KR101797598B1 - 발광소자 - Google Patents

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KR101797598B1
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최희석
이재현
이주원
박현율
최석범
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층의 적어도 일부 상에 형성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층과의 접촉면에 접촉층 또는 전방향 반사층을 포함하는 발광 소자를 제공한다.

Description

발광소자{Light emitting device}
실시예는 광효율을 개선하는 발광소자에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 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 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
실시예는 발광 소자의 광흡수를 감소시켜 광효율을 향상시키고, 전극 하부의 전류혼잡을 개선하고자 하는 것이다.
실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층의 적어도 일부 상에 형성되는 전극을 포함하고, 상기 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층과의 접촉면에 접촉층 또는 전방향 반사층을 포함하는 발광 소자를 제공한다.
이 때, 상기 접촉층은 상기 전극과 접촉하는 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 접촉층의 두께는 0.1~100 Å으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 접촉층은 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 사마륨(Sm), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 이트륨(Y), 루테튬(Lu), 토륨(Th), 란타넘(La), 스칸듐(Sc), 마그네슘(Mg), 비소(As), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 바나듐(V), 탄탈럼(Ta), 나이오븀(Nb), 크로뮴(Cr) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 전방향 반사층은 제1층 및 상기 제1층을 형성하는 물질보다 높은 굴절률을 갖는 물질로 형성된 제2층을 페어로 적층하여 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1층 또는 상기 제2층은 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 인듐(In), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물로 형성될 수 있다.
또한, 상기 전방향 반사층의 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 발광 소자는 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치한 오믹층을 더 포함하고, 상기 전극은 상기 오믹층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층과 적어도 일부와 접촉될 수 있다.
또한, 상기 전극은 상기 접촉층 또는 상기 전방향 반사층 상에 형성되는 반사층을 더 포함하고, 상기 반사층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 다른 실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물을 형성하는 단계; 및 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층의 적어도 일부 상에 접촉층 또는 전방향 반사층을 포함하는 전극을 형성하는 단계을 포함하는 발광 소자의 제조 방법을 제공한다.
이 때, 상기 접촉층은 상기 전극과 접촉하는 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층 또는 상기 제2 도전형 반도체층의 적어도 일부 상에 접촉층 또는 전방향 반사층을 포함하는 전극을 형성하는 단계는, 제1층 및 상기 제1층을 형성하는 물질보다 높은 굴절률을 갖는 물질로 형성된 제2층을 페어로 적층하여 상기 전방향 반사층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 전극의 광흡수가 감소하여 발광 소자의 광효율을 높이고, 전극 하부의 전류 혼잡을 개선하는 효과가 있다.
도 1은 발광 소자의 일실시예의 단면을 나타낸 도면이고,
도 2a 내지 도 2c는 발광소자의 제조과정의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 발광 소자의 제1 전극 또는 제2 전극의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 4는 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 5는 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이고,
도 6은 전방향 반사층의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 7은 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 또 다른 일실시예를 도시한 도면이고,
도 8은 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극을 다른 각도에서 도시한 도면이고,
도 9는 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극의 광효율이 개선된 효과를 도시한 도면이고,
도 10은 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극의 전류 집중 현상이 개선된 효과를 도시한 도면이고,
도 11은 발광소자 패키지의 일실시예의 단면도이고,
도 12는 발광소자 패키지를 포하하는 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 13은 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
상기의 실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 발광 소자의 일실시예의 단면을 나타낸 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이. 제1 실시예의 발광 소자는 기판(100) 상으로 형성된 버퍼층(140), 제1 도전형 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120), 제1 도전형 반도체층 상에 형성되는 오믹층(130) 및 제1 전극(150), 제2 도전형 반도체층(126) 상에 형성되는 오믹층(130) 및 제2 전극(110)을 포함할 수 있다. 이하에서는, 제1 전극(150)과 제2 전극(110)을 포함하여 전극으로 정의할 수 있다.
상기 기판(100)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있으며, 예를들어, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 그리고 Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
그리고, 기판(100) 상에 버퍼층(140)이 형성되어 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화할 수 있다. 상기 버퍼층(140)은 3족-5족 화합물 반도체로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층(140) 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(122)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
그리고, 상기 활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 캐리어(Carrier)가 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
그리고, 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체, 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
그리고, 상기 제2 도전형 반도체층(126) 표면에는 오믹층(130) 및 제2 전극(110)이 형성될 수 있다. 상기 제2 전극(110)은 상기 제2 도전형 반도체층(126)의 일부 상에 구비되게, 마스크를 이용하여 형성할 수 있다.
그리고, 상기 제1 도전형 반도체층(122) 표면에는 오믹층(130) 및 제1 전극(150)이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(150)은 상기 제1 도전형 반도체층(122) 일부 상에 구비되게 마스크를 이용하여 형성될 수 있다. 상기 제1 전극(200)의 재료는 상술한 제2 전극(110)과 동일할 수 있다.
실시예의 제1 전극(150)의 적어도 일부 영역은 오믹층(130)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(122)에 접촉되고, 제2 전극(110)의 적어도 일부 영역은 오믹층(130)을 관통하여 제2 도전형 반도체층(126)에 접촉될 수 있다.
제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 접촉층(210) 또는 전방향 반사층(220)을 포함할 수 있으며, 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)을 선택적으로 포함할 수 있다.
제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110) 하부에 위치한 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)과 쇼트키 접촉(Schottky contact)을 형성하는 물질을 포함할 수 있으며, 두께는 0.1~100 Å으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉층(210)은 Ti, Ba, Sm, Ca, Li, Y, Lu, Th, La, Sc, Mg, As, Hf, Zr, Cd, In, Al, Zn, V, Ta, Nb, Cr 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 흐르는 전류를 분산시키므로, 전류 집중(Current Crowding)을 개선할 수 있는 효과가 있다.
전방향 반사층(Omnidirectional Reflector, 220)은 굴절률 차이를 갖는 복수의 층을 페어로 적층하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 전방향 반사층(220)은 제1 굴절률을 갖는 제1층(310) 및 제1층(310) 상으로 적층되고, 제1 굴절률보다 높은 제2 굴절률을 갖는 제2층(320)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1층(310)은 Al, Si, Zn, Mg, In, Sn 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다.
제2층(320)은 제1층(310) 상에 적층되며 제2 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 제2층(320)의 제2 굴절률은 제1층(310)의 제1 굴절률보다 기준치 이상 높은 값을 가질 수 있다. 이 때, 제2층(320) 또한 Al, Si, Zn, Mg, In, Sn 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다.
이와 같이 전방향 반사층(220)은 굴절률의 차이가 있는 층들을 페어로 적층하여 형성될 수 있으며, 페어의 개수는 제한받지 않는다.
이러한 전방향 반사층(220)은 굴절률의 차이로 인해 입사되는 빛의 경로를 변경시켜, 전반사가 이루어지도록 함으로써, 전극의 광흡수를 최소화하고, 광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
반사층(230)은 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 입사되는 광이 흡수되지 않도록 하는데, 높은 반사율을 가지는 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다.
반사층(230)은 활성층(124)에서 발생되고, 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 입사되는 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다. 실시예에 따라 반사층(230)은 1~50000 Å의 두께로 형성될 수 있다.
베리어층(240)은 반사층(230)과 전도층(250)을 구분하기 위해 형성될 수 있으며, 예를 들어, Ni, La, Ta, Mo, Pt, Ir, W, Ti, V, Zr, Hr 중 적어도 하나를 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 반사층(230)은 1~50000 Å의 두께로 형성될 수 있다.
본딩층(250)은 Au, Pd, Al, Ag, Pt, In, Sn 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 실시예에 따라 도전층(250)은 1~100000 Å의 두께로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 본딩층(250)은 제1 전극 또는 제2 전극 중 제1 전극층 또는 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 영역인 패드 영역에만 형성될 수도 있다.
패시베이션층(260)은 제1 전극 또는 제2 전극의 적어도 일부 상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 패시베이션층은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 패시베이션층(260)은 Al, Si, Zn, Mg 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층 등으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 패시베이션층(260)은 형성되지 않을 수도 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
각 구성에 대한 상세 설명은 이하에서 상세히 설명한다.
도 2a 내지 도 2c는 발광소자의 일실시예의 제조공정을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 2a에 도시된 바와 같이 기판(100)을 준비한다. 상기 기판(100)은 전도성 기판 또는 절연성 기판으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, 그리고 Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(100) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(100)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
이때, 기판(100) 위에 버퍼층(140)을 성장시켜서, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화할 수 있다. 상기 버퍼층은 3족-5족 화합물 반도체로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 상기 버퍼층 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 버퍼층(140) 상으로 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 발광 구조물(120)은, 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(122)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(122)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(122)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를들어, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(122)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.
상기 활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 캐리어(Carrier)가 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(124)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(124)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. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 좁은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(124)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(124)의 밴드 갭보다는 높은 밴드 갭을 가질 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(126)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(126)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 P형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 N형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(126) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 상기 제 2도전형 반도체층이 P형 반도체층일 경우 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물(120)은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
그리고, 제2 도전형 반도체층(126) 상으로 오믹층(130)을 형성한다. 오믹층(130)은 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극(110)의 전기적 접촉을 위해 형성될 수 있으며, 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
이어서, 도 2b에 도시된 바와 같이 상기 제2 도전형 반도체층(126)에서 상기 제1 도전형 반도체층(122)의 일부분까지 RIE(Reactive Ion Etching) 방식으로 메사(Mesa) 식각한다.
예를 들어, 사파이어 기판과 같이 절연성 기판을 사용하는 경우 기판 하부에 전극을 형성할 수 없기 때문에, 상기 제2 도전형 반도체층(126)부터 상기 제1 도전형 반도체층(122)의 일부분까지 메사(Mesa) 식각함으로써, 전극을 형성할 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
실시예에 따라 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 요철 구조가 형성될 수 있다. 이 때, 요철 구조는, PEC 방법이나 마스크를 형성한 후 에칭을 통하여 형성할 수 있다. 상기 PEC 방법에서, 식각액(가령, KOH)의 양과 GaN 결정성에 의한 식각 속도 차이 등을 조절함으로써, 미세 크기의 요철의 형상을 조절할 수 있다. 상기 요철 구조는 주기적 또는 비주기적으로 형성될 수 있다.
그리고, 식각된 제1 도전형 반도체층(122) 상에 오믹층(130)을 형성할 수 있다. 오믹층(130)은 제1 도전형 반도체층(126)과 제2 전극(110)의 전기적 접촉을 위해 형성될 수 있으며, 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다.
그리고, 도 2c에 도시된 바와 같이 제2 도전형 반도체층(126) 상에 위치한 오믹층(130)에 구멍을 형성하고, 상기 구멍 상으로 제2 전극(110)을 형성한다.
또한, 제1 도전형 반도체층(126) 상에 위치한 오믹층(130)에 구멍을 형성하고, 구멍 상으로 제1 전극(150)을 형성할 수 있다.
이 때, 오믹층(130)이 제거된 구멍 상에 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)이 형성될 경우, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 반사율이 높아져 광효율은 개선될 수 있으나, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 전류 집중(Current Crowding) 현상이 생길 수 있는 단점이 있다.
따라서, 실시예는 광 효율을 높이면서 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110) 하부로 전류 집중 현상을 개선할 수 있는 전극 구조를 제안한다.
도 3은 발광 소자의 제1 전극 또는 제2 전극의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 3을 참조하면, 실시예의 제1 전극(150)의 적어도 일부 영역은 제1 도전형 반도체층(122)에 접촉되고, 제2 전극(110)의 적어도 일부 영역은 제2 도전형 반도체층(126)에 접촉된다.
이 때, 오믹층(130)에 형성되는 구멍의 폭과 오믹층(130) 상에 형성되는 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 폭은 동일할 수도 있으며, 상이한 값을 가질 수도 있다. 상이한 값을 가질 경우, 오믹층(130)에 형성되는 구멍의 폭과 오믹층(130) 상에 형성되는 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 폭 차이값인 2d는 1000 마이크로 미터 이하로 설정될 수 있다.
도 4는 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 4를 참조하면, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 접촉층(210), 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)을 포함할 수 있다.
제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110) 하부에 위치한 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)과 쇼트키 접촉(Schottky contact)을 형성하는 물질을 포함할 수 있으며, 두께는 0.1~100 Å으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 접촉층(210)은 Ti, Ba, Sm, Ca, Li, Y, Lu, Th, La, Sc, Mg, As, Hf, Zr, Cd, In, Al, Zn, V, Ta, Nb, Cr 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 흐르는 전류를 분산시키므로, 전류 집중(Current Crowding)을 개선할 수 있는 효과가 있다.
반사층(230)은 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 입사되는 광이 흡수되지 않도록 하는데, 높은 반사율을 가지는 물질, 예를 들어 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다.
반사층(230)은 활성층(124)에서 발생되고, 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 입사되는 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다. 실시예에 따라 반사층(230)은 1~50000 Å의 두께로 형성될 수 있다.
베리어층(240)은 반사층(230)과 전도층(250)을 구분하기 위해 형성될 수 있으며, 예를 들어, Ni, La, Ta, Mo, Pt, Ir, W, Ti, V, Zr, Hr 중 적어도 하나를 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 반사층(230)은 1~50000 Å의 두께로 형성될 수 있다.
본딩층(250)은 Au, Pd, Al, Ag, Pt, In, Sn 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 실시예에 따라 도전층(250)은 1~100000 Å의 두께로 형성될 수 있다. 실시예에 따라 본딩층(250)은 제1 전극 또는 제2 전극 중 제1 전극층 또는 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 영역인 패드 영역에만 형성될 수도 있다.
패시베이션층(260)은 제1 전극 또는 제2 전극의 적어도 일부 상으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 패시베이션층은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다.
예를 들어, 상기 패시베이션층(260)은 Al, Si, Zn, Mg 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 예를 들어, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층 등으로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라 패시베이션층(260)은 형성되지 않을 수도 있으며, 이에 제한받는 것은 아니다.
도 5는 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 다른 실시예를 도시한 도면이다.
도 5를 참조하면, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 접촉층(210), 전방향 반사층(220), 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)을 포함할 수 있다.
제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110) 하부에 위치한 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)과 쇼트키 접촉(Schottky contact)을 형성하는 물질을 포함할 수 있으며, 두께는 0.1~100 Å으로 형성될 수 있다.
예를 들어, 접촉층(210)은 Ti, Ba, Sm, Ca, Li, Y, Lu, Th, La, Sc, Mg, As, Hf, Zr, Cd, In, Al, Zn, V, Ta, Nb, Cr 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이, 접촉층(210)은 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 흐르는 전류를 분산시키므로, 전류 집중(Current Crowding)을 개선할 수 있는 효과가 있다.
또한, 전방향 반사층(220)은 굴절률 차이를 갖는 복수의 층을 페어로 적층하여 형성된다. 예를 들어, 전방향 반사층(220)은 도 6과 같이 구성될 수 있으며, 전방향 반사층(220)의 상세 구성은 도 6을 참조하여 후술한다.
도 5의 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)은 도 4에서 설명한 바와 같다.
도 6은 전방향 반사층의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 전방향 반사층(220)은 굴절률 차이를 갖는 복수의 층을 페어로 적층하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 전방향 반사층(220)은 제1 굴절률을 갖는 제1층(310) 상으로 적층된 제2 굴절률을 갖는 제2층(320)을 포함할 수 있다.
이 때, 제1층(310)은 Al, Si, Zn, Mg, In, Sn 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다.
제2층(320)은 제1층(310) 상에 적층되며 제2 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 제2층(320)의 제2 굴절률은 제1층(310)의 제1 굴절률보다 기준치 이상 높은 값을 가질 수 있다. 이 때, 제2층(320) 또한 Al, Si, Zn, Mg, In, Sn 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다. 제1층(310) 및 제2층(320)의 굴절률 차이는 실시예에 따라 다양하게 설정될 수 있다.
제3층(330)은 제2층(320) 상에 적층되며, 제3 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 제3층(330)의 제3 굴절률은 제2층(320)의 굴절률보다 낮은 값을 가질 수 있다. 이 때, 제3층(330) 또한 Al, Si, Zn, Mg, In, Sn 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물이 사용될 수 있으며, 두께는 0.1~5000 Å으로 형성될 수 있다.
제4층(340)은 제3층(330) 상에 적층되며, 제4 굴절률을 갖는 물질로 형성된다. 제4층(340)의 제4 굴절률은 제3층의 굴절률보다 높은 값을 가진다.
이와 같이 전방향 반사층(220)은 굴절률의 차이가 있는 층들을 페어(400, 410, 420)로 적층하여 형성될 수 있으며, 페어의 개수는 제한받지 않는다.
이러한 전방향 반사층(220)은 굴절률의 차이로 인해 입사되는 빛의 경로를 변경시켜, 전반사가 이루어지도록 함으로써, 전극의 광흡수를 최소화하고, 광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
따라서, 실시예의 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 접촉층(210)을 포함하여 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 흐르는 전류를 분산시키므로, 전류 집중(Current Crowding)을 개선하면서, 전방향 반사층(220)을 포함하여 굴절률의 차이로 인해 입사되는 빛의 경로를 변경시켜, 전반사가 이루어지도록 함으로써, 전극의 광흡수를 최소화하고, 광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 7은 제1 전극 또는 제2 전극의 상세 구조의 또 다른 일실시예를 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 전방향 반사층(220), 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)을 포함할 수 있다. 도 7의 전방향 반사층(220), 반사층(230), 베리어층(240), 본딩층(250), 패시베이션층(260)은 도 4 내지 도 6에서 설명한 바와 같다.
도 7의 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 또한, 전방향 반사층(220)을 포함하여 굴절률의 차이로 인해 입사되는 빛의 경로를 변경시켜, 전반사가 이루어지도록 함으로써, 전극의 광흡수를 최소화하고, 광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 8은 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극을 다른 각도에서 도시한 도면이다.
도 8을 참조하면, 제1 전극(803)은 발광 소자 패키지의 제1 전극층 또는 제2 전극층과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제2 전극(801)은 발광 소자 패키지의 제1 전극층 또는 제2 전극층과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이 때, 발광 소자에 형성된 제1 전극(803) 또는 제2 전극(801) 중 패드 영역(802)이 제1 전극층 또는 제2 전극층과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 제 1 전극층 및 제 2 전극층은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자에 전원을 제공한다.
상술한 바와 같이 발광 소자의 제1 전극(803) 또는 제2 전극(801) 중 발광 소자 패키지와 전기적으로 연결되는 부분인 패드 영역(802)은 반사층(230) 상으로 금(Au) 등으로 이루어진 본딩층(250)을 추가로 포함할 수 있다.
도 9는 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극의 광효율이 개선된 효과를 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 실시예의 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 전방향 반사층을 포함하여 굴절률의 차이로 인해 입사되는 빛의 경로를 변경시켜, 전반사가 이루어지도록 함으로써, 전극의 광흡수를 최소화하고, 광 효율을 높일 수 있는 효과가 있다. 즉, 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)으로 입사되는 빛(901)이 반사(902)되도록 함으로써, 광효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 10은 실시예의 제1 전극 또는 제2 전극의 전류 집중 현상이 개선된 효과를 도시한 도면이다. 도 10을 참조하면, 실시예의 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)은 접촉층(210)을 포함하여 제1 전극(150) 또는 제2 전극(110)의 하부로 흐르는 전류를 분산시켜 전류 집중(Current Crowding)을 개선할 수 있는 효과가 있다.
도 11은 발광소자 패키지의 제1 실시예의 단면도이다.
도시된 바와 같이, 상술한 실시예들에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체(1120)와, 상기 패키지 몸체(1120)에 설치된 제1 전극층(1111) 및 제2 전극층(1112)과, 상기 패키지 몸체(1120)에 설치되어 상기 제1 전극층(1111) 및 제2 전극층(1112)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광 소자(1100)와, 상기 발광 소자(1100)를 포위하는 수지층(1140)를 포함한다.
상기 패키지 몸체(1120)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(1100)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.
상기 제1 전극층(1111) 및 제2 전극층(1112)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(1100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(1111) 및 제2 전극층(1112)은 상기 발광 소자(1100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광 소자(1100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(1100)는 상기 패키지 몸체(1120) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(1111) 또는 제2 전극층(1112) 상에 설치될 수 있다.
상기 발광 소자(1100)는 상기 제1 전극층(1111) 및 제2 전극층(1112)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 수지층(1140)는 상기 발광 소자(1100)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 수지층(1140)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(1100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
상기 발광 소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예들의 발광 소자 중 적어도 하나를 하나 또는 복수개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치로 구현될 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 모듈이 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 조명장치와 백라이트 유닛을 설명한다. 도 12는 실시예들에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 조명장치의 일실시예의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 조명 장치는 광을 투사하는 광원(600)과 상기 광원(600)이 내장되는 하우징(400)과 상기 광원(600)의 열을 방출하는 방열부(500) 및 상기 광원(600)과 방열부(500)를 상기 하우징(400)에 결합하는 홀더(700)를 포함하여 이루어진다.
상기 하우징(400)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(410)와, 상기 소켓결합부(410)와 연결되고 광원(600)이 내장되는 몸체부(420)를 포함한다. 몸체부(420)에는 하나의 공기유동구(430)가 관통하여 형성될 수 있다.
상기 하우징(400)의 몸체부(420) 상에 복수 개의 공기유동구(430)가 구비되어 있는데, 상기 공기유동구(430)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.
상기 광원(600)은 회로 기판(610) 상에 복수 개의 발광소자 모듈(650)가 구비된다. 여기서, 상기 회로 기판(610)은 상기 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(500)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.
상기 광원의 하부에는 홀더(700)가 구비되는데 상기 홀더(700)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 상기 광원(100)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 상기 광원(100)의 발광소자 모듈(150)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
도 13은 실시예들에 따른 발광소자 모듈을 포함하는 백라이트를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(800)는 광원 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(830) 상의 발광소자 모듈(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 모듈(835)는 상술한 바와 같다.
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(840)은 발광소자 모듈 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(840)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
도시되지는 않았으나 상기 각각의 프리즘 시트 상에는 보호 시트가 구비될 수 있는데, 지지필름의 양면에 광확산성 입자와 바인더를 포함하는 보호층이 구비될 수 있다.
또한, 상기 프리즘층은 폴리우레탄, 스티렌부타디엔 공중합체, 폴리아크릴레이트, 폴리메타크릴레이트, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트 엘라스토머, 폴리이소프렌, 폴리실리콘으로 구성되는 군으로부터 선택되는 중합체 재료로 이루어질 수 있다.
도시되지는 않았으나, 상기 도광판(840)과 제1 프리즘 시트(850) 사이에 확산시트가 배치될 수 있다. 상기 확산시트는 폴리에스터와 폴리카보네이트 계열의 재료로 이루어질 수 있으며, 백라이트 유닛으로부터 입사된 빛을 굴절과 산란을 통하여 광 투사각을 최대로 넓힐 수 있다.
상기 확산시트는 광확산제를 포함하는 지지층과, 광출사면(제1 프리즘 시트 방향)과 광입사면(반사시트 방향)에 형성되며 광확산제를 포함하지 않는 제1 레이어와 제2 레이어를 포함할 수 있다.
상기 지지층은 메타크릴산-스틸렌 공중합체와 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체가 혼합된 수지 100 중량부에 대하여, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 실록산계 광확산제 0.1~10중량부, 1~10 마이크로 미터의 평균입경을 가진 아크릴계 광확산제 0.1~10중량부가 포함될 수 있다.
상기 제1 레이어와 제2 레이어는 메타크릴산 메틸-스틸렌 공중합체 수지 100 중량부에 대하여, 자외선 흡수제 0.01 ~ 1 중량부, 대전 방지제 0.001 ~ 10중량부로 포함될 수 있다.
상기 확산시트에서 상기 지지층의 두께는 100~10000 마이크로 미터이고, 상기 각각의 레이어의 두께는 10~1000 마이크로 미터일 수 있다.
본 실시예에서 상기 확산시트와 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
상술한 백라이트 유닛은 상술한 발광소자 모듈 내지 발광소자 모듈이 구비되며, 상술한 조명 장치는 상술한 발광소자 모듈 내지 발광소자 모듈이 구비되며, 발광소자에서 방출되는 빛이 절연층에서 흡수되는 양이 적어서 휘도가 향상되고, 제1,2 도전층(리드 프레임)과 발광소자와의 거리가 적정하게 유지되어 와이어 본딩 재료비의 감소와 제조 공정 상의 편의를 확보할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 기판 110 : 제1 전극
120 : 발광구조물 122 : 제1 도전형 반도체층
124 : 활성층 126 : 제2 도전형 반도체층
140 : 버퍼층 150 : 제2 전극
400 : 하우징 500 : 방열부
600 : 광원 700 : 홀더
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터
1100 : 발광소자 1111 : 제1 전극층
1112 : 제2 전극층 1120 : 패키지 바디
1140 : 수지층

Claims (9)

  1. 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 제1 관통 홀을 가지는 제1 오믹층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 복수의 제2 관통 홀을 가지는 제2 오믹층;
    제1 전극 패드 및 상기 제1 전극 패드로부터 분기하는 적어도 하나의 제1 가지 전극을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 관통 홀을 통과하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접촉하는 제1 전극; 및
    제2 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드로부터 분기하는 적어도 하나의 제2 가지 전극을 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 관통 홀을 통과하여 상기 제2 도전형 반도체층과 접촉하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제1 전극은 제1 접촉층, 제1 전방향 반사층, 제1 반사층, 제1 베리어층, 제1 본딩층 및 제1 패시베이션층을 포함하고,
    상기 제2 전극은 제2 접촉층, 제2 전방향 반사층, 제2 반사층, 제2 베리어층, 제2 본딩층 및 제2 패시베이션층을 포함하고,
    상기 제1 접촉층은 상기 제1 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 포함하고,
    상기 제2 접촉층은 제2 도전형 반도체층과 쇼트키 접촉을 형성하는 물질을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 전방향 반사층 각각은 제1층 및 상기 제1층을 형성하는 물질보다 높은 굴절률을 갖는 물질로 형성된 제2층을 페어로 적층하여 구비되고,
    상기 제1 본딩층은 상기 제1 전극의 패드 영역에만 배치되고,
    상기 제2 본딩층은 상기 제2 전극의 패드 영역에만 배치되고,
    상기 제1 관통 홀 및 제2 관통 홀의 폭보다 상기 제1 오믹층 및 제2 오믹층 상에 구비되는 상기 제1 전극 및 제2 전극의 폭이 더 크고, 상기 제 1 관통 홀 및 제2 관통 홀과 상기 제1 전극 및 제2 전극의 폭 차이는 1000 마이크로 미터 이하인 발광 소자.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1 접촉층 및 제2 접촉층 각각의 두께는 0.1~100 Å이고, 상기 제1전방향 반사층 및 제2 전방향 반사층 각각의 두께는 0.1~5000 Å 인 발광 소자.
  4. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 접촉층 및 제2 접촉층 각각은 티타늄(Ti), 바륨(Ba), 사마륨(Sm), 칼슘(Ca), 리튬(Li), 이트륨(Y), 루테튬(Lu), 토륨(Th), 란타넘(La), 스칸듐(Sc), 마그네슘(Mg), 비소(As), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 카드뮴(Cd), 인듐(In), 알루미늄(Al), 아연(Zn), 바나듐(V), 탄탈럼(Ta), 나이오븀(Nb), 크로뮴(Cr) 중 적어도 하나를 포함하여 형성되는 발광 소자.
  5. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 베리어층 및 제2 베리어층 각각은, 니켈(Ni), 란타넘(La), 탄탈럼(Ta), 몰리브데넘(Mo), 백금(Pt), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 바나듐(V), 지르코늄 (Zr) 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
  6. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1층 또는 상기 제2층은 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 아연(Zn), 마그네슘(Mg), 인듐(In), 주석(Sn) 중 적어도 하나를 포함한 질화물, 산화물, 불화물 또는 황화물로 형성되는 발광 소자.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제1항 또는 제3항에 있어서,
    상기 제1 반사층 및 제2 반사층 각각은 알루미늄(Al), 은(Ag), 백금(Pt), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 라듐(Rd), 팔라듐(Pd), 크롬(Cr) 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
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