KR102109089B1 - 발광소자 및 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자 및 발광소자 패키지 Download PDF

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Abstract

실시 예에 따른 발광소자는, 지지부재; 상기 지지부재 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 발광구조물 아래에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 발광구조물 위에 배치된 접착층; 상기 접착층 위에 배치된 광투과부; 를 포함한다.

Description

발광소자 및 발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시 예는 발광소자, 발과소자 패키지, 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.
발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.
실시 예는 광 추출 효율을 향상시키고, 균일한 색감 및 넓은 지향각을 갖는 발광소자 및 발광소자 패키지를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 지지부재; 상기 지지부재 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 발광구조물 아래에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 발광구조물 위에 배치된 접착층; 상기 접착층 위에 배치된 광투과부; 를 포함한다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는, 몸체; 상기 몸체 위에 배치된 발광소자; 상기 발광소자에 전기적으로 연결된 제1 리드 전극 및 제2 리드 전극; 을 포함하고, 상기 발광소자는, 지지부재; 상기 지지부재 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물; 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 발광구조물 아래에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 발광구조물 위에 배치된 접착층; 상기 접착층 위에 배치된 광투과부; 를 포함한다.
실시 예에 따른 발광소자 및 발광소자 패키지는 광 추출 효율을 향상시키고, 균일한 색감 및 넓은 지향각을 제공할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 5는 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 6 내지 도 8은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 발광구조물과 광투과부의 배치관계를 설명하는 도면이다.
도 9 내지 도 11은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 패드부와 광투과부의 배치관계를 설명하는 도면이다.
도 12 내지 도 22는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 23 내지 도 26은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 광투과부의 형상을 설명하는 도면이다.
도 27은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 28은 실시 예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 29는 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 30은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
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 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 발광소자 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 1에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80)를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 제2 도전형 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 제1 전극(21)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 발광구조물(10)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 발광구조물(10)과 상기 광투과부(80) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 발광구조물(10)과 상기 접착층(40) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 접착층(40)에 의해 덮혀질 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(21)은 오믹층, 중간층, 상부층으로 구현될 수 있다. 상기 오믹층은 Cr, V, W, Ti, Zn 등에서 선택된 물질을 포함하여 오믹 접촉을 구현할 수 있다. 상기 중간층은 Ni, Cu, Al 등에서 선택된 물질로 구현될 수 있다. 상기 상부층은 예컨대 Au를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(21)는 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제2 전극(22)은 상기 발광구조물(10) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(22)은 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(22)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(22)의 적어도 일부 영역은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 오믹 접촉될 수 있다.
예로서, 상기 제2 전극(22)은 오믹접촉층(15)과 반사층(17)을 포함할 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10) 아래에 배치될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
실시 예에 의한 발광소자는, 상기 반사층(17)과 상기 제2 도전형 반도체층(13) 사이에 배치된 상기 오믹접촉층(15)을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다.
상기 오믹접촉층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 오믹접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10)의 하부 둘레에 배치된 채널층(30)을 포함할 수 있다. 상기 채널층(30)의 일단은 상기 제2 도전형 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일단은 상기 제2 도전형 반도체층(13)의 하부 면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일단은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 제2 전극(22) 사이에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일단은 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 오믹접촉층(15) 사이에 배치될 수 있다.
상기 채널층(30)은 절연물질로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 채널층(30)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(30)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 채널층(30)은 아이솔레이션층으로 지칭될 수도 있다. 상기 채널층(30)은 추후 상기 발광구조물(10)에 대한 아이솔레이션 공정 시 에칭 스토퍼의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 아이솔레이션 공정에 의하여 발광소자의 전기적인 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 또한 상기 채널층(30)은 투명 전도성 산화막으로 구현될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 금속층(50)을 포함할 수 있다. 상기 금속층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(50)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 금속층(50) 아래에 본딩층(60), 지지부재(70)가 배치될 수 있다.
상기 금속층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 금속층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다. 상기 발광구조물(10)은 상기 지지부재(70) 위에 배치될 수 있다.
상기 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, MoCu, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(70)는 예로서 절연물질로 구현될 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 접착층(40)을 포함할 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다. 이와 같이 굴절율 매칭을 조정함에 따라, 상기 발광구조물(10)로부터 제공되는 빛이 상기 광투과부(80)로 효율적으로 전파될 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 광투과부(80)를 포함할 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
종래 수직형 발광소자의 경우, 실시 예에 따른 광투과부(80)가 제공되지 않으므로, 상대적으로 박형의 발광구조물에서 발광되는 빛은 주로 상부 방향으로만 제공되고, 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 많지 않다. 보통 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 수 %에 불과하며, 이에 따라 수직형 발광소자에서 제공되는 빛의 지향각은 120도 내외를 이루게 되는 단점이 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다.
그러면, 도 2 내지 도 5를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다. 도 2 내지 도 5는 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸 도면이다.
실시 예에 따른 발광소자 제조방법에 의하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 기판(5) 위에 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 형성한다. 상기 제1 도전형 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(5)은 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층이 더 형성될 수 있다.
예로써, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(13a)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12a)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(10) 위에 채널층(30), 제2 전극(22)이 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(22)은 오믹접촉층(15)과 반사층(17)을 포함할 수 있다.
상기 채널층(30)은 절연물 또는 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막층으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 금속 재질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
그리고, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제2 전극(22) 위에 금속층(50)이 형성될 수 있다. 상기 금속층(50)은 상기 오믹접촉층(15) 둘레 및 상기 반사층(17) 위에 배치될 수 있다. 상기 금속층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(50)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다.
다음으로, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 금속층(50) 위에 본딩층(60), 지지부재(70)가 형성될 수 있다. 상기 금속층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 금속층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다.
상기 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, MoCu, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지부재(70)는 절연물질로 형성될 수도 있다.
다음으로 상기 제1 도전형 반도체층(11)으로부터 상기 기판(5)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(5)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(5)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(5)과 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 서로 박리시키는 공정이다.
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이, 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10)의 측면을 식각하고 상기 채널층(30)의 일부 영역이 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다음으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(10) 위에 제1 전극(21)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(21)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 발광구조물(10)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 배치될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(21)은 오믹층, 중간층, 상부층으로 구현될 수 있다. 상기 오믹층은 Cr, V, W, Ti, Zn 등에서 선택된 물질을 포함하여 오믹 접촉을 구현할 수 있다. 상기 중간층은 Ni, Cu, Al 등에서 선택된 물질로 구현될 수 있다. 상기 상부층은 예컨대 Au를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(21)은 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이어서, 상기 발광구조물(10) 위에 접착층(40)이 제공되고 광투과부(80)가 고정될 수 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
종래 수직형 발광소자의 경우, 실시 예에 따른 광투과부(80)가 제공되지 않으므로, 상대적으로 박형의 발광구조물에서 발광되는 빛은 주로 상부 방향으로만 제공되고, 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 많지 않다. 보통 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 수 %에 불과하며, 이에 따라 수직형 발광소자에서 제공되는 빛의 지향각은 120도 내외를 이루게 되는 단점이 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 위에서 설명된 각 층의 형성 공정은 하나의 예시이며, 그 공정 순서는 다양하게 변형될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 발광구조물과 광투과부의 배치관계를 설명하는 평면도이다.
실시 예에 따른 발광소자는 도 6 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(10)의 상부면에 제1 전극(21)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)의 제1 영역은 상기 발광구조물(10)의 외곽 영역에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1 전극(21)의 제2 영역은 상기 발광구조물(10)의 중앙 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(21)의 제1 영역과 제2 영역은 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 또한 상기 제1 전극(21)의 일 영역에는 패드부(25)가 제공될 수 있다. 예로서, 상기 패드부(25)는 상기 발광구조물(10)의 외곽 영역에 배치될 수 있다. 상기 패드부(25)는 상기 발광구조물(10)의 한 변에 배치될 수도 있으며, 상기 발광구조물(10)의 대각선 방향으로 배치될 수도 있다. 상기 패드부(25)의 배치는 다양하게 변형될 수 있다.
실시 예에 의하면, 도 6에 도시된 바와 같이, 광투과부의 상부면의 면적이 상기 발광구조물(10)의 상부면의 면적과 같게 구현될 수 있다. 도 6에서는 혼돈을 피하기 위하여 광투과부는 별도로 도시하지 않았다.
또한, 실시 예에 의하면 광투과부(80)의 상부면의 면적과 상기 발광구조물(10)의 상부면의 면적이 서로 다르게 구현될 수 있다. 도 7은 실시 예에 따른 광투과부(80)의 상부면의 면적이 상기 발광구조물(10)의 상부면의 면적에 비하여 더 큰 경우를 나타낸 것이다. 이때, 상기 광투과부(80)의 상부면의 면적은 채널부(30)의 외곽 테두리 안에 배치되는 것으로 나타내었으나, 상기 광투과부(80)의 상부면의 면적은 상기 채널부(30)의 외곽 테두리에 비하여 더 넓게 외곽으로 배치될 수도 있다.
도 8은 실시 예에 따른 광투과부(80)의 상부면의 면적이 상기 발광구조물(10)의 상부면의 면적에 비하여 더 작은 경우를 나타낸 것이다. 이때, 상기 광부과부(80)의 일부 영역은 상기 패드부(25)가 노출될 수 있도록 패터닝되어 제공될 수 있다. 상기 패드부(25)에는 와이어가 연결될 수 있으며, 외부 단자와 연결되어 상기 발광구조물(10)에 전원을 제공할 수 있다.
한편, 도 9 내지 도 11은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 패드부와 광투과부의 하부면의 배치관계를 설명하는 도면이다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 9 내지 도 11에 도시된 바와 같이, 발광구조물의 제1 영역이 광투과부(80)의 하부면으로부터 노출되고, 발광소자의 제1 전극에 전기적으로 연결된 패드부(25)가 상기 제1 영역에 배치될 수 있다.
즉, 상기 광투과부(80)는, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 패드부(25) 형상에 대응되어 모서리가 라운드 형상으로 패터닝될 수 있으며, 도 10에 도시된 바와 같이, 상기 패드부(25)가 노출될 수 있도록 모서리가 직선 형상으로 패터닝될 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)는, 도 11에 도시된 바와 같이, 중앙 영역에 상기 패드부(25)가 노출될 수 있도록 구멍 형상으로 패터닝될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)의 하부면으로부터 노출된 상기 패드부(25)에 와이어가 용이하게 연결될 수 있게 된다. 이에 따라, 외부 단자에 연결된 와이어가 상기 패드부(25)에 전기적으로 연결될 수 있게 되고, 실시 예에 따른 발광소자에 전원이 제공될 수 있게 된다.
도 12는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 12를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 12에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 도 12에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 형광체층(90)을 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 형광체층(90)은 색변환층으로 지칭될 수도 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 제1 파장 대역의 빛을 입사 받아 제2 파장 대역의 빛을 제공할 수 있다. 이에 따라 상기 발광구조물(10)로부터 제공되는 제1 파장 대역의 빛과 상기 형광체층(90)으로부터 제공되는 제2 파장 대역의 빛이 합쳐져서 외부에 빛을 제공할 수 있다. 예로서 상기 발광구조물(10)에서는 청색 파장 대역의 빛이 발광되고 상기 형광체층(90)에서 황색 파장 대역의 빛이 제공되는 경우 외부로 백색광이 제공될 수 있게 된다. 상기 발광구조물(10)에서 발광되는 빛의 파장 대역과 상기 형과체층(90)에서 제공되는 파장 대역은 설계에 따라 다양하게 변형될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께(t2)로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께(t1)로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
예로서, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 형성된 후에, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정된 후에, 상기 광투과부(80)의 상부면과 측면에 상기 형광체층(90)이 형성될 수도 있다.
종래 발광소자의 경우에도 발광구조물 위에 컨포멀 코팅을 통해 형광체층을 형성하고 균일한 색감의 빛을 제공하는 방안이 제시되기는 하였으나, 발광구조물 위에 형광체층이 바로 형성되는 경우에는 형광체층에서 반사된 빛이 발광구조물 방향으로 재 입사되어 손실됨에 따라 광량이 저하되는 단점이 있었다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
종래 수직형 발광소자의 경우, 실시 예에 따른 광투과부(80)가 제공되지 않으므로, 상대적으로 박형의 발광구조물에서 발광되는 빛은 주로 상부 방향으로만 제공되고, 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 많지 않다. 보통 발광구조물의 측면으로 제공되는 빛의 양은 수 %에 불과하며, 이에 따라 수직형 발광소자에서 제공되는 빛의 지향각은 120도 내외를 이루게 되는 단점이 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
도 13은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 13을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 13에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 상기 형광체층(90)은 색변환층으로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한 상기 형광체층(90)은 상기 발광구조물(10)의 측면에도 균일한 두께로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
도 14는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 14를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 14에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(85)를 포함할 수 있다. 도 14에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(85)를 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(85)는 상기 광투과부(80)의 하부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(85)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(85)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(85)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(85)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(85)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
도 15는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 15를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 15에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(85), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 도 15에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(85)와 상기 형광체층(90)을 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(85)는 상기 광투과부(80)의 하부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(85)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(85)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(85)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(85)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
예로서, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 형성된 후에, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정된 후에, 상기 광투과부(80)의 상부면과 측면에 상기 형광체층(90)이 형성될 수도 있다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(85)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
도 16은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 16을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 15를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 16에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(85), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 도 16에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(85)와 상기 형광체층(90)을 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(85)는 상기 광투과부(80)의 하부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(85)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(85)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(85)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(85)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한 상기 형광체층(90)은 상기 발광구조물(10)의 측면에도 균일한 두께로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면 상기 광추출구조(85)에 의하여 광추출효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 17은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 17을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 17에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(14)를 포함할 수 있다. 도 17에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(14)를 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(14)는 상기 발광구조물(10)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(14)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(14)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(14)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(14)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
도 18은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 18을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 12를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 18에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(14), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 도 18에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(14)와 상기 형광체층(90)을 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(14)는 상기 발광구조물(10)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(14)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(14)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(14)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께(t2)로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께(t1)로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
예로서, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 형성된 후에, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)가 상기 발광구조물(10) 위에 고정된 후에, 상기 광투과부(80)의 상부면과 측면에 상기 형광체층(90)이 형성될 수도 있다.
그러나, 실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(14)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
도 19는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 19를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 13을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 19에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(14), 형광체층(90)을 포함할 수 있다. 도 19에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(14)와 상기 형광체층(90)을 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(14)는 상기 발광구조물(10)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(14)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(14)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(14)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(14)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
실시 예에 의하면, 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 상부면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 일정 두께로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)은 상기 광투과부(80)의 측면에 컨포멀 코팅(conformal coating)에 의하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한 상기 형광체층(90)은 상기 발광구조물(10)의 측면에도 균일한 두께로 제공될 수 있다.
예로서, 상기 형광체층(90)의 두께는 수십 마이크로 미터로 제공될 수 있다. 상기 형광체층(90)의 두께는 40 마이크로 미터 내지 100 마이크로 미터로 제공될 수 있다.
실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)가 배치되고, 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면에 상기 형광체층(90)이 배치된다. 이에 따라 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 위에 상기 접착층(40), 상기 광투과부(80), 상기 형광체층(90)이 배치됨에 따라, 넓은 지향각의 제공과 함께 시야각에 무관하게 균일한 색감을 제공할 수 있는 장점이 있다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광투과부(80)를 통하여 볼륨 에미터로서 넓은 지향각으로 제공되는 빛이 상기 형광체층(90)을 거치면서 외부로 균일한 색감의 빛을 제공할 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면 상기 광추출구조(14)에 의하여 광추출효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 20은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 20을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 20에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 제1 광추출구조(14), 제2 광추출구조(85)를 포함할 수 있다. 도 20에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)를 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 제1 광추출구조(14)는 상기 발광구조물(10)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 제1 광추출구조(14)는 상기 제1 도전형 반도체층(11)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 제2 광추출구조(85)는 상기 광투과부(80)의 하부면에 제공될 수 있다. 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 광추출구조(14)와 상기 제2 광추출구조(85)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
도 21은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 21을 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 도 21에 도시된 바와 같이, 발광구조물(10), 제1 전극(21), 제2 전극(22), 접착층(40), 광투과부(80), 광추출구조(87)를 포함할 수 있다. 도 21에 도시된 실시 예에 따른 발광소자는 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 실시 예에 비하여 상기 광추출구조(87)를 더 포함하는 점에 차이점이 있다.
상기 광추출구조(87)는 상기 광투과부(80)의 상부면에 제공될 수 있다. 상기 광추출구조(87)는 균일한 간격으로 제공될 수 있다. 또한 상기 광추출구조(87)는 비규칙적으로 제공될 수도 있다. 상기 광추출구조(87)는 러프니스(roughness)로 지칭될 수도 있다.
실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(87)에 의하여 상기 발광구조물(10)로부터 발광되는 빛이 상기 광투과부(80)를 통하여 더 효율적으로 추출될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 의하면 넓은 지향각의 제공과 함께 광 추출 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
상기 접착층(40)은 상기 발광구조물(10) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 제1 전극(21) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)의 폭은 상기 발광구조물(10)의 폭과 유사하게 제공될 수 있다. 상기 접착층(40)은 투명 물질로 제공될 수 있다. 예로서 상기 접착층(40)은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 구현될 수 있다. 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 광투과부(80)의 굴절율에 비하여 더 큰 값을 갖도록 구현될 수 있다. 예로서, 상기 접착층(40)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율과 상기 광투과부(80)의 굴절율 사이의 값을 갖도록 구현될 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40) 위에 배치될 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 고정시킬 수 있다. 상기 접착층(40)은 상기 광투과부(80)를 상기 발광구조물(10) 위에 접착시킬 수 있다.
상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)에 비하여 더 두껍게 제공될 수 있다. 예컨대, 상기 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10)의 두께에 비하여 10 배 내지 100 배의 두께로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10)에서 생성된 빛은 상기 광투과부(80)를 통하여 외부로 추출될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 일종의 볼륨 에미터의 기능을 수행할 수 있다. 상기 발광구조물(10)에서 발광된 빛은 상기 광투과부(80)를 경유하여 상기 광투과부(80)의 상부면 및 측면으로 제공될 수 있다. 즉, 실시 예에 의하면 상기 광투과부(80)의 상부 방향뿐만아니라 측면 방향으로도 빛이 제공될 수 있게 된다. 이에 따라 실시 예에 따른 발광소자는 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 예로서, 실시 예에 따른 발광소자는 130도 내지 150도의 지향각을 제공할 수 있게 된다.
상기 광투과부(80)는 예로서 50 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 얇은 경우에는 볼륨 에미터의 기능을 적절하게 수행하지 못할 수 있다. 또한, 상기 광투과부(80)의 두께가 너무 두꺼운 경우에는 발광소자의 두께가 너무 두꺼워질 수 있다. 따라서, 실시 예에 따른 발광소자의 용도 및 목적에 따라 상기 광투과부(80)의 두께는 적절하게 선택될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 적용된 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 발광구조물(10)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)의 굴절율은 상기 접착층(40)의 굴절율에 비하여 더 작은 값을 갖도록 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 투명 매질로 구현될 수 있다. 예로서 상기 광투과부(80)는 사파이어, 글라스(glass) 등의 투명 매개체 중에서 선택된 물질을 포함할 수 있다.
상기 광투과부(80)는 분리된 부품으로 제조되어 상기 발광구조물(10) 위에 고정될 수 있다. 상기 광투과부(80)는 상기 접착층(40)에 의하여 상기 발광구조물(10) 위에 부착될 수 있다. 실시 예에 따른 광투과부(80)는 상기 발광구조물(10) 위에서 성장 또는 증착되는 것이 아니라, 별도의 부품으로 제조된 후 부착될 수 있으므로 발광소자의 양산 공정에도 문제 없이 적용될 수 있다.
이와 같이, 실시 예에 의하면 상기 발광구조물(10) 위에 상기 광투과부(80)를 용이하게 제공할 수 있게 되며, 상기 광투과부(80)에 따른 볼륨 에미터 기능에 의하여 지향각을 향상시킬 수 있게 된다. 또한, 실시 예에 의하면, 상기 광추출구조(87)에 의하여 광추출 효율을 더 향상시킬 수 있게 된다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10)의 상부면, 상기 광투과부(80)의 하부면, 상기 광투과부(80)의 상부면 중에서 적어도 하나에 형성된 광추출구조를 포함할 수 있다.
도 22는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 22를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자를 설명함에 있어, 도 1 내지 도 11을 참조하여 설명된 부분과 중복되는 내용에 대해서는 설명을 생략하거나 간략하게 설명할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 발광구조물(10) 아래에 제2 전극(22)이 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(22)은 반사층과 오믹접촉층의 기능을 모두 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라 상기 제2 전극(22)은 상기 제2 도전형 반도체층(13)에 오믹 접촉되는 영역을 포함하며, 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 수행할 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(22)은 여러 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, Ag층과 Ni층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti, Pt 층을 포함할 수도 있다.
도 23 내지 도 26은 실시 예에 따른 발광소자에 있어서 광투과부의 형상을 설명하는 도면이다.
실시 예에 의하면, 광투과부(80)가 렌즈 형상으로 제공될 수 있다. 상기 광투과부(80)가 렌즈 형상으로 제공됨에 따라 목적에 맞추어 원하는 지향각을 조절할 수 있다. 또한 발광소자 패키지를 구현함에 있어 별도의 렌즈가 추가로 제공되지 않을 수도 있다.
예로서 실시 예에 따른 광투과부(80)의 상부면은, 도 23 및 도 24에 도시된 바와 같이, 상부 방향으로 돌출된 볼록부(81) 또는 하부 방향으로 함몰된 오목부(82)를 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 광투과부(80)의 하부면은, 도 25 및 도 26에 나타낸 바와 같이, 상부 방향으로 함몰된 오목부(83) 또는 하부 방향으로 돌출된 볼록부(84)를 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 광투과부(80)는 마이크로 렌즈 어레이 형상으로 구현될 수도 있으며, 상부면에 다수의 볼록부 및 오목부가 제공될 수도 있고, 하부면에 다수의 볼록부 및 오목부가 제공될 수도 있다.
도 27은 실시 예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 27을 참조하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 몸체(120)와, 상기 몸체(120)에 배치된 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과, 상기 몸체(120)에 제공되어 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(140)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(120)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(120) 위에 배치되거나 상기 제1 리드전극(131) 또는 제2 리드전극(132) 위에 배치될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 몰딩부재(140)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(140)에는 형광체가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 발광소자(100)에 형광체층이 형성된 경우에는 t아기 몰딩부재(140)에 형광체가 포함되지 않을 수도 있다.
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 28 및 도 29에 도시된 표시 장치, 도 30에 도시된 조명 장치를 포함할 수 있다.
도 28을 참조하면, 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나가 제공될 수 있으며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 위에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1033) 위에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 위에 제공될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트 유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041) 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 29는 실시 예에 따른 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 29를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광소자(100)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. 상기 기판(1020)과 상기 발광소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(Poly methy methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 30은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
도 30을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 갖는다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다.
예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
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.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10 발광구조물 11 제1 도전형 반도체층
12 활성층 13 제2 도전형 반도체층
15 오믹 접촉층 17 반사층
21 제1 전극 22 제2 전극
25 패드부 30 채널층
40 접착층 50 금속층
60 본딩층 70 지지부재
80 광투과부 90 형광체층

Claims (21)

  1. 지지부재;
    상기 지지부재 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 발광구조물;
    상기 발광구조물 아래에 배치되며, 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극;
    상기 발광구조물의 상부면에 배치되는 제1 전극;
    상기 발광구조물 위에 배치되며 상기 제1 전극을 덮는 접착층;
    상기 접착층 위에 배치된 광투과부; 및
    상기 광투과부의 상부면 및 측면, 상기 접착층의 측면, 상기 발광구조물의 측면에 배치되는 형광체층을 포함하고,
    상기 광투과부의 상부면의 면적이 상기 발광구조물의 상부면의 면적과 같은 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 상기 발광구조물에 비하여 더 두껍게 제공된 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 발광구조물과 상기 광투과부 사이에 배치된 발광소자.
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 제1항에 있어서,
    상기 접착층의 굴절율은 상기 발광구조물의 굴절율과 상기 광투과부의 굴절율 사이의 값을 갖는 발광소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 굴절율은 상기 발광구조물의 굴절율에 비해 더 작은 값을 갖는 발광소자.
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 상부면에 배치된 상기 형광체층은 일정한 두께로 제공된 발광소자.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 측면에 배치된 상기 형광체층은 일정한 두께로 제공된 발광소자.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 100 마이크로 미터 내지 300 마이크로 미터의 두께를 갖는 발광소자.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 사파이어, 글라스(glass) 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부는 렌즈 형상으로 제공된 발광소자.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 상부면은 상부 방향으로 돌출된 볼록부 또는 하부 방향으로 함몰된 오목부를 포함하는 발광소자.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 하부면은 상부 방향으로 함몰된 오목부 또는 하부 방향으로 돌출된 볼록부를 포함하는 발광소자.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 광투과부의 상부면과 하부면 중의 적어도 한 면에 제공된 광추출구조를 포함하는 발광소자.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 접착층은 실리콘 또는 에폭시 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 발광구조물의 상부면의 제1 영역이 상기 광투과부의 하부면으로부터 노출되고, 상기 제1 전극에 전기적으로 연결된 패드부가 상기 제1 영역에 배치된 발광소자.
  20. 삭제
  21. 삭제
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