KR102242660B1 - Light Emitting Diode Device And Back Light Unit Including The Same And Method Of Manufacturing The Same - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 제 1 기판과, 상기 제 1 기판의 일면에서 위치하는 P형 반도체층과, 상기 P형 반도체층의 일면에 위치하는 액티브층과, 상기 액티브층의 일면에서 위치하는 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층을 덮는 제 2 기판과, 상기 제 2 기판에 형성된 어노드 콘택홀과 캐소드 콘택홀을 통해 상기 P형 반도체층과 상기 N형 반도체층 각각에 연결되는 어노드 및 캐소드 전극과, 상기 제 1 기판 내지 N형 반도체층을 덮도록 제 2 기판의 일면에 형성되는 봉지재와, 상기 봉지재의 양 측면에 증착되는 반사막을 포함하는 발광 다이오드 소자를 제공한다.The present invention provides a first substrate, a P-type semiconductor layer located on one surface of the first substrate, an active layer located on one surface of the P-type semiconductor layer, and an N-type semiconductor layer located on one surface of the active layer. And, an anode and a cathode electrode connected to each of the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer through a second substrate covering the N-type semiconductor layer, and an anode contact hole and a cathode contact hole formed in the second substrate. And an encapsulant formed on one surface of the second substrate to cover the first to N-type semiconductor layers, and a light emitting diode device including a reflective film deposited on both sides of the encapsulant.

Description

발광 다이오드 소자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 이의 제조 방법{Light Emitting Diode Device And Back Light Unit Including The Same And Method Of Manufacturing The Same}Light Emitting Diode Device And Back Light Unit Including The Same And Method Of Manufacturing The Same {Light Emitting Diode Device And Back Light Unit Including The Same And Method Of Manufacturing The Same}

본 발명은 몰드 형성 공정을 필요로 하지 않는 발광 다이오드 소자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 이의 제조 방법에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting diode device that does not require a mold forming process, a backlight unit including the same, and a method of manufacturing the same.

액정표시장치(Liquid Crystal Device)는 전극간에 발생하는 전계를 이용하여 액정을 배열시키는 장치로써, 스스로 빛을 내어 화면을 표시하지 못하기 때문에 일반적으로 배면에 백라이트 유닛(Back Light Unit)을 구비한다.A liquid crystal device is a device that arranges liquid crystals using an electric field generated between electrodes, and generally includes a back light unit on the rear surface because it cannot display a screen by emitting light by itself.

백라이트 유닛은 일정 범위의 면에서 균일한 광을 발산하는 장치로, 종래에는 주로 냉음극관(Cold Cathode Fluorescent Lamp)을 광원으로 사용하였으나, 근래에 들어 소비 전력이 낮고 수명이 길며, 균일한 광을 공급할 수 있는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED)를 광원으로 사용하는 추세이다.The backlight unit is a device that emits light uniformly in a certain range. A Cold Cathode Fluorescent Lamp was used as a light source, but in recent years, there is a trend to use a Light Emitting Diode (LED) that can supply uniform light with low power consumption and long lifespan as a light source.

이러한 발광 다이오드 소자의 구조에 대해 아래 도 1을 참고로 하여 설명하도록 한다.
The structure of such a light emitting diode device will be described with reference to FIG. 1 below.

도 1은 발광 다이오드 소자의 구조를 나타낸 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a light emitting diode device.

도 1에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 소자(1)는 몰드(10)와, 제 1 및 제 2 리드 프레임과(11, 12), LED 칩(15)으로 구성되어 있으며, 상기 제 1 및 제 2 리드 프레임(11, 12)과 LED 칩(15)을 연결하는 금속 배선(13)을 포함한다.As shown in FIG. 1, the light emitting diode device 1 is composed of a mold 10, first and second lead frames 11 and 12, and an LED chip 15, and the first and second lead frames 11 and 12 are formed. 2 It includes a metal wiring 13 connecting the lead frames 11 and 12 and the LED chip 15.

상기 몰드(10)는 제 1 및 제 2 리드 프레임(11, 12)과 LED 칩(15)을 수납하기 위한 것으로, 빛을 일면으로 방출시키기 위해 내부에 고반사 수지를 더욱 포함하며, 한 측면의 두께가 150~300㎛으로 형성된다.The mold 10 is for accommodating the first and second lead frames 11 and 12 and the LED chip 15, and further includes a highly reflective resin therein to emit light to one side. It is formed in a thickness of 150 ~ 300㎛.

제 1 및 제 2 리드 프레임(11, 12)은 LED 칩(15)에서 전자와 정공의 재결합이 발생하도록 전압을 인가하는 역할을 한다.The first and second lead frames 11 and 12 serve to apply a voltage so that recombination of electrons and holes occurs in the LED chip 15.

이때, 전기적으로 제 1 리드 프레임(11)과 직접 연결된 LED 칩(15)은 상면과 하면에 어노드 전극과 캐소드 전극이 각각 형성되므로 금속 배선(13)을 통하여 제 2 리드 프레임(12)과 연결된다.At this time, since the LED chip 15 electrically connected directly to the first lead frame 11 has an anode electrode and a cathode electrode formed on the upper and lower surfaces, respectively, the second lead frame 12 is connected to the second lead frame 12 through the metal wiring 13. do.

제 1 및 제 2 리드 프레임(11, 12)은 일반적으로 금속 물질로 형성되며, 따라서 반사율이 높기 때문에 LED 칩(15)이 방출하는 빛을 집광하는 역할도 할 수 있다.The first and second lead frames 11 and 12 are generally formed of a metal material, and thus, because of their high reflectivity, they may also serve to condense light emitted by the LED chip 15.

상기 제 1 및 제 2 리드 프레임(11, 12)과 연결되는 LED 칩(15)은 n형, 또는 p형의 기판상에 n형, 또는 p형 물질층이 다수 적층된다.In the LED chip 15 connected to the first and second lead frames 11 and 12, a plurality of n-type or p-type material layers are stacked on an n-type or p-type substrate.

이러한 LED 칩(15)은 방출하는 광량에 따라 단축의 길이가 달라지는데, 이하에서는 단축(X)의 길이가 600㎛로 형성된 LED 칩(15)을 구비한 것으로 예를 참조하여 설명하도록 한다.The length of the short axis of the LED chip 15 varies depending on the amount of light emitted. Hereinafter, the length of the short axis X will be described with reference to an example as having an LED chip 15 formed with a length of 600 μm.

600㎛ 크기의 LED 칩(15)을 몰드(10)에 본딩하기 위해서는 LED 칩(15)을 수납할 600㎛의 공간 외에 공정 중 오차를 고려한 최소 보정거리 300㎛를 추가로 요구하게 되는데, 이 경우, LED 소자(1)의 단축(X) 길이는 도면에 도시된 바와 같이 LED 칩(15)의 크기 600㎛ + 최소 보정 거리 300㎛ + 몰드의 두께 150~300㎛ * 2 = 1200~1500㎛(㎜ 환산시 1.2㎜ 내지 1.5㎜)가 된다.In order to bond the 600㎛ size LED chip 15 to the mold 10, in addition to the 600㎛ space to accommodate the LED chip 15, a minimum correction distance of 300㎛ considering errors during the process is additionally required. , As shown in the drawing, the short axis (X) length of the LED element 1 is 600㎛ size of the LED chip 15 + 300㎛ minimum correction distance + 150~300㎛ thickness of the mold * 2 = 1200~1500㎛ ( When converted to mm, it becomes 1.2mm to 1.5mm).

이러한 LED 소자(1)는 적어도 두께가 1.5㎜인 도광판이 구비된 백라이트 유닛에 적용할 경우 정상적인 사용이 가능했으나, 근래에 들어 액정표시장치의 박형화 추세에 따라 1.5mm 이하의 두께를 갖는 도광판 구조가 제안되었다.This LED element 1 can be used normally when applied to a backlight unit with a light guide plate having a thickness of at least 1.5 mm, but in recent years, the structure of a light guide plate having a thickness of 1.5 mm or less due to the thinning trend of the liquid crystal display device has been Was proposed.

그러나, 도광판이 0.6 내지 1.5mm의 두께로 형성될 경우, LED 소자(1)의 크기로 인한 입광 효율 저하 문제가 발생하게 되었는데, 이는 아래 도 2를 참조하여 설명하도록 한다.
However, when the light guide plate is formed to have a thickness of 0.6 to 1.5 mm, a problem of lowering the light incident efficiency due to the size of the LED element 1 has occurred, which will be described with reference to FIG. 2 below.

도 2는 박형화에 따른 백라이트 유닛 각각에 위치하는 발광 다이오드 소자와 빛의 진행 방향을 나타낸 단면도이다.2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode element positioned in each of the backlight units according to the reduction in thickness and a traveling direction of light.

도 2에 도시된 바와 같이, 일반적인 백라이트 유닛(20)은 다수의 광학 시트(23)와, 도광판(25)과, 반사판(27)과, 발광 다이오드 소자(1)를 포함하는 LED 모듈(26)과, 이들을 수납하는 케이스(24)로 형성된다.As shown in FIG. 2, a general backlight unit 20 includes a plurality of optical sheets 23, a light guide plate 25, a reflective plate 27, and an LED module 26 including a light emitting diode element 1 And, a case 24 for accommodating them.

이때, 도광판(25)의 두께는 1 내지 1.5㎜인 것으로, 1.2 내지 1.5㎜의 두께로 형성되는 LED 소자(1)에 비해 얇게 형성되는 것이다.At this time, the thickness of the light guide plate 25 is 1 to 1.5 mm, which is formed to be thinner than the LED element 1 formed with a thickness of 1.2 to 1.5 mm.

LED 소자(1)에서 방출되는 빛은 LED 소자(1)를 구성하는 몰드(10)와, 몰드(10)의 내부에 형성된 고반사 수지에 의해 120도의 지향각을 나타내며, LED 소자(1)와 맞은편에 위치한 도광판(25)으로 향하게 된다. The light emitted from the LED element 1 exhibits a directivity angle of 120 degrees by the mold 10 constituting the LED element 1 and a highly reflective resin formed inside the mold 10, and the LED element 1 and It is directed to the light guide plate 25 located on the opposite side.

이때, LED 소자(1)는 도광판(25)의 두께에 비해 폭이 넓은 것으로, LED 소자(1)에서 120도의 지향각을 나타내며 방출된 빛은 넓게 분산되어 도광판(25) 외부로 빛이 새는 문제가 발생하게 된다.At this time, the LED element 1 is wider than the thickness of the light guide plate 25, and the LED element 1 exhibits a beam angle of 120 degrees, and the emitted light is widely dispersed and light leaks out of the light guide plate 25. Occurs.

이러한 문제에 의하여 도광판(25) 입광 효율 저하가 발생하여 소비되는 전력에 비해 휘도가 낮아지게 되며, 도광판(25)의 외부로 방출된 빛이 광학 시트(23), 또는 반사판(27)에 입광되거나 케이스(24)에서 반사를 일으켜 균일한 면 광원을 조성할 수 없게 되어 백라이트 유닛(20)을 박형화할 수 없다.
Due to this problem, light incident efficiency of the light guide plate 25 is lowered, so that the luminance is lowered compared to the consumed power, and the light emitted to the outside of the light guide plate 25 is incident on the optical sheet 23 or the reflecting plate 27. The case 24 reflects, so that a uniform surface light source cannot be formed, and thus the backlight unit 20 cannot be thinned.

본 발명은 백라이트 유닛이 몰드 및 리드 프레임이 형성된 소자를 사용함에 따라 1 내지 1.5mm의 두께로 형성된 도광판을 사용할 경우 빛샘 현상이 발생하여 입광 효율이 저하되고, 소비 전력 대비 낮은 휘도를 나타내어 균일한 면 광원을 조성할 수 없게 되는 문제를 해결하고자 한다.
In the present invention, when a light guide plate formed with a thickness of 1 to 1.5 mm is used as the backlight unit uses an element having a mold and a lead frame, a light leakage phenomenon occurs, resulting in a decrease in light incident efficiency, and a low luminance compared to the power consumption. We are trying to solve the problem of not being able to create a light source.

상기한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명은, 제 1 기판을 포함하는 LED 구조물과, 상기 LED 구조물이 고정되는 제 2 기판과, 상기 LED 구조물을 덮도록 상기 제 2 기판의 일면에 형성되는 봉지재와, 상기 봉지재의 양 측면에 형성되는 반사막을 포함하는 발광 다이오드 소자를 제공한다.In order to solve the above problem, the present invention provides an LED structure including a first substrate, a second substrate to which the LED structure is fixed, and an encapsulant formed on one surface of the second substrate to cover the LED structure. And, it provides a light emitting diode device including a reflective film formed on both sides of the encapsulant.

그리고, 상기 LED 구조물은, 상기 제 1 기판의 일면에 위치하는 P형 반도체층과, 상기 P형 반도체층의 일면에 위치하는 액티브층과, 상기 액티브층의 일면에서 위치하는 N형 반도체층을 포함하고, 상기 제 2 기판에는 상기 P형 반도체층과 상기 N형 반도체층 각각에 연결되는 어노드 및 캐소드 전극이 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the LED structure includes a P-type semiconductor layer located on one surface of the first substrate, an active layer located on one surface of the P-type semiconductor layer, and an N-type semiconductor layer located on one surface of the active layer. In addition, an anode and a cathode electrode connected to each of the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer are formed on the second substrate.

그리고, 상기 반사막은, 고반사 물질층, 고반사 물질층 및 유전체층의 이중층으로 형성되거나, 적어도 1회 이상 반복하여 증착된 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층의 다중층으로 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, the reflective film is formed of a double layer of a high reflective material layer, a high reflective material layer, and a dielectric layer, or is formed of multiple layers of a high refractive material layer and a low refractive material layer that are repeatedly deposited at least once or more.

그리고, 상기 고반사 물질층은 400~700㎚의 파장 영역의 반사도가 90% 이상인 것을 특징으로 한다.In addition, the highly reflective material layer is characterized in that the reflectivity in a wavelength range of 400 to 700 nm is 90% or more.

또한, 상기 유전체층은 이산화티탄(TiO2), 실리콘산화막(SiOx), 규소(Si), 오산화탄탈럼(Ta2O5), 알루미늄 옥시니트라이드(AlOxNy), 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화질화막(SiOxNy), 이산화티탄(TiO2) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the dielectric layer is titanium dioxide (TiO 2 ), silicon oxide film (SiOx), silicon (Si), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), aluminum oxynitride (AlOxNy), silicon nitride film (SiNx), silicon oxynitride film (SiOxNy), titanium dioxide (TiO 2 ) It is characterized by consisting of one or a combination of selected ones.

또한, 상기 고굴절 물질층은 굴절률이 1.8 이상인 물질로 이루어지고, 상기 저굴절 물질층은 굴절률이 1.8 이하인 물질로 이루어지는 것을 특징으로 한다.In addition, the high refractive material layer is made of a material having a refractive index of 1.8 or more, and the low refractive material layer is made of a material having a refractive index of 1.8 or less.

또한, 상기 봉지재의 양측면은 상기 제 2 기판에 대하여 제 1 각의 경사각으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 한다.In addition, both side surfaces of the encapsulant are formed to be inclined at an inclination angle of a first angle with respect to the second substrate.

또한, 상기 제 1 각은 45도 보다 크고 90도 보다 작은 값인 것을 특징으로 한다.In addition, the first angle is characterized in that a value greater than 45 degrees and less than 90 degrees.

한편, 본 발명은, 일면에 다수의 LED 구조물 및 봉지재가 형성되고 타면에 어노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 LED 웨이퍼를 바 형태로 절삭하여 다수의 LED 바를 형성하는 단계와, 상기 다수의 LED 바의 서로 마주보는 양측면에 반사막을 형성하는 단계와; 상기 다수의 LED 바 각각을 칩 단위로 절삭하여 각각이 상기 LED 구조물 및 상기 봉지재로 이루어지는 발광 다이오드 소자를 형성하는 단계를 포함하는 발광 다이오드 소자의 제조 방법을 제공한다.On the other hand, the present invention comprises the steps of forming a plurality of LED bars by cutting an LED wafer in which a plurality of LED structures and encapsulants are formed on one surface and an anode electrode and a cathode electrode are formed on the other surface to form a plurality of LED bars. Forming reflective films on both side surfaces facing each other; It provides a method of manufacturing a light-emitting diode device comprising the step of cutting each of the plurality of LED bars into chips to form a light-emitting diode device each comprising the LED structure and the encapsulant.

그리고, 상기 반사막을 형성하는 단계는 e-Beam Evaporator 장비를 사용하여 증착하는 방법과, 금속을 증착하면서 에너지를 갖는 이온을 기판의 표면에 조사하여 박막을 형성하는 방법을 사용하는 특징으로 한다.In addition, the step of forming the reflective film is characterized by using a method of depositing using an e-Beam Evaporator equipment and a method of forming a thin film by irradiating ions having energy to the surface of a substrate while depositing a metal.

그리고, 상기 다수의 LED 바는, 양측면이 상기 LED 웨이퍼에 대하여 제 1 각의 경사각으로 경사지도록 형성되고, 상기 LED 웨이퍼는, 일단의 측면이 중심면에 대하여 제 2 각을 갖는 원판 형태인 절삭톱을 이용하여 절단되고, 상기 제 1 각과 상기 제 2 각의 합은 90도인 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of LED bars are formed such that both side surfaces are inclined at an inclination angle of a first angle with respect to the LED wafer, and the LED wafer has a cutting saw in the form of a disk having a side surface of one end having a second angle with respect to the center surface It is cut using, and the sum of the first angle and the second angle is 90 degrees.

또한, 본 발명은, 봉지재의 양 측면에 형성되는 반사막을 포함하는 발광 다이오드 소자가 배열된 발광 다이오드 모듈과, 상기 발광 다이오드 모듈로부터 빛을 입광받는 도광판과, 상기 도광판으로부터 빛을 받는 복수의 광학 시트와, 상기 발광 다이오드 모듈과, 상기 도광판과, 상기 광학 시트를 수납할 수 있는 수납부가 형성된 케이스를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.In addition, the present invention provides a light emitting diode module in which light emitting diode elements including reflective films formed on both sides of an encapsulant are arranged, a light guide plate receiving light from the light emitting diode module, and a plurality of optical sheets receiving light from the light guide plate. And, it provides a backlight unit including a case in which the light-emitting diode module, the light guide plate, and a receiving part for accommodating the optical sheet is formed.

그리고, 상기 도광판은 두께가 1 내지 1.5mm인 것을 특징으로 한다.In addition, the light guide plate is characterized in that the thickness is 1 to 1.5mm.

그리고, 상기 복수의 광학 시트는 프리즘 시트 및 확산판을 포함하는 것을 특징으로 한다.In addition, the plurality of optical sheets are characterized in that it includes a prism sheet and a diffusion plate.

그리고, 상기 케이스는 반사판을 더욱 포함하는 것을 특징으로한다.
In addition, the case is characterized in that it further comprises a reflector.

본 발명에 따른 발광 다이오드 소자 및 이를 사용하는 백라이트 유닛의 구조와 발광 다이오드 소자의 제조 방법은 LED 칩 크기의 발광 다이오드 소자를 제공함으로써 백라이트 유닛에 1.5mm 이하의 크기로 형성된 도광판을 빛샘 현상 없이 적용할 수 있도록 하며, 발광 다이오드 소자의 몰드와 리드 프레임이 제거된 구조를 제시함으로써 수율을 높이고 제조 비용을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.The structure of a light emitting diode device and a backlight unit using the same according to the present invention and a method of manufacturing a light emitting diode device are provided by providing a light emitting diode device of the size of an LED chip, so that a light guide plate formed with a size of 1.5 mm or less can be applied to the backlight unit without light leakage. In addition, by presenting a structure in which the mold and lead frame of the light emitting diode device are removed, there is an effect of increasing the yield and reducing the manufacturing cost.

또한, 각 파장별 반사율이 다른 구조의 발광 다이오드 소자를 제공함으로써 화상의 휘도를 증가시킬 수 있다.In addition, it is possible to increase the brightness of an image by providing a light emitting diode device having a structure having a different reflectance for each wavelength.

그리고, 발광 다이오드 소자의 측면을 경사지도록 형성함으로써, 발광 다이오드 소자 내부에서의 광손실을 최소화하여 출광효율을 개선할 수 있다.
In addition, by forming the side of the LED device to be inclined, light loss in the inside of the LED device can be minimized to improve light emission efficiency.

도 1은 발광 다이오드 소자의 구조를 나타낸 도면이다.
도 2는 박형화에 따른 백라이트 유닛 각각에 위치하는 발광 다이오드 소자와 빛의 진행 방향을 나타낸 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자 구조의 설명을 위해 일부를 잘라낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.
도 6a 및 도 6b는 비교예에 따른 발광 다이오드 소자와 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자 각각의 빛의 진행 방향을 나타낸 분포도이다.
도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.
도 8a는 유전체 박막의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 8b는 유전체 박막의 두께에 따른 반사율의 차이를 나타낸 그래프이다.
도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.
도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자에 고굴절 물질과 저굴절 박막을 반복하여 증착했을 때, 빛의 파장에 대한 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 구조로 형성된 발광 다이오드 소자가 적용된 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.
도 12a 내지 도 12d은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 단면도이다.
도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.1 is a diagram showing the structure of a light emitting diode device.
2 is a cross-sectional view illustrating a light emitting diode element positioned in each of the backlight units according to the reduction in thickness and a traveling direction of light.
3 is a view showing a backlight unit according to a first embodiment of the present invention.
4 is a partially cut-away cross-sectional view for explaining the structure of the light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention.
5 is a top view showing a light emitting diode device according to a first embodiment of the present invention.
6A and 6B are distribution diagrams showing a propagation direction of light in each of the light emitting diode devices according to the comparative example and the light emitting diode devices according to the first embodiment.
7 is a top view showing a light emitting diode device according to a second embodiment of the present invention.
8A is a graph showing a change in refractive index according to the thickness of a dielectric thin film, and FIG. 8B is a graph showing a difference in reflectance according to the thickness of a dielectric thin film.
9 is a top view showing a light emitting diode device according to a third embodiment of the present invention.
10 is a graph showing reflectance with respect to a wavelength of light when a high-refractive material and a low-refractive thin film are repeatedly deposited on the light emitting diode device according to the third embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view illustrating a backlight unit to which a light emitting diode device formed in a structure according to a first embodiment of the present invention is applied.
12A to 12D are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention.
13 is a cross-sectional view of a light emitting diode device according to a fourth embodiment of the present invention.
14A and 14B are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode device according to a fourth embodiment of the present invention.

이하, 실시예 및 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광 다이오드 소자 및 이를 포함하는 백라이트 유닛을 상세히 설명하도록 한다.Hereinafter, a light-emitting diode device and a backlight unit including the same according to the present invention will be described in detail with reference to embodiments and drawings.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛을 나타낸 도면이다.3 is a view showing a backlight unit according to a first embodiment of the present invention.

도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 백라이트 유닛은 케이스(124)와, 다수의 광학시트(123)와, 도광판(125)과, 발광 다이오드 소자(111)가 다수 배치된 LED 모듈(126)로 구성된다.3, in the backlight unit according to the first embodiment of the present invention, a case 124, a plurality of optical sheets 123, a light guide plate 125, and a plurality of light emitting diode elements 111 are disposed. It consists of an LED module 126.

케이스(124)는 상기 다수의 광학시트(123)와, 도광판(125)과, LED 모듈(126)을 수납하여 각각의 위치에서 벗어나지 않도록 고정할 수 있는 수납부를 구비하며, 하면이 개통된 형태이거나, 별도의 고반사 물질이 형성되지 않은 경우 하면에 반사판(127)을 별도로 구비할 수 있다.The case 124 is provided with a storage unit capable of accommodating the plurality of optical sheets 123, the light guide plate 125, and the LED module 126 so as not to deviate from their respective positions, and the lower surface thereof is opened or , When a separate highly reflective material is not formed, a reflective plate 127 may be separately provided on the lower surface.

다수의 광학시트(123)는 광원에서 출력된 빛을 집광, 분산시키는 것으로, 도광판(125)으로부터 나온 면 광원의 휘도 특성을 높이고, 더욱 균일한 면 광원이 공급되도록 하는 것으로, 프리즘 시트, 확산판 등이 이에 포함될 수 있다.The plurality of optical sheets 123 condens and disperse the light output from the light source, thereby increasing the luminance characteristics of the surface light source emitted from the light guide plate 125 and supplying a more uniform surface light source. And the like may be included therein.

도광판(125)은 광원에서 출력된 빛을 1차적으로 분산시키는 것으로, 일반적으로 광 투과율이 높은 것을 사용하며, 일면, 또는 양면에 빛을 반사시킬 수 있는 패턴이 형성된다.The light guide plate 125 primarily disperses light output from a light source, and generally uses a high light transmittance, and has a pattern capable of reflecting light on one side or both sides.

한편, 본 발명의 모든 실시예에 따른 도광판(125)은 1 내지 1.5mm의 두께로 형성되는 것을 특징으로 한다.On the other hand, the light guide plate 125 according to all embodiments of the present invention is characterized in that it is formed to a thickness of 1 to 1.5mm.

LED 모듈(126)은 내부, 또는 표면에 구비된 회로에 다수의 발광 다이오드 소자(111)를 배치한 것으로, 발광 다이오드 소자(111)에 과전압이 인가되어 발광 다이오드 소자(111)가 손상되는 것을 방지하기 위하여 제너 다이오드를 더욱 포함함으로써 발광 다이오드 소자(111)에 정전류가 흐르도록 할 수 있다.The LED module 126 has a plurality of light emitting diode elements 111 disposed inside or in a circuit provided on the surface, and prevents damage to the light emitting diode element 111 by applying an overvoltage to the light emitting diode element 111 For this purpose, a constant current may flow through the light emitting diode device 111 by further including a Zener diode.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는 서로 마주보는 양면에 고반사 물질층의 반사막이 형성된 것을 특징으로 하는 것으로, 별도의 몰드와 리드 프레임이 형성되지 않는 것을 특징으로 한다. 이로 인해 발광 다이오드 소자(111)의 크기가 감소하게 되는데, 이를 위한 상세한 구조는 아래 도 4를 참조하여 설명하도록 한다.
On the other hand, the light emitting diode device 111 according to the first embodiment of the present invention is characterized in that a reflective layer of a highly reflective material layer is formed on both sides facing each other, and a separate mold and lead frame are not formed. do. Accordingly, the size of the light emitting diode element 111 is reduced, and a detailed structure for this will be described with reference to FIG. 4 below.

도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자 구조의 설명을 위해 일부를 잘라낸 단면도이다.4 is a partially cut-away cross-sectional view for explaining the structure of the light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention.

도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는 봉지재(115)와, 제 1 기판(130)을 포함하는 LED 구조물(136)과, 제 2 기판(118)과, 어노드 및 캐소드 전극(116, 117)으로 형성되어 있다.As shown in Figure 4, the light emitting diode device 111 according to the first embodiment of the present invention includes an encapsulant 115, an LED structure 136 including a first substrate 130, and a second substrate It is formed of 118 and anode and cathode electrodes 116 and 117.

봉지재(115)는 LED 구조물(136)을 캡슐화하여 외부 환경으로 인한 손상을 방지하기 위한 것으로, 발광 다이오드 소자(111)가 표현하는 색에 따라 적어도 하나의 색을 형광시키는 형광체를 포함할 수 있다.The encapsulant 115 is for preventing damage due to the external environment by encapsulating the LED structure 136, and may include a phosphor that fluoresces at least one color according to the color expressed by the light emitting diode device 111. .

LED 구조물(136)은 제 1 기판(130)과, P형 반도체층(131)과, 액티브층(135)과, N형 반도체층(132)을 포함하는 것으로, 상기 어노드 및 캐소드 전극(116, 117)으로부터 P형 반도체층(131)과 N형 반도체층(132) 각각에 전자와 정공이 주입되고, 주입된 전자와 정공이 액티브층(135)을 통과하여 재결합할 때 빛을 발생시키는 것으로, P-N 접합 구조를 나타낸다.The LED structure 136 includes a first substrate 130, a P-type semiconductor layer 131, an active layer 135, and an N-type semiconductor layer 132, and the anode and cathode electrodes 116 , From 117, electrons and holes are injected into each of the P-type semiconductor layer 131 and the N-type semiconductor layer 132, and light is generated when the injected electrons and holes pass through the active layer 135 and recombine. , PN junction structure.

특히, LED 구조물(136)을 구성하는 물질인 P형 반도체층(131)은 도핑되는 물질에 따라 색이 변하는 특징이 있는데, 적색의 경우 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs), 갈륨 비소 인(GaAsP), 인화 갈륨(GaP) 등이 도핑되고, 녹색의 경우 갈륨 인(GaP), 인듐 갈륨 질소(InGaN) 등이 도핑되며, 청색의 경우 황화 아연(ZnS), 탄화규소(SiC), 질화 갈륨(GaN) 등과 같은 물질이 도핑된다.In particular, the P-type semiconductor layer 131, which is a material constituting the LED structure 136, has a characteristic that the color changes depending on the material to be doped. In the case of red, aluminum gallium arsenide (AlGaAs), gallium arsenide phosphorus (GaAsP), phosphorus Doped with gallium (GaP), etc., in green, gallium phosphorus (GaP), indium gallium nitrogen (InGaN), etc., in blue, zinc sulfide (ZnS), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), etc. The same material is doped.

백라이트 유닛에 사용되는 발광 다이오드 소자(111)는 적, 녹, 청색을 나타내는 LED가 혼용되어 사용되거나, 청색을 나타내는 LED에 형광체를 적용하여 형광체를 투과하는 빛이 백색을 나타내도록 하는 것이 일반적이다.As for the light emitting diode element 111 used in the backlight unit, red, green, and blue LEDs are used in combination, or a phosphor is applied to a blue LED so that the light transmitted through the phosphor displays white.

제 2 기판(118)은 상기 봉지재(115)와 상기 LED 구조물(136)을 고정시키는 것으로, 사파이어, 또는 유리 등의 재질로 이루어진다.The second substrate 118 fixes the encapsulant 115 and the LED structure 136 and is made of a material such as sapphire or glass.

제 2 기판(118)에는 어노드 콘택홀(CTA)과 캐소드 콘택홀(CTC)이 형성되어 있는 것이 특징으로, 이들에 의하여 LED 구조물(111)의 P형 반도체층(131)과 N형 반도체층(132)이 노출된다.The second substrate 118 is characterized in that an anode contact hole (CTA) and a cathode contact hole (CTC) are formed. By these, the P-type semiconductor layer 131 and the N-type semiconductor layer of the LED structure 111 are formed. 132 is exposed.

어노드 및 캐소드 전극(116, 117)은 각각 어노드 콘택홀(CTA)과 캐소드 콘택홀(CTC)을 통해 노출된 P형 반도체층(131) 및 N형 반도체층(132)에 각각 연결되는 것으로, 전자를 전달하거나 정공을 형성할 수 있다.
The anode and cathode electrodes 116 and 117 are respectively connected to the P-type semiconductor layer 131 and the N-type semiconductor layer 132 exposed through the anode contact hole CTA and the cathode contact hole CTC. , Can transfer electrons or form holes.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는 봉지재(115)의 서로 마주보는 양측면에 고반사 물질층(140)의 반사막이 더욱 형성된 것으로, 이는 아래 도 5를 참조하여 설명하도록 한다.
On the other hand, in the light emitting diode device 111 according to the first embodiment of the present invention, reflective films of the highly reflective material layer 140 are further formed on both sides of the encapsulant 115 facing each other. Let me explain.

도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.5 is a top view showing a light emitting diode device according to a first embodiment of the present invention.

도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는 LED 구조물(136) 및 봉지재가 형성된 것으로, 발광 다이오드 소자(111)의 봉지재의 서로 마주보는 양측면에 고반사 물질층(140)의 반사막이 형성된 것이다. As shown in FIG. 5, the light emitting diode device 111 according to the first embodiment of the present invention has an LED structure 136 and an encapsulant formed thereon, and is fixed on both sides of the encapsulant of the light emitting diode device 111 facing each other. A reflective layer of the reflective material layer 140 is formed.

이때, 상기 고반사 물질층(140)의 반사막은 가시광 영역(400~700㎚)대의 파장을 나타내는 빛을 85~90%이상 반사하는 특성을 갖는 알루미늄(Al)을 사용한 것으로, 방출된 빛이 도광판 외부로 새어나가 균일하지 않은 휘도를 갖는 면 형태의 광이 공급되는 것을 방지하기 위한 것이다.At this time, the reflective film of the highly reflective material layer 140 is made of aluminum (Al) having a property of reflecting 85 to 90% or more of light having a wavelength in the visible region (400 to 700 nm), and the emitted light is a light guide plate. This is to prevent the light in the form of a surface that leaks out and has non-uniform luminance from being supplied.

또한, 이는 발광 다이오드 소자(111)가 120도의 지향각을 나타내도록 하는데, 이는 아래 고반사 물질층(140)의 반사막이 형성되지 않은 발광 다이오드 소자(111)를 나타내는 비교예의 광 분포도를 나타낸 도 6a와 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)의 광 분포도를 나타낸 도 6b를 참조하여 설명하도록 한다.In addition, this causes the light emitting diode device 111 to exhibit a directivity angle of 120 degrees, which is a light distribution diagram of a comparative example showing the light emitting diode device 111 in which the reflective film of the high reflective material layer 140 is not formed below. And FIG. 6B showing a light distribution diagram of the light emitting diode device 111 according to the first embodiment will be described.

도 6a 및 도 6b는 비교예에 따른 발광 다이오드 소자와 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자 각각의 빛의 진행 방향을 나타낸 분포도이다.6A and 6B are distribution diagrams showing a propagation direction of light in each of the light emitting diode devices according to the comparative example and the light emitting diode devices according to the first embodiment.

양 측면에 고반사 물질층의 반사막이 형성되지 않은 발광 다이오드 소자(111)를 나타낸 비교예의 경우, 도 6a에 도시된 바와 같이 발생한 빛이 약 170도의 범위로 흩어져 나가는 것을 볼 수 있으나, 양 측면에 고반사 물질층(140)의 반사막이 형성된 발광 다이오드 소자(111)를 나타낸 제 1 실시예의 경우, 도 6b에 도시된 바와 같이 대부분의 빛이 120도의 지향각을 나타내며 진행하는 것을 볼 수 있다.In the case of the comparative example showing the light emitting diode device 111 in which the reflective layer of the highly reflective material layer is not formed on both sides, it can be seen that the generated light is scattered in a range of about 170 degrees as shown in FIG. 6A, but on both sides In the case of the first embodiment showing the light emitting diode device 111 on which the reflective layer of the highly reflective material layer 140 is formed, as shown in FIG. 6B, it can be seen that most of the light travels with a beam angle of 120 degrees.

이때, 비교예와 제 1 실시예에 따른 각각의 발광 다이오드 소자(111)는 600㎚로 동일한 크기로 제작된 것을 사용한 것이다.In this case, each of the light emitting diode devices 111 according to the comparative example and the first example was manufactured with the same size of 600 nm.

이러한 결과에 따라, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 종래의 몰드와, 몰드의 내부에 형성되는 고반사 수지를 구비하지 않고도 120도의 지향각을 나타내며, 1 내지 1.5mm의 두께로 형성되는 도광판에 빛을 정확하게 전달할 수 있는 것을 알 수 있다.According to this result, the light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention exhibits a directivity angle of 120 degrees without having a conventional mold and a highly reflective resin formed inside the mold, and has a thickness of 1 to 1.5 mm. It can be seen that light can be accurately transmitted to the formed light guide plate.

한편, 이하 제 2 및 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 구조는 제 1 실시예와 동일한 LED 구조물과 제 2 기판, 어노드 및 캐소드 전극, 봉지재를 포함하는 것으로, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 양 측면에 형성되는 고반사 물질층(140)의 반사막을 대체할 수 있는 구성과 이에 따른 각각의 효과를 나타내는 것이다.Meanwhile, the structure of the light emitting diode device according to the second and third embodiments includes the same LED structure as the first embodiment, a second substrate, an anode and a cathode electrode, and an encapsulant, according to the first embodiment. A configuration capable of replacing the reflective layer of the highly reflective material layer 140 formed on both sides of the light emitting diode device and its respective effects are shown.

제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 구조는 고반사 물질층과 이를 보호하기 위해 유전체층을 더욱 적층하는 것으로, 이는 아래 도 7을 참조하여 설명하도록 한다.
The structure of the light emitting diode device according to the second embodiment is that a highly reflective material layer and a dielectric layer are further stacked to protect it, which will be described with reference to FIG. 7 below.

도 7은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.7 is a top view showing a light emitting diode device according to a second embodiment of the present invention.

도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 LED 구조물(236)과 봉지재를 사이에 두고 서로 마주보는 양측면에 고반사 물질층(240)과 유전체층(241)이 순차적으로 적층 되어 반사막을 구성한다.7, the light emitting diode device according to the second embodiment of the present invention includes a high reflective material layer 240 and a dielectric layer 241 on both sides facing each other with the LED structure 236 and the encapsulant therebetween. These are sequentially stacked to form a reflective film.

이때, 상기 고반사 물질층(240)은 가시광 영역(400~700㎚)대의 파장을 나타내는 빛을 85~90%이상 반사하는 특성을 갖는 알루미늄(Al)을 사용한 것이고, 유전체 박막(241)은 이산화티탄(TiO2), 실리콘산화막(SiOx), 규소(Si), 오산화탄탈럼(Ta2O5), 알루미늄 옥시니트라이드(AlOxNy), 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화질화막(SiOxNy), 이산화티탄(TiO2)과 같은 물질을 사용할 수 있다.At this time, the highly reflective material layer 240 is made of aluminum (Al) having a property of reflecting 85 to 90% or more of light representing a wavelength in the visible light region (400 to 700 nm), and the dielectric thin film 241 is Titanium (TiO 2 ), silicon oxide film (SiOx), silicon (Si), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), aluminum oxynitride (AlOxNy), silicon nitride film (SiNx), silicon oxynitride film (SiOxNy), titanium dioxide A material such as (TiO 2 ) can be used.

유전체층(241)은 적층되는 두께에 따라 지속적으로 감소하는 굴절률을 나타내는데, 이는 반사율에도 영향을 미칠 수 있다. The dielectric layer 241 exhibits a refractive index that continuously decreases according to the thickness to be stacked, which may affect reflectivity as well.

이에 따른 효과는 아래 도 8a 및 도 8b를 참조하여 설명하도록 한다.
The effect of this will be described with reference to FIGS. 8A and 8B below.

도 8a는 유전체층의 두께에 따른 굴절률의 변화를 나타낸 그래프이고, 도 8b는 유전체층의 두께에 따른 반사율의 차이를 나타낸 그래프이다.8A is a graph showing a change in refractive index according to the thickness of the dielectric layer, and FIG. 8B is a graph showing a difference in reflectance according to the thickness of the dielectric layer.

도 8a에 도시된 바와 같이, 유전체층이 1.5㎛의 두께로 증착된 경우, 최대 굴절률은 약 1.8, 최소 굴절률은 약 0.8을 나타내는 것을 볼 수 있으나, 유전체층의 두께가 점점 두꺼워져 2.5㎛로 증착된 경우, 최대 굴절률이 약 1.6, 최소 굴절률이 약 0.6으로 감소하는 것을 볼 수 있다.As shown in FIG. 8A, when the dielectric layer is deposited to a thickness of 1.5 μm, it can be seen that the maximum refractive index is about 1.8 and the minimum refractive index is about 0.8. However, when the thickness of the dielectric layer becomes thicker and deposited to 2.5 μm , It can be seen that the maximum refractive index decreases to about 1.6, and the minimum refractive index decreases to about 0.6.

한편, 도 8b에 도시된 바와 같이, 유전체층이 1.45㎛로 증착된 경우, 빛이 녹색을 나타내는 파장인 520~600㎚에 한하여 알루미늄에 비해 높은 반사율을 나타내지만, 적외선 및 자외선 파장의 빛에 대한 반사율이 감소하는 것을 볼 수 있다.On the other hand, as shown in FIG. 8B, when the dielectric layer is deposited with 1.45 μm, the reflectance for light of infrared and ultraviolet wavelengths is higher than that of aluminum only for 520 to 600 nm, which is a wavelength in which light is green. You can see this decrease.

한편, 유전체층이 2.0㎛로 증착된 경우, 1.45㎛의 두께로 층착되는 유전체층의 반사율에 비해 520~600㎚의 파장 영역에서의 빛의 반사율이 크게 향상되는 것을 볼 수 있으며, 비가시광 영역에서 약 75% 이상의 반사율을 나타내고, 최대 약 72%까지 감소하는 것을 볼 수 있다.On the other hand, when the dielectric layer is deposited to a thickness of 2.0 μm, it can be seen that the reflectance of light in the wavelength region of 520 to 600 nm is greatly improved compared to that of the dielectric layer deposited to a thickness of 1.45 μm. It can be seen that it shows a reflectance of% or more and decreases up to about 72%.

이러한 결과에 따라, 본 발명의 제 2 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 비가시광 영역의 빛이 반사되는 것을 감소시키고, 1 내지 1.5mm의 두께로 형성되는 도광판에 빛을 전달할 수 있으며, 유전체층으로 고반사 물질층을 보호하는 효과를 나타낼 수 있다.
As a result, the light emitting diode device according to the second embodiment of the present invention can reduce reflection of light in the invisible light region, transmit light to a light guide plate formed with a thickness of 1 to 1.5 mm, and can be secured as a dielectric layer. It may exhibit an effect of protecting the reflective material layer.

한편, 상기 제 2 실시예에 따른 고반사 물질층과 유전체층을 대신하여 이산화규소(SiO2), 마그네슘 불화물(MgF2)과 같은 저굴절 물질로 이루어지는 저굴절 물질층과, 규소(Si), 이산화티탄(TiO2), 오산화탄탈럼(Ta2O5)와 같은 고굴절 물질로 이루어지는 고굴절 물질층을 순차적으로 반복 형성하는 경우, 특정 파장에 대해 높은 반사율을 갖는 반사막을 얻을 수 있으며, 이들 중 이산화규소(SiO2)와 규소(Si)를 이용하여 각각 저굴절 물질층 및 고굴절 물질층을 형성할 경우, 가시광 영역의 빛을 전부 반사시키는 효과를 나타내는 반사막을 얻을 수 있다.
Meanwhile, in place of the highly reflective material layer and the dielectric layer according to the second embodiment, a low refractive material layer made of a low refractive material such as silicon dioxide (SiO 2 ) and magnesium fluoride (MgF 2 ), silicon (Si), and dioxide When a high-refractive material layer made of a high-refractive material such as titanium (TiO 2 ) and tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ) is sequentially repeatedly formed, a reflective film having a high reflectance for a specific wavelength can be obtained, among which silicon dioxide When (SiO 2 ) and silicon (Si) are used to form a low-refractive material layer and a high-refractive material layer, respectively, a reflective film exhibiting an effect of reflecting all light in the visible light region can be obtained.

이러한 고굴절 물질과 저굴절 물질은 반복적으로 증착할 경우 특정 파장 내의 빛에 대한 반사도를 증가시키는 효과를 나타낼 수 있는데, 이는 아래 도 9를 참조하여 설명하도록 한다.
When such a high-refractive material and a low-refractive material are repeatedly deposited, an effect of increasing the reflectivity of light within a specific wavelength may be exhibited, which will be described with reference to FIG. 9 below.

도 9는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 나타낸 상면도이다.9 is a top view showing a light emitting diode device according to a third embodiment of the present invention.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 서로 마주보는 양측면에 고굴절 물질층(340)과 저굴절 물질층(341)이 반복되어 증착된 반사막이 형성되는 구조이다.9, in the light emitting diode device according to the third embodiment of the present invention, a high refractive material layer 340 and a low refractive material layer 341 are repeatedly formed on both sides facing each other to form a deposited reflective film. to be.

상기 고굴절 물질층(340)은 굴절률이 1.8 이상인 물질로 이루어 질 수 있으며, 저굴절 물질(341)은 굴절률이 1.8 이하인 물질로 이루어 질 수 있다.The high refractive material layer 340 may be made of a material having a refractive index of 1.8 or more, and the low refractive material 341 may be made of a material having a refractive index of 1.8 or less.

상기 고굴절 물질층(340)과 저굴절 물질층(341)은 반복하여 증착한 횟수가 증가할수록 반사율이 높아지는 반면, 반사시킬 수 있는 파장대의 폭이 점차 좁아지는 특성을 나타내는 것으로, 이에 따른 효과는 도 10을 참조하여 설명하도록 한다.
The high-refractive material layer 340 and the low-refractive material layer 341 have a characteristic that reflectance increases as the number of repeated deposition increases, while the width of the wavelength band that can be reflected gradually decreases. Please refer to 10 for explanation.

도 10은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자에 고굴절 물질층과 저굴절 물질층을 반복하여 형성 했을 때, 빛의 파장에 대한 반사율을 나타낸 그래프이다.10 is a graph showing reflectance with respect to a wavelength of light when a high refractive material layer and a low refractive material layer are repeatedly formed in the light emitting diode device according to the third embodiment of the present invention.

도 10에 도시된 바와 같이, 고굴절 물질층과 저굴절 물질층이 1회 반복되어 2중층의 반사막이 형성된 경우, 파장이 약 400㎚ 이상인 빛에 대하여 90% 이상의 반사율을 나타내고, 최대 96~97%의 반사율을 나타내고 있다.As shown in FIG. 10, when a double-layered reflective film is formed by repeating a high-refractive material layer and a low-refractive material layer once, reflectance of 90% or more is displayed for light having a wavelength of about 400 nm or more, and a maximum of 96 to 97%. It shows the reflectance of.

한편, 고굴절 물질층과 저굴절 물질층이 2회 반복되어 4중층의 반사막이 형성된 경우, 파장이 약 450~800㎚ 인 빛에 대하여 90% 이상의 반사율을 나타내고, 최대 98~99%의 반사율을 나타내고 있다.On the other hand, when the high-refractive material layer and the low-refractive material layer are repeated twice to form a four-layered reflective film, a reflectance of 90% or more is displayed for light having a wavelength of about 450 to 800 nm, and a maximum reflectance of 98 to 99% is displayed. have.

그리고, 고굴절 물질층과 저굴절 물질층이 3회 반복되어 6중층의 반사막이 형성된 경우, 파장이 약 460~720㎚ 인 빛에 대하여 90% 이상의 반사율을 나타내고, 최대 99~99.9%의 반사율을 나타내고 있다.In addition, when the high-refractive material layer and the low-refractive material layer are repeated three times to form a six-layered reflective film, a reflectance of 90% or more is displayed for light having a wavelength of about 460 to 720 nm, and a maximum reflectance of 99 to 99.9% is displayed. have.

이와 같이, 고굴절 물질층과 저굴절 물질층을 반복적으로 형성하는 경우, 반사시킬 수 있는 빛의 파장대은 좁아질 수 있으나, 가시광 영역(400~700㎚) 대부분의 빛에 대하여는 더 높은 반사율을 나타낼 수 있어 큰 손실 없이 매우 높은 반사율을 얻을 수 있다는 것을 알 수 있다.In this way, when the high-refractive material layer and the low-refractive material layer are repeatedly formed, the wavelength band of light that can be reflected may be narrowed, but a higher reflectance may be exhibited for most of the visible light range (400-700 nm). It can be seen that very high reflectivity can be obtained without significant loss.

상기 제 1 내지 제 3 실시예에 따른 구조로 형성되는 발광 다이오드 소자는 1 내지 1.5mm 이하의 두께를 갖는 도광판에 적용할 경우 빛의 손실과 빛샘 현상이 적은 것을 알 수 있는데, 이는 아래 도 11을 참조하여 설명하도록 한다.
When applied to a light guide plate having a thickness of 1 to 1.5 mm or less, the light emitting diode devices formed in the structure according to the first to third embodiments have less light loss and less light leakage, which is shown in FIG. 11 below. Please refer to the explanation.

도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자가 적용된 백라이트 유닛을 나타낸 단면도이다.11 is a cross-sectional view showing a backlight unit to which a light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention is applied.

도 11에 도시된 바와 같이, 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는 LED 모듈(126)의 회로와 어노드 및 캐소드 전극(미도시)이 연결되어 다수 배치되고, LED 구조물(136)과 제 2 기판(118), 봉지재(115) 및 고반사 물질층(140)의 반사막이 형성된 것으로, 출광면이 케이스(124)에 고정된 도광판(125)과 마주보는 것이다.As shown in FIG. 11, in the light emitting diode device 111 according to the first embodiment, a plurality of the circuits of the LED module 126 and the anode and cathode electrodes (not shown) are connected to each other to be arranged, and the LED structure 136 And a reflective film of the second substrate 118, the encapsulant 115, and the highly reflective material layer 140 is formed, and the light exit surface faces the light guide plate 125 fixed to the case 124.

이와 같은 구조의 발광 다이오드 소자(111)는 지향각이 120도를 나타내면서 도광판(125)의 외부로 진행하는 빛이 없어 빛의 손실이 매우 적을 뿐만 아니라, 빛샘 현상이 발생하지 않아 출력되는 면 광원의 휘도가 전체적으로 균일하게 되는 효과가 있다.The light emitting diode device 111 having such a structure has a directivity angle of 120 degrees and does not have light traveling to the outside of the light guide plate 125, so that the loss of light is very small, and the light leakage phenomenon does not occur. There is an effect that the luminance becomes uniform as a whole.

상기 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 LED 칩의 크기와 유사하게 형성되어 몰드를 포함하는 종래의 발광 다이오드 소자와 달리 1 내지 1.5mm 이하의 두께를 갖는 도광판에도 적용할 수 있으며, 도 6b와 같이 지향각이 제어됨과 동시에 높은 반사율을 나타내는 고반사 물질층, 고반사 물질층 및 유전체층, 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층의 다중층 중 하나인 반사막이 형성되어 빛의 손실 및 빛샘 문제에 대해 큰 효과를 나타내는 것을 알 수 있다.The light emitting diode device according to the first embodiment is formed similar to the size of the LED chip and can be applied to a light guide plate having a thickness of 1 to 1.5 mm or less, unlike a conventional light emitting diode device including a mold. As the directivity angle is controlled and at the same time, a reflective film, which is one of multiple layers of a high reflective material layer, a high reflective material layer and a dielectric layer, a high refractive material layer, and a low refractive material layer, which exhibits high reflectivity, is formed. It can be seen that it shows the effect.

이러한 발광 다이오드 소자는 웨이퍼에 칩을 형성한 후, 각 칩 사이즈로 절삭하는 공정 중에 형성할 수 있는데, 이는 아래 도 12a 내지 도 12d에서 제 1 실시예를 예로 들어 설명하도록 한다.
Such a light emitting diode device may be formed during a process of cutting a chip into each chip size after forming a chip on a wafer, which will be described by taking the first embodiment as an example in FIGS. 12A to 12D below.

도 12a 내지 도 12d은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 제조 공정을 나타낸 사시도이다.12A to 12D are perspective views illustrating a manufacturing process of a light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention.

도 12a에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 발광 다이오드 소자를 제조하기 위해서는 제 2 기판(118)상에 LED 구조물(136)과 봉지재(115)가 형성된 LED 웨이퍼를 절삭한 LED 바(181)가 구비되어야 한다.12A, in order to manufacture a light emitting diode device according to the first embodiment of the present invention, an LED wafer having an LED structure 136 and an encapsulant 115 formed on the second substrate 118 is cut. LED bar 181 should be provided.

상기 LED 바(181)는 일면에 LED 구조물(136)이 형성되고, 이의 맞은편에 어노드 및 캐소드 전극(미도시)이 제 2 기판(118) 내부의 콘택홀을 통해 LED 구조물(136)과 연결되도록 형성되는 것이다.The LED bar 181 has an LED structure 136 formed on one side thereof, and an anode and a cathode electrode (not shown) opposite the LED structure 136 through a contact hole inside the second substrate 118 It is formed to be connected.

상기와 같은 LED 바(181)는 도 12b와 같이 LED 구조물(136)이 형성된 발광면(180)을 옆으로 눕혀 일측면에 고반사 물질층(140)을 형성히는 공정이 필요하다.The LED bar 181 as described above requires a process of forming a highly reflective material layer 140 on one side by laying the light emitting surface 180 on which the LED structure 136 is formed as shown in FIG. 12B.

이때, LED 바(181)에 고반사 물질층(140)을 형성히기 위하여, e-Beam Evaporator 장비와 같이 고융점 금속 및 이산화규소(SiO2)의 박막을 기판상에 증착하거나 Ion-Beam Assistance Deposition과 같이 금속을 증착하면서 에너지를 갖는 이온을 기판의 표면에 조사하여 원하는 조성의 박막을 형성하는 방법을 사용할 수 있다.At this time, in order to form the highly reflective material layer 140 on the LED bar 181, a thin film of a high melting point metal and silicon dioxide (SiO 2 ) is deposited on the substrate or Ion-Beam Assistance Deposition, such as e-Beam Evaporator equipment. As described above, a method of forming a thin film having a desired composition by irradiating ions having energy to the surface of the substrate while depositing a metal can be used.

이후, 도 12c와 같이 일측면에 형성된 고반사 물질층(140)이 상부에 오도록 배치한 후, 상기 도 12b와 같은 공정을 진행하여 타측면에 고반사 물질층(140)을 형성함으로써, LED 바(181)의 양측면에 고반사 물질층(140)이 형성되도록 한다.Thereafter, as shown in FIG. 12C, the highly reflective material layer 140 formed on one side is disposed on the upper side, and then the high reflective material layer 140 is formed on the other side by performing the same process as in FIG. 12B. The highly reflective material layer 140 is formed on both sides of the 181.

이후, 도 12d와 같이 양측면에 고반사 물질층(140)이 형성된 LED 바(도 8a의 181)를 칩 크기의 사이즈로 절삭한다.Thereafter, as shown in FIG. 12D, the LED bar (181 in FIG. 8A) on which the highly reflective material layer 140 is formed on both sides is cut to a size of a chip size.

이와 같은 공정에 따라, 양측면에 고반사 물질층(140)이 형성된 발광 다이오드 소자(111)를 다수 확보할 수 있으며, 제 2 및 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자 또한 상기 도 12a 내지 도 12d에 도시된 공정을 수차례 반복하여 제조할 수 있다.
According to such a process, it is possible to secure a plurality of light emitting diode devices 111 having high reflective material layers 140 formed on both sides thereof, and light emitting diode devices according to the second and third embodiments are also shown in FIGS. 12A to 12D. It can be manufactured by repeating the illustrated process several times.

제 1 내지 제 3 실시예에 따른 발광 다이오드 소자에서는 반사막이 형성되는 양측면이 제2기판(118)에 대하여 수직으로(90도) 형성되지만, 다른 실시예에서는 반사막이 형성되는 양측면을 제2기판(118)에 대하여 경사지도록(45도 내지 90도) 형성할 수도 있는데, 이를 도면을 참조하여 설명한다.In the light emitting diode devices according to the first to third embodiments, both sides on which the reflective film is formed are formed perpendicularly (90 degrees) with respect to the second substrate 118, but in other embodiments, both sides on which the reflective film is formed are formed on the second substrate ( It may be formed to be inclined (45 degrees to 90 degrees) with respect to 118), which will be described with reference to the drawings.

도 13은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 단면도이다.13 is a cross-sectional view of a light emitting diode device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 13에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(111)는, 제 2 기판(118)과, 제 2 기판(118) 상부에 형성되는 LED 구조물(136)과, 제2기판(118) 상부에서 LED 구조물(136)을 덮는 봉지재(115)와, 봉지재(115)의 마주보는 양측면에 형성되는 반사막(440)을 포함한다. As shown in FIG. 13, the light emitting diode device 111 according to the fourth embodiment of the present invention includes a second substrate 118, an LED structure 136 formed on the second substrate 118, It includes an encapsulant 115 covering the LED structure 136 on the second substrate 118 and reflective films 440 formed on opposite sides of the encapsulant 115.

봉지재(115)는 LED 구조물(136)을 캡슐화하여 외부 환경으로 인한 손상을 방지하기 위한 것으로, 발광 다이오드 소자(111)가 표현하는 색에 따라 적어도 하나의 색을 형광시키는 형광체를 포함할 수 있다.The encapsulant 115 is for preventing damage due to the external environment by encapsulating the LED structure 136, and may include a phosphor that fluoresces at least one color according to the color expressed by the light emitting diode device 111. .

도시하지는 않았지만, 제 1 실시예와 마찬가지로, LED 구조물(136)은 제 1 기판과, P형 반도체 물질과, 액티브층과, N형 반도체 물질을 포함하며, 어노드 및 캐소드 전극으로부터 P형 반도체 물질과 N형 반도체 물질 각각에 전자와 정공이 주입되고, 주입된 전자와 정공이 액티브층을 통과하여 재결합할 때 빛을 출사하는 P-N 접합 구조를 갖는다.Although not shown, as in the first embodiment, the LED structure 136 includes a first substrate, a P-type semiconductor material, an active layer, and an N-type semiconductor material. It has a PN junction structure in which electrons and holes are injected into each of the and N-type semiconductor materials, and light is emitted when the injected electrons and holes pass through the active layer and recombine.

반사막(440)은, LED 구조물(136)로부터 출사된 광을 반사하여 발광면(180)으로 출광되도록 하는 역할을 하는데, 알루미늄(Al) 등의 고반사 물질층, 고반사 물질층 및 유전체층, 또는 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층의 다중층 일 수 있다. The reflective layer 440 serves to reflect light emitted from the LED structure 136 to emit light to the light emitting surface 180, and a highly reflective material layer such as aluminum (Al), a highly reflective material layer and a dielectric layer, or It may be a multilayer of a high refractive material layer and a low refractive material layer.

여기서, 반사막(440)이 형성되는 봉지재(115)의 마주보는 양측면은 제 2 기판(118) 및 발광면(180)에 평행한 수평면에 대하여 제 1 각(a1)의 경사각을 갖도록 형성되는데, 제 1 각(a1)은 약 45도 보다 크고 약 90도 보다 작은 값일 수 있다.Here, both side surfaces of the encapsulant 115 on which the reflective layer 440 is formed are formed to have an inclination angle of a first angle (a1) with respect to a horizontal surface parallel to the second substrate 118 and the light emitting surface 180, The first angle a1 may be greater than about 45 degrees and less than about 90 degrees.

이와 같이, 발광 다이오드 소자(111)의 반사막(440)이 형성되는 양측면을 발광면(180)을 향하도록 경사지게 형성함으로써, LED 구조물(136)로부터 출사된 광이 반사막(440)에서 반사된 후 봉지재(115) 내부에서 손실되지 않고 발광면(180)을 통하여 출광되도록 할 수 있다.In this way, by forming both sides of the light emitting diode device 111 on which the reflective film 440 is formed to be inclined toward the light emitting surface 180, the light emitted from the LED structure 136 is reflected from the reflective film 440 and then encapsulated. It is possible to emit light through the light emitting surface 180 without being lost inside the material 115.

즉, LED 구조물(136)로부터 출사된 광 중에는 수평면에 평행한 성분의 광도 존재할 수 있는데, 발광 다이오드 소자의 양측면이 수평면에 대하여 수직으로 형성된 경우 수평면에 평행한 성분의 출사광은 마주보는 양측면의 반사막에서 반복적으로 반사되다가 손실될 가능성이 있다.That is, among the light emitted from the LED structure 136, light having a component parallel to the horizontal plane may also exist. When both sides of the light emitting diode device are formed vertically with respect to the horizontal plane, the light emitted from the component parallel to the horizontal plane is a reflective film on both sides facing each other. There is a possibility that it will be repeatedly reflected and then lost.

그러나, 본 발명의 제 4 실시예에서는, 발광 다이오드 소자(111)의 반사막(440)이 형성되는 양측면을 발광면(180)을 향하도록 경사지게 형성함으로써, 봉지재(115) 내부에서의 광손실을 최소화하고 출광효율을 개선할 수 있다.
However, in the fourth embodiment of the present invention, by forming both sides of the light emitting diode element 111 on which the reflective film 440 is formed to be inclined toward the light emitting surface 180, light loss in the encapsulant 115 is reduced. It can be minimized and improved light emission efficiency.

이러한 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 제조방법을 도면을 참조하여 설명한다. A method of manufacturing a light emitting diode device according to the fourth embodiment will be described with reference to the drawings.

도 14a 및 도 14b는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다. 14A and 14B are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode device according to a fourth embodiment of the present invention.

도 14a에 도시한 바와 같이, LED 웨이퍼(118a)의 일면에 다수의 LED 구조물(136)를 형성한 후, 다수의 LED 구조물(136)을 덮는 봉지재(15)를 형성한다.14A, after forming a plurality of LED structures 136 on one surface of the LED wafer 118a, an encapsulant 15 covering the plurality of LED structures 136 is formed.

도시하지는 않았지만, 다수의 LED 구조물(136)이 형성된 일면과 반대되는 LED 웨이퍼(118a)의 타면에는 어노드 전극 및 캐소드 전극이 형성되어 다수의 LED 구조물(136) 각각에 연결된다.Although not shown, an anode electrode and a cathode electrode are formed on the other surface of the LED wafer 118a opposite to one surface on which the plurality of LED structures 136 are formed, and are connected to each of the plurality of LED structures 136.

이러한 LED 웨이퍼(118a)는 후속 공정에서 절단에 의하여 발광 다이오드 소자(111)의 제 2 기판(118)이 되는 부분으로, 사파이어, 유리 등의 재질로 이루어 질 수 있다.The LED wafer 118a is a portion that becomes the second substrate 118 of the LED device 111 by cutting in a subsequent process, and may be made of a material such as sapphire or glass.

그리고, 다수의 LED 구조물(136) 및 봉지재(15)가 형성된 LED 웨이퍼(118a)를 절삭톱(190)을 이용하여 절단한다.Then, the LED wafer 118a on which the plurality of LED structures 136 and the encapsulant 15 are formed is cut using a cutting saw 190.

이때, 절삭톱(190)은 일단의 측면이 수평면에 대하여 제 1 각(a1)을 갖고 중심면에 대하여 제 2 각(a2)을 갖는 원판 형태 일 수 있는데, 제 1 각(a1)과 제 2 각(a2)의 합은 90도이다. At this time, the cutting saw 190 may be in the form of a disk having a first angle (a1) with respect to the horizontal plane and a second angle (a2) with respect to the central plane, the first angle (a1) and the second The sum of the angles (a2) is 90 degrees.

도 14b에 도시한 바와 같이, LED 웨이퍼(118a)를 중심면에 대하여 일단의 측면이 제 2 각(a2)(=90도-a1)을 갖는 절삭톱(190)을 이용하여 절단함으로써, 다수의 LED 바(181)를 형성한다. As shown in Fig. 14B, by cutting the LED wafer 118a using a cutting saw 190 having a second angle (a2) (=90 degrees-a1) at one end with respect to the central plane, a number of The LED bar 181 is formed.

이때, 절삭톱(190) 일단의 측면이 제 2 각(a2)를 가지므로, 다수의 LED 바(181) 각각의 마주보는 양측면은 LED 웨이퍼(118a), 즉 제 2 기판(181) 및 발광면(180)에 대하여 제 1 각(a1)의 경사각을 갖는다. At this time, since the side surface of one end of the cutting saw 190 has a second angle (a2), the opposite side surfaces of each of the plurality of LED bars 181 are the LED wafer 118a, that is, the second substrate 181 and the light emitting surface It has an inclination angle of the first angle a1 with respect to (180).

즉, 일단의 측면이 제 2 각(a2)인 절삭톱(190)을 이용하여 LED 웨이퍼(118a)를 절단함으로써, 양측면이 제 1 각(a1)의 경사각을 갖는 다수의 LED 바(181)를 용이하게 형성할 수 있다.That is, by cutting the LED wafer 118a using a cutting saw 190 having a second angle (a2) on the side of one end, a plurality of LED bars 181 having an inclination angle of the first angle (a1) on both sides are obtained. It can be formed easily.

이후, 도시하지는 않았지만, 도 12b 내지 도 12c와 동일한 공정을 통하여, 다수의 LED 바(181) 각각의 양측면에 고반사 물질층, 고반사 물질층 및 유전체층, 또는 고굴절 물질층 및 저굴절 물질층의 다중층으로 반사막을 형성하고, 다수의 LED 바(181) 각각을 칩 사이즈로 절단함으로써, 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자(도 13의 111)를 완성할 수 있다.
Thereafter, although not shown, through the same process as in FIGS. 12B to 12C, a high-reflective material layer, a high-reflective material layer and a dielectric layer, or a high-refractive material layer and a low-refractive material layer are formed on both sides of each of the plurality of LED bars 181. By forming a reflective film with multiple layers and cutting each of the plurality of LED bars 181 into a chip size, a light emitting diode device (111 in FIG. 13) according to the fourth embodiment may be completed.

이러한 제 4 실시예의 발광 다이오드 소자의 광특성을 표를 참조하여 설명한다. The optical characteristics of the light emitting diode device of the fourth embodiment will be described with reference to the table.

표 1은 본 발명의 제 1 실시예 및 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자의 광특성을 나타내는 표이다. Table 1 is a table showing optical characteristics of light emitting diode devices according to the first and fourth embodiments of the present invention.

[표 1][Table 1]

Figure 112014085377313-pat00001
Figure 112014085377313-pat00001

표 1에 나타낸 바와 같이, 반사막이 형성된 양측면이 수평면에 수직(경사각 90도)한 제 1 실시예의 발광 다이오드 소자는 약 54.55(lm)의 광속을 갖는 반면, 반사막이 형성된 양측면이 수평면에 대하여 약 70도 및 약 60도의 경사각을 갖는 제 4 실시예의 발광 다이오드 소자는 각각 약 56.65(lm) 및 약 58.05(lm)의 광속을 갖는다.As shown in Table 1, the light emitting diode device of the first embodiment in which both sides on which the reflective film is formed is perpendicular to the horizontal plane (inclination angle of 90 degrees) has a luminous flux of about 54.55 (lm), while both sides on which the reflective film is formed are about 70 with respect to the horizontal plane. The light emitting diode device of the fourth embodiment having an inclination angle of about 60 degrees and about 60 degrees has a luminous flux of about 56.65 (lm) and about 58.05 (lm), respectively.

따라서, 제 1 실시예의 발광 다이오드 소자의 광속을 기준(100%)으로 제 4 실시예의 발광 다이오드 소자의 광속은 각각 약 103.8% 및 약 106.4%가 되어, 경사각이 작아질수록 출광효율이 개선됨을 알 수 있다. Therefore, based on the light flux of the light emitting diode device of the first embodiment (100%), the light flux of the light emitting diode device of the fourth embodiment is about 103.8% and about 106.4%, respectively. I can.

물론, 경사각이 지나치게 작아질 경우 지향각이 지나치게 커져서 도광판에 입사되지 않고 손실되는 광량이 증가할 수 있으므로, 경사각은 약 45도보다 크고 약 90도보다 작은 범위를 갖는 것이 바람직하다.
Of course, when the inclination angle is too small, the beam angle becomes too large to increase the amount of light that is lost without being incident on the light guide plate. Therefore, it is preferable that the inclination angle has a range greater than about 45 degrees and less than about 90 degrees.

상기 제 1 내지 제 4 실시예에 따른 발광 다이오드 소자는 LED 칩과 동일한 사이즈로 형성됨에 따라 120도의 지향각을 갖게 되어 1.5mm 이하의 두께를 갖는 도광판에 적용할 경우에도 발광 다이오드 소자의 크기로 인한 도광판 외부 빛샘 현상이 발생하지 않게 되며, 발광 다이오드 소자 자체에 반사막을 형성하여 별도의 몰드가 필요 없어 단가를 낮출 수 있고, 형성된 반사막의 반사율을 조절하는 방법에 따라 요구되는 파장의 반사율을 높이거나 낮출 수 있게 되어 광원 출력 효율을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖게 된다.Since the light emitting diode devices according to the first to fourth embodiments are formed in the same size as the LED chips, they have a directivity angle of 120 degrees, so even when applied to a light guide plate having a thickness of 1.5 mm or less, due to the size of the light emitting diode devices. Light leakage from outside the light guide plate does not occur, and a reflective film is formed on the light emitting diode element itself, so that a separate mold is not required, so the unit cost can be lowered.According to the method of adjusting the reflectance of the formed reflective film, the reflectance of the required wavelength is increased or decreased. As a result, the light source output efficiency can be further improved.

그리고, 발광 다이오드 소자의 측면을 경사지도록 형성함으로써, 발광 다이오드 소자 내부에서의 광손실을 최소화하여 출광효율을 개선할 수 있다.
In addition, by forming the side of the LED device to be inclined, light loss in the inside of the LED device can be minimized to improve light emission efficiency.

또한, 본 발명의 실시예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위 내에서 자유로운 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 보호범위는 첨부된 특허청구범위 및 이와 균등한 범위 내에서의 본 발명의 변형을 포함한다.
In addition, the embodiments of the present invention are merely exemplary, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can freely modify within the scope not departing from the gist of the present invention. Accordingly, the scope of protection of the present invention includes modifications of the present invention within the scope of the appended claims and equivalents thereto.

111 : 발광 다이오드 소자 115 : 봉지재
130 : 제 1 기판 136 : LED 구조물
118 : 제 2 기판 116, 117 : 어노드 및 캐소드 전극
124 : 케이스 125 : 도광판
126 : LED 모듈111: light-emitting diode element 115: sealing material
130: first substrate 136: LED structure
118: second substrate 116, 117: anode and cathode electrodes
124: case 125: light guide plate
126: LED module

Claims (16)

제 1 기판을 포함하는 LED 구조물과;
상기 LED 구조물이 고정되는 제 2 기판과;
상기 LED 구조물을 덮도록 상기 제 2 기판의 일면에 형성되는 봉지재와;
상기 제 2 기판의 양 측면과 상기 봉지재의 양 측면에 각각 일체형으로 형성되는 반사막
을 포함하고,
상기 반사막은, 상기 봉지재의 양 측면에 배치되는 고반사 물질층과, 상기 고반사 물질층의 외면에 배치되는 유전체층을 포함하고,
상기 유전체층은, 1.5μm의 두께에서 1.8의 최대 굴절률과 0.8의 최소 굴절률을 갖고, 2.5μm의 두께에서 1.6의 최대 굴절률과 0.6의 최소 굴절률을 갖는 발광 다이오드 소자.
An LED structure including a first substrate;
A second substrate to which the LED structure is fixed;
An encapsulant formed on one surface of the second substrate to cover the LED structure;
Reflective films integrally formed on both sides of the second substrate and both sides of the encapsulant
Including,
The reflective layer includes a highly reflective material layer disposed on both sides of the encapsulant, and a dielectric layer disposed on an outer surface of the highly reflective material layer,
The dielectric layer has a maximum refractive index of 1.8 and a minimum refractive index of 0.8 at a thickness of 1.5 μm, and a light emitting diode device having a maximum refractive index of 1.6 and a minimum refractive index of 0.6 at a thickness of 2.5 μm.
 제 1 항에 있어서,
상기 LED 구조물은,
상기 제 1 기판의 일면에 위치하는 P형 반도체층과;
상기 P형 반도체층의 일면에 위치하는 액티브층과;
상기 액티브층의 일면에서 위치하는 N형 반도체층
을 포함하고,
상기 제 2 기판에는 상기 P형 반도체층과 상기 N형 반도체층 각각에 연결되는 어노드 및 캐소드 전극이 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자.
The method of claim 1,
The LED structure,
A P-type semiconductor layer positioned on one surface of the first substrate;
An active layer positioned on one surface of the P-type semiconductor layer;
N-type semiconductor layer located on one side of the active layer
Including,
An anode and a cathode electrode connected to each of the P-type semiconductor layer and the N-type semiconductor layer are formed on the second substrate.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 고반사 물질층은 400~700㎚의 파장 영역의 반사도가 90% 이상인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자.
The method of claim 1,
The light-emitting diode device, wherein the highly reflective material layer has a reflectivity of 90% or more in a wavelength range of 400 to 700 nm.
 제 1 항에 있어서,
상기 유전체층은 이산화티탄(TiO2), 실리콘산화막(SiOx), 규소(Si), 오산화탄탈럼(Ta2O5), 알루미늄 옥시니트라이드(AlOxNy), 실리콘질화막(SiNx), 실리콘산화질화막(SiOxNy), 이산화티탄(TiO2) 중 선택된 하나 또는 이들의 조합 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자.
The method of claim 1,
The dielectric layer is titanium dioxide (TiO 2 ), silicon oxide film (SiOx), silicon (Si), tantalum pentoxide (Ta 2 O 5 ), aluminum oxynitride (AlOxNy), silicon nitride film (SiNx), silicon oxynitride film (SiOxNy). ), titanium dioxide (TiO 2 ), or a combination thereof.
 삭제delete 제 1 항에 있어서,
상기 봉지재의 양측면은 상기 제 2 기판에 대하여 제 1 각의 경사각으로 경사지도록 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자.
The method of claim 1,
Both side surfaces of the encapsulant are formed to be inclined at a first angle with respect to the second substrate.
 제 7 항에 있어서,
상기 제 1 각은 45도 보다 크고 90도 보다 작은 값인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자.
The method of claim 7,
The first angle is a light emitting diode device, characterized in that a value greater than 45 degrees and less than 90 degrees.
 일면에 다수의 LED 구조물 및 봉지재가 형성되고 타면에 어노드 전극 및 캐소드 전극이 형성된 LED 웨이퍼를 바 형태로 절삭하여 다수의 LED 바를 형성하는 단계와;
상기 다수의 LED 바의 상기 웨이퍼의 일 측면과 상기 봉지재의 일 측면에 반사막을 일체형으로 형성하는 단계와;
상기 다수의 LED 바의 배치를 변경한 후, 상기 일 측면과 마주보는 상기 다수의 LED 바의 상기 웨이퍼의 타 측면과 상기 봉지재의 타 측면에 반사막을 일체형으로 형성하는 단계와;
상기 다수의 LED 바 각각을 칩 단위로 절삭하여 각각이 상기 LED 구조물 및 상기 봉지재로 이루어지는 발광 다이오드 소자를 형성하는 단계
를 포함하고,
상기 반사막은, 상기 봉지재의 양 측면에 배치되는 고반사 물질층과, 상기 고반사 물질층의 외면에 배치되는 유전체층을 포함하고,
상기 유전체층은, 1.5μm의 두께에서 1.8의 최대 굴절률과 0.8의 최소 굴절률을 갖고, 2.5μm의 두께에서 1.6의 최대 굴절률과 0.6의 최소 굴절률을 갖는 발광 다이오드 소자의 제조 방법.
Cutting an LED wafer having a plurality of LED structures and encapsulants formed on one surface thereof and an anode electrode and a cathode electrode formed on the other surface into a bar shape to form a plurality of LED bars;
Integrally forming a reflective film on one side of the wafer and one side of the encapsulant of the plurality of LED bars;
After changing the arrangement of the plurality of LED bars, integrally forming a reflective film on the other side of the wafer of the plurality of LED bars facing the one side and the other side of the encapsulant;
Cutting each of the plurality of LED bars in a chip unit to form a light emitting diode device each comprising the LED structure and the encapsulant
Including,
The reflective layer includes a highly reflective material layer disposed on both sides of the encapsulant, and a dielectric layer disposed on an outer surface of the highly reflective material layer,
The dielectric layer has a maximum refractive index of 1.8 and a minimum refractive index of 0.8 at a thickness of 1.5 μm, and a maximum refractive index of 1.6 and a minimum refractive index of 0.6 at a thickness of 2.5 μm.
 제 9 항에 있어서,
상기 반사막을 형성하는 단계는 e-Beam Evaporator 장비를 사용하여 증착하는 방법을 사용하거나, 금속을 증착하면서 에너지를 갖는 이온을 기판의 표면에 조사하여 박막을 형성하는 방법을 사용하는 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자의 제조 방법.
The method of claim 9,
In the step of forming the reflective film, a method of depositing using an e-Beam Evaporator equipment is used, or a method of forming a thin film by irradiating ions having energy to the surface of a substrate while depositing a metal is used. Method of manufacturing a diode device.
 제 9 항에 있어서,
상기 다수의 LED 바는, 양측면이 상기 LED 웨이퍼에 대하여 제 1 각의 경사각으로 경사지도록 형성되고,
상기 LED 웨이퍼는, 일단의 측면이 중심면에 대하여 제 2 각을 갖는 원판 형태인 절삭톱을 이용하여 절단되고,
상기 제 1 각과 상기 제 2 각의 합은 90도인 것을 특징으로 하는 발광 다이오드 소자의 제조 방법.
The method of claim 9,
The plurality of LED bars are formed such that both side surfaces are inclined at a first angle of inclination with respect to the LED wafer,
The LED wafer is cut using a cutting saw in the form of a disk having a side surface of one end having a second angle with respect to the center surface,
A method of manufacturing a light emitting diode device, wherein the sum of the first angle and the second angle is 90 degrees.
 제 1 항, 제 2 항, 제 4 항, 제 5 항, 제 7 항, 제 8 항 중 선택된 어느 한 항의 발광 다이오드 소자가 배열된 발광 다이오드 모듈과;
상기 발광 다이오드 모듈로부터 빛을 입광받는 도광판과;
상기 도광판으로부터 빛을 받는 복수의 광학 시트와;
상기 발광 다이오드 모듈과, 상기 도광판과, 상기 광학 시트를 수납할 수 있는 수납부가 형성된 케이스
를 포함하고,
상기 발광 다이오드 소자는 120도의 지향각을 갖는 백라이트 유닛.
A light-emitting diode module in which the light-emitting diode elements of any one of claims 1, 2, 4, 5, 7 and 8 are arranged;
A light guide plate receiving light from the light emitting diode module;
A plurality of optical sheets receiving light from the light guide plate;
A case in which the light-emitting diode module, the light guide plate, and a storage unit capable of accommodating the optical sheet are formed
Including,
The light emitting diode device is a backlight unit having a directivity angle of 120 degrees.
 제 12 항에 있어서,
상기 도광판은 두께가 1 내지 1.5mm인 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 12,
The light guide plate is a backlight unit, characterized in that the thickness is 1 to 1.5mm.
 제 12 항에 있어서,
상기 복수의 광학 시트는 프리즘 시트 및 확산판을 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 12,
The plurality of optical sheets include a prism sheet and a diffusion plate.
 제 12 항에 있어서,
상기 케이스는 반사판을 더욱 포함하는 것을 특징으로 하는 백라이트 유닛.
The method of claim 12,
The case further comprises a reflector.
 삭제delete
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