KR20110139445A - 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광 소자는 하면이 0.1nm 이상 10nm 이하의 거칠기를 갖는 기판; 상기 기판 상면 위에 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층; 상기 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 적층되는 다중 박막 미러; 및 상기 다중 박막 미러 아래에 메탈층을 포함한다.
Description
본 발명은 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경 친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예는 반사율을 개선하여 발광 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 하면이 0.1nm 이상 10nm 이하의 거칠기를 갖는 기판; 상기 기판 상면 위에 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층; 상기 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 적층되는 다중 박막 미러; 및 상기 다중 박막 미러 아래에 메탈층을 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 하면이 0.1nm 이상 10nm 이하의 거칠기를 갖는 기판을 형성하는 단계; 상기 기판 상에 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층을 형성하는 단계; 상기 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 적층되는 다중 박막 미러; 상기 다중 박막 미러 아래에 메탈층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
실시예는 반사율을 개선하여 발광 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법, 발광 소자 패키지, 조명 시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 단면도
도 2는 도 1의 발광 소자의 다중 박막 미러 및 메탈층을 나타내는 도면
도 3은 기판의 표면 거칠기에 따른 반사율을 나타낸 그래프
도 4 내지 도 6는 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하는 도면
도 7은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
도 8은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시하는 도면
도 9는 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 유닛의 사시도.
도 2는 도 1의 발광 소자의 다중 박막 미러 및 메탈층을 나타내는 도면
도 3은 기판의 표면 거칠기에 따른 반사율을 나타낸 그래프
도 4 내지 도 6는 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하는 도면
도 7은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
도 8은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 백라이트 유닛을 도시하는 도면
도 9는 실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 유닛의 사시도.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여(indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법, 발광 소자 패키지 및 조명 시스템에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이고 도 2는 도 1의 다중 박막 미러 및 메탈층을 나타내는 도면이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 형성되는 제1 도전형의 반도체층(130), 상기 제1 도전형의 반도체층(130) 상에 형성되는 제2 도전형의 반도체층(150), 상기 제1 도전형의 반도체층(130)과 제2 도전형의 반도체층(150)의 사이에 배치되는 활성층(140)을 포함하는 발광 구조층(145), 상기 제2 도전형의 반도체층(150) 상에 형성되는 투명 전극층(160), 상기 제1 도전형의 반도체층(130) 상에 형성되는 제1 전극(131), 상기 투명 전극층(160) 상에 형성되는 제2 전극(161), 상기 기판(110) 아래에 형성되며 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층(105a) 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층(105b)이 반복적으로 적층되는 다중 박막 미러(105), 상기 다중 박막 미러(105)의 아래에 형성되며 활성층(140)에서 생성된 빛을 반사하는 메탈(metal)층(103)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형의 반도체층(130)은 n형 도펀트를 포함하는 n형 질화물 반도체층이고, 상기 제2 도전형의 반도체층(150)이 p형 도펀트를 포함하는 p형 질화물 반도체층인 것이 예시되어 있으나, 상기 제1 도전형의 반도체층(130)이 p형 도펀트를 포함하는 p형 질화물 반도체층이 되고 상기 제2 도전형의 반도체층(150)이 n형 도펀트를 포함하는 n형 질화물 반도체층이 될 수도 있다. 다만, 본 발명은 이에 대해 한정하지는 않으며, 상기 발광 구조층(145)의 적층 구조 및 재질은 다양하게 변형 가능하다.
상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlN, SiC, Si, GaAs, GaP, InP, Ge, 또는 Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(110) 상에는 상기 발광 구조층(145)이 성장되어 형성될 수 있다. 상기 기판(110)의 하면은 0.1nm 이상 10nm 이하의 거칠기를 갖도록 형성될 수 있다.
상기 발광 구조층(145)은 상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(161)으로부터 전원을 공급받아 빛을 발생시키는 상기 활성층(140)을 포함하며, 예를 들어, 상기 활성층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 화합물 반도체 재료로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 전극(161)과 상기 제2 도전형의 반도체층(150) 사이에는 전류 퍼짐성의 향상을 위해 투명 전극층(160)이 형성될 수 있다.
상기 발광 구조층(145)의 활성층(140)에서 생성되어 방출되는 빛은 상기 발광 소자(100)의 상면 및 측면을 통해 외부로 방출될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 상기 발광 소자(100)의 상면 및/또는 측면에는 빛의 추출 효율을 향상시키기 위해 요철 구조, 러프니스(roughness) 등이 형성될 수 있다.
한편, 상기 발광 구조층(145)에서 발생되어 아랫 방향, 즉, 상기 기판(110)을 향해 입사되는 빛을 외부로 추출시키기 위해서는 이를 반사(Reflect)시켜 상기 발광 소자(100)의 상면 또는 측면으로 향하게 해야 한다.
실시예에 따른 상기 다중 박막 미러(105) 및 메탈층(103)은 상기 발광 구조층(145)에서 발생되어 아랫 방향으로 향하는 빛을 고효율로 반사시키기 위한 층이다.
상기 다중 박막 미러(105)는 제1 굴절률(n1)을 갖는 제1 박막층(105a)과, 상기 제1 굴절률(n1)과 상이한 제2 굴절률(n2)을 갖는 제2 박막층(105b)이 적어도 1회 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 박막층(105a)의 재질은 SiO2, TiO2, MgF, SixNy 중 어느 하나의 재질을 가지며, 상기 제2 박막층(105b)의 재질은 SiO2, TiO2, MgF, SixNy 중 어느 하나의 재질로서 상기 제1 박막층(105a)의 재질과 다른 재질을 가질 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상술한 재질은 증착 방법 등에 의해 형성하기가 용이한 장점이 있다.
또한, 상기 제1 박막층(105a)과 제2 박막층(105b)의 굴절률 차이가 1 이상인 경우, 바람직하게는 상기 제1 박막층(105a)과 제2 박막층(105b)은 적어도 4회 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 과정에 의해 기판(110)의 하부에 다중 박막 미러(105)를 형성한 후, 메탈층(103)을 적층한다. 상기 메탈층(103)은 반사율이 좋은 물질로 형성되며, Al 또는 Ag 중 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있고 메탈층(103)의 두께는 50nm 내지 100nm의 범위로 형성할 수 있다.
상기 다중 반사 미러(105)와 메탈층(103)이 형성됨에 따라, 상기 발광 구조층(145)으로부터 다양한 입사각을 가지고 입사되는 빛 중 상기 다중 반사 미러(105) 및 메탈층(103)에 의해 반사되는 빛의 양이 증가될 수 있다.
도 3은 기판의 표면 거칠기에 따른 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 3에 나타난 바와 같이, 기판(110)의 표면 거칠기가 증가할수록 반사율이 떨어지는 것을 알 수 있다. 따라서 상기 기판(110)의 표면거칠기는 0.1 내지 10nm의 값을 갖도록 형성하는 것이 바람직하다.
실시예에 따르면 광추출효율이 개선된 발광소자를 제공할 수 있다.
이하, 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6은 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 기판(110) 상에 상기 발광 구조층(145)을 형성할 수 있다. 상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlN, SiC, Si, GaAs, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(110)은 광추출효율을 향상시키기 위해 하면이 0.1nm 이상 10nm 이하의 표면 거칠기를 갖도록 형성할 수 있다. 상기 표면 거칠기는 습식식각, 건식식각 등의 방법에 의해서 형성될 수 있다.
상기 발광 구조층(145)은 복수의 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체층을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(130), 상기 제1 도전형 반도체층(130) 위에 활성층(140), 상기 활성층(140) 위에 상기 제2 도전형 반도체층(150)을 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(130)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 화학식은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)이고, 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 N형 도펀트를 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층(130)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 활성층(140)은 상기 제1 도전형 반도체층(130) 위에 형성되며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 상기 활성층(140)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층의 주기, 예를 들면 InGaN 우물층/GaN 장벽층 또는 InGaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
상기 활성층(140)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(150)은 상기 활성층(140) 아래에 형성되며, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체로 화학식은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)이고, 예컨대, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(150)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn 등과 같은 P형 도펀트를 포함할 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 도전형의 반도체층(130)이 노출되도록 메사 에칭(mesa-etching)을 실시할 수 있고, 상기 제1 도전형의 반도체층(130) 상에는 제1 전극(131)이 형성되고, 상기 제2 도전형의 반도체층(150) 상에는 제2 전극(161)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(161)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 전극(161) 및 상기 제2 도전형의 반도체층(150) 사이에는 전류 퍼짐성 향상을 위해 투명 전극층(160)이 더 형성될 수 있다. 투명 전극층(160)은 예를 들어, ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 기판(110)의 아래에 다중 박막 미러(105)와 메탈층(103)을 형성할 수 있다. 기판(110) 상에 발광 구조층(145)과 제1, 제2전극(131, 161)을 형성한 후에 다중 박막 미러(105)와 메탈층(103)을 형성하나 형성하는 순서는 이에 한정되지 않는다.
이후, 기판(110) 아래에 제1 굴절률(n1)을 갖는 제1 박막층(105a)과, 상기 제1 굴절률(n1)과 상이한 제2 굴절률(n2)을 갖는 제2 박막층(105b)을 적어도 1회 반복적으로 적층하여 다중 박막 미러(105)를 형성할 수 있다.
상기 제1 박막층(105a)의 재질은 SiO2, TiO2, MgF, SixNy 중 어느 하나의 재질을 가지며, 상기 제2 박막층(105b)의 재질은 SiO2, TiO2, MgF, SixNy 중 어느 하나의 재질로서 상기 제1 박막층(105a)의 재질과 다른 재질을 가질 수 있고 PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 전자빔(E-beam) 증착 등의 증착 방식에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
다음으로, 다중 박막 미러(105) 아래에 메탈층(103)을 적층한다. 메탈층(103)은 반사율이 좋은 물질로 형성되며, Al 또는 Ag 중 적어도 하나 이상으로 형성될 수 있고 메탈층(103)의 두께는 50nm 내지 100nm의 범위로 형성하는 것이 바람직하다.
또한 다중 박막 미러(105)와 메탈층(103)의 접착력을 향상시키기 위하여 다중 박막 미러(105)와 메탈층(103)의 사이에 선택적으로 결합층(104)을 형성할 수 있다. 결합층(104)은 접착력을 향상시키나 반사율을 고려하여 1nm 정도의 두께를 갖도록 형성하는 것이 바람직하고 Cr, Ni, Au 중 적어도 하나의 물질로 형성할 수 있다.
도 7은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(30)와, 상기 패키지 몸체(30)에 설치된 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과, 상기 패키지 몸체(30)에 설치되어 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(40)를 포함한다.
상기 패키지 몸체(30)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 측면이 경사면으로 형성된 캐비티를 가질 수 있다.
상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체(30) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제1 전극층(31) 및 상기 제2 전극층(32)과 와이어(50)를 통해 전기적으로 연결된다.
상기 몰딩부재(40)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(40)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 또는 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 또는 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 또는 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 8은 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 사용한 백라이트 유닛을 도시하는 도면이다. 다만, 도 8의 백라이트 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8을 참조하면, 상기 백라이트 유닛(1100)은 바텀 프레임(1140)과, 상기 바텀 프레임(1140) 내에 배치된 광가이드 부재(1120)와, 상기 광가이드 부재(1120)의 적어도 일 측면 또는 하면에 배치된 발광 모듈(1110)을 포함할 수 있다. 또한, 상기 광가이드 부재(1120) 아래에는 반사시트(1130)가 배치될 수 있다.
상기 바텀 프레임(1140)은 상기 광가이드 부재(1120), 상기 발광 모듈(1110) 및 상기 반사시트(1130)가 수납될 수 있도록 상면이 개구된 박스(box) 형성으로 형성될 수 있으며, 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 모듈(1110)은 기판과, 상기 기판에 탑재된 복수개의 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 포함할 수 있다. 상기 복수개의 발광 소자 패키지는 상기 광가이드 부재(1120)에 빛을 제공할 수 있다.
도시된 것처럼, 상기 발광 모듈(1110)은 상기 바텀 프레임(1140)의 내측면들 중 적어도 어느 하나에 배치될 수 있으며, 이에 따라 상기 광가이드 부재(1120)의 적어도 하나의 측면을 향해 빛을 제공할 수 있다.
다만, 상기 발광 모듈(1110)은 상기 바텀 프레임(1140)의 아래에 배치되어, 상기 광가이드 부재(1120)의 밑면을 향해 빛을 제공할 수도 있으며, 이는 상기 백라이트 유닛(1100)의 설계에 따라 다양하게 변형 가능하므로 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 광가이드 부재(1120)는 상기 바텀 프레임(1140) 내에 배치될 수 있다. 상기 광가이드 부재(1120)는 상기 발광 모듈(1110)로부터 제공받은 빛을 면광원화 하여, 표시 패널(미도시)로 가이드할 수 있다.
상기 광가이드 부재(1120)는 예를 들어, 도광판(LGP, Light Guide Panel) 일 수 있다. 상기 도광판은 예를 들어 PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나로 형성될 수 있다.
상기 광가이드 부재(1120)의 상측에는 광학 시트(1150)가 배치될 수도 있다.
상기 광학 시트(1150)는 예를 들어 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트, 및 형광 시트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 광학 시트(1150)는 상기 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트 및 형광 시트가 적층되어 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 확산 시트(1150)는 상기 발광 모듈(1110)에서 출사된 광을 고르게 확산시켜주고, 상기 확산된 광은 상기 집광 시트에 의해 표시 패널(미도시)로 집광될 수 있다. 이때 상기 집광 시트로부터 출사되는 광은 랜덤하게 편광된 광인데, 상기 휘도상승 시트는 상기 집광 시트로부터 출사된 광의 편광도를 증가시킬 수 있다. 상기 집광 시트는 예를 들어, 수평 또는/및 수직 프리즘 시트일 수 있다. 또한, 상기 휘도상승 시트는 예를 들어, 조도 강화 필름(Dual Brightness Enhancement film) 일 수 있다. 또한, 상기 형광 시트는 형광체가 포함된 투광성 플레이트 또는 필름이 될 수도 있다.
상기 광가이드 부재(1120)의 아래에는 상기 반사시트(1130)가 배치될 수 있다. 상기 반사시트(1130)는 상기 광가이드 부재(1120)의 하면을 통해 방출되는 빛을 상기 광가이드 부재(1120)의 출사면을 향해 반사할 수 있다.
상기 반사시트(1130)는 반사율이 좋은 수지 재질, 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9는 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 사용한 조명 유닛의 사시도이다. 다만, 도 9의 조명 유닛(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 9를 참조하면, 상기 조명 유닛(1200)은 케이스 몸체(1210)와, 상기 케이스 몸체(1210)에 설치된 발광 모듈(1230)과, 상기 케이스 몸체(1210)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1220)를 포함할 수 있다.
상기 케이스 몸체(1210)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 모듈(1230)은 기판(300)과, 상기 기판(300)에 탑재되는 적어도 하나의 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
상기 기판(300)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(300)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
상기 기판(300) 상에는 상기 적어도 하나의 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광 소자 패키지(200)는 각각 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광 모듈(1230)은 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 다이오드의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다. 또한, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 진행 경로 상에는 형광 시트가 더 배치될 수 있으며, 상기 형광 시트는 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광의 파장을 변화시킨다. 예를 들어, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출되는 광이 청색 파장대를 갖는 경우 상기 형광 시트에는 황색 형광체가 포함될 수 있으며, 상기 발광 모듈(1230)에서 방출된 광은 상기 형광 시트를 지나 최종적으로 백색광으로 보여지게 된다.
상기 연결 단자(1220)는 상기 발광 모듈(1230)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 도 9에 도시된 것에 따르면, 상기 연결 단자(1220)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1220)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
상술한 바와 같은 조명 시스템은 상기 발광 모듈에서 방출되는 광의 진행 경로 상에 광가이드 부재, 확산 시트, 집광 시트, 휘도상승 시트 및 형광 시트 중 적어도 어느 하나가 배치되어, 원하는 광학적 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 실시예들에 따른 조명 시스템은 실시예들에 따른 발광 소자 패키지를 포함함으로써 신뢰성이 향상될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 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.
Claims (8)
- 하면이 0.1nm 이상 10nm 이하의 거칠기를 갖는 기판;
상기 기판 상면 위에 제1 도전형의 반도체층, 활성층, 제2 도전형의 반도체층을 포함하는 발광 구조층;
상기 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층 및 상기 제1 굴절률과 상이한 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 적층되는 다중 박막 미러; 및
상기 다중 박막 미러 아래에 메탈층을 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 다중 박막 미러와 상기 메탈층의 사이에 결합층을 더 포함하는 발광 소자. - 제 2항에 있어서,
상기 결합층은 Cr, Ni 또는 Au 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 기판은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlN, SiC, Si, GaAs, GaP, InP, Ge 또는 Ga203 중 어느 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 다중 박막 미러는 상기 제1 박막층 및 제2 박막층이 적어도 4회 반복적으로 적층되어 형성된 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 메탈층은 Al, Ag 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 박막층의 재질은 SiO2, TiO2, MgF 또는 SixNy 중 어느 하나를 포함하고, 상기 제2 박막층의 재질은 SiO2, TiO2, MgF 또는 SixNy 중 어느 하나의 재질로서 상기 제1 박막층의 재질과 다른 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 메탈층은 50nm 이상 100nm 이하의 두께로 형성되는 발광 소자.
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