KR102066610B1 - Light Emitting Device - Google Patents
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Abstract
실시예의 발광 소자는 제1 전극과, 제1 전극 위에 배치된 제1 도전형 제1 반도체층과, 제1 도전형 제1 반도체층 위에 배치되며, 제1 도전형 제1 반도체층의 두께보다 큰 두께를 갖는 제1 도전형 제2 반도체층과, 제1 도전형 제2 반도체층 위에 배치되며, 자외선 파장 대역의 광을 방출하는 활성층 및 활성층 위에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 제1 도전형 제1 반도체층은 제1 도전형 제2 반도체층보다 에너지 밴드 갭이 더 작다.The light emitting device of the embodiment is disposed on the first electrode, the first conductive type first semiconductor layer disposed on the first electrode, and the first conductive type first semiconductor layer, and is larger than the thickness of the first conductive type first semiconductor layer. A first conductivity type second semiconductor layer having a thickness, an active layer disposed on the first conductivity type second semiconductor layer and emitting light in an ultraviolet wavelength band, and a second conductivity type semiconductor layer disposed on the active layer; The first conductivity type first semiconductor layer has a smaller energy band gap than the first conductivity type second semiconductor layer.
Description
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting device.
발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode)는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 반도체 소자의 일종이다.A light emitting diode (LED) is a kind of semiconductor device that transmits and receives a signal by converting electricity into infrared light or light using characteristics of a compound semiconductor.
Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체(group Ⅲ-Ⅴ nitride semiconductor)는 물리적 및 화학적 특성으로 인해 발광 다이오드(LED) 또는 레이저 다이오드(LD:Laser Diode) 등 발광소자의 핵심 소재로 각광을 받고 있다.Group III-V nitride semiconductors are spotlighted as core materials of light emitting devices such as light emitting diodes (LEDs) or laser diodes (LDs) due to their physical and chemical properties.
이러한 발광 다이오드는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명과 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다.These light emitting diodes do not contain environmentally harmful substances such as mercury (Hg) used in existing lighting equipment such as incandescent lamps and fluorescent lamps, so they have excellent eco-friendliness and have advantages such as long life and low power consumption. It is replacing them.
도 1은 기존의 발광 소자의 단면도로서, 사파이어 기판(10), 발광 구조물(20) 및 n형 전극(30)으로 구성된다.1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device, and includes a
도 1의 발광 소자에서, 발광 구조물(20)은 사파이어 기판(10) 위에 배치되며, p형 반도체층(22), 활성층(24) 및 n형 반도체층(26)으로 구성된다. p형 반도체층(22)과 n형 반도체층(26)은 통상적으로 GaN으로 이루어진다. 그러나, 활성층(24)으로부터 405 ㎚ 보다 적은 자외선(UV:Ultra violet) 파장 대역의 광이 방출될 경우 GaN은 UV 광을 흡수할 수 있으므로, p형 반도체층(22)과 n형 반도체층(26) 각각은 GaN보다 광의 흡수가 적은 AlGaN으로 이루어질 수 있다. 그러나, p형 반도체층(22)을 AlGaN으로 구현한다면, 저전류 특성이 악화될 수 있다. 즉, 수 ㎂의 낮은 전류가 발광 소자에 흐를 때 전압이 임계값 이상이 되지 않을 수 있어, 저전류 특성의 악화로 인한 수율이 낮아질 수 있다.In the light emitting device of FIG. 1, the
실시예는 광량 저하는 줄이면서 저전류 특성이 개선된 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device in which the amount of light is reduced while the low current characteristic is improved.
실시예의 발광 소자는, 제1 전극; 상기 제1 전극 위에 배치된 제1 도전형 제1 반도체층; 상기 제1 도전형 제1 반도체층 위에 배치되며, 상기 제1 도전형 제1 반도체층의 두께보다 큰 두께를 갖는 제1 도전형 제2 반도체층; 상기 제1 도전형 제2 반도체층 위에 배치되며, 자외선 파장 대역의 광을 방출하는 활성층; 및 상기 활성층 위에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전형 제1 반도체층은 상기 제1 도전형 제2 반도체층보다 에너지 밴드 갭이 더 작다. 상기 자외선 파장 대역은 330 ㎚ 내지 405 ㎚일 수 있다.The light emitting device of the embodiment includes a first electrode; A first conductivity type first semiconductor layer disposed on the first electrode; A first conductive second semiconductor layer disposed on the first conductive first semiconductor layer and having a thickness greater than that of the first conductive first semiconductor layer; An active layer disposed on the first conductive second semiconductor layer and emitting light in an ultraviolet wavelength band; And a second conductivity type semiconductor layer disposed on the active layer, wherein the first conductivity type first semiconductor layer has a smaller energy band gap than the first conductivity type second semiconductor layer. The ultraviolet wavelength band may be 330 nm to 405 nm.
상기 제1 도전형 제1 반도체층은 GaN을 포함하고, 상기 제1 도전형 제2 반도체층은 AlxGa1 - xN을 포함할 수 있다. 0 < x < 0.1일 수 있고, 상기 제1 도전형 제1 반도체층의 두께는 5 ㎚ 이상이고 10 ㎚ 이하일 수 있다.The first conductivity type first semiconductor layer may include GaN, and the first conductivity type second semiconductor layer may include Al x Ga 1 - x N. 0 <x <0.1, and the thickness of the first conductive type first semiconductor layer may be 5 nm or more and 10 nm or less.
상기 제1 도전형은 p형이고 상기 제2 도전형은 n형이고, 상기 발광 소자는 상기 제1 도전형 제2 반도체층과 상기 활성층의 사이에 배치된 전자 차단층을 더 포함할 수 있다. 상기 전자 차단층은 AlGaN을 포함하고, 상기 전자 차단층에 포함된 알루미늄의 농도는 상기 제1 도전형 제2 반도체층에 포함된 알루미늄 농도보다 클 수 있다.The first conductivity type may be p-type, the second conductivity type may be n-type, and the light emitting device may further include an electron blocking layer disposed between the first conductivity-type second semiconductor layer and the active layer. The electron blocking layer may include AlGaN, and the concentration of aluminum included in the electron blocking layer may be greater than that of aluminum included in the first conductive type second semiconductor layer.
상기 제1 전극은 제1 도전형이고, 상기 제1 전극에서 제1 도전형 도펀트의 농도는 상기 제1 도전형 제1 반도체층에서 제1 도전형 도펀트의 농도보다 클 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층에서 제1 도전형 도펀트의 농도는 상기 제1 도전형 제2 반도체층에서 제1 도전형 도펀트의 농도 이상일 수 있다. 상기 제1 도전형 제1 반도체층은 1 x 10E20 원자수/㎤ 내지 4 x 10E20 원자수/㎤의 제1 도전형 도펀트 농도를 가질 수 있다.The first electrode may be of a first conductivity type, and the concentration of the first conductivity type dopant in the first electrode may be greater than the concentration of the first conductivity type dopant in the first conductivity type first semiconductor layer. The concentration of the first conductivity type dopant in the first conductivity type first semiconductor layer may be greater than or equal to the concentration of the first conductivity type dopant in the first conductivity type second semiconductor layer. The first conductivity type first semiconductor layer may have a first conductivity type dopant concentration of 1 × 10 E20 atoms / cm 3 to 4 × 10 E20 atoms / cm 3.
실시예에 따른 발광 소자는 제1 도전형 제1 반도체층의 두께를 제1 도전형 제2 반도체층의 두께보다 작게 하여 광량 저하를 방지할 수 있고, 제1 도전형 반도체층은 AlGaN으로 이루어지는 제1 도전형 제2 반도체층과 GaN으로 이루어지는 제1 도전형 제1 반도체층을 포함하므로 제1 도전형 반도체층이 AlGaN만으로 이루어질 때보다 전기적인 특성이 개선될 수 있어, 저전류 특성이 개선되어 수율이 향상되는 등, 광학적인 특성을 열화시키지 않으면서 전기적인 특성을 개선시킬 수 있다.The light emitting device according to the embodiment may reduce the amount of light by reducing the thickness of the first conductive type first semiconductor layer to be less than the thickness of the first conductive type second semiconductor layer, and the first conductive type semiconductor layer is made of AlGaN. Since the first conductive semiconductor layer includes a first conductive semiconductor layer and a first conductive semiconductor layer including GaN, the electrical characteristics may be improved than when the first conductive semiconductor layer includes only AlGaN. The electrical characteristics can be improved without deteriorating the optical characteristics, such as being improved.
도 1은 기존의 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 3은 제1 도전형 제1 반도체층의 두께에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프이다.
도 4는 발광 소자의 제1 전극에서 제1 도전형 제2 반도체층 방향으로의 깊이에 따른 마그네슘의 농도를 나타낸다.
도 5a 내지 도 5i는 도 2에 도시된 발광 소자의 제조방법의 실시예에 따른 공정 단면도이다.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 7은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 8은 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9는 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.1 is a cross-sectional view of a conventional light emitting device.
2 is a sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
3 is a graph showing luminous efficiency according to the thickness of the first conductivity-type first semiconductor layer.
4 shows the concentration of magnesium according to the depth from the first electrode of the light emitting device toward the first conductive type second semiconductor layer.
5A through 5I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the light emitting device illustrated in FIG. 2.
6 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
7 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to another embodiment.
8 is an exploded perspective view showing an embodiment of a lighting device including a light emitting device package according to the embodiments.
9 is an exploded perspective view illustrating an exemplary embodiment of a display device in which a light emitting device package is disposed.
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.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to examples, and detailed description will be made with reference to the accompanying drawings in order to help understanding of the present invention. However, embodiments according to the present invention can be modified in many different forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described below. Embodiments of the present 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 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)"(on or under)로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, when described as being formed on the "top" or "bottom" (on or under) of each element, the top (bottom) or bottom (bottom) (on or under) includes both the two elements are in direct contact with each other (directly) or one or more other elements are formed indirectly between the two elements (indirectly). In addition, when expressed as "up" or "down" (on or under), it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on 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.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.
도 2는 실시예에 의한 발광 소자(100)의 단면도를 나타낸다.2 is a sectional view of a
도 2를 참조하면, 발광 소자(100)는 기판(110), 제1 전극(122), 제2 전극(124), 발광 구조물(130), 전자 차단층(EBL:Electron Blocking Layer)(140) 및 응력 완화층(142)을 포함한다.Referring to FIG. 2, the
기판(110)은 발광 구조물(130)의 아래에 배치되며, 제1 전극(122)과 함께 전극의 역할을 수행할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있다. 또한, 발광 소자(100)의 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로, 기판(110)은 열전도도가 높은 금속으로 구현될 수 있다.The
예를 들어, 기판(110)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다. 또한, 기판(110)은 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.For example, the
또한, 기판(110)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.In addition, the
제1 전극(122)은 기판(110)과 발광 구조물(130) 사이에 배치된다. 즉, 제1 전극(122)은 제1 도전형 반도체층(132) 아래에 배치된다. 제1 전극(122)은 반사층(미도시) 및 오믹층(미도시)을 포함할 수 있다. 반사층은 기판(110)과 오믹층 사이에 배치되고, 은(Ag), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 루테늄(Ru), 마스네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al)이나 은(Ag) 등의 반사층은 활성층(134)에서 방출되어 기판(110)으로 진행하는 빛을 효과적으로 반사하여 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 크게 개선할 수 있다.The
그리고, 제1 도전형 반도체층(132)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있다. 오믹층은 이러한 오믹 특성을 개선하는 역할을 수행하며, 금속일 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 티탄(Ti), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 팔라듐(Pd), 이리듐(Ir), 주석(Sn), 인듐(In), 루테늄(Ru), 마스네슘(Mg), 아연(Zn), 백금(Pt), 금(Au), 하프늄(Hf) 및 이들 중 둘 이상의 합금으로 구성된 물질 중에서 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.In addition, the first conductivity
또는, 오믹층은 투명 전극 등으로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 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 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.Alternatively, the ohmic layer may be formed of a transparent electrode, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IZAZO), or IGZO (indium). gallium zinc oxide (IGTO), indium gallium tin oxide (IGTO), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IZO Nitride (IZON), AZO (Al-Ga ZnO), IGZO (IGZO) In—Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, and may be formed, but are not limited to these materials.
또는, 제1 전극(122)은 반사층의 기능과 오믹층의 기능을 모두 수행하는 한 층 또는 복수의 층으로 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되지 않는다. 기판(110)이 제1 전극(122)의 역할을 수행할 경우, 제1 전극(122)은 생략될 수도 있다.Alternatively, the
또한, 실시예에 의하면, 제1 전극(122) 또는 제1 전극(122)의 오믹층은 제1 도전형 반도체 화합물로 구현될 수도 있다. 예를 들어, 제1 전극(122)은 p형 GaN으로 구현될 수 있다.In addition, according to an embodiment, the
비록 도시되지는 않았지만, 기판(110)과 제1 전극(122) 사이에 접합층이 더 배치될 수도 있다. 접합층은 제1 전극(122)과 기판(110)을 결합하는 결합층(adhesion layer)에 해당한다. 그러나, 제1 전극(122)이 결합층의 기능을 수행할 경우 도 2에 예시된 바와 같이 접합층은 생략될 수도 있다. 예를 들어, 접합층은 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.Although not shown, a bonding layer may be further disposed between the
발광 구조물(130)은 기판(110) 위에 순차적으로 배치된 제1 도전형 반도체층(132), 활성층(134) 및 제2 도전형 반도체층(136)을 포함한다. 여기서, 제1 도전형 반도체층(132)은 제1 전극(122)과 활성층(134)의 사이에 배치되고, 활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)과 제2 도전형 반도체층(136) 사이에 배치되고, 제2 도전형 반도체층(136)은 활성층(134)의 위에 배치된다.The
제1 도전형 반도체층(132)은 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)은 Ⅲ족-Ⅳ족, Ⅱ족-Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(132)이 p형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론듐(Sr), 바륨(Ba) 등을 포함할 수 있다.The first conductivity
실시예에 의하면, 제1 도전형 반도체층(132)은 제1 도전형 제1 반도체층(132A) 및 제1 도전형 제2 반도체층(132B)을 포함한다.In example embodiments, the first conductivity-
제1 도전형 제1 반도체층(132A)은 제1 전극(122)위에 배치되고, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)은 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 위에 배치된다. 활성층(134)이 자외선(UV:UltraViolet) 파장 대역의 광을 방출할 경우, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)은 InaGa(1-a)N (0≤a<1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 제2 반도체층(132B)은 예를 들어 AlxGa1 -xN(0 < x < 0.1)을 포함하는 반도체 물질로 이루어질 수 있다.The first conductive
또한, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)은 제1 도전형 제2 반도체층(132B)보다 에너지 밴드 갭이 더 작을 수 있다.In addition, an energy band gap of the first conductive
활성층(134)은 제1 도전형 제2 반도체층(132B)의 위에 배치되며, 제1 도전형 반도체층(132)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)과 제2 도전형 반도체층(136)을 통해서 주입되는 전자(또는, 정공)가 서로 만나서, 활성층(134)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 특히, 활성층(134)은 자외선(UV) 파장 대역의 빛을 방출할 수 있다. 예를 들면 330 ㎚ 내지 405 ㎚ 파장 대역의 근 자외선(NUV:Near UV) 파장 대역의 빛을 방출할 수 있다.The
활성층(134)은 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 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.The
활성층(134)은 복수 개의 우물층과 장벽층이 교대로 적층된 구조로 이루어질 수 있다. 활성층(134)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. 특히, 실시예에 의하면, 활성층(134)에서 자외선 파장 대역의 광을 방출할 경우, 장벽층은 알루미늄(Al)을 포함하고, 우물층은 인듐(In)을 포함할 수 있다. 이 경우, 장벽층은 AlGaN으로 이루어지고, 우물층은 InGaN로 이루어질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭 에너지보다 작은 밴드 갭 에너지를 갖는 물질로 형성될 수 있다.The
활성층(134)과 제2 도전형 반도체층(136) 사이에는 도전형 클래드층(미도시)이 배치될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(134)의 장벽층의 밴드 갭 에너지보다 더 넓은 밴드 갭 에너지를 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자(SL:Super Lattice) 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다. 경우에 따라, 도전형 클래드층은 생략될 수도 있다.A conductive clad layer (not shown) may be disposed between the
제2 도전형 반도체층(136)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(136)은 Ⅲ-Ⅴ, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(136)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, AlGaInP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 활성층(134)으로부터 자외선 파장 대역의 광이 방출될 경우, 제2 도전형 반도체층(136)은 GaN보다 광의 흡수가 적은 AlGaN으로 구현될 수 있다. 만일, 제2 도전형 반도체층(136)이 n형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The second conductivity
제1 도전형 반도체층(132)은 p형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(136)은 n형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(132)은 n형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(136)은 p형 반도체층으로 구현할 수도 있다. 발광 구조물(130)은 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.The first
이하, 편의상 제1 도전형 반도체층(132)은 p형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(136)은 n형 반도체층인 것으로 가정하여 설명하지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다.Hereinafter, for convenience, the first
도 2에 예시된 발광 소자(100)는 활성층(134)과 p형 제2 반도체층(132B) 사이에 배치된 전자 차단층(140)을 더 포함할 수 있다. 전자 차단층(140)은 p형 반도체층(132)보다 더 큰 밴드 갭 에너지를 갖고 있으므로, n형 반도체층(136)으로부터 활성층(134)으로 제공되는 전자가 MQW 구조의 활성층(134)에서 재결합되지 않고 p형 반도체층(132)으로 오버플로우되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 따라서, 전자 차단층(140)은 오버플로잉으로 인해 소모되는 전자를 감소시킴으로써 발광 소자(100)의 광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 차단 효과를 얻기 위해서, 전자 차단층(140)은 큰 밴드 갭 에너지와 최적의 두께를 가져야 한다. 이러한 전자 차단층(140)으로는 p형 AlGaN 또는 p형 InAlGaN 층이 주로 사용될 수 있다.The
또한, 제2 도전형 반도체층(136)과 활성층(134) 사이에 응력 완화층(142)이 더 배치될 수 있다. 응력 완화층(142)은 제2 도전형 반도체층(136)과 활성층(134) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위한 것이다. 응력 완화층(142)은 복수 개의 우물층과 장벽층이 교대로 적층된 초격자 구조로 이루어질 수 있다. 응력 완화층(142)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 응력 완화층(142)의 우물층은 활성층(134)의 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 형성될 수 있다.In addition, a
한편, 제2 전극(124)은 제2 도전형 반도체층(136) 위에 배치될 수 있다. 제2 전극(124)은 금속으로 형성될 수 있으며, 또한 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(124)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The
비록 도시되지는 않았지만, 제2 도전형 반도체층(136)의 상부는 광 추출 효율을 높이기 위해 광 결정 구조(photonic crystal structure) 또는 러프니스(roughness)를 가질 수도 있다.Although not shown, the upper portion of the second conductivity-
이하, 도 2에 예시된 제1 도전형 반도체층(132)의 실시예에 의한 특징에 대해 보다 상세히 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the features of the first
실시예에 의하면, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)의 두께(T2)는 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)보다 클 수 있다.In example embodiments, the thickness T2 of the first conductivity-type
도 3은 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)에 따른 발광 효율을 나타내는 그래프로서, 횡축은 두께(T1)를 나타내고 종축은 광량(Po)을 각각 나타낸다.3 is a graph showing luminous efficiency according to the thickness T1 of the first conductive type
웨이퍼 단에서 EL(Electro Luminescenece)의 일종인 OQC(Optical Quick Check) 장비에 의해 발광 소자(100)의 광량을 측정하면 도 3에 도시된 바와 같다.In FIG. 3, the light quantity of the
도 3의 그래프 결과는, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)이 InGaN 또는 GaN인 경우의 예로서, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)가 클 경우 활성층(134)에서 방출된 자외선 파장 대역의 광이 제1 도전형 제1 반도체층(132A)에 흡수되어 광량이 저하될 수 있다. 또는, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)가 50 Å보다 적을 경우 광량이 저하될 수 있다. 따라서, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)는 5 ㎚ 이상이고 10 ㎚이하 즉, 50 Å 이상이고 100 Å이하일 수 있다. 제1 도전형 제1 반도체층(132A)가 이러한 두께(T1)를 가질 때, 발광 소자(100)의 발광 효율(Po)은 극대화됨을 알 수 있다. 발광 효율이 가장 극대화되는 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)는 예를 들어 10 ㎚(즉, 100 Å) 일 수 있다.The graph result of FIG. 3 is an example of the case where the first conductivity type
실시예에 의하면, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)에 제1 도전형 도펀트를 도핑한 제1 농도라 할 때, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)에 제1 도전형 도펀트를 도핑한 제2 농도는 제1 농도보다 크다. 또한, 제1 전극(122)에 제1 도전형 도펀트를 도핑한 제3 농도는 제2 농도보다 크다. 따라서, 제1 전극(122)으로부터 전자 차단층(140)으로 갈수록 정공의 농도는 감소할 수 있다. 구체적으로 살펴보면 다음과 같다.According to an embodiment, when the first concentration of the first conductive dopant is doped into the second
도 4는 발광 소자(100)의 제1 전극(122)에서 제1 도전형 제2 반도체층(132B) 방향으로의 깊이에 따른 마그네슘(Mg)의 농도를 나타내며, 종축은 Mg의 농도를 나타내고, 횡축은 발광 소자(100)의 깊이를 각각 나타낸다.4 shows the concentration of magnesium (Mg) according to the depth from the
제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg을 이용하고, 제1 도전형 반도체층(132)이 p형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(136)이 n형 반도체층이고, 전자 차단층(140)이 p형 AlGaN으로 구현되고, 제1 전극(122)이 p형 GaN으로 구현될 때, 발광 소자(100)의 깊이에 따른 Mg의 농도는 도 4에 도시된 바와 같다.The first conductivity type dopant uses Mg as the p type dopant, the first conductivity
도 4를 참조하면, p형 제1 전극(122)으로부터 전차 차단층(140)으로 갈수록 Mg의 도핑 농도는 점차 작아질 수 있다. 즉, p형 제1 전극(122)에서 Mg의 농도는 제1 도전형 제1 반도체층(132A)에서 Mg의 농도보다 클 수 있다. 또한, p형 제1 반도체층(132A)에서 Mg의 농도는 p형 제2 반도체층(132B)에서 Mg의 농도 이상일 수 있다. 예를 들어, p형 제1 반도체층(132A)은 1 x 10E20 원자수/㎤ 내지 4 x 10E20 원자수/㎤의 Mg 농도를 가질 수 있다. Referring to FIG. 4, the doping concentration of Mg may gradually decrease from the p-type
한편, p형 전자 차단층(140)의 알루미늄의 농도는 p형 제2 반도체층(132B)의 알루미늄 농도보다 클 수 있다.Meanwhile, the aluminum concentration of the p-type
통상적으로 활성층(134)에서 자외선 파장 대역의 광을 방출할 경우, 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN 대신에 AlGaN으로 이루어진다. 즉, 기존의 경우, 제1 도전형 반도체층(132)은 제1 도전형 제2 반도체층(132B)만을 포함한다. 그러나, 본 실시예에 의하면, 제1 도전형 반도체층(132)은 AlGaN으로 이루어진 제1 도전형 제2 반도체층(132B) 뿐만 아니라 InaGa(1-a)N (0≤a<1)으로 이루어지는 제1 도전형 제1 반도체층(132A)을 더 포함하므로, 발광 소자(100)의 제작시 저전류 수율이 개선될 수 있다.Typically, when the
이하, 실시예에 의한 발광 소자(100)의 저전류 수율에 대해 다음과 같이 살펴본다.Hereinafter, the low current yield of the
먼저, 기존의 도 1의 p형 반도체층(22)을 AlGaN으로 구현하고, 본 실시예의 도 2의 제1 도전형 제1 반도체층(132A)가 p형 GaN으로 구현하고, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)을 p형 AlGaN으로 구현하고, 제1 도전형 도펀트를 p형 도펀트로서 Mg를 이용하고, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)을 p형 도펀트인 Mg로 도핑한 농도를 220 sccm(Standard Cubic Centimeter per Minute)으로부터 340 sccm까지 변화시키고, 응력 완화층(142)을 InGaN/GaN 초격자 구조로 구현하고, 제2 도전형 반도체층(136)을 n형 AlGaN으로 구현하고, 제1 전극(122)을 p형 GaN으로 구현한다.First, the conventional p-
이후, 발광 소자(100)에 1 ㎂ 내지 10 ㎂의 저전류가 흐르도록 한 후, 발광 소자(100)의 전압이 임계값 이상인가를 측정하였다. 이때 기존의 발광 소자와 실시예의 발광 소자(100)의 수율은 다음 표 1과 같다.Thereafter, a low current of 1 kV to 10 kV was allowed to flow through the
발광 소자Of FIG. 2
Light emitting element
발광 소자Of FIG. 1
Light emitting element
표 1을 참조하면, 제1 도전형 반도체층(132)이 p형 GaN층(132A)과 p형 AlGaN층(132B)으로 이루어진 본 실시예의 경우 p형 반도체층(22)이 p형 AlGaN층으로만 이루어진 기존보다 저전류 특성이 개선되어 수율이 훨씬 향상됨을 알 수 있다.Referring to Table 1, in the present embodiment in which the first conductivity-
전술한 바와 같이, 실시예에 의한 발광 소자(100)가 저전류 특성을 개선시킬 때 광량 저하를 방지하기 위해, 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 두께(T1)를 제1 도전형 제2 반도체층(132B)의 두께(T2)보다 작게 할 수 있다. 그러므로, 실시예의 발광 소자(100)는 광학적인 특성을 열화시키지 않으면서 전기적인 특성을 개선시킬 수 있다.As described above, in order to prevent the light quantity decrease when the
이하, 전술한 발광 소자(100)의 실시예에 따른 제조 방법을 다음과 같이 살펴본다. 그러나, 도 2에 예시된 발광 소자(100)는 이에 국한되지 않고 다른 방법에 의해서도 제조될 수 있음은 물론이다.Hereinafter, a manufacturing method according to an embodiment of the above-described light
도 5a 내지 도 5i는 도 2에 도시된 발광 소자(100)의 제조방법의 실시예에 따른 공정 단면도이다.5A through 5I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the
도 5a에 도시된 바와 같이, 기판(150) 상에 버퍼층(160)을 형성한다. 여기서, 기판(150)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(150)을 도전형으로 형성하는 방법은 전기 화학적인 금속 증착 방법이나 유테틱 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.As shown in FIG. 5A, a
버퍼층(160)은 기판(150)과 발광 구조물(130) 간의 격자 부정합 등을 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(160)의 재료는 Ⅲ족-Ⅴ족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층(160) 자체가 언도프드(undoped) 질화물을 포함하거나 버퍼층(160) 위에 언도프드 반도체층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 버퍼층(160)은 기판(150)의 종류와 발광 구조물(130)의 종류에 따라 생략될 수도 있다.The
이후, 도 5b에 도시된 바와 같이, 버퍼층(160) 상에 제2 도전형 반도체층(136)을 형성한다. 제2 도전형 반도체층(136)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD:Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD:Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD:Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE:Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE:Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.Thereafter, as shown in FIG. 5B, the second conductivity-
이후, 도 5c를 참조하면, 제2 도전형 반도체층(136)의 상부에 응력 완화층(142)을 형성한다. 응력 완화층(142)은 복수 개의 우물층과 장벽층이 교대로 적층된 초격자 구조로 이루어질 수 있다. 응력 완화층(142)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, InGaN/AlGaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 응력 완화층(142)의 우물층은 활성층(134)의 우물층보다 에너지 밴드갭이 큰 물질로 형성될 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 5C, a
이후, 도 5d를 참조하면, 응력 완화층(142)의 상부에 활성층(134)이 형성된다. 활성층(134)은 예를 들어 알루미늄, 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조로 활성층(134)이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Thereafter, referring to FIG. 5D, an
이후, 도 5e를 참조하면, 활성층(134)의 상부에 전자 차단층(140) 및 제1 도전형 제2 반도체층(132B)을 형성한다. 전자 차단층(140)의 조성과 제1 도전형 제2 반도체층(132B)의 조성은 상술한 바와 동일하다. 예를 들어 챔버에 알루미늄(Al), 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 AlGaN층은 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제1 도전형 도펀트(131)를 제1 농도로 도핑하여 제1 도전형 제2 반도체층(132B)를 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 5E, the
이후, 도 5f를 참조하면, 제1 도전형 제2 반도체층(132B)의 상부에 제1 도전형 제1 반도체층(132A)을 형성한다. 제1 도전형 제1 반도체층(132A)의 조성은 전술한 바와 같다. 예를 들어 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층은 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이때, 제1 도전형 도펀트(133)를 제1 농도보다 큰 제2 농도로 도핑하여 제1 도전형 제1 반도체층(132A)을 형성한다.5F, a first conductive
이후, 도 5g를 참조하면, 제1 도전형 반도체층(132)의 상부에 제1 전극(122)을 스퍼터링법이나 전자빔 증착법에 의하여 형성할 수 있다. 이때, 제1 도전형 도펀트(135)를 제2 농도보다 큰 제3 농도로 도핑하여 제1 전극(122)을 형성한다.Subsequently, referring to FIG. 5G, the
이후, 계속해서 도 5h를 참조하면, 제1 전극(122)의 상부에 기판(110)을 형성할 수 있다. 기판(110)을 형성시키는 방법은 전기 화학적인 금속 증착 방법이나 유테틱(Eutetic) 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.Subsequently, referring to FIG. 5H, the
이후, 도 5i에 도시된 바와 같이 기판(150)과 버퍼층(160)을 제2 도전형 반도체층(136)으로부터 분리한다. 기판(150)의 제거는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다.Thereafter, as shown in FIG. 5I, the
레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 기판(150) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 기판(150)과 제2 도전형 반도체층(136)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(150)의 분리가 일어나며, 버퍼층(160)도 함께 분리될 수 있다.For example, when the laser lift-off method focuses and irradiates excimer laser light having a predetermined wavelength in the direction of the
이후, 도 5i에 예시된 바와 같이 기판(150)과 버퍼층(160)을 제거한 결과물을 뒤집은 후, 도 2에 예시된 바와 같이 제2 전극(124)을 제2 도전형 반도체층(136) 위에 형성한다.Thereafter, as shown in FIG. 5I, after the
이하, 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 구성 및 동작을 설명한다.Hereinafter, the configuration and operation of the light emitting device package including the light emitting device will be described.
도 6은 일 실시예에 따른 발광소자 패키지(200)의 단면도이다.6 is a cross-sectional view of a light emitting
실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 패키지 몸체부(205)에 설치된 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)과, 패키지 몸체부(205)에 배치되어 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(220)와, 발광 소자(220)를 포위하는 몰딩 부재(240)를 포함한다.The light emitting
패키지 몸체부(205)는 실리콘, 합성수지, 또는 금속을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광 소자(220)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The
제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(220)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(213, 214)은 발광 소자(220)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수도 있으며, 발광 소자(220)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The first and second lead frames 213 and 214 are electrically separated from each other, and serve to supply power to the
발광 소자(220)는 도 2에 예시된 발광 소자(100)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
발광 소자(220)는 도 6에 예시된 바와 같이 제2 리드 프레임(214) 상에 배치될 수 있으나, 이와 달리 제1 리드 프레임(213) 또는 패키지 몸체부(205) 상에 배치될 수도 있다.The
발광 소자(220)는 제1 및/또는 제2 리드 프레임(213, 214)과 와이어 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 도 6에 예시된 발광 소자(220)는 제1 리드 프레임(213)과 와이어(230)를 통해 전기적으로 연결되고 제2 리드 프레임(214)과 직접 전기적으로 연결될 수 있으나 이에 국한되지 않는다.The
몰딩 부재(240)는 발광 소자(220)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 몰딩 부재(240)는 형광체를 포함하여, 발광 소자(220)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
도 7은 다른 실시예에 따른 발광 소자 패키지(300)의 단면도이다.7 is a cross-sectional view of a light emitting
다른 실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 몸체(310), 몸체(310) 내에 배치된 방열 블록(360), 방열 블록(360)의 상부에 배치되는 발광소자(100)를 포함한다. 여기서, 발광 소자(100)는 도 2에 예시된 발광 소자(100)일 수 있다.The light emitting
몸체(310)는 복수 개의 층(311, 312, 313, 314)으로 구현될 수 있다. 몸체(310)를 이루는 층들의 개수는 실시예에 따라 달라질 수 있다. The
발광소자(100)가 자외선을 방출하는 UV LED인 경우, 몸체(310)는 자외선에 의해 변질되지 않는 재질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 세라믹 재질로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 몸체(310)는 저온 동시 소성 세라믹(LTCC: low temperature co-fired ceramic) 방법에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 몸체(310)는 고온 동시 소성 세라믹(HTCC: high temperature co-fired ceramic) 방법에 의하여 구현될 수 있다. 또한, 몸체(310)는 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, 또는 AlN를 포함하여 이루어질 수 있다.When the
몸체(310)는 각 층(311 ~ 314)을 관통하여 형성된 비아홀 및 각 층(311 ~ 314) 사이에 위치하는 도전성 패턴을 통해 발광소자(100)에 전류를 공급할 수 있다.The
몸체(310) 내에 방열 블록(360)이 배치된다. 방열 블록(360)은 발광소자(100)에서 발생된 열을 효과적으로 외부로 전달한다. 방열 블록(360)은 Cu, 또는 Cu를 포함한 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.The
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like, which are optical members, may be disposed on an optical path of the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a light unit. Another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the semiconductor light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, and for example, the lighting system may include a lamp or a street lamp. .
도 8은 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.8 is an exploded perspective view showing an embodiment of a lighting device including a light emitting device package according to the embodiments.
실시예에 따른 조명 장치는 광을 투사하는 발광 모듈(600)과 발광 모듈(600)이 내장되는 하우징(400)과 발광 모듈(600)의 열을 방출하는 방열부(500) 및 발광 모듈(600)과 방열부(500)를 하우징(400)에 결합하는 홀더(700)를 포함하여 이루어진다.The lighting apparatus according to the embodiment includes a
하우징(400)은 전기 소켓(미도시)에 결합되는 소켓 결합부(410)와, 소켓결합부(410)와 연결되고 광원(600)이 내장되는 몸체부(420)를 포함한다. 몸체부(420)에는 하나의 공기유동구(430)가 관통하여 형성될 수 있다.The
하우징(400)의 몸체부(420) 상에 복수 개의 공기유동구(430)가 구비되어 있는데, 공기유동구(430)는 하나의 공기유동구로 이루어지거나, 복수 개의 유동구를 도시된 바와 같은 방사상 배치 이외의 다양한 배치도 가능하다.A plurality of
발광 모듈(600)은 회로 기판(610) 상에 배치된 복수 개의 발광소자 패키지(650)를 포함한다. 발광소자 패키지(650)는 도 6 또는 도 7에 따른 발광 소자 패키지(200, 300)를 포함할 수 있다. 회로 기판(610)은 하우징(400)의 개구부에 삽입될 수 있는 형상일 수 있으며, 후술하는 바와 같이 방열부(500)로 열을 전달하기 위하여 열전도율이 높은 물질로 이루어질 수 있다.The
발광 모듈의 하부에는 홀더(700)가 구비되는데 홀더(700)는 프레임과 또 다른 공기 유동구를 포함할 수 있다. 또한, 도시되지는 않았으나 발광 모듈(600)의 하부에는 광학 부재가 구비되어 발광 모듈(600)의 발광소자 모듈(650)에서 투사되는 빛을 확산, 산란 또는 수렴시킬 수 있다.A
도 9는 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치(800)의 일 실시예를 나타낸 분해 사시도이다.9 is an exploded perspective view illustrating an exemplary embodiment of a
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 반사판(820)의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850) 및 제2 프리즘시트(860)와, 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.Referring to FIG. 9, the
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 예를 들어 도 6 또는 도 7에 예시된 발광 소자 패키지(200, 300)일 수 있다.The light emitting module includes the above-described light
바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(840)의 후면이나, 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.The
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.Here, the
도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(840)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.The
제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.The
제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.In the
본 실시예에서 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the
패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.The liquid crystal display panel (Liquid Crystal Display) may be disposed on the
패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.The
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.The liquid crystal display panel used in the display device uses a transistor as an active matrix method as a switch for adjusting a voltage supplied to each pixel.
패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.The front surface of the
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.Although described above with reference to the embodiments are only examples and are not intended to limit the present invention, those skilled in the art to which the present invention pertains are not exemplified above within the scope not departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that many variations and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified. And differences relating to such modifications and applications will be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
100, 220: 발광 소자 110: 기판
122: 제1 전극 124: 제2 전극
130: 발광 구조물 132: 제1 도전형 반도체층
132A: 제1 도전형 제1 반도체층 132B: 제1 도전형 제2 반도체층
134: 활성층 136: 제2 도전형 반도체층
140: 전자 차단층 142: 응력 완화층
200, 300: 발광 소자 패키지 205: 패키지 몸체부
213, 214: 리드 프레임 230: 와이어
240: 몰딩 부재 310: 몸체
360: 방열 블록 311, 312, 313, 314: 복수 개의 층
400: 하우징 500: 방열부
600: 발광 모듈 700: 홀더
800: 표시장치 810: 바텀 커버
820: 반사판 830, 835: 발광 모듈
840: 도광판 850, 860: 프리즘시트
870: 패널 880: 컬러필터100, 220: light emitting element 110: substrate
122: first electrode 124: second electrode
130: light emitting structure 132: first conductive semiconductor layer
132A: first conductivity type
134: active layer 136: second conductive semiconductor layer
140: electron blocking layer 142: stress relaxation layer
200 and 300: light emitting device package 205: package body
213, 214: lead frame 230: wire
240: molding member 310: body
360:
400: housing 500: heat dissipation unit
600: light emitting module 700: holder
800: display device 810: bottom cover
820:
840:
870: panel 880: color filter
Claims (10)
상기 제1 전극 위에 배치되며, 상기 제1 도전형 도펀트에 의해 제2 농도로 도핑된 제1 도전형 제1 반도체층;
상기 제1 도전형 제1 반도체층 위에 배치되며, 상기 제1 도전형 제1 반도체층의 두께보다 큰 두께를 가지며, 상기 제1 도전형 도펀트에 의해 제3 농도로 도핑된 제1 도전형 제2 반도체층;
상기 제1 도전형 제2 반도체층 위에 배치되며, 자외선 파장 대역의 광을 방출하는 활성층; 및
상기 활성층 위에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 제1 도전형 제1 반도체층은 상기 제1 도전형 제2 반도체층보다 에너지 밴드 갭이 더 작고,
상기 제1 농도는 상기 제2 농도보다 크고, 상기 제2 농도는 상기 제3 농도보다 큰 발광 소자.A first electrode doped to a first concentration by a first conductivity type dopant;
A first conductivity type first semiconductor layer disposed on the first electrode and doped to a second concentration by the first conductivity type dopant;
A first conductive type second disposed on the first conductive type first semiconductor layer and having a thickness greater than that of the first conductive type first semiconductor layer and doped to a third concentration by the first conductive type dopant A semiconductor layer;
An active layer disposed on the first conductive second semiconductor layer and emitting light in an ultraviolet wavelength band; And
A second conductivity type semiconductor layer disposed on the active layer,
The first conductive type first semiconductor layer has a smaller energy band gap than the first conductive type second semiconductor layer,
Wherein the first concentration is greater than the second concentration and the second concentration is greater than the third concentration.
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