KR102153090B1 - 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층과, 상기 활성층의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 위에 배치된 전극과, 상기 제1 도전형 반도체층 내에 배치되어 전극과 접촉되는 제1 전류 확산층을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 전극의 접촉되는 영역에 전류 확산층을 배치함으로써, 전류의 확산을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 효율을 향상시키기 위한 발광 소자에 관한 것이다.
일반적으로, 발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 화합물 반도체로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
종래 질화물 반도체는 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 적층하여 형성되며, 그 일측에는 전극을 형성하게 된다.
하지만, 전극으로부터 인가되는 전류는 전극을 중심으로 확산함에 따라 전류가 일정 영역에 집중되어 전류를 고르게 확산시키기 어려운 문제점이 발생된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 전류의 확산을 향상시키기 위한 발광소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층; 상기 활성층의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 내에 배치되는 제1 전류 확산층; 및 상기 제1전류 확산층과 접촉하는 전극을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층은 제1 n형 도전형 반도체층과, 상기 제1 n형 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 n형 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 전류 확산층은 상기 제1 n형 도전형 반도체층과 상기 제2 n형 도전형 반도체층 사이에 배치되며, 상기 제1 전류 확산층의 일부가 노출되도록 상기 제2 n형 도전형 반도체층의 일부가 제거된 발광소자를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층의 위에 배치된 활성층과, 상기 활성층의 위에 배치된 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 위에 배치된 전극과, 상기 제1 도전형 반도체층과 활성층 사이에 배치되어 전극과 접촉되는 제1 전류 확산층을 포함할 수 있다.
또한, 실시예는 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층; 상기 활성층 아래에 형성된 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 아래에 배치되어 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하도록 돌출되어 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 전극; 및 상기 제1 도전형 반도체층 내에 형성되어 상기 전극과 접촉되는 제1 전류 확산층을 포함하고, 상기 제1 도전형 반도체층은 제1 n형 도전형 반도체층과, 상기 제1 n형 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 n형 도전형 반도체층을 포함하고, 상기 제1 전류 확산층은 제1 n형 도전형 반도체층과 상기 제2 n형 반도체층 사이에 배치되는 발광소자를 포함할 수 있다.
실시예는 전극의 접촉되는 영역에 전류 확산층을 배치함으로써, 전류의 확산을 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 전류 확산층을 전극에 접촉되는 영역으로부터 멀어질수록 도핑 농도를 크게 함으로써, 전류의 확산과 동시에 전 영역에 고르게 전류를 공급할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 전류 확산층의 일측에 제2 전류 확산층을 배치함으로써, 보다 효과적으로 전류를 고른 영역에 공급할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자의 전류의 흐름을 나타낸 단면도이다.
도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 8은 제3 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 9는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.
도 10 내지 도 12는 실시예에 따른 발광소자가 구비된 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "directly"와 "indirectly"의 의미를 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 설명하면 다음과 같다. 도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이고, 도 2는 제1 실시예에 따른 발광소자의 전류의 흐름을 나타낸 단면도이고, 도 3 및 도 4는 제1 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치된 활성층(114)과, 상기 활성층(114)의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광 구조물(110)과, 상기 발광 구조물(110) 위에 배치된 전극(170)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 내에 배치되어 전극(170)과 접촉되는 전류 확산층(160)을 포함한다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 III족-V족 화합물 반도체로 구현되며, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 적어도 하나를 포함하는 층들의 적층 구조를 포함할 수 있다. 상기 제1도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층이며, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함한다.
상기 제1 도전형 반도체층(112) 내에는 실시예에 따른 전류 확산층(160)이 형성될 수 있다. 전류 확산층(160)은 전극(170)과 접촉되는 구조로 이루어지며, 전류 확산층(160)은 전극(170)으로부터 공급되는 전류를 전 영역에 고르게 확산시키는 역할을 한다. 실시예에 따른 전류 확산층(160)에 대해서는 추후 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)의 아래에는 활성층(114)이 배치될 수 있다.
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물, 다중 양자 우물(MQW), 양자 선(quantum wire) 구조 또는 양자 점(quantum dot) 구조를 선택적으로 포함한다. 상기 활성층(114)은 우물층과 장벽층의 주기를 포함한다. 상기 우물층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함하며, 상기 장벽층은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함할 수 있다. 상기 우물층/장벽층의 주기는 예컨대, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/InAlGaN의 적층 구조를 이용하여 1주기 이상으로 형성될 수 있다. 상기 장벽층은 상기 우물층의 밴드 갭보다 높은 밴드 갭을 가지는 반도체 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(114)의 아래에는 제2 도전형 반도체층(116)이 배치될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2도전형 도펀트가 도핑된 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)은, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP와 같은 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 초격자 구조를 포함할 수 있으며, 상기 초격자 구조는 InGaN/GaN 초격자 구조 또는 AlGaN/GaN 초격자 구조를 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)의 초격자 구조는 비 정상적으로 전압에 포함된 전류를 확산시켜 주어, 활성층(114)을 보호할 수 있다.
상기 발광 구조물(110)의 도전형을 반대로 배치할 수 있으며, 예컨대 제1 도전형 반도체층(112)은 P형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 n형 반도체층으로 배치할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형 반도체층과 반대의 극성을 갖는 제1 도전형의 반도체층이 더 배치될 수도 있다.
상기 발광 구조물(110)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. 여기서, 상기 p는 p형 반도체층이며, 상기 n은 n형 반도체층이며, 상기 -은 p형 반도체층과 n형 반도체층이 직접 접촉되거나 간접 접촉된 구조를 포함한다.
실시 예에 따른 발광 칩은 발광 구조물(110) 아래에 접촉층(120)이 형성되며, 상기 접촉층(120) 아래에 반사층(140)이 형성되며, 상기 반사층(140) 아래에 지지부재(150)가 형성된다. 상기 반사층(140)과 상기 발광 구조물(110)의 둘레에 보호층(130)이 형성될 수 있다.
이러한 발광 칩은 제2 도전형 반도체층(116) 아래에 접촉층(120) 및 보호층(130), 반사층(140) 및 지지부재(150)를 형성한 다음, 성장 기판을 제거하여 형성될 수 있다.
상기 접촉층(120)은 발광 구조물(110)의 하층 예컨대 제2 도전형 반도체층(116)에 오믹 접촉될 수 있다. 그 재료는 금속 산화물, 금속 질화물, 절연물질, 전도성 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 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), Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성될 수 있다.
상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있으며, 예컨대, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 상기 접촉층(120) 내부는 전극(170)과 대응되도록 전류를 블록킹하는 층이 더 형성될 수 있다.
상기 보호층(130)은 금속 산화물 또는 절연 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 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), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 에서 선택적으로 형성될 수 있다.
상기 보호층(130)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(140)과 같은 금속이 발광 구조물(110)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다.
상기 반사층(140)은 금속 예컨대, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질로 형성될 수 있다. 상기 반사층(140)은 상기 발광 구조물(110)의 폭보다 크게 형성될 수 있으며, 이는 광 반사 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기의 반사층(140)과 상기 지지부재(150) 사이에 접합을 위한 금속층과, 열 확산을 위한 금속층이 더 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 지지부재(150)는 베이스 기판으로서, 구리(Cu), 금(Au), 니켈(Ni), 몰리브데늄(Mo), 구리-텅스텐(Cu-W)와 같은 금속이거나 캐리어 웨이퍼(예: Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC)으로 구현될 수 있다.
상기 지지부재(150)와 상기 반사층(140) 사이에는 접합층(미도시)이 더 형성될 수 있으며, 상기 접합층은 두 층을 서로 접합시켜 줄 수 있다. 상기의 개시된 발광 칩은 일 예이며, 상기에 개시된 특징으로 한정하지는 않는다. 상기의 발광 칩은 상기의 발광 소자의 실시 예에 선택적으로 적용될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
한편, 제1 도전형 반도체층(112) 위에는 전극(170)이 배치되고, 상기 전극(170)과 접촉되도록 제1 도전형 반도체층(112) 내에는 전류 확산층(160)이 배치될 수 있다.
전극(170)은 제1 도전형 반도체층(112) 위에 형성될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 도전형 반도체층(112)은 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 도전형 반도체층(112b)으로 이루어질 수 있다. 제1 n형 도전형 반도체층(112a)의 일부가 노출되도록 제2 n형 도전형 반도체층(112b)의 일부는 제거될 수 있다. 전극(170)은 상부가 노출된 제1 n형 도전형 반도체층(112a) 위에 배치될 수 있다.
전류 확산층(160)은 제1 도전형 반도체층(112) 내에 형성될 수 있으며, 보다 구체적으로, 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 반도체층(112b) 사이에 형성될 수 있다. 전류 확산층(160)은 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 반도체층(112b) 사이의 계면 전체면에 배치될 수 있으며, 전극(170)의 하부와 접촉되도록 배치될 수 있다.
전류 확산층(160)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 전류 확산층(160)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 N형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전류 확산층(160)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다. 이는 제1 도전형 반도체층(112)의 농도가 5.0×1018 atoms/㎤ 내지 1.0×1019 atoms/㎤ 임을 감안하면 전류 확산층의 도핑 농도는 제1 도전형 반도체층의 도핑 농도보다 큰 것을 알 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 전극(170)으로부터 공급된 전류는 전류 확산층(160)을 통해 좌우로 고르게 퍼지게 되고, 전류 확산층(160)에 의해 고르게 퍼진 전류는 활성층을 향해 전류를 공급하게 된다.
실시예에 따른 발광소자는 전류를 전 영역에 고르게 분포시킴으로써, 전류의 확산을 향상시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
종래 발광소자는 전류 확산을 향상시키기 위해 제1 도전형 반도체층을 3um 내지 4um의 두께로 형성하게 된다. 이와 달리, 실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층의 도핑농도보다 큰 전류 확산층을 형성함으로써, 제1 도전형 반도체층의 두께를 1.5um 내지 2.5um로 줄일 수 있는 효과를 가지게 된다.
따라서, 실시예에서는 발광 소자의 두께를 줄여 발광소자를 박형화시킬 수 있는 효과를 가지게 된다.
상기에서는 제1 도전형 반도체층(112) 내에 균일한 도핑 농도를 가지는 전류 확산층(160)을 배치하였지만, 이와 달리 도 3 및 도 4와 같이 전류 확산층을 배치할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 실시예의 변형 예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치된 활성층(114)과, 상기 활성층(114)의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광 구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 위에 배치된 전극(170)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 내에 배치되어 전극(170)과 접촉되는 전류 확산층(180)을 포함한다. 여기서, 전류 확산층(180) 이외의 구조는 앞서 설명한 발광소자의 구조와 동일하므로 생략한다.
전류 확산층(180)은 제1 도전형 반도체층(112) 내에 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 도전형 반도체층(112b) 사이에 형성될 수 있다. 전류 확산층(180)은 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 반도체층(112b) 사이의 계면 전체면에 배치될 수 있으며, 전극(170)의 하부와 접촉되도록 배치될 수 있다.
전류 확산층(180)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 전류 확산층(180)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 N형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전류 확산층(180)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
전류 확산층(180)은 전극(170)과 접촉되는 제1 영역(a)과 그 주변 영역인 제2 영역(b)에 서로 다른 도핑 농도를 가지도록 배치될 수 있다. 전류 확산층(180)은 전극(170)과 접촉되는 제1 영역(a)으로부터 멀어질수록 도핑 농도가 더 크게 형성될 수 있다.
다시 말해, 제1 영역(a)에 배치된 전류 확산층(180)의 농도는 제2 영역(b)에 배치된 전류 확산층(180)의 농도보다 낮게 형성될 수 있다.
이로 인해 전극(170)으로부터 발생된 전류는 전류 확산층(180)의 가장자리로 더욱 효과적으로 이동할 수 있으며, 이로 인해 전류를 전 영역에 고르게 확산시킬 수 있게 된다.
또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 실시예의 변형 예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 아래에 배치된 활성층(114)과, 상기 활성층(114)의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광 구조물(110)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 위에 배치된 전극(170)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 내에 배치되어 전극(170)과 접촉되는 제1 전류 확산층(160)과, 상기 제1 전류 확산층(160)의 아래에 배치된 제2 전류 확산층(190)을 포함할 수 있다. 여기서, 전류 확산층(160, 190) 이외의 구조는 앞서 설명한 발광소자의 구조와 동일하므로 생략한다.
제1 전류 확산층(160)은 제1 도전형 반도체층(112) 내에 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 도전형 반도체층(112b) 사이에 형성될 수 있다. 제1 전류 확산층(160)은 제1 n형 도전형 반도체층(112a)과 제2 n형 도전형 반도체층(112b) 사이의 계면 전체면에 배치될 수 있으며, 전극(170)의 하부와 접촉되도록 배치될 수 있다.
제1 전류 확산층(160)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 제1 전류 확산층(160)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 N형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 전류 확산층(160)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
제2 전류 확산층(190)은 제1 전류 확산층(160)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 전류 확산층(190)은 제1 n형 도전형 반도체층(112a) 내에 배치될 수 있다.
제2 전류 확산층(190)은 제1 전류 확산층(160)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 제2 전류 확산층(190)은 전극(170)과 접촉되는 제1 전류 확산층(160)의 제1 영역(a)의 주변인 제2 영역(b)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
제2 전류 확산층(190)은 제1 전류 확산층(160)의 통과한 전류를 보다 효과적으로 전영역에 고르게 확산시킬 수 있게 된다.
도 5는 제2 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이고, 도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 5를 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광소자(200)는 기판(220)과, 상기 기판(220)의 위에 배치된 버퍼층(230)과, 제1 도전형 반도체층(212)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212)의 위에 배치된 활성층(214)과, 상기 활성층(214)의 위에 배치된 제2 도전형 반도체층(216)을 포함하는 발광 구조물(210)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212) 위에 배치된 제1 전극(250)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212)과 활성층(214) 사이에 배치되어 제1 전극(240)과 접촉되는 전류 확산층(260)을 포함한다.
기판(220)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(220)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 기판(110) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(220)의 위에는 버퍼층(230)이 더 배치될 수 있다.
상기 버퍼층(230)은 상기 발광구조물의 재료와 기판(220)의 격자 부정합을 완화시켜 주는 역할을 한다. 버퍼층(230)으로는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 스퍼터링법에 의해 형성될 수 있다. 이와 달리, 버퍼층(230)으로 언도프트 질화갈륨층일 수 있다.
상기 버퍼층(230)은 1개 이상의 층으로 형성될 수 있으며, 다수개로 적층 형성된 버퍼층(230)은 서로 다른 재질로 형성될 수 있다. 예컨대, 2개의 버퍼층으로 형성될 경우, 제1 버퍼층은 언도프트 질화갈륨층일 수 있고, 제2 버퍼층은 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)/GaN 초격자층일 수 있다.
제2 버퍼층인 AlxGa(1-x)N(0≤x≤1)/GaN 초격자층은 발광 구조물과 기판(220)의 격자 부정합에 따른 전위(dislocations)를 더욱 효과적으로 차단시켜 줄 수 있다.
상기 버퍼층(230) 위에는 제1 도전형 반도체층(212), 활성층(214), 제2 도전형 반도체층(216)으로 이루어지는 발광 구조물(210)이 배치될 수 있다. 발광 구조물(210)의 구조는 도 1과 동일하므로 생략하기로 한다.
제1 도전형 반도체층(212) 위에는 실시예에 따른 전류 확산층(260)이 형성될 수 있다.
전류 확산층(260)은 제1 전극(240)으로부터 공급된 전류를 전영역에 고르게 확산시켜 전류의 확산을 향상시키는 역할을 한다. 제2 실시예에 따른 전류 확산층(260)은 추후에 상세히 설명하기로 한다.
전류 확산층(260) 위에는 스트레인 제어층(282)이 더 배치될 수 있다.
상기 스트레인 제어층(282)은 제1 도전형 반도체층(212)과 활성층(214) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시키는 역할을 한다. 상기 스트레인 제어층(282)은 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 상기 스트레인 제어층(282)은 AlxInyGa1 -x- yN 및 GaN을 복수의 쌍(pair)으로 구비할 수 있다.
상기 스트레인 제어층(282)의 격자상수는 상기 제1 도전형 반도체층(212)의 격자 상수보다는 크되, 상기 활성층(214)의 격자상수보다는 작을 수 있다. 이에 따라 활성층(214)과 제1 도전형 반도체층(212) 사이에 격자 상수 차이에 의한 스트레스를 최소화할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(214) 위에는 전자 차단층(284)이 더 배치될 수 있다.
상기 전자 차단층(284)은 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 하며, 이로 인해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 차단층(284)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(214)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 달리, 상기 전자 차단층(214)은 AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1) 초격자(superlattice)로 형성될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(216) 위에는 오믹층(286)이 더 형성될 수 있다.
오믹층(286)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 또는 금속합금, 금속 산화물 등을 다중으로 적층할 수도 있다. 예컨대, 오믹층(286)은 반도체와 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있으며, 오믹층(286)으로는 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
오믹층(286) 위에는 제2 전극(250)이 배치될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(212) 위에는 제1 전극(240)이 배치될 수 있으며, 이를 위해 제1 도전형 반도체층(212)의 상부면 일부가 노출되도록 스트레인 제어층(282), 활성층(214), 전차 차단층(284), 제2 도전형 반도체층(216), 오믹층(286)이 일부 제거될 수 있다.
한편, 제2 실시예에 따른 전류 확산층(260)은 제1 도전형 반도체층(212)과 활성층(214) 사이, 더욱 구체적으로는 제1 도전형 반도체층(212)과 스트레인 제어층(282) 사이에 배치될 수 있다.
전류 확산층(260)은 제1 도전형 반도체층(212)의 상부 전체면에 배치될 수 있으며, 이로부터 제1 전극(240)의 하부와 접촉되도록 배치될 수 있다.
전류 확산층(240)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 전류 확산층(260)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 전류 확산층(260)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
제1 전극(240)으로부터 공급된 전류는 전류 확산층(260)을 통해 고르게 퍼지게 되고, 전류 확산층(260)에 의해 고르게 퍼진 전류는 활성층(214) 전체에 고르게 확산될 수 있다.
상기에서는 전류 확산층(240)의 도핑 농도가 동일한 것으로 설명하였지만, 이와 다르게, 전류 확산층(240)의 도핑 농도가 서로 다르게 형성될 수 있다.
전류 확산층(240)은 제1 전극(240)과 접촉하는 제1 영역(a)과 그 주변 영역인 제2 영역(b)에 서로 다른 도핑 농도를 가지도록 배치될 수 있다. 전류 확산층(260)은 제1 전극(240)과 접촉되는 제1 영역(a)으로부터 멀어질수록 도핑 농도가 더 크게 형성될 수 있다.
제1 전극(240)으로부터 발생된 전류는 전류 확산층(240)의 가장 자리로 더욱 효과적으로 이동할 수 있으며, 이로 인해 전류를 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있게 된다.
상기에서는 하나의 전류 확산층(260)을 배치하였지만, 이와 달리 도 6과 같이 다수의 전류 확산층을 배치할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 발광소자는 기판(220)과, 상기 기판(220)의 위에 배치된 버퍼층(230)과, 제1 도전형 반도체층(212)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212)의 위에 배치된 활성층(214)과, 상기 활성층(214)의 위에 배치된 제2 도전형 반도체층(216)을 포함하는 발광 구조물(210)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212) 위에 배치된 제1 전극(240)과, 상기 제1 도전형 반도체층(212)과 활성층(214) 사이에 배치되어 제1 전극(240)과 접촉되는 제1 전류 확산층(260)과, 상기 활성층(214) 내에 배치된 제2 전류 확산층(270)을 포함한다. 여기서, 전류 확산층(260, 270)을 제외한 구성은 도 5와 동일하므로 생략하기로 한다.
제1 전류 확산층(260)은 제1 도전형 반도체층(212) 위에 배치될 수 있으며, 더욱 구체적으로는 제1 도전형 반도체층(212) 상부면 전체에 걸쳐 배치될 수 있다. 제1 전류 확산층(260)은 제1 전극(240)의 하부와 접촉되도록 배치될 수 있다.
제1 전류 확산층(260)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 제1 전류 확산층(260)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 N형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 전류 확산층(260)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
제2 전류 확산층(270)은 제1 전류 확산층(260)의 위에 배치될 수 있다. 제2 전류 확산층(270)은 활성층(214) 내에 배치될 수 있다. 제2 전류 확산층(270)은 제1 전류 확산층(260)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 제2 전류 확산층(270)은 제1 전극(240)과 접촉되는 제1 전류 확산층(260)의 제1 영역(a)의 주변인 제2 영역(b)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
제2 전류 확산층(270)은 활성층(214) 전체에 걸쳐 배치될 수 있으며, 활성층(214)의 일부에만 배치될 수도 있다. 제2 전류 확산층(270)은 제1 전류 확산층(260)의 가장자리를 통과한 전류를 보다 효과적으로 확산시킬 수 있게 된다.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이고, 도 8은 제3 실시예에 따른 발광소자의 변형 예를 나타낸 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 제3 실시예에 따른 발광소자(300)는 제1 도전형 반도체층(312)과, 상기 제1 도전형 반도체층(312) 아래에 배치된 활성층(314)과, 상기 활성층(314) 아래에 형성된 제2 도전형 반도체층(316)을 포함하는 발광 구조물(310)과, 상기 제2 도전형 반도체층(316) 아래에 배치되어 상기 제2 도전형 반도체층(316)과 상기 활성층(314)을 관통하도록 돌출되어 상기 제1 도전형 반도체층(312)에 전기적으로 연결된 제1 전극(320)과, 상기 제1 도전형 반도체층(312) 내에 형성되어 제1 전극(320)과 접촉되는 전류 확산층(380)을 포함한다. 여기서, 발광 구조물에 대한 구성은 도 1과 동일하므로 생략하기로 한다.
상기 제1 전극(320)은 상기 제2 도전형 반도체층(316)과 상기 활성층(314)을 관통하여 배치될 수 있다. 예로서 상기 제1 전극(320)은 상기 제2 도전형 반도체층(316)과 상기 활성층(314)을 관통하는 비아 홀(via hole) 구조에 비아 플러그(via plug) 형태로 제공될 수 있다.
상기 제1 전극(320)은 상기 제1 도전형 반도체층(312)에 전기적으로 접촉될 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 상기 제1 도전형 반도체층(312) 내에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 상기 제1 도전형 반도체층(312)에 접촉될 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 예로서 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(320)과 접촉되도록 제1 도전형 반도체층(312) 내에는 실시예에 따른 전류 확산층(380)이 형성될 수 있다. 전류 확산층(380)은 제1 전극(320)에서 발생된 전류를 효과적으로 확산시키게 된다. 전류 확산층(380)에 대해서는 추후 상세히 설명하기로 한다.
상기 발광 구조물(310) 아래에는 제2 전극이 배치될 수 있다.
상기 제2 전극(330)은 상기 제2 도전형 반도체층(316) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(330)은 상기 제2 도전형 반도체층(316)에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 제3 실시예에 따른 발광소자(300)는 상기 제2 도전형 반도체층(316)과 상기 제2 전극(330) 사이에 배치된 오믹접촉층(332)을 포함할 수 있다. 상기 오믹접촉층(332)은 상기 발광 구조물(310)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(330)은 상기 오믹접촉층(332)을 통하여 상기 제2 도전형 반도체층(316)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(330)은 상기 발광 구조물(310)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 오믹접촉층(331)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹접촉층(332)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(330)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 제2 전극(330)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극(330)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 제2 전극(330)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 절연층(322)은 상기 활성층(314)과 상기 제2 도전형 반도체층(316)을 관통하는 상기 제1 전극(320) 둘레에 배치될 수 있다.
상기 절연층(322)은 상기 제1 전극(320)과 상기 제2 전극(330)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 절연층(322)은 상기 제1 전극(320)과 상기 제2 전극(330) 사이에 배치될 수 있다.
상기 절연층(322)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(311)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 제2 전극(330)의 아래에는 금속층(340)이 배치될 수 있다.
상기 금속층(340)은 상기 제2 전극(330)에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 금속층(340)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속층(340)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다.
상기 금속층(340) 아래에 상기 절연층(322)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 절연층(322) 아래에 상기 제1 전극(320)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(320)과 상기 제2 전극(330) 사이에 상기 절연층(322)이 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 제1 전극(322) 아래에 본딩층(350), 지지부재(360)가 배치될 수 있다.
상기 제1 전극(320)은 상기 본딩층(350)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(350)에 포함된 물질이 상기 제2 전극(330) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제1 전극(320)은 상기 본딩층(350)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 제2 전극(330)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(350)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(360)는 실시 예에 따른 발광 구조물(310)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(350)은 시드층으로 구현될 수도 있다.
상기 지지부재(360)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 상기 지지부재(360)는 예로서 절연물질로 구현될 수도 있다.
상기 발광 구조물(310)의 측면에는 컨택부(370)가 배치될 수 있다.
상기 컨택부(370)는 상기 금속층(340) 위에 배치될 수 있다. 상기 컨택부(370)는 상기 금속층(340) 위에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 컨택부(370)는 상기 금속층(340)을 통하여 상기 제2 전극(330)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예로서, 상기 컨택부(370)는 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 컨택부(370)를 통하여 외부로부터 상기 제2 전극(330)에 전원이 인가될 수 있게 된다.
도시되지는 않았으나, 발광 구조물(310)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(312)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 상기 발광 구조물(310)의 상부 면에 광 추출 패턴이 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(310)의 상부 면에 요철 패턴이 제공될 수 있다. 상기 발광 구조물(310)에 제공되는 광 추출 패턴은 하나의 예로서 PEC (Photo Electro Chemical) 식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 외부 광 추출 효과를 상승시킬 수 있게 된다.
또한, 상기 발광 구조물(310)의 상부 면과 측면에 보호층(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 보호층은 상기 제1 도전형 반도체층(312)의 상부 면에 배치될 수 있다. 상기 보호층은 상기 제1 도전형 반도체층(312)의 측면에 배치될 수 있다. 상기 보호층은 상기 활성층(314)과 상기 제2 도전형 반도체층(316)의 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
한편, 제3 실시예에 따른 전류 확산층(380)은 제1 도전형 반도체층(312) 내에 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제1 n형 도전형 반도체층(312a)과 제2 n형 도전형 반도체층(312b) 사이에 형성될 수 있다. 전류 확산층(380)은 제1 n형 도전형 반도체층(312a)과 제2 n형 도전형 반도체층(312b) 사이의 계면 전체면에 배치될 수 있으며, 제1 전극(320)의 상부면과 접촉되도록 배치될 수 있다.
전류 확산층(380)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 전류 확산층(380)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
전류 확산층(380)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
제3 실시예에 따른 발광소자(300)는 제1 전극(320)으로부터 공급된 전류가 전류 확산층(380)을 통해 좌우로 고르게 퍼지게 되고, 전류 확산층에 의해 고르게 퍼진 전류는 전영역에 고르게 확산될 수 있게 된다.
상기에서는 하나의 전류 확산층을 배치하였지만, 이와 달리 도 8과 같이 다수의 전류 확산층을 배치할 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 제3 실시예의 변형 예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(312)과, 상기 제1 도전형 반도체층(312) 아래에 배치된 활성층(314)과, 상기 활성층(314) 아래에 형성된 제2 도전형 반도체층(316)을 포함하는 발광 구조물(310)과, 상기 제2 도전형 반도체층(316) 아래에 배치되어 상기 제2 도전형 반도체층(316)과 상기 활성층(314)을 관통하도록 돌출되어 상기 제1 도전형 반도체층(312)에 전기적으로 연결된 제1 전극(320)과, 상기 제1 도전형 반도체층(312) 내에 형성되어 제1 전극(320)과 접촉되는 제1 전류 확산층(380)과, 제1 전류 확산층(380)의 아래에 배치된 제2 전류 확산층(390)을 포함한다. 여기서, 전류 확산층(380, 390)의 구성 외에는 도 7과 동일하므로 생략한다.
제1 전류 확산층(380)은 제1 도전형 반도체층(312) 내에 형성될 수 있으며, 더욱 구체적으로, 제1 n형 도전형 반도체층(312a)과 제2 n형 도전형 반도체층(312b) 사이에 형성될 수 있다. 제1 전류 확산층(380)은 제1 n형 도전형 반도체층(312a)과 제2 n형 도전형 반도체층(312b) 사이의 계면 전체면에 배치될 수 있으며, 제1 전극(320)의 상부면과 접촉되도록 배치될 수 있다.
제1 전류 확산층(380)은 200 내지 300nm의 두께로 형성될 수 있다. 제1 전류 확산층(380)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 제1 전류 확산층(380)의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 일 수 있다.
제2 전류 확산층(390)은 제1 전류 확산층(380)의 아래에 배치될 수 있다. 제2 전류 확산층(390)은 제1 n형 도전형 반도체층(312a) 내에 배치될 수 있다. 제2 전류 확산층(390)은 제1 전류 확산층(380)과 동일한 재질로 형성될 수 있다. 제2 전류 확산층(390)은 제1 전극(320)과 접촉되는 제1 전류 확산층(380)의 제1 영역(a) 주변인 제2 영역(b)과 대응되는 위치에 배치될 수 있다.
제2 전류 확산층(390)은 제1 전류 확산층(380)의 가장자리를 통과한 전류를 보다 효과적으로 확산시킬 수 있게 된다.
도 9는 실시예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다. 실시예에 따른 발광소자 패키지는 제1 실시예 내지 제3 실시예에 따른 발광소자가 장착될 수 있다. 이하에서는 제1 실시예에 따른 발광소자가 장착된 구조를 일 예로 설명하기로 한다.
발광 소자 패키지(400)는 패키지 몸체부(405)와, 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치된 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과, 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치되어 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(430)가 포함된다.
상기 패키지 몸체부(405)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(405) 상에 배치되거나 상기 제3 전극층(413) 또는 제4 전극층(414) 상에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(413) 및/또는 제4 전극층(414)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(413) 및 제4 전극층(414)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 몰딩부재(430)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(430)에는 형광체(432)가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
도 10 내지 도 12은 실시예에 따른 발광소자가 구비된 조명 시스템의 실시예들을 나타낸 분해 사시도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 실시예에 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 실시예에 따른 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(400)를 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, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
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)를 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 갖는다.
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), 연장부(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 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
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, 도 11에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 조명 장치는 커버(3100), 광원부(3200), 방열체(3300), 회로부(3400), 내부 케이스(3500), 소켓(3600)을 포함할 수 있다. 상기 광원부(3200)는 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
상기 커버(3100)는 벌브(bulb) 형상을 가지며, 속이 비어 있다. 상기 커버(3100)는 개구(3110)를 갖는다. 상기 개구(3110)를 통해 상기 광원부(3200)와 부재(3350)가 삽입될 수 있다.
상기 커버(3100)는 상기 방열체(3300)와 결합하고, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)를 둘러쌀 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합에 의해, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)는 외부와 차단될 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합은 접착제를 통해 결합할 수도 있고, 회전 결합 방식 및 후크 결합 방식 등 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 회전 결합 방식은 상기 방열체(3300)의 나사홈에 상기 커버(3100)의 나사선이 결합하는 방식으로서 상기 커버(3100)의 회전에 의해 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이고, 후크 결합 방식은 상기 커버(3100)의 턱이 상기 방열체(3300)의 홈에 끼워져 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이다.
상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)와 광학적으로 결합한다. 구체적으로 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)의 발광 소자(3230)로부터의 광을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 상기 커버(3100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 여기서, 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 여기시키기 위해, 내/외면 또는 내부에 형광체를 가질 수 있다.
상기 커버(3100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 여기서, 유백색 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(3100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(3100)의 외면의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 충분히 산란 및 확산시키기 위함이다.
상기 커버(3100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(3100)는 외부에서 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)가 보일 수 있는 투명한 재질일 수 있고, 보이지 않는 불투명한 재질일 수 있다. 상기 커버(3100)는 예컨대 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원부(3200)는 상기 방열체(3300)의 부재(3350)에 배치되고, 복수로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 복수의 측면들 중 하나 이상의 측면에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 측면에서도 상단부에 배치될 수 있다.
상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 모든 측면들에 배치될 수 있다. 상기 광원부(3200)는 기판(3210)과 발광 소자(3230)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(3230)는 기판(3210)의 일 면 상에 배치될 수 있다.
상기 기판(3210)은 사각형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(3210)은 원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 상기 기판(3210)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판(3210)은 광을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 광을 효율적으로 반사하는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다. 상기 기판(3210)은 상기 방열체(3300)에 수납되는 상기 회로부(3400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)는 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)를 관통하여 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)를 연결시킬 수 있다.
상기 발광 소자(3230)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩이거나 UV를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드 칩은 수평형(Lateral Type) 또는 수직형(Vertical Type)일 수 있고, 발광 다이오드 칩은 청색(Blue), 적색(Red), 황색(Yellow), 또는 녹색(Green)을 발산할 수 있다.
상기 발광 소자(3230)는 형광체를 가질 수 있다. 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또는 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 방열체(3300)는 상기 커버(3100)와 결합하고, 상기 광원부(3200)로부터의 열을 방열할 수 있다. 상기 방열체(3300)는 소정의 체적을 가지며, 상면(3310), 측면(3330)을 포함한다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에는 부재(3350)가 배치될 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)와 결합할 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)의 개구(3110)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 방열체(3300)의 측면(3330)에는 복수의 방열핀(3370)이 배치될 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 측면(3330)에서 외측으로 연장된 것이거나 측면(3330)에 연결된 것일 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 방열 면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 측면(3330)은 상기 방열핀(3370)을 포함하지 않을 수도 있다.
상기 부재(3350)는 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에 배치될 수 있다. 상기 부재(3350)는 상면(3310)과 일체일 수도 있고, 상면(3310)에 결합된 것일 수 있다. 상기 부재(3350)는 다각 기둥일 수 있다. 구체적으로, 상기 부재(3350)는 육각 기둥일 수 있다. 육각 기둥의 부재(3350)는 윗면과 밑면 그리고 6 개의 측면들을 갖는다. 여기서, 상기 부재(3350)는 다각 기둥뿐만 아니라 원 기둥 또는 타원 기둥일 수 있다. 상기 부재(3350)가 원 기둥 또는 타원 기둥일 경우, 상기 광원부(3200)의 상기 기판(3210)은 연성 기판일 수 있다.
상기 부재(3350)의 6 개의 측면에는 상기 광원부(3200)가 배치될 수 있다. 6 개의 측면 모두에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있고, 6 개의 측면들 중 몇 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있다. 도 11에서는 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치되어 있다.
상기 부재(3350)의 측면에는 상기 기판(3210)이 배치된다. 상기 부재(3350)의 측면은 상기 방열체(3300)의 상면(3310)과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 기판(3210)과 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
상기 부재(3350)의 재질은 열 전도성을 갖는 재질일 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터 발생되는 열을 빠르게 전달받기 위함이다. 상기 부재(3350)의 재질로서는 예를 들면, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 주석(Sn) 등과 상기 금속들의 합금일 수 있다. 또는 상기 부재(3350)는 열 전도성을 갖는 열 전도성 플라스틱으로 형성될 수 있다. 열 전도성 플라스틱은 금속보다 무게가 가볍고, 단방향성의 열 전도성을 갖는 이점이 있다.
상기 회로부(3400)는 외부로부터 전원을 제공받고, 제공받은 전원을 상기 광원부(3200)에 맞게 변환한다. 상기 회로부(3400)는 변환된 전원을 상기 광원부(3200)로 공급한다. 상기 회로부(3400)는 상기 방열체(3300)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 회로부(3400)는 상기 내부 케이스(3500)에 수납되고, 상기 내부 케이스(3500)와 함께 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 회로부(3400)는 회로 기판(3410)과 상기 회로 기판(3410) 상에 탑재되는 다수의 부품(3430)을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(3410)은 원형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 회로 기판(3410)은 타원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 이러한 회로 기판(3410)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있다.
상기 회로 기판(3410)은 상기 광원부(3200)의 기판(3210)과 전기적으로 연결된다. 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)의 전기적 연결은 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)의 내부에 배치되어 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)을 연결할 수 있다.
다수의 부품(3430)은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원부(3200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원부(3200)를 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있다.
상기 내부 케이스(3500)는 내부에 상기 회로부(3400)를 수납한다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 회로부(3400)를 수납하기 위해 수납부(3510)를 가질 수 있다.
상기 수납부(3510)는 예로서 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 수납부(3510)의 형상은 상기 방열체(3300)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)의 수납부(3510)는 상기 방열체(3300)의 하면에 형성된 수납부에 수납될 수 있다.
상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합하는 연결부(3530)를 가질 수 있다. 상기 연결부(3530)는 상기 소켓(3600)의 나사홈 구조와 대응되는 나사산 구조를 가질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 부도체이다. 따라서, 상기 회로부(3400)와 상기 방열체(3300) 사이의 전기적 단락을 막는다. 예로서 상기 내부 케이스(3500)는 플라스틱 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)의 연결부(3530)와 결합될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 종래 재래식 백열 전구와 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)은 전기적으로 연결된다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)의 전기적 연결은 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 따라서, 상기 소켓(3600)에 외부 전원이 인가되면, 외부 전원은 상기 회로부(3400)로 전달될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 상기 연결부(3550)의 나사선 구조과 대응되는 나사홈 구조를 가질 수 있다.
또한, 도 12에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 조명 장치 예컨대, 백라이트 유닛은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 배치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.
상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다.
100: 발광소자 110: 발광 구조물
120: 접촉층 140: 반사층
150: 지지부재 160: 전류 확산층
170: 전극 400: 발광소자 패키지

Claims (17)

  1. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층;
    상기 활성층의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 내에 배치되는 제1 전류 확산층; 및
    상기 제1 전류 확산층과 접촉하는 전극을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층은 제1 n형 도전형 반도체층과, 상기 제1 n형 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 n형 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 전류 확산층은 상기 제1 n형 도전형 반도체층과 상기 제2 n형 도전형 반도체층 사이에 배치되며,
    상기 제1 전류 확산층의 일부가 노출되도록 상기 제2 n형 도전형 반도체층의 일부가 제거되고,
    상기 제1 전류 확산층은 n형 도펀트가 도핑되어 형성되며, 상기 전극과 접촉되는 제1 영역으로부터 멀어질수록 도핑 농도가 커지는 발광소자.
  2. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층;
    상기 활성층의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 내에 배치되는 제1 전류 확산층; 및
    상기 제1 전류 확산층과 접촉하는 전극을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층은 제1 n형 도전형 반도체층과, 상기 제1 n형 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 n형 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 전류 확산층은 상기 제1 n형 도전형 반도체층과 상기 제2 n형 도전형 반도체층 사이에 배치되며,
    상기 제1 전류 확산층의 일부가 노출되도록 상기 제2 n형 도전형 반도체층의 일부가 제거되고,
    상기 제1 n형 도전형 반도체층 내에 제2 전류 확산층이 더 배치되는 발광소자.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 아래에 배치된 활성층;
    상기 활성층의 아래에 배치된 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 내에 배치되는 제1 전류 확산층; 및
    상기 제1 전류 확산층과 접촉하는 전극을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층은 제1 n형 도전형 반도체층과, 상기 제1 n형 도전형 반도체층 위에 배치된 제2 n형 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 전류 확산층은 상기 제1 n형 도전형 반도체층과 상기 제2 n형 도전형 반도체층 사이에 배치되며,
    상기 제1 전류 확산층의 일부가 노출되도록 상기 제2 n형 도전형 반도체층의 일부가 제거되고,
    상기 제1 전류 확산층은 n형 도펀트가 도핑되어 형성되며, 상기 전극과 접촉되는 제1 영역으로부터 멀어질수록 도핑 농도가 커지고,
    상기 제1 n형 도전형 반도체층 내에 제2 전류 확산층이 더 배치되고,
    상기 제2 전류 확산층은 상기 제1 전류 확산층이 상기 전극과 접촉되는 상기 제1 영역의 주변인 제2 영역과 대응되는 위치에 배치되는 발광소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 전류 확산층에 도핑된 상기 n형 도펀트의 도핑 농도는 1.0×1018 atoms/㎤ 내지 5.0×1018 atoms/㎤ 인 발광소자.
  7. 삭제
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  10. 삭제
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KR101039999B1 (ko) * 2010-02-08 2011-06-09 엘지이노텍 주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법

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