WO2019143049A1 - 발광 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 - Google Patents

발광 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛 Download PDF

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WO2019143049A1
WO2019143049A1 PCT/KR2019/000091 KR2019000091W WO2019143049A1 WO 2019143049 A1 WO2019143049 A1 WO 2019143049A1 KR 2019000091 W KR2019000091 W KR 2019000091W WO 2019143049 A1 WO2019143049 A1 WO 2019143049A1
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light
light emitting
light transmitting
emitting device
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PCT/KR2019/000091
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채종현
김재권
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서울바이오시스 주식회사
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention relates to a backlight unit including a light emitting device and a light emitting device.
  • a transmission module of an optical communication means a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting diode Devices, automobile headlights, traffic lights, and the like.
  • CCFL cold cathode fluorescent lamp
  • LCD Liquid Crystal Display
  • the light emitting device is used as a light source.
  • a light emitting element When a light emitting element is used as a light source of an LCD display device, it is important to uniformly supply light to a display area where an image is displayed. If too much light is emitted at some point or too little light is emitted, the part may appear as a luminescent spot or a dark spot, which may cause the display quality to deteriorate.
  • a technique has been devised in which a light guide plate, a light diffusion plate, a prism sheet, a diffusion lens, and the like are disposed on a light emitting element.
  • a problem arises that the thickness of the entire backlight unit and the display device becomes excessively thick.
  • a light emitting device includes a light emitting element, a first light transmitting member that covers the light emitting element, and a second light transmitting member that is provided on the first light transmitting member and reflects at least a part of the light emitted from the light emitting element And a second light transmitting member, wherein the first light transmitting member is formed at a position opposite to the first light transmitting member and includes a top surface provided flat, and at least one inclined surface inclined with respect to the top surface or the bottom surface And side surfaces connecting the upper surface and the lower surface.
  • the light emitting device may not overlap the upper surface of the first light transmitting member when viewed in a plan view.
  • the first light transmitting member has a first region provided with the upper surface and a second region except for the region provided with the upper surface, as viewed in plan view, As shown in FIG.
  • the light emitting element may be spaced from the first region when viewed in plan view.
  • the first light transmitting member may directly contact the upper surface and the side surface of the light emitting device to cover the upper surface and the side surface of the light emitting device.
  • the side surface of the first light transmitting member may be spaced apart from the side surface of the light emitting device.
  • the distance between the lowest point of the inclined plane and the lowest point of the inclined plane from the light emitting element may be smaller than the distance from the lowest point of the inclined plane.
  • the slope may be a curved surface.
  • the slopes may be provided in the light emitting device when viewed in a plane, and the side surfaces may be disposed at an outer portion of the light emitting device.
  • the foot malfunction device may include a second light transmitting member provided on the first light transmitting member and refracting or reflecting at least part of the light emitted from the light emitting device.
  • the refractive index of the first light transmitting member may be greater than the refractive index of the second light transmitting member.
  • the second light transmitting member may be provided on the upper surface and the inclined surfaces.
  • the light emitting device is provided in a quadrangular shape when viewed in plan view, and the side surfaces may correspond to the respective sides of the quadrangle.
  • the slopes may be arranged symmetrically along at least one of the diagonals of the rectangle.
  • the slopes may be arranged symmetrically along a line parallel to at least one of the sides of the rectangle.
  • the light emitting element is provided at the center of the quadrangle, and the inclined surfaces may contact with each other at the center.
  • the second light transmitting member may be made of at least one of a metal and a metal alloy.
  • the second light transmitting member may be a DBR (Distributed Bragg reflector).
  • the light transmitting member may further include an auxiliary light transmitting member provided on the second light transmitting member and having a lower refractive index than the refractive index of the second light transmitting member.
  • the auxiliary light transmitting member may include a structure in which a plurality of layers sequentially decreasing in refractive index are stacked along the traveling direction of light.
  • the inclined surface may be provided at an angle such that light emitted from the light emitting element is totally internally reflected.
  • the light emitting device may further include a cover layer provided on the second light transmitting member and having an upper surface parallel to the upper surface of the second light transmitting member.
  • the cover layer may cover the sides of the first light transmitting member.
  • the light emitting device may further include an element substrate provided under the first light transmitting member, and the light emitting element may be provided on the element substrate.
  • a light guide plate having a through hole and a light guide plate having a through hole, and a light emitting device provided in the through hole, and the light emitting device described above may be used.
  • the sidewalls and the side surfaces of the through holes can face each other.
  • a light emitting device that emits uniform light can be provided.
  • a thin backlight unit can be provided.
  • a backlight unit capable of controlling the light emission individually in a plurality of areas, so that the contrast ratio of the display device output screen can be improved.
  • a backlight can be effectively provided to a large-screen display.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 2
  • FIG. 3B is a cross-sectional view conceptually showing a path of light of the second light transmitting member in the light emitting device of FIG. 3A.
  • FIG. 4A is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 4A.
  • FIG. 5 is a perspective view of a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 6A and 6B are perspective views illustrating light emitting devices according to another embodiment of the present invention.
  • 7A and 7B are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8A to 8G are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • 9A to 9D are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 6A according to an embodiment of the present invention.
  • 10A and 10B are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to an embodiment of the present invention.
  • 11A to 11F are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12A to 12C are cross-sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 6A according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 15 is a perspective view illustrating a backlight unit according to an embodiment of the present invention.
  • 16A to 16C are cross-sectional views taken along line III-III 'of FIG.
  • FIG. 1 is a perspective view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A is a cross-sectional view taken along the line I-I 'of FIG. 2
  • FIG. 3B is a cross-sectional view conceptually showing a path of light of the second light transmitting member in the light emitting device of FIG. 3A.
  • a light emitting device is adapted to emit light by being employed in a lighting device, a backlight unit, or the like.
  • the light emitting device may be provided in various shapes, and in one embodiment of the present invention, the light emitting device has a rectangular shape when viewed in plan view.
  • a light emitting device includes a light emitting element 20 for emitting light, a first light transmitting member 40 for covering the light emitting element 20, and a second light transmitting member 40 provided on the first light transmitting member 40 And a second first light transmitting member (50) for refracting or reflecting at least part of the light emitted from the light emitting element (20).
  • the light emitting device 20 is not particularly limited as it can emit light, and may be, for example, a light emitting diode (LED).
  • LED light emitting diode
  • a case where the light emitting device 20 is implemented as a light emitting diode will be described as an example.
  • the light emitting device 20 may be disposed approximately at the center of the light emitting device 20 package when viewed in plan.
  • the position of the light emitting element 20 is not limited to this, and may be arranged differently from that shown.
  • the light emitting device 20 As the light emitting device 20 according to an embodiment of the present invention, various types of light emitting diodes such as a vertical light emitting diode, a horizontal light emitting diode, or a flip light emitting diode may be used. In one embodiment of the present invention, the light emitting device 20 may be a flip-type light emitting diode in particular.
  • the light emitting device 20 includes a device substrate 21, a semiconductor stack 30 provided on the device substrate 21, and a bump for connecting the semiconductor stack 30 to the external wiring. Pads 39a and 39b.
  • 1, 2, and 3A show that the light emitting device 20 according to the embodiment of the present invention is disposed in an inverted manner, and the bump pads 39a and 39b, (30), and an element substrate (21) are sequentially arranged.
  • the light generated in the semiconductor stacked body 30 is emitted upwardly through the element substrate 21.
  • the flip-type light emitting device will be described in detail.
  • the laminated structure before the light emitting element 30 is inverted that is, the element substrate 21, the semiconductor laminated body 30, and the bump pads 39a and 39b are sequentially stacked
  • the form will be described as an example.
  • FIG. 4A is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along the line II-II 'of FIG. 4A.
  • FIG. 4A is a schematic plan view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view taken along a perforated line II-II 'of FIG. 4A.
  • the light emitting device includes an element substrate 21, a semiconductor laminate 30, an ohmic reflective layer 31, a lower insulating layer 33, a first pad metal layer 35a, 35c, or a third pad metal layer), an upper insulating layer 37, a first bump pad 39a, and a second bump pad 39b.
  • the semiconductor stack 30 includes a mesa M disposed on the first conductivity type semiconductor layer 23 and the mesa M includes an active layer 25 and a second conductivity type semiconductor layer 27 .
  • the element substrate 21 is not particularly limited as long as it is a substrate on which the gallium nitride based semiconductor layer can be grown.
  • Examples of the element substrate 21 may be a sapphire substrate, a gallium nitride substrate, a SiC substrate, or the like, and may be a patterned sapphire substrate.
  • the element substrate 21 may have a rectangular or square outer shape as shown in the plan view of FIG. 4A, but is not limited thereto.
  • the size of the element substrate 21 is not particularly limited and may be variously selected.
  • the semiconductor laminate 30 is disposed on the element substrate 21.
  • the first conductivity type semiconductor layer 23 may be disposed closer to the element substrate 21 than the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the active layer 25 is disposed between the first conductivity type semiconductor layer 23 and the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the first conductivity type semiconductor layer 23 is described as being disposed on the element substrate 21 in this embodiment, the element substrate 21 may be omitted.
  • the first conductivity type semiconductor layer 23 may be a layer grown on the element substrate 21 and may be a gallium nitride based semiconductor layer doped with an impurity such as Si.
  • the active layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 27 have a smaller area than the first conductivity type semiconductor layer 23.
  • the active layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 27 are located on the first conductivity type semiconductor layer 23 with a mesa M formed by mesa etching.
  • the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer 23 is exposed around the mesa M.
  • the first conductive semiconductor layer 23 may be exposed in a ring shape along the periphery of the mesa M, but the present invention is not limited thereto.
  • a part of the side surface of the first conductivity type semiconductor layer 23 may be continuous with the side surface of the mesa M.
  • the active layer 25 may have a single quantum well structure or a multiple quantum well structure.
  • the composition and thickness of the well layer in the active layer 25 determine the wavelength of the generated light. In particular, by controlling the composition of the well layer, it is possible to provide an active layer that generates ultraviolet light, blue light or green light.
  • the second conductivity type semiconductor layer 27 may be a p-type impurity, for example, a gallium nitride based semiconductor layer doped with Mg.
  • the first conductive semiconductor layer 23 and the second conductive semiconductor layer 27 may each be a single layer, the present invention is not limited thereto, and may be a multiple layer or a superlattice layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer 23, the active layer 25 and the second conductivity type semiconductor layer 27 are formed in a chamber using a method such as metalorganic chemical vapor deposition (MOCVD) or molecular beam epitaxy (MBE) And may be grown and formed on the element substrate 21.
  • MOCVD metalorganic chemical vapor deposition
  • MBE molecular beam epitaxy
  • the mesa M has through holes 30a through the second conductivity type semiconductor layer 27 and the active layer 25 to expose the first conductivity type semiconductor layer 23.
  • the through holes 30a are surrounded by the second conductivity type semiconductor layer 27 and the active layer 25.
  • the through holes 30a may be distributed in the mesa region M and may have a circular shape.
  • the number of the through holes 30a is not particularly limited, and only one through hole 30a may be arranged. However, the plurality of through holes 30a may be evenly arranged to evenly distribute the current over a large area.
  • the ohmic reflective layer 31 is disposed on the second conductivity type semiconductor layer 27 and electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the ohmic reflective layer 31 may be disposed over substantially the entire region of the second conductivity type semiconductor layer 27 in the upper region of the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the ohmic reflective layer 31 may cover 80% or more, and more preferably 90% or more of the area above the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the ohmic reflective layer 31 may include a reflective metal layer so that the light generated in the active layer 25 and traveling to the ohmic reflective layer 31 can be reflected to the element substrate 21 side.
  • the ohmic reflective layer 31 may be formed of a single reflective metallic layer, but is not limited thereto, and may include an ohmic layer and a reflective layer.
  • a metal layer such as Ni or a transparent oxide layer such as ITO may be used.
  • a metal layer having high reflectance such as Ag or Al may be used.
  • the lower insulating layer 33 covers the ohmic reflective layer 31.
  • the lower insulating layer 33 also covers the top surface of the mesa M exposed around the OMR reflective layer 31 as well as the side surface of the mesa M along its periphery, Type semiconductor layer 23 can be at least partially covered.
  • the lower insulating layer 33 also partially covers the first conductive type semiconductor layer 23 exposed in the through holes 30a.
  • the lower insulating layer 33 has a first opening 33a for exposing the first conductivity type semiconductor layer 23 and a second opening 33b for exposing the ohmic reflective layers 31.
  • the first opening 33a exposes the first conductive type semiconductor layer 23 in the through hole 30a.
  • the second opening 33b is located above the OMR reflective layer 31 to expose the OMR reflective layer 31.
  • the shape and number of the second openings 33b can be selected variously.
  • the lower insulating layer 33 may be formed of a single layer of SiO 2 or Si 3 N 4 , but is not limited thereto.
  • the lower insulating layer 33 may have a multi-layer structure including a silicon nitride film and a silicon oxide film, refractive index, etc. SiO 2 film, a TiO 2 film, ZrO 2 film, MgF 2 film, or Nb 2 O 5 film Or a distributed Bragg reflector (DBR) in which the different layers are alternately stacked.
  • DBR distributed Bragg reflector
  • all portions of the lower insulating layer 33 may be of the same lamination structure, but the present invention is not limited thereto, and a specific portion may include more laminations than other portions.
  • the lower insulating layer 33 around the ohmic reflective layer 31 may be thicker than the lower insulating layer 33 above the ohmic reflective layer 31.
  • the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c are disposed on the lower insulating layer 33.
  • the first pad metal layer 35a is located within the upper region of the mesa M and the metal reflective layer 35c may be disposed in a ring shape surrounding the first pad metal layer 35a.
  • the first pad metal layer 35a is electrically connected to the first conductive type semiconductor layer 23 through the first openings 33a in the through holes 30a. As shown in Fig. 4A, the first pad metal layer 35a covers all of the through holes 30a. The first pad metal layer 35a may directly contact the first conductive type semiconductor layer 23 through the first openings 33a. However, the second pad metal layer 35b is spaced apart from the exposed ohmic reflective layer 31 through the second openings 33b. Thus, the second pad metal layer 35b has openings that expose the second openings 33b.
  • the metal reflection layer 35c is disposed along the edge of the mesa M and covers the top and sides of the mesa M. A part of the metal reflection layer 35c can overlap with the OMR reflective layer 31.
  • the metal reflection layer 35c may extend to a region above the first conductivity type semiconductor layer 23 exposed around the mesa M.
  • the metal reflection layer 35c is spaced from the first conductivity type semiconductor layer 23 by being positioned on the lower insulation layer 33 in the region around the mesa M.
  • the metal reflection layer 35c can be electrically floated from the first conductivity type semiconductor layer 23 and the second conductivity type semiconductor layer 27.
  • the present invention is not limited thereto, and the metal reflection layer 35c may extend toward the edge of the first conductivity type semiconductor layer 23 so as to be in contact with the first conductivity type semiconductor layer 23.
  • the metal reflection layer 35c is horizontally spaced from the first pad metal layer 35a. Thus, a boundary region is formed between the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c. This boundary region is confined within the region above the ohmic reflective layer 31. Therefore, light traveling to the boundary region between the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c is reflected by the OMR reflective layer 31, so that light can be prevented from being leaked to the boundary region and lost.
  • the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c may be formed together with the same material in the same process after the lower insulating layer 33 is formed and therefore may be located at the same level.
  • the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c include portions located on the lower insulating layer 33, respectively.
  • the first pad metal layer 35a and the metal reflective layer 35c may include a reflective layer such as an Al layer and the reflective layer may be formed on an adhesive layer such as Ti, Cr, or Ni. Further, a protective layer of a single layer or a multiple layer structure such as Ni, Cr, Au, etc. may be formed on the reflective layer.
  • the first pad metal layer 35 and the metal reflective layer 35c may have a multilayer structure of Cr / Al / Ni / Ti / Ni / Ti / Au / Ti, for example.
  • the upper insulating layer 37 covers the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c. In addition, the upper insulating layer 37 may cover the edge of the lower insulating layer 33 around the mesa M. The upper insulating layer 37 also covers the boundary region between the first pad metal layer 35a and the metal reflection layer 35c. Furthermore, the upper insulating layer 37 may cover the first conductivity type semiconductor layer 23 at the edge of the element substrate 21. However, the upper insulating layer 37 may expose the upper surface of the first conductive type semiconductor layer 23 along the edge of the element substrate 21.
  • the shortest distance from the edge of the upper insulating layer 37 to the first pad metal layer 35a is preferably as much as about 15 m or more in order to prevent water from penetrating and damaging the first pad metal layer 35a. Is shorter than this distance, when the light emitting element is operated at a low current, for example, 25 mA, the first pad metal layer 35a is liable to be damaged by moisture.
  • the upper insulating layer 37 has a first opening 37a exposing the first pad metal layer 35a and a second opening 37b exposing the second pad metal layer 35b.
  • the first opening 37a and the second opening 37b are disposed apart from each other.
  • a plurality of first openings 37a and a plurality of second openings 37b may be disposed and the number of the first openings 37a and the second openings 37b may be variously selected.
  • the second openings 37b of the upper insulating layer 37 are located in the second openings 33b of the lower insulating layer 33. [ Thus, the ohmic reflective layer 31 is exposed through the second openings 37b of the upper insulating layer 37.
  • the upper insulating layer 37 may be formed of a single layer of SiO 2 or Si 3 N 4 , but is not limited thereto.
  • the upper insulating layer 37 may have a multilayer structure including a silicon nitride film and a silicon oxide film, and may have a refractive index in a SiO 2 film, a TiO 2 film, a ZrO 2 film, a MgF 2 film, or an Nb 2 O 5 film And a DBR in which the different layers are alternately stacked.
  • the first bump pad 39a is electrically connected to the first pad metal layer 35a exposed through the first opening 37a of the upper insulating layer 37 and the second bump pad 39b is electrically connected to the second pad metal layer 35a exposed through the first opening 37a of the upper insulating layer 37, And is electrically connected to the exposed ohmic reflective layer 31 through the opening 37b.
  • the first bump pad 39a covers and seals the first openings 37a of the upper insulating layer 37 and the second bump pad 39b covers the upper insulating layer 37, And the second opening 37b of the second opening 37b.
  • first bump pad 39a and the second bump pad 39b may be disposed over the first pad metal layer 35a and the metal reflective layer 35c, respectively. Therefore, the first and second bump pads 39a and 39b can be formed relatively large in the limited light emitting element region.
  • the first bump pad 39a and the second bump pad 39b are formed of a material suitable for bonding as a part bonded to the submount, the printed circuit board, or the like, with the light emitting element.
  • the first and second bump pads 39a and 39b may comprise an Au layer or an AuSn layer.
  • the first light transmitting member 40 changes the path of the light emitted from the light emitting element 20 together with the second first light transmitting member 50 to be described later do.
  • the first light transmitting member 40 may be provided in a form of completely covering the upper surface of the light emitting element 20.
  • the first light transmitting member 40 may be provided to cover both the top surface and the side surface of the light emitting device 20 so that the path of light from the light emitting device 20 can be changed as much as possible.
  • the first light transmitting member 40 is in direct contact with the upper surface and the side surface of the light emitting element 20, as shown, so that the first light transmitting member completely covers the upper surface and the side surface of the light emitting element 20 .
  • the side surface of the first light transmitting member 40 that is, the side surface of the first light transmitting member 40, is formed so that the light emitted through the side surface of the light emitting device 20 can sufficiently advance in the first light transmitting member 40,
  • the outwardly facing outer side surface of the first light transmitting member 40 is spaced apart from the side surface of the light emitting element 20.
  • the distance between the side surface of the light emitting device 20 and the first light transmitting member 40 is represented by a first width W1
  • the first width W1 is a distance between the light emitting device 20 20, and the like.
  • the side surface of the light emitting device 20 and the first light transmitting member 40 are provided with a predetermined thickness, when a plurality of light emitting devices are provided, the distance between adjacent light emitting devices can be easily controlled.
  • a plurality of light emitting elements there may be a dark portion where light is emitted relatively little between the light emitting element and the light emitting element.
  • a hemispherical or semi-elliptic lens may be mounted on the upper portion of the light emitting device, and a hemispherical or semi-elliptical lens may extend widely to the outside of the light emitting device, And it is difficult to control the distance between the light emitting elements.
  • the distance between the side surface of the light emitting element and the first light transmitting member can be easily adjusted, and as a result, the interval between the light emitting elements can be easily adjusted.
  • the distance between the light emitting elements can be easily adjusted, so that the light diffusion from the side of the light emitting element can be maximized while narrow space arrangement is possible.
  • the first light transmitting member 40 may be made of a material having insulating properties such as a silicon-based polymer, an organic polymer, glass, or the like as a material transmitting light emitted from the light emitting element 20.
  • a material having insulating properties such as a silicon-based polymer, an organic polymer, glass, or the like as a material transmitting light emitted from the light emitting element 20.
  • the organic polymer include epoxy resin, polycarbonate, and polymethyl methacrylate, and the material is not particularly limited as long as it is a transparent insulating material.
  • the first light transmitting member 40 may further include a light conversion material such as a fluorescent material or a quantum dot therein.
  • the light conversion material can change the color of light by absorbing the light emitted from the light emitting element and then emitting light of a wavelength different from that of the absorbed light.
  • the first light transmitting member 40 is provided in a form having a plurality of surfaces so that light emitted from the light emitting element 20 can be reflected or refracted.
  • the first light transmitting member 40 has an upper surface 41 located in an upper direction, A lower surface 43 positioned in the lower direction, and side surfaces 47 connecting the upper surface 41 and the lower surface 43.
  • the side surfaces 47 correspond to the respective sides of the first light transmitting member 40 when viewed in plan view, and are disposed on the outer periphery along the periphery of the first light transmitting member 40.
  • the light emitting device may not overlap the upper surface of the first light transmitting member 40 when viewed in plan.
  • the first light transmitting member 40 has a first area R1 provided with an upper surface and a second area R2 except for an area provided with an upper surface as viewed in plan
  • the light emitting element 20 may be provided in the second region R2.
  • the light emitting device 20 may be spaced from the first region R1 when viewed in plan. According to the present embodiment, since the flat upper surface is not directly provided directly above the light emitting element 20, the control of the light traveling in the upward direction is facilitated.
  • the first light transmitting member 40 has a plurality of inclined surfaces 45 provided in the interior of the light emitting device, that is, inside the quadrangle when viewed in plan.
  • the inclined surface 45 is a surface inclined at a predetermined angle with respect to the lower surface 43.
  • the inclined surface 45 may be provided at an angle such that light emitted from the light emitting element 20 with respect to the upper surface 41 or the lower surface 43 can be reflected by the inclined surface 45.
  • the angle formed by the inclined surface 45 and the upper surface 41 or the lower surface 43 may be set so that the light emitted from the light emitting device 20 can be totally internally reflected from the inclined surface 45 have.
  • the inclined surfaces 45 may be arranged at least partially in a line symmetry, a point symmetry or a rotational symmetry so that the light emitted from the light emitting element 20 can be emitted in various directions of the side portions.
  • the inclined surfaces 45 may be arranged in line symmetry along at least one of the diagonal lines of the quadrangle of the light emitting device.
  • a plurality of inclined surfaces 45 arranged in a line-symmetrical manner along two diagonal lines crossing each other are shown.
  • the inclined surfaces 45 may be in contact with the center of the light emitting device 20 so that the light from the light emitting device 20 can be radially and efficiently dispersed along the side direction.
  • the angle between the slopes 45 and the lower surface 43 may be between about 5 degrees and about 85 degrees, or between about 20 degrees and about 80 degrees, or between about 30 degrees and about 60 degrees.
  • the angle formed between the inclined surfaces 45 and the bottom surface 43 is the same in the drawing, the present invention is not limited thereto.
  • the angle formed by the inclined surfaces 45 with the lower surface 43 can be variously changed in consideration of the distribution of light emitted from the light emitting device 20.
  • the distance between the lowest point of the inclined surface 45 and the light emitting element 20 may be smaller than the distance from the lowest point of the inclined surface 45 to the upper surface 41.
  • the distance from the lowest point of the inclined surface 45 to the upper surface 41 of the inclined surface 45 is referred to as a first distance D1
  • the distance between the upper surface of the light emitting element 20 and the lowest point of the inclined surface 45 The first distance D1 may be different from the second distance D2 and the second distance D2 may be different from the first distance D1. have.
  • the first distance D1 and the second distance D2 may vary depending on the directional angle of the light emitting device 20 and the amount of light in the upward direction but the light in the upward direction travels as far as possible in the side direction
  • the first distance D1 may be set to be relatively larger than the second distance D2.
  • each slope 45 is shown as being flat, it is not limited thereto. At least a part of the slopes 45, or a part of each slope 45 may be provided as a curved surface .
  • the side surface 47 is perpendicular to the bottom surface 43, but the shape of the side surface 47 is not limited thereto.
  • the side surface 47 may be provided in a shape having an acute angle or an obtuse angle with respect to the lower surface 43, that is, a shape having an inclination.
  • the second light transmitting member 50 is provided on the upper surface 41 and the inclined surface 45 of the light transmitting member 40 and reflects at least a part of the light emitted from the light emitting element 20.
  • the second light transmitting member 50 reflects the light emitted from the light emitting element 20 and advances in the upward direction so as to proceed in the direction of the side surface 47 of the light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 is arranged on the side surface 47 of the light transmitting member 40 so that the light reflected by the second light transmitting member 50 is emitted in the direction of the side surface 47 of the light transmitting member 40 Not provided.
  • the second light transmitting member 50 may or may not be provided on the lower surface 43.
  • the second light transmitting member 50 may be made of at least one of a material capable of reflecting light, for example, a metal and a metal alloy.
  • the second light transmitting member 50 may include at least one of Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Ti, Sn, Ni, Cr, W, Cu, Film or multilayer film.
  • the second light transmitting member 50 is made of a barrier composite structure of a metal having high reflectivity such as Al, Ag, Rh and Ti, Cr, Ni, Ta, Ni, Cr, Can
  • the second light transmitting member 50 may act as a DBR (Distributed Bragg reflector).
  • the second light transmitting member 50 is material capable of refracting light, for example, the lower insulating layer 33 is made or a silicon nitride film and a silicon oxide film, SiO 2 film, TiO 2 film, ZrO 2 film, MgF 2 film, Nb 2 O 5 film, or the like.
  • the second light transmitting member 50 may be formed of a single film or a multilayer film, and when the multilayer film is composed of multiple films, the second light transmitting member 50 may have a laminated structure of two or more kinds of materials alternately.
  • the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 may have different refractive indices.
  • the refractive index of the first light transmitting member (40) may be greater than the refractive index of the second light transmitting member (50).
  • the second light transmitting member 50 may be provided as a single film or a multilayer film.
  • FIG. 3B is a cross-sectional view conceptually showing a path of light of the second light transmitting member in the light emitting device of FIG. 3A.
  • the second light transmitting member 50 is formed of four layers for convenience of explanation.
  • the refractive index of each of the layers 51, 52, 53, and 54 of the second light transmitting member 50 can be sequentially decreased from the bottom toward the top.
  • the refractive index of the first layer 51 may be greater than the refractive index of the second layer to the fourth layer 52, 53, 54.
  • the angle of incidence or refraction angle of light in each layer 51, 52, 53, 54 is ⁇ 1, ⁇ 2, ⁇ 3, and ⁇ 4, ⁇ 1 ⁇ 2 ⁇ 3 ⁇ 4.
  • the first and second light transmitting members 40 and 50 are arranged in such a manner that the refractive index is sequentially decreased so that the light emitted from the light emitting element 20 passes through the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 52, 53, 54 of the first light transmitting member 50 or the second light transmitting member 50 and may be emitted in the lateral direction of the light emitting device.
  • the refractive index of the first light transmitting member (40) is larger than that of the second light transmitting member (50). Accordingly, at least a part of the light passing through the first light transmitting member 40 can be reflected at the interface between the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50.
  • the angle of the interface between the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 that is, the angle of the inclined surface 45, So that light is incident on the inclined surface 45 at an angle of incidence or more.
  • the second light transmitting member 50 may include at least one selected from an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, and combinations thereof.
  • the second light transmitting member 50 may be a DBR.
  • the second light transmitting member 50 may include a first insulating layer having a first refractive index and a second insulating layer having a second refractive index different from the first refractive index. So that they can be stacked alternately.
  • the DBR can be composed of a double layer composed of two materials having different refractive indices such as TiO 2 / SiO 2 , Ta 2 O 5 / SiO 2 HfO 2 / SiO 2 , ZrO 2 / SiO 2 , and SixNy / SiO 2
  • the light emitted from the light emitting element 20 by the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 is emitted in the side direction That is, in the direction passing through the side surface 47.
  • the light emitting device is employed in a separate lighting device, for example, a backlight unit by increasing the light amount in the side surface 47 direction, the light is dispersed in the side direction, thereby improving the overall light uniformity. As a result, bright points due to the concentration of the light amount on the upper surface of the light emitting device do not occur.
  • a backlight unit by increasing the light amount in the side surface 47 direction
  • the light emitting device according to an embodiment of the present invention can be changed into various forms. Hereinafter, differences from the above-described embodiments will be mainly described in order to avoid duplication of description.
  • the direction of light output may be variously changed.
  • 5 is a perspective view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • the light emitting device may have a different arrangement direction of the inclined surfaces 45.
  • the arrangement direction of the inclined surfaces 45 is changed, the traveling direction of the light reflected by the inclined surfaces 45 is changed.
  • the inclined surfaces 45 may be symmetrically arranged along a line parallel to at least one of the shapes of the light emitting device when seen in a plane, that is, squares of mutually perpendicular sides. Accordingly, the light density in the diagonal direction can be increased in the light that is emitted from the light emitting device and then reflected inside and travels to the outside of the light emitting device.
  • the direction of the light emitted from the light emitting device can be variously controlled.
  • 6A and 6B are perspective views illustrating light emitting devices according to another embodiment of the present invention.
  • the second light transmitting member 50 is provided on the upper surface 41 and the inclined surface 45 of the first light transmitting member 40, and at least a portion of the light emitted from the light emitting element 20 Reflect a part.
  • the second light transmitting member 50 is for reflecting the light emitted from the light emitting element 20 and traveling in the upward direction so as to proceed in the lateral direction of the first light transmitting member 40,
  • the upper surface 41 and the inclined surface 45 may be provided in a form of filling the inner space formed by the upper surface 41 and the inclined surface 45 instead of being thinly provided along the upper surface 41 and the surface of the inclined surface 45.
  • the second light transmitting member 50 is disposed on the first light transmitting member 40 such that the light reflected by the second light transmitting member 50 is emitted toward the side surface 47 of the first light transmitting member 40, (Not shown).
  • the refractive index of the first light transmitting member (40) is larger than that of the second light transmitting member (50). Accordingly, at least a part of the light passing through the first light transmitting member 40 can be reflected at the interface between the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50.
  • the angle of the interface between the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 that is, the angle of the inclined surface 45, So that light is incident on the inclined surface 45 at an angle of incidence or more.
  • the second light transmitting member 50 may include at least one selected from an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a polyester resin, and a combination thereof.
  • a cover layer 60 may further be provided on the second light transmitting member 50 of the light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to an embodiment of the present invention, which include the light emitting device shown in FIG. 1 and the light emitting device shown in FIG. 6A on a second light transmitting member 50 Layer 60 is further provided.
  • a cover layer 60 having an upper surface parallel to the upper surface 41 of the light transmitting member 40 may be further provided on the second light transmitting member 50.
  • the cover layer 60 may be made of a material having insulating properties such as a silicon-based polymer, an organic polymer, glass, or the like as a material transmitting the emitted light.
  • the organic polymer include epoxy resin, polycarbonate, and polymethyl methacrylate, and the material is not particularly limited as long as it is a transparent insulating material.
  • the cover layer 60 may cover the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 provided on the upper surface 41 of the light transmitting member 40.
  • the cover layer 60 may cover at least a portion of the side 47 of the light transmitting member 40 as well as the top surface of the second light transmitting member 50 and in one embodiment all of the side 47 Can be completely covered.
  • the cover layer 60 covering at least a part of the side surface 47 may also have an inclination.
  • the cover layer 60 covers the side surface 47 of the light transmitting member 40 so that the light emitted from the light emitting element passes through the inclined surface 45 of the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 Scattering, and / or reflection may occur at the interface between the cover layer 60 and the light transmitting member 40 and at the interface between the cover layer 60 and the outside air layer. Scattering and / or reflection of light at the interface between the cover layer 60 and the light transmitting member 40 and at the interface between the cover layer 60 and the external air layer causes part of the light emitted from the light emitting element to move upward .
  • the defect of the dark spot on the upper portion of the light emitting element which may occur when the light travels only in the side direction, can be reduced.
  • the cover layer 60 since the cover layer 60 is provided, the upper surface of the light emitting device is planarized. In the case of the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 on the light transmitting member 40, the area of the upper surface is relatively narrow due to the shape of the light transmitting member 40. Accordingly, the contact area for picking up the light emitting device in the upward direction can be narrow.
  • the cover layer 60 when the cover layer 60 is provided, the upper surface of the cover layer 60 functions as a planarizing layer, and the contact area can be greatly increased when the light emitting device is picked up. Thus, there is an advantage that handling such as pick-up and transfer of the light emitting device can be facilitated.
  • the light emitting device having the above-described structure can be manufactured by various methods.
  • 8A to 8G are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing the light emitting device shown in FIG. 1 according to an embodiment of the present invention.
  • a temporary substrate 10 is provided, and light emitting elements are provided on a temporary substrate 10 with an adhesive layer 13 interposed therebetween.
  • the temporary substrate 10 is provided temporarily for manufacturing the light emitting device and thereafter removed, and the material thereof is not particularly limited.
  • the temporary substrate 10 may be provided in an area corresponding to each light emitting device, but may be provided in a large area so that a plurality of light emitting devices can be formed at the same time.
  • the light emitting elements may be disposed in a one-to-one correspondence to the regions corresponding to the respective light emitting devices.
  • the light emitting element may have various shapes and may be provided in the form disclosed in one embodiment of the present invention described above.
  • a light transmitting layer 40a is formed on the light emitting device.
  • the light transmitting layer 40a may be formed using screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • a planarization process may be performed on the upper surface of the light transmitting layer 40a as needed. The planarization process may be performed by chemically and / or physically polishing the top surface.
  • the light transmitting layer 40a is patterned, so that the light transmitting member 40 having the inclined surfaces 45 is formed in each region corresponding to each light emitting device.
  • the light-transmitting layer 40a can be patterned by machining using a blade.
  • the light-transmitting layer 40a may be patterned by grinding from one side to the other side with a blade.
  • the light transmitting layer 40a may form inclined surfaces 45 in various directions by grinding a plurality of times with different directions to the blades.
  • the light transmitting layer 40a may be patterned in a manner of compressing molding before curing or in a semi-cured state.
  • a second light transmitting member 50 is formed on the light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed of a metal and / or an alloy of a metal in various ways, for example, .
  • the second light transmitting member 50 is a DBR, the second light transmitting member 50 may be formed by alternately or sequentially depositing various materials.
  • the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 are cut along the area corresponding to each light emitting device. That is, a process of separating the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 corresponding to each light emitting element is performed. Accordingly, the side surfaces 47 of the light transmitting member 40 corresponding to the light emitting elements are formed, and the side surfaces 47 of the adjacent light transmitting members 40 are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the light emitting device having the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 it is possible to form the light emitting device having the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 through the above process, May be transferred to the device.
  • a cover layer 60 may be further formed on the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50.
  • the cover layer 60 may be formed using a transparent material by screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • the cover layer 60 is formed to cover the side surface 47 of each light transmitting member 40.
  • the cover layer 60 is cut along the area corresponding to each light emitting device. That is, a process of separating the cover layer 60, which completely covers the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50, corresponding to each light emitting element is performed for each region. Thus, each light emitting device is completed, and the adjacent cover layers 60 are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the completed light emitting device can be separated from the adhesive layer 13 of the temporary substrate 10 by using the transfer device.
  • FIGS. 9A to 9D are sectional views sequentially showing the method of manufacturing the light emitting device shown in Fig. 6A according to one embodiment of the present invention.
  • the step of forming the first light transmitting member is substantially the same as Figs. 8A to 8C , So it is omitted, and the difference thereafter is mainly described.
  • a second light transmitting member 50 is formed on the first light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed in a manner similar to the first light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed using screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • a planarizing process may be performed on the upper surface of the second light transmitting member 50, if necessary.
  • the planarization process may be performed by chemically and / or physically polishing the upper surface of the second light transmitting member 50.
  • the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 are cut along the area corresponding to each light emitting element device. That is, a process of separating the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 corresponding to each light emitting element is performed.
  • the side surfaces 47 of the first light transmitting member 40 corresponding to the light emitting elements are formed and the side surfaces 47 of the first light transmitting member 40 adjacent to each other are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • a light emitting device having the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 through the above process. In this state, It may be separated and transferred to another device.
  • a cover layer 60 may be further formed on the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50.
  • the cover layer 60 may be formed using a transparent material by screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • the cover layer 60 is formed to cover the side 47 of each first light transmitting member 40.
  • the cover layer 60 is cut along the area corresponding to each light emitting element device. That is, a process of separating the cover layer 60, which completely covers the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50, corresponding to each light emitting element is performed for each region. Thus, each light emitting device is completed, and the adjacent cover layers 60 are separated from each other by a predetermined distance.
  • the completed light emitting device can be separated from the adhesive layer 13 of the temporary substrate 10 by using the transfer device.
  • a light emitting device according to an embodiment of the present invention can be easily manufactured.
  • the light emitting device can manufacture a light emitting device using an element substrate without a separate temporary substrate 10.
  • 10A and 10B are cross-sectional views illustrating light emitting devices according to an embodiment of the present invention.
  • the light emitting device also includes a light emitting element 20 for emitting light, a light transmitting member 40 for covering the light emitting element 20, And a second light transmitting member 50 provided on the first substrate 40 and reflecting at least a part of the light emitted from the light emitting device 20 and the light emitting device 20 includes an element substrate 21, And the bump pads 39a and 39b for connecting the semiconductor stack 30 and the external wiring.
  • the light transmitting member 40 may be provided in a form that substantially completely covers the upper surface of the light emitting device 20, but does not cover the side surface of the light emitting device 20. [ Accordingly, in the present embodiment, the light transmitting member 40 is positioned at the same area as the element substrate 21 of the light emitting element 20, or more than the element substrate 21 of the light emitting element 20 It can have a small area.
  • the light emitting device having the above structure is advantageous in that it can be directly manufactured on the element substrate 21 without the step of transferring the light emitting element on the temporary substrate 10 so that the light emitting element shown in FIG.
  • the manufacturing process will be described with reference to Figs. 11A to 11F.
  • 11A to 11F are sectional views sequentially illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • an element substrate 21 is provided without a separate temporary substrate 10.
  • the element substrate 21 can be provided in a large area so that a plurality of light emitting devices can be formed at the same time.
  • the element substrate 21 may be a sapphire substrate, a gallium nitride substrate, or an SiC substrate.
  • Semiconductor stacked bodies and bump pads 39a and 39b are formed on the element substrate 21 in regions corresponding to the plurality of light emitting elements, respectively.
  • the semiconductor laminate, and the bump pads 39a and 39b may have various shapes and may be provided in the form disclosed in Figs. 1 and 5 according to an embodiment of the present invention.
  • a light-transmitting layer 40a is formed on the opposite surface (upper side in the figure) of the element substrate 21 provided with the semiconductor stacked body.
  • the light transmitting layer 40a may be formed using screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • a planarization process may be performed on the upper surface of the light transmitting layer 40a as needed. The planarization process may be performed by chemically and / or physically polishing the top surface.
  • the light transmitting layer 40a is patterned, so that the light transmitting member 40 having the inclined surfaces 45 is formed in each region corresponding to each light emitting device.
  • the light-transmitting layer 40a may be patterned by a method such as mechanical processing using a blade, compressing molding, or the like.
  • a second light transmitting member 50 is formed on the light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed of a metal and / or an alloy of a metal in various ways, for example, .
  • the second light transmitting member 50 may be formed by alternately or sequentially depositing various materials.
  • the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 are cut along the area corresponding to each light emitting device. That is, a process of separating the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 corresponding to each light emitting element is performed. Accordingly, the side surfaces 47 of the light transmitting member 40 corresponding to the light emitting elements are formed, and the side surfaces 47 of the adjacent light transmitting members 40 are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the element substrate 21 is cut along the area corresponding to each light emitting device. That is, a step of separating the element substrate 21 for each region corresponding to each light emitting device is performed. Thus, each light emitting device is completed.
  • a second light transmitting member 50 is formed on the first light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed in a manner similar to the first light transmitting member 40.
  • the second light transmitting member 50 may be formed using screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • a planarizing process may be performed on the upper surface of the second light transmitting member 50, if necessary.
  • the planarization process may be performed by chemically and / or physically polishing the upper surface of the second light transmitting member 50.
  • the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 are cut along the region corresponding to each light emitting element device. That is, a process of separating the first light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 corresponding to each light emitting element is performed.
  • the side surfaces 47 of the first light transmitting member 40 corresponding to the light emitting elements are formed and the side surfaces 47 of the first light transmitting member 40 adjacent to each other are spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • the element substrate 21 is cut along an area corresponding to each light emitting element device. That is, a step of separating the element substrate 21 for each region corresponding to each light emitting element device is performed. Thus, each light emitting element device is completed.
  • 13 and 14 are sectional views of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the second light transmitting member 50 is patterned to correspond to the shapes of the upper surface 41 and the inclined surface 45 of the first light transmitting member 40.
  • a first auxiliary light transmitting member 71 and a second auxiliary light transmitting member 73 are provided on the second light transmitting member 50.
  • the refractive indexes of the first auxiliary light transmitting member 71 and the second auxiliary transmitting member 73 may be smaller than the refractive index of the second light transmitting member 50.
  • the refractive index of the second auxiliary light transmitting member 73 located farther from the second light transmitting member 50 may be smaller than the refractive index of the first auxiliary transmitting member 71.
  • a smaller or larger number of auxiliary light transmitting members may be provided on the second light transmitting member 50, unlike the one shown in the figure.
  • the uppermost auxiliary light transmitting member may be planarized as in the second auxiliary light transmitting member 73.
  • a lens 80 provided on the second light transmitting member 50 and having a shape symmetrical with respect to the center of the light emitting element device may be further provided.
  • the lens 80 has a shape symmetrical with respect to the center of the light emitting device, and at least part of the light emitted perpendicularly to the upper surface 41 is transmitted through the second light transmitting member 50 to the side surface 47 It can be refracted in one direction. Accordingly, the amount of light emitted perpendicularly to the upper surface 41 is reduced, and the phenomenon that light is concentrated at the location of the light emitting device is prevented.
  • the lens 80 is provided on the second light transmitting member 50 in the figure.
  • the upper surface of the second light transmitting member 50 may be patterned as the lens 80 without providing a separate lens 80 if necessary. That is, the upper surface of the second light transmitting member 50 can be patterned in a symmetrical shape with respect to the center of the light emitting device.
  • the cover layer 60 may be further formed on the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50.
  • the cover layer 60 may be formed using a transparent material by screen printing, vapor deposition, coating, inkjet, spray, or the like.
  • the cover layer 60 is formed to cover the side surface 47 of each light transmitting member 40.
  • the light emitting device can be realized very easily by forming the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 directly on the element substrate and then separating the light transmitting member 40 and the second light transmitting member 50 into individual elements.
  • FIG. 15 is a perspective view showing a backlight unit according to an embodiment of the present invention
  • FIGS. 16A to 16C are sectional views taken along a line III-III 'of FIG.
  • the backlight unit may include the light emitting device according to the above-described embodiment and the light guide plate 100 for guiding the light emitted from the light emitting device in a predetermined direction.
  • the light guide plate 100 may be provided in the shape of a plate having a wide upper surface and a lower surface.
  • the light guide plate 100 may have at least one through hole HL, and a light emitting device may be disposed for each through hole HL. Light emitted from the light emitting device disposed in the through hole HL is incident on the light guide plate 100 and then emitted to the outside through at least one surface of the light guide plate 100, for example, the upper surface.
  • the side surface 101 in the through hole HL corresponds to the light incidence surface 101 of the light guide plate 100 and the light emitted from the light emitting device enters the light guide plate 100.
  • the upper surface 103 of the light guide plate 103 corresponds to the light exit surface 103 of the light guide plate 100, and the light incident on the light guide plate 100 is emitted to the outside of the light guide plate 100.
  • the side wall of the through hole HL and the side surfaces of the light emitting device may have a shape facing each other. Accordingly, most of the light emitted from the light emitting element and reflected by the second light transmitting member can be incident on the side wall 101 of the through hole HL.
  • the inner side surface 101 of the through hole HL defines the shape of the through hole HL.
  • the through hole HL may have a shape corresponding to the shape of the light emitting device. For example, when the light emitting device has a rectangular parallelepiped shape as shown in the drawing, the through hole HL may also have a rectangular parallelepiped shape.
  • the size of the through hole HL may be such a size that the light emitting device can be inserted.
  • the size of the through hole HL may be similar to the size of the light emitting device in order to prevent the light emitted from the light emitting device from proceeding in an unintended direction without going through the light guide plate 100.
  • the depth of the through hole HL may be larger than the height of the light emitting device.
  • the number and arrangement of the through holes HL may vary depending on the type of the light emitting device, the shape of the backlight unit, and the like.
  • FIG. 10C is a cross-sectional view corresponding to line III-III 'of FIG. 10A showing the shape of the through hole according to another embodiment of the present invention.
  • the through hole HL is formed in the recess formed from the lower surface of the light guide plate 100 And the like.
  • the through hole HL can be provided in a form completely covering the light emitting device.
  • the through holes HL may be provided to the light guide plate HL in consideration of the arrangement of the plurality of light emitting devices.
  • a backlight unit including a light emitting device may be implemented as a display device, a pointing device, and a lighting system.
  • the lighting system may include, for example, a lamp, a streetlight.
  • a prism sheet, a diffusion sheet, and the like may be further disposed on the light emitting device and / or the light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device may be a light-receiving display device that does not include a light emitting portion capable of emitting light by itself and requires a separate light source.
  • the light-receiving display device may be, for example, a liquid crystal display device including a liquid crystal layer.
  • the plurality of light emitting devices provided in the display device can be individually driven, a local dimming function can be implemented.
  • the light emitting device and the backlight unit can be driven in such a manner that a backlight is not provided in a region where a dark image is output, but only in a region where a bright image is output. Accordingly, in the area where the dark image is output, the light splitting phenomenon in which the backlight is unnecessarily visible to the user can be prevented. Therefore, the contrast ratio of the screen output by the display device can be improved.
  • a lens is required to uniformly provide the light emitted from the light emitting device in the display area. Since the lens is provided in a form of covering the light emitting device, it has been a cause of increasing the thickness of the whole light emitting device and the backlight unit.
  • the light emitted from the light emitting device can be uniformly provided through the light guide plate without the lens covering the light emitting device. Accordingly, the thickness of the backlight unit can be relatively thin.
  • the display device employing the light emitting device and the backlight unit according to the related art has a relatively large thickness.
  • the light emitted from the light emitting device is not concentrated on the upper surface, but is uniformly provided through the light guide plate after being emitted to the side surface. Therefore, it is unnecessary to widen the distance between the light emitting device and the light receiving portion in order to prevent the bright spot from appearing. Therefore, when the light emitting device and the backlight unit according to an embodiment of the present invention are applied, the thickness of the display device can be reduced.

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 소자; 상기 발광 소자를 커버하는 광투과 부재; 및 상기 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하며, 상기 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 장치가 제공된다.

Description

발광 장치 및 이를 포함하는 백라이트 유닛
본 발명은 발광 장치 및 발광 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 장치 및 백라이트 유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 장치는 발광 소자, 상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재, 및 상기 제1광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하며, 상기 제1 광투과 부재는 서로 대향되는 위치에 형성되며 편평하게 제공된 상면, 및 상기 상면의 반대면인 하면, 상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 적어도 하나의 경사면, 및 상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때 상기 발광 소자는 상기 제1 광투과 부재의 상면과 중첩하지 않을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때 상기 제1 광투과 부재는 상기 상면이 제공된 제1 영역과, 상기 상면이 제공된 영역을 제외한 제2 영역을 가지며, 상기 발광 소자는 상기 제2 영역에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때 상기 발광 소자는 상기 제1 영역으로부터 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광투과 부재는 상기 발광 소자의 상면과 측면에 직접 접촉하여 상기 발광 소자의 상면과 측면을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광투과 부재의 측면은 상기 발광 소자의 측면과 서로 이격될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자로부터 상기 경사면의 최저점 사이의 거리는 상기 경사면의 최저점으로부터 상기 상면까지의 거리보다 작을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경사면은 곡면일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때 상기 경사면들은 상기 발광 장치 내에 제공되며, 상기 측면들은 상기 발광 장치의 외곽에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발과오 장치는 상기 제1 광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 굴절 또는 반사하는 제2 광투과 부재를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광투과 부재의 굴절률은 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 클 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광투과 부재는 상기 상면 및 상기 경사면들에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 장치는 평면상에서 볼 때 사각형으로 제공되며, 상기 측면들은 상기 사각형의 각 변에 대응할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경사면들은 상기 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 대칭적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경사면들은 상기 사각형의 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 사각형의 중심에 제공되며, 상기 경사면들은 상기 중심에서 서로 접할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광투과 부재는 금속 및 금속 합금 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광투과 부재는 DBR(Distributed Bragg reflector)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 보조 광투과 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 보조 광투과 부재는 순차적으로 굴절률이 감소하는 복수 개의 층이 빛의 진행 방향을 따라 적층된 구조를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 경사면은 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 내부 전반사되는 각도로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 상면과 평행한 상면을 갖는 커버층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버층은 상기 제1 광투과 부재의 측면들을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 광투과 부재의 하부에 제공된 소자 기판을 더 포함하며, 상기 소자 기판 상에 상기 발광 소자가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 관통홀을 갖는 도광판 관통홀을 갖는 도광판, 및 상기 관통홀 내에 제공된 발광 장치를 포함하며, 발광 장치로는 상술한 것이 사용될 수 있다. 여기서, 상기 관통홀의 측벽과 상기 측면들은 서로 마주볼 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 균일한 광을 출사하는 발광 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 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 3a은 도 2의 I-I'선에 따른 단면도이며, 도 3b는 도 3a의 발광 장치에서의 제2 광투과 부재의 광의 경로를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에 있어서, 발광 소자를 도시한 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 장치의 사시도이다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 사시도들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 단면도들이다.
도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예 중 도 1에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예 중 도 6a에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 단면도들이다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예 중 도 6a에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이다.
도 16a 내지 도 16c는 도 15의 III-III'선에 따른 단면도들이다.
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 장치의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 평면도이다.
도 3a은 도 2의 I-I'선에 따른 단면도이며, 도 3b는 도 3a의 발광 장치에서의 제2 광투과 부재의 광의 경로를 개념적으로 도시한 단면도이다.
도 1, 도 2, 및 도 3a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 조명 장치, 백라이트 유닛 등에 채용되어 광을 출사하는 것이다. 발광 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 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 제1 광투과 부재(50)를 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(20) 패키지의 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, 도 2, 및 도 3a에서는 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 적층체(30)에서 생성된 광은 소자 기판(21)을 통해 상부 방향으로 출사된다.
이하에서는 플립형 발광 소자를 상세히 설명한다. 이하에 있어서, 설명의 편의를 위해 발광 소자(30)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 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에 있어서, 발광 소자를 도시한 평면도이며, 도 4b는 도 4a의 II-II'선에 따른 단면도이다.
도 4a은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 절취선 II-II'를 따라 취해진 단면도이다.
도 4a 및 도 4b를 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)를 포함한다. 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 4a의 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. 제1개구부(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 4a에 도시한 바와 같이, 제1 패드 금속층(35a)은 관통홀들(30a)을 모두 덮는다. 제1 패드 금속층(35a)은 제1개구부들(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 5에 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 4에 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, 도 2, 및 도 3a를 참조하면, 제1 광투과 부재(40)는 후술할 제2 제1 광투과 부재(50)과 함께 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 경로를 변경한다. 이를 위해, 제1 광투과 부재(40)는 발광 소자(20)의 상면을 완전히 덮는 형태로 제공될 수 있다. 또한, 제1 광투과 부재(40)는 발광 소자(20)로부터의 광의 경로를 최대한 변경할 수 있도록 발광 소자(20)의 상면뿐만 아니라 측면까지 모두 커버하는 형태로 제공될 수 있다. 예를 들어, 제1 광투과 부재가 발광 소자(20)의 상면과 측면을 완전히 커버하도록, 제1 광투과 부재(40)는 도시된 바와 같이 발광 소자(20)의 상면과 측면에 직접 접촉할 수 있다. 이때, 발광 소자(20)의 측면을 통해 출사되는 광이 충분히 제1 광투과 부재(40) 내에서 진행한 후 외부로 진행할 수 있도록, 제1 광투과 부재(40)에 있어서의 측면, 즉, 제1 광투과 부재(40)에서의 바깥쪽을 향하는 외측 측면은 발광 소자(20)의 측면과 서로 이격된다. 도 3a에 있어서, 설명의 편의를 위해 발광 소자(20)의 측면과 제1 광투과 부재(40) 사이의 거리는 제1 폭(W1)으로 표시되었으며, 제1 폭(W1) 값은 발광 소자(20)로부터 출사되는 광의 지향각이나 광량 등에 따라 달리 설정될 수 있다. 발광 소자(20)의 측면과 제1 광투과 부재(40) 사이가 일정 두께로 제공됨으로써, 발광 소자가 복수 개로 제공되었을 경우 인접한 발광 소자와의 간격의 제어가 용이해진다. 일반적으로 발광 소자가 복수 개로 제공되는 경우, 발광 소자와 발광 소자 사이에는 광이 상대적으로 적게 출사되는 암부가 존재할 수 있다. 특히, 기존의 발광 장치의 경우, 발광 소자의 상부에 반구형 또는 반타원형 렌즈가 상부에 장착될 수 있으며, 반구형 또는 반타원형 렌즈는 해당 발광 소자의 외측으로 넓게 연장되는 경우가 많아 암부가 발생함에도 불구하고 발광 소자들 사이의 간격 제어가 어렵다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에서는 발광 소자의 측면과 제1 광투과 부재 사이의 간격을 용이하게 조절함으로써 결과적으로 발광 소자들 사이의 간격도 용이하게 조절할 수 있어, 암부의 발생이 최소화된다. 또한, 발광 소자들 사이의 간격도 용이하게 조절할 수 있어 발광 소자의 측부로부터의 광 확산을 최대화하면서도 좁은 간격 배치가 가능하다.
제1 광투과 부재(40)는 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)는 그 내부에 형광체나 양자점과 같은 광 변환 물질을 더 포함할 수도 있다. 광 변환 물질은 발광 소자로부터 출사된 광을 흡수한 후 흡수된 광과 다른 파장의 광을 출사함으로써 광의 컬러를 변경할 수 있다.
제1 광투과 부재(40)는 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)는 상부 방향에 위치한 상면(41), 상기 상면의 반대면으로서 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.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자는 평면 상에서 볼 때 제1 광투과 부재(40)의 상면과 중첩하지 않을 수 있다. 다시 말해, 평면 상에서 볼 때 제1 광투과 부재(40)가 상면이 제공된 제1 영역(R1)과, 상면이 제공된 영역을 제외한 제2 영역(R2)을 가진다고 할 때, 발광 소자(20)는 제2 영역(R2)에 제공될 수 있다. 또한, 평면 상에서 볼 때 발광 소자(20)는 제1 영역(R1)으로부터 이격될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 발광 소자(20)의 바로 위에 편평한 상면이 곧바로 제공되지 않음으로써 상부 방향으로 진행하는 광의 제어가 용이해진다.
제1 광투과 부재(40)는 평면 상에서 볼 때, 발광 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, 발광 소자(20)로부터 출사된 광이 경사면(45)에서 내부 전반사될 수 있도록 경사면(45)과 상면(41) 또는 하면(43)이 이루는 각도가 설정될 수도 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 장치를 이루는 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 선대칭 되게 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 서로 가로지르는 대각선 둘을 따라 선대칭 형태로 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 하면(43)과 이루는 각도는 약 5도 내지 약 85도일 수 있으며, 또는 약 20도 내지 약 80도 일 수 있으며, 또는 약 30도 내지 약 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.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 발광 소자(20)로부터 경사면(45)의 최저점 사이의 거리는 경사면(45)의 최저점으로부터 상면(41)까지의 거리보다 작을 수 있다. 예를 들어, 경사면(45)의 최저점으로부터 경사면(45)의 상면(41)까지의 거리를 제1 거리(D1)라고 하고, 발광 소자(20)의 상면으로부터 경사면(45)의 최저점 사이의 거리를 제2 거리(D2)라고 하면, 제1 거리(D1)는 제2 거리(D2)는 서로 다른 값을 가질 수 있으며, 특히, 제1 거리(D1)가 제2 거리(D2)보다 클 수 있다. 제1 거리(D1)와 제2 거리(D2)는 발광 소자(20)의 지향각 및 상부 방향으로의 광량에 따라 그 값이 달라질 수 있으나, 상부 방향으로의 광이 측부 방향으로 가능한 한 많이 진행할 수 있도록 제1 거리(D1)가 제2 거리(D2)보다 상대적으로 크게 설정될 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)는 광투과 부재(40)의 상면(41) 및 경사면(45)에 제공되며, 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사한다. 제2 광투과 부재(50)는 발광 소자(20)로부터 출사되어 상부 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 광투과 부재(40)의 측면(47) 방향으로 진행하도록 한다.
제2 광투과 부재(50)에서 반사된 광이 광투과 부재(40)의 측면(47) 방향으로 출사되도록, 제2 광투과 부재(50)는 광투과 부재(40)의 측면(47)에는 제공되지 않는다. 제2 광투과 부재(50)는 하면(43)에는 제공될 수도 있고 제공되지 않을 수도 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 광을 반사할 수 있는 재료, 예를 들어, 금속 및 금속 합금 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)는 Al, Ti, Cr, Ni, Au, Ag, Ti, Sn, Ni, Cr, W, Cu 또는 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있다. 특히, 제2 광투과 부재(50)는 Al, Ag, Rh와 같은 높은 반사도를 갖는 금속과 Ti, Cr, Ni, Ta, Ni, Cr, W, Mo등의 배리어(Barrier) 복합 구조로 구성 될 수 있다
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 DBR(Distributed Bragg reflector) 로 작용할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 광을 굴절시킬 수 있는 재료, 예를 들어, 하부 절연층(33)은 실리콘질화막과 실리콘산화막으로 이루어지거나, SiO2막, TiO2막, ZrO2막, MgF2막, 또는 Nb2O5막 등으로 이루어질 수 있다. 제2 광투과 부재(50)는 단일막 또는 다중막으로 이루어질 수 있으며, 다중막으로 이루어질 경우 2종 이상의 재료로 교번하여 적층된 형태를 가질 수도 있다.
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.
도 3b는 도 3a의 발광 장치에서의 제2 광투과 부재의 광의 경로를 개념적으로 도시한 단면도이다. 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 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.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 제2 광투과 부재(50)는 DBR일 수 있다. 이때, 제2 광투과 부재(50)는 제1 굴절률을 갖는 제1 절연막, 및 상기 제1 굴절률과 다른 제2 굴절률을 갖는 제2 절연막을 포함하며, 상기 제1 및 제2 절연막은 복수 개로 제공되어 서로 교번하여 적층될 수 있다.
예를 들어, DBR은 TiO2/SiO2, Ta2O5/SiO2　HfO2/SiO2, ZrO2/SiO2, SixNy/SiO2　등 굴절율이 상이한 두개의 물질로 구성된 복층으로 구성될 수 있다
상술한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(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 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 장치 상면에서의 광량의 집중에 의한 명점이 발생하지 않는다. 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치가 백라이트 유닛에 사용되는 경우는 후술한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 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 장치는 광의 출사 방향이 다양하게 변경될 수 있다. 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 장치를 도시한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 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 장치를 이루는 형상, 즉, 사각형의 서로 수직한 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자로부터 출사된 후 내부에서 반사되어 발광 장치의 외부로 진행하는 광에 있어서, 대각선 방향에 따른 광 밀도가 증가할 수 있다.
다시 말해, 도 1에 도시된 발광 장치의 경우, 경사면(45)들이 대각선 방향을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에, 발광 장치를 이루는 사각형의 각 변에 수직한 방향으로 출사하는 광의 밀도가 상대적으로 높을 수 있다.
이와 달리, 도 5에 도시된 발광 장치의 경우, 경사면(45)이 하나의 변에 평행한 선을 따라 양측으로 대칭되게 배치되기 때문에 발광 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 장치로부터 출사되는 광의 방향을 다양하게 제어할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 사시도들이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 제2 광투과 부재(50)는 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)는 발광 소자(20)로부터 출사되어 상부 방향으로 진행하는 광을 반사시켜 제1 광투과 부재(40)의 측면 방향으로 진행하도록 하기 위한 것으로서, 제1 광투과 부재(40)의 상면(41)과 경사면(45) 상의 표면을 따라 얇게 제공되는 대신, 상면(41) 위와 경사면(45)으로 이루어진 내부 공간을 충진하는 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 제2 광투과 부재(50)에서 반사된 광이 제1 광투과 부재(40)의 측면(47) 방향으로 출사되도록, 제2 광투과 부재(50)는 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)를 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)를 통과한 빛이 입사각 이상의 각도로 경사면(45)에 입사되게 만드는 것일 수 있다.
제2 광투과 부재(50)는 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 폴리 에스테르 수지, 및 이들의 조합으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 제2 광투과 부재(50) 상에는 커버층(60)이 더 제공될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 단면도로서, 도 1에 도시된 발광장치와, 도 6a에 도시된 발광 장치의 제2 광투과 부재(50) 상에 커버층(60)이 더 제공된 실시예를 각각 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제2 광투과 부재(50) 상에는 상기 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 광투과 부재(40) 및 광투과 부재(40)의 상면(41)에 제공된 제2 광투과 부재(50)를 커버할 수 있다. 커버층(60)은 특히, 제2 광투과 부재(50)의 상면뿐만 아니라, 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 광투과 부재(40)의 측면(47)을 커버함으로써, 발광 소자로부터 출사된 광은 광투과 부재(40)의 경사면(45) 및 제2 광투과 부재(50)를 통해 내부에서 반사된 후, 커버층(60)과 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서 굴절, 산란, 및/또는 반사가 일어날 수 있다. 커버층(60)과 광투과 부재(40)의 계면 및 커버층(60)과 외부 공기층과의 계면에서의 광의 굴절, 산란, 및/또는 반사에 의해, 발광 소자로부터 출사된 광의 일부가 상부 방향으로 진행하게 된다.
이에 따라, 발광 소자로부터의 광이 측부 방향뿐만 아니라, 상부 방향으로도 일부 진행하기 때문에, 측부 방향으로만 광의 진행 시 발생할 수 있는 발광 소자 상부의 암점 불량이 감소될 수 있다.
또한, 커버층(60)이 제공됨으로써 발광 장치의 상면이 평탄화되는 효과가 있다. 광투과 부재(40) 및 광투과 부재(40) 상의 제2 광투과 부재(50)의 경우, 광투과 부재(40)의 형상으로 인해 상면의 면적이 상대적으로 좁다. 이에 따라, 발광 장치를 상부 방향으로 픽업하기 위한 접촉 면적이 좁을 수 있다. 그러나, 커버층(60)이 제공되는 경우, 커버층(60)의 상면이 평탄화층으로 기능하며, 발광 장치를 상부 방향으로 픽업할 때 접촉 면적이 크게 증가할 수 있다. 이에 따라, 발광 장치의 픽업 및 이송 등의 핸들링이 용이해지는 이점이 있다.
상술한 구조를 갖는 발광 장치는 다양한 방법으로 제조될 수 있다. 도 8a 내지 도 8g는 본 발명의 일 실시예 중 도 1에 도시된 발광 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 장치를 제조하기 위해 임시적으로 제공되며 이후 제거되는 것으로서, 그 재료가 특별히 한정되는 것은 아니다. 임시 기판(10)은 각 발광 장치에 대응하는 면적으로 제공될 수도 있으나, 복수 개의 발광 장치를 동시에 형성할 수 있도록 큰 면적으로 제공될 수 있다. 임시 기판(10)이 큰 면적으로 제공되는 경우, 각 발광 장치에 대응하는 영역에 대응하여, 발광 소자들이 일대일로 배치될 수 있다.
발광 소자는 다양한 형태를 가질 수 있으며, 상술한 본 발명의 일 실시예들에 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 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 광투과 부재(40)가(40)가가 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, 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)가 형성된다. 제2 광투과 부재(50)가 금속 및/또는 금속 합금층인 경우, 제2 광투과 부재(50)는 금속 및/또는 금속의 합금을 재료로 하여 다양한 방식, 예를 들어, 도금이나 증착 등으로 형성할 수 있다. 또는, 제2 광투과 부재(50)가 DBR인 경우, 제2 광투과 부재(50)는 다양한 재료를 교번하여, 또는 순차적으로 증착함으로써 형성될 수 있다.
도 8e를 참조하면, 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)가 각 발광 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공정을 통해 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 갖는 발광 장치의 형성이 가능하며, 이 상태로 임시 기판(10)으로부터 분리되어 다른 소자에 전사될 수도 있다.
도 8f를 참조하면, 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 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.
도 8g를 참조하면, 커버층(60)이 각 발광 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 완전히 커버하는 커버층(60)을 각 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 장치가 완성되며, 서로 인접한 커버층(60)들은 소정 거리로 서로 이격된다.
완성된 발광 장치는 이송 장치를 이용하여 임시 기판(10)의 접착층(13)으로부터 분리할 수 있다.
도 9a 내지 도 9d는 본 발명의 일 실시예 중 도 6a에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도로서, 제1 광투과 부재를 형성하는 단계는 상술한 도 8a 내지 도 8c와 실질적으로 동일하므로, 이를 생략하고 그 이후, 달라진 점을 위주로 설명한다.
도 9a를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)가 형성된다. 제2 광투과 부재(50)는 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)는 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 9b를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)가 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 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)를 갖는 발광 소자 장치의 형성이 가능하며, 이 상태로 임시 기판(10)으로부터 분리되어 다른 소자에 전사될 수도 있다.
도 9c를 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 9d를 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)를 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 장치가 용이하게 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 별도의 임시 기판(10) 없이 소자 기판을 이용하여 발광 장치를 제조할 수 있다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치들을 도시한 단면도들이다.
도 10a 및 도 10b를 각각 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치 또한 광을 출사하는 발광 소자(20), 발광 소자(20)를 커버하는 광투과 부재(40), 및 광투과 부재(40) 상에 제공되어 발광 소자(20)로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재(50)를 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, 광투과 부재(40)는 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, 광투과 부재(40)는 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 장치는 별도의 임시 기판(10) 상에 발광 소자를 이송하는 공정 없이 소자 기판(21) 상에서 곧바로 제조할 수 있는 장점이 있는 바, 도 1에 도시된 발광 소자를 소자 기판 상에서 곧바로 제조하는 공정에 대해서 도 11a 내지 도 11f를 참조하여 설명한다.
도 11a 내지 도 11f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치를 제조하는 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 11a를 참조하면, 별도의 임시 기판(10) 없이, 소자 기판(21)이 제공된다. 소자 기판(21)은 복수 개의 발광 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 5에 개시된 형태로 제공될 수 있다.
도 11b를 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 11c를 참조하면, 광투과층(40a)이 패터닝되며, 이에 따라, 각 발광 장치에 해당하는 영역마다 경사면(45)들을 갖는 광투과 부재(40)가(40)가 형성된다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광투과층(40a)은 블레이드를 이용한 기계 가공이나 가압 몰딩(compressing molding) 등의 방식으로 패터닝될 수도 있다.
도 11d를 참조하면, 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)가 형성된다. 제2 광투과 부재(50)가 금속 및/또는 금속 합금층인 경우, 제2 광투과 부재(50)는 금속 및/또는 금속의 합금을 재료로 하여 다양한 방식, 예를 들어, 도금이나 증착 등으로 형성할 수 있다. 또는, 제2 광투과 부재(50)가 DBR인 경우, 제2 광투과 부재(50)는 다양한 재료를 교번하여, 또는 순차적으로 증착함으로써 형성될 수 있다.
도 11e를 참조하면, 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)가 각 발광 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 소자에 해당하는 광투과 부재(40)의 측면(47)이 형성되며, 서로 인접한 광투과 부재(40)의 측면(47)은 소정 거리로 서로 이격된다.
도 11f를 참조하면, 소자 기판(21)이 각 발광 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 소자 기판(21)을 각 발광 장치에 해당하는 영역마다 분리하는 공정이 수행된다. 이에 따라, 각 발광 장치가 완성된다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 일 실시예 중 도 6a에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도로서, 소자 기판 상에 제1 광투과 부재를 형성하는 단계는 상술한 도 11a 내지 도 11c와 실질적으로 동일하므로, 이를 생략하고 그 이후, 달라진 점을 위주로 설명한다.
도 12a를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 상에 제2 광투과 부재(50)가 형성된다. 제2 광투과 부재(50)는 제1 광투과 부재(40)과 유사한 방식으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 광투과 부재(50)는 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 12b를 참조하면, 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)가 각 발광 소자 장치에 대응하는 영역에 따라 커팅된다. 즉, 각 발광 소자에 대응하여 제1 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 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 12c를 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.
도 13 및 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자 장치의 단면도이다.
도 13에 따르면, 제2 광투과 부재(50)는 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 14을 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)를 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.
도시하지는 않았으나, 상술한 본 실시예들에 있어서, 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 광투과 부재(40)의 측면(47)까지 커버하도록 형성된다.
본 실시예에 따르면, 소자 기판 상에 곧바로 광투과 부재(40) 및 제2 광투과 부재(50)를 형성한 후 개별 소자로 분리함으로써 매우 용이하게 발광 장치를 구현할 수 있다.
상술한 구조를 갖는 본 발명의 일 실시예들에 따른 발광 장치는 백라이트 유닛의 광원으로 사용될 수 있다. 도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 백라이트 유닛을 도시한 사시도이며, 도 16a 내지 도 16c는 도 15의 III-III'선에 따른 단면도이다.
도 15, 16a 내지 도 16c를 참조하면, 백라이트 유닛은 상술한 실시예에 따른 발광 장치와, 발광 장치로부터 출사된 광을 소정 방향으로 인도하는 도광판(100)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 있어서, 도 16a 및 도 16b와 같이, 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 장치가 배치될 수 있다. 관통홀(HL) 내에 배치된 발광 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 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 장치의 측면들은 서로 마주보는 형상을 가질 수 있다. 이에 따라, 발광 소자로부터 출사되어 제2 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 장치의 형상과 대응되는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 도면에 도시된 것과 같이 발광 장치가 직육면체 형상을 가질 때, 관통홀(HL) 역시 직육면체 형상을 가질 수 있다.
관통홀(HL)의 크기는 발광 장치가 삽입될 수 있는 정도의 크기일 수 있다. 다만, 발광 장치로부터 출사된 광이 도광판(100)을 거치지 않고 의도하지 않은 방향으로 진행하는 것을 막기 위하여, 관통홀(HL)의 크기는 발광 장치의 크기와 유사할 수 있다. 아울러, 동일한 이유로 관통홀(HL)의 깊이는 발광 장치의 높이보다 클 수 있다.
아울러, 관통홀(HL)의 개수와 배치는 발광 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 10c는 본 발명의 다른 실시예에 따른 관통홀의 형상을 도시한 것으로서, 도 10a의 III-III'선에 대응하는 단면도이다.
도 16c를 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 장치를 완전히 커버하는 형태로 제공될 수 있다. 이를 위하여, 관통홀(HL)들은 복수 개의 발광 장치들의 배치를 고려하여 도광판(HL)에 제공될 수 있다.
관통홀(HL)이 발광 장치를 완전히 커버하기 때문에, 발광 장치로부터 상면 방향으로 출사된 광도 도광판(100)으로 입사한다. 따라서, 발광 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 장치 및/또는 발광 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 장치 및/또는 발광 장치 상에는 프리즘 시트, 확산 시트 등이 더 배치될 수 있다.
이와 같은 구조의 백라이트 유닛은 액정 패널 하부에 다수의 발광 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 장치를 개별적으로 구동할 수 있기 때문에 로컬 디밍(Local Dimming) 기능을 구현할 수 있다.
구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 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 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 장치로부터 출사된 광을 표시 영역에 균일하게 제공하기 위한 렌즈가 필요했다. 렌즈는 발광 장치를 커버하는 형태로 제공되기 때문에, 발광 장치 및 백라이트 유닛 전체의 두께를 증가시키는 원인이 되곤 했다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 장치를 커버하는 렌즈 없이도 발광 장치로부터 출사된 광이 도광판을 통하여 균일하게 제공될 수 있다. 이에 따라, 백라이트 유닛의 두께가 상대적으로 얇아질 수 있다.
아울러, 종래 기술에 따르면, 발광 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되고, 휘점 형태로 나타나는 것을 막기 위하여, 발광 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 필요했다. 이에 따라, 종래 기술에 따른 발광 장치 및 백라이트 유닛을 채용한 표시 장치는 상대적으로 두께가 크다는 문제가 있었다.
그러나, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 발광 장치로부터 출사된 광이 상면에 집중되지 않고, 측면으로 출사된 후 도광판을 통해 균일하게 제공된다. 따라서, 휘점이 나타나는 것을 막기 위해 발광 장치와 수광부 사이의 거리를 넓히는 것이 불필요하다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 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 (25)

  1. 발광 소자;
    상기 발광 소자를 커버하는 제1 광투과 부재; 및
    상기 제1광투과 부재 상에 제공되며 상기 발광 소자로부터 출사된 광의 적어도 일부를 반사하는 제2 광투과 부재를 포함하며,
    상기 제1 광투과 부재는
    서로 대향되는 위치에 형성되며 편평하게 제공된 상면, 및 상기 상면의 반대면인 하면;
    상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 적어도 하나의 경사면; 및
    상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때 상기 발광 소자는 상기 제1 광투과 부재의 상면과 중첩하지 않는 발광 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때 상기 제1 광투과 부재는 상기 상면이 제공된 제1 영역과, 상기 상면이 제공된 영역을 제외한 제2 영역을 가지며, 상기 발광 소자는 상기 제2 영역에 제공되는 발광 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때 상기 발광 소자는 상기 제1 영역으로부터 이격된 발광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광투과 부재는 상기 발광 소자의 상면과 측면에 직접 접촉하여 상기 발광 소자의 상면과 측면을 커버하는 발광 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 제1 광투과 부재의 측면은 상기 발광 소자의 측면과 서로 이격된 발광 장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자로부터 상기 경사면의 최저점 사이의 거리는 상기 경사면의 최저점으로부터 상기 상면까지의 거리보다 작은 발광 장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 경사면은 곡면인 발광 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때 상기 경사면들은 상기 발광 장치 내에 제공되며, 상기 측면들은 상기 발광 장치의 외곽에 배치되는 발광 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    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 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 광투과 부재는 상기 상면 및 상기 경사면들에 제공된 발광 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 발광 장치는 평면상에서 볼 때 사각형으로 제공되며, 상기 측면들은 상기 사각형의 각 변에 대응하는 발광 장치.
  13. 제12 항에 있어서,
    상기 경사면들은 상기 사각형의 대각선 중 적어도 하나를 따라 대칭적으로 배치되는 발광 장치.
  14. 제12 항에 있어서,
    상기 경사면들은 상기 사각형의 변들 중 적어도 하나와 평행한 선을 따라 대칭적으로 배치된 발광 장치.
  15. 제12 항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 사각형의 중심에 제공되며, 상기 경사면들은 상기 중심에서 서로 접하는 발광 장치.
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광투과 부재는 금속 및 금속 합금 중 적어도 하나로 이루어진 발광 장치.
  17. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 광투과 부재는 DBR(Distributed Bragg reflector)인 발광 장치.
  18. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 굴절률보다 낮은 굴절률을 갖는 보조 광투과 부재를 더 포함하는 발광 장치.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 보조 광투과 부재는 순차적으로 굴절률이 감소하는 복수 개의 층이 빛의 진행 방향을 따라 적층된 구조를 포함하는 발광 장치.
  20. 제10 항에 있어서,
    상기 경사면은 상기 발광 소자로부터 출사된 광이 내부 전반사되는 각도로 제공된 발광 장치.
  21. 제10 항에 있어서,
    상기 제2 광투과 부재 상에 제공되며, 상기 제2 광투과 부재의 상면과 평행한 상면을 갖는 커버층을 더 포함하는 발광 장치.
  22. 제21 항에 있어서,
    상기 커버층은 상기 제1 광투과 부재의 측면들을 커버하는 발광 장치.
  23. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 광투과 부재의 하부에 제공된 소자 기판을 더 포함하며, 상기 소자 기판 상에 상기 발광 소자가 제공된 발광 장치.
  24. 관통홀을 갖는 도광판; 및
    상기 관통홀 내에 제공된 발광 장치를 포함하며,
    상기 발광 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 대향되는 위치에 형성되며 편평하게 제공된 상면, 및 상기 상면의 반대면인 하면;
    상기 상면 또는 상기 하면에 대해 경사진 적어도 하나의 경사면; 및
    상기 상면과 상기 하면 사이를 잇는 측면들을 포함하는 제2 광투과 부재를 백라이트 유닛.
  25. 제24 항에 있어서,
    상기 관통홀의 측벽과 상기 측면들은 서로 마주보는 백라이트 유닛.
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