KR20200068030A - 발광 장치 - Google Patents

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KR20200068030A
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Abstract

본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 적재판, 적재판에 설치되는 발광 유닛, 발광 유닛에 설치되는 반사 소자 및 적재판에 위치하여 발광 유닛을 둘러싸고 있는 광학 소자를 포함한다.

Description

발광 장치{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 장치에 관한 것이며, 특히 반사층 및 광학 소자를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
고체형 조명 장치에 사용되는 발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)는 에너지 소모가 적고, 긴 수명, 작은 부피, 빠른 반응 속도, 출력된 광 파장이 안정적임 등의 특성을 가지므로, 발광 다이오드가 전통적인 광원을 대체하고 있는 추세이다. 광전기 과학 기술이 발전함에 따라, 고체형 조명이 조명 효율, 작동 수명 및 휘도 등 면에서 현저한 진보를 하고 있으므로, 최근 들어 발광 다이오드가 각종 용도, 예를 들어, 디스플레이의 백라이트 모듈에 사용되고 있다.
본 발명은 발광 장치에 관한 것이며, 적재판, 적재판 상에 설치되는 발광 유닛, 발광 유닛의 바로 상부에 설치되어 발광 유닛으로부터의 광을 발광 유닛의 측면으로 반사하는 제 1 광학 소자 및 적재판 상에 위치하여 발광 유닛을 둘러싸고 있는 제 2 광학 소자를 포함한다.
본 발명의 상기 및 기타 목적, 특징과 장점을 더 명확하게 이해하기 위해, 이하 실시예를 예로 들어, 도면을 참조하여 구체적으로 설명하기로 한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 2b는 도 2a에서의 장치를 나타내는 저면도이다.
도 2c는 도 2a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 2d는 도 2a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 3b는 도 3a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다.
도 3c는 도 3a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 3d는 도 3a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 4d는 도 4a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9b는 도 9a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다.
도 9c는 도 9a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 9d는 도 9a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 9e는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 10b는 도 10a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 11b는 도 11a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11c는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11d는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 11e는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 12b는 도 12a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다.
도 12c는 도 12a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 12d는 도 12a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 12e는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 13b는 도 13a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다.
도 14a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 14b는 도 14a에 도시된 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 14c는 도 14a에 도시된 광학 소자를 나타내는 평면도이다.
도 14da은 본 발명의 일 실시예에서의 광학 소자를 나타내는 평면도이다.
도 14db는 도 14da에 도시된 광학 소자를 나타내는 단면도이다.
도 14e는 본 발명의 일 실시예에서의 광학 소자를 나타내는 단면도이다.
도 14fa ~ 도 14fc은 본 발명의 일 실시예에서의 광학 소자를 나타내는 단면도이다.
도 14g는 도 14a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다.
도 15a는 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 저면도이다.
도 15b는 도 15a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다.
도 16a은 본 발명의 일 실시예에서의 발광 장치를 나타내는 단면도이다.
도 16b는 도 16a에서의 발광 장치의 저면도이다.
도 16c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치의 저면도이다.
이하 실시예에서는 도면을 수반하여 본 발명의 개념을 설명할 것이며, 도면 또는 설명에 있어서, 유사 또는 동일한 부분에는 동일한 부호를 사용하였으며, 도면에서 소자의 모양 또는 두께는 확대 또는 축소할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 1a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 1a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심(즉, 가상 중심선(L0)의 위치)을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(1000)는 적재판(20)과 발광 유닛(10), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50)를 포함한다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105), 전극(102, 104)을 포함하며, 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층 및 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 제 1 형 반도체층 및 제 2 형 반도체층은, 예를 들어, 클래드층(cladding layer) 또는 구속층(confinement layer)이며, 각각, 전자, 정공을 제공하고, 전자, 정공이 활성층에서 결합되어 발광하도록 한다. 제 1 형 반도체층, 활성층 및 제 2 형 반도체층은, 예를 들어, AlxInyGa（1-x-y）N 또는 AlxInyGa（1-x-y）P의 Ⅲ-Ⅴ족 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 여기서 0
Figure pat00001
x, y
Figure pat00002
1；（x+y）
Figure pat00003
1이다. 활성층의 재료에 따라, 발광 구조(101)는 피크값이 610㎚ 내지 650㎚ 사이의 적생광, 피크값이 530㎚ 내지 570㎚ 사이의 녹색광 또는 피크값이 450㎚ 내지 490㎚ 사이의 청색광을 발광할 수 있다. 투광층(105)은 파장 전환 재료, 예를 들어, 염료, 형광 분말, 양자점 재료를 선택적으로 포함할 수 있다. 형광 분말을 파장 전환 재료로 선택할 경우, 일부 인접하는 형광 분말 입자가 서로 접촉하지만, 일부 인접하는 형광 분말 입자는 서로 접촉하지 않는다. 형광 분말의 입경(粒徑)(최대 또는 평균 입경)은 5㎛ ~ 100㎛ 사이이다. 형광 분말은 황녹색 형광 분말 및 적색 형광 분말을 포함하나 이에 한정되지 않는다. 황녹색 형광 분말의 성분은, 예를 들어, 알루미늄 산화물(YAG 또는 TAG), 규산염, 바나듐산염, 알칼리토금속 셀렌화물 또는 금속 질화물이다. 적색 형광 분말의 성분은, 예를 들어, 규산염, 바나듐산염, 알칼리토금속 황화물, 금속 질소산화물 또는 텅스텐-몰리브덴산염족 혼합물이다.
일 실시예에 있어서, 투광층(105)은 형광 분말을 포함하며, 형광 분말은 발광 구조(101)가 방출한 제 1 광을 흡수하여, 제 1 광과 피크값 파장이 상이한 제 2 광으로 전환한다. 제 1 광과 제 2 광은 혼합되어 백색광을 발생시킬 수 있다. 발광 장치(1000)는 열안정 상태에서 백색광의 색온도가 2200K ~ 6500K(예를 들어: 2200K, 2400K, 2700K, 3000K, 5700K, 6500K)이고, 색점값(CIE x, y)이 7개의 맥아담 타원(MacAdam ellipse)의 범위에 해당되며, 80보다 크거나 또는 90보다 큰 연색성(CRI)을 가진다. 다른 실시예에 있어서, 투광층(105)은, 예를 들어, 이산화티타늄, 지르코니아, 산화 아연 또는 산화 알루미늄의 확산 입자를 더 포함한다.
발광 유닛(10)은 전극(102, 104)을 통해 적재판(20) 표면의 회로(미도시)와 전기적으로 연결되고, 적재판(20)의 회로를 통해 발광 구조(101)로 전기 공급을 할 수 있다. 더 구체적으로, 전극(102, 104)은 전도성 재료를 통해 적재판(20) 표면의 회로와 서로 연결되며, 전도성 재료는 땜납 또는 기타 전도성 성질을 가지는 점성 재료일 수 있다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)의 하부면(202)은 외부 전력을 공급받도록 전극(106, 108)을 더 포함하되, 하부면에 위치하는 전극(106,108)은 적재판(20) 내의 금속 회로(미도시)를 통해 적재판(20) 표면의 회로(미도시)와 전기적으로 연결되며, 여기서 금속 회로는 적재판(20) 내에서 적재판(20)을 수직 또는 경사지게 통과할 수 있다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)의 상부면(201)은 발광 유닛(10)이 방출한 광을 반사하도록 반사층을 더 포함한다. 반사층은 난반사면(광이 반사 후 여러 개의 방향으로 진행함) 또는 거울면(광이 반사 후 단일 방향으로 진행하며, 즉 입사각이 반사각과 동일함)일 수 있다. 반사층이 난반사면일 경우, 발광 구조(101)가 방출한 광이 적재판(20)으로 조사된 후 일부가 반사되어 발광 구조(101)로 조사되게 되며, 이 때 일부 광은 발광 유닛(10)에 의해 흡수되거나, 또는 제 1 광학 소자(30)와 적재판(20) 사이에서 왕복으로 반사되어 발광 장치(1000) 내에 트래핑(trapped)될 수 있어, 발광 장치(1000)의 발광 강도가 감소되게 된다. 반사층이 거울면일 경우, 발광 구조(101)가 방출한 광은 적재판(20) 표면으로 조사된 후, 외부로 반사되어 발광 구조(101)와 멀어지는 방향으로 조사하게 된다. 따라서, 적재판(20)의 상부면(201)이 거울면인 반사면을 포함할 경우, 상부면(201)이 난반사면을 포함하는 것에 비해, 많은 광이 발광 장치(1000)의 주변으로 반사되게 되어, 발광 장치(1000) 주변의 광 강도가 증가되고, 발광 장치(1000) 주변의 광 강도와 중심의 광 강도의 차이도 더욱 크게 된다.
반사층의 재료는, 예를 들어, 흰색 페인트 또는 세라믹 잉크와 같은 절연성 재료 및/또는, 예를 들어, 은, 알루미늄 등 금속과 같은 전도성 재료를 포함한다. 흰색 페인트는 베이스 재료와 베이스 재료에 분산되어 있는 복수 개의 반사 입자(미도시)를 포함한다. 베이스 재료는 실록산기를 함유하는 재료(Siloxane group containing material), 에폭시기를 함유하는 재료(epoxy group containing material), 또는 전술한 2 종류의 관능기를 함유하는 재료를 포함하며, 약 1.4 ~ 1.6 또는 1.5 ~ 1.6 사이의 굴절률(n)을 가진다. 일 실시예에 있어서, 베이스 재료는 폴리이미드(Polyimide; PI), 벤조시클로부텐(Benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로사이클로부탄(Perfluorocyclobutane; PFCB), 폴리메틸 메타크릴산(polymethyl methacrylate; PMMA), 폴리에틸렌 테레프타레이트(polyethylene terephthalate; PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 불화탄소 폴리머(Fluorocarbon Polymer)를 포함할 수 있다. 반사 입자는 이산화티타늄, 이산화규소, 산화알루미늄, 산화아연 또는 지르코늄디옥사이드를 포함한다.
일 실시예에 있어서, 제 1 광학 소자(30)는 발광 유닛(10) 상에 설치되며, 제 1 광학 소자(30)의 폭은 발광 유닛(10)과 대략적으로 동일하고, 발광 구조(101)의 폭보다 크다. 도 1a에 도시된 바와 같이, 제 1 광학 소자(30)는 발광 구조(101)의 적어도 일부 광을 반사하여 우측 하부((X, -Z) 방향) 및/또는 좌측 하부((-X, -Z) 방향)를 향하여 발광 유닛(10) 외부로 조사되도록 하여, 광이 발광 구조(101)를 벗어난 후 제 2 광학 소자(50)로 조사될 수 있어, 광이 발광 유닛(10) 내에 트래핑(trapped)되는 것을 방지한다. 따라서, 제 1 광학 소자(30)는 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(1000) 주변으로 분산하여 발광 장치(1000)의 상부에 집중되지 않도록 할 수 있다. 제 2 광학 소자(50)는 발광 유닛(10)과 제 1 광학 소자(30)를 둘러싸면서 제 1 광학 소자(30) 및 발광 유닛(10)과 동시에 접촉한다. 제 2 광학 소자(50)는 단면도에서 대략적으로 발광 유닛(10)(또는 제 1 광학 소자(20))을 통과하는 중심선, 예를 들어, 발광 유닛의 중심을 통과하는 가상 중심선(L0)을 중심으로 발광 유닛(10)을 대칭적으로 커버한다. 제 2 광학 소자(50)는 상부면(501)과 하부면(502)을 가지고, 상부면(501)은 제 1 광학 소자(30)의 측면과 직접 접촉하나 제 1 광학 소자(30)의 최상면과는 접촉하지 않으며, 하부면(502)은 적재판(20)과 접촉하며, 전극(102, 104)이 적재판(20)에 연결되는 표면과 대략적으로 동평면이다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)의 단면 형상은 직사각형 또는 직사각형에 유사하고, 상부면(501)이 단면도에서 상부면(201)과 평행하는 수평면이며, 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)의 최상면과 대략적으로 동평면이다. 일 실시예에 있어서, 상부면(501)은 제 1 광학 소자(30)의 측면과 직접 접촉하지 않으며, 제 2 광학 소자(50)는 수평한 최상면을 더 포함하여 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 측면을 연결한다. 제 2 광학 소자(50)는 발광 유닛(10)을 둘러싸고 있으며, 상부면(501)의 최고점이 발광 유닛(10)의 최상면에 위치한다. 제 1 광학 소자(30)는 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있다. 여기서, 절연성 재료의 단층 구조, 예를 들어, 흰색 페인트 또는 세라믹 잉크로 구성된 단일층 반사층을 포함한다. 전도성 재료의 단층 구조, 예를 들어, 금속으로 구성된 단일층 반사층을 포함하며, 금속은 은, 알루미늄 등 금속일 수 있다. 제 1 광학 소자(30)는 분산 브래그 반사기(distributed Bragg reflector, DBR)일 수 있다. 브래그 반사 미러는 굴절률이 상이한 적어도 2종류의 투사 가능한 재료를 포함하여 적층되어 형성된다. 브래그 반사 구조는 절연성 재료 또는 전도성 재료일 수 있으며, 절연성 재료는 폴리이미드(PI), 벤조시클로부텐(BCB), 퍼플루오로사이클로부탄(PFCB), 산화마그네슘(MgO), Su8, 에폭시 수지(Epoxy), 아크릴 수지(Acrylic Resin), 시클로올레핀 폴리머(COC), 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 불화탄소 폴리머(Fluorocarbon Polymer), 유리(Glass), 산화알루미늄(Al2O3), 산화마그네슘(MgO), 산화규소(SiOx), 산화티타늄(TiO2), 산화탄탈(Ta2O5), 질화규소(SiNx), 스핀 온 글라스(SOG) 또는 테트라에톡시실란(Tetraethoxysilane, TEOS)을 포함하나 이제 한정되지 않는다. 전도성 재료는 인듐 주석 산화물(ITO), 산화인듐(InO), 산화주석(SnO), 카드뮴 주석 산화물(CTO), 안티몬 주석 산화물(ATO), 알루미늄 아연 산화물(AZO), 아연 주석 산화물(ZTO), 갈륨 아연 산화물(GZO), 산화아연(ZnO), 산화마그네슘(MgO), 알루미늄 갈륨 비소(AlGaAs), 질화 갈륨(GaN), 인화 갈륨(GaP) 또는 인듐 아연 산화물(IZO)을 포함하나 이에 한정되지 않는다.
제 2 광학 소자(50)와 투광층(105)은 발광 구조(101)로부터의 광에 의해 투사된다. 제 2 광학 소자(50)와 투광층(105)의 재료는 동일하거나 유사할 수 있으며, 재료는 실리콘(Silicone), 에폭시 수지(Epoxy), 폴리이미드(PI), 벤조시클로부텐(BCB), 퍼플루오로사이클로부탄(PFCB), Su8, 아크릴 수지(Acrylic Resin), 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 불화탄소 폴리머(Fluorocarbon Polymer), 산화알루미늄(Al2O3), SINR, 스핀 온 글라스(SOG)를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)는, 예를 들어, 이산화티타늄, 지르코니아, 산화 아연 또는 산화 알루미늄과 같은 확산 입자를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)는 파장 전환 재료, 예를 들어, 염료, 형광 분말, 양자점 재료(QD: Quantum Dot)를 포함한다.
도 1b는 본 발명의 발광 장치(1000)를 나타내는 저면도이다. 도 1b에서, X축과 Y축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, Y축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 도 1b에 의해 알 수 있는 바와 같이, 발광 유닛(10)은 제 1 광학 소자(30)에 의해 완전히 커버되어 있으며, 제 2 광학 소자(50)는 전체의 발광 유닛(10) 및 제 1 광학 소자(30)를 둘러싸고 있다. 제 2 광학 소자(50)는 대략적으로 원형 또는 타원형의 윤곽을 포함한다. 발광 유닛(10)의 크기는 제 2 광학 소자(50) 또는 적재판(20) 또는 상부면(201)의 반사층의 크기와 동일한 단면에서 비율 관계가 존재한다. 예를 들어, 도 1a에서, 제 2 광학 소자(50)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이거나, 또는 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 5배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 10배 이상이다.
도 2a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이며, 여기서 방사선은 발광 장치가 방출한 광의 궤적을 표시한다. 도 2b는 도 2a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 2a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 2a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 중심(즉, 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 제 2 광학 소자(50)는 발광 유닛(10)의 일측에 위치하는 부분이 계단과 유사한 형태를 가지며, 여기서 제 2 광학 소자(500)의 상부면(501)은 경사면이다. 적재판(20)의 상부면(201)은 거울면이거나 또는 거울면에 가까운 반사면일 수 있으며, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(1000)의 양측으로 분산한다. 쉽게 설명하기 위해, 도 2a에서 발광 장치(1000)의 좌측 절반은 광이 발광 유닛(10)을 벗어난 후 제 2 광학 소자(50)에서 상측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이고, 우측 절반은 광이 발광 유닛(10)을 벗어난 후 제 2 광학 소자(50)에서 하측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이다. 제 2 광학 소자(50) 내의 광의 조사 방향은 적어도 전술한 상향과 하향의 경로를 포함하고, 상기 2개의 경로의 각종 조합을 포함할 수도 있으며, 모두 대략적으로 발광 유닛(10)과 멀어지는 방향으로 조사된다. 도 2a에 도시된 바와 같이, 광은 제 2 광학 소자(50) 내에서 직선으로 조사되다가 상부면(501)에서 굴절이 발생한다. 예를 들어, 광(L1)은 제 2 광학 소자(50)를 벗어난 후 적재판(20)과 인접하는 방향으로 이동된다.
도 2b는 도 2a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 2c는 도 2a에 도시된 발광 장치(1000)의 직각좌표 광 형상 차트이며, 도면에 도시된 3개의 곡선은 각각 3개의 상이한 방위의 평면에서(도 2b에 도시된 면 A(90°), 면 B(135°)와 면 C(180°)) 측정된 광 강도이다. 도 2c에 도시된 횡축은 평면(면 A, 면 B 또는 면 C)에서 관측된 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 도 2c에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1000)의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 40° ~ 70°에서 최고의 광 강도(약 0.14 a.u.)를 가지고, 대략적으로 중심 구역 +15° ~ -15° 사이의 최저 광 강도(약 0.01a.u.)의 14배이다. 쉽게 비교하기 위해, 본 발명은 광 강도에 대해 정규화 처리를 진행하였으므로, 각 실시예에서의 광 강도는 임의의 단위(a.u.)로 통일하였다. 도 2d는 도 2a에 도시된 장치의 극 좌표 광 형상 차트이다. 도 2d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1000)의 광 강도가 또한 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심 또는 0° 각도에 대해 좌우측으로 대칭적으로 분포되며, 광은 주로 40° ~ 70°의 범위 내에 분포된다.
도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이며, 여기서 방사선은 발광 장치가 방출한 광의 궤적을 표시한다. 도 3b는 도 3a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 3a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 3a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 중심(즉, 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 제 2 광학 소자(50)의 단면도는 대략적으로 발광 유닛(10)의 양측에 설치되는 2개의 계단 형태로, 여기서 제 2 광학 소자 양측의 상부면(501)은 오목면이다. 적재판(20)의 상부면(201)은 거울면인 반사면이며, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(2000)의 양측으로 유도한다. 도 3a에서 좌측 절반은 광이 상측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이고, 우측 절반은 광이 하측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이다. 제 2 광학 소자(50) 내의 광의 조사 방향은 적어도 전술한 상향과 하향의 경로를 포함하고, 상기 2개의 경로의 각종 조합을 포함할 수도 있으며, 모두 대략적으로 발광 유닛(10)과 멀어지는 방향으로 조사된다. 동일하게, 광이 제 2 광학 소자(50)를 벗어날 때 상부면(501)에서 굴절이 발생한다. 주의해야 할 점은, 발광 장치(2000)의 제 2 광학 소자(50)는 아래로 오목한 상부면(501)을 가진다는 점이다. 도 3c는 도 3a에 도시된 발광 장치(2000)의 직각좌표 광 형상 차트이며, 도면에 도시된 3개의 곡선은 각각 3개의 상이한 방위의 평면에서(도 3b에 도시된 면 A(90°), 면 B(135°)와 면 C(180°)) 측정된 광 강도이다. 도 3c에 도시된 횡축은 측정된 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 횡축의 0°, 90° 및 -90°은 도 3a에 도시된 좌표축과 동일하며, 90° 및 -90°의 방향은 대략적으로 도 3a에 도시된 +X와 -X 방향이고, 0°의 위치는 발광 유닛(10)의 중심을 통과한 가상 중심선(L0)과 중첩된다. 도 3c에서의 횡축은 평면(면 A, 면 B 또는 면 C)에서의 관측 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 도 3c에 도시된 바와 같이, 발광 장치(2000)의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 30° ~ 60°에서 최고의 광 강도(약 0.13 a.u.)를 가지며, 대략적으로 중심 구역 +10° ~ -10° 사이의 최저 광 강도(약 0.018 a.u.)의 7.2배이다. 도 3d는 도 3a에 도시된 장치의 극좌표 광 형상 차트이다. 도 3d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(2000)의 광 강도가 또한 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심 또는 0° 각도에 대해 좌우측으로 대칭적으로 분포되며, 광은 주로 30° ~ 60°의 범위 내에 분포된다. 도 2a에 도시된 발광 장치(1000)에 비해, 발광 장치(2000)의 주요 차이점은 제 2 광학 소자(50)가 아래로 오목한 상부면(501)을 갖는다는 것이며, 이는 광학 분포에도 영향을 미친다. 구체적으로, 발광 장치(2000)의 최고 광 강도가 위치하는 위치는 (발광 장치(1000)의) 40° ~ 70°에서 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에 인접함으로써 30° ~ 60°로 변하게 되었고, 광 강도가 낮은 중심 구역 분포는 +15° ~ -15°에서 +10° ~ -10°로 축소되었으며, 발광 장치(2000)의 최대 광 강도와 최저 광 강도의 비교값도 발광 장치(1000)보다 낮다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이며, 여기서 방사선은 발광 장치가 방출한 광의 궤적을 표시한다. 도 4b는 도 4a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 4a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 4a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 중심(즉, 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 제 2 광학 소자(50)의 단면도는 대략적으로 발광 유닛(10)의 양측에 설치되는 2개의 호형(弧形) 계단 형태로, 여기서 제 2 광학 소자 양측의 상부면(501)은 돌출면이다. 적재판(20)의 표면(201)은 거울면인 반사면이며, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(3000)의 양측으로 유도한다. 도 4a에서 좌측 절반은 광이 상측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이고, 우측 절반은 광이 하측 방향으로 조사되는 상황을 표시한 것이다. 제 2 광학 소자(50) 내의 광의 조사 방향은 적어도 전술한 상향과 하향의 경로를 포함하고, 상기 2개의 경로의 각종 조합을 포함할 수도 있으며, 모두 대략적으로 발광 유닛(10)과 멀어지는 방향으로 조사된다. 동일하게, 광은 제 2 광학 소자(50)를 벗어날 때 상부면(501)에서 굴절이 발생한다. 주의해야 할 점은, 발광 장치(3000)의 제 2 광학 소자(50)는 외부로 돌출된 상부면(501)을 포함한다는 점이다. 도 4c는 도 4a에 도시된 발광 장치(3000)의 직각좌표 광 형상 차트이며, 도면에 도시된 3개의 곡선은 각각 3개의 상이한 방위의 평면에서(도 4b에 도시된 면 A(90°), 면 B(135°)와 면 C(180°)) 측정된 광 강도이다. 도 4c에 도시된 횡축은 측정된 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 횡축의 0°, 90° 및 -90°은 도 4a에 도시된 좌표축과 동일하며, 90° 및 -90°의 방향은 대략적으로 도 4a에 도시된 +X와 -X 방향이고, 0°의 위치는 발광 유닛(10)의 중심을 통과한 가상 중심선(L0)과 중첩된다. 도 4c에서의 횡축은 평면(면 A, 면 B 또는 면 C)에서의 관측 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 도 4c에 도시된 바와 같이, 발광 장치(3000)의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 40° ~ 60°에서 최고의 광 강도(약 0.18 a.u.)를 가지고, 대략적으로 중심 구역 +25° ~ -25° 사이의 최저 광 강도(약 0.01 a.u.)의 18배이다. 도 4d는 도 4a에 도시된 장치의 극좌표 광 형상 차트이다. 도 4d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(3000)의 광 강도가 또한 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심 또는 0° 각도에 대해 좌우측으로 대칭적으로 분포되며, 광은 주로 40° ~ 60°의 범위 내에 분포된다. 도 2a에 도시된 발광 장치(1000)에 비해, 발광 장치(3000)의 주요 차이점은 제 2 광학 소자(50)가 외부로 돌출된 상부면(501)을 갖는다는 것이며, 이는 광학 분포에도 영향을 미친다. 구체적으로, 발광 장치(3000)의 최고 광 강도가 위치하는 위치는 (발광 장치(1000)의) 40° ~ 70°에서 40° ~ 60°으로 집중되었고, 광 강도가 낮은 중심 구역 분포는 +15° ~ -15°에서 +25° ~ -25°로 확대되었으며, 발광 장치(3000)의 최대 광 강도와 최저 광 강도의 비교값도 발광 장치(1000)보다 높다. 따라서, 발광 장치(3000)는 발광 장치(1000)보다 더욱 우수한 광 강도 콘트라스트를 제공할 수 있다.
도 5는 본 발명에서의 발광 장치(4000)를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(4000)는 적재판(20), 발광 유닛(10), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50) 및 제 2 광학 소자(50) 위에 설치되는 제 3 광학 소자(52)를 포함한다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105)과 전극(102, 104)을 포함하며, 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 제 2 광학 소자(50)와 제 3 광학 소자(52)는 발광 유닛(10)이 방출한 광에 대해 모두 투사 가능한 소자이다. 그러나 제 2 광학 소자(50)와 제 3 광학 소자(52)의 굴절률은 상이하다. 예를 들어, 제 2 광학 소자(50)는 굴절률이 1.5 ~ 1.6 사이인 에폭시 수지를 포함하고, 제 3 광학 소자(52)는 굴절률이 1.4 ~ 1.5 사이인 실리콘 수지를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)와 제 3 광학 소자(52)는 동일한 재료, 예를 들어, 동일하게 에폭시 수지 또는 실리콘 수지를 포함하나, 여전히 상이한 굴절률을 가진다. 발광 유닛(10)이 방출한 광은 먼저 굴절률이 높은 제 2 광학 소자(50)를 통과한 후, 다시 굴절률이 낮은 제 3 광학 소자(52)를 통과함으로써, 광을 양측에 집중시키고, 또한 중심 구역의 저휘도를 유지한다. 발광 장치(4000)에서, 광은 발광 유닛(10)을 벗어난 후 순차로 제 2 광학 소자(50)와 제 3 광학 소자(52)를 통과하여 다시 공기로 진입하도록 유지한다. 발광 장치(4000)에서, 광이 굴절률이 낮은 공기로 진입하기 전에 먼저 굴절률이 공기와 제 2 광학 소자(50) 사이인 제 3 광학 소자(52)를 통과할 수 있으므로, 통과하는 매개체 표면의 굴절률 차이가 낮아 전반사가 쉽게 발생하지 않아, 발광 장치(4000)의 광에 대한 추출 효과가 더욱 우수할 수 있다. 발광 유닛(10)의 크기는 제 2 광학 소자(50), 제 3 광학 소자(52) 또는 적재판(20) 또는 상부면(201)의 반사층의 크기와 동일한 단면에서 비율 관계가 존재한다. 예를 들어, 도 5에서, 제 2 광학 소자(50) 또는 제 3 광학 소자(52)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이거나, 또는 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50) 또는 제 3 광학 소자(52)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 5배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 10배 이상이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛을 나타내는 단면도이다. 발광 유닛(10a)은 발광 구조(101), 제 1 전극(102), 제 2 전극(104), 투광층(105) 및 절연 구조(15)를 포함한다. 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 기판 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 발광 구조(101)는 하부면에 설치되는 전극 패드(1018, 1019)를 더 포함하며, 발광 구조(101)의 상부면과 측면(1101, 1102)은 투광층(105)과 서로 연결된다. 투광층(105)은 기질(1052)과 형광 분말 입자(1051)를 포함하고, 일부 형광 분말 입자(1051)는 발광 구조(101)의 상부면과 측면(1101, 1102)과 서로 접촉한다. 전극 패드(1018)는 제 1 전극(102)과 서로 연결되고, 전극 패드(1019)는 제 2 전극(104)과 서로 연결된다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 발광 유닛(10a)의 중심 구역과 인접하는 절연 구조(15)는 발광 구조(101)의 하부면과 전극 패드(1018 1019)의 일부 표면과 직접 접촉하며, 전극 패드(1018 1019)와 이에 대응되는 전극(102, 104) 사이에 형성된다. 발광 유닛(10a)의 양측과 인접하는 절연 구조(15)는 투광층(105)과 전극(102, 104) 사이에 형성되며, 투광층(105)과 양측의 절연 구조(15)가 서로 연결되는 표면에는 일부 형광 분말 입자(1051)가 존재하여 절연 구조(15)와 인접 또는 직접 접촉한다. 도 6a에 도시된 바와 같이, 절연 구조(15)의 최하부면은 호형의 윤곽을 나타내고, 전극(102, 104)은 일부가 절연 구조(15)의 윤곽을 따라 형성되므로, 이도 유사한 형상을 가진다.
기질(1052)은 실리콘을 베이스로 한 기질 재료, 에폭시 수지를 베이스로 한 기질 재료, 또는 전술한 양자를 포함한다. 기질(1052)의 굴절률(n)은 약 1.4 ~ 1.6 또는 1.5 ~ 1.6 사이이다. 형광 분말 입자(1051)에 관한 설명은 전술한 단락을 참조하고, 여기서는 중복으로 설명하지 않기로 한다. 절연 구조(15)는 흰색 페인트(white paint)를 고체화하여 형성된 것이다. 흰색 페인트는 베이스 재료와 베이스 재료에 분산되어 있는 복수 개의 반사 입자(미도시)를 포함한다. 베이스 재료는 실리콘을 베이스로 한 기질 재료(silicone-based material), 에폭시 수지를 베이스로 한 기질 재료(epoxy-based material), 또는 전술한 양자를 포함하며, 약 1.4 ~ 1.6 또는 1.5 ~ 1.6 사이의 굴절률(n)을 가진다. 일 실시예에 있어서, 베이스 재료는 폴리이미드(PI), 벤조시클로부텐(BCB), 퍼플루오로사이클로부탄(PFCB), 폴리메틸 메타크릴산(PMMA), 폴리에틸렌 테레프타레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 불화탄소 폴리머(Fluorocarbon Polymer)를 포함할 수 있다. 반사 입자는 이산화티타늄, 이산화규소, 산화 알루미늄, 산화 아연 또는 지르코늄디옥사이드를 포함한다. 일 실시예에 있어서, 발광 구조(101)가 방출한 광이 절연 구조(15)에 충돌한 경우, 광은 반사된다. 구체적으로, 절연 구조(15)에 의해 발생한 반사는 난반사(diffuse reflection)에 해당된다.
흰색 페인트는 약 0.5 ~ 1000Pa·s의 점도(예를 들어, 0.5, 1, 2, 10, 30, 100, 500, 1000) 및 약 40 ~ 90 사이의 경도(shore D)를 가진다. 또는, 흰색 페인트는 약 100 ~ 10000Pa·s의 점도(예를 들어, 100, 300, 500, 1000, 5000, 10000) 및 약 30 ~ 60 사이의 경도(shore D)를 가진다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛을 나타내는 단면도이다. 발광 유닛(10b)은 발광 구조(101), 제 1 전극(102), 제 2 전극(104), 투광층(105) 및 절연 구조(15)를 포함한다. 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 발광 구조(101)는 하부면에 설치되는 전극 패드(1018, 1019)를 더 포함하며, 발광 구조(101)의 상부면과 측면(1101, 1102)은 투광층(105)과 서로 연결된다. 투광층(105)은 기질(1052)과 형광 분말 입자(1051)를 포함하고, 일부 형광 분말 입자(1051)는 발광 구조(101)의 상부면과 측면(1101, 1102)과 서로 접촉한다. 전극 패드(1018)는 제 1 전극(102)과 서로 연결되고, 전극 패드(1019)는 제 2 전극(104)과 서로 연결된다. 절연 구조(15)는 제 1 부분(1501), 제 2 부분(1502) 및 제 3 부분(1503)을 포함하고, 제 1 전극(102)이 제 1 부분(1501)과 제 2 부분(1502) 사이에 형성되고, 제 2 전극(104)이 제 3 부분(1503)과 제 2 부분(1502) 사이에 형성되며, 제 2 부분(1502)은 발광 구조(101)의 하부면과 직접 접촉한다. 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)의 최하부면은 대략적으로 절연 구조(15)의 최하부면과 동평면이다. 일 실시예에 있어서, 발광 유닛(10b)은 제 1 전극(102)과 제 2 전극(104)을 생략함으로 인해, 절연 구조(15)의 최하부면이 전극 패드(1018, 1019)의 최하부면과 대략적으로 동평면이 되도록 하였다. 여기서, 기질(1052), 형광 분말 입자(1051)와 절연 구조(15)에 대해서는 전술한 단락에 대한 설명을 참조하고, 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 각종 실시예에서, 본 발명의 발명 사상을 위반하지 않는 상황에서 발광 유닛, 예를 들어, 발광 유닛(10, 10a, 10b)을 임의로 선택할 수 있다. 즉, 전술한 각 실시예에서의 발광 유닛(10)은 발광 유닛(10a) 또는 발광 유닛(10b)으로 대체될 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 7에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 구조(101)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 7에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 구조(101)의 중심(즉 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 구조(101)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(5000)는 적재판(20), 발광 구조(101), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50)와 전극(106, 108)을 포함한다. 발광 구조(101)는 전극 패드(1018, 1019)를 통해 적재판(20)의 상부면(201)의 회로와 연결되며, 다음으로 회로에 의해 적재판(20)의 하부면(202)의 전극(106, 108)과 연결되고, 전극(106, 108)을 통해 외부 회로와 연결되어 전력을 공급받아 발광을 하게 된다. 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 발광 구조(101)는 전극 패드(1018, 1019)를 통해 전도성 재료(예를 들어, 땜납)에 의해 적재판(20)의 회로와 접촉한다. 발광 장치(5000)와 발광 장치(1000)는 유사한 광학적 특성을 가지고 있으며, 발광 장치(5000)와 발광 장치(1000)의 구조적 차이점은 발광 장치(5000)가 투광층(105)을 포함하지 않는다는 것이다. 광학적 특성은 발광 강도, 광 강도 분포, 색온 및 발광 파장을 포함한다. 도 7에 도시된 바와 같이, 제 1 광학 소자(30)는 발광 구조(101)에 직접 형성되고, 제 2 광학 소자(50)는 발광 구조(101)와 제 1 광학 소자(30)를 둘러싸면서 직접 접촉한다. 제 1 광학 소자(30)의 폭은 발광 구조(101)의 폭과 대략적으로 동일하다. 제 2 광학 소자(50)는 발광 구조(101)를 둘러싸면서 제 1 광학 소자(30)와 발광 구조(101)와 동시에 접촉한다. 제 2 광학 소자(50)는 상부면(501)과 하부면(502)을 포함하되, 상부면(501)은 제 1 광학 소자(30)의 측면과 직접 접촉하나 제 1 광학 소자(30)의 최상부면과 접촉하지 않는다. 일 실시예에 있어서, 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 측면은 직접 접촉하지 않으며, 제 2 광학 소자(50)는 나아가 수평에 가까운 최상부면(5010)이 존재하여 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 측면을 연결한다. 제 2 광학 소자(50)는 발광 구조(101)를 둘러싸고 있으며, 상부면(501)의 최고점이 발광 구조(101)의 최상부면 위에 위치하나 제 1 광학 소자(30)의 최상부면보다 낮다. 일 실시예에 있어서, 발광 장치(5000)에서 발광 구조(101)와 제 1 광학 소자(30) 사이의 거리가 서로 직접 접촉됨으로 인해 축소되어, 발광 구조(101)가 제 1 광학 소자(30) 방향으로 방출한 광이 발광 구조(101)를 벗어날 수 있는 충분한 공간이 없어 발광 구조(101)로 쉽게 반사되어, 발광 구조(101)가 방출한 광이 발광 구조(101)와 제 1 광학 소자(30) 사이에 쉽게 트래핑되어, 발광 구조(101)의 측면으로 쉽게 유도되지 않는다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 8에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 중심(즉 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(6000)는 적재판(20), 발광 구조(101), 제 1 광학 소자(30)와 제 2 광학 소자(50)를 포함한다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105)과 전극(102, 104, 106, 108)을 포함한다. 발광 구조(101)는 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 발광 장치(6000)와 발광 장치(1000, 2000, 3000, 4000)에서 동일한 명칭 또는 부호의 소자는 전술한 설명을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 8에 도시된 바와 같이, 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)은 호형(弧形)의 윤곽을 가지고, 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)보다 높다. 따라서, 발광 장치(6000)의 제 2 광학 소자(50)는 대략적으로 발광 유닛(10) 및 제 1 광학 소자(30)를 완전히 커버하며, 제 1 광학 소자(30)의 측벽도 제 2 광학 소자(50)에 의해 커버된다. 그러나, 일부 상황에서, 제 1 광학 소자(30)의 측벽은 여전히 제 2 광학 소자(50)에 의해 커버되지 않아 외부 매개체에 노출될 수 있다. 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)의 가장자리 또는 측면과 직접 접촉하거나 또는 0보다 큰 거리로 이격될 수 있다. 발광 장치(6000)에서, 상부면(501)과 하부면(502)(또는 적재판(20)의 상부면(201))이 접촉하여 끼인각(θ)을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 끼인각(θ)은 90°보다 작으며, 예를 들어, 45°이다. 일 실시예에 있어서, 끼인각(θ)은 90°보다 크며, 예를 들어, 120°이다. 발광 유닛(10)의 크기는 제 2 광학 소자(50) 또는 적재판(20) 또는 상부면(201)의 반사층의 크기와 동일한 단면에서 비율 관계가 존재한다. 예를 들어, 도 8에서, 제 2 광학 소자(50)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이거나, 또는 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 3배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 5배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 유닛(10)의 최대 폭의 10배 이상이다.
도 9a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 9b는 도 9a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 9a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 구조(101)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 9a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 구조(101)의 중심(즉 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 구조(101)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(7000)는 적재판(20), 발광 구조(101), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50)와 전극(106, 108)을 포함한다. 발광 구조(101)는 전극 패드(1018, 1019), 기판(미도시), 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 기판은 제 1 형 반도체층, 활성층과 제 2 형 반도체층의 에피택셜 성장에 적절한 결정 성장 기판, 예를 들어, 사파이어, 탄화규소, 질화 갈륨 또는 갈륨 비소일 수 있다. 기판은 에피택셜 성장에 사용되지 않는 재료일 수도 있으며, 예를 들어, 세라믹 등의 경질 기판, 또는 유리 섬유 또는 트리아진 수지(BT) 등 탄성을 가지는 기판이다. 기판은 제조 과정에서 축소 또는 제거될 수 있다. 발광 장치(7000)와 발광 장치(5000)에서 동일한 명칭 또는 부호의 소자는 전술한 설명을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)은 호형의 윤곽을 가지고, 상부면(501)은 제 1 광학 소자(30)보다 높다. 따라서, 발광 장치(7000)의 제 2 광학 소자(50)는 대략적으로 발광 유닛(10) 및 제 1 광학 소자(30)를 완전히 커버하며, 제 1 광학 소자(30)의 측벽도 제 2 광학 소자(50)에 의해 커버된다. 그러나, 일부 상황에서, 제 1 광학 소자(30)의 외부 가장자리는 여전히 제 2 광학 소자(50)에 의해 커버되지 않아 외부 매개체에 노출될 수 있다. 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)의 가장자리 또는 측면과 직접 접촉하거나 또는 0보다 큰 거리로 이격될 수 있다. 제 2 광학 소자(50)는 제 1 광학 소자(30)의 측벽을 커버하여, 상부면(501)과 하부면(502)(또는 적재판(20)의 상부면(201))이 접촉하여 끼인각(θ)을 형성한다. 일 실시예에 있어서, 끼인각(θ)은 90°보다 작으며, 예를 들어, 45°이다. 일 실시예에 있어서, 끼인각(θ)은 90°보다 크며, 예를 들어, 120°이다.
도 9c는 도 9a에 도시된 발광 장치(7000)의 직각좌표 광 형상 차트이며, 도면에 표시된 3개의 곡선은 각각 3개의 상이한 방위의 평면에서(도 9b에 도시된 면 A(90°), 면 B(135°)와 면 C(180°)) 측정된 광 강도이다. 도 9c에 도시된 횡축은 측정된 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 횡축의 0°, 90° 및 -90°은 도 9a에 도시된 좌표축과 동일하며, 90° 및 -90°의 방향은 대략적으로 도 3a에 도시된 +X와 -X 방향이고, 0°의 위치는 발광 구조(101)의 중심을 통과한 가상 중심선(L0)과 중첩된다. 도 9c에서의 횡축은 평면(면 A, 면 B 또는 면 C)에서의 관측 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 도 9c에 도시된 바와 같이, 발광 장치(7000)의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 40° ~ 50°에서 최고의 광 강도(약 1.2 a.u.)를 가지며, 중심 구역 +10° ~ -10° 사이의 최저 광 강도(약 0.3a.u.)의 약 4배이다. 도 9d는 도 9a에 도시된 장치의 극좌표 광 형상 차트이다. 도 9d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(7000)의 광 강도는 대략적으로 발광 구조(101)의 기하학적 중심 또는 0° 각도에 대해 좌우측으로 대칭적으로 분포되며, 광은 주로 40° ~ 50°의 범위 내에 분포된다. 도 2a에 도시된 발광 장치(1000)에 비해, 발광 장치(7000)의 차이점은 제 2 광학 소자(50)가 발광 구조(101) 및 제 1 광학 소자(30)를 커버하고, 제 1 광학 소자(30)의 측벽도 제 2 광학 소자(50)에 의해 완전히 커버된다는 것이며, 발광 장치(7000)의 광학 분포에 영향을 미친다. 구체적으로, 발광 장치(7000)의 최고 광 강도가 위치하는 위치는 (발광 장치(1000)의) 40° ~ 70°에서 발광 구조(101)의 기하학적 중심으로 인접함으로써 40° ~ 50°으로 변하게 되었고, 광 강도가 낮은 중심 구역 분포는 +15° ~ -15°에서 +10° ~ -10°로 축소되었으며, 발광 장치(7000)의 최대 광 강도와 최저 광 강도의 비교값도 발광 장치(1000)의 최대 광 강도와 최저 광 강도의 비교값보다 낮다.
다른 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50)는 발광 구조(101)의 일측에 위치하는 부분이 계단에 유사한 형상을 가지며, 도 9e에 도시된 바와 같다. 도 9e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이며, 여기서, 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)은 경사면이고, 상부면(501)과 하부면(502)(또는 적재판(20)의 상부면(201))이 서로 접촉하여 각도가 90°보다 작은 끼인각(θ)을 형성하였다. 일 실시예에 있어서, 끼인각(θ)은 45°이다.
도 10a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 저면도이다. 해당 저면도가 위치하는 평면은 X축과 Y축에 의해 구성되며, X축과 Y축은 발광 장치(8000)의 기하학적 중심에서 서로 교차된다. 도 10a에 도시된 바와 같이, Y축은 수직 방향에서 발광 장치(8000)의 기하학적 중심을 통과하고, X축은 발광 장치(8000)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(8000)는 적재판(200), 복수 개의 발광 장치(1000)와 상기 발광 장치를 커버하는 제 4 광학 소자(54)를 포함한다(도 10b 참조). 발광 장치(1000)는 적재판(20), 발광 유닛(10), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50)와 전극(106, 108)(미도시)을 포함한다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101)(미도시), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105)(미도시)과 전극(102, 104)(미도시)을 포함하고, 발광 구조(101)는 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 전술한 각 소자에 관한 설명은 전술한 단락의 동일한 부호 또는 명칭의 소자를 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 적재판(200)의 상부면(201)은 거울면인 반사면이며, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 효율적으로 추출한다. 상기 발광 장치(1000)들은 적재판(200)에서 일정한 간격으로 X방향과 Y방향에서 사각 어레이(Rectangular Array)로 규칙적으로 배열되며, 각 발광 장치(1000)의 광학적 특성, 예를 들어, 발광 강도, 광 강도 분포, 색온 및 발광 파장은 대략적으로 동일하다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치 사이의 간격 거리는 동일하거나 상이할 수 있으며, 또는 동일 방향에서의 간격은 한 방향으로 점차적으로 증가되거나 점차적으로 감소될 수 있다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치(1000)는 기타 발광 장치, 예를 들어, 발광 장치(2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000)로 교체될 수도 있다.
도 10b는 도 10a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다. 해당 단면도가 위치하는 평면은 X축과 Z축에 의해 구성되며, X축과 Z축은 발광 장치(8000)의 기하학적 중심에서 서로 교차된다. 도 10b에 도시된 바와 같이, Z축은 수직 방향에서 발광 장치(8000)의 기하학적 중심을 통과하고, X축은 발광 장치(8000)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 제 4 광학 소자(54)는 복수 개의 발광 장치(1000)를 커버하고, 제 4 광학 소자(54)는 해당 발광 장치(1000)가 방출한 광을 조절할 수 있다. 제 4 광학 소자(54)는 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있으며, 브라이트닝 필름, 프리즘 필름, 확산 필름 및/또는 배향 필름을 포함함으로써, 광의 조사 방향을 조절하는 등 광학적 효과에 달성한다. 일 실시예에 있어서, 제 4 광학 소자(54)는 형광 분말 또는 양자점 등 파장 전환 재료의 필름을 더 포함한다. 도 10b를 참조하면, 발광 장치(8000)에서 발광 장치(1000)는 X방향과 Y방향에서 일정한 거리로 설치되며, 발광 장치(1000)는 양측 광 강도가 중심 광 강도보다 큰 특성(전술한 각 직각좌표/극좌표 광 형상 차트를 참조)을 가짐으로써, 발광 장치(8000)가 높은 균일성을 가지고, 휘점 또는 암흑 구역이 없는 평면 광 필드를 제공할 수 있도록 한다. 더욱 구체적으로, 해당 평면 광 필드에서의 최대 휘도와 최저 휘도의 차이가 최대 휘도의 3% ~ 10%보다 작거나, 또는 육안으로 쉽게 관측할 수 있는 암선 또는 휘선이 없다.
도 11a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 저면도이다. 해당 저면도가 위치하는 평면은 X축과 Y축에 의해 구성되며, X축과 Y축은 발광 장치(9000)의 기하학적 중심에서 서로 교차된다. 도 11a에 도시된 바와 같이, Y축은 수직 방향에서 발광 장치(9000)의 기하학적 중심을 통과하고, X축은 발광 장치(9000)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(9000)는 적재판(200), 복수 개의 발광 유닛(10), 복수 개의 제 1 광학 소자(30), 복수 개의 제 2 광학 소자(50), 복수 개의 회로층(301, 302) 및 제 4 광학 소자(54)를 포함한다(도 11b 참조).
도 11a에서, 상기 발광 유닛(10)들은 적재판(200)에서 일정한 간격으로 X방향과 Y방향에서 일정한 규칙으로 어레이로 배열되며, 어레이의 전체적인 크기는 디스플레이 영상의 종횡비(Aspect Ratio), 예를 들어, 4:3, 3:2, 16:9, 18:9, 1.85:1, 2.39:1에 부합될 수 있으며, 더 많은 자료는 위키백과의 종횡비(영상) 항목을 참조할 수 있다. 각 발광 유닛(10)의 광학적 특성, 예를 들어, 발광 강도, 광 강도 분포, 색온 및 발광 파장은 대략적으로 동일하는 것이 바람직하다. 그러나, 발광 유닛(10)의 상기 특성 분포가 불균일할 경우, 발광 유닛(10)을 전체 구역 또는 일부 구역에서 랜덤으로 배열함으로써 발광 유닛(10)의 특성이 불균일하여 발생한 시각적 영향을 감소할 수도 있다. 기타 실시예에 있어서, 발광 유닛(10) 사이의 간격 거리는 동일 또는 상이할 수 있거나, 또는 동일 방향에서의 간격은 한 방향으로 점차적으로 증가되거나 점차적으로 감소될 수 있다. 기타 실시예에 있어서, 발광 유닛(10)은 기타 발광 유닛, 예를 들어, 도 6a에 도시된 발광 유닛(10a) 및 도 6b에 도시된 발광 유닛(10b)으로 교체될 수도 있다.
도 11b는 도11a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다. 해당 단면도가 위치하는 평면은 X축과 Z축에 의해 구성되며, X축과 Z축은 발광 장치(9000)의 기하학적 중심에서 서로 교차된다. 도 11b에 도시된 바와 같이, Z축은 수직 방향에서 발광 장치(9000)의 기하학적 중심을 통과하고, X축은 발광 장치(9000)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 도 11b에서, 제 4 광학 소자(54)는 발광 유닛(10)에 설치되어, 복수 개의 제 1 광학 소자(30) 및, 복수 개의 제 2 광학 소자(50)를 동시에 커버한다. 일 실시예에 있어서, 제 4 광학 소자(54)는 형광 분말 또는 양자점 등 파장 전환 재료의 필름을 더 포함한다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105)과 전극(102, 104)을 포함하고, 발광 구조(101)는 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 전술한 각 소자에 관한 설명은 관련된 단락에서의 동일한 부호 또는 명칭의 소자를 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 적재판(200)에는 회로층(300)이 설치되어 각 발광 유닛(10)의 전극(102, 104)과 전기적으로 연결된다. 더 구체적으로, 회로층(300)은 회로층(301, 302)을 포함하여 각각 전극(102, 104)과 전기적으로 연결된다. 회로층(301, 302)과 발광 유닛(10)이 연결되는 표면은 발광 유닛(10)이 방출한 광을 반사 또는 난반사하고, 회로층(301, 302)과 발광 유닛(10)이 연결되는 표면은 은, 금, 구리, 알루미늄 등 반사성 금속 재료를 포함하여, 발광 유닛(10)과 전기적으로 연결하는 것 외에, 발광 유닛(10)에 의한 광을 상/측면으로 반사할 수 있다. 반사의 형태는 거울면 반사 또는 난반사일 수 있으며, 회로층(301, 302)이 광을 거울면 반사할 경우, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(9000)의 양측으로 효율적으로 분산시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 도 11c에 도시된 바와 같이, 적재판(200)에는 표면층(40)이 더 설치되어 회로층(300)의 전체 또는 일부와 중첩되며, 표면층(40)은 제 4 광학 소자(54)에 의해 커버된다. 도 11c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 표면층(40)은 각각의 발광 유닛(10)에 대응되게 설치되어, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 반사한다. 표면층(40)은 난반사면(광이 반사 후 여러 방향으로 조사될 수 있음)일 수 있거나, 또는 표면층(40)은 거울면(광이 반사 후 단일 방향으로 조사되며, 즉 입사각이 반사각과 동일함)일 수 있다. 표면층(40)의 재료는 절연 재료, 예를 들어, 흰색 페인트 또는 세라믹 잉크, 및/또는 전도성 재료, 예를 들어, 은, 알루미늄 등 금속을 포함한다. 거울면, 난반사면 및 흰색 페인트에 관련된 재료의 설명은 전술한 단락을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 발광 유닛(10)이 방출한 광을 반사하기 위해, 표면층(40)의 면적은 제 1 광학 소자(30)의 면적보다 큰 것이 바람직하다. 구체적으로, 표면층(40)이 적재판(200)에서의 투영 면적이 제 1 광학 소자(30)가 적재판(200)에서의 투영 면적보다 크다. 더 나아가, 표면층(40)이 적재판(200)에서의 투영 면적이 제 2 광학 소자(50)가 적재판(200)에서의 투영 면적보다도 크다. 일 실시예에 있어서, 표면층(40)의 투영 면적이 제 2 광학 소자(50)의 투영 면적보다 작거나 동일하다. 일 실시예에 있어서, 제 1 광학 소자(30)가 표면에서(예를 들어, X축과 Y축에 의해 구성된 평면에서) -125㎛*225㎛의 투영 면적을 가지며, 표면층(40)이 동일한 표면에서 -1㎜*1㎜의 투영 면적을 가진다. 일 실시예에 있어서, 동일 평면 상의 제 1 광학 소자(30)와 표면층(40)의 투영은 동일한 방향에서의 길이가 비율을 가지며 1/10 ~ 1/2 사이, 예를 들어, 0.25, 0.125이다. 더 구체적으로, 일 실시예에 있어서, X축과 Y축으로 구성된 평면 상의 제 1 광학 소자(30)의 투영은 250㎛인 변길이를 가지고, 동일한 방향에서의 표면층(40)의 투영은 1㎜인 변길이를 가지며, 양자의 비율은 0.25이다. 표면층(40)이 전기 절연일 경우, 전극(102, 104)과 전기적으로 연결되는 적어도 일부의 회로층(301, 302)은 표면층(40)에 의해 커버되지 않는다. 표면층(40)은 적재판(200)의 표면에 형성되어, 전극(102, 104)과 적재판(200) 사이로 선택적으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 표면층(40)은 적재판(200)에 설치되어, 발광 유닛(10), 제 1 광학 소자(30) 및 제 2 광학 소자(50)와 중첩된다.
도 11d는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 11d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(9000')는 적재판(200), 복수 개의 발광 유닛(10), 복수 개의 제 1 광학 소자(30), 복수 개의 제 5 광학 소자(56) 및, 제 4 광학 소자(54)를 포함한다. 제 4 광학 소자(54)는 발광 유닛(10)에 설치되어, 제 1 광학 소자(30) 및 복수 개의 제 5 광학 소자(56)를 동시에 커버한다. 제 5 광학 소자(56)는 상부면(561), 하부면(562) 및 측면(563)을 가진다. 측면(563)은 상부면(561)과 하부면(562) 사이에 위치하고, 상부면(561)은 제 1 광학 소자(30)의 상부면보다 약간 높거나(예를 들어, 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 상부면 사이의 간격이 제 1 광학 소자(30)의 1 ~ 5배 두께 이하이며, 예를 들어, 2배 두께 이하), 또는 제 1 광학 소자(30)의 상부면과 일치하며, 하부면(562)은 적재판(200)과 서로 연결된다. 일 실시예에 있어서, 상부면(561)과 제 1 광학 소자(30)의 상부면은 대략적으로 동평면(또는 일치함)이다. 발광 유닛(10)은 발광 구조(101), 발광 구조(101)를 둘러싸면서 커버하는 투광층(105)과 전극(102, 104)을 포함하며, 발광 구조(101)는 제 1 형 반도체층(미도시), 활성층(미도시) 및 제 2 형 반도체층(미도시)을 포함한다. 적재판(200)은 회로층(300)을 포함하고, 회로층은 회로층(301, 302)을 포함하여 각각 전극(102, 104)과 전기적으로 연결된다. 전술한 각 소자에 관한 설명은 전술한 단락에서의 동일한 부호 또는 명칭의 소자를 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 11d에서, 제 5 광학 소자(56)는 각각 발광 유닛(10)을 둘러싸고 있으며, 적어도 일부의 발광 유닛(10)이 방출한 광은 제 1 광학 소자(30)를 통하여 반사(및/또는 난반사) 후, 상부면(561)과 측면(563)을 통하여 제 5 광학 소자(56)를 벗어난다.
일 실시예에 있어서, 도 11e에 도시된 바와 같이, 적재판(200)에 표면층(40)이 더 설치되어 회로층(300)과 중첩된다. 도 11e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(9000')는 적재판(200)에 설치되는 표면층(40)을 포함하며, 표면층(40)은 제 5 광학 소자(56)와 중첩된다. 일 실시예에 있어서, 표면층(40)은 일부가 측면(563)을 초과하여, 제 5 광학 소자(56)에 의해 커버되지 않는다. 표면층(40)의 면적은 서로 다른 수요에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들어, 제 5 광학 소자(56)가 커버하는 면적보다 크거나, 작거나 또는 동일하다. 표면층(40)에 관한 설명은 전술한 단락에서의 동일한 부호 또는 명칭의 소자를 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다.
발광 장치(9000, 9000')에서, X방향과 Y방향에서 일정한 간격으로 발광 유닛(10), 제 1 광학 소자(30), 제 5 광학 소자(56) 및 제 4 광학 소자(50)를 설치하여, 발광 유닛(10)이 방출한 광이 양측으로 분산되도록 하는 효과에 달성함으로써(도 2a 및 관련 단락, 및 전술한 각 직각좌표/극좌표 광 차트를 참조), 발광 장치(9000, 9000')가 높은 균일성을 가지고, 휘점 또는 암흑 구역이 없는 평면 광 필드를 제공할 수 있도록 한다. 더 구체적으로, 해당 평면 광 필드에서의 최대 휘도와 최저 휘도의 차이가 최대 휘도의 3% ~ 10%보다 작거나, 또는 육안으로 쉽게 관측할 수 있는 암선 또는 휘선이 없다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치(9000, 9000')는 발광 유닛(10a, 10b)을 포함한다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치(8000, 9000, 9000')는 2 종류 또는 다종류의 발광 유닛을 포함하고, 발광 유닛은 발광 유닛(10), 발광 유닛(10) 및 발광 유닛(10b)일 수 있다.
도 12a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이며, 여기서 방사선은 발광 장치가 방출한 광의 궤적을 표시한다. 도 12b는 도 12a에 도시된 장치를 나타내는 저면도이다. 도 12a에서, X축과 Z축은 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정되어 있다. 도 12a에 도시된 바와 같이, Z축은 발광 유닛(10)의 중심(즉 가상 중심선(L0))을 통과하고, X축은 발광 유닛(10)의 기하학적 중심을 수평 방향으로 통과한다. 발광 장치(1000')에서, 제 2 광학 소자(50)의 단면도는 대략적으로 발광 유닛(10)의 양측에 설치되는 2개의 직사각형이며, 여기서 제 2 광학 소자(50) 양측의 상부면(501)은 적재판(20)의 상부면(201)과 대략적으로 평형하는 평면이고, 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)의 상부면보다 약간 높거나(예를 들어, 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 상부면 사이의 간격이 제 1 광학 소자(30)의 1 ~ 5배 두께 이하이며, 예를 들어 2배 두께 이하) 또는 제 1 광학 소자(30)의 상부면과 일치한다. 적재판(20)의 상부면(201)은 거울면인 반사면이며, 이로써 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(1000')의 양측으로 유도한다. 도 12a에는 광이 양측으로 조사되는 상황에 대해 도시되어 있으며, 광이 상부면(201) 및 제 1 광학 소자(30)에 의해 반사된 후, 측면(503)을 통해 제 2 광학 소자(50)를 벗어난다. 일부 광은 상부면(501)을 통해 제 2 광학 소자(50)를 벗어난다. 도 12c는 도 12a에 도시된 발광 장치(1000')의 직각좌표 광 형상 차트이며, 도면에 도시된 3개의 곡선은 각각 3개의 상이한 방위의 평면에서(도 12b에 도시된 면 A(90°), 면 B(135°)와 면 C(180°)) 측정된 광 강도이다. 도 12c에 도시된 횡축은 측정된 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 횡축의 0°, 90° 및 -90°은 도 12a에 도시된 좌표축과 동일하며, 90° 및 -90°의 방향은 대략적으로 도 12a에 도시된 +X와 -X 방향이고, 0°의 위치는 발광 유닛(10)의 중심을 통과한 가상 중심선(L0)과 중첩된다. 도 12c에서의 횡축은 평면(면 A, 면 B 또는 면 C)에서의 관측 각도를 표시하고, 종축은 상대적인 광 강도(a.u.)를 표시한다. 도 12c에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1000')의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 30° ~ 50°에서 최고의 광 강도(약 1.1 a.u.)를 가지며, 대략적으로 중심 구역 +10° ~ -10° 사이의 최저 광 강도(약 0.6 a.u.)의 1.8배이다. 도 12d는 도 12a에 도시된 장치의 극좌표 광 형상 차트이다. 도 12d에 도시된 바와 같이, 발광 장치(1000')의 광 강도가 또한 대략적으로 발광 유닛(10)의 기하학적 중심 또는 0° 각도에 대해 좌우측으로 대칭적으로 분포되며, 광은 주로 30° ~ 90°의 범위 내에 분포된다. 도 1a에 도시된 발광 장치(1000)에 비해, 발광 장치(1000')의 주요 차이점은 제 2 광학 소자(50)가 좌우로 적재판(20)의 가장자리로 연장되고, 측면(503)이 적재판(20)의 측면과 대략적으로 동평면이라는 것이다. 또한, 제 2 광학 소자(50)이 편평한 상부면(501)을 가지며, 이도 광학 분포에 영향을 미친다. 구체적으로, 발광 장치(1000')의 최고 광 강도가 위치하는 위치는 (발광 장치(1000)의) 40° ~ 70°에서 발광 유닛(10)의 기하학적 중심으로 인접함으로써 30° ~ 50°으로 변하게 되었고, 광 강도가 낮은 중심 구역 분포는 +15° ~ -15°에서 +10° ~ -10°로 축소되었으며, 발광 장치(1000')의 최대 광 강도와 최저 광 강도의 비교값도 발광 장치(1000)보다 낮다.
기타의 발광 소자로 발광 장치(1000')의 발광 유닛(10)을 대체할 수도 있다. 도 12e에 도시된 바와 같이, 도 12e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(1000')는 적재판(20), 발광 구조(101), 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50)와 전극(106, 108)을 포함하며, 발광 구조(101)에 관한 설명은 전술한 단락을 참조한다. 발광 장치(1000')에서, 발광 구조(101)의 중심을 통과하는 가상 중심선(L0)은 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)과 수직하고, 동일한 평면에 존재하며 가성 중심선(L0)를 포함하며, 제 2 광학 소자(50)의 측면(503)과 평행하다. 발광 구조(101)는 제 1 광학 소자(30) 및 제 2 광학 소자(50)와 서로 연결된다. 도 12a에 도시된 발광 장치(1000')와 비교하면, 광이 투광층(105)을 통과하지 않아 투광층(105)에 의해 흡수되지 않는다. 제 1 광학 소자(30)는 코팅(coating), 침적(deposition), 접착(adhesion)의 방식을 통해 발광 구조(101)에 형성된다. 일 실시예에 있어서, 접착층은 제 1 광학 소자(30)와 발광 구조(101) 사이에 형성되어 양자를 결합 또는 양자 사이의 접착 강도를 증가시킨다. 제 2 광학 소자(50)의 단면도는 대략적으로 발광 구조(101)의 양측에 설치되는 2개의 직사각형으로써, 제 2 광학 소자(50) 양측의 상부면(501)이 적재판(20)의 상부면(201)과 대략적으로 평형하는 평면이고, 상부면(501)이 제 1 광학 소자(30)의 상부면보다 약간 높거나(예를 들어, 상부면(501)과 제 1 광학 소자(30)의 상부면 사이의 간격이 제 1 광학 소자(30)의 1 ~ 5배 두께 이하이며, 예를 들어 2배 두께 이하) 또는 제 1 광학 소자(30)의 상부면과 일치한다. 적재판(20)의 상부면(201)은 거울면인 반사면으로써 발광 유닛(10)이 방출한 광을 발광 장치(1000')의 양측으로 유도한다. 제 1 광학 소자(30)에 의해 반사되고, 제 2 광학 소자(50)를 통해 상부면(201)과 협력하여 발광 구조(101)가 방출한 광을 발광 장치(1000')의 양측으로 유도한 후 측면(503)을 통해 제 2 광학 소자(50)를 벗어나도록 한다. 따라서, 발광 장치(1000')는 상부면(501)의 방향에서, 가상 중심선(L0)에 근접하는 광 강도가 가상 중심선(L0)과 멀어지는(예를 들어, 측면(503)에 근접하는 부분) 광 강도보다 낮다. 다시 말하면, 발광 장치(1000')는 양측의 광 강도가 중심의 광 강도보다 큰 특성을 가진다. 주의해야 할 점은, 발광 장치(1000')의 광 강도 분포는 상기 각 소자의 물리적 크기, 조성 성분 등 규격 파라미터를 조절함으로써 변경될 수 있는데, 예를 들어, 상기 각 소자의 규격 파라미터를 조절함으로써, 발광 장치(1000')가 도 2c ~ 도 2d, 도 3c ~ 도 3d, 도 4c ~ 도 4d, 도 9c ~ 도 9d 또는 도 12c ~ 도 12d에 도시된 것과 유사한 양측이 높고 중심이 낮은 광 강도 분포를 가지도록 한다는 점이다.
일 실시예에 있어서, 반사층은 적재판(20)의 상부면에 설치되며, 상기 반사층은 거울면인 반사면, 난반사면(광이 반사 후 여러 개의 방향으로 방출될 수 있음) 또는 거울면인 반사면 및 난반사면을 포함하는 복합 반사층일 수 있다. 제 1 광학 소자(30)와 제 2 광학 소자(50)에 관한 설명은 전술한 단락을 참조한다.
도 13a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 저면도이다. 발광 장치(8000')는 적재판(200), 복수 개의 발광 장치(1000') 및 상기 발광 장치(1000')를 커버하는 제 4 광학 소자(54)를 포함한다(도 13b 참조). 발광 장치(1000')에 관한 설명은 전술한 단락을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 일 실시예에 있어서, 적재판(200)의 상부면(201)은 거울면인 반사면이며, 발광 유닛(10)이 방출한 광을 효율적으로 추출하여, 광을 제 4 광학 소자(54)의 방향으로 반사시킨다. 상기 발광 장치(1000')들은 적재판(200)에서 일정한 간격으로 X방향과 Y방향에서 사각 어레이로 규칙적으로 배열되며, 각 발광 장치(1000')의 광학적 특성, 예를 들어, 발광 강도, 광 강도 분포, 색온 및 발광 파장은 대략적으로 동일하다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치 사이의 간격 거리는 동일 또는 상이할 수 있거나, 또는 동일 방향에서의 간격은 한 방향으로 점차적으로 증가되거나 점차적으로 감소될 수 있다. 일 실시예에서, 복수 개의 발광 장치(1000')는 상이한 광학적 특성을 가지며, 예를 들어, 광색, 광 강도 및/또는 색온도가 상이하다. 동일하게, 발광 장치(1000')는 기타 발광 장치, 예를 들어, 발광 장치(1000, 2000, 3000, 4000, 5000, 6000 및 7000)로 교체될 수도 있다.
도 13b는 도 13a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다. 제 4 광학 소자(54)는 복수 개의 발광 장치(1000')를 커버하고, 해당 발광 장치(1000')가 방출한 광을 조절할 수 있다. 구체적으로, 제 4 광학 소자(54)는 단층 구조 또는 다층 구조일 수 있으며, 브라이트닝 필름, 프리즘 필름, 확산 필름 및/또는 배향 필름을 포함함으로써, 예를 들어, 조사 방향, 균일도 등의 광을 조절하는 광학적 효과에 달성한다. 일 실시예에 있어서, 제 4 광학 소자(54)는 형광 분말 또는 양자점 재료 등 파장 전환 재료의 필름을 더 포함한다. 발광 장치(8000')에서 발광 장치(1000')는 X방향과 Y방향에서 일정한 거리로 설치되며, 발광 장치(1000')는 양측 광 강도가 중심 광 강도보다 큰 특성을 가지므로, 발광 장치(8000')가 높은 균일성을 가지고, 휘점 또는 암흑 구역이 없는 평면 광 필드를 제공할 수 있도록 한다. 더욱 구체적으로, 해당 평면 광 필드에서의 최대 휘도와 최저 휘도의 차이가 최대 휘도의 3% ~ 10%보다 작거나, 또는 육안으로 쉽게 관측할 수 있는 암선 또는 휘선이 없다.
전술한 단락에서 설명한 발광 장치(예를 들어, 발광 장치(1000, 2000, 3000…)를 단독적으로 사용하거나, 또는 복수 개의 발광 장치가 결합되어 형성된 장치를 사용하는 것 외에, 발광 장치는 상이한 수요에 따라 광학 소자를 결합하여 사용할 수 있다. 도 14a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 발광 장치(5002)는 발광 장치(5000)와 유사하며, 이에 관한 설명은 전술한 단락을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 발광 장치(5002)는 도 7에 도시된 발광 장치(5000)에 설치된 제 6 광학 소자(58)를 포함한다. 더 구체적으로, 제 6 광학 소자(58)는 내부면을 포함하여 발광 장치(5000)의 표면(201, 501) 및 제 1 광학 소자(30)와 서로 연결된다. 또한, 제 6 광학 소자(58)는 제 2 광학 소자(50)와 대략적으로 동일한 광학적 특성, 예를 들어, 굴절률을 가진다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치(5000)에 점성 재료를 설치하여 제 6 광학 소자(58)와 연결될 수도 있으며, 점성 재료는 제 1 광학 소자(30), 제 2 광학 소자(50) 및/또는 적재판(20)이 제 6 광학 소자(58)와 근접하는 일측에 선택적으로 설치될 수 있다. 도 14a에 도시된 바와 같이, 제 6 광학 소자(58)는 대략적으로 거울 대칭 구조이며, 가상 중심선(L0)이 발광 구조(101)와 제 6 광학 소자(58)의 (기하학적) 중심을 대략적으로 동시에 통과하도록 한다. 제 6 광학 소자(58)는 하부면(580), 경사면(581), 바닥면(582)과 상부면(583)을 포함하며, 이들은 모두 대략적으로 매끄러운 면이므로, 발광 장치(101)가 방출한 광이 광학 소자(58)를 통과 시 해당 면에서 발생한 난반사, 굴절 또는 전반사에 의한 소모, 및 광의 조사 경로를 변경하는 영향을 감소할 수 있다. 하부면(580), 경사면(581), 바닥면(582)으로 구성된 윤곽은 서로 연결되는 발광 장치(5000)의 표면의 형상에 대략적으로 부합되어, 광학 소자(58)와 발광 장치(5000) 사이의 기체량을 감소할 수 있고, 광이 광학 소자(58)와 발광 장치(1000) 사이에서의 소모를 감소하였다. 하부면(580)의 최소 폭은 발광 구조(101), 제 1 광학 소자(30)의 폭과 대략적으로 동일하고, 발광 유닛(58)의 최대 폭은 발광 장치(5000)의 폭과 대략적으로 동일하며, 하부면(580)은 제 1 광학 소자(30)의 표면과 대략적으로 평형하다. 일 실시예에 있어서, 하부면(580)은 경사면 또는 오목 및/또는 돌기를 가지는 평면이다. 전술한 단락에 기재된 바와 같이, 발광 구조(101)가 방출한 광은 우측 하부((X, -Z) 방향) 및/또는 좌측 하부((-X, -Z) 방향)를 향하여 발광 장치(5000) 외부로 조사되는 것 외에, 광이 발광 구조(101)를 벗어난 후 제 2 광학 소자(50)로 조사될 수 있도록 하고, 광이 발광 장치(5002)의 주변으로 분산하여 바로 상부에 집중되지 않도록 한다. 제 6 광학 소자(58)를 설치한 후, 도 14a에 도시된 바와 같이, 광이 제 2 광학 소자(50)를 벗어나도록 한 후, 먼저 제 6 광학 소자(58)를 통과하고, 다음으로 공기로 진입하도록 한다. 이 때, 제 6 광학 소자(58)와 공기의 서로 다른 굴절율을 이용하여 광이 주변으로 균일하게 분산되도록 할 뿐만 아니라, 광 필드가 분포한 피크값이 가상 중심선(L0)과 멀어지는 방향으로 이동되도록 하며, 예를 들어, 도 14g에 도시된 바와 같이, 광 필드가 분포한 피크값이 70° ~ 80°의 범위 내에 해당되도록 한다. 일 실시예에 있어서, 제 6 광학 소자(58)는 발광 장치(5000)에 설치되며, 일부 제 2 광학 소자(50)는 바닥면(582)과 적재판(20) 사이에 위치하거나 또는 제 6 광학 소자(58) 외부를 벗어난다.
제 6 광학 소자(58)는 제 2 광학 소자(50)의 재료와 동일하거나 또는 유사할 수 있으며, 관련 재료에 대한 설명은 전술한 단락을 참조한다. 제 6 광학 소자(58)는 파장 전환 재료, 예를 들어, 염료, 형광 분말, 양자점 재료를 선택적으로 포함할 수 있다. 형광 분말을 파장 전환 재료로 선택할 경우, 일부 인접하는 형광 분말 입자가 서로 접촉하고, 일부 인접하는 형광 분말 입자가 서로 접촉하지 않는다. 형광 분말의 입경(예를 들어, 특정 구역에서의 최대 또는 평균 입경)은 5㎛ ~ 100㎛ 사이이다. 파장 전환 재료 또는 형광 분말에 관한 설명은 전술한 단락을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 다른 실시예에 있어서, 제 6 광학 소자(58)는, 예를 들어, 이산화티타늄, 지르코니아, 산화 아연 또는 산화 알루미늄의 확산 입자를 더 포함한다.
도 14b는 본 발명의 발광 장치(5002)를 나타내는 저면도이다. 도 14b에서, X축과 Y축은 대략적으로 발광 구조(101)의 기하학적 중심에서 서로 교차되도록 설정된다. 도 14b에 도시된 바와 같이, 발광 구조(101)는 제 1 광학 소자(30)에 의해 완전히 커버되고, 제 6 광학 소자(58)는 전체의 발광 구조(101) 및 제 1 광학 소자(30)를 둘러싸고 있다. 저면도에 도시된 바와 같이, 제 6 광학 소자(58)는 대략적으로 원형 또는 타원형의 윤곽을 가지고, 제 6 광학 소자(58)의 가장자리는 적재판(20)의 가장자리에 비해 내부로 수축된다. 제 6 광학 소자(58)의 크기는 수요에 따라 조절될 수 있으며, 예를 들어, 제 6 광학 소자(58)의 가장자리가 적재판(20)의 하나 이상의 가장자리와 접선되도록 한다. 발광 구조(101)의 크기는 적재판(20) 또는 상부면(201) 상의 반사층의 단면 크기에 비례한다. 발광 구조(101)의 크기는 제 2 광학 소자(50) 및 제 6 광학 소자(58)의 단면 크기에 비례한다. 예를 들어, 도 14b에서, 제 2 광학 소자(50) 또는 제 6 광학 소자(58)의 최대 폭은 발광 구조(101)의 최대 폭의 3배 이상이거나, 또는 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 구조(101)의 최대 폭의 3배 이상이며, 이로써 광이 주변으로 균일하게 분산되도록 하고, 광 필드가 분포한 피크값이 가상 중심선(L0)과 멀어지는 범위 내에 해당되도록 하거나, 또는 큰 각도(예를 들어, 도 14c에서의 70° ~ 80°)의 범위 내에 해당되도록 한다. 일 실시예에 있어서, 제 2 광학 소자(50) 또는 제 6 광학 소자(58)의 최대 폭은 발광 구조(101)의 최대 폭의 5배 이상이다. 일 실시예에 있어서, 적재판(20)/상부면(201)의 반사층의 최대 폭은 발광 구조(101)의 최대 폭의 10배 이상이다.
도 14c는 도 14a에 도시된 광학 소자(58)를 나타내는 평면도이다. 평면도에 도시된 바와 같이, 제 6 광학 소자(58)는 대략적으로 거울 대칭 구조이며, 하부면(580)은 제 6 광학 소자(58)의 중심 위치에 위치하고, 경사면(581)은 하부면(580)에서 주변을 향하여 대략적으로 바닥면(582)까지 연장되므로, 제 6 광학 소자(58)는 대략적으로 대칭적인 광학적 효과를 제공할 수 있다. 도 14a를 예로, 제 6 광학 소자는 가상 중심선(L0)을 중심으로 좌우 대칭적인 광 필드 분포를 제공할 수 있다. 또는 도 14b를 예로, 제 6 광학 소자(58) 또는 발광 장치(5002)의 (기하학적) 중심(미도시)을 중심으로 대칭적인 원형 광 필드 분포를 제공할 수 있다. 여기서, 하부면(580)은 편평한 면이되 바닥면(582)보다 함몰되어, 수용 공간을 형성하여 발광 장치와 결합된다. 또한, 제 6 광학 소자(58)가 함몰되는 정도는 발광 장치의 높이, 예를 들어, 하부면(580)의 평탄 정도, 경사면(581)의 경사 정도, 바닥면(582)의 폭 및/또는 해당 면들의 크기 및 상대적인 위치에 의해 조절될 수 있다.
도 14da은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 소자를 나타내는 평면도이다. 도 14d에서, 제 6 광학 소자(58)는 거울 대칭 구조이며, 하부면(580)은 제 6 광학 소자(58)의 중심 위치에 위치한다. 도 14db는 도 14da에 도시된 광학 소자를 나타내는 단면도이다. 더 구체적으로, 도 14db는 도 14da에 도시된 광학 소자를 AA'라인을 따라 절단한 단면도이다. 오목한 표면(584)은 경사면(581)과 유사하며, 하부면(580)에서 주변을 향하여 대략적으로 바닥면(582)까지 균일하게 연장된다. 오목한 표면(584)은 경사면(581)보다 표면(583)에 더 근접한 부분을 포함하며, 특히 표면(584) 사이의 리지(5840)(ridge)이다. 리지(5840)는 하부면(580)과 바닥면(582)을 연결하고, 리지(5840)는 편평한 직선이며, 리지(5840)의 수량은 하부면(580)의 코너의 수량과 동일하다. 일 실시예에 있어서, 리지(5840)는 표면(583)의 방향으로 이격 또는 근접하는 하나 이상의 절곡된 곡선이다. 도 14da에 도시된 바와 같이, 경사면(681)은 오목한 표면(584) 사이에 위치하여, 하부면(580)의 측변 위치와 공선(共線)이며, 경사면(581)의 수량은 하부면(580)의 측변 수량과 동일하고, 경사면(581)은 나아가 바닥면(582)과 접촉하는 위치에 절곡된 접면을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 리지(5840)의 수량은 하부면(580)의 코너 수량과 상이하다. 일 실시예에 있어서, 경사면(581)의 수량은 하부면(580)의 측변 수량과 상이하다. 오목한 표면(584)은 하부면(580)과 근접하는 부분이 넓고, 바닥면(582)과 근접하는 부분이 좁다. 일 실시예에 있어서, 오목한 표면(584)은 하부면(582)과 바닥면(584) 사이에 일치한 폭을 포함한다. 일 실시예에 있어서, 오목한 표면(584)은 하부면(580)과 근접하는 부분이 좁고, 바닥면(582)과 근접하는 부분이 넓다.
제 6 광학 소자(58)는 대칭적인 구조이므로, 제 6 광학 소자(58)는 대략적으로 대칭적인 광학적 효과를 제공할 수 있다. 여기서, 하부면(580)은 편평한 면이되 바닥면(582)보다 함몰되어, 수용 공간을 형성하여 발광 장치와 결합된다. 또한, 하부면(580)이 함몰되는 정도는 발광 장치의 높이에 의해 조절될 수 있으며, 하부면(580)은 발광 장치의 표면과 대략적으로 평행하며, 특히 발광 장치와 평행하고, 특히 최고 높이의 광학 소자(예를 들어, 광학 소자(30))의 상부면에 위치한다.
도 14e는 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 소자를 나타내는 단면도이다. 제 7 광학 소자(59)는 제 6 광학 소자(58)와 유사하며, 하부면(590)이 제 7 광학 소자(59)의 중심 위치에 위치하고, 경사면(591)이 하부면(590)에서 주변을 향하여 바닥면(592)까지 대략적으로 균일하게 연장된다. 주의해야 할 점은, 제 7 광학 소자(59)의 표면(593)은 완전히 편평한 표면이 아니라 복수 개의 오목부(5930)를 가진다는 점이다. 오목부(5930)는 대략적으로 규칙적인 방식으로 표면(593)에 설치되어, 표면(593)이 변동되는 접선 경사도를 가지도록 한다. 일 실시예에 있어서, 표면(593)은 복수 개의 오목부(5930)를 가지며 불규칙적인 방식으로 표면(593) 위에 랜덤으로 설치된다. 구체적으로, 도 14e에 도시된 바와 같이, 끝점(C20)의 위치가 끝점(C10)의 위치보다 높고, 끝점(C10)의 접선(C1)의 경사도가 끝점(C20)의 접선(C2)의 경사도보다 크다. 그러나, 더 높은 곳의 끝점(C30)에서, 접선(C3)의 경사도는 접선(C2)의 경사도보다 크다. 다시 말하면, 표면(593)에서 상이한 위치의 끝점의 접선 경사도는, 바닥면(592)과 멀어지는 수직 거리가 클수록(또는 끝점의 위치가 높을수록) 접선이 더 평탄한 것이 아니며, 즉 접선 경사도의 절대값이 어느 높이 구역에서 작아지고, 더 높은 어느 높이 구역에서 커지게 되며, 도 14a에서 표면(583)의 접선(미도시)의 경사도가 높이 증가에 따라 점차적으로 평탄하게 되는 특성과 상이하다. 예를 들어, 전술한 단락에서 끝점(C20)과 끝점(C10) 사이의 경사도 절대값은 높이 증가에 따라 작아지게 되지만, 다른 하나의 끝점(C30)과 끝점(C20)의 높이 구역에서는 위치가 높은 끝점(C30)의 경사도의 절대값이 끝점(C20)의 경사도의 절대값보다 큰 상황이 발생한다. 이러한 접선의 특성은 접선과 바닥면(592) 사이의 끼인각(θ)으로 표시될 수도 있으며, 도 14fa ~ 도 14fc에 도시된 바와 같이, 도 14fa ~ 도 14fc은 본 발명의 일 실시예에 따른 광학 소자를 나타내는 단면도이다. 어느 높이 구역에서 하나의 점을 통과하는 접선과 바닥면의 끼인각은 해당 점이 바닥면(592)과 이격되는 높이 증가에 따라 작아지게 된다. 예를 들어, 도 14fa과 도 14fb에서의 끼인각(θ1)은 (끝점(C10)을 통과하는) 접선(C1)과 바닥면(592)의 끼인각을 표시하고, 끼인각(θ2)은 (끝점(C20)을 통과하는) 접선(C2)과 바닥면(592)의 끼인각을 표시하며, 끼인각(θ2)은 끼인각(θ1)보다 작다. 도 14fc에서의 끼인각(θ3)은 (끝점(C30)을 통과하는) 접선(C3)과 바닥면(592)의 끼인각을 표시하고, 끼인각(θ3)은 끼인각(θ2)보다 크다. 즉, 어느 높이 구역에서의 끼인각은 바닥면(592)과 이격되는 높이 증가에 따라 작아지게 되며, 예를 들어, 끼인각(θ2)이 끼인각(θ1)보다 작고, 더 높은 높이 구역에서 찾은 적어도 하나의 점의 접선과 바닥면(592) 사이의 끼인각은 종 전의 높이 구역에서 얻은 것 중의 하나의 끼인각(θ)보다 크며, 예를 들어, 끼인각(θ3)이 끼인각(θ2)보다 크다. 주의해야 할 점은, 전술한 높이 구역에서 경사도(또는 끼인각(θ))가 변동되는 조건에 부합되는 상기 접선들과 바닥면(592)의 끼인각은 최대가 90°를 초과하지 않고, 최소가 0°보다 작지 않다는 점이다. 일 실시예에 있어서, 표면(593)은 복수 개의 호면을 포함하며, 상기 호면들은 동일 또는 상이한 곡률 반경을 가진다. 주의해야 할 점은, 도 14a ~ 도 14e에 도시된 제 6 광학 소자(58)와 제 7 광학 소자(59)는 모두 전술한 발광 구조(101), 발광 유닛(예를 들어, 발광 유닛(10, 10a, 10b))과 발광 장치(예를 들어, 발광 장치(1000, 1000', 2000, 3000, 4000, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 9000')에 결합되어 사용될 수 있다는 점이다.
도 14g는 도 14a에 도시된 장치의 광 강도를 나타내는 분포도이다. 도 14g는 전술한 도 2c에서 광 강도를 표시하는 방식과 유사하며, 횡축과 종축에 관한 의미는 전술한 단락을 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 14g에 도시된 바와 같이, 발광 장치(5002)의 광 강도 분포 상황은 대략적으로 0° 각도에 대해 대칭적으로 분포되어 있으며, 양측의 약 60° ~ 80°에서 최고의 광 강도(약 0.2 a.u.)를 가지며, 대략적으로 중심 구역 +10° ~ -10° 사이의 최저 광 강도(약 0.09 a.u.)의 3배이다. 도 2d는 도 2a에 도시된 장치의 극좌표 광 형상 차트이다.
도 15a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 저면도이다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 발광 장치(8002)는 발광 장치(8000)와 유사하며, 발광 장치(8002)는 적재판(200), 복수 개의 발광 장치(5002)와 상기 발광 장치(5002)를 커버하는 제 4 광학 소자(54)를 포함하며(도 15b 참조), 동일 또는 유사한 부호를 포함하는 각 소자에 관한 설명은 전술한 단락에서 동일 부호 또는 명칭을 가지는 소자를 참조하고, 여기서 이에 대한 설명은 생략하기로 한다. 도 15a에 도시된 바와 같이, 제 6 광학 소자(58)는 적재판(20)을 커버하되, 적어도 일부의 적재판(20)이 노출된다. 상기 발광 장치(5002)는 적재판(200)에서 일정한 간격으로 X방향과 Y방향에서 사각 어레이로 규칙적으로 배열되며, 각 발광 장치(5002)의 광학적 특성, 예를 들어, 발광 강도, 광 강도 분포, 색온 및 발광 파장은 대략적으로 동일하다. 기타 실시예에 있어서, 발광 장치 사이의 간격 거리는 동일 또는 상이할 수 있거나, 또는 동일 방향에서의 간격은 한 방향으로 점차적으로 증가되거나 점차적으로 감소될 수 있다.
도 15b는 도 15a에 도시된 장치를 나타내는 단면도이다. 제 4 광학 소자(54)는 복수 개의 발광 장치(5002)를 커버함으로써 상기 발광 장치(5002)가 방출한 광을 조절하여, 발광 장치(8002)가 높은 균일성을 가지고, 휘점 또는 암흑 구역이 없는 평면 광 필드를 제공할 수 있도록 한다. 더 구체적으로, 해당 평면 광 필드에서의 최대 휘도와 최저 휘도의 차이가 최대 휘도의 3% ~ 10%보다 작거나, 또는 육안으로 쉽게 관측할 수 있는 암선 또는 휘선이 없으며, 제 4 광학 소자(54)에 관한 설명은 전술한 단락을 참조한다. 주의해야 할 점은, 제 6 광학 소자(58)를 설치함으로써, 광이 주변으로 더 균일적으로 전송되어, 발광 장치(8002)가 더욱 균일한 평면 광 필드를 제공할 수 있도록 한다는 점이다. 일 실시예에 있어서, 제 7 광학 소자(59)로 발광 장치(5002) 내의 제 6 광학 소자(58)를 대체할 수 있다.
도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 나타내는 단면도이다. 도 16b는 도 16a의 발광 장치(7000')의 저면도다. 도 16a는 X축과 Z축으로 구성된 평면에서의 단면도이고, 도 16b는 X축과 Y축으로 구성된 평면에서의 저면도며, 도 16a는 도 16b의 BB'선에 따른 단면도이다. 발광 장치(7000')는 적재판(20), 발광 구조(101), 제 2 광학 소자(50), 회로층(203), 적재판(20) 내에 위치하는 회로층(204) 및 전극(106,108)을 포함한다(회로층(203, 204) 이외의 각 소자의 설명은 상술한 관련 단락 참조). 회로층(203)은 적재판(20) 위에 형성되고, 회로층(204)은 적재판(20)을 관통한다. 보다 구체적으로, 회로층(204)의 제 1 회로(2041) 및 제 2 회로(2042)는 상부면(201)에 위치한 회로층(203) 및 하부면(202)에 위치한 전극(106, 108)에 전기적으로 연결된다. 발광 장치(7000')에서 제 2 광학 소자(50)와 발광 구조(101)는 직접 접촉하고, 발광 구조(101)에서 방출되는 광의 일부는 상방으로 전진하여 제 2 광학 소자(50)의 상부면(501)을 거쳐 발광 장치(7000')를 빠져 나가고, 일부 광은 적재판(20)의 방향으로 전진하고, 적재판(20) 표면의 회로층(203)에 의해 반사된 후 측면(503) 및/또는 상부면(501)을 거쳐 발광 장치(7000')를 빠져 나간다. 회로층(203)은 거울면인 반사면 또는 난반사면일 수 있으며, 이에 의해 발광 구조(101)에서 방출된 광을 발광 장치(7000')의 상부 및/또는 사방으로 유도한다(거울면인 반사면과 난반사면에 관한 설명은 상술한 관련 단락 참조).
도 16b에 도시된 바와 같이, 발광 구조(101)는 대략적으로 적재판(20)의 기하학적 중심 위치에 설치된다. 회로층(203)은 제 1 회로층(203a1), 제 2 회로층(203a2), 제 3 회로층(203b1), 제 4 회로층(203b2), 제 5 회로층(203c1) 및 제 6 회로층(203c2)을 포함하고 있다. 발광 구조(101)는 제 1 회로층(203a1)과 제 2 회로층(203a2)과 각각 겹치고, 제 1 회로층(203a1)은 전극 패드(1019)와 직접 접촉되며, 제 2 회로층(203a2)은 전극 패드(1018)와 직접 접촉된다. 제 1 회로층(203a1)은 제 5 회로층(203c1)을 통해 제 3 회로층(203b1)과 서로 연결되고, 제 2 회로층(203a2)은 제 6 회로층(203c2)을 통해 제 4 회로층(203b2)과 서로 연결되며, 회로층(203a1, 203a2)의 최대 폭은 회로층(203c1, 203c2)의 최대 폭보다 넓다. 폭이 좁은 회로층(203c1, 203c2)은 발광 구조(101)와 회로층(203)을 접착하기 위한 접착 재료(미도시)를 회로층(203a1, 203a2) 상에 머무르게 할 수 있어 회로층(203c1, 203c2)을 통해 회로층(203b1, 203b2)으로 쉽게 흘러가지 않도록 한다. 접착 재료는 가공 과정에 유동하기 쉬운 땜납과 같은 전도성 재료일 수 있다. 구체적으로, 접착 재료는 절연 재료(예를 들어, 적재판(20))에서보다 더 쉽게 금속 재료(예를 들어, 회로층(203))에서 흐르기 때문에, 접착 재료는 일반적으로 금속 회로층의 배선을 따라 흐른다. 회로층(203c1, 203c)을 설치함으로써, 회로층(203a1, 203a2)의 최대 폭이 회로층(203a1, 203a2)의 최대 폭보다 좁기 때문에, 접착 재료가 회로층(203b1,203b2)으로 흐르는 경로가 감소하여 회로층(203b1, 203b2)으로 흐르기 어렵게 되며, 이에 의해, 회로층(203a1, 203a2)과 회로층(203b1, 203b2) 사이에는 충분한 접착 재료가 확보되어 확실한 전기적 연결이 유지되고, 접착 재료가 회로층(203b1, 203b2)으로 흘러가 반사성에 영향을 주는 것을 방지할 수 있다. 제 1 회로층(203a1)과 제 2 회로층(203a2)의 형상은 모두 대략적으로 직사각형이며, 발광 구조(101)에 대해 좌우 대칭적으로 적재판(20) 위에 설치된다. 제 3 회로층(203b1)은 제 4 회로층(203b2)의 형상과 다르지만 발광 구조(101)의 양측에 대응되게 설치되고, 제 5 회로층(203c1)과 제 6 회로층(203c2)은 발광 구조(101)에 대해 회전 대칭 구조를 구성한다. 일 실시예에서, 제 3 회로층(203b1)은 제 4 회로층(203b2)의 형상과 같으며, 발광 구조(101)를 중심으로 회로층(203)은 상부면(202)에서 180° 회전한다. 회로층(203)이 회전 대칭(rotational symmetrical)인 도형이 되도록 그 후의 도형은 원래 도형과 일치한다. 회로층(204)의 제 1 회로(2041)는 제 3 회로층(203b1)과 중첩되고, 제 2 회로(2042)는 제 4 회로층(203b2)과 중첩된다. 일 실시예에서, 제 1 회로(2041) 및 제 2 회로(2042)는 적재판(20)의 관통공 내벽 또는 통공의 거의 전체 공간에 형성되고, 그 재료는 금속 또는 기타 전도성 재료이다. 주의해야 할 점은, 회로(2041, 2042)와 회로층(203)이 서로 접하는 표면은 돌기 또는 오목한 표면과 같은 평탄하지 않은 표면이다. 일 실시예에서, 회로(2041, 2042)와 전극(106, 108)이 서로 접하는 표면은 돌기 또는 오목한 표면과 같은 평탄하지 않은 표면이다.
도 16c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 장치의 저면도다. 도 16c에 도시된 바와 같이, 회로층(203)은 제 7 회로층(203d1) 및 제 8 회로층(203d2)을 더 포함하며, 제 7 회로층(203d1)과 제 8 회로층(203d2)은 발광 구조(101)에 대해 대칭적으로 적재판(20) 위에 설치된다. 주의해야 할 점은, 회로층(203)은 발광 구조(101)에서 방출된 광을 반사할 수 있는 재료로 구성된다. 따라서, 제 7 회로층(203d1)과 제 8 회로층(203d2)을 설치함으로써, 발광 구조(101)로부터 회로층(203d1, 203d2)의 방향으로의 광 강도를 향상시킬 수 있으므로, 원래 적재판(20)에 조사된 광을 회로층(203d1, 203d2)으로부터 외부로 반사시킨다. 다시 말해서, 도 16a 내지 도 16b의 실시예와 비교해 도 16c의 회로층(203)은 적재판(20)의 표면 상에서 더 큰 영역을 통과함으로써 더 양호한 반사 효과를 달성한다. 구체적으로, 도 16c의 실시예에서, 저면도에서 보는 바와 같이, 발광 장치(7000')는 X축과 Y축으로 구성된 평면 상에 발광 구조(101)를 원심으로 대략적으로 원형인 광 강도 분포를 제공할 수 있다.
상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상 및 특징을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 목적은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 내용을 이해하고 실시함에 있으며, 이로 본 발명의 특허 범위를 한정하는 것이 아니다. 본 발명에 개시된 사상에 의한 균등한 변화 또는 윤색은 본 발명의 특허 범위에 포함된다.
10, 10a, 10b: 발광 유닛
12: 파장 전환 구조
20, 200: 적재판
30: 제 1 광학 소자
50: 제 2 광학 소자
52: 제 3 광학 소자
54: 제 4 광학 소자
56: 제 5 광학 소자
58: 제 6 광학 소자
59: 제 7 광학 소자
101: 발광 구조
1011, 1012: 측면
102, 104, 106, 108: 전극
1018, 1019: 전극 패드
15: 절연 구조
1501, 1502, 1503: 부분
105: 투광층
1051: 형광 분말 입자
1052: 기질
201, 202, 501, 502, 503, 561, 562, 563, 5010, 580, 583, 584, 590, 593: 표면
581, 591: 경사면
582, 592: 바닥면
5840: 리지
5930: 오목부
300, 301, 302, 203, 203a1, 203a2, 203b1, 203b2, 203c1, 203c2, 203d1, 203d2, 204, 2041, 2042: 회로층
40: 표면층
1000, 1000', 2000, 3000, 4000, 5000, 5002, 6000, 7000, 7000', 8000, 8000', 8002, 9000, 9000': 발광 장치
L0: 중심선
L1: 광
C10, C20, C30: 끝점
C1, C2, C3: 접선
AA', BB': 선
θ, θ1, θ2, θ3: 끼인각

Claims (10)

  1. 발광 장치에 있어서,
    거울면을 포함하는 적재판;
    상기 거울면 상에 형성된 발광 유닛;
    상기 발광 유닛 상에 형성되고, 측면과 상부면을 포함하는 반사층; 및
    상기 발광 유닛과 상기 반사층을 둘러싸는 제 1 광학 소자
    를 포함하는 발광 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자 상에 형성되고, 상기 측면과 직접 접촉하는 제 2 광학 소자
    를 더 포함하는 발광 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자와 상기 제 2 광학 소자는 상이한 굴절률을 갖는 것인 발광 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 상기 상부면을 커버하는 것인 발광 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 오목면을 포함하는 것인 발광 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 돌기면을 포함하는 것인 발광 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 상기 측면과 직접 접촉하는, 수평에 가까운 최상부면을 포함하는 것인 발광 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 상기 발광 유닛 위에 있되 상기 상부면 아래에 있는 최고점을 포함하는 것인 발광 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자와 상기 거울면은 90°보다 작은 끼인각을 형성하는 것인 발광 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 광학 소자는 적재판 위에 대칭적으로 설치되는 것인 발광 장치.
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114464718A (zh) 2017-10-26 2022-05-10 晶元光电股份有限公司 发光装置
CN111276596B (zh) * 2018-12-05 2024-02-06 光宝光电(常州)有限公司 发光单元
CN113867044A (zh) 2020-06-30 2021-12-31 光森科技有限公司 光源模块
TWM607954U (zh) * 2020-06-30 2021-02-21 光森科技有限公司 光源模組
CN114300603A (zh) * 2021-12-29 2022-04-08 惠州视维新技术有限公司 发光器件及其制备方法、灯板、背光模块以及显示装置

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257381A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Sharp Corp 発光ダイオードおよびその製造方法並びに照明装置
US20060126343A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Min-Hsun Hsieh LED light source
KR20100082460A (ko) * 2009-01-09 2010-07-19 주식회사 이츠웰 발광 다이오드 제조 방법 및 이를 이용한 발광 다이오드
JP2013143430A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置及びそれを用いた照明装置
JP2017073549A (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 日亜化学工業株式会社 発光装置、集積型発光装置および発光モジュール

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6498355B1 (en) * 2001-10-09 2002-12-24 Lumileds Lighting, U.S., Llc High flux LED array
CN100369274C (zh) * 2001-11-16 2008-02-13 丰田合成株式会社 发光二极管、led灯及灯具
JP2004304041A (ja) * 2003-03-31 2004-10-28 Citizen Electronics Co Ltd 発光ダイオード
KR20070012501A (ko) 2004-04-28 2007-01-25 마츠시타 덴끼 산교 가부시키가이샤 발광장치 및 그 제조방법
US7118262B2 (en) * 2004-07-23 2006-10-10 Cree, Inc. Reflective optical elements for semiconductor light emitting devices
US7344902B2 (en) * 2004-11-15 2008-03-18 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Overmolded lens over LED die
DE102005061431B4 (de) * 2005-02-03 2020-01-02 Samsung Electronics Co., Ltd. LED-Einheit der Art Seitenausstrahlung
US7378686B2 (en) * 2005-10-18 2008-05-27 Goldeneye, Inc. Light emitting diode and side emitting lens
TWI321857B (en) * 2006-07-21 2010-03-11 Epistar Corp A light emitting device
EP2065931A4 (en) * 2006-08-22 2013-02-27 Mitsubishi Chem Corp SEMICONDUCTOR ELEMENT ELEMENT, LIQUID TO FORM A SEMICONDUCTOR COMPONENT member, PROCESS FOR PRODUCING A SEMICONDUCTOR COMPONENT link and FLUID TO FORM A SEMICONDUCTOR COMPONENT member USING THE METHOD, FLUORESCENT COMPOSITION, SEMICONDUCTOR LIGHT ELEMENT, ILLUMINATION DEVICE AND IMAGE DISPLAY DEVICE
TW200826311A (en) * 2006-12-04 2008-06-16 Prolight Opto Technology Corp Side emitting LED
CN101681962B (zh) * 2007-05-17 2013-02-20 昭和电工株式会社 半导体发光装置
US7652301B2 (en) * 2007-08-16 2010-01-26 Philips Lumileds Lighting Company, Llc Optical element coupled to low profile side emitting LED
JP5025612B2 (ja) 2008-10-06 2012-09-12 三菱電機株式会社 Ｌｅｄ光源及びそれを用いた発光体
KR101372084B1 (ko) 2010-06-29 2014-03-07 쿨레지 라이팅 인크. 항복형 기판을 갖는 전자 장치
JP5897862B2 (ja) * 2011-10-13 2016-04-06 シチズン電子株式会社 半導体発光装置
JP2013115280A (ja) * 2011-11-30 2013-06-10 Citizen Electronics Co Ltd 側面発光型発光装置
KR20140102563A (ko) * 2013-02-14 2014-08-22 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지
WO2015011590A1 (en) * 2013-07-22 2015-01-29 Koninklijke Philips N.V. Flip-chip side emitting led
JP6273124B2 (ja) 2013-11-08 2018-01-31 シチズン電子株式会社 Ｌｅｄ照明装置
TWI707484B (zh) 2013-11-14 2020-10-11 晶元光電股份有限公司 發光裝置
KR20160005827A (ko) 2014-07-07 2016-01-18 일진엘이디(주) 측면 발광형 질화물 반도체 발광 칩 및 이를 갖는 발광 소자
TWI677114B (zh) 2015-10-05 2019-11-11 行家光電股份有限公司 具導角反射結構的發光裝置
JP6524904B2 (ja) * 2015-12-22 2019-06-05 日亜化学工業株式会社 発光装置
CN114464718A (zh) * 2017-10-26 2022-05-10 晶元光电股份有限公司 发光装置

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001257381A (ja) * 2000-03-13 2001-09-21 Sharp Corp 発光ダイオードおよびその製造方法並びに照明装置
US20060126343A1 (en) * 2004-12-15 2006-06-15 Min-Hsun Hsieh LED light source
KR20100082460A (ko) * 2009-01-09 2010-07-19 주식회사 이츠웰 발광 다이오드 제조 방법 및 이를 이용한 발광 다이오드
JP2013143430A (ja) * 2012-01-10 2013-07-22 Citizen Holdings Co Ltd 半導体発光装置及びそれを用いた照明装置
JP2017073549A (ja) * 2015-10-08 2017-04-13 日亜化学工業株式会社 発光装置、集積型発光装置および発光モジュール

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