KR101983773B1 - 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층과, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 포함하고, 상기 발광 구조물의 표면은 중앙의 제1 영역과 가장 자리의 제2 영역 및 상기 제1 영역과 제2 영역 사이의 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광 구조물의 표면은 광추출부가 형성되고, 상기 제3 영역은 광블럭부가 형성된 발광소자를 제공한다.

Description

발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지{Lihgt emitting device and light emitting device package including the same}
실시예는 발광소자 및 이를 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
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 광효율이 향상된 발광소자 및 발광소자 패키지를 제공하고자 한다.
실시예는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층과, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 포함하고, 상기 발광 구조물의 표면은 중앙의 제1 영역과 가장 자리의 제2 영역 및 상기 제1 영역과 제2 영역 사이의 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광 구조물의 표면은 광추출부가 형성되고, 상기 제3 영역은 광블럭부가 형성된 발광소자를 제공한다.
상기 제3 영역은 상기 제1 영역의 둘레에서 폐곡면을 형성할 수 있다.
상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광구조물의 표면은 요철을 이룰 수 있다.
상기 요철은 깊이가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있다.
상기 요철은 주기가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역의 단면은 한 변의 길이가 16 내지 20 마이크로 미터인 다각형일 수 있다.
상기 제2 영역의 폭은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있다.
상기 제3 영역의 폭은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 8 내지 12 마이크로 미터 이격될 수 있다.
상기 활성층에서 방출된 빛은 상기 제1, 2, 3 영역으로 진행하고, 상기 제3 영역에서 적어도 일부의 빛이 전반사될 수 있다.
상기 제1, 2 영역에서 상기 활성층으로부터 전달된 빛과 상기 제3 영역의 표면에서 전반사되어 진행된 빛의 모멘텀이 다를 수 있다.
다른 실시예는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층과, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 포함하고, 상기 발광 구조물은 표면은 중앙의 제1 영역과 가장 자리의 제2 영역 및 상기 제1 영역과 제2 영역 사이의 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광 구조물의 표면은 요철이 형성되고, 상기 제3 영역은 플랫한 발광소자를 제공한다.
상기 활성층에서 방출된 빛은 상기 제1, 2, 3 영역으로 진행하고, 상기 제3 영역에서 적어도 일부의 빛이 전반사될 수 있다.
상기 제1, 2 영역으로부터 상기 활성층으로부터 전달된 빛과 상기 제3 영역의 표면에서 전반사되어 진행된 빛의 모멘텀이 다를 수 있다.
또 다른 실시예는 상술한 실시예들에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
실시예에 따른 발광소자 및 발광소자 패키지는 광효율이 향상된다.
도 1은 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3a 및 도 3b는 도 1의 'A' 부분의 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이고,
도 4a 및 도 4b는 도 1의 'A' 부분의 다른 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이고,
도 4c 및 도 4d는 도 1의 'A' 부분의 또 다른 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이고,
도 4e는 도 4d의 'U' 부분을 확대한 도면이고,
도 4f 및 도 4g는 도 1의 'A' 부분의 또 다른 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이고,
도 4h는 하나의 웨이퍼에서 서로 다른 패턴의 발광 구조물을 패터닝하는 것을 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 5c는 실시예에 따른 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이고,
도 6은 비교예 1의 발광소자를 모식적으로 나타낸 도면이고,
도 7a 내지 도 7c는 도 6의 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이고,
도 8은 비교예 2의 발광소자를 모식적으로 나타낸 도면이고,
도 9a 내지 도 9c는 도 8의 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이고,
도 10 내지 도 17은 도 1의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 18 내지 도 20은 발광소자 패키지의 다른 실시예의 제조방법을 나타낸 도면이고,
도 21은 발광소자 패키지를 조명장치의 일실시예의 분해 사시도이고,
도 22는 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 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 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
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 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자(100)는 도전성 지지기판(metal support, 160) 상에 접합층(150)과 반사층(140)과 오믹층(130)과 발광 구조물(120)을 포함하여 이루어진다.
도전성 지지기판(160)은 제2 전극의 역할을 할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 발광 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.
상기 도전성 지지기판(160)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전성 지지기판(160)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
접합층(150)은 상기 반사층(140)과 상기 도전성 지지기판(160)을 결합하며, 상기 반사층(140)이 결합층(adhesion layer)의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 접합층은(150) 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다
상기 반사층(140)은 약 2500 옹스르통의 두께일 수 있다. 상기 반사층(140)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(124)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
상기 발광 구조물(120), 특히 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있으므로, 이러한 오믹 특성을 개선하기 위해 오믹층(130)으로 투명 전극 등을 형성할 수 있다.
상기 오믹층(130)은 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 상기 오믹층(130)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, 및 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.
상기 발광 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제1 도전형 반도체층(122) 상에 형성되고 광을 방출하는 활성층(124)과 상기 활성층(124) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(126)을 포함한다.
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. 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 발광 구조물(120)의 표면, 즉 제1 도전형 반도체층(122)의 표면에는 요철이 형성될 수 있다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 'A' 부분의 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이다. 이하에서, 도 3a 및 도 3b를 참조하여, 상기 발광 구조물(120) 표면의 형상을 상세히 설명한다.
발광 구조물(120)의 표면은 중앙의 제1 영역(a)과 가장 자리의 제2 영역(b) 및 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b) 사이의 제3 영역(c)을 포함하고, 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b)에서 상기 발광 구조물(120)의 표면은 광추출부가 형성되고, 상기 제3 영역(c)은 광블럭부가 형성될 수 있다.
즉, 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b)에서 상기 발광 구조물(120)의 표면은 요철이 형성되고, 상기 제3 영역(c)은 상기 발광 구조물의 표면은 플랫(flat)할 수 있다.
그리고, 상기 활성층(124)에서 방출된 빛은 제1 도전형 반도체층(122) 방향에서 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)으로 진행한다. 그리고, 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b)으로 진행한 빛은 발광 구조물(120)의 외부로 진행할 수 있는데, 상기 제3 영역(c)으로 진행한 빛은 적어도 일부가 전반사한다.
즉, 광학적으로 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때 특정 임계각보다 큰 입사각으로 입사한 빛이 굴절하지 않고 100 퍼센트(%) 반사될 수 있는데, 상기 제3 영역(c) 표면의 플랫한 형상으로 인하여 전반사가 발생될 수 있다.
이때, 상기 제3 영역(c)의 전체에서 전반사가 발생하지는 않으나, 적어도 일부의 영역에서 전반사가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제1 영역(a)과 제2 영역(b)은 광추출부로 작용하고, 상기 제3 영역(c)은 광블럭부로 작용할 수 있다.
그리고, 도 3b에 도시된 바와 같이 상기 제3 영역(c)은 상기 제1 영역(a)의 둘레에서 폐곡면을 이룰 수 있고, 상기 제2 영역(b)은 상기 제3 영역(c)의 둘레에서 폐곡면을 이룰 수 있다.
그리고, 도 3a 및 도 3b에서 상기 요철이 규칙적으로 도시되어 있으나, 불규칙적일 수 있다. 도 3a에서 상기 요철은 깊이(h)가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있는데, 상기 깊이(h)는 상기 발광 구조물(120)의 표면의 요철의 가장 높은 곳과 가장 낮은 곳의 높이의 차이이다.
그리고, 상기 요철은 주기가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있는데, 상기 주기는 상기 발광 구조물(120)의 표면의 요철의 최고점으로부터 다음 최고점까지의 거리 또는 최저점으로부터 다음 최저점까지의 거리이다.
그리고, 도 3b에서 상기 제1 영역(a)의 단면은 한 변의 길이(Wa)가 16 내지 20 마이크로 미터일 수 있다. 그리고, 도 3b에서 제1 영역(a)이 사각형 형상인데, 상술한 크기의 변을 갖는 다각형일 수도, 원형일 수도 있다.
그리고, 도 3b에서 상기 제2 영역(b)의 폭(Wc)은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있다. 상기 제2 영역(b)의 폭(Wc)은 제3 영역(c)의 가장 자리로부터 발광 구조물(120)의 가장 자리까지의 최단 거리이다.
그리고, 상기 제3 영역(c)의 폭(Wc)은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있는데, 상기 제3 영역의 폭(Wc)은 상기 제1 영역(a)과 상기 제2 영역(b)의 최단 이격거리일 수 있다.
상기 활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 정공이 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(120)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 낮은 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 갖을 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(124)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 도전형 반도체층(122) 상에는 제1 전극이 형성될 수 있다. 상기 제1 전극은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 발광 구조물(120)의 측면에는 패시베이션층(passivation layer, 170)이 형성될 수 있다.
상기 패시베이션층(170)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(170)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
본 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 구조물은 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.
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 패키지 몸체(210)와, 상기 패키지 몸체(210)에 설치된 제1 전극층(221) 및 제2 전극층(222)과, 상기 패키지 몸체(210)에 설치되어 상기 제1 전극층(221) 및 제2 전극층(222)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)의 표면 또는 측면을 덮는 수지층(230)를 포함한다.
상기 패키지 몸체(210)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.
상기 제1 전극층(221) 및 제2 전극층(222)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(221) 및 제2 전극층(222)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 패키지 몸체(210) 상에 설치되거나 상기 제1 전극층(221) 또는 제2 전극층(222) 상에 설치될 수 있다. 상기 발광소자(100)는 상기 제1 전극층(221) 및 제2 전극층(222)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 수지층(230)는 상기 발광소자(100)를 둘러싸고 있어 보호할 수 있다. 또한, 상기 수지층(230)에는 형광체(240)가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
상기 발광소자 패키지는 상기에 개시된 실시 예들의 발광소자 중 적어도 하나를 하나 또는 복수개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4a 및 도 4b는 도 1의 'A' 부분의 다른 실시예를 확대한 도면 및 평면도이다. 이하에서, 도 4a 및 도 4b를 참조하여, 상기 발광 구조물(120) 표면의 형상을 상세히 설명한다.
발광 구조물(120)의 표면은 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)이 2회 반복되고 있다. 즉, 상기 제2 영역(b)에서 상기 발광 구조물(120)의 표면은 광추출부가 형성되고, 상기 제3 영역(c)은 광블럭부가 형성될 수 있다.
즉, 상기 제2 영역(b)에서 상기 발광 구조물(120)의 표면은 요철이 형성되고, 상기 제3 영역(c)은 상기 발광 구조물의 표면은 플랫(flat)할 수 있다.
그리고, 상기 활성층(124)에서 방출된 빛은 제1 도전형 반도체층(122) 방향에서 상기 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)으로 진행한다. 그리고, 상기 제2 영역(b)으로 진행한 빛은 발광 구조물(120)의 외부로 진행할 수 있는데, 상기 제3 영역(c)으로 진행한 빛은 적어도 일부가 전반사한다.
즉, 광학적으로 밀한 매질에서 소한 매질로 빛이 진행할 때 특정 임계각보다 큰 입사각으로 입사한 빛이 굴절하지 않고 100 퍼센트(%) 반사될 수 있는데, 상기 제3 영역(c) 표면의 플랫한 형상으로 인하여 전반사가 발생될 수 있다.
이때, 상기 제3 영역(c)의 전체에서 전반사가 발생하지는 않으나, 적어도 일부의 영역에서 전반사가 발생할 수 있다. 따라서, 상기 제2 영역(b)은 광추출부로 작용하고, 상기 제3 영역(c)은 광블럭부로 작용할 수 있다.
그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이 발광소자의 표면에는 도 4a에 도시된 표면 구조가 복수 회 반복되어 있다. 도 4a에 도시된 발광 구조물의 표면 구조, 즉 제2 영역과 제3 영역이 가로와 세로 방향으로 각각 2회씩 반복된 구조를 표면 패턴 유닛(U)이라고 할 때, 도 4b에 도시된 발광 소자의 표면에는 상기 표면 패턴 유닛(U)이 가로와 세로 방향으로 각각 50회씩 반복될 수 있다.
도 4a 및 도 4b에서 상기 요철이 규칙적으로 도시되어 있으나, 불규칙적일 수 있다. 도 4a에서 상기 요철은 깊이(h)가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있는데, 상기 깊이(h)는 상기 발광 구조물(120)의 표면의 요철의 가장 높은 곳과 가장 낮은 곳의 높이의 차이이다.
그리고, 상기 요철은 주기가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있는데, 상기 주기는 상기 발광 구조물(120)의 표면의 요철의 최고점으로부터 다음 최고점까지의 거리 또는 최저점으로부터 다음 최저점까지의 거리이다.
그리고, 도 4b에서 상기 제2 영역(b)의 폭(Wc)은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있고, 상기 제3 영역(c)의 폭(Wc)은 8 내지 12 마이크로 미터일 수 있다.
도 4c 및 도 4d는 도 1의 'A' 부분의 또 다른 실시예를 확대한 도면 및 평면도이다. 이하에서, 도 4c 및 도 4d를 참조하여, 상기 발광 구조물(120) 표면의 형상을 상세히 설명한다.
본 실시예에서 발광 구조물(120)의 표면은 제1 영역(a)과 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)이 반복되고 있다. 구체적으로, 중앙에 제3 영역(c)이 2회 반복되고, 상기 중앙의 제3 영역(c)의 외곽에 한 쌍의 제1 영역(a)이 배치되고, 상기 각각의 제1 영역(a)의 외곽으로 각각 제3 영역(c)과 제2 영역(b)이 배치되고 있다.
그리고, 제1 영역(a)과 제2 영역(b)은 발광 구조물(120)의 표면에 요철이 형성되어 광추출부를 이루고, 제3 영역(c)은 발광 구조물(120)의 표면이 플랫하여 광블럭부를 이룰 수 있음은 상술한 실시예와 동일하다. 또한, 제1 영역(a)의 폭은 16 내지 20 마이크로 미터이고, 제2 영역(b)과 제3 영역(c)의 폭은 8 내지 12 마이크로 미터이다.
도 4d에 발광 소자 표면의 전체 구조가 도시되어 있다. 본 실시예에서, 발광 소자의 표면에는 표면 패턴 유닛(U)이 가로와 세로로 각각 10개씩 배치되어 있다.
그리고, 각각의 표면 패턴 유닛(U)은 전체적으로 원형 구조를 이루고 있다. 즉, 도 4c와 도 4e를 참조하여 설명하면, 가운데에 제3 영역(c)이 배치되고, 제3 영역(c)의 둘레에 제1 영역(a)이 배치되고, 제1 영역(a)의 둘레에 제3 영역(c)과 제2 영역(b)이 차례로 배치된다. 따라서, 전체적으로 표면 패턴 유닛(U)의 표면은 동심원 구조를 이루고 있다.
도 4c에서 상기 요철이 규칙적으로 도시되어 있으나, 불규칙적일 수 있다. 도 4c에서 상기 요철은 깊이(h)가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있rh, 상기 요철은 주기가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함할 수 있다.
도 4f 및 도 4g는 도 1의 'A' 부분의 또 다른 일실시예를 확대한 도면 및 평면도이다. 이하에서, 도 4f 및 도 4g를 참조하여, 상기 발광 구조물(120) 표면의 형상을 상세히 설명한다.
본 실시예는 도 3a 및 도 3b에 도시된 실시예와 유사하나, 제1 영역(a)과 제2 영역(b) 및 제3 영역(c)의 폭이 동일하다.
그리고, 도 4g에 도시된 바와 같이, 상기 제3 영역(c)은 상기 제1 영역(a)의 둘레에서 폐곡면을 이룰 수 있고, 상기 제2 영역(b)은 상기 제3 영역(c)의 둘레에서 폐곡면을 이루고 있다.
그리고, 표면 패턴 유닛(U)이 발광 구조물(120)의 표면에서 가로와 세로 방향으로 각각 100개씩 배치되어 있다.
도 4h는 하나의 웨이퍼에서 서로 다른 패턴의 발광 구조물을 패터닝하는 것을 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 하나의 웨이퍼에서 1/4 분면에서는 마스크를 사용하지 않고 랜덤(random)하게 표면을 패터닝하고, 2/4 분면에는 도 4a 및 도 4b에 도시된 표면 패턴 유닛과 같은 형상으로 발광 구조물의 표면이 패터닝되고, 3/4 분면에서는 도 4c 내지 도 4e에 도시된 표면 패턴 유닛과 같은 형상으로 발광 구조물의 표면이 패터닝되고, 4/4 분면에서는 도 3a와 도 3b 또는 도 4f와 도 4g에 도시된 실시예에 따른 표면 패턴 유닛과 같은 형상으로 발광 구조물의 표면이 마스를 사용하여 패터닝될 수 있다. 즉, 하나의 웨이퍼에서 각각의 영역마다 서로 다른 마스를 사용하여, 발광 구조물의 표면을 서로 다르게 패터닝할 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 실시예에 따른 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이다. 도시된 바와 같이, 광추출부에 대응하는 영역 뿐만 아니라 광차단부에 대응하는 영역에서도 빛이 강하게 발광 구조물의 외부로 방출됨을 알 수 있다.
즉, 발광 구조물의 제1 도전형 반도체층의 표면에 랜덤 텍스쳐(randon texture)를 형성하여, GaN으로 이루어진 발광 구조물 내에서 TIR(Total internal reflection) 각도를 좁힘으로써 광추출 효율을 높일 수 있다.
도 6은 비교예 1의 발광소자를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 7a 내지 도 7c는 도 6의 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이다.
비교예 1은 발광 구조물의 표면에 요철이 형성되지 않은 구조를 나타내고 있다. 비교예 1에서 발광 구조물의 플랫한 표면으로 인하여 활성층에서 방출되는 빛의 전반사가 실시예에 비하여 증가하고, 따라서 도시된 바와 같이 발광 구조물 외부로 출사되는 빛의 양이 상대적으로 적다.
도 8은 비교예 2의 발광소자를 모식적으로 나타낸 도면이고, 도 9a 내지 도 9c는 도 8의 발광소자의 광효율을 나타낸 도면이다.
비교예 2는 발광 구조물의 표면 전체에 요철이 형성되고 있다. 이러한 구조는 비교예 1에 비하여 광출사 효율이 증가하고 있으나, 실시예에 비하여 광출사 효율이 감소하고 있다.
즉, 발광 구조물의 표면 전체에 요철을 형성하면 표면에서의 전반사는 줄일 수 있으나, 발광 구조물의 표면을 통과하는 빛의 패턴이 요철 구조를 통과하면서 narrow하게 변경되며, 따라서 발광소자 패키지의 형광체 중에서 상기 발광 구조물의 표면을 통과한 빛의 파장 변환에 관여하는 부분의 비율이 상대적으로 줄어들게 되고, 형광체의 개별적인 광변환 효율 감소는 발광소자 패키지 전체의 광효율 저하로 이어질 수 있다.
그리고, 실시예에서는 발광 구조물의 표면에 선택적으로 요철을 형성하고, 요철이 형성된 상기 제1, 2 영역에서 상기 활성층으로부터 전달된 빛과 상기 제3 영역의 표면에서 전반사되어 진행된 빛의 모멘텀이 다를 수 있다.
이때, 상기 제3 영역에서 전반사된 빛이 제1,2 영역을 통과할 때 전반사에 기인하는 모멘텀(Momentum)을 받을 수 있고, 상기 제1,2 영역의 요철 구조를 통과할 때 더 큰 각도로 퍼질 수 있다. 또한, 실시예에서 요철 구조가 없는 제3 영역에서 감소(attenuation)되는 광량도 줄게 되므로, 전체적인 발광소자 내지 발광소자 패키지의 광량이 증가한다.
도 10 내지 도 17은 도 1의 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 버퍼층(미도시) 및 제1 도전형 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(126)을 성장시킨다.
상기 발광 구조물(126)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 기판(110)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(110) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
상기 발광구조물과 기판(110) 사이에는 버퍼층(미도시)을 성장시킬 수 있는데, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 상기 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, 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.
상기 발광 구조물은, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)법과 같은 기상 증착법에 의해 성장될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(122)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(110)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)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 예를 들어 상기 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 제2 도전형 반도체층(126)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 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.
이어서, 도 11에 도시된 바와 같이 상기 발광 구조물(120) 위에 오믹층(130)과 반사층(140)을 형성할 수 있다. 상기 오믹층(130)과 반사층(140)의 조성은 상술한 바와 같으며, 스퍼터링법이나 전자빔 증착법에 의하여 형성될 수 있다.
그리고, 도 12에 도시된 바와 같이 반사층(140) 상에 접합층(150)과 도전성 지지기판(160)을 형성할 수 있다. 상기 도전성 지지기판(170)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱(Eutetic) 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용하거나, 별도의 접합층(150)을 형성할 수 있다.
그리고, 도 13에 도시된 바와 같이 상기 기판(110)을 분리하다. 상기 기판(110)의 제거는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다.
레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 상기 기판(110) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 상기 기판(110)과 발광 구조물(120)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(110)의 분리가 일어난다.
그리고, 도 14 또는 도 15에 도시된 바와 같이 발광 구조물(120)의 표면 즉 제1 도전형 반도체층(122)의 표면을 선택적으로 식각한다. 이때, 발광 구조물(120)의 표면에 마스크(300)를 씌우고 식각을 진행할 수 있으며, 도 14과 같이 건식 식각 또는 도 15와 같이 식각액(350)을 이용하여 습식 식각을 진행할 수도 있다.
도 16에서 식각 공정이 종료된 발광 구조물의 표면에 선택적인 요철 형상이 형성되어 있다.
그리고, 도 17에 도시된 바와 같이 상기 발광구조물(120)의 측면에 패시베이션층(Passivation layer, 100)을 증착하고, 발광 구조물(120)의 표면에 제1 전극(미도시)을 형성하면 발광 소자(100)가 완성된다.
도 18 내지 도 20은 발광소자 패키지의 다른 실시예의 제조방법을 나타낸 도면이다.
먼저, 도 18에 도시된 바와 같이 패키지 몸체(210)에 캐비티와 제1,2 전극층(221, 222)을 형성한다. 캐비티의 형성은, 마스크(미도시)를 사용하여 선택적으로 패키지 몸체(210)를 식각하거나, 벌크 마이크로 머시닝(Bulk Micro Machining) 공정을 통한 이방성 습식 식각 방법으로 진행할 수 있다.
그리고, 패키지 몸체(210)의 표면에 서로 전기적으로 분리된 제1 전극층(221)과 제2 전극층(222)을 형성하는데, 구리(Cu) 등을 사용할 수 있다. 이때, 도시되지는 않았으나 패키지 몸체(210)의 표면에 먼저 절연막을 형성하여, 상기 제1,2 전극층(221) 사이를 절연시킬 수 있다.
그리고, 도 19에 도시된 바와 같이 패키지 몸체(210)에 발광소자(100)를 실장하고, 상기 발광소자(100)를 상기 제1,2 전극층(221, 222) 중 적어도 하나와 와이어(180) 본딩할 수 있다.
그리고, 도 20에 도시된 바와 같이 상기 발광소자(100)를 둘러싸게 상기 캐비티의 내부에 형광체(240)를 포함하는 수지층(230)을 채운다. 그리고, 상기 수지층(230) 위에 렌즈(250)를 형성하여 광 출사각을 조절할 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 조명장치와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 21은 발광소자 패키지를 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 패키지(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 패키지(150)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.
상술한 조명 장치는 발광소자 패키지 내의 발광 구조물의 표면에 선택적으로 요철이 형성되어, 활성층에서 방출되는 빛의 방출각도를 넓히고 빛이 감소(attnuation)되는 양을 줄여서 광효율이 증가된다.
도 22는 발광소자 패키지를 포함하는 백라이트를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(800)는 광원 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(820) 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 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 도 13에서 설명한 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(830)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)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.
본 실시예에서 상기 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 백라이트는 발광소자 패키지 내의 발광 구조물의 표면에 선택적으로 요철이 형성되어, 활성층에서 방출되는 빛의 방출각도를 넓히고 빛이 감소(attnuation)되는 양을 줄여서 도광판으로 입사되는 빛의 광효율이 향상된다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발광소자 110 : 기판
120 : 발광 구조물 122 : 제1 도전형 반도체층
124 : 활성층 126 : 제2 도전형 반도체층
130 : 오믹층 140 : 반사층
150 : 접합층 160 : 도전성 지지기판
170 : 패시베이션층 180 : 와이어
200 : 발광소자 패키지 210 : 몸체
221, 222 : 제1, 2 리드 프레임 230 : 수지층
240 : 형광체 250 : 렌즈
300 : 마스크 350 : 식각액
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

Claims (12)

  1. 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층과, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극; 및
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 포함하고,
    상기 발광 구조물의 표면은 중앙의 제1 영역과 가장 자리의 제2 영역 및 상기 제1 영역과 제2 영역 사이의 제3 영역을 포함하고, 상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광 구조물의 표면은 광추출부가 형성되고, 상기 제3 영역은 광블럭부가 형성되고 상기 제1 영역의 둘레에서 폐곡면을 형성하고,
    상기 제1 영역과 제2 영역에서 상기 발광구조물의 상면은 요부와 철부를 포함하여 요철을 이루고, 상기 제3 영역의 상면은 플랫하고,
    상기 제3 영역의 상면의 높이는, 상기 제1 영역과 제2 영역의 요부의 높이보다 높은 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제3 영역의 상면의 높이는, 상기 제1 영역과 제2 영역의 철부의 높이와 동일한 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 요철의 주기는 상기 제3 영역의 폭보다 작은 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 요철은,
    깊이가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함하는 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서, 상기 요철은,
    주기가 0.8 내지 1.2 마이크로 미터인 요철을 포함하는 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서, 상기 제1 영역의 단면은,
    한 변의 길이가 16 내지 20 마이크로 미터인 다각형인 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서, 상기 제2 영역의 폭은,
    8 내지 12 마이크로 미터인 발광소자.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 제3 영역의 폭은,
    8 내지 12 마이크로 미터인 발광소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 8 내지 12 마이크로 미터 이격된 발광소자.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 활성층에서 방출된 빛은 상기 제1, 2, 3 영역으로 진행하고, 상기 제3 영역에서 적어도 일부의 빛이 전반사되는 발광소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 제1, 2 영역에서 상기 활성층으로부터 전달된 빛과 상기 제3 영역의 표면에서 전반사되어 진행된 빛의 모멘텀이 다른 발광소자.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항의 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지.
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