KR20190087069A

KR20190087069A - 발광 소자 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛

Info

Publication number: KR20190087069A
Application number: KR1020180005407A
Authority: KR
Inventors: 채종현; 김재권
Original assignee: 서울바이오시스 주식회사
Priority date: 2018-01-16
Filing date: 2018-01-16
Publication date: 2019-07-24

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자; 상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재; 및 상기 제1 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하고, 상기 제1 광투과 부재의 굴절률은 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 큰 발광 소자 장치가 제공된다.

Description

발광 소자 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛{LIGHT EMITTING DIODE DEVICE AND BACK-LIGHT UNIT COMPRISING THEREOF}

본 발명은 발광 소자 장치 및 발광 소자 장치를 포함하는 백라이트 유닛에 관한 것이다.

최근 발광 소자의 응용이 점점 확대되는 추세이다. 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등 등 다양한 용도로 발광 소자가 사용되고 있다.

특히, LCD 표시 장치의 경우, OLED 또는 무기 LED 표시 장치와 다르게 자체 발광력이 없기 때문에 발광 소자를 광원으로 활용한다.

LCD 표시 장치의 광원으로 발광 소자를 이용할 때, 화상이 표시되는 표시 영역에 고르게 광을 공급하는 것이 중요하다. 일부 지점에 광이 너무 많이 출사되거나 너무 적게 출사될 경우 해당 부분이 휘점 또는 암점 형태로 나타나 표시 품질 저하의 원인이 될 수 있기 때문이다.

이러한 문제를 해결하기 위하여 도광판, 광 확산판, 프리즘 시트, 확산 렌즈 등을 발광 소자 상에 배치하는 기술이 고안되었다. 그러나, 발광 소자 상에 배치되는 구성 요소가 늘어남에 따라 백라이트 유닛 및 표시 장치 전체의 두께가 지나치게 두꺼워지는 문제가 발생했다.

따라서, 표시 영역에 고르게 광을 출사하면서도, 표시 장치의 두께를 지나치게 증가시키지 않는 표시 장치 패키지 및 백라이트 유닛이 필요하다.

본 발명은 표시 영역에 고르게 광을 출사하면서도, 표시 장치의 두께가 얇은 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 광투과 부재는 서로 반대되는 상면 및 하면; 상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 경사면들; 및 상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 평면 상에서 볼 때 상기 경사면들은 상기 발광 소자 장치 내에 제공되며, 상기 측면들은 상기 발광 소자 장치의 외곽에 배치되는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 광투과 부재는 상기 상면 및 상기 경사면들에 제공된 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광 소자 장치는 사각형으로 제공되며, 상기 측면들은 상기 사각형의 각 변에 대응하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경사면들은 상기 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 대칭적으로 배치되는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경사면들은 상기 사각형의 서로 수직한 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치된 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광 소자는 상기 사각형의 중심에 제공되며, 상기 경사면들은 상기 중심에서 서로 접하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 보조 광투과 부재를 더 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보조 광투과 부재는 순차적으로 굴절률이 감소하는 복수 개의 층이 빛의 진행 방향을 따라 적층된 구조를 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 렌즈를 더 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 경사면은 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 내부 전반사되는 각도로 제공된 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 광투과 부재는 실리콘계 고분자를 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 광투과 부재는 형광체를 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 상면과 평행한 상면을 갖는 커버층을 더 포함하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 커버층은 상기 제1 광투과 부재의 측면들을 커버하는 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 광투과 부재의 하부에 제공된 소자 기판을 더 포함하며, 상기 소자 기판 상에 상기 발광 소자가 제공된 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 소자 기판은 성장 기판인 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 발광 소자는 플립 타입의 발광 소자인 발광 소자 장치가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 관통홀을 갖는 도광판; 및 상기 관통홀 내에 제공된 발광 소자 장치를 포함하며, 상기 발광 소자 장치는 발광 소자; 상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재; 및 상기 제1 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하며, 상기 제1 광투과 부재는 서로 반대되는 상면 및 하면; 상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 경사면들; 및 상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하고, 상기 제1 광투과 부재의 굴절률은 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 큰 백라이트 유닛이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 관통홀의 측벽과 상기 측면들은 서로 마주보는 백라이트 유닛이 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 균일한 광을 출사하는 발광 소자 장치가 제공될 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 두께가 얇은 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 복수 개의 영역에 개별적으로 광 출사를 제어할 수 있는 백라이트 유닛을 제공할 수 있는 바, 표시 장치 출력 화면의 명암비가 향상될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 대화면 표시 장치에 효과적으로 백라이트를 제공할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 평면도이다.
도 4는 도 3의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치에 있어서, 발광 소자를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도로서, 제2 광투과 부재 상에 커버층이 더 제공된 실시예를 도시한 것이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도이다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 13a은 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이며, 도 13b는 도 13a의 III-III'선에 따른 단면도이다. 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통홀의 형상을 도시한 것으로서, 도 13a의 III-III'선에 대응하는 단면도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 조명 장치, 백라이트 유닛 등에 채용되어 광을 출사하는 것이다. 발광 소자 장치는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함한다.

발광 소자(20)는 광을 방출할 수 있는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 발광 다이오드(LED; light emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(20)는 소자 기판(21)과 반도체 적층체(30)를 포함한다. 발광 소자(20)가 발광 다이오드로 구현된 경우에 대해서는 후술한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 특히, 제1 광투과 부재(40)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 클 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 단일막 또는 다층막으로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제2 광투과 부재(50)가 4개의 층으로 이루어진 것을 도시하였다. 이 경우, 제2 광투과 부재(50)의 각 층(51, 52, 53, 54)의 굴절률은 하부로부터 상부 방향으로 순차적으로 작아질 수 있다. 예를 들어, 제1 층(51)의 굴절률은 제2 층 내지 제4층(52, 53, 54)의 굴절률보다 클 수 있다.

이에 따라, 빛이 각 층(51, 52, 53, 54)에서의 입사각 또는 굴절각을 각각 θ1, θ2, θ3, θ4라 할 때, θ1<θ2<θ3<θ4 일 수 있다. 제1 및 제2 광투과 부재(40, 50)가 굴절률이 순차적으로 감소하는 형태로 배치됨으로써, 발광 소자(20)로부터 출사된 광은 제1 광투과 부재(40)와 제2 광투과 부재(50) 또는 제2 광투과 부재(50)의 각 층(51, 52, 53, 54)의 계면에서 굴절 또는 반사되어 발광 소자 장치의 측면 방향으로 출사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 다양한 형태로 구현될 수 있는 바, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 평면도이며, 도 4는 도 3의 I-I'선에 따른 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 조명 장치, 백라이트 유닛 등에 채용되어 광을 출사하는 것이다. 발광 소자 장치는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 평면 상에서 볼 때 사각 형상을 갖는 것을 일 예로서 도시하였다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함한다.

발광 소자(20)는 광을 방출할 수 있는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 발광 다이오드(LED; light emitting diode)일 수 있다. 이하에서는 발광 소자(20)가 발광 다이오드로 구현된 경우를 일 예로서 설명한다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(20)는 평면 상에서 볼 때 대략적으로 발광 소자 장치의 중심에 배치될 수 있다. 그러나, 발광 소자(20)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 도시된 것과 달리 배치될 수도 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)로는 다양한 형태의 발광 다이오드, 예를 들어, 수직형 발광 다이오드, 수평형 발광 다이오드, 또는 플립형 발광 다이오드(Light emitting diode)가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(20)는 특히 플립형 발광 다이오드일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)는 소자 기판(21), 소자 기판(21) 상에 제공된 반도체 적층체(30), 및 반도체 적층체(30)와 외부 배선을 연결하기 위한 범프 패드(39a, 39b)들을 포함한다. 도 1 내지 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)가 반전되어 배치된 것을 도시하였는 바, 하부로부터 상부 방향으로 범프 패드(39a, 39b)들, 반도체 적층체(30), 및 소자 기판(21)이 순차적으로 배치된다. 반도체 적층체에서 생성된 광은 소자 기판(21)을 통해 상부 방향으로 출사된다.

이하에서는 플립형 발광 소자를 상세히 설명한다. 이하에 있어서, 설명의 편의를 위해 발광 소자(20)가 반전되기 전의 적층된 형태, 즉, 소자 기판(21), 반도체 적층체(30), 및 범프 패드(39a, 39b)들이 순차적으로 적층된 형태를 일 예로서 설명한다.

도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치에 있어서, 발광 소자를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 II-II'선에 따른 단면도이다.

도 5a은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 절취선 II-II'를 따라 취해진 단면도이다.

도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 발광 소자는 소자 기판(21), 반도체 적층체(30), 오믹 반사층(31), 하부 절연층(33), 제1 패드 금속층(35a), 금속 반사층(35c, 또는 제3 패드 금속층), 상부 절연층(37), 제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)를포함한다. 반도체 적층체(30)는 제1 도전형 반도체층(23) 상에 배치된 메사(M)를 포함하며, 메사(M)는 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다.

소자 기판(21)은 질화갈륨계 반도체층을 성장시킬 수 있는 기판이면 특별히 제한되지 않는다. 소자 기판(21)의 예로는 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, SiC 기판 등 다양할 수 있으며, 패터닝된 사파이어 기판일 수 있다. 소자 기판(21)은 도 5a의 평면도에서 보듯이 직사각형 또는 정사각형의 외형을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 소자 기판(21)의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니며 다양하게 선택될 수 있다.

반도체 적층체(30)는 소자 기판(21) 상에 배치된다. 제1 도전형 반도체층(23)이 제2 도전형 반도체층(27)에 비해 소자 기판(21)에 가깝게 배치될 수 있다. 한편, 활성층(25)은 제1 도전형 반도체층(23)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 배치된다. 본 실시예에서 제1 도전형 반도체층(23)이 소자 기판(21) 상에 배치된 것으로 설명하지만, 소자 기판(21)은 생략될 수도 있다.

제1 도전형 반도체층(23)은 소자 기판(21) 상에서 성장된 층으로, 불순물, 예컨대 Si이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다.

활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 제1 도전형 반도체층(23)보다 작은 면적을 가진다. 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 메사 식각에 의해 형성된 메사(M)로 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치한다. 이에 따라, 메사(M)주위에 제1 도전형 반도체층(23)의 상면이 노출된다. 제1 도전형 반도체층(23)은 메사(M) 주위를 따라 링 형상으로 노출될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형 반도체층(23)의 측면의 일부는 메사(M)의 측면과 연속적일 수도 있다.

활성층(25)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조를 가질 수 있다. 활성층(25) 내에서 우물층의 조성 및 두께는 생성되는 광의 파장을 결정한다. 특히, 우물층의 조성을 조절함으로써 자외선, 청색광 또는 녹색광을 생성하는 활성층을 제공할 수 있다.

한편, 제2 도전형 반도체층(27)은 p형 불순물, 예컨대 Mg이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 각각 단일층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다중층일 수도 있으며, 초격자층을 포함할 수도 있다. 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 금속유기화학 기상 성장법(MOCVD) 또는 분자선 에피택시(MBE)와 같은 방법을 이용하여 챔버 내에서 소자 기판(21) 상에 성장되어 형성될 수 있다.

한편, 메사(M)는 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 관통홀들(30a)을 가진다. 관통홀들(30a)은 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)으로 둘러싸인다. 도시한 바와 같이, 관통홀들(30a)은 메사(M) 영역 내에 분포될 수 있으며, 원형 형상을 가질 수 있다. 관통홀(30a)의 개수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 하나의 관통홀(30a)만이 배치될 수도 있다. 다만, 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시키기 위해 복수의 관통홀들(30a)이 고르게 배치될 수 있다.

한편, 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27) 상에 배치되며, 제2 도전형 반도체층(27)에 전기적으로 접속한다. 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27)의 상부 영역에서 제2 도전형 반도체층(27)의 거의 전 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 예를 들어, 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27) 상부 영역의 80% 이상, 나아가 90% 이상을 덮을 수 있다.

오믹 반사층(31)은 반사성을 갖는 금속층을 포함할 수 있으며, 따라서, 활성층(25)에서 생성되어 오믹 반사층(31)으로 진행하는 광을 소자 기판(21) 측으로 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 오믹 반사층(31)은 단일 반사 금속층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 오믹층과 반사층을 포함할 수도 있다. 오믹층으로는 Ni과 같은 금속층 또는 ITO와 같은 투명 산화물층이 사용될 수 있으며, 반사층으로는 Ag 또는 Al과 같이 반사율이 높은 금속층이 사용될 수 있다.

하부 절연층(33)은 오믹 반사층(31)을 덮는다. 하부 절연층(33)은 또한 오믹 반사층(31) 주위에 노출된 메사(M)의 상면뿐만 아니라 그 둘레를 따라 메사(M)의 측면을 덮으며, 메사(M) 주위에 노출된 제1 도전형 반도체층(23)을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 하부 절연층(33)은 또한 관통홀들(30a) 내에 노출된 제1 도전형 반도체층(23)을 부분적으로 덮는다.

한편, 하부 절연층(33)은 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 제1 개구부(33a) 및 오믹 반사층들(31)을 노출시키는 제2 개구부(33b)를 가진다. 제1 개구부(33a)는 관통홀(30a) 내에서 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시킨다.

제2 개구부(33b)는 오믹 반사층(31)의 상부에 위치하여 오믹 반사층(31)을 노출시킨다. 제2 개구부(33b)의 형상 및 개수는 다양하게 선택될 수 있다.

한편, 하부 절연층(33)은 SiO₂ 또는 Si₃N₄의 단일층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하부 절연층(33)은 실리콘질화막과 실리콘산화막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있으며, SiO₂막, TiO₂막, ZrO₂막, MgF₂막, 또는 Nb₂O₅막 등에서 굴절률이 서로 다른 층들을 교대로 적층한 분포 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg reflector)를 포함할 수도 있다. 또한, 하부 절연층(33)의 모든 부분이 동일한 적층 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 특정 부분은 다른 부분에 비해 더 많은 적층들을 포함할 수 있다. 특히, 오믹 반사층(31) 상부의 하부 절연층(33)에 비해 오믹 반사층(31) 주위의 하부 절연층(33)이 더 두꺼울 수 있다.

한편, 제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 상기 하부 절연층(33) 상에 배치된다. 제1 패드 금속층(35a)은 메사(M) 상부 영역 내에 한정되어 위치하며, 금속 반사층(35c)은 제1 패드 금속층(35a)을 둘러싸는 링 형상으로 배치될 수있다.

제1 패드 금속층(35a)은 관통홀들(30a) 내의 제1 개구부들(33a)을 통해 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 패드 금속층(35a)은 관통홀들(30a)을 모두 덮는다. 제1 패드 금속층(35a)은 제1 개구부들(33a)을 통해 직접 제1 도전형 반도체층(23)에 접촉할 수 있다. 다만, 제2 패드 금속층(35b)은 제2 개구부들(33b)을 통해 노출된 오믹 반사층(31)으로부터 이격된다. 따라서, 제2 패드 금속층(35b)은 제2 개구부들(33b)을 노출시키는 개구부들을 가진다.

한편, 금속 반사층(35c)은 메사(M)의 가장자리를 따라 배치되며, 메사(M) 상면, 측면을 덮는다. 금속 반사층(35c)의 일부는 오믹 반사층(31)과 중첩할 수 있다.

나아가, 금속 반사층(35c)은 메사(M) 주위에 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상부 영역으로 연장할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 금속 반사층(35c)은 메사(M) 주위의 영역에서 하부 절연층(33) 상에 위치함으로써 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 이격된다. 이 경우, 금속 반사층(35c)은 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)으로부터 전기적으로 플로팅될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 측면으로부터 수분에 의해 금속 반사층(35c)이 손상되는 것을 완화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 금속 반사층(35c)이 제1 도전형 반도체층(23)에 접하도록 제1 도전형 반도체층(23)의 가장자리측으로 연장할 수도 있다.

금속 반사층(35c)은 제1 패드 금속층(35a)으로부터 수평 방향으로 이격된다. 이에 따라, 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c) 사이에 경계 영역이 형성된다. 이러한 경계 영역은 오믹 반사층(31) 상부 영역 내에 한정된다. 따라서, 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)의 경계 영역 측으로 진행하는 광은 오믹 반사층(31)에 의해 반사되므로, 상기 경계 영역으로 광이 누설되어 손실되는 것을 방지할 수 있다.

제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 하부 절연층(33)이 형성된 후에 동일 공정에서 동일 재료로 함께 형성될 수 있으며, 따라서 동일 레벨에 위치할 수 있다. 제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 각각 하부 절연층(33) 상에 위치하는 부분을 포함한다.

제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 Al층과 같은 반사층을 포함할 수 있으며, 반사층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 제1 패드 금속층(35) 및 금속 반사층(35c)은 예컨대, Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti의다층 구조를 가질 수 있다.

상부 절연층(37)은 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)을 덮는다. 또한, 상부 절연층(37)은 메사(M) 주위에서 하부 절연층(33)의 가장자리를 덮을 수 있다. 상부 절연층(37)은 또한 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)의 경계영역을 덮는다. 나아가, 상부 절연층(37)은 소자 기판(21)의 가장자리에서 제1 도전형 반도체층(23)을 덮을 수 있다. 다만, 상부 절연층(37)은 소자 기판(21)의 가장자리를 따라 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상부 절연층(37)의 가장자리로부터 제1 패드 금속층(35a)까지의 최단 거리는 수분이 침투하여 제1 패드 금속층(35a)을 손상시키는 것을 방지하기 위해 멀수록 좋은데, 대략 15um이상일 수 있다. 이 거리보다 짧은 경우, 발광 소자를 저 전류, 예컨대 25mA에서 동작시킬 경우, 수분에 의해 제1 패드 금속층(35a)이 손상되기 쉽다.

한편, 상부 절연층(37)은 제1 패드 금속층(35a)을 노출시키는 제1 개구부(37a)및 제2 패드 금속층(35b)을 노출시키는 제2 개구부(37b)를 가진다. 제1 개구부(37a)와 제2 개구부(37b)는 서로 떨어져 배치된다. 복수의 제1 개구부들(37a) 및 복수의 제2 개구부들(37b)이 배치될 수 있으며, 제1 개구부들(37a) 및 제2 개구부들(37b)의 개수는 다양하게 선택될 수 있다.

상부 절연층(37)의 제2 개구부들(37b)은 하부 절연층(33)의 제2 개구부들(33b)내에 위치한다. 이에 따라, 상부 절연층(37)의 제2 개구부들(37b)을 통해 오믹 반사층(31)이 노출된다.

상부 절연층(37)은 SiO₂ 또는 Si₃N₄의 단일층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상부 절연층(37)은 실리콘질화막과 실리콘산화막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있으며, SiO₂막, TiO₂막, ZrO₂막, MgF₂막, 또는 Nb₂O₅막 등에서 굴절률이 서로 다른 층들을 교대로 적층한 DBR을 포함할 수도 있다.

한편, 제1 범프 패드(39a)는 상부 절연층(37)의 제1 개구부(37a)를 통해 노출된 제1 패드 금속층(35a)에 전기적으로 접속하고, 제2 범프 패드(39b)는 제2 개구부(37b)를 통해 노출된 오믹 반사층(31)에 전기적으로 접속한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 범프 패드(39a)는 상부 절연층(37)의 제1 개구부들(37a)을 모두 덮어 밀봉하며, 제2 범프 패드(39b)는 상부 절연층(37)의 제2 개구부(37b)를 모두 덮어 밀봉한다.

나아가, 제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)는 각각 제1 패드 금속층(35a)및 금속 반사층(35c) 상부 영역에 걸쳐서 배치될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 범프패드들(39a, 39b)을 제한된 발광 소자 영역 내에서 상대적으로 크게 형성할 수 있다.

제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)는 발광 소자를 서브마운트나 인쇄회로보드 등에 본딩되는 부분들로서 본딩에 적합한 재료로 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 범프 패드들(39a, 39b)은 Au층 또는 AuSn층을 포함할 수 있다.

본 실시예에 따르면, 금속 반사층(35c)을 메사(M)의 가장자리를 따라 배치함으로써 제1 패드 금속층(35a)의 콘택 불량 발생을 방지할 수 있으며, 아울러 메사(M) 가장자리 근처에서 광 손실을 방지할 수 있다.

다시, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 광투과 부재(40)은 제2 광투과 부재(50)과 함께 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 경로를 변경한다.

제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 상면을 완전히 덮는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터의 광의 경로를 최대한 변경할 수 있도록 발광 소자(20)의 상면뿐만 아니라 측면까지 모두 커버하는 형태로 제공될 수 있다.

제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터 출사된 광을 투과시키는 재료로서 절연성을 가지는 재료, 예를 들어, 실리콘계 고분자, 유기 고분자, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 유기 고분자로는 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 투명 절연성 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40)은 그 내부에 형광체나 양자점과 같은 광변환 물질을 더 포함할 수도 있다. 광 변환 물질은 발광 소자(20)로부터 출사된 광을 흡수한 후 흡수된 광과 다른 파장의 광을 출사함으로써 광의 컬러를 변경할 수 있다.

제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 반사나 굴절될 수 있도록 다수 개의 면들을 갖는 형태로 제공된다. 발광 소자(20)로부터 광이 출사 되는 방향을 상부 방향으로, 그 반대 방향을 하부 방향이라고 할 때, 제1 광투과 부재(40)은 상부 방향에 위치한 상면(41), 하부 방향에 위치한 하면(43), 및 상면(41)과 하면(43)을 잇는 측면(47)들을 포함한다. 측면(47)들은 제1 광투과 부재(40)의 둘레를 따라 외곽에 배치되는 면으로서, 평면 상에서 볼 때 제1 광투과 부재(40)의 각 변에 대응한다.

제1 광투과 부재(40)은 평면 상에서 볼 때, 발광 소자 장치의 내, 즉, 사각형의 내부에 제공되는 복수 개의 경사면(45)을 갖는다. 경사면(45)은 하면(43)에 대해 소정 각도로 경사진 면이다. 경사면(45)은 상면(41) 또는 하면(43)에 대해 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 경사면(45)에서 반사될 수 있는 각도로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 경사면(45)과 상면(41) 또는 하면(43)이 이루는 각도는 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 경사면(45)에서 내부 전반사될 수 있는 각도일 수 있다. 아울러, 경사면(45)의 각도는 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 굴절률에 따라 달라질 수 있다.

경사면(45)들은 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 측부의 다양한 방향으로 출사될 수 있도록 적어도 일부가 선대칭, 점대칭 또는 회전 대칭되는 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 경사면(45)들은 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 선대칭 되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 서로 가로지르는 대각선 둘을 따라 선대칭되게 배치된 다수 개의 경사면(45)들이 도시되었다. 상기 경사면(45)들은 발광 소자(20)의 중심에서 접할 수 있으며, 이에 따라, 발광 소자(20)로부터의 광이 측부 방향을 따라 방사상으로 효율적으로 분산 진행될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 경사면(45)들이 하면과 이루는 각도는 5도 내지 85도일 수 있으며, 또는 20도 내지 80도 일 수 있으며, 또는 30도 내지 60도 일 수도 있다.

또한, 도면에서는 각 경사면(45)이 하면(43)과 이루는 각도를 동일하게 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 경사면(45)들이 하면(43)과 이루는 각도는 발광 소자(20)로부터 출사되는 광의 분포를 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.

이에 더해, 본 실시예에서는 각 경사면(45)이 편평한 평면인 것만을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 일부의 경사면(45), 또는 각 경사면(45) 중의 일부가 곡면으로 제공될 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 측면(47)이 하면(43)과 수직한 것만을 도시하였으나, 측면(47)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 측면(47)은 하면(43)에 대하여 예각 또는 둔각을 갖는 형태, 즉 경사를 갖는 형태로 제공될 수 있다.

제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 상면(41) 및 경사면(45)에 제공되며, 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사한다. 제2 광투과 부재(50)은 발광 소자(20)로부터 출사되어 상부 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 제1 광투과 부재(40)의 측면 방향으로 진행하도록 한다. 제2 광투과 부재(50)에서 반사된 광이 제1 광투과 부재(40)의 측면(47) 방향으로 출사되도록, 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)에는 제공되지 않는다.

본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 크다. 이에 따라, 제1 광투과 부재(40)을 통과하는 빛의 적어도 일부는 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 계면에서 반사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 계면의 각도, 즉 경사면(45)의 각도는 제1 광투과 부재(40)을 통과한 빛이 입사각 이상의 각도로 경사면(45)에 입사되게 만드는 것일 수 있다.

제2 광투과 부재(50)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리 에스테르 수지, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 제1, 제2 광투과 부재(40, 50)에 의해 발광 소자(20)에서 출사된 광이 상부 방향이 아니라 측부 방향으로, 즉 측면(47)을 관통하는 방향으로 광 경로를 형성한다. 이러한 발광 소자 장치는 측면(47) 방향의 광량이 증가함으로써 별도의 조명 기구, 예를 들어, 백라이트 유닛에 채용되는 경우 측부 방향으로 광이 분산됨으로써 전체적인 광 균일성이 향상된다. 이에 따라, 발광 소자 장치 상면에서의 광량의 집중에 의한 명점이 발생하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치가 백라이트 유닛에 사용되는 경우는 후술한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 다양한 형태로 변경될 수 있는 바, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위해 상술한 실시예와 다른 점을 위주로 설명하기로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광의 출사 방향이 다양하게 변경될 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 사시도이다.

도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 경사면(45)들의 배치 방향이 달라질 수 있다. 경사면(45)들의 배치 방향이 달라지면, 경사면(45)들에 의해 반사되는 광의 진행 방향이 달라진다.

본 실시예에 있어서, 경사면(45)들은 평면 상에서 볼 때 발광 소자 장치를 이루는 형상, 즉, 사각형의 서로 수직한 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(20)로부터 출사된 후 내부에서 반사되어 발광 소자 장치의 외부로 진행하는 광에 있어서, 대각선 방향에 따른 광 밀도가 증가할 수 있다.

다시 말해, 도 1에 도시된 발광 소자 장치의 경우, 경사면(45)들이 대각선 방향을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에, 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 각 변에 수직한 방향으로 출사하는 광의 밀도가 상대적으로 높을 수 있다. 이와 달리, 도 5에 도시된 발광 소자 장치의 경우, 경사면(45)이 하나의 변에 평행한 선을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 대각선 방향으로 출사하는 광의 밀도가 상대적으로 높을 수 있다.

상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 경사면(45)들을 달리 배치함으로써 발광 소자 장치로부터 출사되는 광의 방향을 다양하게 제어할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 제2 광투과 부재(50) 상에는 커버층(60)이 더 제공될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도로서, 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 제공된 실시예를 도시한 것이다.

도 7을 참조하면, 제2 광투과 부재(50) 상에는 상기 제1 광투과 부재(40)의 상면(41)과 평행한 상면을 갖는 커버층(60)이 더 제공될 수 있다. 커버층(60)은, 출사된 광을 투과시키는 재료로서 절연성을 가지는 재료, 예를 들어, 실리콘계 고분자, 유기 고분자, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 유기 고분자로는 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 투명 절연성 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다.

커버층(60)은 제1 광투과 부재(40) 및 제1 광투과 부재(40)의 상면(41)에 제공된 제2 광투과 부재(50)을 커버할 수 있다. 커버층(60)은 특히, 제2 광투과 부재(50)의 상면뿐만 아니라, 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)의 적어도 일부를 덮을 수 있으며, 일 실시예에서는 측면(47)의 전부를 완전히 덮을 수 있다.

아울러, 측면(47)이 경사를 가질 때, 측면(47)의 적어도 일부를 덮는 커버층(60) 역시 경사를 가질 수 있다.

커버층(60)이 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)을 커버함으로써, 발광 소자(20)로부터 출사된 광은 제1 광투과 부재(40)의 경사면(45) 및 제2 광투과 부재(50)을 통해 내부에서 반사된 후, 커버층(60)과 제1 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서 굴절, 산란, 및/또는 반사가 일어날 수 있다. 커버층(60)과 제1 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서의 광의 굴절, 산란, 및/또는 반사에 의해, 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 일부가 상부 방향으로 진행하게 된다.

이에 따라, 발광 소자(20)로부터의 광이 측부 방향뿐만 아니라, 상부 방향으로도 일부 진행하기 때문에, 측부 방향으로만 광의 진행 시 발생할 수 있는 발광 소자(20) 상부의 암점 불량이 감소될 수 있다.

또한, 커버층(60)이 제공됨으로써 발광 소자 장치의 상면이 평탄화되는 효과가 있다. 제1 광투과 부재(40) 및 제1 광투과 부재(40) 상의 제2 광투과 부재(50)의 경우, 제1 광투과 부재(40)의 형상으로 인해 상면의 면적이 상대적으로 좁다. 이에 따라, 발광 소자 장치를 상부 방향으로 픽업하기 위한 접촉 면적이 좁을 수 있다. 그러나, 커버층(60)이 제공되는 경우, 커버층(60)의 상면이 평탄화층으로 기능하며, 발광 소자 장치를 상부 방향으로 픽업할 때 접촉 면적이 크게 증가할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자 장치의 픽업 및 이송 등의 핸들링이 용이해지는 이점이 있다.

상술한 구조를 갖는 발광 소자 장치는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.

도 8a를 참조하면, 임시 기판(10)이 제공되며, 임시 기판(10) 상에 접착층(13)을 사이에 두고 발광 소자들이 제공된다. 임시 기판(10)은 발광 소자 장치를 제조하기 위해 임시적으로 제공되며 이후 제거되는 것으로서, 그 재료가 특별히 한정되는 것은 아니다. 임시 기판(10)은 각 발광 소자 장치에 대응하는 면적으로 제공될 수도 있으나, 복수 개의 발광 소자 장치를 동시에 형성할 수 있도록 큰 면적으로 제공될 수 있다. 임시 기판(10)이 큰 면적으로 제공되는 경우, 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 대응하여, 발광 소자들이 일대일로 배치될 수 있다.

발광 소자는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1 및 도 6에 개시된 형태로 제공될 수 있다.

도 8b를 참조하면, 발광 소자 상에 광투과층(40a)이 형성된다. 광투과층(40a)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 광투과층(40a)을 형성한 이후, 광투과층(40a)의 상면에 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.

도 8c를 참조하면, 광투과층(40a)이 패터닝되며, 이에 따라, 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 제1 광투과 부재(40)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 블레이드를 이용한 기계 가공으로 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 광투과층(40a)은 블레이드로 일 측으로부터 타측 방향으로 그라인딩함으로써 패터닝될 수 있다. 여기서, 광투과층(40a)은 블레이드로 방향을 달리하여 다수 회 그라인딩하는 방법으로 다양한 방향의 경사면(45)들을 형성할 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 경화 전, 또는 반경화된 상태에서 가압 몰딩(compressing molding)하는 방식으로 패터닝될 수도 있다.

도 8d를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)이 형성된다. 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 광투과 부재(50)의 상면에는 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 제2 광투과 부재(50) 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.

도 8e를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정을 통해 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 갖는 발광 소자 장치의 형성이 가능하며, 이 상태로 임시 기판(10)으로부터 분리되어 다른 소자에 전사될 수도 있다.

도 8f를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 형성될 수 있다. 커버층(60)은 투명 재료를 이용하여 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 커버층(60)은 각 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.

도 8g를 참조하면, 커버층(60)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 완전히 커버하는 커버층(60)을 각 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자 장치가 완성되며, 서로 인접한 커버층(60)들은 소정 거리로 서로 이격된다.

완성된 발광 소자 장치는 이송 장치를 이용하여 임시 기판(10)의 접착층(13)으로부터 분리할 수 있다.

상술한 방법을 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치가 용이하게 제조될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 별도의 임시 기판(10) 없이 소자 기판을 이용하여 발광 소자 장치를 제조할 수 있다.

도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도이다.

도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 또한 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함하며, 발광 소자(20)는 소자 기판(21), 소자 기판(21) 상에 제공된 반도체 적층체(30), 및 반도체 적층체(30)와 외부 배선을 연결하기 위한 범프 패드(39a, 39b)들을 포함한다.

여기서, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 상면을 실질적으로 완전히 커버하되, 발광 소자(20)의 측면은 커버하지 않는 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 소자 기판(21)과 동일한 면적, 또는 발광 소자(20)의 소자 기판(21)보다 더 작은 면적을 가질 수 있다.

상기 구조의 발광 소자 장치는 별도의 임시 기판 상에 발광 소자를 이송하는 공정 없이 소자 기판(21) 상에서 곧바로 제조할 수 있는 장점이 있는 바, 이에 대해서 도 10a 내지 도 10f를 참조하여 설명한다.

도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.

도 10a를 참조하면, 별도의 임시 기판(10) 없이, 소자 기판(21)이 제공된다. 소자 기판(21)은 복수 개의 발광 소자 장치를 동시에 형성할 수 있도록 큰 면적으로 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 소자 기판(21)은 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, 또는 SiC 기판일 수 있다. 소자 기판(21)에는 다수 개의 발광 소자에 대응하는 영역마다 각각 반도체 적층체, 및 범프 패드(39a, 39b)들이 형성된다. 반도체 적층체, 및 범프 패드(39a, 39b)들은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1 및 도 6에 개시된 형태로 제공될 수 있다.

도 10b를 참조하면, 반도체 적층체가 제공된 소자 기판(21)의 반대면(도면에서는 상부 측)에 광투과층(40a)이 형성된다. 광투과층(40a)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 광투과층(40a)을 형성한 이후, 광투과층(40a)의 상면에 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.

도 10c를 참조하면, 광투과층(40a)이 패터닝되며, 이에 따라, 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 제1 광투과 부재(40)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 블레이드를 이용한 기계 가공이나 가압 몰딩(compressing molding) 등의 방식으로 패터닝될 수도 있다.

도 10d를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)이 형성된다. 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 광투과 부재(50)의 상면에는 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 제2 광투과 부재(50) 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.

도 10e를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.

도 10f를 참조하면, 소자 기판(21)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 소자 기판(21)을 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자 장치가 완성된다.

도시하지는 않았으나, 본 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 형성될 수 있다. 커버층(60)은 투명 재료를 이용하여 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 커버층(60)은 각 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.

본 실시예에 따르면, 소자 기판 상에 곧바로 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 형성한 후 개별 소자로 분리함으로써 매우 용이하게 발광 소자 장치를 구현할 수 있다.

도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.

도 11에 따르면, 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 상면(41) 및 경사면(45)의 형태와 대응되도록 패터닝된다. 아울러, 제2 광투과 부재(50) 상에는 제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)이 제공된다.

제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 작을 수 있다. 아울러, 제2 광투과 부재(50)과 상대적으로 더 멀리 위치한 제2 보조 광투과 부재(73)의 굴절률은 제1 보조 광투과 부재(71)의 굴절률보다 작을 수 있다. 이에 따라, 각각 제2 광투과 부재(50)과 제1 보조 광투과 부재(71)의 계면 및 제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)의 계면에서 빛의 반사가 발생할 수 있다. 따라서, 발광 소자에서 출사된 광 중 상면(41)과 수직하게 출사된 광은 상기 계면들에서 추가로 반사되어 측면(47) 방향으로 진행될 수 있다.

도면에 도시되어 있는 것과 달리, 제2 광투과 부재(50) 상에는 더 적은 수의 또는 더 많은 수의 보조 광투과 부재가 제공될 수 있다. 아울러, 가장 상단에 위치한 보조 광투과 부재는 제2 보조 광투과 부재(73)과 같이 상면이 평탄화될 수 있다. 복수 개의 보조 광투과 부재가 제공될 경우, 이들의 굴절률은 빛의 진행 방향을 따라 순차적으로 낮아질 수 있다.

도 12을 참고하면, 제2 광투과 부재(50) 상에 제공되며, 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 렌즈(80)가 더 제공될 수 있다.

렌즈(80)는 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 바, 제2 광투과 부재(50)을 투과하여 상면(41)과 수직하게 출사되는 빛의 적어도 일부를 측면(47)과 수직한 방향으로 굴절시킬 수 있다. 이에 따라, 상면(41)과 수직하게 출사되는 빛의 광량이 줄어들고, 발광 소자 장치가 위치한 곳에 빛이 집중되어 휘점이 나타나는 현상을 막을 수 있다.

도면에는 제2 광투과 부재(50) 상에 렌즈(80)가 제공되는 것이 도시되어 있다. 그러나, 필요에 따라서는 별도의 렌즈(80)를 제공하지 않고 제2 광투과 부재(50)의 상면을 렌즈(80)와 같이 패터닝할 수도 있다. 즉, 제2 광투과 부재(50)의 상면을 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상으로 패터닝할 수 있다.

상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예들에 따른 발광 소자 장치는 백라이트 유닛의 광원으로 사용될 수 있다. 도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이며, 도 13b는 도 13a의 III-III'선에 따른 단면도이다.

도 13a 및 도 13b를 참조하면, 백라이트 유닛은 상술한 실시예에 따른 발광 소자 장치와, 발광 소자 장치로부터 출사된 광을 소정 방향으로 인도하는 도광판(100)을 포함할 수 있다.

본 실시예에 있어서, 도광판(100)은 상면과 하면이 넓은 형태를 갖는 판상으로 제공될 수 있다. 도광판(100)은 적어도 한 개 이상의 관통홀(HL)을 가질 수 있으며, 상기 관통홀(HL)마다 발광 소자 장치가 배치될 수 있다. 관통홀(HL) 내에 배치된 발광 소자 장치로부터 출사된 광은 도광판(100)으로 입사된 후 도광판(100)의 적어도 일 면, 예를 들어, 상면을 통해 외부로 출사된다. 여기서, 관통홀(HL) 내의 측면(101)은 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판(100) 내로 입사되는 면으로서, 도광판(100)의 입광면(101)에 해당한다. 아울러, 도광판 상면(103)은 도광판(100)으로 입사된 광이 도광판(100) 밖으로 출사되는 면으로서, 도광판의 출사면(103)에 해당한다.

특히, 관통홀(HL)의 측벽과 발광 소자 장치의 측면들은 서로 마주보는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 소자로부터 출사되어 광투과 부재에서 반사된 빛의 대부분이 관통홀(HL)의 측벽(101)으로 입사할 수 있다.

관통홀(HL) 내 측면(101)은 관통홀(HL)의 형상을 정의한다. 관통홀(HL)은 발광 소자 장치의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 것과 같이 발광 소자 장치가 직육면체 형상을 가질 때, 관통홀(HL) 역시 직육면체 형상을 가질 수 있다.

관통홀(HL)의 크기는 발광 소자 장치가 삽입될 수 있는 정도의 크기일 수 있다. 다만, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판(100)을 거치지 않고 의도하지 않은 방향으로 진행하는 것을 막기 위하여, 관통홀(HL)의 크기는 발광 소자 장치의 크기와 유사할 수 있다. 아울러, 동일한 이유로 관통홀(HL)의 깊이는 발광 소자 장치의 높이보다 클 수 있다.

아울러, 관통홀(HL)의 개수와 배치는 발광 소자 장치의 종류 및 백라이트 유닛의 형태 등에 따라 달라질 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 있어서 관통홀의 형상은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태로 변경될 수도 있다. 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통홀의 형상을 도시한 것으로서, 도 13a의 III-III'선에 대응하는 단면도이다.

도 13c를 참조하면, 관통홀(HL)이 도광판(100)의 상면과 하면을 관통하는 상기 실시예와 달리, 본 실시예에서는 관통홀(HL)이 도광판(100)의 하면 방향으로부터 형성된 리세스 형태로 제공될 수 있다.

따라서, 관통홀(HL)은 발광 소자 장치를 완전히 커버하는 형태로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 관통홀(HL)들은 복수 개의 발광 소자 장치들의 배치를 고려하여 도광판(HL)에 제공될 수 있다.

관통홀(HL)이 발광 소자 장치를 완전히 커버하기 때문에, 발광 소자 장치로부터 상면 방향으로 출사된 광도 도광판(100)으로 입사한다. 따라서, 발광 소자 장치로부터 출사되는 실질적으로 모든 광이 도광판(100)의 입광면(101)으로 입사될 수 있다. 아울러, 이 경우 도광판(100)의 출사면(103)은 도광판(100) 상면 전체가 되기 때문에 광이 도광판(100)의 모든 영역으로부터 고르게 출사될 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및/또는 발광 소자 장치를 포함하는 백라이트 유닛은 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있다. 조명 시스템은 예를 들어 램프, 가로등을 포함할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및/또는 발광 소자 장치 상에는 프리즘 시트, 확산 시트 등이 더 배치될 수 있다.

이와 같은 구조의 백라이트 유닛은 액정 패널 하부에 다수의 발광 소자 장치의 어레이를 설치할 수 있기 때문에, 대화면 표시 장치에 효과적으로 백라이트를 제공할 수 있는 장점을 갖는다. 이때, 표시 장치란 자체적으로 발광할 수 있는 발광부를 포함하지 않고, 별도의 광원을 필요로 하는 수광형 표시 장치일 수 있다. 수광형 표시 장치는 예를 들어 액정층을 포함하는 액정 디스플레이 장치일 수 있다.

본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 제공된 복수 개의 발광 소자 장치를 개별적으로 구동할 수 있기 때문에 로컬 디밍(Local Dimming) 기능을 구현할 수 있다.

구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 이용하면, 표시 장치가 출력하는 화면에 맞추어 백라이트 제공 여부 및 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 어두운 이미지가 출력되는 영역에서는 백라이트를 제공하지 않고, 밝은 이미지가 출력되는 영역에서만 백라이트를 제공하는 형태로 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 구동할 수 있다. 이에 따라 어두운 이미지가 출력되는 영역에서 백라이트가 불필요하게 사용자에게 시인되는 빛 샘 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 표시 장치가 출력하는 화면의 명암비가 향상될 수 있다.

또한, 종래 기술에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광을 표시 영역에 균일하게 제공하기 위한 렌즈가 필요했다. 렌즈는 발광 소자 장치를 커버하는 형태로 제공되기 때문에, 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛 전체의 두께를 증가시키는 원인이 되곤 했다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자 장치를 커버하는 렌즈 없이도 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판을 통하여 균일하게 제공될 수 있다. 이에 따라, 백라이트 유닛의 두께가 상대적으로 얇아질 수 있다.

아울러, 종래 기술에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되고, 휘점 형태로 나타나는 것을 막기 위하여, 발광 소자 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 필요했다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 채용한 표시 장치는 상대적으로 두께가 크다는 문제가 있었다.

그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되지 않고, 측면으로 출사된 후 도광판을 통해 균일하게 제공된다. 따라서, 휘점이 나타나는 것을 막기 위해 발광 소자 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 불필요하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 적용하면 표시 장치의 두께가 작아질 수 있다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 조명 장치, 백라이트 유닛 등에 채용되어 광을 출사하는 것이다. 발광 소자 장치는 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함한다.
발광 소자(20)는 광을 방출할 수 있는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 발광 다이오드(LED; light emitting diode)일 수 있다. 발광 소자(20)는 소자 기판(21)과 반도체 적층체(30)를 포함한다. 발광 소자(20)가 발광 다이오드로 구현된 경우에 대해서는 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)는 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다. 특히, 제1 광투과 부재(40)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 단일막 또는 다층막으로 제공될 수 있다. 본 실시예에서는 설명의 편의를 위해 제2 광투과 부재(50)가 4개의 층으로 이루어진 것을 도시하였다. 이 경우, 제2 광투과 부재(50)의 각 층(51, 52, 53, 54)의 굴절률은 하부로부터 상부 방향으로 순차적으로 작아질 수 있다. 예를 들어, 제1 층(51)의 굴절률은 제2 층 내지 제4층(52, 53, 54)의 굴절률보다 클 수 있다.
이에 따라, 빛이 각 층(51, 52, 53, 54)에서의 입사각 또는 굴절각을 각각 θ1, θ2, θ3, θ4라 할 때, θ1<θ2<θ3<θ4 일 수 있다. 제1 및 제2 광투과 부재(40, 50)가 굴절률이 순차적으로 감소하는 형태로 배치됨으로써, 발광 소자(20)로부터 출사된 광은 제1 광투과 부재(40)와 제2 광투과 부재(50) 또는 제2 광투과 부재(50)의 각 층(51, 52, 53, 54)의 계면에서 굴절 또는 반사되어 발광 소자 장치의 측면 방향으로 출사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 다양한 형태로 구현될 수 있는 바, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 평면도이며, 도 4는 도 3의 I-I'선에 따른 단면도이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 조명 장치, 백라이트 유닛 등에 채용되어 광을 출사하는 것이다. 발광 소자 장치는 다양한 형상으로 제공될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 평면 상에서 볼 때 사각 형상을 갖는 것을 일 예로서 도시하였다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함한다.
발광 소자(20)는 광을 방출할 수 있는 것으로서 특별히 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 발광 다이오드(LED; light emitting diode)일 수 있다. 이하에서는 발광 소자(20)가 발광 다이오드로 구현된 경우를 일 예로서 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(20)는 평면 상에서 볼 때 대략적으로 발광 소자 장치의 중심에 배치될 수 있다. 그러나, 발광 소자(20)의 위치는 이에 한정되는 것은 아니며, 도시된 것과 달리 배치될 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)로는 다양한 형태의 발광 다이오드, 예를 들어, 수직형 발광 다이오드, 수평형 발광 다이오드, 또는 플립형 발광 다이오드(Light emitting diode)가 사용될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(20)는 특히 플립형 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)는 소자 기판(21), 소자 기판(21) 상에 제공된 반도체 적층체(30), 및 반도체 적층체(30)와 외부 배선을 연결하기 위한 범프 패드(39a, 39b)들을 포함한다. 도 1 내지 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(20)가 반전되어 배치된 것을 도시하였는 바, 하부로부터 상부 방향으로 범프 패드(39a, 39b)들, 반도체 적층체(30), 및 소자 기판(21)이 순차적으로 배치된다. 반도체 적층체에서 생성된 광은 소자 기판(21)을 통해 상부 방향으로 출사된다.
이하에서는 플립형 발광 소자를 상세히 설명한다. 이하에 있어서, 설명의 편의를 위해 발광 소자(20)가 반전되기 전의 적층된 형태, 즉, 소자 기판(21), 반도체 적층체(30), 및 범프 패드(39a, 39b)들이 순차적으로 적층된 형태를 일 예로서 설명한다.
도 5a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치에 있어서, 발광 소자를 도시한 평면도이며, 도 5b는 도 5a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 5a은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 절취선 II-II'를 따라 취해진 단면도이다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 상기 발광 소자는 소자 기판(21), 반도체 적층체(30), 오믹 반사층(31), 하부 절연층(33), 제1 패드 금속층(35a), 금속 반사층(35c, 또는 제3 패드 금속층), 상부 절연층(37), 제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)를포함한다. 반도체 적층체(30)는 제1 도전형 반도체층(23) 상에 배치된 메사(M)를 포함하며, 메사(M)는 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)을 포함한다.
소자 기판(21)은 질화갈륨계 반도체층을 성장시킬 수 있는 기판이면 특별히 제한되지 않는다. 소자 기판(21)의 예로는 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, SiC 기판 등 다양할 수 있으며, 패터닝된 사파이어 기판일 수 있다. 소자 기판(21)은 도 5a의 평면도에서 보듯이 직사각형 또는 정사각형의 외형을 가질 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 소자 기판(21)의 크기는 특별히 한정되는 것은 아니며 다양하게 선택될 수 있다.
반도체 적층체(30)는 소자 기판(21) 상에 배치된다. 제1 도전형 반도체층(23)이 제2 도전형 반도체층(27)에 비해 소자 기판(21)에 가깝게 배치될 수 있다. 한편, 활성층(25)은 제1 도전형 반도체층(23)과 제2 도전형 반도체층(27) 사이에 배치된다. 본 실시예에서 제1 도전형 반도체층(23)이 소자 기판(21) 상에 배치된 것으로 설명하지만, 소자 기판(21)은 생략될 수도 있다.
제1 도전형 반도체층(23)은 소자 기판(21) 상에서 성장된 층으로, 불순물, 예컨대 Si이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다.
활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 제1 도전형 반도체층(23)보다 작은 면적을 가진다. 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 메사 식각에 의해 형성된 메사(M)로 제1 도전형 반도체층(23) 상에 위치한다. 이에 따라, 메사(M)주위에 제1 도전형 반도체층(23)의 상면이 노출된다. 제1 도전형 반도체층(23)은 메사(M) 주위를 따라 링 형상으로 노출될 수 있지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형 반도체층(23)의 측면의 일부는 메사(M)의 측면과 연속적일 수도 있다.
활성층(25)은 단일 양자우물 구조 또는 다중 양자우물 구조를 가질 수 있다. 활성층(25) 내에서 우물층의 조성 및 두께는 생성되는 광의 파장을 결정한다. 특히, 우물층의 조성을 조절함으로써 자외선, 청색광 또는 녹색광을 생성하는 활성층을 제공할 수 있다.
한편, 제2 도전형 반도체층(27)은 p형 불순물, 예컨대 Mg이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 각각 단일층일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 다중층일 수도 있으며, 초격자층을 포함할 수도 있다. 제1 도전형 반도체층(23), 활성층(25) 및 제2 도전형 반도체층(27)은 금속유기화학 기상 성장법(MOCVD) 또는 분자선 에피택시(MBE)와 같은 방법을 이용하여 챔버 내에서 소자 기판(21) 상에 성장되어 형성될 수 있다.
한편, 메사(M)는 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 관통홀들(30a)을 가진다. 관통홀들(30a)은 제2 도전형 반도체층(27) 및 활성층(25)으로 둘러싸인다. 도시한 바와 같이, 관통홀들(30a)은 메사(M) 영역 내에 분포될 수 있으며, 원형 형상을 가질 수 있다. 관통홀(30a)의 개수는 특별히 한정되는 것은 아니며, 하나의 관통홀(30a)만이 배치될 수도 있다. 다만, 넓은 영역에 걸쳐 전류를 고르게 분산시키기 위해 복수의 관통홀들(30a)이 고르게 배치될 수 있다.
한편, 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27) 상에 배치되며, 제2 도전형 반도체층(27)에 전기적으로 접속한다. 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27)의 상부 영역에서 제2 도전형 반도체층(27)의 거의 전 영역에 걸쳐 배치될 수 있다. 예를 들어, 오믹 반사층(31)은 제2 도전형 반도체층(27) 상부 영역의 80% 이상, 나아가 90% 이상을 덮을 수 있다.
오믹 반사층(31)은 반사성을 갖는 금속층을 포함할 수 있으며, 따라서, 활성층(25)에서 생성되어 오믹 반사층(31)으로 진행하는 광을 소자 기판(21) 측으로 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 오믹 반사층(31)은 단일 반사 금속층으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 오믹층과 반사층을 포함할 수도 있다. 오믹층으로는 Ni과 같은 금속층 또는 ITO와 같은 투명 산화물층이 사용될 수 있으며, 반사층으로는 Ag 또는 Al과 같이 반사율이 높은 금속층이 사용될 수 있다.
하부 절연층(33)은 오믹 반사층(31)을 덮는다. 하부 절연층(33)은 또한 오믹 반사층(31) 주위에 노출된 메사(M)의 상면뿐만 아니라 그 둘레를 따라 메사(M)의 측면을 덮으며, 메사(M) 주위에 노출된 제1 도전형 반도체층(23)을 적어도 부분적으로 덮을 수 있다. 하부 절연층(33)은 또한 관통홀들(30a) 내에 노출된 제1 도전형 반도체층(23)을 부분적으로 덮는다.
한편, 하부 절연층(33)은 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시키는 제1 개구부(33a) 및 오믹 반사층들(31)을 노출시키는 제2 개구부(33b)를 가진다. 제1 개구부(33a)는 관통홀(30a) 내에서 제1 도전형 반도체층(23)을 노출시킨다.
제2 개구부(33b)는 오믹 반사층(31)의 상부에 위치하여 오믹 반사층(31)을 노출시킨다. 제2 개구부(33b)의 형상 및 개수는 다양하게 선택될 수 있다.
한편, 하부 절연층(33)은 SiO₂ 또는 Si₃N₄의 단일층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 하부 절연층(33)은 실리콘질화막과 실리콘산화막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있으며, SiO₂막, TiO₂막, ZrO₂막, MgF₂막, 또는 Nb₂O₅막 등에서 굴절률이 서로 다른 층들을 교대로 적층한 분포 브래그 반사기(DBR; Distributed Bragg reflector)를 포함할 수도 있다. 또한, 하부 절연층(33)의 모든 부분이 동일한 적층 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 특정 부분은 다른 부분에 비해 더 많은 적층들을 포함할 수 있다. 특히, 오믹 반사층(31) 상부의 하부 절연층(33)에 비해 오믹 반사층(31) 주위의 하부 절연층(33)이 더 두꺼울 수 있다.
한편, 제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 상기 하부 절연층(33) 상에 배치된다. 제1 패드 금속층(35a)은 메사(M) 상부 영역 내에 한정되어 위치하며, 금속 반사층(35c)은 제1 패드 금속층(35a)을 둘러싸는 링 형상으로 배치될 수있다.
제1 패드 금속층(35a)은 관통홀들(30a) 내의 제1 개구부들(33a)을 통해 제1 도전형 반도체층(23)에 전기적으로 접속한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 패드 금속층(35a)은 관통홀들(30a)을 모두 덮는다. 제1 패드 금속층(35a)은 제1 개구부들(33a)을 통해 직접 제1 도전형 반도체층(23)에 접촉할 수 있다. 다만, 제2 패드 금속층(35b)은 제2 개구부들(33b)을 통해 노출된 오믹 반사층(31)으로부터 이격된다. 따라서, 제2 패드 금속층(35b)은 제2 개구부들(33b)을 노출시키는 개구부들을 가진다.
한편, 금속 반사층(35c)은 메사(M)의 가장자리를 따라 배치되며, 메사(M) 상면, 측면을 덮는다. 금속 반사층(35c)의 일부는 오믹 반사층(31)과 중첩할 수 있다.
나아가, 금속 반사층(35c)은 메사(M) 주위에 노출된 제1 도전형 반도체층(23) 상부 영역으로 연장할 수 있다. 도 6에 도시한 바와 같이, 금속 반사층(35c)은 메사(M) 주위의 영역에서 하부 절연층(33) 상에 위치함으로써 제1 도전형 반도체층(23)으로부터 이격된다. 이 경우, 금속 반사층(35c)은 제1 도전형 반도체층(23) 및 제2 도전형 반도체층(27)으로부터 전기적으로 플로팅될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 측면으로부터 수분에 의해 금속 반사층(35c)이 손상되는 것을 완화할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 금속 반사층(35c)이 제1 도전형 반도체층(23)에 접하도록 제1 도전형 반도체층(23)의 가장자리측으로 연장할 수도 있다.
금속 반사층(35c)은 제1 패드 금속층(35a)으로부터 수평 방향으로 이격된다. 이에 따라, 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c) 사이에 경계 영역이 형성된다. 이러한 경계 영역은 오믹 반사층(31) 상부 영역 내에 한정된다. 따라서, 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)의 경계 영역 측으로 진행하는 광은 오믹 반사층(31)에 의해 반사되므로, 상기 경계 영역으로 광이 누설되어 손실되는 것을 방지할 수 있다.
제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 하부 절연층(33)이 형성된 후에 동일 공정에서 동일 재료로 함께 형성될 수 있으며, 따라서 동일 레벨에 위치할 수 있다. 제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 각각 하부 절연층(33) 상에 위치하는 부분을 포함한다.
제1 패드 금속층(35a) 및 금속 반사층(35c)은 Al층과 같은 반사층을 포함할 수 있으며, 반사층은 Ti, Cr 또는 Ni 등의 접착층 상에 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층 상에 Ni, Cr, Au 등의 단층 또는 복합층 구조의 보호층이 형성될 수 있다. 제1 패드 금속층(35) 및 금속 반사층(35c)은 예컨대, Cr/Al/Ni/Ti/Ni/Ti/Au/Ti의다층 구조를 가질 수 있다.
상부 절연층(37)은 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)을 덮는다. 또한, 상부 절연층(37)은 메사(M) 주위에서 하부 절연층(33)의 가장자리를 덮을 수 있다. 상부 절연층(37)은 또한 제1 패드 금속층(35a)과 금속 반사층(35c)의 경계영역을 덮는다. 나아가, 상부 절연층(37)은 소자 기판(21)의 가장자리에서 제1 도전형 반도체층(23)을 덮을 수 있다. 다만, 상부 절연층(37)은 소자 기판(21)의 가장자리를 따라 제1 도전형 반도체층(23)의 상부 면을 노출시킬 수 있다. 상부 절연층(37)의 가장자리로부터 제1 패드 금속층(35a)까지의 최단 거리는 수분이 침투하여 제1 패드 금속층(35a)을 손상시키는 것을 방지하기 위해 멀수록 좋은데, 대략 15um이상일 수 있다. 이 거리보다 짧은 경우, 발광 소자를 저 전류, 예컨대 25mA에서 동작시킬 경우, 수분에 의해 제1 패드 금속층(35a)이 손상되기 쉽다.
한편, 상부 절연층(37)은 제1 패드 금속층(35a)을 노출시키는 제1 개구부(37a)및 제2 패드 금속층(35b)을 노출시키는 제2 개구부(37b)를 가진다. 제1 개구부(37a)와 제2 개구부(37b)는 서로 떨어져 배치된다. 복수의 제1 개구부들(37a) 및 복수의 제2 개구부들(37b)이 배치될 수 있으며, 제1 개구부들(37a) 및 제2 개구부들(37b)의 개수는 다양하게 선택될 수 있다.
상부 절연층(37)의 제2 개구부들(37b)은 하부 절연층(33)의 제2 개구부들(33b)내에 위치한다. 이에 따라, 상부 절연층(37)의 제2 개구부들(37b)을 통해 오믹 반사층(31)이 노출된다.
상부 절연층(37)은 SiO₂ 또는 Si₃N₄의 단일층으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상부 절연층(37)은 실리콘질화막과 실리콘산화막을 포함하는 다층 구조를 가질 수도 있으며, SiO₂막, TiO₂막, ZrO₂막, MgF₂막, 또는 Nb₂O₅막 등에서 굴절률이 서로 다른 층들을 교대로 적층한 DBR을 포함할 수도 있다.
한편, 제1 범프 패드(39a)는 상부 절연층(37)의 제1 개구부(37a)를 통해 노출된 제1 패드 금속층(35a)에 전기적으로 접속하고, 제2 범프 패드(39b)는 제2 개구부(37b)를 통해 노출된 오믹 반사층(31)에 전기적으로 접속한다. 도 5에 도시한 바와 같이, 제1 범프 패드(39a)는 상부 절연층(37)의 제1 개구부들(37a)을 모두 덮어 밀봉하며, 제2 범프 패드(39b)는 상부 절연층(37)의 제2 개구부(37b)를 모두 덮어 밀봉한다.
나아가, 제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)는 각각 제1 패드 금속층(35a)및 금속 반사층(35c) 상부 영역에 걸쳐서 배치될 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 범프패드들(39a, 39b)을 제한된 발광 소자 영역 내에서 상대적으로 크게 형성할 수 있다.
제1 범프 패드(39a) 및 제2 범프 패드(39b)는 발광 소자를 서브마운트나 인쇄회로보드 등에 본딩되는 부분들로서 본딩에 적합한 재료로 형성된다. 예를 들어, 제1 및 제2 범프 패드들(39a, 39b)은 Au층 또는 AuSn층을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 금속 반사층(35c)을 메사(M)의 가장자리를 따라 배치함으로써 제1 패드 금속층(35a)의 콘택 불량 발생을 방지할 수 있으며, 아울러 메사(M) 가장자리 근처에서 광 손실을 방지할 수 있다.
다시, 도 1 내지 도 4를 참조하면, 제1 광투과 부재(40)은 제2 광투과 부재(50)과 함께 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 경로를 변경한다.
제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 상면을 완전히 덮는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터의 광의 경로를 최대한 변경할 수 있도록 발광 소자(20)의 상면뿐만 아니라 측면까지 모두 커버하는 형태로 제공될 수 있다.
제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터 출사된 광을 투과시키는 재료로서 절연성을 가지는 재료, 예를 들어, 실리콘계 고분자, 유기 고분자, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 유기 고분자로는 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 투명 절연성 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40)은 그 내부에 형광체나 양자점과 같은 광변환 물질을 더 포함할 수도 있다. 광 변환 물질은 발광 소자(20)로부터 출사된 광을 흡수한 후 흡수된 광과 다른 파장의 광을 출사함으로써 광의 컬러를 변경할 수 있다.
제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 반사나 굴절될 수 있도록 다수 개의 면들을 갖는 형태로 제공된다. 발광 소자(20)로부터 광이 출사 되는 방향을 상부 방향으로, 그 반대 방향을 하부 방향이라고 할 때, 제1 광투과 부재(40)은 상부 방향에 위치한 상면(41), 하부 방향에 위치한 하면(43), 및 상면(41)과 하면(43)을 잇는 측면(47)들을 포함한다. 측면(47)들은 제1 광투과 부재(40)의 둘레를 따라 외곽에 배치되는 면으로서, 평면 상에서 볼 때 제1 광투과 부재(40)의 각 변에 대응한다.
제1 광투과 부재(40)은 평면 상에서 볼 때, 발광 소자 장치의 내, 즉, 사각형의 내부에 제공되는 복수 개의 경사면(45)을 갖는다. 경사면(45)은 하면(43)에 대해 소정 각도로 경사진 면이다. 경사면(45)은 상면(41) 또는 하면(43)에 대해 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 경사면(45)에서 반사될 수 있는 각도로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 경사면(45)과 상면(41) 또는 하면(43)이 이루는 각도는 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 경사면(45)에서 내부 전반사될 수 있는 각도일 수 있다. 아울러, 경사면(45)의 각도는 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 굴절률에 따라 달라질 수 있다.
경사면(45)들은 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 측부의 다양한 방향으로 출사될 수 있도록 적어도 일부가 선대칭, 점대칭 또는 회전 대칭되는 형태로 배치될 수 있다. 예를 들어, 경사면(45)들은 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 선대칭 되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 서로 가로지르는 대각선 둘을 따라 선대칭되게 배치된 다수 개의 경사면(45)들이 도시되었다. 상기 경사면(45)들은 발광 소자(20)의 중심에서 접할 수 있으며, 이에 따라, 발광 소자(20)로부터의 광이 측부 방향을 따라 방사상으로 효율적으로 분산 진행될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 경사면(45)들이 하면과 이루는 각도는 5도 내지 85도일 수 있으며, 또는 20도 내지 80도 일 수 있으며, 또는 30도 내지 60도 일 수도 있다.
또한, 도면에서는 각 경사면(45)이 하면(43)과 이루는 각도를 동일하게 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 경사면(45)들이 하면(43)과 이루는 각도는 발광 소자(20)로부터 출사되는 광의 분포를 고려하여 다양하게 변경될 수 있다.
이에 더해, 본 실시예에서는 각 경사면(45)이 편평한 평면인 것만을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 적어도 일부의 경사면(45), 또는 각 경사면(45) 중의 일부가 곡면으로 제공될 수도 있다.
또한, 본 실시예에서는 측면(47)이 하면(43)과 수직한 것만을 도시하였으나, 측면(47)의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다. 측면(47)은 하면(43)에 대하여 예각 또는 둔각을 갖는 형태, 즉 경사를 갖는 형태로 제공될 수 있다.
제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 상면(41) 및 경사면(45)에 제공되며, 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사한다. 제2 광투과 부재(50)은 발광 소자(20)로부터 출사되어 상부 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 제1 광투과 부재(40)의 측면 방향으로 진행하도록 한다. 제2 광투과 부재(50)에서 반사된 광이 제1 광투과 부재(40)의 측면(47) 방향으로 출사되도록, 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)에는 제공되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 크다. 이에 따라, 제1 광투과 부재(40)을 통과하는 빛의 적어도 일부는 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 계면에서 반사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제1 광투과 부재(40)과 제2 광투과 부재(50)의 계면의 각도, 즉 경사면(45)의 각도는 제1 광투과 부재(40)을 통과한 빛이 입사각 이상의 각도로 경사면(45)에 입사되게 만드는 것일 수 있다.
제2 광투과 부재(50)은 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리 에스테르 수지, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 제1, 제2 광투과 부재(40, 50)에 의해 발광 소자(20)에서 출사된 광이 상부 방향이 아니라 측부 방향으로, 즉 측면(47)을 관통하는 방향으로 광 경로를 형성한다. 이러한 발광 소자 장치는 측면(47) 방향의 광량이 증가함으로써 별도의 조명 기구, 예를 들어, 백라이트 유닛에 채용되는 경우 측부 방향으로 광이 분산됨으로써 전체적인 광 균일성이 향상된다. 이에 따라, 발광 소자 장치 상면에서의 광량의 집중에 의한 명점이 발생하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치가 백라이트 유닛에 사용되는 경우는 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 다양한 형태로 변경될 수 있는 바, 이하에서는 설명의 중복을 피하기 위해 상술한 실시예와 다른 점을 위주로 설명하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 광의 출사 방향이 다양하게 변경될 수 있다. 도 6은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 사시도이다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 경사면(45)들의 배치 방향이 달라질 수 있다. 경사면(45)들의 배치 방향이 달라지면, 경사면(45)들에 의해 반사되는 광의 진행 방향이 달라진다.
본 실시예에 있어서, 경사면(45)들은 평면 상에서 볼 때 발광 소자 장치를 이루는 형상, 즉, 사각형의 서로 수직한 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(20)로부터 출사된 후 내부에서 반사되어 발광 소자 장치의 외부로 진행하는 광에 있어서, 대각선 방향에 따른 광 밀도가 증가할 수 있다.
다시 말해, 도 1에 도시된 발광 소자 장치의 경우, 경사면(45)들이 대각선 방향을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에, 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 각 변에 수직한 방향으로 출사하는 광의 밀도가 상대적으로 높을 수 있다. 이와 달리, 도 5에 도시된 발광 소자 장치의 경우, 경사면(45)이 하나의 변에 평행한 선을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에 발광 소자 장치를 이루는 사각형의 대각선 방향으로 출사하는 광의 밀도가 상대적으로 높을 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 경사면(45)들을 달리 배치함으로써 발광 소자 장치로부터 출사되는 광의 방향을 다양하게 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 제2 광투과 부재(50) 상에는 커버층(60)이 더 제공될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도로서, 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 제공된 실시예를 도시한 것이다.
도 7을 참조하면, 제2 광투과 부재(50) 상에는 상기 제1 광투과 부재(40)의 상면(41)과 평행한 상면을 갖는 커버층(60)이 더 제공될 수 있다. 커버층(60)은, 출사된 광을 투과시키는 재료로서 절연성을 가지는 재료, 예를 들어, 실리콘계 고분자, 유기 고분자, 유리 등으로 이루어질 수 있다. 유기 고분자로는 에폭시 수지, 폴리카보네이트, 폴리메틸메타크릴레이트 등을 들 수 있으며, 투명 절연성 재료라면 특별히 한정되는 것은 아니다.
커버층(60)은 제1 광투과 부재(40) 및 제1 광투과 부재(40)의 상면(41)에 제공된 제2 광투과 부재(50)을 커버할 수 있다. 커버층(60)은 특히, 제2 광투과 부재(50)의 상면뿐만 아니라, 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)의 적어도 일부를 덮을 수 있으며, 일 실시예에서는 측면(47)의 전부를 완전히 덮을 수 있다.
아울러, 측면(47)이 경사를 가질 때, 측면(47)의 적어도 일부를 덮는 커버층(60) 역시 경사를 가질 수 있다.
커버층(60)이 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)을 커버함으로써, 발광 소자(20)로부터 출사된 광은 제1 광투과 부재(40)의 경사면(45) 및 제2 광투과 부재(50)을 통해 내부에서 반사된 후, 커버층(60)과 제1 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서 굴절, 산란, 및/또는 반사가 일어날 수 있다. 커버층(60)과 제1 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서의 광의 굴절, 산란, 및/또는 반사에 의해, 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 일부가 상부 방향으로 진행하게 된다.
이에 따라, 발광 소자(20)로부터의 광이 측부 방향뿐만 아니라, 상부 방향으로도 일부 진행하기 때문에, 측부 방향으로만 광의 진행 시 발생할 수 있는 발광 소자(20) 상부의 암점 불량이 감소될 수 있다.
또한, 커버층(60)이 제공됨으로써 발광 소자 장치의 상면이 평탄화되는 효과가 있다. 제1 광투과 부재(40) 및 제1 광투과 부재(40) 상의 제2 광투과 부재(50)의 경우, 제1 광투과 부재(40)의 형상으로 인해 상면의 면적이 상대적으로 좁다. 이에 따라, 발광 소자 장치를 상부 방향으로 픽업하기 위한 접촉 면적이 좁을 수 있다. 그러나, 커버층(60)이 제공되는 경우, 커버층(60)의 상면이 평탄화층으로 기능하며, 발광 소자 장치를 상부 방향으로 픽업할 때 접촉 면적이 크게 증가할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자 장치의 픽업 및 이송 등의 핸들링이 용이해지는 이점이 있다.
상술한 구조를 갖는 발광 소자 장치는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도이다.
도 8a를 참조하면, 임시 기판(10)이 제공되며, 임시 기판(10) 상에 접착층(13)을 사이에 두고 발광 소자들이 제공된다. 임시 기판(10)은 발광 소자 장치를 제조하기 위해 임시적으로 제공되며 이후 제거되는 것으로서, 그 재료가 특별히 한정되는 것은 아니다. 임시 기판(10)은 각 발광 소자 장치에 대응하는 면적으로 제공될 수도 있으나, 복수 개의 발광 소자 장치를 동시에 형성할 수 있도록 큰 면적으로 제공될 수 있다. 임시 기판(10)이 큰 면적으로 제공되는 경우, 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 대응하여, 발광 소자들이 일대일로 배치될 수 있다.
발광 소자는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1 및 도 6에 개시된 형태로 제공될 수 있다.
도 8b를 참조하면, 발광 소자 상에 광투과층(40a)이 형성된다. 광투과층(40a)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 광투과층(40a)을 형성한 이후, 광투과층(40a)의 상면에 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.
도 8c를 참조하면, 광투과층(40a)이 패터닝되며, 이에 따라, 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 제1 광투과 부재(40)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 블레이드를 이용한 기계 가공으로 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 광투과층(40a)은 블레이드로 일 측으로부터 타측 방향으로 그라인딩함으로써 패터닝될 수 있다. 여기서, 광투과층(40a)은 블레이드로 방향을 달리하여 다수 회 그라인딩하는 방법으로 다양한 방향의 경사면(45)들을 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 경화 전, 또는 반경화된 상태에서 가압 몰딩(compressing molding)하는 방식으로 패터닝될 수도 있다.
도 8d를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)이 형성된다. 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 광투과 부재(50)의 상면에는 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 제2 광투과 부재(50) 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.
도 8e를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정을 통해 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 갖는 발광 소자 장치의 형성이 가능하며, 이 상태로 임시 기판(10)으로부터 분리되어 다른 소자에 전사될 수도 있다.
도 8f를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 형성될 수 있다. 커버층(60)은 투명 재료를 이용하여 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 커버층(60)은 각 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.
도 8g를 참조하면, 커버층(60)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 완전히 커버하는 커버층(60)을 각 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자 장치가 완성되며, 서로 인접한 커버층(60)들은 소정 거리로 서로 이격된다.
완성된 발광 소자 장치는 이송 장치를 이용하여 임시 기판(10)의 접착층(13)으로부터 분리할 수 있다.
상술한 방법을 이용하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치가 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치는 별도의 임시 기판(10) 없이 소자 기판을 이용하여 발광 소자 장치를 제조할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 도시한 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 또한 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 제1 광투과 부재(40), 및 제1 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재(50)을 포함하며, 발광 소자(20)는 소자 기판(21), 소자 기판(21) 상에 제공된 반도체 적층체(30), 및 반도체 적층체(30)와 외부 배선을 연결하기 위한 범프 패드(39a, 39b)들을 포함한다.
여기서, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 상면을 실질적으로 완전히 커버하되, 발광 소자(20)의 측면은 커버하지 않는 형태로 제공될 수 있다. 이에 따라, 본 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때, 제1 광투과 부재(40)은 발광 소자(20)의 소자 기판(21)과 동일한 면적, 또는 발광 소자(20)의 소자 기판(21)보다 더 작은 면적을 가질 수 있다.
상기 구조의 발광 소자 장치는 별도의 임시 기판 상에 발광 소자를 이송하는 공정 없이 소자 기판(21) 상에서 곧바로 제조할 수 있는 장점이 있는 바, 이에 대해서 도 10a 내지 도 10f를 참조하여 설명한다.
도 10a 내지 도 10f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 10a를 참조하면, 별도의 임시 기판(10) 없이, 소자 기판(21)이 제공된다. 소자 기판(21)은 복수 개의 발광 소자 장치를 동시에 형성할 수 있도록 큰 면적으로 제공될 수 있다. 본 실시예에 있어서, 소자 기판(21)은 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, 또는 SiC 기판일 수 있다. 소자 기판(21)에는 다수 개의 발광 소자에 대응하는 영역마다 각각 반도체 적층체, 및 범프 패드(39a, 39b)들이 형성된다. 반도체 적층체, 및 범프 패드(39a, 39b)들은 다양한 형태를 가질 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에 따르면 도 1 및 도 6에 개시된 형태로 제공될 수 있다.
도 10b를 참조하면, 반도체 적층체가 제공된 소자 기판(21)의 반대면(도면에서는 상부 측)에 광투과층(40a)이 형성된다. 광투과층(40a)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 광투과층(40a)을 형성한 이후, 광투과층(40a)의 상면에 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.
도 10c를 참조하면, 광투과층(40a)이 패터닝되며, 이에 따라, 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 제1 광투과 부재(40)이 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 블레이드를 이용한 기계 가공이나 가압 몰딩(compressing molding) 등의 방식으로 패터닝될 수도 있다.
도 10d를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)이 형성된다. 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)은 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 제2 광투과 부재(50)의 상면에는 필요에 따라 평탄화 공정이 수행될 수 있다. 평탄화 공정은 제2 광투과 부재(50) 상면을 화학적 및/또는 물리적으로 연마함으로써 수행될 수 있다.
도 10e를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.
도 10f를 참조하면, 소자 기판(21)이 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 소자 기판(21)을 각 발광 소자 장치에 해당하는 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자 장치가 완성된다.
도시하지는 않았으나, 본 실시예에 있어서, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 형성될 수 있다. 커버층(60)은 투명 재료를 이용하여 스크린프린팅, 증착법, 코팅법, 잉크젯법, 스프레이법 등을 이용하여 형성될 수 있다. 커버층(60)은 각 제1 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.
본 실시예에 따르면, 소자 기판 상에 곧바로 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)을 형성한 후 개별 소자로 분리함으로써 매우 용이하게 발광 소자 장치를 구현할 수 있다.
도 11 및 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 11에 따르면, 제2 광투과 부재(50)은 제1 광투과 부재(40)의 상면(41) 및 경사면(45)의 형태와 대응되도록 패터닝된다. 아울러, 제2 광투과 부재(50) 상에는 제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)이 제공된다.
제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)의 굴절률은 제2 광투과 부재(50)의 굴절률보다 작을 수 있다. 아울러, 제2 광투과 부재(50)과 상대적으로 더 멀리 위치한 제2 보조 광투과 부재(73)의 굴절률은 제1 보조 광투과 부재(71)의 굴절률보다 작을 수 있다. 이에 따라, 각각 제2 광투과 부재(50)과 제1 보조 광투과 부재(71)의 계면 및 제1 보조 광투과 부재(71)과 제2 보조 광투과 부재(73)의 계면에서 빛의 반사가 발생할 수 있다. 따라서, 발광 소자에서 출사된 광 중 상면(41)과 수직하게 출사된 광은 상기 계면들에서 추가로 반사되어 측면(47) 방향으로 진행될 수 있다.
도면에 도시되어 있는 것과 달리, 제2 광투과 부재(50) 상에는 더 적은 수의 또는 더 많은 수의 보조 광투과 부재가 제공될 수 있다. 아울러, 가장 상단에 위치한 보조 광투과 부재는 제2 보조 광투과 부재(73)과 같이 상면이 평탄화될 수 있다. 복수 개의 보조 광투과 부재가 제공될 경우, 이들의 굴절률은 빛의 진행 방향을 따라 순차적으로 낮아질 수 있다.
도 12을 참고하면, 제2 광투과 부재(50) 상에 제공되며, 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 렌즈(80)가 더 제공될 수 있다.
렌즈(80)는 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 바, 제2 광투과 부재(50)을 투과하여 상면(41)과 수직하게 출사되는 빛의 적어도 일부를 측면(47)과 수직한 방향으로 굴절시킬 수 있다. 이에 따라, 상면(41)과 수직하게 출사되는 빛의 광량이 줄어들고, 발광 소자 장치가 위치한 곳에 빛이 집중되어 휘점이 나타나는 현상을 막을 수 있다.
도면에는 제2 광투과 부재(50) 상에 렌즈(80)가 제공되는 것이 도시되어 있다. 그러나, 필요에 따라서는 별도의 렌즈(80)를 제공하지 않고 제2 광투과 부재(50)의 상면을 렌즈(80)와 같이 패터닝할 수도 있다. 즉, 제2 광투과 부재(50)의 상면을 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상으로 패터닝할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예들에 따른 발광 소자 장치는 백라이트 유닛의 광원으로 사용될 수 있다. 도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이며, 도 13b는 도 13a의 III-III'선에 따른 단면도이다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 백라이트 유닛은 상술한 실시예에 따른 발광 소자 장치와, 발광 소자 장치로부터 출사된 광을 소정 방향으로 인도하는 도광판(100)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도광판(100)은 상면과 하면이 넓은 형태를 갖는 판상으로 제공될 수 있다. 도광판(100)은 적어도 한 개 이상의 관통홀(HL)을 가질 수 있으며, 상기 관통홀(HL)마다 발광 소자 장치가 배치될 수 있다. 관통홀(HL) 내에 배치된 발광 소자 장치로부터 출사된 광은 도광판(100)으로 입사된 후 도광판(100)의 적어도 일 면, 예를 들어, 상면을 통해 외부로 출사된다. 여기서, 관통홀(HL) 내의 측면(101)은 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판(100) 내로 입사되는 면으로서, 도광판(100)의 입광면(101)에 해당한다. 아울러, 도광판 상면(103)은 도광판(100)으로 입사된 광이 도광판(100) 밖으로 출사되는 면으로서, 도광판의 출사면(103)에 해당한다.
특히, 관통홀(HL)의 측벽과 발광 소자 장치의 측면들은 서로 마주보는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 소자로부터 출사되어 광투과 부재에서 반사된 빛의 대부분이 관통홀(HL)의 측벽(101)으로 입사할 수 있다.
관통홀(HL) 내 측면(101)은 관통홀(HL)의 형상을 정의한다. 관통홀(HL)은 발광 소자 장치의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 것과 같이 발광 소자 장치가 직육면체 형상을 가질 때, 관통홀(HL) 역시 직육면체 형상을 가질 수 있다.
관통홀(HL)의 크기는 발광 소자 장치가 삽입될 수 있는 정도의 크기일 수 있다. 다만, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판(100)을 거치지 않고 의도하지 않은 방향으로 진행하는 것을 막기 위하여, 관통홀(HL)의 크기는 발광 소자 장치의 크기와 유사할 수 있다. 아울러, 동일한 이유로 관통홀(HL)의 깊이는 발광 소자 장치의 높이보다 클 수 있다.
아울러, 관통홀(HL)의 개수와 배치는 발광 소자 장치의 종류 및 백라이트 유닛의 형태 등에 따라 달라질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서 관통홀의 형상은 상술한 실시예에 한정되는 것은 아니며, 다른 형태로 변경될 수도 있다. 도 13c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통홀의 형상을 도시한 것으로서, 도 13a의 III-III'선에 대응하는 단면도이다.
도 13c를 참조하면, 관통홀(HL)이 도광판(100)의 상면과 하면을 관통하는 상기 실시예와 달리, 본 실시예에서는 관통홀(HL)이 도광판(100)의 하면 방향으로부터 형성된 리세스 형태로 제공될 수 있다.
따라서, 관통홀(HL)은 발광 소자 장치를 완전히 커버하는 형태로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 관통홀(HL)들은 복수 개의 발광 소자 장치들의 배치를 고려하여 도광판(HL)에 제공될 수 있다.
관통홀(HL)이 발광 소자 장치를 완전히 커버하기 때문에, 발광 소자 장치로부터 상면 방향으로 출사된 광도 도광판(100)으로 입사한다. 따라서, 발광 소자 장치로부터 출사되는 실질적으로 모든 광이 도광판(100)의 입광면(101)으로 입사될 수 있다. 아울러, 이 경우 도광판(100)의 출사면(103)은 도광판(100) 상면 전체가 되기 때문에 광이 도광판(100)의 모든 영역으로부터 고르게 출사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및/또는 발광 소자 장치를 포함하는 백라이트 유닛은 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있다. 조명 시스템은 예를 들어 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및/또는 발광 소자 장치 상에는 프리즘 시트, 확산 시트 등이 더 배치될 수 있다.
이와 같은 구조의 백라이트 유닛은 액정 패널 하부에 다수의 발광 소자 장치의 어레이를 설치할 수 있기 때문에, 대화면 표시 장치에 효과적으로 백라이트를 제공할 수 있는 장점을 갖는다. 이때, 표시 장치란 자체적으로 발광할 수 있는 발광부를 포함하지 않고, 별도의 광원을 필요로 하는 수광형 표시 장치일 수 있다. 수광형 표시 장치는 예를 들어 액정층을 포함하는 액정 디스플레이 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 표시 장치에 제공된 복수 개의 발광 소자 장치를 개별적으로 구동할 수 있기 때문에 로컬 디밍(Local Dimming) 기능을 구현할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 이용하면, 표시 장치가 출력하는 화면에 맞추어 백라이트 제공 여부 및 정도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 어두운 이미지가 출력되는 영역에서는 백라이트를 제공하지 않고, 밝은 이미지가 출력되는 영역에서만 백라이트를 제공하는 형태로 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 구동할 수 있다. 이에 따라 어두운 이미지가 출력되는 영역에서 백라이트가 불필요하게 사용자에게 시인되는 빛 샘 현상이 방지될 수 있다. 따라서, 표시 장치가 출력하는 화면의 명암비가 향상될 수 있다.
또한, 종래 기술에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광을 표시 영역에 균일하게 제공하기 위한 렌즈가 필요했다. 렌즈는 발광 소자 장치를 커버하는 형태로 제공되기 때문에, 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛 전체의 두께를 증가시키는 원인이 되곤 했다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자 장치를 커버하는 렌즈 없이도 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 도광판을 통하여 균일하게 제공될 수 있다. 이에 따라, 백라이트 유닛의 두께가 상대적으로 얇아질 수 있다.
아울러, 종래 기술에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되고, 휘점 형태로 나타나는 것을 막기 위하여, 발광 소자 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 필요했다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 채용한 표시 장치는 상대적으로 두께가 크다는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되지 않고, 측면으로 출사된 후 도광판을 통해 균일하게 제공된다. 따라서, 휘점이 나타나는 것을 막기 위해 발광 소자 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 불필요하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치 및 백라이트 유닛을 적용하면 표시 장치의 두께가 작아질 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims

발광 소자;
상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재; 및
상기 제1 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하고,
상기 제1 광투과 부재의 굴절률은 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 큰 발광 소자 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 광투과 부재는
서로 대향되는 위치에 형성된 상면 및 하면;
상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 적어도 하나의 경사면; 및
상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하는 발광 소자 장치.
제2 항에 있어서,
평면 상에서 볼 때 상기 경사면들은 상기 발광 소자 장치 내에 제공되며, 상기 측면들은 상기 발광 소자 장치의 외곽에 배치되는 발광 소자 장치.
제3 항에 있어서,
상기 제2 광투과 부재는 상기 상면 및 상기 경사면들에 제공된 발광 소자 장치.
제4 항에 있어서,
상기 발광 소자 장치는 사각형으로 제공되며, 상기 측면들은 상기 사각형의 각 변에 대응하는 발광 소자 장치.
제5 항에 있어서,
상기 경사면들은 상기 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 대칭적으로 배치되는 발광 소자 장치.
제5 항에 있어서,
상기 경사면들은 상기 사각형의 서로 수직한 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치된 발광 소자 장치.
제3 항에 있어서,
상기 발광 소자는 상기 사각형의 중심에 제공되며, 상기 경사면들은 상기 중심에서 서로 접하는 발광 소자 장치.
제2 항에 있어서,
상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 보조 광투과 부재를 더 포함하는 발광 소자 장치.
제9 항에 있어서,
상기 보조 광투과 부재는 순차적으로 굴절률이 감소하는 복수 개의 층이 빛의 진행 방향을 따라 적층된 구조를 포함하는 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 발광 소자 장치의 중심에 대하여 대칭인 형상을 갖는 렌즈를 더 포함하는 발광 소자 장치.
제2 항에 있어서,
상기 경사면은 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 내부 전반사되는 각도로 제공된 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광투과 부재는 실리콘계 고분자를 포함하는 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광투과 부재는 형광체를 포함하는 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 상면과 평행한 상면을 갖는 커버층을 더 포함하는 발광 소자 장치.
제15 항에 있어서,
상기 커버층은 상기 제1 광투과 부재의 측면들을 커버하는 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 제1 광투과 부재의 하부에 제공된 소자 기판을 더 포함하며, 상기 소자 기판 상에 상기 발광 소자가 제공된 발광 소자 장치.
제17 항에 있어서,
상기 소자 기판은 성장 기판인 발광 소자 장치.
제1 항에 있어서,
상기 발광 소자는 플립 타입의 발광 소자인 발광 소자 장치.
관통홀을 갖는 도광판; 및
상기 관통홀 내에 제공된 발광 소자 장치를 포함하며,
상기 발광 소자 장치는
발광 소자;
상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재; 및
상기 제1 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하며,
상기 제1 광투과 부재의 굴절률은 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 큰 백라이트 유닛.
제20항에 있어서,
상기 제1 광투과 부재는
서로 반대되는 상면 및 하면;
상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 경사면들; 및
상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하는 백라이트 유닛.
제21 항에 있어서,
상기 관통홀의 측벽과 상기 측면들은 서로 마주보는 백라이트 유닛.