平面光源和用于制造發光器件的方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種結合導光板和發光裝置的平面光源，其中，來自發光裝置的光穿過導光板的側表面被引入到導光板中并且從導光板的頂表面被發射。更特別地，本發明在于一種采用第III族氮化物半導體發光器件的發光裝置。本發明還涉及一種用于制造第III族氮化物半導體發光器件的方法。
【背景技術】
[0002]結合導光板和發光裝置的平面光源已廣為人知，例如，日本公開特許公報(特開)第2008-108994號中的平面光源。在這樣的光源中，發光裝置設置在由透明樹脂例如丙烯酸樹脂制成的導光板的側表面上，來自發光裝置的光穿過導光板的側表面入射到導光板中，光在導光板內部被反射并且從導光板的頂表面被提取使得光以平面形狀被發射。特別地，采用由第III族氮化物半導體制成的藍色發光器件以及具有使發光器件密封的包括熒光材料的密封樹脂的白色發光裝置的平面光源通常用于例如液晶顯示器的背光源。
[0003]另一方面，日本公開特許公報(特開)2008-124254公開了在俯視圖中具有四邊形形狀的第III族氮化物半導體發光器件，其中，長邊側表面為倒錐狀(側表面傾斜成使得平行于襯底主表面的平面的橫截面面積隨著與襯底的距離增加而增大)并且短邊側表面垂直于襯底主表面。
[0004]然而，在結合導光板和發光裝置的常規平面光源中，從發光裝置被提取到導光板內部的光的比率不足。因此，在從平面光源輸出光方面存在進一步提高的空間。
[0005]不存在關于在日本公開特許公報(特開)2008-124254中公開的發光器件的取向特征的具體描述。也不存在將采用這些發光器件的發光裝置與導光板結合的平面光源的結構的描述。
【發明內容】
[0006]鑒于上述內容，本發明的目的是提供一種呈現出提高的光輸出的結合導光板和發光裝置的平面光源，以及一種用于制造適合于這樣的發光裝置的發光器件的方法。
[0007]在本發明中，提供了一種平面光源，其包括導光板和發光裝置，該發光裝置被設置在導光板的側表面上并且朝側表面發射白光，其中，來自發光裝置的光穿過導光板的側表面入射到導光板中，并且光從導光板的平面主表面被發射。該發光裝置包括:發射藍光的發光器件，其包括襯底以及設置在襯底的主表面上的第III族氮化物半導體層；殼體，該殼體具有在其中容納發光器件的凹部；以及密封樹脂，該密封樹脂填充凹部以使發光器件密封并且該密封樹脂混合有黃色熒光材料。其中，發光器件在俯視圖中具有矩形形狀，半導體層的長邊側表面為具有傾斜度的倒錐狀以使得沿平行于襯底的主表面的平面的橫截面面積隨著與主表面的距離增加而增大，短邊側表面垂直于襯底的主表面，或者短邊側表面為具有傾斜度正錐狀以使得沿平行于襯底的主表面的平面的橫截面面積隨著與主表面的距離增加而減小。并且其中，發光裝置相對于導光板被設置成使得:發光器件的短邊方向垂直于導光板的平面主表面；發光器件的長邊方向平行于導光板的平面主表面；并且垂直于發光器件的襯底的主表面的方向垂直于導光板的側表面。
[0008]發光器件的長邊側表面相對于襯底主表面優選傾斜5°至85°。在長邊側表面的傾斜角落在該范圍內的情況下，從發光器件發射的光被抑制沿垂直于導光板的平面主表面的方向擴散，由此使光更有效地入射到導光板中。
[0009]導光板的厚度可以為殼體的凹部的開口的沿短邊方向的寬度的一倍至十五倍。即使導光板的厚度落在該范圍內，本發明的平面光源也能實現與在發光器件的長邊側表面不是倒錐狀而是垂直的情況下的光輸出相等的光輸出。因此，能夠減小平面光源的尺寸。
[0010]在本發明中，還提供了一種用于制造在襯底的主表面上具有第III族氮化物半導體層的發光器件的方法。該方法包括:在形成半導體層之后，形成元件分隔凹槽中的僅長邊凹槽，元件分隔凹槽被形成為矩形柵格圖案以將半導體層劃分成多個元件；以及對半導體層的在長邊凹槽中露出的側表面進行濕法蝕刻，使側表面成為具有傾斜度的倒錐狀以使得沿平行于襯底的主表面的平面的橫截面面積隨著與襯底的距離增加而增大。
[0011]這些過程優選如下。在形成僅長邊凹槽時，通過激光處理形成所述凹槽，并且在半導體層的靠近襯底的區域中形成改性部。在進行濕法蝕刻時，使用改性部作為濕法蝕刻的起點使半導體層的所述側表面為倒錐狀。因而，能夠容易地使半導體層的所述側表面為倒錐狀。
[0012]在本發明的平面光源中，從發光裝置發射的光有效地入射到導光板中，由此提高了光輸出。通過用于制造本發明的發光器件的方法，能夠制造適合于本發明的平面光源的發光器件。
【附圖說明】
[0013]由于在結合附圖進行考慮的情況下，參照優選的實施方式的以下詳細描述，本發明的各種其他目的、特征以及許多附帶優點將變得更好理解，所以可容易地認識到本發明的各種其他目的、特征以及許多附帶優點，在附圖中:
[0014]圖1示出了根據實施方式I的平面光源的結構；
[0015]圖2A、圖2B和圖2C示出了發光裝置2的結構；
[0016]圖3是發光器件20的結構的橫截面圖；
[0017]圖4是發光器件20的結構的側視圖；
[0018]圖5是發光器件20的結構的側視圖；
[0019]圖6A、圖6B和圖6C是示出了用于制造發光器件20的過程的簡圖；
[0020]圖7是示出了發光器件20的光學取向特征的曲線圖；
[0021]圖8是其他發光器件20的結構的側視圖；
[0022]圖9是示出了用于制造發光器件20的過程的一部分的簡圖；以及
[0023]圖10是另一發光器件20的結構的側視圖。
【具體實施方式】
[0024]接下來參照附圖描述本發明的【具體實施方式】。然而，本發明不限于實施方式。
[0025]實施方式I
[0026]圖1示出了根據實施方式I的平面光源的結構。如圖1所示，根據實施方式I的平面光源包括導光板I和發光裝置2。
[0027]導光板I具有矩形平面形狀，導光板I由對可見光透明的樹脂如丙烯酸樹脂、聚碳酸酯樹脂和環烯烴聚合物樹脂制成。
[0028]沿導光板I的側表面Ib設置有多個發光裝置2。發光裝置2是具有長矩形形狀并且發射白光的光源。發光裝置2被設置成朝導光板I的側表面發射光。來自發光裝置2的光入射到導光板I中，光在導光板I內部被多次反射，并且在被朝相對側表面引導的同時從導光板I的整個頂表面Ia被提取，因而光以平面形狀被發射。
[0029]導光板I可以具有常規用于提高平面內發射均勻性或光提取度的各種結構。例如，可以應用下面的至少一種結構。在導光板I的背表面(與頂表面Ia相對的主表面)上形成有不規則結構；在背表面上設置有反射器；導光板I的背表面傾斜；或者在頂表面Ia上設置有光擴散片。此外，發光裝置2可以設置在導光板I的兩個或更多個側表面上，而不是設置在導光板I的僅一個側表面上。
[0030]接下來描述發光裝置2的結構。圖2A至圖2C示出了發光裝置2的結構。圖2A是發光裝置2的透視圖。發光裝置2具有如圖2A所示的矩形形狀。圖2B是x-y平面的橫截面，并且圖2C是y-z平面的橫截面。此處，X軸被定義為發光裝置2的長邊方向以及導光板I的側表面Ib的長邊方向，y軸被定義為垂直于X軸的方向以及垂直于導光板I的側表面Ib的方向，z軸被定義為發光裝置2的短邊方向以及導光板I的側表面Ib的短邊方向。
[0031]如圖2A至圖2C所示，發光裝置2包括:由第III族氮化物半導體制成的藍色發光器件20、用于容納發光器件20的殼體21、以及密封樹脂22。
[0032]殼體21具有矩形平行六面體形狀，并且殼體21沿長邊方向即X軸在長邊側表面上具有長矩形凹部23。發光器件20被安裝在凹部23的底表面23a上。形成在凹部23的底表面上的引線框(未示出)與發光器件20連接。殼體21由樹脂例如混合有白色顏料或液晶聚合物的聚酰亞胺形成，并且殼體21與引線框一體地形成。
[0033]對于凹部23的四個側表面23b形成傾斜度(倒錐狀)，使得沿平行于凹部23的底表面23a的水平方向的橫截面面積隨著與底表面23a的距離增加而增大。這種傾斜度將從發光器件20發射的光有效地引導至凹部23的開口。在傾斜角被定義為四個側表面23b中的任意一個與底表面23a之間的角的情況下，短邊側表面23bl的傾斜角為45°，并且長邊側表面23b2的傾斜角為74°。傾斜角越大，側表面23b就越接近垂直于凹部23的底表面23a的平面。長邊側表面23b2的這樣的傾斜角使得光沿水平方向(在平行于χ-y平面的平面內)能夠有效擴散，由此使光朝凹部23的開口反射。此外，通過將長邊側表面23b2的傾斜角設置成大于短邊側表面23bl的傾斜角，防止了光沿垂直于導光板I的主表面的方向(在平行于y-z平面的平面內)即z軸擴散，并且能夠使光朝開口反射。因為光不沿垂直于導光板I的主表面的方向擴散，所以來自發光裝置2的光能夠有效地入射到導光板I中。
[0034]短邊側表面23bl和長邊側表面23b2的傾斜角不限于上述值。長邊側