KR102003000B1 - Light emitting device - Google Patents

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Abstract

실시예의 발광 소자는 실리콘 기판과, 실리콘 기판 상에 배치되고, 제1 및 제2 도전형 반도체층과 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조물 및 실리콘 기판과 발광 구조물 사이에 배치되어 발광 구조물로부터의 광을 반사시키는 광 추출 패턴을 포함한다.The light emitting device of the embodiment includes a silicon substrate, a light emitting structure disposed on the silicon substrate and having an active layer between the first and second conductivity type semiconductor layers and the first and second conductivity type semiconductor layers, and a light emitting structure between the silicon substrate and the light emitting structure And a light extraction pattern disposed to reflect light from the light emitting structure.

Description

발광 소자{Light emitting device}[0001]

실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.

GaN 같은 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드갭 에너지를 가지는 등 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)등에 널리 사용된다. 이러한 GaN은 통상적으로 사파이어(sapphire) 기판이나 실리콘 카바이드(SiC) 기판 상에 성장되는데, 이러한 기판은 대구경에 적합하지 않고, 특히 SiC 기판은 가격이 비싼 문제점을 갖는다. 이를 해결하기 위해, 사파이어 기판이나 SiC 기판 보다 값이 싸고 대구경이 용이하며 열전도도가 우수한 실리콘 기판이 사용되고 있다.III-V compound semiconductors such as GaN are widely used in optoelectronics due to their many advantages such as wide and easy-to-adjust bandgap energy. Such GaN is usually grown on a sapphire substrate or a silicon carbide (SiC) substrate. Such a substrate is not suitable for a large diameter, and in particular, a SiC substrate is expensive. To solve this problem, a silicon substrate having a lower cost, a larger diameter, and a higher thermal conductivity than a sapphire substrate or a SiC substrate is used.

도 1은 일반적인 발광 소자를 나타내는 도면이다.1 is a view showing a general light emitting device.

도 1에 도시된 발광 소자는 기판(10) 및 발광 구조물(20)로 구성된다. 발광 구조물(20)은 기판(10) 상에 n형 반도체층(22), n형 반도체층(22) 상에 활성층(24) 및 활성층(24) 상에 p형 반도체층(26)으로 구성된다.The light emitting device shown in Fig. 1 is composed of a substrate 10 and a light emitting structure 20. The light emitting structure 20 is composed of an n-type semiconductor layer 22 on the substrate 10, an active layer 24 on the n-type semiconductor layer 22, and a p-type semiconductor layer 26 on the active layer 24 .

도 2는 도 1의 발광 소자의 전류에 대한 추출 양자 효율(EQE:Extraction Quantum Efficiency)을 나타내는 그래프이다.FIG. 2 is a graph showing the extraction quantum efficiency (EQE) for the current of the light emitting device of FIG.

도 2를 참조하면, 기판(10)의 소재가 사파이어(32, 34, 36)일 때 보다 실리콘(42, 44, 46, 48)일 때, 전류가 증가할수록 EQE가 더 작아짐을 알 수 있다. 이는 활성층(24)에서 발한 가시광선이 평평한 실리콘 기판(10)에 쉽게 흡수되어 광 손실이 발생하기 때문이다. 이와 같이, 실리콘 기판(10)을 갖는 일반적인 발광 소자의 광 추출 효율(LEE:Light Extraction Efficiency)의 개선이 요구된다.Referring to FIG. 2, it can be seen that as the current increases, the EQE becomes smaller as the material of the substrate 10 is the silicon 42, 44, 46, 48 than the sapphire 32, 34, 36. This is because the visible light emitted from the active layer 24 is easily absorbed by the flat silicon substrate 10 to cause optical loss. As described above, improvement of light extraction efficiency (LEE) of a general light emitting device having the silicon substrate 10 is required.

도 3은 도 1의 발광 소자를 전자 현미경(TEM:Transmission Electron Microscope)으로 촬영된 사진을 나타낸다.FIG. 3 is a photograph of the light emitting device of FIG. 1 taken by an electron microscope (TEM: Transmission Electron Microscope).

실리콘 기판(10) 상에 질화물계 발광 구조물(20)이 배치될 때, 질화물 예를 들면 GaN과 실리콘 사이의 격자 부정합(lattice mismatch)이 매우 크고 이들 사이에 열 팽창 계수 차이도 크기 때문에, 도 3에 도시된 바와 같이 쓰레딩 전위(threading dislocation)(50)가 발생할 수도 있으며, n형 반도체층(22)을 두껍게 형성함에 제약이 따른다.When the nitride based light emitting structure 20 is arranged on the silicon substrate 10, since the lattice mismatch between the nitride such as GaN and silicon is very large and the difference in thermal expansion coefficient therebetween is large, A threading dislocation 50 may occur as shown in FIG. 5A, and there is a limitation in forming the n-type semiconductor layer 22 thick.

실시예는 개선된 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides an improved light emitting device.

실시예의 발광 소자는, 실리콘 기판; 상기 실리콘 기판 상에 배치되고, 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조물; 및 상기 실리콘 기판과 상기 발광 구조물 사이에 배치되어 상기 발광 구조물로부터의 광을 반사시키는 광 추출 패턴을 포함한다.The light emitting device of the embodiment includes a silicon substrate; A light emitting structure disposed on the silicon substrate and having an active layer between the first and second conductivity type semiconductor layers and the first and second conductivity type semiconductor layers; And a light extracting pattern disposed between the silicon substrate and the light emitting structure to reflect light from the light emitting structure.

상기 광 추출 패턴은 상기 실리콘 기판과 일체로 형성된 제1 광 추출 패턴을 포함한다. 이때, 상기 실리콘 기판과 상기 발광 구조물 사이에 배치된 광 추출층을 더 포함하고, 상기 광 추출 패턴은 상기 광 추출층과 일체로 형성된 제2 광 추출 패턴을 더 포함할 수 있다.The light extracting pattern includes a first light extracting pattern formed integrally with the silicon substrate. The light extraction layer may further include a light extracting layer disposed between the silicon substrate and the light emitting structure. The light extracting pattern may further include a second light extracting pattern formed integrally with the light extracting layer.

또는, 상기 실리콘 기판과 상기 발광 구조물 사이에 배치된 적어도 하나의 광 추출층을 더 포함하고, 상기 광 추출 패턴은 상기 광 추출층과 일체로 형성될 수 있다.Or at least one light extracting layer disposed between the silicon substrate and the light emitting structure, and the light extracting pattern may be formed integrally with the light extracting layer.

또한, 발광 소자는, 상기 광 추출 패턴과 상기 발광 구조물 사이에 배치되는 버퍼층을 더 포함할 수 있다. The light emitting device may further include a buffer layer disposed between the light extracting pattern and the light emitting structure.

상기 광 추출 패턴의 높이는 상기 버퍼층의 두께 이하일 수 있다.The height of the light extracting pattern may be less than the thickness of the buffer layer.

상기 광 추출 패턴은 요부와 철부를 갖고, 상기 요부의 폭은 1 HB 내지 10 HB일 수 있다. 여기서, HB는 상기 버퍼층의 두께이다.The light extracting pattern may have a concave portion and a convex portion, and the width of the concave portion may be 1 HB to 10 HB. Here, HB is the thickness of the buffer layer.

상기 광 추출 패턴은 요부와 철부를 갖고, 상기 광 추출 패턴의 높이는 0.1(a-D) 내지 10(a-D)일 수 있다. 여기서, a는 상기 광 추출 패턴의 주기, D는 상기 요부의 폭이다.The light extracting pattern has a concave portion and a convex portion, and the height of the light extracting pattern may be 0.1 (aD) to 10 (aD). Where a is the period of the light extraction pattern and D is the width of the recess.

상기 광 추출 패턴은 요부와 철부를 갖고, 상기 광 추출 패턴의 주기는 1.2 D 내지 11 D일 수 있다. 여기서, D는 상기 요부의 폭이다.The light extracting pattern has a recess and a convex portion, and the period of the light extracting pattern may be 1.2 D to 11 D. Here, D is the width of the recess.

상기 광 추출 패턴의 충전 인자는 0.40 내지 0.45일 수 있다.The filling factor of the light extracting pattern may be 0.40 to 0.45.

상기 광 추출 패턴의 2차 패턴의 격자 상수는 300 ㎚ 내지 700 ㎚일 수 있다.The lattice constant of the secondary pattern of the light extracting pattern may be 300 nm to 700 nm.

상기 광 추출 패턴은 2차 프리즘 형태, 반구 형태, 원뿔 형태, 트런케이티드 형태, 육면체 형태, 원통 형태, 양각 형태, 음각 형태, 바 형태 및 격자 형태 중 어느 하나의 형태 또는 이들의 조합을 가질 수 있다.The light extraction pattern may have any one of the following forms: a secondary prism shape, a hemispheric shape, a conical shape, a truncated shape, a hexahedral shape, a cylindrical shape, a boss shape, an engraved shape, a bar shape and a lattice shape, have.

다른 실시예의 발광 소자는, 제1 광 추출 패턴을 갖는 실리콘 기판; 및 상기 실리콘 기판의 상기 제1 광 추출 패턴 상에 배치되고, 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조물을 포함하고, 상기 제1 광 추출 패턴은 상기 발광 구조물로부터의 광을 반사시킬 수 있다.A light emitting device of another embodiment includes: a silicon substrate having a first light extracting pattern; And a light emitting structure disposed on the first light extracting pattern of the silicon substrate and having an active layer between the first and second conductivity type semiconductor layers and the first and second conductivity type semiconductor layers, The light extraction pattern may reflect light from the light emitting structure.

또 다른 실시예의 발광 소자는, 상기 실리콘 기판 상에 배치되며, 제2 광 추출 패턴을 갖는 광 추출층; 상기 광 추출층의 상기 제2 광 추출 패턴 상에 배치되고, 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조물을 포함하고, 상기 제2 광 추출 패턴은 상기 발광 구조물로부터의 광을 반사시킬 수 있다.A light emitting device according to another embodiment includes a light extracting layer disposed on the silicon substrate and having a second light extracting pattern; And a light emitting structure disposed on the second light extracting pattern of the light extracting layer and having an active layer between the first and second conductivity type semiconductor layers and the first and second conductivity type semiconductor layers, The light extraction pattern may reflect light from the light emitting structure.

실시예에 따른 발광 소자는 실리콘 기판과 발광 구조물 사이에 광 추출 패턴을 마련하여, In the light emitting device according to the embodiment, a light extracting pattern is provided between a silicon substrate and a light emitting structure,

광 추출 효율(LEE:Light Extraction Efficiency)을 개선시킬 수 있을 뿐만 아니라, Not only can light extraction efficiency (LEE) be improved,

실리콘 기판 상의 발광 구조물이 가질 수 있는 높은 쓰레딩 전위 밀도(TDD:Threading Dislocation Density)를 개선시켜 표면 모폴로지 및 결정성을 향상시킬 수 있고, The surface morphology and crystallinity can be improved by improving the high threading dislocation density (TDD) that a light emitting structure on a silicon substrate can have,

n형 반도체층을 두껍게 형성할 수 있도록 하고, the n-type semiconductor layer can be formed thick,

실리콘이 갖는 물질적 특성으로 인해, 광 추출 패턴을 실리콘 기판 상에 쉽게 패터닝하여 형성할 수도 있다.Due to the material properties of silicon, a light extraction pattern can be formed by easily patterning on a silicon substrate.

도 1은 일반적인 발광 소자를 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 전류에 대한 추출 양자 효율을 나타내는 그래프이다.
도 3은 도 1의 발광 소자를 전자 현미경으로 촬영된 사진을 나타낸다.
도 4는 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 5는 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 6은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 7은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 8은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 9는 또 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 10은 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 11은 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 12는 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 13은 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 14는 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 15는 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 16은 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 17은 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 18은 또 다른 실시예에 의한 광 추출 패턴의 사시도를 나타낸다.
도 19는 광 추출 패턴의 형태별 광 추출 효율을 나타내는 그래프이다.
도 20a은 실시예에 의한 주기적인 삼각형 양각 형태의 광 추출 패턴을 나타내고, 도 20b는 다른 실시예에 의한 주기적인 삼각형 음각 형태의 광 추출 패턴을 나타낸다.
도 21은 또 다른 실시예에 의한 주기적인 장방형 광 추출 패턴을 나타낸다.
도 22는 광 추출 패턴의 충전 인자에 대한 광 추출 효율을 나타내는 그래프이다.
도 23은 2차 패턴의 격자 상수에 대한 LEE를 나타내는 그래프이다.
도 24는 기존과 실시예의 광 추출 효율을 비교하여 나타내는 그래프이다.
도 25a 및 도 25b는 기존 및 실시예의 발광 소자의 발광 모습을 각각 촬영한 도면이다.
도 26은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 27은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도이다.
도 28은 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도이다.1 is a view showing a general light emitting device.
2 is a graph showing extracted quantum efficiency for the current of the light emitting device of FIG.
3 is a photograph taken by an electron microscope of the light emitting device of FIG.
4 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
5 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
6 is a sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
7 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
8 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
9 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
10 is a perspective view of the light extraction pattern according to the embodiment.
11 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
12 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
13 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
Fig. 14 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
15 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
16 is a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
17 shows a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
18 shows a perspective view of a light extraction pattern according to another embodiment.
19 is a graph showing the light extraction efficiency according to the shape of the light extraction pattern.
FIG. 20A shows a periodic triangular embossed light extraction pattern according to an embodiment of the present invention, and FIG. 20B shows a periodic triangular embossed light extraction pattern according to another embodiment.
21 shows a periodic rectangular light extraction pattern according to another embodiment.
22 is a graph showing the light extraction efficiency with respect to the fill factor of the light extraction pattern.
23 is a graph showing the LEE for the lattice constant of the secondary pattern.
24 is a graph showing the comparison of the light extraction efficiencies of the conventional and the embodiment.
25A and 25B are photographs respectively showing the light emitting states of the light emitting devices of the conventional and the embodiments.
26 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to the embodiment.
27 is a perspective view of the illumination unit according to the embodiment.
28 is an exploded perspective view of the backlight unit according to the embodiment.

이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention. However, the embodiments according to the present invention can be modified into various other forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.

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)접촉거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed on the "upper" or "on or under" of each element, on or under includes both elements either directly contacting each other or one or more other elements being indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on" or "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.

도 4는 실시예에 의한 발광 소자(100A)의 단면도를 나타낸다.4 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100A according to the embodiment.

도 5는 다른 실시예에 의한 발광 소자(100B)의 단면도를 나타낸다.5 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100B according to another embodiment.

도 4 및 도 5에 각각 예시된 발광 소자(100A, 100B)는 실리콘 기판(110A, 110B), 버퍼층(120A, 120B), 발광 구조물(130), 제1 및 제2 전극(142, 144)을 포함한다.The light emitting devices 100A and 100B illustrated in FIGS. 4 and 5 include the silicon substrates 110A and 110B, the buffer layers 120A and 120B, the light emitting structure 130, the first and second electrodes 142 and 144, .

실리콘 기판(110A, 110B)은 (001) 또는 (111) 결정면을 주면으로서 갖는다.The silicon substrates 110A and 110B have a (001) or (111) crystal plane as a principal plane.

버퍼층(120A, 120B)은 실리콘 기판(110A, 110B)과 발광 구조물(130)의 사이에 배치되며, 10 ㎚ 내지 500 ㎚의 두께를 가질 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(120A, 120B)은 InN, AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 및 AlInGaN 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The buffer layers 120A and 120B are disposed between the silicon substrates 110A and 110B and the light emitting structure 130 and may have a thickness of 10 nm to 500 nm. For example, the buffer layers 120A and 120B may include at least one of InN, AlN, AlGaN, InGaN, InAlGaN, and AlInGaN.

버퍼층(120A, 120B)의 상부에 발광 구조물(130)이 배치된다. 발광 구조물(130)은 제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제2 도전형 반도체층(136)을 포함한다.The light emitting structure 130 is disposed on the buffer layers 120A and 120B. The light emitting structure 130 includes a first conductive semiconductor layer 132, an active layer 134, and a second conductive semiconductor layer 136.

제1 도전형 반도체층(132)은 버퍼층(120A, 120B)의 상부에 배치되며, 제1 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, AlyInzGa(1-y-z)N (0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, 0 ≤ y+z ≤ 1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP 및 InP 중에서 선택되는 적어도 하나로 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(132)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se 또는 Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first conductive semiconductor layer 132 may be disposed on the buffer layer 120A or 120B and may include a III-V compound semiconductor doped with the first conductive dopant. The first conductive semiconductor layer 132 may include Al y In z Ga 1- yz) N (0? y? 1, 0? z? 1, 0? y + z? 1). For example, the first conductive semiconductor layer 132 may be formed of at least one selected from the group consisting of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP and InP . When the first conductivity type semiconductor layer 132 is an n-type semiconductor layer, the first conductivity type dopant may include Si, Ge, Sn, Se or Te as an n-type dopant, but is not limited thereto.

활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)과 제2 도전형 반도체층(136)의 사이에 배치된다. 활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)을 통해 주입되는 전자(또는, 정공)와, 제2 도전형 반도체층(136)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)이 서로 만나서, 활성층(134)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.The active layer 134 is disposed between the first conductivity type semiconductor layer 132 and the second conductivity type semiconductor layer 136. The active layer 134 is formed in such a manner that electrons (or holes) injected through the first conductivity type semiconductor layer 132 and holes (or electrons) injected through the second conductivity type semiconductor layer 136 meet with each other, Emitting layer 134 is a layer that emits light having energy determined by the energy band inherent to the material.

활성층(134)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 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, 활성층(134)은 트리메틸 갈륨(TMG:Trimethyl Gallium) 가스, 암모니아(NH3) 가스, 질소 가스(N2) 및 트리메틸 인듐(TMIn:Trimethyl Indium) 가스가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.The active layer 134 may be formed of at least one of a single well structure, a multi-well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, a quantum-wire structure or a quantum dot structure . For example, the active layer 134 may be formed by injecting trimethyl gallium (TMG) gas, ammonia (NH 3 ) gas, nitrogen gas (N 2 ), and trimethyl indium (TMIn) But is not limited thereto.

활성층(134)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs 및 GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나, 또는 그 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the active layer 134 may be formed of any one or more of a pair of InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs) / AlGaAs and GaP But is not limited thereto. The well layer may be formed of a material having a band gap smaller than the band gap of the barrier layer.

제2 도전형 반도체층(136)은 활성층(134)의 상부에 배치되며, 제2 도전형 도펀트가 도핑된 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체를 포함할 수 있으며, InyAlzGa1-y-zN (0 ≤ y ≤ 1, 0 ≤ z ≤ 1, 0 ≤ y+z ≤ 1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(136)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr 또는 Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The second conductive semiconductor layer 136 may be disposed on the active layer 134 and may include a III-V compound semiconductor doped with a second conductive dopant. In y Al z Ga 1 -yz N ( 0? Y? 1, 0? Z? 1, 0? Y + z? 1). For example, when the second conductivity type semiconductor layer 136 is a p-type semiconductor layer, the second conductivity type dopant may be a p-type dopant including, but not limited to, Mg, Zn, Ca, Sr, Do not.

전술한 발광 구조물(130)에서, 제1 도전형 반도체층(132)은 n형 반도체층으로 이루어지고, 제2 도전형 반도체층(136)은 p형 반도체층으로 이루어질 수도 있고, 제1 도전형 반도체층(132)은 p형 반도체층으로 이루어지고, 제2 도전형 반도체층(136)은 n형 반도체층으로 이루어질 수도 있다. 즉, 발광 구조물은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, 및 p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.In the above-described light emitting structure 130, the first conductivity type semiconductor layer 132 may be an n-type semiconductor layer, the second conductivity type semiconductor layer 136 may be a p-type semiconductor layer, The semiconductor layer 132 may be a p-type semiconductor layer, and the second conductivity type semiconductor layer 136 may be an n-type semiconductor layer. That is, the light emitting structure may be implemented by any one of an n-p junction structure, a p-n junction structure, an n-p-n junction structure, and a p-n-p junction structure.

제1 및 제2 도전형 반도체층(132, 136)의 각 상부에는 제1 및 제2 전극(142, 144)이 배치될 수 있다. 제1 및 제2 전극(142, 144) 각각은 금속으로 형성될 수 있으며, 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.First and second electrodes 142 and 144 may be disposed on top of the first and second conductivity type semiconductor layers 132 and 136, respectively. Each of the first and second electrodes 142 and 144 may be formed of a metal and may be formed of a reflective electrode material having an ohmic characteristic. Layer structure including at least one of aluminum (Al), titanium (Ti), chrome (Cr), nickel (Ni), copper (Cu), and gold (Au).

한편, 광 추출 패턴(112A, 112B)은 실리콘 기판(110A, 110B)과 발광 구조물(130) 사이에 배치된다. 구체적으로, 광 추출 패턴(112A, 112B)은 실리콘 기판(110A, 110B)과 버퍼층(120A, 120B) 사이에 배치되어, 발광 구조물(130)로부터 광을 반사시킨다.On the other hand, the light extraction patterns 112A and 112B are disposed between the silicon substrates 110A and 110B and the light emitting structure 130. Specifically, the light extracting patterns 112A and 112B are disposed between the silicon substrates 110A and 110B and the buffer layers 120A and 120B to reflect light from the light emitting structure 130. FIG.

실시예에 의하면, 도 4 및 도 5에 예시된 바와 같이 광 추출 패턴(112A, 112B)은 실리콘 기판(110A, 110B)과 일체로 형성될 수 있다. 이하, 실리콘 기판과 일체로 형성된 광 추출 패턴을 '제1 광 추출 패턴'이라 정의한다. According to the embodiment, as illustrated in FIGS. 4 and 5, the light extraction patterns 112A and 112B may be formed integrally with the silicon substrates 110A and 110B. Hereinafter, a light extraction pattern integrally formed with a silicon substrate is defined as a 'first light extraction pattern'.

제1 광 추출 패턴(112A)은 도 4에 예시된 바와 같이 양각 형태(protrusion form)를 가질 수도 있고, 도 5에 예시된 바와 같이 음각 형태(intaglio form)를 가질 수도 있다.The first light extracting pattern 112A may have a protrusion form as illustrated in FIG. 4 and may have an intaglio form as illustrated in FIG.

도 6은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자(100C)의 단면도를 나타낸다.6 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100C according to another embodiment.

도 7은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자(100D)의 단면도를 나타낸다.FIG. 7 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100D according to another embodiment.

다른 실시예에 의하면, 도 6 및 도 7에 예시된 바와 같이, 발광 소자(100C, 100D)는 실리콘 기판(110C)과 버퍼층(120C, 120D) 사이에 배치된 광 추출층(150A, 150B)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 광 추출 패턴(152A, 152B)은 광 추출층(150A, 150B)과 일체로 형성될 수 있다. 이하, 광 추출층과 일체로 형성된 광 추출 패턴을 '제2 광 추출 패턴'이라 정의한다.6 and 7, the light emitting devices 100C and 100D include the light extraction layers 150A and 150B disposed between the silicon substrate 110C and the buffer layers 120C and 120D, respectively, . In this case, the light extracting patterns 152A and 152B may be formed integrally with the light extracting layers 150A and 150B. Hereinafter, the light extracting pattern formed integrally with the light extracting layer is defined as a 'second light extracting pattern'.

제2 광 추출 패턴(152A)은 도 6에 예시된 바와 같이 양각 형태를 가질 수도 있고, 도 7에 예시된 바와 같이 음각 형태를 가질 수도 있다.The second light extracting pattern 152A may have a relief shape as illustrated in FIG. 6 and may have a relief shape as illustrated in FIG.

도 6 및 도 7에 예시된 발광 소자(100C, 100D)에서 실리콘 기판(110C)에 제1 광 추출 패턴이 형성되지 않고 광 추출층(150A, 150B)에만 제2 광 추출 패턴(152A, 152B)이 형성되어 있다. 그러나, 실시예에 의한 발광 소자는 제1 및 제2 광 추출 패턴을 모두 포함할 수 있다.The first light extraction pattern is not formed on the silicon substrate 110C in the light emitting devices 100C and 100D illustrated in FIGS. 6 and 7 and the second light extraction patterns 152A and 152B are formed only on the light extraction layers 150A and 150B. Respectively. However, the light emitting device according to the embodiment may include both the first and second light extracting patterns.

도 8은 또 다른 실시예에 의한 발광 소자(100E)의 단면도를 나타낸다.8 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100E according to another embodiment.

도 9는 또 다른 실시예에 의한 발광 소자(100F)의 단면도를 나타낸다.FIG. 9 shows a cross-sectional view of a light emitting device 100F according to another embodiment.

또 다른 실시예에 의하면, 도 8 및 도 9에 예시된 바와 같이, 발광 소자(100E, 100F)는 실리콘 기판(110D, 110E)과 일체로 형성된 제1 광 추출 패턴(112C, 112D) 뿐만 아니라 광 추출층(150C, 150D)과 일체로 형성된 제2 광 추출 패턴(152C, 152D)를 모두 포함할 수 있다.8 and 9, the light emitting devices 100E and 100F may include not only the first light extracting patterns 112C and 112D formed integrally with the silicon substrates 110D and 110E, And the second light extracting patterns 152C and 152D formed integrally with the extraction layers 150C and 150D.

제1 광 추출 패턴과 제2 광 추출 패턴은 서로 동일한 형태를 가질 수도 있고 서로 다른 형태를 가질 수도 있다. 즉, 제1 및 제2 광 추출 패턴은 모두 양각 형태일 수도 있고, 음각 형태일 수도 있다. 또는, 제1 및 제2 광 추출 패턴 중 어느 하나는 양각 형태이고 다른 하나는 음각 형태일 수 있다. 또한, 제1 및 제2 광 추출 패턴이 서로 동일한 양각 또는 음각 형태라고 하더라도 서로 동일하거나 다른 단면 형상을 가질 수 있다.The first light extracting pattern and the second light extracting pattern may have the same shape or may have different shapes. That is, both the first and second light extracting patterns may be embossed or engraved. Alternatively, one of the first and second light extracting patterns may be a relief pattern and the other pattern may be relief pattern. Further, even if the first and second light extracting patterns are formed in the same embossed or depressed shape, they may have the same or different cross-sectional shapes.

예를 들어, 도 8에 예시된 바와 같이 제1 광 추출 패턴(112C)은 음각 형태를 가지고 제2 광 추출 패턴(152C)은 양각 형태를 가질 수 있다. 또는, 도 9에 예시된 바와 같이 제1 광 추출 패턴(112D)과 제2 광 추출 패턴(152D)은 모두 음각 형태를 가질 수도 있다. For example, as illustrated in FIG. 8, the first light extracting pattern 112C may have a depressed shape and the second light extracting pattern 152C may have a depressed shape. Alternatively, the first light extracting pattern 112D and the second light extracting pattern 152D may have a negative shape as illustrated in FIG.

도 4 내지 도 9에 도시된 광 추출 패턴 즉, 제1 및 제2 광 추출 패턴은 삼각형의 단면 형상(shape)을 갖지만 이에 국한되지 않고, 후술되는 바와 같이 다양한 형태의 단면 형상을 가질 수 있다.The light extraction patterns shown in FIGS. 4 to 9, that is, the first and second light extraction patterns have a triangle cross-sectional shape, but are not limited thereto, and may have various cross-sectional shapes as described later.

도 6 내지 도 9에 예시된 광 추출층(150A, 150B, 150C, 150D)은 희토류계(Er, Gd, Ce), 3 내지 6족 전이 금속 원소계 또는 탄소족계의 산화물 또는 질화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광 추출층(150A, 150B, 150C, 150D)은 Hf, Zn, Zr, Al, Ta, Si 또는 Ti 산화물 또는 Ti, Ta, Si 또는 Cr 질화물을 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The light extracting layers 150A, 150B, 150C and 150D illustrated in FIGS. 6 to 9 may include a rare earth (Er, Gd, Ce), a Group 3-6 transition metal element or a carbon-based oxide or nitride have. For example, the light extraction layers 150A, 150B, 150C and 150D may include, but are not limited to, Hf, Zn, Zr, Al, Ta, Si or Ti oxides or Ti, Ta, Si or Cr nitrides.

또한, 광 추출층(150A, 150B, 150C, 150D)은 도 6 내지 도 9에 예시된 바와 같이 단층 구조일 수도 있지만, 이에 국한되지 않으며 복층 구조일 수도 있다.The light extraction layers 150A, 150B, 150C, and 150D may have a single-layer structure as illustrated in FIGS. 6 to 9, but are not limited thereto and may have a multi-layer structure.

이하, 실시예의 광 추출 패턴의 다양한 형태을 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, various forms of the light extraction pattern of the embodiment will be described as follows.

도 10 내지 도 18은 실시예에 의한 광 추출 패턴(220A ~ 220I)의 사시도를 나타낸다. 여기서, 광 추출 패턴(220A ~ 220I)은 베이스층(210)과 일체로 형성되어 있다. 베이스층(210)은 실리콘 기판(110A ~ 110E)일 수도 있고 광 추출층(150A ~ 150D)일 수도 있다.10 to 18 are perspective views of the light extracting patterns 220A to 220I according to the embodiment. Here, the light extracting patterns 220A to 220I are formed integrally with the base layer 210. The base layer 210 may be a silicon substrate 110A to 110E or a light extraction layer 150A to 150D.

실시예에 의하면, 광 추출 패턴은 도 10에 예시된 바와 같이 반구 형태(220A)일 수도 있고, 도 11에 예시된 바와 같이 2차 프리즘(prism) 형태(220B)일 수도 있고, 도 12에 예시된 바와 같이 원뿔(cone) 형태(220C)일 수도 있고, 도 13에 예시된 바와 같이 트런케이티드(truncated) 형태(220D)일 수도 있고, 도 14에 예시된 바와 같이 원통 형태(220E)일 수도 있고, 도 15에 예시된 바와 같이 육면체 형태(220F)일 수도 있으며 이에 국한되지 않고 다양한 형태일 수 있다.According to the embodiment, the light extracting pattern may be a hemispherical shape 220A as illustrated in FIG. 10, a prism shape 220B as illustrated in FIG. 11, May be a cone shape 220C as shown, a truncated shape 220D as illustrated in FIG. 13, a cylindrical shape 220E as illustrated in FIG. 14, And may be in the form of a hexahedron 220F as illustrated in FIG. 15, but may be in various forms without limitation.

또한, 광 추출 패턴은 바(bar) 형태일 수도 있다. 예를 들어, 도 16에 예시된 광 추출 패턴은 2차 프리즘 바 형태(220G)일 수 있으며, 이에 국한되지 않고 육면체 바 형태, 트런케이드 바 형태 등 다양한 모습의 바 형태일 수 있다.Also, the light extraction pattern may be in the form of a bar. For example, the light extracting pattern illustrated in FIG. 16 may be a secondary prism bar shape 220G, but may be a bar shape having various shapes such as a hexahedral bar shape and a truncated cage bar shape.

또한, 광 추출 패턴은 격자 형태를 가질 수도 있다. 예를 들어, 도 17에 예시된 광 추출 패턴은 2차 프리즘 격자 형태(220H)일 수 있으며, 이에 국한되지 않고 육면체 격자 형태, 트런케이드 격자 형태 등 다양한 모습의 격자 형태일 수 있다.Further, the light extracting pattern may have a lattice form. For example, the light extraction pattern illustrated in FIG. 17 may be a quadratic prism lattice pattern 220H, but may not be limited thereto, and may have a lattice pattern of various shapes such as a hexagonal lattice pattern or a truncated lattice pattern.

또한, 전술한 도 10 내지 도 17에 예시된 광 추출 패턴(220A 내지 220H)은 양각 형태이지만, 광 추출 패턴은 음각 형태일 수도 있다. 예를 들어, 도 18에 예시된 바와 같이, 광 추출 패턴은 원통 음각 형태(220I)일 수도 있다.In addition, although the light extracting patterns 220A to 220H illustrated in FIGS. 10 to 17 described above are in a relief shape, the light extracting patterns may be in a depressed shape. For example, as illustrated in FIG. 18, the light extraction pattern may be a cylinder intaglio shape 220I.

또한, 광 추출 패턴은 도 10, 도 11, 도 14 내지 도 17 또는 도 18과 같이 일정한 간격으로 서로 이격되어 주기적인 모습을 보일수 도 있지만, 도 12 또는 도 13에 예시된 바와 같이 불규칙한 간격으로 서로 이격되어 비주기적인 모습을 보일 수도 있다.In addition, the light extraction pattern may be periodically spaced apart from each other at regular intervals as shown in Figs. 10, 11, 14 to 17 or 18, but may be formed at irregular intervals as illustrated in Fig. 12 or 13 They may be spaced apart and show an aperiodic appearance.

또한, 비록 도시되지는 않았지만, 광 추출 패턴은 도 10 내지 도 18에 예시된 반구 형태(220A), 2차 프리즘(prism) 형태(220B), 원뿔(cone) 형태(220C), 트런케이티드(truncated) 형태(220D), 원통 형태(220E), 육면체 형태(220F)의 복수개의 조합일 수 있다.Further, although not shown, the light extracting pattern may include a hemispherical shape 220A, a secondary prism shape 220B, a cone shape 220C, a trapezoid (see FIG. truncated shape 220D, cylindrical shape 220E, and hexahedral shape 220F.

도 19는 광 추출 패턴의 형태별 광 추출 효율(LEE:Light Extraction Efficiency)을 나타내는 그래프로서, 종축은 LEE를 %로 나타내고, 횡축은 전달 시간(propagation time)을 피코(pico) 시간 단위(psec)로 나타낸다. 여기서, 전달 시간이란, 활성층(134)에서 광이 발하여진 시점부터 제2 도전형 반도체층(136)의 상부로부터 빛이 추출되는 시점까지의 기간을 의미한다.19 is a graph showing the light extraction efficiency (LEE) according to the shape of the light extraction pattern, with the vertical axis representing LEE in% and the horizontal axis representing the propagation time in pico time units (psec) . Here, the propagation time refers to a period from when light is emitted from the active layer 134 to when light is extracted from the upper portion of the second conductivity type semiconductor layer 136.

도 19를 참조하면, 실리콘 기판(10)이 평평한 경우(230)의 광 추출 효율이 대략 27.6%일 때, 실시예의 광 추출 패턴의 형태에 따른 광 추출 효율(%)은 다음 표 1과 같다.Referring to FIG. 19, the light extraction efficiency (%) according to the shape of the light extraction pattern of the embodiment is shown in the following Table 1 when the light extraction efficiency in the case where the silicon substrate 10 is flat is approximately 27.6%.

2차 프리즘 형태(231)The secondary prism shape (231) 반구 형태 (232)Hemispherical shape (232) 원뿔 형태 (233)Conical shapes (233) 트런케이티드 형태 (234)Tranated form (234) 육면체 형태 (235)Hexahedral form (235) 원통 형태 (236)Cylindrical shape (236) 33.5%33.5% 49.7%49.7% 46.5%46.5% 51.3%51.3% 49.4%49.4% 43.5%43.5%

표 1을 참조하면, 광 추출 패턴이 트런케이티드 형태(234)를 가질 때, 광 추출 효율이 가장 높음을 알 수 있다.Referring to Table 1, it can be seen that the light extraction efficiency is the highest when the light extraction pattern has the traction type 234.

도 20a는 실시예에 의한 주기적인 삼각형 양각 형태의 광 추출 패턴을 나타내고, 도 20b는 다른 실시예에 의한 주기적인 삼각형 음각 형태의 광 추출 패턴을 나타낸다.FIG. 20A shows a light extraction pattern of a periodic triangular emboss shape according to an embodiment, and FIG. 20B shows a light extraction pattern of a periodic triangular recess shape according to another embodiment.

도 20a 및 도 20b에서, 광 추출 패턴은 탑층(240)과 베이스층(210)의 사이에 배치된다. 여기서, 베이스층(210)은 전술한 바와 같이 도 4 내지 도 9에 예시된 실리콘 기판(110A ~ 110E) 또는 광 추출층(150A ~ 150D)일 수 있고, 탑층(240)은 도 4 내지 도 9에 예시된 버퍼층(120A ~ 120F)일 수 있다. 예를 들어, 도 20a는 도 4, 도 6 또는 도 8에 예시된 광 추출 패턴(112A, 152A, 152C)을 나타내고, 도 20b는 도 5, 도 7 또는 도 9에 예시된 광 추출 패턴(112B, 152B, 152D)을 나타낼 수 있다.In FIGS. 20A and 20B, the light extraction pattern is disposed between the top layer 240 and the base layer 210. Herein, the base layer 210 may be the silicon substrate 110A to 110E or the light extracting layer 150A to 150D illustrated in FIGS. 4 to 9 as described above, and the top layer 240 may be the silicon substrate 110A to 110E illustrated in FIGS. The buffer layer 120A to 120F illustrated in FIG. For example, FIG. 20A shows the light extraction patterns 112A, 152A, and 152C illustrated in FIGS. 4, 6, or 8, FIG. 20B illustrates the light extraction patterns 112B , 152B, and 152D.

또한, 도 20a에 예시된 광 추출 패턴은 도 11, 도 16 또는 도 17의 20-20' 선을 따라 절취한 단면도일 수 있다. 다만, 도 11, 도 16 또는 도 17의 경우 광 추출 패턴의 모습을 명확히 보이기 위해, 탑층(240)이 형성되기 이전의 모습을 나타내고, 도 20a 및 도 20b는 탑층(240)이 형성된 이후의 모습을 나타낸다.In addition, the light extracting pattern illustrated in FIG. 20A may be a sectional view taken along line 20-20 'of FIG. 11, FIG. 16, or FIG. 20A and 20B illustrate a state before the top layer 240 is formed in order to clearly show the shape of the light extraction pattern in the case of FIGS. 11, 16, or 17. FIG. .

도 21은 또 다른 실시예에 의한 주기적인 장방형(rectangle) 광 추출 패턴을 나타낸다. 여기서, 광 추출 패턴은 철부(210A)와 요부(210B)를 갖는다.Figure 21 shows a periodic rectangle light extraction pattern according to yet another embodiment. Here, the light extracting pattern has a convex portion 210A and a concave portion 210B.

도 4 내지 도 9에 예시된 광 추출 패턴은 삼각형의 단면을 갖는 대신에 도 21에 예시된 바와 같은 장방형의 단면을 가질 수도 있다.The light extraction pattern illustrated in Figs. 4-9 may have a rectangular cross-section as illustrated in Fig. 21, instead of having a triangular cross-section.

도 21에 예시된 광 추출 패턴은 도 14 또는 도 15의 21-21' 선을 따라 절취한 단면도일 수 있다. 다만, 도 14 또는 도 15의 경우 광 추출 패턴의 모습을 명확히 보이기 위해, 탑층(240)이 형성되기 이전의 모습을 나타내고, 도 21은 탑층(240)이 형성된 이후의 모습을 나타낸다.The light extraction pattern illustrated in FIG. 21 may be a sectional view taken along line 21-21 'of FIG. 14 or FIG. 14 or FIG. 15, the top layer 240 is formed before the top layer 240 is formed, and FIG. 21 shows the top layer 240 after the top layer 240 is formed.

이하, 실시예에 의한 광 추출 패턴의 특징을 도 20a, 도 20b 및 도 21을 참조하여 다음과 같이 설명한다.Hereinafter, the characteristics of the light extraction pattern according to the embodiment will be described with reference to FIGS. 20A, 20B, and 21. FIG.

광 추출 패턴의 높이(H1, H2)는 탑층(240)인 버퍼층(120:120A ~ 120F)의 두께(HB) 이하일 수 있다. 예를 들어, 버퍼층(120)의 두께(HB)가 500 ㎚일 경우, 광 추출 패턴의 높이(H1, H2)는 500 ㎚ 이하일 수 있다.The heights H 1 and H 2 of the light extracting pattern may be equal to or less than the thickness HB of the buffer layer 120 (120A to 120F) that is the top layer 240. For example, when the thickness HB of the buffer layer 120 is 500 nm, the heights H 1 and H 2 of the light extracting pattern may be 500 nm or less.

만일, 광 추출 패턴의 높이(H1, H2)가 버퍼층(120)의 두께를 초과하면, 광 추출 패턴의 경사면에서 스텝 커버리지(step coverage) 문제가 대두될 수 있다. 즉, 버퍼층(120)의 상부로 광 추출 패턴이 노출될 경우, 노출된 광 추출 패턴과 발광 구조물(130)인 에피층 사이에서 새로운 전위(dislocation)가 생성되며, 생성된 새로운 전위는 최종 에피 성장 완료 후에 V-핏(pit) 형태로 표면에 불량을 발생시킬 수 있다.If the height H 1 and H 2 of the light extracting pattern exceeds the thickness of the buffer layer 120, a step coverage problem may occur on the slope of the light extracting pattern. That is, when the light extracting pattern is exposed to the upper portion of the buffer layer 120, a new dislocation is generated between the exposed light extracting pattern and the epi-layer as the light emitting structure 130, After completion, the surface can be defective in the form of V-pits.

따라서, 버퍼층(120)의 상부에 성장되는 발광 구조물(130)인 에피층의 전위를 제어하기 위해서, 광 추출 패턴의 높이(H1, H2)가 버퍼층(120)의 두께를 초과하지 않을 필요가 있다.Therefore, in order to control the electric potential of the epilayer 130, which is the light emitting structure 130 grown on the buffer layer 120, the heights H 1 and H 2 of the light extracting pattern need not exceed the thickness of the buffer layer 120 .

또한, 전술한 바와 같이 광 추출 패턴의 높이와 대비시켜 버퍼층(120)의 두께를 한정하는 이유는, 발광 소자의 결정 품질을 양호하게 하기 위해서이다. 일반적으로 GaN 또는 AlN으로 이루어지는 버퍼층(120)은 저온(low temperature)에서 성장하기 때문에 결정 품질이 좋지 않다. 결정 품질이 좋지 않을 경우, 하부 층에서 발생하는 쓰레딩 전위 밀도(TDD:Threading dislocation density)로 인하여 전류 누설 경로가 형성되어 불량이 발생할 수 있다. 이와 같이 결정 품질을 양호하게 보장하기 위해서, 전술한 바와 같이 광 추출 패턴의 높이와 대비시켜 버퍼층(120)의 두께를 한정한다.The reason for limiting the thickness of the buffer layer 120 in comparison with the height of the light extracting pattern as described above is to improve the crystal quality of the light emitting element. In general, since the buffer layer 120 made of GaN or AlN grows at a low temperature, the crystal quality is poor. If the crystal quality is poor, a current leakage path may be formed due to the threading dislocation density (TDD) generated in the lower layer, resulting in failure. In order to ensure a good crystal quality, the thickness of the buffer layer 120 is limited by comparing the height of the light extracting pattern as described above.

또한, 도 20a 및 도 20b에 예시된 광 추출 패턴의 높이(H1)는 0.1(a1-D11) 내지 10(a1-D11)일 수 있다. 여기서, a1은 도 20a 및 도 20b에 예시된 광 추출 패턴의 주기를 의미하고, D11은 도 20a에 예시된 광 추출 패턴의 요부가 갖는 폭 또는 도 20b에 예시된 광 추출 패턴의 철부가 갖는 폭을 의미하고, D12는 도 20a에 예시된 광 추출 패턴의 철부가 갖는 폭을 의미한다.In addition, the height H 1 of the light extraction pattern illustrated in FIGS. 20A and 20B may be 0.1 (a 1 -D 11 ) to 10 (a 1 -D 11 ). Here, a 1 denotes the period of the light extracting pattern illustrated in Figs. 20A and 20B, D 11 denotes the width of the recess of the light extracting pattern illustrated in Fig. 20A, or a convex portion of the light extracting pattern illustrated in Fig. And D 12 means the width of the convex portion of the light extraction pattern illustrated in FIG. 20A.

또한, 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 높이(H2)는 0.1(a2-D2) 내지 10(a2-D2)일 수 있다. 여기서, a2는 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 주기를 의미하고, D2는 광 추출 패턴의 요부(210B)가 갖는 폭을 의미한다.In addition, the height H 2 of the light extraction pattern illustrated in FIG. 21 may be 0.1 (a 2 -D 2 ) to 10 (a 2 -D 2 ). Here, a 2 denotes the period of the light extraction pattern illustrated in FIG. 21, and D 2 denotes the width of the recess 210 B of the light extraction pattern.

또한, 도 20a 또는 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 요부가 갖는 폭(D11, D2) 및 도 20a 또는 도 20b에 예시된 광 추출 패턴의 철부가 갖는 폭(D12, D1)은 1 HB 내지 10 HB일 수 있다.Further, FIG. 20a, or a width that has a main portion of the light extraction pattern illustrated in Figure 21 (D 11, D 2) and the width (D 12, D 1) having convex portions of the light extraction pattern illustrated in Figure 20a or Figure 20b is 1 HB to 10 HB.

또한, 도 20a, 도 20b, 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 경사진 각도(θ)는 30°내지 60°일 수 있다.20A, 20B, and 21 may be an inclination angle [theta] of 30 [deg.] To 60 [deg.].

또한, 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 주기(a2)는 1.2D2 내지 11D2가 될 수 있다. 예를 들어, 도 21에 예시된 광 추출 패턴의 주기(a2)는 1.3*D2 내지 2*D2일 수 있다. 또한, 도 21에 예시된 광 추출 패턴에서 철부가 갖는 폭(D3)은 0.2D2 내지 10D2일 수 있다.In addition, the period (a 2 ) of the light extraction pattern illustrated in FIG. 21 may be 1.2D 2 to 11D 2 . For example, the period (a 2 ) of the light extraction pattern illustrated in FIG. 21 may be 1.3 * D 2 to 2 * D 2 . In addition, the width D 3 of the convex portion in the light extracting pattern illustrated in FIG. 21 may be 0.2 D 2 to 10 D 2 .

도 22는 광 추출 패턴의 충전 인자(filling factor)에 대한 광 추출 효율(LEE)을 나타내는 그래프이다. 여기서, 광 추출 패턴의 충전 인자란 다음 수학식 1과 같이 표현된다.22 is a graph showing the light extraction efficiency (LEE) for the filling factor of the light extraction pattern. Here, the charge factor of the light extraction pattern is expressed by the following equation (1).

Figure 112012054110446-pat00001
Figure 112012054110446-pat00001

도 22를 참조하면 충전 인자가 0.40 내지 0.45일 때, 광 추출 효율이 최대가 됨을 나타냄을 알 수 있다.Referring to FIG. 22, it can be seen that the light extraction efficiency is maximized when the fill factor is 0.40 to 0.45.

도 23은 2차 패턴의 격자 상수(lattice constant of 2nd pattern)에 대한 LEE를 나타내는 그래프이다. 여기서, 2차 패턴의 격자 상수란, 광 추출 패턴이 형성된 실리콘 기판 또는 광 추출층의 굴절율을 '1'이라고 할 때, 광 추출 패턴의 높이를 나타낸다.23 is a graph showing the LEE of the second lattice constant of the pattern (lattice constant of 2 nd pattern) . Here, the lattice constant of the secondary pattern indicates the height of the light extracting pattern when the refractive index of the silicon substrate or the light extracting layer on which the light extracting pattern is formed is '1'.

도 23을 참조하면, 2차 패턴의 격자 상수는 300 ㎚ 내지 700 ㎚일 수 있다. 예를 들어, 2차 패턴의 격자 상수는 450 ㎚ 내지 500 ㎚일 수 있다.Referring to FIG. 23, the lattice constant of the secondary pattern may be 300 nm to 700 nm. For example, the lattice constant of the secondary pattern may be 450 nm to 500 nm.

도 24는 기존(250)과 실시예(252)의 광 추출 효율을 비교하여 나타내는 그래프이다. 여기서, 횡축은 제2 도전형 반도체층(136)(또는, 도 1에 도시된 p형 반도체층(26))으로부터 실리콘 기판(110)(또는, 도 1에 도시된 기판(10))까지의 거리인 식각 깊이(λ/n)(여기서, λ은 광의 파장을 나타내고, n은 굴절율을 나타낸다)를 나타낸다. 식각 깊이는 제2 도전형 반도체층(136)(또는, 도 1에 도시된 p형 반도체층(26))의 상부 표면에서 '0'이 된다. 또한, 종축은 광 추출 효율(LEE)을 나타낸다.24 is a graph showing the comparison of the light extraction efficiencies of the conventional 250 and the embodiment 252. FIG. Here, the axis of abscissa indicates the distance from the second conductivity type semiconductor layer 136 (or the p-type semiconductor layer 26 shown in Fig. 1) to the silicon substrate 110 (or the substrate 10 shown in Fig. 1) The depth of the etch depth (? / N) (where? Represents the wavelength of light and n represents the refractive index). The etching depth becomes '0' at the upper surface of the second conductivity type semiconductor layer 136 (or the p-type semiconductor layer 26 shown in FIG. 1). The vertical axis represents the light extraction efficiency (LEE).

도 1에 도시된 기존의 발광 소자의 경우, 실리콘 기판(10)의 성장면이 평평하기 때문에 활성층(24)으로부터 광자(photon)가 외부로 추출되도록 하는 광 추출 구조가 없고, 가시광 흡수율이 높은 실리콘 기판(10)의 특성에 의해 대부분의 빛이 발광 소자의 내부에서 손실된다. 따라서, 광 추출 효율(250)이 도 24에 도시된 바와 같이 매우 낮다.In the conventional light emitting device shown in FIG. 1, since the growth surface of the silicon substrate 10 is flat, there is no light extracting structure for extracting photons from the active layer 24 to the outside, Most of the light is lost inside the light emitting element due to the characteristics of the substrate 10. [ Therefore, the light extraction efficiency 250 is very low as shown in FIG.

반면, 실시에에 의하면, 실리콘 기판(110A ~ 110E) 및/또는 광 추출층(150A ~ 150D)에 제1 및/또는 제2 광 추출 패턴을 형성하여, 활성층(134)에서 발생된 광자가 제1 및/또는 제2 광 추출 패턴에 의해 외부로 추출될 수 있다. 따라서, 광 추출 효율(252)이 도 24에 도시된 바와 같이 기존(250)보다 크게 개선됨을 알 수 있다.On the other hand, according to the embodiment, first and / or second light extracting patterns are formed on the silicon substrates 110A to 110E and / or the light extracting layers 150A to 150D so that the photon generated in the active layer 134 1 and / or the second light extraction pattern. Accordingly, it can be seen that the light extraction efficiency 252 is significantly improved as compared to the conventional light emitting device 250 as shown in FIG.

또한, 제1 및/또는 제2 광 추출 패턴이 형성됨으로써, n형 반도체층인 제1 도전형 반도체층(132)의 두께를 증가시키고, 쓰레딩 전위 밀도(TDD)가 제1 및 제2 광 추출 패턴에 집중되므로, TDD를 개선시킬 수 있다.Further, since the first and / or second light extraction patterns are formed, the thickness of the first conductivity type semiconductor layer 132 as the n-type semiconductor layer is increased, and the threading dislocation density (TDD) By concentrating on the pattern, TDD can be improved.

도 25a 및 도 25b는 기존 및 실시예의 발광 소자의 발광 모습을 각각 촬영한 도면으로서, 종축은 광의 파장(λ)을 나타내고 횡축은 발광 각도(θ)를 나타낸다.25A and 25B are photographs respectively showing the light emitting states of the light emitting devices of the conventional and the embodiments, wherein the vertical axis represents the wavelength? Of the light and the horizontal axis represents the light emitting angle?.

도 25a에 도시된 기존의 발광 소자의 발광 각도와 비교할 때, 제1 및/또는 제2 광 추출 패턴을 갖는 도 25b에 예시된 실시예의 발광 소자의 경우 발광 각도가 더 넓다. 도 25b의 실시예의 발광 소자의 경우 광이 수평으로 퍼지는 디스트럭티브 모드(destructive mode)가 도 25a에 도시된 기존의 발광 소자 보다 더 존재하다고 하더라도, 광이 수직으로 퍼지는 컨스트럭티브 모드(constructive mode)가 도 25a에 도시된 기존의 발광 소자 보다 많다. 그러므로, 실시예의 발광 각도가 보다 넓고 광 추출 효율이 개선될 수 있다.In the case of the light emitting device of the embodiment illustrated in Fig. 25B having the first and / or the second light extracting pattern, the light emitting angle is wider as compared with the light emitting angle of the conventional light emitting device shown in Fig. 25A. In the case of the light emitting device of the embodiment of Fig. 25 (b), even if a destructive mode in which light spreads horizontally exists more than the existing light emitting device shown in Fig. 25 (a), a constructive mode Is larger than that of the conventional light emitting device shown in Fig. 25A. Therefore, the light emission angle of the embodiment can be widened and the light extraction efficiency can be improved.

이하, 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 구성 및 동작을 설명한다. Hereinafter, the structure and operation of the light emitting device package including the light emitting element will be described.

도 26은 실시예에 따른 발광소자 패키지(300)의 단면도이다.26 is a cross-sectional view of a light emitting device package 300 according to an embodiment.

실시예에 따른 발광 소자 패키지(300)는 패키지 몸체부(305)와, 패키지 몸체부(305)에 설치된 제1 및 제2 리드 프레임(313, 314)과, 패키지 몸체부(305)에 배치되어 제1 및 제2 리드 프레임(313, 314)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(320)와, 발광 소자(320)를 포위하는 몰딩 부재(340)를 포함한다.The light emitting device package 300 according to the embodiment includes the package body 305, the first and second lead frames 313 and 314 provided on the package body 305, and the package body 305 A light emitting element 320 electrically connected to the first and second lead frames 313 and 314 and a molding member 340 surrounding the light emitting element 320.

패키지 몸체부(305)는 실리콘, 합성수지, 또는 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자(320)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The package body 305 may be formed of silicon, synthetic resin, or metal, and may be formed with an inclined surface around the light emitting device 320.

제1 및 제2 리드 프레임(313, 314)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(320)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(313, 314)은 발광 소자(320)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수도 있으며, 발광 소자(320)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first and second lead frames 313 and 314 are electrically isolated from each other and serve to supply power to the light emitting device 320. The first and second lead frames 313 and 314 may function to increase light efficiency by reflecting the light generated from the light emitting device 320, It may also serve as a discharge.

발광 소자(320)는 도 4 내지 도 9에 예시된 발광 소자(100A ~ 100F)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The light emitting device 320 may be the light emitting device 100A to 100F illustrated in FIGS. 4 to 9, but the present invention is not limited thereto.

발광 소자(320)는 도 26에 예시된 바와 같이 제1 또는 제2 리드 프레임(313, 314) 상에 배치되거나, 패키지 몸체부(305) 상에 배치될 수도 있다.The light emitting device 320 may be disposed on the first or second lead frame 313, 314 or on the package body 305 as illustrated in FIG.

발광 소자(320)는 제1 및/또는 제2 리드 프레임(313, 314)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 26에 예시된 발광 소자(320)는 제1 리드 프레임(313)과 와이어(330)를 통해 전기적으로 연결되고 제2 리드 프레임(314)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결되나 이에 국한되지 않는다.The light emitting device 320 may be electrically connected to the first and / or second lead frames 313 and 314 by a wire, flip chip, or die bonding method. The light emitting device 320 illustrated in FIG. 26 is electrically connected to the first lead frame 313 through the wire 330 and electrically connected to the second lead frame 314 in direct contact therewith.

몰딩 부재(340)는 발광 소자(320)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩 부재(340)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(320)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The molding member 340 can surround and protect the light emitting device 320. In addition, the molding member 340 may include a phosphor to change the wavelength of the light emitted from the light emitting device 320.

실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to embodiments may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, and the like may be disposed on the light path of light emitted from the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a backlight unit or function as a lighting unit. For example, the lighting system may include a backlight unit, a lighting unit, a pointing device, a lamp, and a streetlight.

도 27은 실시예에 따른 조명 유닛(400)의 사시도이다. 다만, 도 27의 조명 유닛(400)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 한정되는 것은 아니다. 27 is a perspective view of the illumination unit 400 according to the embodiment. However, the illumination unit 400 in Fig. 27 is an example of the illumination system, and is not limited thereto.

실시예에서 조명 유닛(400)은 케이스 몸체(410)와, 케이스 몸체(410)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(420)와, 케이스 몸체(410)에 설치된 발광 모듈부(430)를 포함할 수 있다.The lighting unit 400 includes a case body 410, a connection terminal 420 installed in the case body 410 and supplied with power from an external power source, a light emitting module unit 430 installed in the case body 410, ).

케이스 몸체(410)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되며, 금속 또는 수지로 형성될 수 있다.The case body 410 is formed of a material having a good heat dissipation property, and may be formed of metal or resin.

발광 모듈부(430)는 기판(432)과, 기판(432)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(300)를 포함할 수 있다.The light emitting module unit 430 may include a substrate 432 and at least one light emitting device package 300 mounted on the substrate 432.

기판(432)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.The substrate 432 may be a printed circuit pattern on an insulator and may be a printed circuit board (PCB), a metal core PCB, a flexible PCB, a ceramic PCB, or the like. .

또한, 기판(432)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.The substrate 432 may be formed of a material that efficiently reflects light, or may be formed of a color whose surface is efficiently reflected, for example, white, silver, or the like.

기판(432) 상에는 적어도 하나의 발광 소자 패키지(300)가 탑재될 수 있다. 발광 소자 패키지(300) 각각은 적어도 하나의 발광 소자(320) 예를 들면 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)를 포함할 수 있다. 발광 다이오드는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.At least one light emitting device package 300 may be mounted on the substrate 432. Each of the light emitting device packages 300 may include at least one light emitting device 320, for example, a light emitting diode (LED). The light emitting diode may include a colored light emitting diode that emits red, green, blue, or white colored light, and a UV light emitting diode that emits ultraviolet (UV) light.

발광 모듈부(430)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광 소자 패키지(300)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.The light emitting module unit 430 may be arranged to have a combination of various light emitting device packages 300 to obtain color and brightness. For example, a white light emitting diode, a red light emitting diode, and a green light emitting diode may be arranged in combination in order to secure a high color rendering index (CRI).

연결 단자(420)는 발광 모듈부(430)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 연결 단자(420)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 연결 단자(420)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있다.The connection terminal 420 may be electrically connected to the light emitting module unit 430 to supply power. In the embodiment, the connection terminal 420 is connected to the external power source by being connected in a socket manner, but the present invention is not limited thereto. For example, the connection terminal 420 may be formed in a pin shape and inserted into an external power source, or may be connected to an external power source through wiring.

도 28은 실시예에 따른 백라이트 유닛(500)의 분해 사시도이다. 다만, 도 28의 백라이트 유닛(500)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.28 is an exploded perspective view of the backlight unit 500 according to the embodiment. However, the backlight unit 500 of FIG. 28 is an example of the illumination system, and the invention is not limited thereto.

실시예에 따른 백라이트 유닛(500)은 도광판(510)과, 도광판(510) 아래의 반사 부재(520)와, 바텀 커버(530)와, 도광판(510)에 빛을 제공하는 발광 모듈부(540)를 포함한다. 바텀 커버(530)는 도광판(510), 반사 부재(520) 및 발광 모듈부(540)를 수납한다. The backlight unit 500 according to the embodiment includes a light guide plate 510, a reflection member 520 under the light guide plate 510, a bottom cover 530, a light emitting module unit 540 for providing light to the light guide plate 510 ). The bottom cover 530 houses the light guide plate 510, the reflection member 520, and the light emitting module unit 540.

도광판(510)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 도광판(510)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl methacrylate)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 light guide plate 510 serves to diffuse light to make a surface light source. The light guide plate 510 is made of a transparent material, and may be made of, for example, acrylic resin such as PMMA (polymethyl methacrylate), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene naphthalate As shown in FIG.

발광 모듈부(540)는 도광판(510)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The light emitting module 540 provides light to at least one side of the light guide plate 510 and ultimately acts as a light source of a display device in which the backlight unit is installed.

발광 모듈부(540)은 도광판(510)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 구체적으로, 발광 모듈부(540)는 기판(542)과, 기판(542)에 탑재된 다수의 발광 소자 패키지(300)를 포함한다. 기판(542)은 도광판(510)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The light emitting module 540 may be in contact with the light guide plate 510, but is not limited thereto. Specifically, the light emitting module unit 540 includes a substrate 542 and a plurality of light emitting device packages 300 mounted on the substrate 542. The substrate 542 may be in contact with the light guide plate 510, but is not limited thereto.

기판(542)은 회로 패턴(미도시)을 포함하는 PCB일 수 있다. 다만, 기판(542)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성(flexible) PCB 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The substrate 542 may be a PCB including a circuit pattern (not shown). However, the substrate 542 may include not only a general PCB but also a metal core PCB (MCPCB), a flexible PCB, and the like, but the present invention is not limited thereto.

그리고, 다수의 발광 소자 패키지(300)는 기판(542) 상에 빛이 방출되는 발광면이 도광판(510)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.The plurality of light emitting device packages 300 may be mounted on the substrate 542 such that the light emitting surface on which the light is emitted is spaced apart from the light guiding plate 510 by a predetermined distance.

도광판(510) 아래에는 반사 부재(520)가 형성될 수 있다. 반사 부재(520)는 도광판(510)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 반사 부재(520)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.A reflective member 520 may be formed under the light guide plate 510. The reflective member 520 reflects the light incident on the lower surface of the light guide plate 510 so as to face upward, thereby improving the brightness of the backlight unit. The reflective member 520 may be formed of, for example, PET, PC, PVC resin or the like, but is not limited thereto.

바텀 커버(530)는 도광판(510), 발광 모듈부(540) 및 반사 부재(520) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 바텀 커버(530)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 530 can house the light guide plate 510, the light emitting module 540, the reflective member 520, and the like. For this purpose, the bottom cover 530 may be formed in a box shape having an opened top surface, but the present invention is not limited thereto.

바텀 커버(530)는 금속 또는 수지로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.The bottom cover 530 may be formed of metal or resin, and may be manufactured using a process such as press molding or extrusion molding.

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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but, on the contrary, It will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.

10, 110A ~ 110: 기판 20, 130: 발광 구조물
22: n형 반도체층 24, 134: 활성층
26: p형 반도체층 100A ~ 100F, 320: 발광 소자
112A, 112B, 152A, 152B, 152C, 152D, 220A ~ 220I: 광 추출 패턴
120A ~ 120F: 버퍼층 132: 제1 도전형 반도체층
136: 제2 도전형 반도체층 142: 제1 전극
144: 제2 전극 150A ~ 150D: 광 추출층
210: 베이스층 240: 탑층
300: 발광 소자 패키지 305: 패키지 몸체부
313: 제1 리드 프레임 314: 제2 리드 프레임
340: 몰딩 부재 400: 조명 유닛
410: 케이스 몸체 420: 연결 단자
430, 540: 발광 모듈부 500: 백라이트 유닛
510: 도광판 520: 반사 부재
530: 바텀 커버10, 110A to 110: Substrate 20, 130: Light emitting structure
22: n-type semiconductor layer 24, 134: active layer
26: p-type semiconductor layers 100A to 100F, 320:
112A, 112B, 152A, 152B, 152C, 152D, 220A to 220I:
120A to 120F: buffer layer 132: first conductivity type semiconductor layer
136: second conductivity type semiconductor layer 142: first electrode
144: second electrode 150A to 150D: light extracting layer
210: base layer 240: top layer
300: light emitting device package 305: package body
313: first lead frame 314: second lead frame
340: molding member 400: illumination unit
410: Case body 420: Connection terminal
430, 540: light emitting module unit 500: backlight unit
510: light guide plate 520: reflective member
530: bottom cover

Claims (12)

실리콘 기판;
상기 실리콘 기판 상에 배치되고, 제1 및 제2 도전형 반도체층과 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 갖는 발광 구조물;
상기 실리콘 기판과 상기 발광 구조물 사이에 배치되는 버퍼층; 및
상기 실리콘 기판과 상기 버퍼층 사이에 배치되는 적어도 하나의 광 추출층을 포함하고,
상기 발광 구조물로부터의 광을 반사시키는 광 추출 패턴은,
상기 실리콘 기판과 일체로 형성되고, 서로 이격되어 배치된 복수의 음각 형태를 포함하는 제1 광 추출 패턴; 및
상기 광 추출층과 일체로 형성되고, 서로 이격되어 배치된 복수의 양각 형태를 포함하는 제2 광 추출 패턴을 포함하고,
상기 복수의 음각 형태 각각과 상기 복수의 양각 형태 각각은, 수직 방향으로 서로 중첩되지 않고 교호적으로 배치되며,
상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 중 적어도 하나의 높이는 상기 버퍼층의 두께 이하인 발광 소자.A silicon substrate;
A light emitting structure disposed on the silicon substrate and having an active layer between the first and second conductivity type semiconductor layers and the first and second conductivity type semiconductor layers;
A buffer layer disposed between the silicon substrate and the light emitting structure; And
And at least one light extraction layer disposed between the silicon substrate and the buffer layer,
And a light extracting pattern for reflecting light from the light emitting structure,
A first light extracting pattern formed integrally with the silicon substrate, the first light extracting pattern including a plurality of indentations disposed apart from each other; And
And a second light extracting pattern formed integrally with the light extracting layer and including a plurality of embossed shapes spaced apart from each other,
Wherein each of the plurality of engraved shapes and each of the plurality of relief shapes are arranged alternately in a vertical direction without overlapping each other,
Wherein a height of at least one of the first and second light extracting patterns is equal to or less than a thickness of the buffer layer. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제1 항에 있어서,
상기 제1 광 추출 패턴은 상기 복수의 음각 형태에 대응하는 제1 요부; 및 상기 복수의 음각 형태 사이에 위치하는 제1 철부;를 갖고,
상기 제2 광 추출 패턴은 상기 복수의 양각 형태에 대응하는 제2 철부; 및 상기 복수의 양각 형태 사이에 위치하는 제2 요부;를 갖고,
상기 제1 및 제2 요부 각각의 폭은 1 HB 내지 10 HB (여기서, HB는 상기 버퍼층의 두께)인 발광 소자.The method according to claim 1,
The first light extracting pattern may include a first concave portion corresponding to the plurality of concave shapes; And a first convex portion positioned between the plurality of engraved shapes,
Wherein the second light extraction pattern comprises: a second convex portion corresponding to the plurality of relief shapes; And a second recessed portion located between the plurality of raised shapes,
Wherein a width of each of the first and second recesses is 1 HB to 10 HB, wherein HB is the thickness of the buffer layer. 제1 항에 있어서,
상기 제1 광 추출 패턴은 상기 복수의 음각 형태에 대응하는 제1 요부; 및 상기 복수의 음각 형태 사이에 위치하는 제1 철부;를 갖고,
상기 제2 광 추출 패턴은 상기 복수의 양각 형태에 대응하는 제2 철부; 및 상기 복수의 양각 형태 사이에 위치하는 제2 요부;를 갖고,
상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 각각의 높이는 0.1(a-D) 내지 10(a-D)(여기서, a는 상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 각각의 주기, D는 상기 제1 및 제2 요부 각각의 폭)인 발광 소자.The method according to claim 1,
The first light extracting pattern may include a first concave portion corresponding to the plurality of concave shapes; And a first convex portion positioned between the plurality of engraved shapes,
Wherein the second light extraction pattern comprises: a second convex portion corresponding to the plurality of relief shapes; And a second recessed portion located between the plurality of raised shapes,
Wherein a height of each of the first and second light extracting patterns is 0.1 (aD) to 10 (aD), wherein a is a period of each of the first and second light extracting patterns, D is a length of each of the first and second light extracting patterns, Width). 제1 항에 있어서,
상기 제1 광 추출 패턴은 상기 복수의 음각 형태에 대응하는 제1 요부; 및 상기 복수의 음각 형태 사이에 위치하는 제1 철부;를 갖고,
상기 제2 광 추출 패턴은 상기 복수의 양각 형태에 대응하는 제2 철부; 및 상기 복수의 양각 형태 사이에 위치하는 제2 요부;를 갖고,
상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 각각의 주기는 1.2 D 내지 11 D (여기서, D는 상기 제1 및 제2 요부 각각의 폭)이고, 상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 각각의 충전 인자는 0.40 내지 0.45인 발광 소자.The method according to claim 1,
The first light extracting pattern may include a first concave portion corresponding to the plurality of concave shapes; And a first convex portion positioned between the plurality of engraved shapes,
Wherein the second light extraction pattern comprises: a second convex portion corresponding to the plurality of relief shapes; And a second recessed portion located between the plurality of raised shapes,
Wherein a period of each of the first and second light extracting patterns is 1.2 D to 11 D (where D is the width of each of the first and second recesses), and the filling factor of each of the first and second light extracting patterns is 0.40 to 0.45. 제1 항에 있어서, 상기 제1 및 제2 광 추출 패턴 각각은 2차 프리즘 형태, 반구 형태, 원뿔 형태, 트런케이티드 형태, 육면체 형태, 원통 형태, 양각 형태, 음각 형태, 바 형태 및 격자 형태 중 어느 하나의 형태 또는 이들의 조합을 갖는 발광 소자.[2] The method of claim 1, wherein each of the first and second light extracting patterns is formed of a second prism shape, a hemispherical shape, a conical shape, a traced shape, a hexahedral shape, a cylindrical shape, Or a combination thereof. 삭제delete 삭제delete
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