KR20170021153A - 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 기판의 두께를 조절하여 지향각의 조절이 가능한 발광 소자에 관한 것으로, 기판; 및 상기 기판의 상부면에 형성되며, 차례로 적층된 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극층 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며, 상기 기판의 두께는 상기 발광 구조물의 두께의 20배 내지 75배이다.
Description
본 발명 실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 기판 상에 구비된 N형 반도체층, 활성층, 및 P형 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며, 발광 구조물과 접속되는 N형 전극과 P형 전극을 포함한다. 상기와 같은 발광 다이오드는 렌즈를 통해 광이 방출될 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 발광 소자의 구조이다. 그리고, 도 2는 도 1a 및 도 1b의 방출각도에 따른 광도를 나타낸 그래프이다.
도 1a, 도 1b 및 도 2와 같이, 인쇄 회로 기판과 같은 전극 기판(10)에 실장된 발광 소자는 발광 소자(10a)를 감싸는 렌즈(11)를 통해 지향각의 조절이 가능하다. 즉, 도 1a와 같은 구 형태의 렌즈(11)를 통해 광이 방출되거나, 도 1b와 같은 다각형 형태의 렌즈(11)를 통해 방출될 때, 도 2와 같이 방출되는 각도에 따라 광도가 상이하다.
구체적으로, 도 1a와 같은 구 형태의 렌즈(11)는 발광 소자(10a)의 수직 방향(90°)으로 방출되는 광의 강도가 가장 세다. 그리고, 도 1b와 같은 다각형 렌즈(11)를 통해 방출되는 광은 렌즈(11)의 모서리(40°, 140°)에서 방출되는 광의 강도가 가장 세다. 따라서, 일반적인 발광 소자(10a)는 렌즈(11)를 통해 광이 방출될 때, 렌즈(11)의 형태에 따라 지향각의 조절이 가능했다.
그런데, 와이어 없이 발광 소자(10a)를 전극 기판(10)에 실장하는 칩 스케일 패키지(chip Scale Package; CSP) 구조는 렌즈(11)가 필요 없어 지향각을 용이하게 조절하는데 한계가 있다.
본 발명 실시 예는 기판의 두께를 조절하여 지향각의 조절이 가능한 발광 소자를 제공한다.
실시 예의 발광 소자는 기판; 및 상기 기판의 상부면에 형성되며, 차례로 적층된 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극층 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며, 상기 기판의 두께는 상기 발광 구조물의 두께의 20배 내지 75배이다.
실시 예에 따르면 본 발명 실시 예의 발광 소자는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 기판의 두께를 조절하여 지향각을 용이하게 조절할 수 있다.
둘째, 광이 방출되는 기판의 측면, 하부면과 같은 표면에 요철을 형성하여 지향각을 증가시킬 수 있다.
셋째, 기판의 측면이 경사진 구조로 이루어져, 경사각을 조절하여 지향각 및 광량을 조절할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 일반적인 발광 다이오드의 구조이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 방출각도에 따른 광도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 4는 표 1의 지향각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 표 2의 발광 출력 및 효율 증가율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 발광 구조물의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 도 1a 및 도 1b의 방출각도에 따른 광도를 나타낸 그래프이다.
도 3은 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 4는 표 1의 지향각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 표 2의 발광 출력 및 효율 증가율을 나타낸 그래프이다.
도 6은 발광 구조물의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 발광 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3은 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 3과 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 형성된 발광 구조물(110)을 포함하며, 기판(100)의 두께는 발광 구조물(110)의 두께의 20배 이상이다.
일반적으로 기판(100)은 사파이어(Al2O3)로 이루어진다. 특히, 도면에서는 발광 구조물(110)이 기판(100)의 상부면에 형성된 것을 도시하였으며, 이 경우, 발광 구조물(110)에서 발생한 광은 기판(100)을 통해 하부로 방출된다.
한편, 발광 구조물(110)에서 발생한 광을 상부로 방출시키기 위해 발광 소자를 수평 방향으로 180°회전시켜 발광 구조물(110)이 기판(100)의 하부에 배치되고, 발광 구조물(110)에서 발생한 광이 기판(100)을 통해 외부로 방출될 수 있다.
구체적으로, 발광 구조물(110)은 순차적으로 형성된 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 포함하며, 제 1 반도체층(110a)은 제 1 전극(112a)과 전기적으로 접속되고, 제 2 반도체층(110c)은 제 2 전극(112b)과 전기적으로 접속된다. 제 1 전극(112a)과 제 2 전극(112b)은 와이어 없이 인쇄 회로 기판 등과 같은 다른 패키지에 연결될 수 있다.
도시하지는 않았으나, 기판(100)과 발광 구조물(110) 사이에는 버퍼층이 더 형성될 수 있다. 버퍼층은 기판(100)과 제 1 반도체층(110a)의 격자상수 차이 및 열 팽창 계수 차이를 감소시켜 발광 소자의 안정성을 증가시킬 수 있다. 예를 들어, 버퍼층은 도핑되지 않은 질화물 반도체를 성장시켜 형성될 수 있으며, 도핑되지 않은 질화물 반도체로 이루어진 버퍼층 상에 제 1 반도체층(110a)을 성장시키면, 제 1 반도체층(110a)의 결정질을 향상시킬 수 있다.
제 1 반도체층(110a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 반도체층(110a)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제 1 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우 제 1 반도체층(110a)은 p형 반도체층일 수 있다.
활성층(110b)은 제 1 반도체층(110a)과 제 2 반도체층(110c) 사이에 구비된다. 활성층(110b)은 제 1 반도체층(110a)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)과 제 2 반도체층(110c)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 상기와 같은 활성층(110b)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(110b)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(110b)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층(110b)이 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(110b)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제 2 반도체층(110c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 반도체층(110c)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 제 2 도펀트가 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트인 경우, 제 2 반도체층(110c)은 n형 반도체층일 수 있다.
상기와 같은 발광 구조물(110)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성될 수 있는 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 구조물(110)은 n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하는 다양한 구조일 수 있다. 그리고, 제 1 반도체층(110a) 및 제 2 반도체층(110c) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 발광 구조물(110)의 도핑 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 제 1 전극(112a) 및 제 2 전극(112b)은 각각 제 1 반도체층(110a) 및 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 연결된다. 제 1 전극(112a) 및 제 2 전극(112b)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO) 또는 불투명 금속으로 형성되거나, 투명 전도성 산화막과 불투명 금속이 혼합된 하나 또는 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 이 때. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 불투명 금속은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 등에서 선택될 수 있다.
제 2 전극(112b)과 제 2 반도체층(110c) 사이에 반사층(111)이 더 형성될 수 있다. 반사층(111)은 활성층(110c)에서 방출되는 광을 기판(100) 쪽으로 반사시키기 위한 것이다. 이를 위해, 반사층(111)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 등과 같이 반사율이 높은 물질로 형성되거나, 상기 반사율이 높은 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 투명 전도성 물질이 혼합되어 형성될 수 있다.
그리고, 상기와 같은 기판(100) 표면에 형광체가 도포되어 형광체층(120)이 형성될 수 있다. 형광체는 활성층(110b)에서 발생하는 광이 기판(100)을 통해 외부로 방출될 때, 발광 소자에서 방출되는 광의 색을 결정하기 위한 것이다. 이를 위해, 형광체층(120)은 도시된 바와 같이, 발광 구조물(110)이 형성된 면을 제외한 기판(100)의 표면 전면에 형성되거나, 발광 구조물(110)의 측면 일부까지 덮도록 형성될 수 있다.
형광체는 산화물(oxide)계, 규산염(silicate)계, 질화물(nitride)계 및 황화물(sulfide)계 형광체 혼합물 등으로 이루어질 수 있다. 산화물계 형광체는 황색 및 녹색 형광체인 (Y, Lu, Se, La, Gd, Sm)3(Ga,Al)5O12:Ce, 청색 형광체인 BaMgAl10O17:Eu, 3Sr3(PO4)2CaCl：Eu 등을 포함한다. 그리고, 규산염계 형광체는 황색 및 녹색 형광체인 (Ba, Sr)2SiO4:Eu, 황색 및 등색 형광체인 (Ba, Sr)3SiO5:Eu 등을 포함한다. 또한, 질화물계 형광체는 녹색 형광체인 β-SiAlON:Eu, 황색 형광체인 (La, Gd, Lu, Y, Sc)3Si6N11:Ce, 등색 형광체인 α-SiAlON:Eu, 적색 형광체인 (Sr, Ca)AlSiN3:Eu, (Sr, Ca)AlSi(ON)3:Eu, (Sr, Ca)2Si5N8:Eu, (Sr, Ca)2Si5(ON)8:Eu, (Sr, Ba)SiAl4N7:Eu 등을 포함한다. 그리고, 황화물계 형광체는 적색 형광체인 (Sr,Ca)S:Eu, (Y, Gd)2O2S:Eu, 녹색 형광체인 SrGa2S4:Eu 등을 포함한다. 형광체의 종류는 이에 한정하지 않는다.
본 발명과 같이 와이어 없이 발광 소자를 전극 기판에 실장하는 칩 스케일 패키지(chip Scale Package; CSP) 구조는 상술한 바와 같이 렌즈가 필요 없어 지향각을 용이하게 조절하는데 한계가 있다. 따라서, 본 발명은 기판(100)의 두께를 두
하기 표 1은 기판 두께에 따른 지향각을 비교한 표이다. 그리고, 도 4는 표 1의 지향각을 나타낸 그래프이다.
| 발광 소자 두께(㎛) | 기판 두께(㎛) | 발광 구조물 두께(㎛) | 지향각(°) | |
| 실시 예 1 | 250 | 240 | 10 | 146 |
| 실시 예 2 | 500 | 490 | 10 | 159 |
| 실시 예 3 | 750 | 740 | 10 | 174 |
일반적으로 발광 구조물(110)의 두께는 8㎛ 내지 12㎛이다. 따라서, 본 발명과 같이 기판(100)의 두께가 200㎛이상인 경우, 발광 소자의 두께는 기판(100)의 두께와 거의 동일하다. 즉, 발광 구조물(110)의 두께는 무시 가능하다.
예를 들어, 발광 구조물(110)의 두께(t2)가 10㎛인 경우, 발광 소자의 두께가 250㎛, 500㎛ 및 750㎛로 점점 두꺼워질수록 지향각이 개선된다. 즉, 도 4와 같이, 기판(100)의 두께(t1)가 두꺼워 질수록 지향각이 넓어진다.
그런데, 기판(100)은 사파이어로 형성되므로, 기판(100)의 두께를 증가시키는데 한계가 있다. 따라서, 기판(100)의 두께(t1)는 750㎛을 초과하지 않는 것이 바람직하다. 즉, 기판(100)의 두께(t1)는 발광 구조물(110)의 두께(t2)의 20배 내지 75배이다.
하기 표 2는 기판 두께에 따른 발광 소자의 특성을 비교한 표이다. 그리고, 도 5는 표 2의 발광 출력 및 효율 증가율을 나타낸 그래프이다.
| 실시 예 1 | 실시 예 2 | 실시 예 3 | |
| 발광 소자 두께(㎛) | 250 | 500 | 750 |
| 칩 두께(㎛) | 10 | 10 | 10 |
| 기판 두께(㎛) | 240 | 490 | 740 |
| 이미지 |
 |
 |
 |
| 발광 출력(mW) | 755.6 | 799.1 | 829.6 |
| 발광 출력 증가율(%) | 100 | 105.8 | 109.8 |
| 광속(lm) | 180 | 183.4 | 188.5 |
| 광속 증가율(%) | 100 | 101.9 | 104.7 |
표 2와 도 5를 참조하면, 기판(100)의 두께가 증가할수록 발광 출력 및 광속이 증가한다. 구체적으로, 기판(100)의 두께가 약 250㎛씩 두꺼워질수록 발광 출력은 약 5%씩 증가한다. 이는, 기판(100)의 두께가 증가하여 발광 구조물(110)에서 방출되는 광이 외부로 방출되는 면적이 넓어졌기 때문이다. 즉, 기판(100)의 두께가 얇은 경우에는 발광 구조물(110)이 형성된 면과 대향되는 기판(100)의 표면을 통해 대부분의 광이 방출되나, 본 발명과 같이 기판(100)의 두께가 두꺼워질수록 기판(100)의 측면을 통해 방출되는 광량이 증가하기 때문이다. 따라서, 상술한 바와 같이 지향각 역시 넓어질 수 있다.
한편, 발광 구조물은 다른 구조로 형성될 수도 있다.
도 6은 발광 구조물의 다른 실시 예를 도시한 단면도이다.
도 6과 같이, 발광 구조물은 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 일부 제거하여 제 1 반도체층(110a)을 홈 형태로 노출시킬 수 있다. 즉, 도 3과 같이 제 1 반도체층(110a)이 발광 구조물의 측면에서 노출되지 않고 발광 구조물의 내부에서 홈 형태로 노출될 수 있다.
이 때, 제 1 전극(112a)과 제 2 전극(112b)은 제 1, 제 2 절연막(114a, 114b)을 통해 전기적으로 분리될 수 있다. 제 1, 제 2 절연막(114a, 114b)은 비전도성의 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제 1, 제 2 절연막(114a, 114b)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
또한, 제 2 반도체층(110c)과 제 2 전극(112b) 사이에 반사층(111)과 오믹층(113)이 더 형성될 수 있으며, 오믹층(113)은 도 3의 구조에도 적용 가능하다. 반사층(111)은 활성층(110b)에서 발생한 광을 제 2 반도체층(110c) 방향으로 반사시키기 위한 것이다. 상기와 같은 반사층(111)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 등과 같이 반사율이 높은 물질로 형성되거나, 상기 반사율이 높은 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 투명 전도성 물질이 혼합되어 형성될 수 있다.
그리고, 오믹층(113)은 제 2 반도체층(110c)과의 오믹 콘택을 위한 것으로, 오믹층(113)을 저항이 낮은 금속으로 형성하는 경우, 오믹층(113)을 통해 제 2 전극(112b)으로부터 제 2 반도체층(110c)까지 용이하게 전류가 확산될 수 있다. 상기와 같은 오믹층(113)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
그리고, 발광 구조물의 제 1 전극(112a)과 제 2 전극(112b)은 각각 제 1 패드(130a) 및 제 2 패드(130b)를 통해 인쇄 회로 기판이나 다른 패키지에 연결될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자를 설명하면 다음과 같다.
도 7a 내지 도 7d는 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c와 같이, 기판(100) 표면에 요철이 형성될 수 있다. 이 때, 요철은 기판(100)과 발광 구조물(110) 사이에 형성되거나, 광이 외부로 방출되는 기판(100)의 표면에 형성될 수 있다. 특히, 요철이 기판(100)의 측면에 형성되는 경우, 기판(100)의 측면을 통해 외부로 방출되는 광이 분산되어 지향각이 더욱 넓어진다.
또한, 도 7d과 같이, 기판(100)은 측면이 경사진 구조일 수 있다. 이 때, θ1과 θ2는 동일하거나 상이할 수 있다. θ1과 θ2가 작아질수록 측면의 면적이 넓어져, 기판(100)의 측면을 통해 외부로 방출되는 광량이 증가하여 지향각이 더욱 넓어질 수 있다. 즉, θ1과 θ2가 커질수록 기판(100)의 하부면에서 방출되는 광량이 증가하고, θ1과 θ2가 작아질수록 기판(100)의 측면에서 방출되는 광량이 증가한다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 발광 소자는 기판(100)의 두께를 조절하여 지향각을 용이하게 조절할 수 있다. 이 때, 기판(100)의 표면에 요철을 형성하거나, 기판(100)의 측면의 경사각을 조절하여 지향각 및 광량을 조절할 수 있다.
상기와 같은 발광 소자는 표시 장치의 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 발광 소자는 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판
110: 발광 구조물
110a: 제 1 반도체층 110b: 활성층
110c: 제 2 반도체층 111: 오믹층
112a: 제 1 전극 112b: 제 2 전극
113: 반사층 114a: 제 1 절연막
114b: 제 2 절연막 130a: 제 1 패드
130b: 제 2 패드
110a: 제 1 반도체층 110b: 활성층
110c: 제 2 반도체층 111: 오믹층
112a: 제 1 전극 112b: 제 2 전극
113: 반사층 114a: 제 1 절연막
114b: 제 2 절연막 130a: 제 1 패드
130b: 제 2 패드
Claims (12)
- 기판; 및
상기 기판의 상부면에 형성되며, 차례로 적층된 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층과 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극층 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극층을 포함하는 발광 구조물을 포함하며,
상기 기판의 두께는 상기 발광 구조물의 두께의 20배 내지 75배인 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 구조물에서 발생한 광은 상기 기판을 통해 외부로 방출되는 발광 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 광은 상기 기판의 양 측면 및 하부면을 통해 외부로 방출되는 발광 소자. - 제 3 항에 있어서,
상기 기판의 양 측면 및 하부면은 요철이 형성된 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판과 상기 발광 구조물 사이의 계면에 형성된 요철을 포함하는 발광 소자. - 제 3 항에 있어서,
상기 기판의 양 측면은 경사면을 포함하는 발광 소자. - 제 6 항에 있어서,
상기 양 측면의 경사각이 서로 상이한 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 구조물의 두께는 8㎛ 내지 12㎛이며,
상기 기판의 두께는 250㎛ 내지 750㎛인 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 발광 구조물의 하부면 및 측면을 감싸도록 형광체층이 형성된 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판은 사파이어인 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판의 두께가 증가할수록 상기 기판의 측면에서 방출되는 광량이 증가하는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 기판의 두께가 증가할수록 지향각이 넓어지는 발광 소자.
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