KR101997253B1 - Light emitting device and lighting system having the same - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발광 소자는 기판과, 상기 기판 상에 일정 간격으로 이격 형성된 마스크층과, 상기 마스크층 상에 형성된 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층과, 상기 제2 도전형 반도체층 내에 형성된 홀 확산 방지층을 포함한다.
본 발명은 마스크층과, 마스크층과 오버랩되지 않도록 홀 확산 방지층을 형성함으로써, 성장 방향으로 전파되는 TD 전위와 홀의 결합을 효과적으로 차단시킬 수 있는 효과가 있다.The light emitting device of the present invention includes a substrate, a mask layer formed on the substrate at a predetermined interval, a first conductive semiconductor layer formed on the mask layer, an active layer formed on the first conductive semiconductor layer, A second conductivity type semiconductor layer formed on the active layer, and a hole diffusion preventing layer formed in the second conductivity type semiconductor layer.
According to the present invention, the mask layer and the hole diffusion preventing layer are formed so as not to overlap with the mask layer, thereby effectively blocking the coupling between the TD potential and the hole propagating in the growth direction.
Description
본 발명은 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 특성을 향상시키기 위한 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system for improving light emitting characteristics.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 화합물 반도체로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다. Light Emitting Device is a compound semiconductor whose electrical energy is converted into light energy. It can be produced from compound semiconductors such as Group III and Group V on the periodic table and can be implemented in various colors by controlling the composition ratio of compound semiconductors. Do.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.When a forward voltage is applied to the light emitting device, electrons in the n-layer and holes in the p-layer are coupled to emit energy corresponding to the band gap energy of the conduction band and the valance band. For example, nitride semiconductors are widely used in the development of optical devices and high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide band gap energy. I am receiving great attention. Particularly, blue light emitting devices, green light emitting devices, ultraviolet (UV) light emitting devices, and the like using nitride semiconductors have been commercialized and widely used.
종래의 질화물 반도체 발광소자는 저온에서 성장한 GaN 혹은 AlN를 버퍼층을 이용한 2 스텝성장(step growth) 방식을 사용한다. A conventional nitride semiconductor light emitting device uses a two-step growth method using a buffer layer of GaN or AlN grown at a low temperature.
하지만, 종래기술에 의하면 성장방향으로 TD(threading dislocation)등의 전위가 전파되게 되고, TD 전위는 홀과의 결합에 의해 광도가 저하될 수 있다. 또한, TD 전위는 ESD 특성에도 악영향을 미칠 수 있으며, 리키지 소스로 작용하여 저전류 특성이 저하되는 등 발광소자의 제반 특성에 악영향을 미치는 문제점을 가지고 있다.However, according to the related art, potentials such as TD (threading dislocation) propagate in the growth direction, and the TD potential can be lowered by coupling with holes. In addition, the TD potential has an adverse effect on the ESD characteristics, adversely affecting various characteristics of the light emitting device such as low leakage current due to the leaky source.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 TD 전위에 의한 광도 저하 및 저전류 특성이 저하되는 것을 방지하는 발광 소자 및 이를 구비하는 조명 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.In order to solve the above-mentioned problems, it is an object of the present invention to provide a light emitting device and a lighting system including the same that prevent a decrease in light intensity and a low current characteristic due to the TD potential.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 발광 소자는 기판과, 상기 기판 상에 일정 간격으로 이격 형성된 마스크층과, 상기 마스크층 상에 형성된 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층과, 상기 제2 도전형 반도체층 내에 형성된 홀 확산 방지층을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a substrate, a mask layer spaced apart from the substrate, a first conductive semiconductor layer formed on the mask layer, A second conductivity type semiconductor layer formed on the active layer, and a hole diffusion preventing layer formed in the second conductivity type semiconductor layer.
본 발명은 기판 상에 마스크층을 형성함으로써, TD 전위를 효과적으로 차단하여 발광 소자의 특성을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.The present invention has the effect of effectively blocking the TD potential and improving the characteristics of the light emitting device by forming the mask layer on the substrate.
또한, 본 발명은 마스크층과 오버랩되지 않도록 홀 확산 방지층을 더 형성함으로써, TD 전위와 홀이 결합되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.In addition, the present invention has the effect of preventing the TD potential from being combined with the hole by further forming the hole diffusion preventing layer so as not to overlap with the mask layer.
도 1은 본 발명에 따른 발광 소자를 나타는 단면도,
도 2는 도 1의 일부를 나타낸 확대 단면도,
도 3 내지 도 5는 도 1의 변형 예를 나타낸 단면도 및 사시도,
도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 발광 소자의 세부 제조 방법을 나타낸 단면도,
도 14는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 단면도, 및
도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 발광 소자가 구비된 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도.1 is a sectional view showing a light emitting device according to the present invention,
Fig. 2 is an enlarged sectional view showing a part of Fig. 1,
Figs. 3 to 5 are a cross-sectional view and a perspective view showing a modification of Fig. 1,
6 to 13 are cross-sectional views illustrating a detailed manufacturing method of a light emitting device according to the present invention,
14 is a sectional view of a light emitting device package according to the present invention, and Fig.
15 to 17 are exploded perspective views showing embodiments of an illumination system provided with a light emitting device according to the present invention.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명에 따른 발광 소자를 나타는 단면도이고, 도 2는 도 1의 일부를 나타낸 확대 단면도이고, 도 3 내지 도 5는 도 1의 변형 예를 나타낸 단면도 및 사시도이고, 도 6 내지 도 13은 본 발명에 따른 발광 소자의 세부 제조 방법을 나타낸 단면도이다.FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a part of FIG. 1, FIGS. 3 to 5 are a cross-sectional view and a perspective view showing a modification of FIG. 1, and FIGS. 13 is a cross-sectional view illustrating a detailed manufacturing method of the light emitting device according to the present invention.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 발광 소자(100)는 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 형성된 버퍼층(191)과, 상기 버퍼층(191) 상에 일정 간격으로 이격 형성된 마스크층(120)과, 상기 마스크층(120) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(130)과, 상기 제1 도전형 반도체층(130)의 상부 일부가 노출되도록 제1 도전형 반도체층(130) 상에 순차적으로 형성된 전류 확산층(193) 및 스트레인 제어층(195)과, 상기 스트레인 제어층(195) 상에 형성된 활성층(140)과, 상기 활성층(140) 상에 형성된 전자 차단층(197)과, 상기 전자 차단층(197) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(150)과, 상기 제2 도전형 반도체층 내에 형성된 홀 확산 방지층(160)과, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 형성된 오믹층(199)과, 상기 제1 도전형 반도체층 상(130)에 형성된 제1 전극(180)과, 상기 오믹층(199) 상에 형성된 제2 전극(170)을 포함한다.1 and 2, a
기판(110)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(110) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 기판(110) 상에는 버퍼층(191)이 형성될 수 있다.A
상기 버퍼층(191)은 상기 발광구조물의 재료와 기판(110)의 격자 부정합을 완화시켜 주는 역할을 하며 버퍼층(191)으로는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 이와 달리, 버퍼층(191)으로 언도프트 질화갈륨층일 수 있다.The
상기 버퍼층(191)은 1개 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 다수개로 적층 형성된 버퍼층(191)은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 2개의 버퍼층(191)으로 형성될 경우, 제1 버퍼층은 언도프트 질화갈륨층일 수 있고, 상기 제2 버퍼층은 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)/GaN 초격자층일 수 있다.The
상기 제2 버퍼층인 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)/GaN 초격자층은 발광구조물의 재료와 기판(110)의 격자 부정합에 따른 전위(dislocations)를 더욱 효과적으로 차단시켜줄 수 있다.The second buffer layer Al x Ga (1-x) N (0 ? X? 1) / GaN superlattice layer effectively blocks dislocations due to lattice mismatch between the material of the light emitting structure and the
상기 버퍼층(191) 상에는 마스크층(120)이 형성될 수 있다.A
상기 마스크층(120)은 버퍼층(191) 상에 다수개가 서로 이격되도록 형성될 수 있으며, TD 전위를 차단시키는 역할을 한다. 마스크층(120)은 SiO2 ,SiN등을 포함하는 절연 물질로 형성될 수 있으며, 마스크층(120)은 단면이 삼각, 사각을 포함하는 다각형이거나 원형, 이와 달리, 다면체 또는 라인 형상으로 형성될 수도 있다. 이러한 마스크층(120)이 두께는 1㎛ 내지 30㎛의 두께로 형성될 수 있다.The
상기에서는 마스크층(120)을 버퍼층(191)의 상부에 형성하였으나, 이에 한정되지 않고 기판(110)의 상부에 형성될 수도 있다.Although the
상기 마스크층(120) 상에는 제1 도전형 반도체층(130)이 형성될 수 있다.The first
상기 제1 도전형 반도체층(130)은 서로 이격 형성된 다수의 마스크층(120)을 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 제1 도전형 반도체층(130)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(130)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first
이와 달리, 상기 제1 도전형 반도체층(130)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(130)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.Alternatively, the first
제1 도전형 반도체층(130)의 두께(t1)는 마스크층(120) 두께(t2)의 2배 예컨대, 2㎛ 내지 60㎛로 형성될 수 있으며, 이로 인해 마스크층(120) 두께(t2)는 제1 도전형 반도체층(130) 두께(t1)의 1/2로 형성될 수 있다.The thickness t1 of the first conductivity
상기 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 전류 확산층(193)이 형성될 수 있다.A
상기 전류 확산층(193)은 내부 양자 효율을 향상시켜 광 효율을 증대시킬 수 있으며, 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있다. The
또한, 전류 확산층(193) 상에는 전자 주입층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 상기 전자주입층은 제1 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~3.0x1019atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다.Further, an electron injection layer (not shown) may be further formed on the
상기 전자 주입층 상에는 스트레인 제어층(195)이 형성될 수 있다.A
상기 스트레인 제어층(195)은 제1 도전형 반도체층(130)과 활성층(140) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시키는 역할을 한다. 상기 스트레인 제어층(195)은 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 상기 스트레인 제어층(195)은 AlxInyGa1-x-yN 및 GaN을 복수의 쌍(pair)으로 구비할 수 있다.The
상기 스트레인 제어층(195)의 격자상수는 상기 제1 도전형 반도체층(130)의 격자상수보다는 크되, 상기 활성층(140)의 격자상수보다는 작을 수 있다. 이에 따라 활성층(140)과 제1 도전형 반도체층(130) 사이에 격자상수 차이에 의한 스트레스를 최소화할 수 있다.The lattice constant of the
상기 스트레인 제어층(195) 상에는 활성층(140)이 형성될 수 있다.The
상기 활성층(140)은 제1 도전형 반도체층(130)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(150)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. Electrons injected through the first conductive
상기 활성층(140)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(114)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.The
상기 활성층(140)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.The well layer / barrier layer of the
상기 활성층(140) 상에는 전자 차단층(197)이 형성될 수 있다.An
상기 전자 차단층(197)은 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 하며, 이로 인해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 차단층(197)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(140)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 달리, 상기 전자 차단층(197)은 AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1) 초격자(superlattice)로 형성될 수 있다.The
상기 전자 차단층(197) 상에는 제2 도전형 반도체층(150)이 형성될 수 있다.The second
상기 제2 도전형 반도체층(150)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second
예컨대, 상기 제2 도전형 반도체층(150)은 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(150)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.For example, the second conductivity
상기 제2 도전형 반도체층(150) 내에는 홀 확산 방지층(160)이 형성될 수 있다.The hole
상기 홀 확산 방지층(160)은 서로 이격 형성된 마스크층(120) 사이로 전파되는 TD 전위와 홀(Hole)이 결합되는 것을 방지하기 위해 홀이 확산되는 것을 방지하는 역할을 하며, 실리콘(Si) 재질 또는 게르마늄(Ge) 재질로 형성될 수 있다. The hole
즉, 실리콘 또는 게르마늄을 사용하여 홀 확산 방지층(160)을 형성하게 되면, TD전위가 높은 영역의 저항이 높아지기 때문에 TD 전위와 홀의 결합을 효과적으로 방지할 수 있다. 또한, 이러한 홀 확산 방지층(160)은 상대적으로 저항이 높은 제2 도전형 반도체층(150)에 형성될 수 있으며, 이에 보다 효과적으로 홀의 확산을 차단할 수 있게 된다.That is, when silicon or germanium is used to form the hole
이러한 홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150) 내에 다수개로 분할되어 이격 형성될 수 있으며, 다수개로 이격 형성된 홀 확산 방지층(160)은 마스크층(120)과 오버랩되지 않도록 형성될 수 있다. 즉, 홀 확산 방지층(160)은 마스크층(120) 사이의 공간에 대응되도록 형성될 수 있다.The hole
홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150) 내에 이온 주입법에 의해 형성될 수 있으며, 이로 인해 홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150)의 상부면과 하부면 사이에 형성될 수 있다.The hole
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)은 마스크층(120) 사이의 거리(d)와 대응되도록 형성될 수 있다. 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)이 마스크층(120) 사이의 거리(d)보다 클 경우, TD 전위는 더욱 효과적으로 차단할 수 있으나, 동작 전압이 높아지는 문제점이 발생된다. 이로 인해 발광 소자의 불량을 발생시킬 수 있다.2, the lateral width w of the hole
이와 달리, 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)은 마스크층(120) 사이의 거리(d)보다 작게 형성될 수 있다.Alternatively, the lateral width w of the hole
도 3에 도시된 바와 같이, 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)은 마스크층(120) 사이의 거리(d)보다 작게 형성될 수 있으며, 이와 함께, 홀 확산 방지층(160)과 마스크층(120)의 좌우 거리는 동일하게 형성될 수 있다.3, the lateral width w of the hole
홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)이 마스크층(120) 사이의 거리(d)보다 작게 될 경우, 홀 확산 방지층(160)은 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)이 마스크층(120) 사이의 거리(d)와 동일할 경우에 비해 저항이 감소하여 홀과 TD 전위의 결합을 효과적으로 차단시킬 수 없게 되나, 이와 반대로 동작 전압을 낮추어 동작 효율을 향상시킬 수 있게 된다.The width H of the hole
하지만, 홀 확산 방지층(160)을 형성한 것만으로도 저항을 충분히 증가시켜 홀과 TD 전위의 결합을 충분히 차단시켰기 때문에 홀 확산 방지층(160)의 범위를 조절하면서 동작 효율을 향상시키는 것이 바람직하다.However, it is preferable to improve the operation efficiency while adjusting the range of the hole
또한, 홀 확산 방지층(160)의 두께는 마스크층(120)의 두께(t2)와 대응되도록 형성될 수 있으며, 이와 달리, 홀 확산 방지층(160)의 두께를 제2 도전형 반도체층(150) 두께의 1/2로 형성할 수도 있다.The hole
상기에서는 홀 확산 방지층(160)을 제2 도전형 반도체층(150)의 상부면과 하부면 사이에 형성하였지만, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 형성될 수도 있다.Although the hole
도 4에 도시된 바와 같이, 홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150) 내에 형성되며, 더욱 구체적으로 홀 확산 방지층(160)의 하부면은 제2 도전형 반도체층(150)의 하부면과 동일 선상에 형성될 수 있다.4, the hole
홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w)은 마스크층(120) 사이의 거리(d)와 대응되도록 형성될 수 있으며, 홀 확산 방지층(160)의 두께는 마스크층(120)의 두께(t2)와 대응되거나 제2 도전형 반도체층(150) 두께의 1/2로 형성될 수도 있다.The width H of the hole
제2 도전형 반도체층(150)은 홀 확산 방지층(160)이 전류 차단층(197) 상에 형성한 이후에 증착되어 형성될 수 있다.The second conductivity
또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150) 내에 형성되며, 더욱 구체적으로는 홀 확산 방지층(160)의 상부면은 제2 도전형 반도체층(150)의 상부면과 동일 선상에 형성될 수 있다. 홀 확산 방지층(160)의 좌우 폭(w) 및 두께는 도 1 및 도 4에서 설명된 조건과 대응될 수 있다.5, the hole
상기와 같이, 홀 확산 방지층(160)은 성장 방향으로 전파되는 TD 전위가 마스크층(120)을 지나 전파되어 홀과 결합하는 것을 더욱 효과적으로 방지하여 발광 소자의 동작 특성을 향상시킬 수 있다.As described above, the hole
또한, 상기에서는 홀 확산 방지층(160)을 제2 도전형 반도체층(150)에 형성하였지만, 이에 한정되지 않고, 활성층(140)의 상위 층 상에 형성될 수도 있다.Although the hole
도 1로 돌아가서, 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에는 오믹층(199)이 형성될 수 있다.Referring back to FIG. 1, an
오믹층(199)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 또는 금속합금, 금속 산화물 등을 다중으로 적층할 수도 있다. 예컨대, 상기 오믹층(199)은 반도체와 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있으며, 오믹층(199)으로는 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, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The
오믹층(199) 상에는 제2 전극(170)이 형성되며, 상부 일부가 노출된 제1 도전형 반도체층(130) 상에는 제1 전극(180)이 형성되어 서로 연결됨으로써 발광 소자가 제조될 수 있다.
The
이하에서는 도 6 내지 도 13을 참조하여, 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 공정을 살펴본다.Hereinafter, a manufacturing process of the light emitting device according to the present invention will be described with reference to FIGS. 6 to 13. FIG.
도 6에 도시된 바와 같이, 기판(110)이 마련되면, 기판(110)의 일면에 버퍼층(191)을 형성하는 단계를 수행한다.As shown in FIG. 6, when the
버퍼층(191)은 기판(110) 상에 GaN을 스퍼터링 법에 의해 일정 두께로 증착할 수 있으며, 버퍼층(191)으로는 GaN 외에 AIN, ZnO가 사용될 수 있다.The
도 7에 도시된 바와 같이, 기판(110) 상에 버퍼층(191)이 형성되면, 버퍼층(191) 상에 마스크층(120)을 형성하는 단계를 수행한다.7, when the
마스크층(120)은 버퍼층(191) 상에 SiO2를 증착시켜 형성시킬 수 있으며, 포토레지스터를 이용하거나 포어와이드닝(pore wideing)을 이용하여 소정 패턴의 사이즈를 제어할 수 있다.The
도 8에 도시된 바와 같이, 버퍼층(191) 상에 마스크층(130)이 형성되면, 마스크층(120) 상에 제1 도전형 반도체층(130)을 형성하는 단계를 수행한다.8, when the
제1 도전형 반도체층(130)은 마스크층(120)을 덮도록 형성될 수 있으며, 3-5족, 2-6족의 화합물을 증착하여 형성할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(130)의 증착 방법으로는 화학증착방법(CVD), 분자선 에피택시(MBE), 스퍼터링, 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 형성될 수 있다.The first
이와 함께, 제1 도전형 반도체층(130)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.In addition, the first
도 9에 도시된 바와 같이, 마스크층(120)에 제1 도전형 반도체층(130)이 형성되면, 제1 도전형 반도체층(130) 상에 전류 확산층(193), 스트레인 제어층(195), 활성층(140)을 순차적으로 형성하는 단계를 수행한다.9, when the first conductivity
전류 확산층(193)은 및 스트레인 제어층(195)은 MOCVD에 의해 일정 두께로 증착될 수 있으며, 전류 확산층(193)과 스트레인 제어층(195) 사이에 전자 주입층(미도시)를 더 형성할 수 있다.The
활성층(140)은 소정의 성장 온도 예컨대, 700 내지 900도 범위 내에서 H2 또는/및 TMGa(또는 TEGa), TNin, TMAI의 소소로 선택적으로 공급하여, GaN 또는 InGaN으로 이루어진 우물층과, GaN, AlGaN, InGaN 또는 InAlGaN으로 이루어진 장벽층을 형성할 수 있다.The
도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(130) 상에 전류 확산층(193), 스트레인 제어층(195), 활성층(140)이 순차적으로 적층 형성되면, 활성층(140) 상에 전자 차단층(197) 및 제2 도전형 반도체층(150)을 형성하는 단계를 수행한다.10, when the
전자 차단층(197)은 제2 도전형 반도체층(150)에 이온 주입되어 형성될 수 있으며, 예컨대, Al 조성이 1~30% 범위로 구성된 AlxInyGa(1-x-y)로 형성될 수 있다.The
제2 도전형 반도체층(150)은 상기 전자 차단층(197) 상에 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 형성될 수 있으며, 이에, 제2 도전형 반도체층(150)은 p형 GaN층이 형성될 수 있다.The second conductivity
도 11에 도시된 바와 같이, 활성층(140) 상에 전자 차단층(197) 및 제2 도전형 반도체층(150)이 형성되면, 제2 도전형 반도체층(150) 내에 홀 확산 방지층(160)을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.11, when the
홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150) 내에 형성될 수 있으며, Si, 또는 Ge를 제2 도전형 반도체층(150) 내에 이온 주입하여 형성할 수 있다. 이로부터 홀 확산 방지층(160)은 제2 도전형 반도체층(150)의 상부면과 하부면 사이에 배치될 수 있다. 홀 확산 방지층(160은 단면이 다각, 원형 형상으로 형성될 수 있으며, 라인 형태로 형성될 수도 있다.The hole
이러한 홀 확산 방지층(160)은 활성층(140) 상부의 전체 범위 예컨대, 제2 도전형 반도체층(150)의 상부와 하부 전체 그리고 전자 차단층(197)을 포함하는 영역에 형성이 가능하다.The hole
도 12에 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(150) 내에 홀 확산 방지층(160)이 형성되면, 제2 도전형 반도체층(150) 상에 오믹층(199)을 형성하는 단계를 수행한다.12, when the hole
오믹층(199)은 ITO를 증착시켜 형성할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(150) 상에 오믹층(199)이 형성되면, 제1 도전형 반도체층(130)의 일부가 노출되도록 메사 식각 공정을 수행할 수 있다. 예컨대, 오믹층(199), 홀 확산 방지층(160)이 내부에 형성된 제2 도전형 반도체층(150), 전자 차단층(197), 활성층(140), 스트레인 제어층(195), 전류 확산층(193)의 일부를 제거하여 제1 도전형 반도체층(130)의 상부 일부가 노출되도록 형성할 수 있다.The
도 13에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(130)의 상부 일부가 노출되면, 제1 도전형 반도체층(130) 상에 제1 전극(180)을 형성하고, 오믹층(199) 상에 제2 전극(170)을 형성하여 본 발명에 따른 발광 소자의 제조 공정을 마칠 수 있다.
13, when the upper part of the first
도 14는 본 발명에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다. 본 발명에 따른 발광 소자 패키지는 앞서 설명한 바와 같은 구조의 발광 소자가 장착될 수 있다.14 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to the present invention. The light emitting device package according to the present invention may be mounted with the light emitting device having the structure as described above.
발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205) 상에 배치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205) 상에 배치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)가 포함된다.The light emitting
상기 패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(205) 상에 배치되거나 상기 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 배치될 수 있다.The
상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
상기 몰딩부재(230)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
The
도 15 내지 도 17은 본 발명에 따른 발광 소자가 구비된 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도이다.15 to 17 are exploded perspective views showing embodiments of an illumination system equipped with a light emitting device according to the present invention.
도 15에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 본 발명에 따른 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.15, the lighting apparatus according to the present invention includes a
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.For example, the
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다. The inner surface of the
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.The
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.The
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.The surface of the
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.The
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 갖는다.The
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.The
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.The
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
또한, 도 16에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 커버(3100), 광원부(3200), 방열체(3300), 회로부(3400), 내부 케이스(3500), 소켓(3600)을 포함할 수 있다. 상기 광원부(3200)는 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다. 16, the lighting apparatus according to the present invention includes a
상기 커버(3100)는 벌브(bulb) 형상을 가지며, 속이 비어 있다. 상기 커버(3100)는 개구(3110)를 갖는다. 상기 개구(3110)를 통해 상기 광원부(3200)와 부재(3350)가 삽입될 수 있다. The
상기 커버(3100)는 상기 방열체(3300)와 결합하고, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)를 둘러쌀 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합에 의해, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)는 외부와 차단될 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합은 접착제를 통해 결합할 수도 있고, 회전 결합 방식 및 후크 결합 방식 등 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 회전 결합 방식은 상기 방열체(3300)의 나사홈에 상기 커버(3100)의 나사선이 결합하는 방식으로서 상기 커버(3100)의 회전에 의해 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이고, 후크 결합 방식은 상기 커버(3100)의 턱이 상기 방열체(3300)의 홈에 끼워져 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이다.The
상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)와 광학적으로 결합한다. 구체적으로 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)의 발광 소자(3230)로부터의 광을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 상기 커버(3100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 여기서, 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 여기시키기 위해, 내/외면 또는 내부에 형광체를 가질 수 있다. The
상기 커버(3100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 여기서, 유백색 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(3100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(3100)의 외면의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 충분히 산란 및 확산시키기 위함이다.The inner surface of the
상기 커버(3100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(3100)는 외부에서 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)가 보일 수 있는 투명한 재질일 수 있고, 보이지 않는 불투명한 재질일 수 있다. 상기 커버(3100)는 예컨대 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
상기 광원부(3200)는 상기 방열체(3300)의 부재(3350)에 배치되고, 복수로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 복수의 측면들 중 하나 이상의 측면에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 측면에서도 상단부에 배치될 수 있다.The
상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 모든 측면들에 배치될 수 있다. 상기 광원부(3200)는 기판(3210)과 발광 소자(3230)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(3230)는 기판(3210)의 일 면 상에 배치될 수 있다. The
상기 기판(3210)은 사각형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(3210)은 원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 상기 기판(3210)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판(3210)은 광을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 광을 효율적으로 반사하는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다. 상기 기판(3210)은 상기 방열체(3300)에 수납되는 상기 회로부(3400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)는 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)를 관통하여 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)를 연결시킬 수 있다.The
상기 발광 소자(3230)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩이거나 UV를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드 칩은 수평형(Lateral Type) 또는 수직형(Vertical Type)일 수 있고, 발광 다이오드 칩은 청색(Blue), 적색(Red), 황색(Yellow), 또는 녹색(Green)을 발산할 수 있다.The
상기 발광 소자(3230)는 형광체를 가질 수 있다. 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또는 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 어느 하나 이상일 수 있다.The
상기 방열체(3300)는 상기 커버(3100)와 결합하고, 상기 광원부(3200)로부터의 열을 방열할 수 있다. 상기 방열체(3300)는 소정의 체적을 가지며, 상면(3310), 측면(3330)을 포함한다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에는 부재(3350)가 배치될 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)와 결합할 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)의 개구(3110)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.The
상기 방열체(3300)의 측면(3330)에는 복수의 방열핀(3370)이 배치될 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 측면(3330)에서 외측으로 연장된 것이거나 측면(3330)에 연결된 것일 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 방열 면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 측면(3330)은 상기 방열핀(3370)을 포함하지 않을 수도 있다.A plurality of radiating
상기 부재(3350)는 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에 배치될 수 있다. 상기 부재(3350)는 상면(3310)과 일체일 수도 있고, 상면(3310)에 결합된 것일 수 있다. 상기 부재(3350)는 다각 기둥일 수 있다. 구체적으로, 상기 부재(3350)는 육각 기둥일 수 있다. 육각 기둥의 부재(3350)는 윗면과 밑면 그리고 6 개의 측면들을 갖는다. 여기서, 상기 부재(3350)는 다각 기둥뿐만 아니라 원 기둥 또는 타원 기둥일 수 있다. 상기 부재(3350)가 원 기둥 또는 타원 기둥일 경우, 상기 광원부(3200)의 상기 기판(3210)은 연성 기판일 수 있다.The
상기 부재(3350)의 6 개의 측면에는 상기 광원부(3200)가 배치될 수 있다. 6 개의 측면 모두에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있고, 6 개의 측면들 중 몇 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있다. 도 16에서는 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치되어 있다. The
상기 부재(3350)의 측면에는 상기 기판(3210)이 배치된다. 상기 부재(3350)의 측면은 상기 방열체(3300)의 상면(3310)과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 기판(3210)과 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. The
상기 부재(3350)의 재질은 열 전도성을 갖는 재질일 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터 발생되는 열을 빠르게 전달받기 위함이다. 상기 부재(3350)의 재질로서는 예를 들면, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 주석(Sn) 등과 상기 금속들의 합금일 수 있다. 또는 상기 부재(3350)는 열 전도성을 갖는 열 전도성 플라스틱으로 형성될 수 있다. 열 전도성 플라스틱은 금속보다 무게가 가볍고, 단방향성의 열 전도성을 갖는 이점이 있다.The material of the
상기 회로부(3400)는 외부로부터 전원을 제공받고, 제공받은 전원을 상기 광원부(3200)에 맞게 변환한다. 상기 회로부(3400)는 변환된 전원을 상기 광원부(3200)로 공급한다. 상기 회로부(3400)는 상기 방열체(3300)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 회로부(3400)는 상기 내부 케이스(3500)에 수납되고, 상기 내부 케이스(3500)와 함께 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 회로부(3400)는 회로 기판(3410)과 상기 회로 기판(3410) 상에 탑재되는 다수의 부품(3430)을 포함할 수 있다. The
상기 회로 기판(3410)은 원형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 회로 기판(3410)은 타원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 이러한 회로 기판(3410)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있다. The
상기 회로 기판(3410)은 상기 광원부(3200)의 기판(3210)과 전기적으로 연결된다. 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)의 전기적 연결은 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)의 내부에 배치되어 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)을 연결할 수 있다. The
다수의 부품(3430)은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원부(3200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원부(3200)를 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있다.The plurality of
상기 내부 케이스(3500)는 내부에 상기 회로부(3400)를 수납한다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 회로부(3400)를 수납하기 위해 수납부(3510)를 가질 수 있다. The
상기 수납부(3510)는 예로서 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 수납부(3510)의 형상은 상기 방열체(3300)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)의 수납부(3510)는 상기 방열체(3300)의 하면에 형성된 수납부에 수납될 수 있다. The receiving
상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합하는 연결부(3530)를 가질 수 있다. 상기 연결부(3530)는 상기 소켓(3600)의 나사홈 구조와 대응되는 나사산 구조를 가질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 부도체이다. 따라서, 상기 회로부(3400)와 상기 방열체(3300) 사이의 전기적 단락을 막는다. 예로서 상기 내부 케이스(3500)는 플라스틱 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The
상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)의 연결부(3530)와 결합될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 종래 재래식 백열 전구와 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)은 전기적으로 연결된다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)의 전기적 연결은 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 따라서, 상기 소켓(3600)에 외부 전원이 인가되면, 외부 전원은 상기 회로부(3400)로 전달될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 상기 연결부(3550)의 나사선 구조과 대응되는 나사홈 구조를 가질 수 있다.The
또한, 도 17에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치 예컨대, 백라이트 유닛은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.17, the illuminating device, for example, a backlight unit according to the present invention includes a
상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. The
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 배치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The
상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.The plurality of light emitting device packages 200 may be mounted on the
상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.The
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명은 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims. You will understand.
100: 발광 소자 110: 기판
120: 마스크층 130: 제1 도전형 반도체층
140: 활성층 150: 제2 도전형 반도체층
160: 홀 확산 방지층 170, 180: 제1전극 및 제2 전극100: light emitting device 110: substrate
120: mask layer 130: first conductivity type semiconductor layer
140: active layer 150: second conductivity type semiconductor layer
160: Hole
Claims (13)
상기 기판 상에 일정 간격으로 이격되어 형성된 복수의 마스크층;
상기 마스크층 상에 형성된 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; 및
상기 제2 도전형 반도체층 내에 형성된 홀 확산 방지층을 포함하고,
상기 마스크층의 상면 및 양측면은 상기 제1 도전형 반도체층과 접촉하며,
인접한 상기 마스크층 사이의 영역과 상기 홀 확산 방지층은 수직으로 중첩하며,
상기 홀 확산 방지층은 상기 마스크층과 수직 방향으로 오버랩되지 않고,
상기 홀 확산 방지층은 상기 제2 도전형 반도체층에 의해 둘러싸이며,
상기 홀 확산 방지층은 다수개로 이격되어 형성되는 발광 소자.Board;
A plurality of mask layers formed on the substrate at regular intervals;
A first conductive semiconductor layer formed on the mask layer;
An active layer formed on the first conductive semiconductor layer;
A second conductive semiconductor layer formed on the active layer; And
And a hole diffusion preventing layer formed in the second conductivity type semiconductor layer,
The upper surface and both side surfaces of the mask layer contact the first conductive type semiconductor layer,
The region between the adjacent mask layers and the hole diffusion preventing layer overlap vertically,
The hole diffusion preventing layer does not overlap with the mask layer in the vertical direction,
The hole diffusion preventing layer is surrounded by the second conductivity type semiconductor layer,
Wherein the hole diffusion preventing layer is formed in a plurality of spaces.
상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 오믹층을 포함하고,
상기 오믹층은 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, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1,
And an ohmic layer disposed on the second conductive type semiconductor layer,
The ohmic layer may include at least one of ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), IZTO (indium zinc tin oxide), IAZO (indium aluminum zinc oxide), IGZO (indium gallium zinc oxide) ZnO, ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Al2O3, Al2O3, Al2O3, Al2O3, AZO, ATO, GZO, IZON, IZO, At least one of RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, .
상기 홀 확산 방지층의 좌우 폭은 인접한 상기 마스크층 사이의 거리와 동일한 발광 소자.The method according to claim 2,
And the lateral width of the hole diffusion preventing layer is equal to the distance between adjacent mask layers.
상기 홀 확산 방지층의 좌우 폭은 상기 마스크층 사이의 거리보다 짧게 형성된 발광 소자.The method according to claim 2,
And the lateral width of the hole diffusion preventing layer is shorter than the distance between the mask layers.
상기 홀 확산 방지층은 상기 제2 도전형 반도체층의 상부면과 하부면 사이에 형성된 발광 소자.The method according to claim 1,
And the hole diffusion preventing layer is formed between the upper surface and the lower surface of the second conductivity type semiconductor layer.
상기 마스크층의 두께는 상기 제1 도전형 반도체층 두께의 1/2로 형성된 발광 소자.The method of claim 5,
And the thickness of the mask layer is 1/2 of the thickness of the first conductive type semiconductor layer.
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