KR102175335B1 - 발광소자 - Google Patents
발광소자 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102175335B1 KR102175335B1 KR1020140058306A KR20140058306A KR102175335B1 KR 102175335 B1 KR102175335 B1 KR 102175335B1 KR 1020140058306 A KR1020140058306 A KR 1020140058306A KR 20140058306 A KR20140058306 A KR 20140058306A KR 102175335 B1 KR102175335 B1 KR 102175335B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- light emitting
- pad
- disposed
- contact
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 134
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 488
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 21
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 35
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 35
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 25
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 22
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 21
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 15
- 230000008569 process Effects 0.000 description 13
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 11
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 11
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 11
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 10
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 9
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 9
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 8
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 229960001296 zinc oxide Drugs 0.000 description 7
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 6
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- -1 for example Substances 0.000 description 6
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 229910052750 molybdenum Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 6
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 6
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910017083 AlN Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 5
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 5
- 229910052720 vanadium Inorganic materials 0.000 description 5
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000001965 increasing effect Effects 0.000 description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 3
- DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] Chemical compound [O--].[O--].[O--].[O--].[Al+3].[Zn++].[In+3] DZLPZFLXRVRDAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 3
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 3
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 3
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 229910019897 RuOx Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N aluminum gallium Chemical compound [Al].[Ga] RNQKDQAVIXDKAG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 2
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000002248 hydride vapour-phase epitaxy Methods 0.000 description 2
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 2
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 2
- 229910003465 moissanite Inorganic materials 0.000 description 2
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000623 plasma-assisted chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 2
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910017944 Ag—Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000408495 Iton Species 0.000 description 1
- CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M Methacrylate Chemical compound CC(=C)C([O-])=O CERQOIWHTDAKMF-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910002668 Pd-Cu Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000577 Silicon-germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- 101001045744 Sus scrofa Hepatocyte nuclear factor 1-beta Proteins 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000009833 condensation Methods 0.000 description 1
- 230000005494 condensation Effects 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
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000005137 deposition process Methods 0.000 description 1
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000001312 dry etching Methods 0.000 description 1
- 230000002708 enhancing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 1
- 229910052755 nonmetal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 1
- 229910052594 sapphire Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010980 sapphire Substances 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 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
- H01L33/44—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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
-
- 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
- H01L33/02—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
- H01L33/20—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 particular shape, e.g. curved or truncated substrate
- H01L33/22—Roughened surfaces, e.g. at the interface between epitaxial layers
-
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극층; 상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 및 상기 발광구조물의 측벽보다 외측에 배치되며 상기 제1전극층의 접촉부 상에 배치된 패드를 포함하며, 상기 패드의 하면은 상기 발광 구조물의 하면보다 낮게 배치되며, 상기 패드의 하부 및 상기 제1전극층의 접촉부 중 적어도 하나는 돌기를 포함한다.
Description
실시 예는 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛에 관한 것이다.
발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.
발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.
실시 예는 반도체층과 오버랩되지 않는 외측 영역에 배치된 패드와 제1전극층과의 접촉 면적이 개선된 발광소자를 제공한다.
실시 예는 반도체층과 오버랩되지 않는 외측 영역에 배치된 패드와 제1전극층 사이의 계면이 요철 구조로 형성된 발광소자를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 발광 소자 패키지 및 라이트 유닛을 제공한다.
실시 예에 따른 발광소자는, 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물; 상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극층; 상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극층; 상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 및 상기 발광구조물의 측벽보다 외측에 배치되며 상기 제1전극층의 접촉부 상에 배치된 패드를 포함하며, 상기 패드의 하면은 상기 발광 구조물의 하면보다 낮게 배치되며, 상기 패드의 하부 및 상기 제1전극층의 접촉부 중 적어도 하나는 돌기를 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자에서의 패드 불량을 방지할 수 있다.
실시 예는 발광 소자의 수율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자를 갖는 발광소자 패키지 및 라이트 유닛의 신뢰성을 개선시켜 줄 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 측 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 평면도의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 패드와 캡핑층의 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 9은 실시 예에 따른 패드와 캡핑층의 다른 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 19는 실시 예에 따른 발광 소자의 제조 과정의 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 도 1의 발광 소자를 갖는 패키지를 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
도 2는 도 1의 발광 소자의 평면도의 예를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 1의 패드와 캡핑층의 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 4 내지 도 9은 실시 예에 따른 패드와 캡핑층의 다른 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 19는 실시 예에 따른 발광 소자의 제조 과정의 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 도 1의 발광 소자를 갖는 패키지를 나타낸 도면이다.
도 21은 실시 예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 22는 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 23은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 발광소자 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자의 측 단면도이며, 도 2는 도 1의 발광소자의 평면도의 예이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자(100)는 복수의 반도체층을 갖는 발광구조물(10), 상기 발광 구조물(10) 아래에 제1 전극층(81), 상기 제1전극층(81) 아래에 제2 전극층(82), 상기 제1 및 제2전극층(81,82) 사이에 절연층(41), 및 패드(92)를 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(10)은 제1 반도체층(11), 활성층(12), 및 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.
예로서, 상기 제1 반도체층(11)은 제1 도전형 도펀트 예컨대, n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층을 포함하고, 상기 제2 반도체층(13)은 제2 도전형 도펀트 예컨대, p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 또한 반대로, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 제1 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)은 예로서 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층, InGaN 우물층/AlGaN 장벽층, InAlGaN 우물층/InAlGaN 장벽층, 또는 GaN 우물층/AlGaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.
상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 및 III족-V족 화합물 반도체 중 적어도 하나로 구현될 수 있다.
예컨대, 상기 제2 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
한편, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 상기 제2반도체층(13)과 다른 도전형을 갖는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이 또는 상기 제2반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 서로 다른 반도체층이 교대로 배치된 예컨대, InGaN/GaN 초격자 구조 또는 InGaN/InGaN 초격자 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2도전형 도펀트가 첨가된 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 제1반도체층(11)의 상면은 러프(rough)한 요철부(11A)로 형성될 수 있으며, 이러한 요철 면(11A)는 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 제1반도체층(11)은 돌출부(16)를 포함한다. 상기 돌출부(16)는 복수개가 서로 이격되어 배치되며, 각 돌출부(16)는 요철부(11A)의 각 철부보다 3배 이상 넓은 너비로 형성되며, 상기 철부보다 3배 이상의 높이로 형성될 수 있다. 상기 돌출부(16)의 상면은 러프한 면(11A)으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌출부(16)는 제1도전형의 반도체층이거나 언도프드 반도체층일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1전극층(81)은 상기 발광 구조물(10)과 제2전극층(83) 사이에 배치되며, 상기 발광 구조물(10)의 제2반도체층(13)과 전기적으로 연결되며, 상기 제2전극층(83)과 전기적으로 절연된다. 상기 제1전극층(81)은 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)를 포함하며, 상기 제1 접촉층(15)는 상기 반사층(17)과 제2반도체층(13) 사이에 배치되며, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 상기 캡핑층(35) 사이에 배치된다. 상기 제1 접촉층(15), 반사층(17) 및 캡핑층(35)은 서로 다른 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되며, 예컨대 상기 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉을 형성할 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예컨대 전도성 산화막, 전도성 질화물 또는 금속으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), ITON(ITO Nitride), IZO(Indium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), 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 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)과 캡핑층(35)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
상기 반사층(17)은 광 반사율이 70% 이상인 금속으로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)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 반사층(17)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 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 상기 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 접촉층(15)은 상기 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 반사층(17)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수도 있다. 다른 예로서, 상기 반사층(17)은 상기 제1 접촉층(15)의 아래에 배치되고, 일부가 상기 제1 접촉층(15)을 통과하여 상기 제2반도체층(13)과 접촉될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 반사층(17) 아래에 배치된 캡핑층(capping layer)(35)을 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(35)은 상기 반사층(17)의 하면과 접촉되고, 접촉부(34)가 패드(92)와 결합되어, 상기 패드(92)로부터 공급되는 전원을 전달하는 배선층으로 기능한다. 상기 캡핑층(35)은 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 캡핑층(35)의 두께는 300내지 700nm 범위로 형성될 수 있다.
상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치되며, 상기 패드(92)와 수직하게 오버랩된다. 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 제1 접촉층(15) 및 반사층(17)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치된다. 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 상기 발광 구조물(10)보다 낮은 위치에 배치되며, 상기 패드(92)와 직접 접촉될 수 있다.
상기 패드(92)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 단층은 Au일 수 있고, 다층인 경우 Ti, Ag, Cu, Au 중 적어도 2개를 포함할 수 있다. 여기서, 다층인 경우 Ti/Ag/Cu/Au의 적층 구조이거나, Ti/Cu/Au 적층 구조일 수 있다.
상기 반사층(17) 및 상기 제1 접촉층(15) 중 적어도 하나가 패드(92)와 직접 접촉될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 1 및 도 3을 참조하면, 상기 패드(92)와 상기 제1전극층(81) 중 적어도 하나는 돌기를 갖고 형성될 수 있다. 상기 패드(92)는 제1전극층(81)과의 접촉 계면이 요철 구조로 접촉될 수 있다. 예컨대, 상기 패드(92)의 하부는 요철 구조로 상기 제1전극층(81)의 외측부와 결합될 수 있다. 상기 패드(92)의 하부는 상기 발광 구조물(10)의 하면보다 더 낮은 위치에 배치될 수 있다. 상기 패드(92)의 하면 면적은 상면 면적보다 넓게 형성될 수 있다.
실시 예에 따르면, 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34)는 복수의 돌기(35A)가 배치되고, 상기 복수의 돌기(35A)는 상기 패드(92)와 오버랩되는 방향으로 돌출된다. 상기 돌기(35A)는 복수로 배치될 수 있고, 상기 접촉부(34)의 상면보다 위로 돌출된다. 상기 돌기(35A)는 상기 패드(92)의 리세스(92A)에 결합된다.
상기 돌기(35A)의 상단은 상기 보호층(30)의 상면보다 낮은 위치에 위치거나, 상기 보호층(30)의 상면보다 위로 돌출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들면, 상기 돌기(35A)의 높이(D1)는 상기 보호층(30)의 두께(D2)와 다른 높이 예컨대, D2보다 작을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 돌기(35A)는 하부가 넓고 상부가 좁은 형상 예컨대, 뿔 형상이거나, 원형상 또는 다각 뿔 형상이거나, 뿔 대 형상일 수 있다. 여기서, 상기 보호층(30)의 두께(D2)는 0.5㎛ 내지 1㎛ 범위를 포함하며, 상기 패드(92)가 원 형상 또는 다각형 형상인 경우, 그 너비는 140㎛ 내지 180㎛ 범위로 형성될 수 있다.
상기 패드(92)는 와이어가 본딩될 때, 외부 충격에 의해 손해를 받을 수 있다. 실시 예는 패드(92)와 캡핑층(35)의 접촉 계면을 더 개선시켜 줄 수 있다. 예를 들면, 패드(92)의 리세스(92A)와 캡핑층(35)의 돌기(35A)를 결합시켜 줌으로써, 접촉 면적이 증가되어 패드(92)의 접착력을 강화시켜 줄 수 있다. 또한 패드(92)의 높이가 높아지지 않도록 하면서, 패드(92)를 캡핑층(35)의 돌기(35A)와 결합을 통해 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
상기 패드(92)는 제1전극층(81)의 외 측벽과 상기 발광 구조물(10) 사이의 영역(A1,A2)에 배치될 수 있다. 상기 패드(92)의 둘레에는 상기 보호층(30) 및 저 굴절층(95)가 접촉될 수 있다.
보호층(30)은 상기 발광구조물(10)의 하면에 배치되며, 상기 제2반도체층(13)의 하면 및 상기 제1 접촉층(15)과 접촉될 수 있고, 상기 반사층(17)과 접촉될 수 있다.
상기 보호층(30) 중 상기 발광 구조물(10)과 수직 방향으로 오버랩되는 내측부는 상기 돌출부(16)의 영역과 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 위로 연장되며 상기 접촉부(34)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 패드(92)와 접촉될 수 있으며, 예컨대 상기 패드(92)의 둘레 면에 배치될 수 있다.
상기 보호층(30)의 내측부는 상기 발광 구조물(10)과 상기 제1전극층(81) 사이에 배치되며, 외측부는 저 굴절층(95)과 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 사이에 배치될 수 있다. 상기 보호층(30)의 외측부는 상기 발광구조물(10)의 측벽보다 외측 영역(A1,A2)으로 연장되어, 습기가 침투하는 것을 방지할 수 있고, 에칭 공정시 칩에 전달되는 충격으로부터 보호할 수 있다. 또한 상기 보호층(30)은 개별 발광구조물(10)에 대한 아이솔레이션 공정 시 에칭 스토퍼의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 아이솔레이션 공정에 의하여 발광소자의 전기적인 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
상기 보호층(30)은 채널층, 또는 저 굴절 재질, 아이솔레이션층으로 정의될 수 있다. 상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있으며, 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 투명한 재질로 형성될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극층(81)과 상기 제2 전극층(82)을 전기적으로 절연시키는 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(81)과 상기 제2 전극층(82) 사이에 배치될 수 있다. 상기 절연층(41)의 상부는 상기 보호층(30)에 접촉될 수 있으며, 돌출부(16)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치된다.
상기 절연층(41)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(41)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 절연층(41)은 예로서 100 나노미터 내지 2000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 절연층(41)의 두께가 100 나노미터 미만으로 형성될 경우 절연 특성에 문제가 발생 될 수 있으며, 상기 절연층(41)의 두께가 2000 나노미터 초과로 형성될 경우에 후 공정 단계에서 깨짐이 발생 될 수 있다. 상기 절연층(41)은 상기 제1 전극층(81)의 하면과 상기 제2전극층(82)의 상면에 접촉되며, 상기 보호층(30), 캡핑층(35), 접촉층(15), 반사층(17) 각각의 두께보다는 두껍게 형성될 수 있다.
상기 제2 전극층(83)은 상기 절연층(41) 아래에 배치된 확산 방지층(50), 상기 확산 방지층(50) 아래에 배치된 본딩층(60) 및 상기 본딩층(60) 아래에 배치된 전도성 지지부재(70)를 포함할 수 있으며, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 전극층(83)은 상기 확산 방지층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함하고, 상기 확산 방지층(50) 또는 상기 본딩층(60) 중 적어도 하나는 형성하지 않을 수 있다.
상기 확산 방지층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 방지층(50)은 절연층(41)과 본딩층(60) 사이에서 확산 장벽층으로 기능할 수도 있다. 상기 확산 방지층(50)은 본딩층(60) 및 전도성 지지부재(70)와 전기적으로 연결되고, 상기 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 확산 방지층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 확산 방지층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 반사층(17)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.
상기 본딩층(60)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 전도성 지지부재(70)는 실시 예에 따른 상기 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드(seed) 층을 포함할 수도 있다.
상기 전도성 지지부재(70)는 금속 또는 캐리어 기판 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 전도성 지지부재(70)은 발광 소자(100)를 지지하기 위한 층으로서, 그 두께는 제2전극층(83)의 두께의 80% 이상이며, 30㎛ 이상으로 형성될 수 있다.
한편, 제2접촉층(33)은 상기 제1 반도체층(11)의 내부에 배치되고 상기 제1반도체층(11)과 접촉된다. 상기 제2접촉층(33)의 상면은 상기 제1반도체층(11)의 하면보다 위에 배치될 수 있으며, 제1반도체층(11)과 전기적으로 연결되고, 상기 활성층(12) 및 제2반도체층(13)과 절연된다.
상기 제2 접촉층(33)은 상기 제2 전극층(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 제1전극층(81), 상기 활성층(12) 및 상기 제2반도체층(15)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제2 접촉층(33)은 상기 발광 구조물(10) 내에 배치된 리세스(recess)(2)에 배치되고, 상기 활성층 및 제2반도체층(15)과 보호층(30)에 의해 절연된다. 상기 제2 접촉층(33)는 복수개가 서로 이격되어 배치될 수 있고, 각각이 상기 돌출부(16)와 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)은 제2전극층(83)의 돌기(51,61) 중 적어도 하나에 연결될 수 있으며, 상기 돌기(51,61)은 상기 확산 방지층(50)으로부터 연결된 돌기(51) 및 상기 본딩층(60)으로부터 돌출된 돌기(61) 중 적어도 하나를 포함한다. 상기 돌기(51,61)은 절연층(60) 및 보호층(30) 내에 배치된 홀(41A)을 통해 관통되고, 제1전극층(81)과 절연될 수 있다.
상기 제2 접촉층(33)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 돌기(51,61)는 상기 확산 방지층(50) 및 본딩층(60)을 구성하는 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다. 예컨대 상기 돌기(51,61)은 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
패드(92)는 상기 제1 전극층(81)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측의 영역(A1,A2)에 노출될 수 있다. 상기 패드(92)는 하나 또는 복수로 배치될 수 있으며, 복수의 패드(92)는 도 2와 같이 이격되어 배치될 수 있다.
상기 패드(92)는 예컨대 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
저 굴절층(95)은 상기 발광구조물(10)의 표면을 보호하고, 상기 패드(91)와 상기 발광구조물(10)의 사이를 절연시킬 수 있고, 상기 보호층(30)의 주변부와 접촉될 수 있다. 상기 저 굴절층(95)은 상기 발광 구조물(10)을 구성하는 반도체층의 물질보다 낮은 굴절률을 가지며, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 저 굴절층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 저 굴절층(95)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 저 굴절층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다. 실시 예에 의하면, 상기 발광구조물(10)은 상기 제1 전극층(81)과 상기 제2 전극층(83)에 의해 구동될 수 있다.
즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체층(미도시)이 제공될 수 있으며, 상기 형광체층은 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 9은 실시 예에 따른 패드와 캡핑층의 다른 결합 예를 나타낸 도면이다.
도 4를 참조하면, 캡핑층(35)의 접촉부(34)의 돌기(35B)는 상기 패드(92) 방향으로 수직하게 돌출되며, 그 높이(D3)는 상기 보호층(30)의 두께(D2)보다 높게 돌출될 수 있다. 상기 캡핑층(35)의 돌기(35B)가 상기 보호층(30)의 두께(D2)보다 두꺼운 높이(D3)로 돌출되어 상기 패드(92)의 리세스(92B)에 결합된다. 이에 따라 상기 패드(92)를 효과적으로 지지할 수 있고, 상기 돌기(35B)와의 접촉 면적을 증가시켜 줄 수 있다.
도 5를 참조하면, 캡핑층(35)의 접촉부(34)의 상면(5), 보호층(30)의 상면(6) 및 저 굴절층(95)의 상면(7) 중 적어도 하나는 러프한 요철 면으로 형성될 수 있다. 예컨대, 상기 접촉부(34)의 상면(5)이 요철 면인 경우, 상기 보호층(30) 및 상기 저 굴절층(95)를 통해 입사된 광을 반사시켜 줄 수 있다. 또한 상기 보호층(30) 및 저 굴절층(95)의 상면(6,7)이 요철 면인 경우, 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
또한 접촉부(34)의 돌기(35A)는 패드(91)의 리세스에 결합된다. 여기서, 상기 패드(91)는 제1금속층(93) 및 제2금속층(94)를 포함하며, 상기 제1금속층(93)은 상기 돌기(35A)의 표면에 씨드층 또는 접촉층으로 형성된다. 이러한 제1금속층(93)은 요철 구조에 따라 요철 층으로 형성될 수 있다. 상기 제2금속층(94)은 상기 제1금속층(93) 위에 소정 두께로 형성된다. 상기 제2금속층(94)은 하부에 리세스(91B)를 갖고 상기 돌기(35A) 및 제1금속층(93)과 결합된다. 상기 제2금속층(94)은 상기 패드(91)의 두께의 80% 이상의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제2금속층(94)의 상면(8)은 러프한 요철 면이거나 평탄한 면으로 형성될 수 있다. 상기 제1금속층(93)은 Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 상기 제2금속층(94)는 Cu 또는 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 캡핑층(35)의 접촉부(33)에는 오목한 리세스(35C)가 배치되며, 상기 리세스(35C)의 깊이(D4)는 상기 캡핑층(35)의 두께의 3% 내지 50% 범위로 형성될 수 있다.
상기 패드(91)의 제1금속층(93)은 상기 캡핑층(35)의 접촉부(33)의 상면에 형성되며, 일부는 상기 보호층(30)과 접촉될 수 있다.
상기 패드(91)의 제1금속층(93)은 제2금속층(94)과 상기 접촉부(33) 사이에 배치되며, 일부가 상기 리세스(35C) 내에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 패드(91)의 제2금속층(94)은 상기 리세스(35C)에 결합된 돌기(91A)를 갖고, 상기 제1금속층(93) 상에 배치된다. 이에 따라 상기 패드(91)가 상기 캡핑층(35)의 상면보다 낮은 위치로 결합됨으로써, 패드(91)의 상면 위치를 낮추어줄 수 있고, 접착력을 강화시켜 줄 수 있다.
도 5 및 도 6에서, 패드(91)에 대해 2개의 금속층으로 설명하였으나, 3개 또는 그 이상의 금속층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 7을 참조하면, 캡핑층(35)의 접촉부(34)에 제1리세스(35D) 및 패드(92)에 제2리세스(92D)를 구비함으로써, 패드(92)의 돌기(92E)는 제1리세스(35D)에 결합되고, 접촉부(34)의 돌기(35E)는 제2리세스(92D)에 결합될 수 있다.
여기서, 상기 제1리세스(35D)는 제2리세스(92D) 사이의 영역에 상기 제2리세스(92)의 리세스 방향과 반대측 방향으로 리세스된 형상으로 형성될 수 있다.
또한 상기 패드(92)의 돌기(92E)는 상기 캡핑층(35)의 상면보다 낮은 위치로 돌출되며, 상기 접촉부(34)의 돌기(35E)는 상기 캡핑층(35)의 상면보다 위로 돌출될 수 있다.
도 8을 참조하면, 캐핑층(35)와 패드(92) 사이에 제1도전층(15A) 및 제2도전층(17A)을 포함하며, 상기 제1도전층(15A)은 도 1의 제1접촉층(15)과 동일한 물질로 형성되며, 상기 제2도전층(17A)은 도 1의 반사층(17)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2도전층(15A,17A)은 상기 제1접촉층(15) 및 반사층(17)의 제조 공정 상에 형성될 수 있다. 상기 제1도전층(15A)은 상기 제1접촉층(15)와 물리적으로 접촉되거나, 물리적으로 분리될 수 있다. 즉, 상기 제1도전층(15A)과 상기 제1접촉층(15)은 상기 보호층(30) 및 저 굴절층(95) 중 적어도 하나에 의해 분리될 수 있다. 상기 제2도전층(17A)은 상기 반사층(17)와 물리적으로 접촉되거나, 물리적으로 분리될 수 있다. 즉, 상기 제2도전층(15A)과 상기 반사층(17)은 보호층(30) 및 저 굴절층(95) 중 적어도 하나에 의해 분리될 수 있다.
상기 제1도전층(15A)은 상기 제2도전층(17A)과 상기 패드(92) 사이에 배치되며, 상기 제2도전층(17A)은 상기 제1도전층(15A)과 상기 캡핑층(35)의 접촉부(34) 사이에 배치된다.
상기 제1도전층(15A)와 상기 제2도전층(17A)에는 홀이 배치되며, 상기 홀에는 패드(92)의 돌기(92F)가 결합되며, 상기 돌기(92F)는 상기 접촉부(34)의 상면에 접촉될 수 있다. 여기서, 상기 접촉부(34)의 상면은 복수의 돌기가 형성되어, 제2도전층(17A)과 결합될 수 있다. 상기 제1도전층(15A)가 투광성의 재질로 배치될 경우, 패드(92)의 하부 영역에서 광 추출 영역이 증가될 수 있다.
도 9를 참조하면, 패드(92)와 캡핑층(35) 사이에 제3도전층(15B)을 포함하며, 상기 제3도전층(15B)은 도 1의 제1접촉층(15)에 물리적으로 연결되거나, 물리적으로 분리될 수 있다. 상기 제3도전층(15B)은 도 1의 제1접촉층(15)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 상기 제3도전층(15B)은 홀을 구비하고, 패드(92)는 돌기(92G)가 상기 홀을 통해 캡핑층(35)의 접촉부(34)에 접촉된다. 이에 따라 상기 패드(92)의 접촉력을 강화시켜 줄 수 있으며, 투명한 재질의 제3도전층(15B)에 의해 광 추출 효율을 개선시켜 줄 수 있다.
그러면, 도 10 내지 도 19를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다.
도 10을 참조하면, 기판(5) 위에 제1 도전형 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형 반도체층(13)을 형성할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11), 상기 활성층(12), 상기 제2 도전형 반도체층(13)은 발광구조물(10)로 정의될 수 있다.
상기 기판(5)은 전도성, 절연성, 투명한 재질, 비 투명한 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 기판(5) 위에 성장된 반도체층은 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.
상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층 또는 언도프드 반도체층과 같은 반도체층이 더 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
상기 활성층(12)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.
한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11)과 상기 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.
상기 발광구조물(10)에 복수의 리세스(recess)(2)가 형성될 수 있다. 상기 복수의 리세스(2)는 상기 제2 도전형 반도체층(13)과 상기 활성층(12)의 하면보다 낮은 깊이로 형성될 수 있다.
도 6과 같이, 상기 발광구조물(10) 위에 보호층(30), 보호층(30), 제1접촉층(15) 및 제2접촉층(33)이 형성될 수 있다. 상기 보호층(30)은 제2도전형 반도체층(13)의 상면 및 상기 리세스(2) 내부에 형성될 수 있으며, 에칭 공정에 의해 보호층(30)의 일부가 에칭되면 상기 제1 및 제2접촉층(15,33)이 형성될 수 있다.
상기 보호층(30)은 절연물질로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 보호층(30)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(30)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.
상기 제1 접촉층(15)과 상기 제2 접촉층(33)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 제1 접촉층(15)과 상기 제2 접촉층(33)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 독립적으로 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 반사층(17)은 상기 제1접촉층(15) 및 보호층(30) 상에 형성된다. 상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 반사층(17)은 증착 공정이나 도금 공정으로 형성될 수 있다.
도 13을 참조하면, 보호층(30)의 소정 영역 예컨대, 패드가 형성될 영역에 에칭 공정을 통해 리세스(30A)를 형성하게 된다. 상기 리세스(30A)는 상기 보호층(30)의 상면으로부터 소정 깊이 예컨대, 상기 보호층(30)의 두께보다 얇은 깊이로 형성될 수 있다.
도 14를 참조하면, 상기 반사층(17) 및 상기 보호층(30) 상에는 캡핑층(35)가 형성되며, 상기 캡핑층(35)의 일부는 상기 보호층(30)의 리세스(30A)에 결합된다. 상기 캡핑층(35)의 일부는 상기 패드에 결합될 돌기가 될 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 상기 보호층(30), 상기 반사층(17) 및 상기 캡핑층(35) 상에는 절연층(41)이 형성되며, 상기 절연층(41)은 소정 두께로 증착될 수 있다. 상기 절연층(41)에는 상기 제2접촉층(33)를 오픈시켜 주기 위한 홀(41A)를 형성하게 된다.
그리고 상기 절연층(41) 위에 확산 방지층(50) 및 본딩층(60)을 형성하며, 상기 확산 방지층(50) 및 본딩층(60) 중 적어도 하나는 상기 홀(41A)을 통해 상기 제2접촉층(33)가 접촉되는 돌기(51,61)를 구비할 수 있다. 여기서, 상기 본딩층(60)의 돌기(61)는 상기 확산 방지층(50)의 형성 후, 홀을 형성하여 돌기(61)을 형성할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 본딩층(60) 상에 전도성 지지부재(70)을 도금 또는 증착하거나 부착시켜 줄 수 있다.
그리고, 상기 제1 도전형 반도체층(11)으로부터 상기 기판(5)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(5)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(5)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(5)과 상기 제1 도전형 반도체층(11)을 서로 박리시키는 공정이다.
그리고, 도 17에 도시된 바와 같이, 도 16에서 기판이 제거된 구조물을 회전시킨 후, 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10)의 측면을 식각하고 상기 보호층(30)의 일부 영역이 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 아이솔레이션 에칭에 의해, 인접한 발광구조물(10)이 서로 분리될 수 있다.
여기서, 상기 발광 구조물(10)의 제1반도체층(11)은 소정 높이(T1)으로 돌출된 돌출부(16)가 형성되도록 에칭될 수 있다. 여기서, 상기 돌출부(16)는 제1도전형의 반도체층이거나 언도프드 반도체층일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광구조물(10)은 제1 도전형의 제1 반도체층(11), 활성층(12), 제2 도전형의 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다.
도 18과 같이, 상기 발광구조물(10)의 상부 면에 요철부(11A)가 형성될 수 있다. 상기 발광구조물(10)에 제공되는 요철부(11A)는 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, 도 19와 같이, 상기 발광구조물(10)의 측벽 외측에 보호층(30)의 일부를 에칭하여 상기 캡핑층(35)의 영역을 노출시켜 준다. 이후, 상기 캡핑층(35)의 노출 영역 상에 패드(92)를 형성하게 된다. 이에 따라 상기 패드(92)는 캡핑층(35)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이때 상기 패드(92)는 상기 캡핑층(35)의 돌기(35A)와 결합될 수 있다.
한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 발광구조물(10)의 표면과 상기 패드(92)의 둘레에 저 굴절층(95)이 형성될 수 있다. 상기 저 굴절층(95)은 상기 발광구조물(10)을 보호할 수 있다. 상기 저 굴절층(95)은 상기 패드(92)와 상기 발광구조물(10) 사이를 절연시킬 수 있다.
상기 저 굴절층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 저 굴절층(95)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 저 굴절층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 발광구조물(10) 위에 형광체층(미도시)이 형성될 수 있다. 이상에서 설명된 제조공정은 하나의 예로서 설명된 것이며, 설계에 따라 또한 목적에 따라 상기 제조공정은 다양하게 변형될 수 있다.
즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 1 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 2 개 또는 그 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다.
실시 예는 패드(92)의 접착력을 위해 패드(92)의 하부는 요철 면으로 형성하거나 구멍을 통해 결합된 돌기가 제공될 수 있다. 따라서, 패드(92)의 불량에 의한 수율 저하를 방지할 수 있다.
한편, 도 20은 실시 예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 20을 참조하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 몸체(120)와, 상기 몸체(120)에 배치된 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과, 상기 몸체(120)에 제공되어 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(140)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(120)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면을 갖는 캐비티를 구비할 수 있다.
상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(120) 위에 배치되거나 상기 제1 리드전극(131) 또는 제2 리드전극(132) 위에 배치될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 몰딩부재(140)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(140)에는 형광체가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다.
또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 자동차 전조등뿐만 아니라 후미등에도 적용될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 21 및 도 22에 도시된 표시 장치, 도 23에 도시된 조명 장치를 포함할 수 있다.
도 21을 참조하면, 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 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), 발광 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 라이트 유닛(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(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 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈(1031)은 바텀 커버(1011) 내에 적어도 하나가 제공될 수 있으며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 위에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1033) 위에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
상기 기판(1033)은 회로패턴을 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 발광소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 위에 제공될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 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 라이트 유닛(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), 발광모듈(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 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 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 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041) 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 22은 실시 예에 따른 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 22을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광소자(100)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. 상기 기판(1020)과 상기 발광소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
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(Poly methy 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 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 23은 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.
도 23을 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 발광소자 패키지를 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)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 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.
이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.
10: 발광구조물 11: 제1 반도체층
12: 활성층 13: 제2 반도체층
15: 제1접촉층 15A,15B, 17A: 도전층
16: 돌출부 17: 반사층
30: 보호층 33: 제2 접촉층
34: 접촉부 35: 캡핑층
35A, 35B, 35E, 91A, 92E, 92F, 92G: 돌기
35C, 35D, 92A, 91B, 92D: 리세스
41: 절연층 50: 확산 방지층
60: 본딩층 70: 전도성 지지부재
92: 패드 95: 보호층
93,94: 금속층
12: 활성층 13: 제2 반도체층
15: 제1접촉층 15A,15B, 17A: 도전층
16: 돌출부 17: 반사층
30: 보호층 33: 제2 접촉층
34: 접촉부 35: 캡핑층
35A, 35B, 35E, 91A, 92E, 92F, 92G: 돌기
35C, 35D, 92A, 91B, 92D: 리세스
41: 절연층 50: 확산 방지층
60: 본딩층 70: 전도성 지지부재
92: 패드 95: 보호층
93,94: 금속층
Claims (13)
- 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 활성층, 상기 활성층 아래에 제2 반도체층을 포함하는 발광구조물;
상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극층;
상기 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극층;
상기 제1전극층과 상기 제2전극층 사이에 배치된 절연층; 및
상기 발광구조물의 측벽보다 외측에 배치되며 상기 제1전극층의 접촉부 상에 배치된 패드를 포함하며,
상기 패드의 하면은 상기 발광 구조물의 하면보다 낮게 배치되며,
상기 패드의 하부 및 상기 제1전극층의 접촉부 중 적어도 하나는 돌기를 포함하고,
상기 패드의 하부에 배치된 리세스, 및 상기 제1전극층의 접촉부에 상기 리세스와 결합되는 돌기를 포함하고,
상기 발광 구조물과 상기 제1전극층 사이의 영역 둘레에 배치된 보호층을 포함하며,
상기 제1전극층의 돌기는 상기 보호층의 두께와 다른 높이로 돌출되는 발광소자. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1전극층의 접촉부의 상면 및 상기 보호층의 상면 중 적어도 하나는 요철 면으로 형성되는 발광소자. - 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 제1전극층은,
상기 제2반도체층에 접촉된 접촉층;
상기 접촉층 아래에 배치된 반사층; 및
상기 반사층과 상기 절연층 사이에 배치된 캡핑층을 포함하며,
상기 패드는 상기 캡핑층과 접촉되는 발광소자. - 제7항에 있어서,
상기 패드와 상기 캡핑층 사이에 제1도전층을 포함하며,
상기 제1도전층은 상기 접촉층과 동일한 재질로 형성되는 발광소자. - 제8항에 있어서,
상기 제1도전층과 상기 캡핑층 사이에 제2도전층을 포함하며,
상기 제2도전층은 상기 반사층의 재질과 동일한 재질로 형성되는 발광소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140058306A KR102175335B1 (ko) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 발광소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020140058306A KR102175335B1 (ko) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 발광소자 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20150131533A KR20150131533A (ko) | 2015-11-25 |
| KR102175335B1 true KR102175335B1 (ko) | 2020-11-06 |
Family
ID=54845356
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020140058306A KR102175335B1 (ko) | 2014-05-15 | 2014-05-15 | 발광소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102175335B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102412620B1 (ko) * | 2016-01-15 | 2022-06-24 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광소자 및 이를 구비한 발광 장치 |
| KR102426118B1 (ko) * | 2017-10-13 | 2022-07-27 | 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 | 발광소자 패키지 및 광원 장치 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101694999B1 (ko) * | 2010-07-26 | 2017-01-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
| KR20130027275A (ko) * | 2011-09-07 | 2013-03-15 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 |
-
2014
- 2014-05-15 KR KR1020140058306A patent/KR102175335B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20150131533A (ko) | 2015-11-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6210800B2 (ja) | 発光素子 | |
| KR102098110B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR101125335B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 제조방법 및 발광소자 패키지 | |
| KR101886156B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102098135B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102181381B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102200018B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102065390B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR102008313B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR101896690B1 (ko) | 발광소자 및 발광 소자 패키지 | |
| KR102175335B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR20140034472A (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR20140009649A (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR102200005B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR20140078250A (ko) | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 조명 시스템 | |
| KR102098923B1 (ko) | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 | |
| KR101946919B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR101154795B1 (ko) | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 | |
| KR102169826B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102187504B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102187487B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비한 조명 장치 | |
| KR101976470B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102055794B1 (ko) | 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛 | |
| KR101956096B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102109089B1 (ko) | 발광소자 및 발광소자 패키지 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |