 상기 전극과 평행하지 않는, 발광장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광학소자는 상기 상부 표면과 평행하며 상기 경사면과 직접 연결되는 평면을 더 포함하는, 발광장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은 복수의 나노미터 입자를 포함하는, 발광장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자는 기판을 포함하는, 발광장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 도전층은 300℃보다 낮은 상태 전이 온도를 가지는, 발광장치.
  7. 상부 표면과, 평탄한 최외 표면이 구비되는 전극을 포함하는 반도체 발광소자;
    상기 반도체 발광소자와 상기 전극을 덮는 투명소자;
    상기 투명소자 상에 위치하고, 최대 폭은 상기 투명소자의 폭과 동일한 광학소자;
    상기 최외 표면 상에 설치되는 도전층; 및
    상기 최외 표면과 상기 도전층 사이에 위치하고 상기 전극을 전기적으로 연결하고, 최하 표면을 구비하는 중간층;
    을 포함하고,
    상기 최하 표면은 상이한 수평 높이 상에 위치하는 제1 부분과 제2 부분을 포함하고,
    상기 광학소자는 상기 상부 표면과 평행하지 않는 경사면을 포함하는,
    발광장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 투명소자는 상기 반도체 발광소자의 상부 표면과 측 표면을 덮는, 발광장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 광학소자는 상기 상부 표면과 평행하며 상기 경사면과 직접 연결되는 평면을 더 포함하는 발광장치.
  10. 상부 표면, 전극 및 기판을 포함하는 반도체 발광소자;
    상기 기판 상에 형성되고, 제1 측 표면을 포함하는 투명소자;
    상기 투명소자 상에 위치하고, 최대 폭은 상기 투명소자의 폭과 동일한 광학소자; 및
    상기 반도체 발광소자와 상기 투명소자의 하측에 위치하고, 상기 제1 측 표면과 수직 방향 상에서 동일 평면인 제2 측 표면을 가지는 중간층;
    을 포함하고,
    상기 중간층이 상기 전극에 전기적으로 연결되고,
    상기 광학소자는 상기 상부 표면과 평행하지 않는 경사면을 포함하는,
    발광장치.
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