KR102119817B1 - 발광소자 - Google Patents
발광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102119817B1 KR102119817B1 KR1020140000347A KR20140000347A KR102119817B1 KR 102119817 B1 KR102119817 B1 KR 102119817B1 KR 1020140000347 A KR1020140000347 A KR 1020140000347A KR 20140000347 A KR20140000347 A KR 20140000347A KR 102119817 B1 KR102119817 B1 KR 102119817B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- light
- emitting device
- conductive layer
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 56
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 claims abstract description 30
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 26
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 19
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 11
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 8
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 claims description 8
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 claims description 7
- 239000004332 silver Substances 0.000 claims description 7
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 4
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 claims description 4
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 claims description 2
- 230000036961 partial effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 119
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 13
- -1 InN Chemical compound 0.000 description 11
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N Palladium Chemical compound [Pd] KDLHZDBZIXYQEI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Chemical compound [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 9
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 7
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 6
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 6
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 6
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 6
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 6
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 5
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 5
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 5
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 5
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 4
- PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M copper(1+);methylsulfanylmethane;bromide Chemical compound Br[Cu].CSC PMHQVHHXPFUNSP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000008393 encapsulating agent Substances 0.000 description 4
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 4
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 4
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 4
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 4
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 4
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 description 4
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 4
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 3
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 3
- VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N hafnium atom Chemical compound [Hf] VBJZVLUMGGDVMO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 3
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 3
- 229910052715 tantalum Inorganic materials 0.000 description 3
- GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N tantalum atom Chemical compound [Ta] GUVRBAGPIYLISA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 3
- PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N Aluminum nitride Chemical compound [Al]#N PIGFYZPCRLYGLF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004954 Polyphthalamide Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920006375 polyphtalamide Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 2
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 2
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 2
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N Beryllium oxide Chemical compound O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N Borate Chemical compound [O-]B([O-])[O-] BTBUEUYNUDRHOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000881 Cu alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229920000106 Liquid crystal polymer Polymers 0.000 description 1
- 239000004977 Liquid-crystal polymers (LCPs) Substances 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920012310 Polyamide 9T (PA9T) Polymers 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910020923 Sn-O Inorganic materials 0.000 description 1
- UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N Sulphide Chemical compound [S-2] UCKMPCXJQFINFW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007792 addition Methods 0.000 description 1
- 150000004645 aluminates Chemical class 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 230000005496 eutectics Effects 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000013007 heat curing Methods 0.000 description 1
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001746 injection moulding Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001465 metallisation Methods 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 description 1
- 239000006089 photosensitive glass Substances 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000010944 silver (metal) Substances 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure
- H01L33/145—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure with a current-blocking structure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
- H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
- H01L33/40—Materials therefor
- H01L33/42—Transparent materials
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
Abstract
실시 예에 따른 발광소자는 기판, 상기 기판 상에 형성되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물, 상기 제2 반도체층 상의 일부 영역에 형성되는 전류제한층, 상기 전류제한층 상에 형성되는 전도층, 상기 전도층 상에 형성되며, 상기 전류제한층 및 상기 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 제2 전극 및
상기 발광구조물 상에 위치하고 상기 전류제한층 및 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 투명전도층을 포함할 수 있다.
상기 발광구조물 상에 위치하고 상기 전류제한층 및 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 투명전도층을 포함할 수 있다.
Description
실시예는 광 효율이 향상된 발광소자에 관한 것이다.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
한편, 발광소자에는 전극이 필수적으로 포함되어야하나, 전극에서의 저항으로 인해 광효율이 떨어지는 문제점이 있다. 따라서, 전극에서의 저항을 최소화하는 노력이 필요하다.
실시예는 전류제한층 및 전도층을 포함하고 광효율을 개선하는 발광소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 기판, 상기 기판 상에 형성되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물, 상기 제2 반도체층 상의 일부 영역에 형성되는 전류제한층, 상기 전류제한층 상에 형성되는 전도층, 상기 전도층 상에 형성되며, 상기 전류제한층 및 상기 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 제2 전극, 상기 발광구조물 상에 위치하고 상기 전류제한층 및 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 투명전도층을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 전류제한층 및 전도층을 포함함으로써 제2 전극에서 발생하는 레지스턴스를 감소시켜 동작전압을 낮추는 효과가 있다.
또한, 동작전압이 낮아짐으로 인해 광효율이 개선되는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 2는 또다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 A를 확대한 부분 확대도이다.
도 4는 d1의 길이에 따른 동작 전압 및 광 효율을 설명하기 위해 참조되는 실험값에 따른 그래프이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 표시장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 표시장치의 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 2는 또다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 3은 도 2의 A를 확대한 부분 확대도이다.
도 4는 d1의 길이에 따른 동작 전압 및 광 효율을 설명하기 위해 참조되는 실험값에 따른 그래프이다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 6은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 표시장치의 분해 사시도이다.
도 7은 도 6의 표시장치의 단면도이다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 기판(110), 발광구조물(130, 140, 150), 제1 전극(135), 전류제한층(170), 전도층(180), 투명전도층(160, TCL : Transparent Conducting Layer) 및 제2 전극(190)을 포함하여 이루어질 수 있다.
기판(110)은 반도체 단결정을 성장시키기에 적합한 기판으로서, 바람직하게, 사파이어를 포함하는 투명한 재료를 이용하여 형성되며 사파이어 이외에, 기판(110)은 징크 옥사이드(zinc oxide, ZnO), 갈륨 나이트라이드(gallium nitride, GaN), 실리콘 카바이드(silicon carbide, SiC), 실리콘 및 알루미늄 나이트라이드(AlN)로형성될 수 있다.
기판(110) 상에는 기판(110)과 제1 반도체층(130) 간의 격자 부정합을 완화하는 버퍼층(120)이 위치할 수 있다. 버퍼층(120)은 저온 분위기에서 형성할 수 있으며, GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 재질 중 선택할 수 있다.
버퍼층(120) 상에는 제1 반도체층(130)이 형성될 수 있다. 제1 반도체층(130)은 p형 또는 n형 반도체층을 포함하여 형성될 수 있다.
n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상술한 제1 반도체층(130)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.
제1 반도체층(130)상에는 활성층(140)이 형성될 수 있다. 활성층(140)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(140)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well)로 형성 될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.
제2 반도체층(150)은 상술한 활성층(140)에 정공을 주입하며, 제2 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
또한, 제1 2 반도체층(130,150) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 도전형 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있으며 이에 따라, 발광소자(100)는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.
또한, 제1 반도체층(130) 및 제2 반도체층(150) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상술한 바와는 달리 제1 반도체층(130)이 p형 반도체층을 포함하고, 제2 반도체층(150)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 즉, 제1 반도체층(130)과 제2 반도체층(150)은 활성층(140)을 중심으로 서로 형성되는 위치가 바뀌어도 무방하나, 하기에서는 제1 반도체층(130)이 n형 반도체층을 포함하여 형성되고 기판(110)에 근접하는 것으로 기술한다.
제1 전극(135)이 형성되는 위치는 제한이 없고, 발광소자(100)의 크기 등을 고려하여 복수 개가 형성될 수도 있지만, 바람직하게는 제2 반도체층(150)과 활성층(140)의 일부 영역이 제거되고, 제1 반도체층(130)의 일부가 노출되며, 노출된 제1 반도체층(130) 상면에 제1 전극(135)이 형성될 수 있다. 다시 설명하면, 발광구조물에 투명전도층(160)이 형성된 경우는 투명전도층(160), 제2 반도체층(150) 및 활성층(140)의 일부 영역이 제거되고, 노출된 제1 반도체층(130) 상에 제1 전극(135)이 형성될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니고, 기판(110) 및 버퍼층(120)이 제거되고 제1 반도체층(130)의 노출되는 면에 제1 전극(135)이 형성될 수도 있다.
제1 반도체층(130)의 상면을 제거하는 방법은 제한이 없으나 습식 식각, 건식 식각 등의 방법이 사용될 수 있다.
제1 전극(170)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(170)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
전류제한층(170)은 제2 반도체층(150) 상의 일부 영역에 형성된다. 전류제한층(170)(CBL)은 비전도성 또는 약전도성의 물질을 포함하는데, 바람직하게는 이산화규소(SiO2), 또는 이산화규소(SiO2)를 포함하는 산화알루미늄(Al2O3)으로 구성될 수도 있다.
한편, 전류제한층(170)은 반사율이 높은 층일 수 있다. 예를 들면, 전류제한층(170)은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층일 수 있다.
전도층(180)은 전류제한층(170)상에 형성된다. 전도층(180)은 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를들어, 상기 전도층(180)은 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy) 또는 Si, Mo, SiGe 등일 수 있다. 전도층(180)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 공융금속을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.
한편, 전도층(180)은 알루미늄(Al),은(Ag), 로듐(Rh) 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수도 있다. 알루미늄(Al),은(Ag), 로듐(Rh) 등은 활성층에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
제2 전극(190)은 전도층(180) 상에 형성되며, 전류제한층(170) 및 전도층(180)과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩될 수 있다.
제2 전극(190)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제2 전극(190)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
투명전도층(160, TCL : Transparent Conducting Layer)은 발광구조물(130, 140, 150) 상에 위치하고 전류제한층(170) 및 전도층(180)과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩될 수 있다.
투명 전도층(160)은 투명 전도 산화물(TCO: Transparent Conducting Oxide), 투명 전도 질화물(TCN: Transparent Conducting Nitride), 투명 전도 산화 질화물(Transparent Conducting Oxide Nitride) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 투명 전도층(60)은 50% 이상의 광 투과율을 갖고, 10Ω/sq 이하의 면저항을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 상기 투명 전도층(60)은 In, Sn, Zn, Cd, Ga, Al, Mg, Ti, Mo, Ni, Cu, Ag, Au, Sb, Pt, Rh, Ir, Ru, Pd 중 적어도 어느 하나의 물질이 O 및 N 중 적어도 어느 하나와 결합되어 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 투명 전도 산화물은 ITO(Indium-Tin Oxide), ZnO, AZO(Aluminum doped Zinc Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), ZITO(Zinc Indium-Tin Oxide), Sn-O, In-O, Ga-O 중 어느 하나가 될 수 있고, 상기 투명 전도 질화물은 TiN, CrN, TaN, In-N 중 적어도 어느 하나가 될 수 있으며, 상기 투명 전도 산화 질화물은 ITON(Indium-Tin Oxide Nitride), ZnON, O-In-N, IZON(Indium Zinc Oxide Nitride) 중 어느 하나가 될 수 있다.
일반적으로 옴(Ohm)의 법칙에 의해 전압은 저항에 비례한다. 따라서, 저항이 작아질 수록 전압은 낮아지게 된다. 또한, 도체에서의 저항은 도체의 길이에 비례하고 도체의 단면적에 반비례하는 성질을 갖는다.
상기 일반적인 물리적 성질은 제2 전극 패드(190)에 적용할 수 있다. 예를 들어, 전극 패드의 단면적이 증가하는 경우 제2 전극 패드(190)의 저항이 작아진다. 제2 전극 패드(190)의 저항이 작아지는 경우, 동작 전압이 줄어들어 광 효율은 높아지게 된다. 그러나, 제2 전극 패드(190)의 단면적을 증가시키는 경우, 발광 소자(100)의 원가 상승의 원인이 되며, 증가된 면적만큼 광 손실이 발생하게 된다.
본 발명의 실시예에 따라, 발광소자(100)에 전류제한층(170) 및 전도층(180)을 포함하는 경우, 제2 전극 패드(190)의 면적이 증가하는 효과가 있다. 그로 인해, 제2 전극 패드(190)의 저항이 작아지는 효과가 발생한다. 그에 따라, 동작 전압이 줄어들고 광 효율이 높아지는 효과가 발생한다.
여기서, 전류제한층(170) 및 전도층(180)의 폭은 제2 전극(190)보다 넓게 형성되는 경우, 광 효율이 높아지는 효과가 있다. 이에 대한 설명은 도 3 내지 도 5를 참조하여 설명한다.
도 2는 또 다른 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이고, 도 3은 도 2의 A를 확대한 부분 확대도이다.
또 다른 실시예에 따른 발광소자(200)에 대한 설명 중 도 1에서의 설명과 중복되는 설명은 생략하도록 한다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(200)는 기판(210), 발광구조물(230, 240, 250), 제1 전극(235), 전류제한층(270), 전도층(280), 투명전도층(260, TCL : Transparent Conducting Layer) 및 제2 전극(290)을 포함하여 이루어질 수 있다.
투명전도층(260)은 개구부(261)를 포함할 수 있다. 제2 전극(290)은 개구부(261)를 통해 전도층(290)과 접촉(contact)할 수 있다.
전류제한층(270) 및 전도층(280)의 폭(W1)은 제2 전극의 폭(W2)보다 넓게 형성될 수 있다. 전류제한층(270) 및 전도층(280)의 폭(W1)이 제2 전극의 폭(W2)과 동일한 경우, 동작전압이 저하 되지만, 이에 상응하여 광 효율이 감소된다. 따라서, 광 효율을 유지하면서 동작 전압을 낮추기 위해 전류제한층(270)과 전도층(280)의 폭(W1)이 제2 전극(290)의 폭(W1)보다 넓게 형성될 수 있다.
또한, 전도층(280)의 수직 연장선과 제2 전극(290)의 측면은 소정의 거리(d1)를 가질 수 있다. 전도층(280)의 수직 연장선과 제2 전극(290)의 측면 사이의 거리(d1)는 2~4㎛일 수 있다.
도 4는 d1의 길이에 따른 동작 전압 및 광 효율을 설명하기 위해 참조되는 실험값에 따른 그래프이다.
도 4를 참조하면, 그래프의 가로축은 전도층(280)의 수직 연장선과 제2 전극(290)의 측면 사이의 거리(d1)이다. 그래프의 왼쪽 세로축은 광 효율이고 오른쪽 세로축은 동작전압이다.
도 4에 도시된 그래프에서와 같이, d1이 증가 할 수록, 광 효율은 증가하다가 감소하고, 동작전압은 감소한다. 지시번호 410의 영역과 같이, d1이 2~4㎛ 범위에 있을 때, 광 효율이 최대가 될 수 있다. 즉, d1이 2㎛보다 작은 경우, 동작 전압은 높지 않으나, 광 효율이 낮고, d1이 4㎛보다 큰 경우는 동작 전압은 높아지고, 광 효율도 낮아진다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자패키지(300)는 캐비티가 형성된 몸체(310), 몸체(310)에 실장되는 제1 전극(330) 및 제2 전극(340), 제1 및 제2 전극(330,340)과 전기적으로 연결되는 광원부(320) 및 광원부(320)을 덮도록 캐비티에 충진되는 봉지재(350)를 포함할 수 있다.
몸체(310)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 세라믹 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(310)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
몸체(310)의 내면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 광원부(320)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
광의 지향각이 줄어들수록 광원부(320)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 광원부(320)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.
한편, 몸체(310)에 형성되는 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
광원부(320)는 몸체(310)의 캐비티에 배치되며, 일 예로 광원부(320)는 도 1 내지 도 4에서 도시하고 설명한 발광소자 중 어느 하나일 수 있다. 발광소자는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광 소자는 한 개 이상 실장될 수 있다.
몸체(310)는 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)을 포함할 수 있다. 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)은 광원부(320)와 전기적으로 연결되어 광원부(320)에 전원을 공급할 수 있다.
또한, 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)은 서로 전기적으로 분리되며, 광원부(320)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있고, 또한 광원부(320)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수 있다.
도 5에는 제1 전극(330)과 제2 전극(340) 모두가 와이어(360)에 의해 광원부(320)와 본딩된 것을 도시하나, 이에 한정하지 않으며, 특히 수직형 발광소자의 경우는 제1 전극(330) 및 제2 전극(340) 중 어느 하나가 와이어(360)에 의해 광원부(320)와 본딩될 수 있으며, 플립칩 방식에 의해 와이어(360) 없이 광원부(320)와 전기적으로 연결될 수도 있다. 따라서 제1 및 제2 전극(330, 340)에 전원이 연결되면 발광소자(530)에 전원이 인가될 수 있다. 한편, 수개의 리드 프레임(미도시)이 몸체(310)내에 실장되고 각각의 리드 프레임(미도시)이 발광소자(530)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.
이러한 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(330) 및 제2 전극(340)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
봉지재(미도시)는 광원부(320)를 덮도록 캐비티에 충진될 수 있다.
봉지재(미도시)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
또한 봉지재(미도시)는 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 광원부(320)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(300)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
이러한 형광체는 광원부(320)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다.
즉, 형광체는 광원부(320)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원부(530)가 UV 발광 다이오드이고 형광체가 적색, 녹색, 청색이 다층으로 형성된 형광체인 경우, UV 발광다이오드에서 발생한 자외선 영역의 빛이 적색, 녹색 및 청색 형광체를 통과하면서 여기되어 백색 빛을 제공할 수 있다.
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 6 및 도 7에 도시된 표시 장치, 도 8에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.
도 6은 실시 예에 따른 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7은 실시 예에 따른 발광 소자를 포함하는 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 7을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 8은 실시 예에 따른 발광소자를 포함하는 조명장치의 분해 사시도이다.
도 8을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 발광소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
또한, 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 지의 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.
Claims (8)
- 기판;
상기 기판 상에 형성되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물;
상기 제2 반도체층 상의 일부 영역에 형성되는 전류제한층;
상기 전류제한층 상에 형성되는 전도층;
상기 전도층 상에 형성되며, 상기 전류제한층 및 상기 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 제2 전극; 및
상기 발광구조물 상에 위치하고 상기 전류제한층 및 전도층과 적어도 일부분이 수직방향으로 중첩되는 투명전도층을 포함하고,
상기 전류제한층 및 상기 전도층의 폭은 상기 제2 전극의 폭보다 넓고,
상기 전도층의 수직연장선과 상기 제2 전극의 측면 사이의 거리(d1)는 2㎛ 이상 4㎛ 이하인 발광소자. - 제 1항에 있어서,
상기 투명 전도층은 50% 이상의 광 투과율을 갖고, 10Ω/sq 이하의 면저항을 갖는 물질을 포함하는 발광소자. - 제 2항에 있어서,
상기 투명 전도층은 투명 전도 산화물(TCO: Transparent Conducting Oxide), 투명 전도 질화물(TCN: Transparent Conducting Nitride), 투명 전도 산화 질화물(Transparent Conducting Oxide Nitride) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전류제한층은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층인 발광소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전도층은 알루미늄(Al), 은(Ag), 로듐(Rh) 또는 알루미늄(Al)이나 은(Ag)을 포함하는 합금을 포함하는 금속층인 발광소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140000347A KR102119817B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 발광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140000347A KR102119817B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 발광소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150080838A KR20150080838A (ko) | 2015-07-10 |
| KR102119817B1 true KR102119817B1 (ko) | 2020-06-05 |
Family
ID=53792638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140000347A KR102119817B1 (ko) | 2014-01-02 | 2014-01-02 | 발광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102119817B1 (ko) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20180031412A (ko) | 2016-09-20 | 2018-03-28 | 삼성전자주식회사 | 메모리 컨트롤러의 동작 방법과, 이를 포함하는 장치들의 동작 방법들 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005197289A (ja) | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101165253B1 (ko) * | 2010-06-03 | 2012-07-19 | 서울옵토디바이스주식회사 | 발광다이오드 |
| KR101916140B1 (ko) * | 2012-05-14 | 2018-11-08 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 |
-
2014
- 2014-01-02 KR KR1020140000347A patent/KR102119817B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005197289A (ja) | 2003-12-26 | 2005-07-21 | Nichia Chem Ind Ltd | 窒化物半導体発光素子およびその製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150080838A (ko) | 2015-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9249957B2 (en) | Light emitting device and lighting system including the same | |
| US9530937B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting device package, and light unit | |
| KR101762787B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명 시스템 | |
| KR101824011B1 (ko) | 발광소자 패키지 | |
| US9190562B2 (en) | Light emitting device | |
| CN103972348B (zh) | 发光器件 | |
| US8878212B2 (en) | Light emitting device, method of manufacturing the light emitting device, light emitting device package, and lighting system | |
| US9478710B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting device package, and light unit | |
| KR20140132516A (ko) | 발광 소자, 발광 모듈 및 조명 시스템 | |
| KR101988405B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR101694175B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 조명시스템 | |
| KR102131345B1 (ko) | 발광소자 | |
| US9419184B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting device package, and light unit | |
| US9419178B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting device package, and light unit | |
| KR102119817B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102119851B1 (ko) | 발광소자 | |
| US9450146B2 (en) | Light-emitting device, light-emitting device package, and light unit | |
| KR102142716B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102053287B1 (ko) | 발광 소자 및 이를 구비한 조명 시스템 | |
| KR101936258B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR102098363B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR20160093370A (ko) | 발광 소자 패키지 및 조명 장치 | |
| KR101905543B1 (ko) | 발광소자 패키지 | |
| KR20130026309A (ko) | 발광소자 패키지 및 조명 장치 | |
| KR20150028924A (ko) | 발광소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |