KR102239625B1 - 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층; 상기 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층 및 상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 투광성 도전층; 상기 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극과 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제1 전류 차단층의 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제2 전류 차단층의 사이에 배치된 절연층을 포함하는 발광소자를 제공한다.

Description

발광 소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광 소자에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광 소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
도 1은 종래의 발광 소자를 나타낸 도면이다.
발광 소자(100)는 사파이어 등으로 이루어진 기판(110) 위에 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광구조물(120)이 형성되고, 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 상에 각각 제1 전극(160)과 제2 전극(170)이 배치된다.
발광 소자(100)는 제1 도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(124)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 활성층(124)에서 방출되는 빛은 활성층(124)을 이루는 물질의 조성에 따라 다를 수 있으며, 청색광이나 자외선(UV) 또는 심자외선(Deep UV) 등일 수 있다.
발광소자(100)는 발광소자 패키지에 포함되어 배치될 수 있는데, 발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 형광체를 여기하고, 형광체에서 제2 파장 영역의 광이 방출될 수 있다. 여기서, 형광체는 발광소자(100)를 둘러싸는 몰딩부 내에 포함되거나 형광체 필름의 형태로 배치될 수 있다.
그러나, 상술한 종래의 발광소자는 다음과 같은 문제점이 있다.
활성층(124)에서 방출된 빛 중 제2 전극(170)으로 향하는 빛(Light)은 제2 전극(170)에서 흡수될 수 있는데, 각각의 전극에서 빛이 흡수되어 발광소자의 광효율을 저하시킬 수 있다.
실시예는 발광 소자의 광효율을 향상시키고자 한다.
실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층; 상기 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층 및 상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 투광성 도전층; 상기 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극과 제2 전극; 및 상기 제1 전극과 상기 제1 전류 차단층의 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제2 전류 차단층의 사이에 배치된 절연층을 포함하는 발광소자를 제공한다.
절연층과 상기 투광성 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에까지 관통 홀이 형성되고, 발광소자는 관통 홀 내에 배치된 관통 전극을 더 포함할 수 있다.
관통 전극은, 상기 제1 전류 차단층과 수직 방향으로 비중첩될 수 있다.
관통 전극과 상기 제1 전류 차단층은 수평 방향으로 선형으로 배치될 수 있다.
관통 홀 내에서 상기 관통 전극의 둘레에 상기 절연층이 연장되어 배치될 수 있다.
제1 전극은, 제1 본딩 패드와 제1 가지 전극을 포함할 수 있다.
제1 본딩 패드는 상기 발광소자의 제1 가장 자리 영역에 배치될 수 있다.
제1 가지 전극은, 상기 관통 전극 및 상기 제1 전류 차단층과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
관통 전극의 길이는, 이웃한 관통 전극 사이의 거리보다 작을 수 있다.
제2 전극은, 제2 본딩 패드와 제2 가지 전극을 포함할 수 있다.
제2 본딩 패드는 상기 발광소자의 제2 가장 자리 영역에 배치될 수 있다.
제2 가지 전극의 일부는, 상기 제2 전류 차단층과 수직 방향으로 중첩될 수 있다.
절연층 중 일부가 오픈되어 오픈 영역을 이루고, 상기 오픈 영역에서 상기 투광성 도전층이 노출될 수 있다.
오픈 영역에서 상기 투광성 도전층과 상기 제2 전극이 직접 접촉할 수 있다.
오픈 영역과 상기 관통 전극은 교대로 배치될 수 있다.
제1 전류 차단층 및 제2 전류 차단층 중 적어도 하나는 DBR 또는 ODR일 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는, 제1 전극과 제2 전극이 제1 도전형 반도체층과 투광성 도전층에 각각 관통 홀과 오픈 영역에서 접촉하는 포인트 컨택 구조일 수 있으며, 전류 차단층으로 DBR 또는 ODR을 사용하고 있다. 관통 홀과 오픈 영역을 제외한 영역에서 절연층이 배치되어 상술한 DBR 또는 ODR에서 반사된 광 특히 청색 파장 영역의 광이 절연층에서 흡수되는 정도가 종래보다 감소할 수 있다.
따라서, 실시예에 따른 발광소자에서 방출되는 광의 파장 분포가 종래와 큰 차이가 없되, 광출력이 종래에 비하여 향상될 수 있다.
도 1은 종래의 발광 소자를 나타낸 도면이고,
도 2a 및 도 2b는 발광소자의 일실시예의 단면도들이고,
도 3a 내지 도 3q는 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 4a 내지 도 4h는 발광소자의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5a 및 도 5b는 발광소자의 전류 차단층의 일실시를 나타낸 도면이고,
도 6a 및 도 6b는 실시예에 따른 발광소자의 파장 영역별 광출력을 나타낸 시뮬레이션 결과 및 측정 결과를 나타내고,
도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 발광소자와 종래의 발광소자에서 방출된 광의 파장 분포와 광출력을 각각 나타낸 도면이고,
도 8은 상술한 발광 소자가 배치된 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 9는 발광 소자가 배치된 영상표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이고,
도 10은 발광 소자 패키지가 배치된 조명장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 발광소자의 일실시예의 단면도들이다.
도 2a와 도 2b은 하나의 발광소자(200)의 다른 방향에서의 단면도를 나타내고 있다.
도 2a에 도시된 발광소자(200)는 기판(210)과 발광 구조물(220)과, 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)과 투광성 도전층(240)과 절연층(250)과 제1 전극(260) 및 제2 전극(270)을 포함하여 이루어진다.
기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiO2, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
사파이어 등으로 기판(210)을 형성하고, 기판(210) 상에 GaN이나 AlGaN 등을 포함하는 발광구조물(220)이 배치될 때, GaN이나 AlGaN과 사파이어 사이의 격자 부정합(lattice mismatch)이 매우 크고 이들 사이에 열 팽창 계수 차이도 매우 크기 때문에, 결정성을 악화시키는 전위(dislocation), 멜트 백(melt-back), 크랙(crack), 피트(pit), 표면 모폴로지(surface morphology) 불량 등이 발생할 수 있으므로, AlN 등으로 버퍼층(미도시)을 형성할 수 있다.
기판(210)의 표면에는 도시된 바와 같이 패턴이 형성되어, 발광 구조물(220)에서 방출되어 기판(210)으로 진행하는 빛을 굴절시킬 수도 있다.
발광 구조물(220)은 제1 도전형 반도체층(222)과 활성층(224) 및 제2 도전형 반도체층(226)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(224)은 제1 도전형 반도체층(222)과 제2 도전형 반도체층(226) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(224)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 예컨대, InxAlyGa1 -x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaNAlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 반도체층(226)이 AlxGa(1-x)N으로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도시되지는 않았으나, 활성층(224)과 제2 도전형 반도체층(226)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)가 배치될 수 있다. 전자 차단층은 초격자(superlattice) 구조로 이루어질 수 있는데, 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있고, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교대로 배치될 수도 있다.
제2 도전형 반도체층(226) 상에는 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)이 서로 이격되어 배치되는데, 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)은 선택적으로 배치되고 절연성 물질로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)과 제1 전류 차단층(232) 및 제2 전류 차단층(236) 상에는 투광성 도전층(240)이 선택적으로 배치될 수 있는데, 투광성 도전층(240)은 ITO(Indium-Tin-Oxide) 등으로 이루어질 수 있는데, 제2 도전형 반도체층(226)의 전류 스프레딩(spreading) 특성이 좋지 않아 투광성 도전층(240)이 제2 전극(270)으로부터 전류를 공급받을 수 있다.
투광성 도전층(240)은 두께(t1)가 일정할 수 있으며, 따라서 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)에 대응하는 영역에서 투광성 도전층(240)의 높이가 다른 영역보다 더 높을 수 있다.
투광성 도전층(240) 상에는 절연층(250)이 배치될 수 있는데, 이때, 제2 전류 차단층(236)의 상부 영역에서 투광성 도전층(240)이 노출되도록 절연층(250)의 일부가 오픈(open)될 수 있다. 절연층(250)은 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있고, 보다 상세하게는 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
그리고, 절연층(250)은 상술한 오픈 영역 외에서는 일정한 두께(t2)로 형성되어, 제1 전류 차단층(232)과 대응하는 영역에서 절연층(250)의 높이가 다른 영역보다 더 높을 수 있다.
절연층(250) 상에는 제1 전극(260)과 제2 전극(270)이 서로 이격되어 배치되는데, 각각 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)에 대응되는 영역에 배치될 수 있다.
제1 전극(260)과 투광성 도전층(240)의 사이에는 절연층(250)이 배치되나, 제2 전극(270)과 투광성 도전층(240)은 상술한 오픈 영역에서 직접 접촉할 수 있다.
도 2a는 발광소자(200)의 A-A' 방향의 단면도이고, 도 2b는 발광소자(200)의 B-B' 방향의 단면도이다.
기판(210)과 발광 구조물(220)의 구조는 도 2a의 발광소자(200)와 동일하나, B-B' 방향에는 제1 전류 차단층(232)이 배치되지 않은 차이점이 있다.
제2 도전형 반도체층(226) 상에는 제2 전류 차단층(236)이 배치되고, 제2 도전형 반도체층(226)과 제2 전류 차단층(236) 상에는 투광성 도전층(240)이 배치될 수 있다.
투광성 도전층(240)은 두께(t1)가 일정할 수 있으며, 따라서 제2 전류 차단층(236)과 대응하는 영역에서 투광성 도전층(240)의 높이가 다른 영역보다 더 높을 수 있다.
투광성 도전층(240) 상에는 절연층(250)이 배치될 수 있는데, 절연층(250)은 두께(t2)가 일정할 수 있으며, 따라서 제2 전류 차단층(236)과 대응하는 영역에서 절연층(250)의 높이가 다른 영역보다 높을 수 있다.
그리고, 절연층(250) 상에는 제2 전극(270)이 배치되는데, 제2 전극(270)은 제2 전류 차단층(236)에 대응되어 배치될 수 있다. 그리고, 도 2a와 달리 투광성 도전층(240)과 제2 전극(270)은 직접 접촉하지 않을 수 있다.
그리고, 도 2a에서 제1 전류 차단층(232)이 형성된 영역에서 도 2b에서는 관통 홀이 형성되고 있다. 관통 홀은 절연층(250)으로부터 투과성 도전층(240), 제2 도전형 반도체층(226) 및 활성층(224)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(222)의 일부에까지 형성될 수 있다.
그리고, 관통 홀의 내부 측벽에는 절연층(250)이 연장되어 배치될 수 있다. 관통 홀의 상부에는 제1 전극(260)이 형성되는데, 제1 전극(260)은 관통 홀의 내부에까지 연장되어 배치되어, 관통 홀의 바닥면에서 제1 도전형 반도체층(222)과 제1 전극(260)이 전기적으로 직접 접촉할 수 있다. 여기서, 제1 전극(260) 중 상기 관통 홀 내부에 배치된 부분을 관통 전극이라고 할 수 있다.
도 3a 내지 도 3p는 발광소자의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 3a에 도시된 바와 같이, 기판(210) 상에 제1 발광 구조물(220)을 성장시킨다.
기판(210)은 상술한 사파이어 등을 사용할 수 있으며, 도시되지는 않았으나 발광 구조물(220)의 성장 이전에 상술한 버퍼층(미도시)을 성장시킬 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법으로 성장시킬 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 약 1000℃의 온도에서챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 제1 도전형 반도체층(222) 상에 활성층(224)을 성장시킨다. 활성층(224)은, 약 700℃ 내지 800℃의 온도에서 예를 들어 상기 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 활성층(224) 상에 제2 도전형 반도체층(226)을 성장시키는데, 제2 도전형 반도체층(226) 등의 조성은 상술한 바와 동일할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 약 500℃의 온도에서 Zn와 O2를 공급하여 성장시키되, n형 도펀트를 도핑할 수 있으며, 예를 들면 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 도핑할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 MOCVD법이나, PECVD법 또는 스퍼터링법 등으로 형성될 수 있으며, Al, Fe 및 Ga 등을 첨가될 수도 있다.
그리고, 도 3b 및 도 3c에 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(226) 상에 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)을 성장시킨다.
제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)은 절연성 물질로 이루어질 수 있으며, 상세하게는 DBR(distributed Bragg reflector) 또는 ODR(omni-directional reflector)일 수 있는데 구체적인 구성은 후술한다.
제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)은 마스크를 사용하여 선택적으로 형성되거나, 또는 제2 도전형 반도체층(226)의 전면적 상에 하나의 층으로 형성된 후 선택적으로 제거되어 형성될 수 있다.
도 3b에서 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)의 형성된 단면이 도시되고 있으며, 제1 전류 차단층(232)의 폭(d1)과 제2 전류 차단층(236)의 폭(d2)는 서로 동일할 수 있되 서로 다를 수도 있다. 그리고, 패턴을 이루며 형성된 제1 전류 차단층(232) 하나의 길이(d3)는, 각각의 제1 전류 차단층(232) 간의 이격 길이(d4)보다 클 수 있으나 반드시 이에 한정되지는 않는다. 여기서, 각각의 제1 전류 차단층(232) 간의 이격 길이(d4)는 관통 홀 내지 관통 전극의 길이일 수 있다.
도 3c에서는 도 3b의 A-A' 방향의 단면이 도시되고 있으며, 제1 전류 차단층(232)의 폭(w1)과 제2 전류 차단층(236)의 폭(w2)은 동일할 수 있되 서로 다를 수도 있다.
그리고, 도 3d 내지 도 3f에 도시된 바와 같이 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)이 형성된 제2 도전형 반도체층(226) 상에 투광성 도전층(240)을 형성할 수 있다.
도 3d에서 A-A' 방향의 단면이 도 3e에 도시되고, B-B' 방향의 단면이 도 3f에 도시되고 있다.
도 3e에서 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236) 상에 투광성 도전층(240)이 일정한 두께(t1)로 배치되어, 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)에 대응하는 영역에서의 투광성 도전층(240)의 높이가 다른 영역에서의 높이보다 더 높다.
제2 전류 차단층(236)은 서로 연결되어 배치되나, 제1 전류 차단층(232)은 도 3d 등에 도시된 바와 같이 일정 간격 이격된 복수 개의 부분(portion)들로 이루어질 수 있다. 그리고, 도 3f에 도시된 바와 같이, 도 3d의 B-B' 방향의 단면에서는 제2 도전형 반도체층(226) 상에 제2 전류 차단층(236)이 형성되고, 제1 전류 차단층(232)은 형성되지 않을 수 있다.
그리고, 도 3g와 도 3h에 도시된 바와 같이 투광성 도전층(240)으로부터 제2 도전형 반도체층(226)과 활성층(224)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(222)의 일부까지 관통 홀(through hole)을 형성할 수 있다.
도 3g에서 관통 홀(through hole)은 제1 전류 차단층(232) 사이의 영역에서 형성될 수 있고, 도 3g의 B-B' 방향의 단면도가 도 3h에 도시되고 있으며, 이때 도 3g의 A-A' 방향의 단면도는 관통 홀(through hole)이 형성되지 않아 도 3e와 동일할 수 있다.
그리고, 도 3i 내지 도 3k에 도시된 바와 같이 투광성 도전층(240) 상에 절연층(250)을 형성할 수 있다.
도 3i에서 절연층(250)은 투광성 도전층(240) 상에 일정한 두께로 형성될 수 있다. 도 3j에서 도 3i의 A-A' 방향의 단면이 도시되고 있으며, 투광성 도전층(240) 상에 절연층(250)이 일정한 두께(t2)로 형성되어 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)에 대응되는 영역에서의 절연층(250)의 높이가 다른 영역보다 높을 수 있다.
도 3k에서 도 3i의 B-B' 방향의 단면이 도시되고 있으며, 관통 홀(through hole)의 내부 측면에 절연층(250)이 연장되어 배치되되 관통 홀(through hole)의 바닥면에서 제1 도전형 반도체층(222)이 노출되고 있다.
도 3j 및 도 3k로부터, 관통 홀은 제1 전류 차단층(232)과 수직 방향으로는 비중첩되되, 수평 방향으로는 관통 홀과 제1 전류 차단층(232)이 선형으로 배치되어 도 3n의 제1 전극(260)과 유사한 형상임을 알 수 있다.
그리고, 도 3l 및 도 3m에 도시된 바와 같이 제2 전류 차단층(236)과 대응하는 영역에서 절연층(250)에 오픈 영역(open region)을 형성한다. 여기서, 상술한 오픈 영역(open region)은 관통 홀(through hole), 또는 관통 전극과 마주보지 않고 교대로 배치될 수 있다.
도 3l에서 오픈 영역 하나의 길이(d6)와, 각각의 오픈 영역 사이에서 제2 전류 차단층(236)이 노출된 길이(d5)는 서로 동일하거나 다를 수 있다.
도 3m은 도 3l의 A-A' 방향의 단면도이고, 제2 전류 차단층(236)과 대응되는 영역에서 절연층(250)이 식각 등의 방법으로 제거되어, 투광성 도전층(240)이 노출될 수 있다. 도 3l의 B-B' 방향의 단면도는 도 3k와 동일할 수 있다.
그리고, 도 3n에 도시된 바와 같이 제1 전극(260)과 제2 전극(270)을 증착한다. 제1 전극(260)과 제2 전극(270)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
제1 전극(260)은 제1 본딩 패드(262)와 제1 가지 전극(266)으로 이루어질 수 있고, 제2 전극(270)은 제2 본딩 패드(272)와 제2 가지 전극(276)으로 이루어질 수 있다.
제1 본딩 패드(262)와 제2 본딩 패드(272)는 각각 발광소자의 제1 가장 자리 영역과 제2 가장 자리 영역에 배치되어 와이어가 본딩될 수 있으며, 제1 가장 자리 영역과 제2 가장 자리 영역은 도 3n 등에서 서로 마주보는 영역일 수 있다.
그리고, 도 3n에서 제1 가지 전극(266)은 상술한 관통 홀(관통 전극) 및 제1 전류 차단층(232)과 수직 방향으로 중첩되는 영역에 배치될 수 있다.
제1 전극(260)과 제2 전극(270)은 상술한 재료를 증착 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 제1 전류 차단층(232) 및 제2 전류 차단층(236)에 각각 대응되어 증착될 수 있다.
도 3n에서 제2 가지 전극(276)의 일부는 제2 전류 차단층(236)과 수직 방향으로 중첩되게 배치될 수 있다.
도 3o와 도 3p 및 도 3q에 에 완성된 발광소자의 A-A' 방향의 단면도와 B-B' 방향의 단면도와 C-C'방향의 단면도가 각각 도시되고 있으며, 도 3o와 도 3p는 도 2a 및 도 2b에 도시된 발광소자(200)와 동일하다.
실시예에 따른 발광소자(200)는, 제2 도전형 반도체층(226)과 제2 전극(270)의 사이에 제2 전류 차단층(236)과 투광성 도전층(240)과 절연층(250)이 배치될 수 있으며, 투광성 도전층(240)이 오픈된 영역에서는 제2 도전형 반도체층(226)과 제2 전극(270)의 사이에 제2 전류 차단층(236)과 투광성 도전층(240)이 배치될 수 있다.
그리고, 제1 도전형 반도체층(222)에 대응되는 영역에 형성된 관통 홀을 통하여, 제1 전극(260)이 제1 도전형 반도체층(222)과 전기적으로 직접 접촉할 수 있다. 그리고, 관통 홀이 형성되지 않은 영역에서, 제1 전류 차단층(232) 상에 제1 전류 차단층(232)과 투광성 도전층(240) 및 절연층(250)과 제1 전극(260)이 배치될 수 있다.
도 3q에는 발광소자의 C-C'방향의 단면도가 도시되고 있다. 도 3q에서 제1 전극(260)의 단면은 도 3p와 유사하고, 제2 전극(270)의 단면은 도 3o와 유사하다.
도 4a 내지 도 4h는 발광소자의 제조방법의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 이하에서 본 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을, 상술한 실시예와 다른 점을 위주로 설명한다.
제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236)이 형성된 제2 도전형 반도체층(226) 상에 투광성 도전층(240)을 형성할 수 있는데, 도 4a에서는 A-A' 방향의 단면이 도시되고, 도 4b에서는 B-B' 방향의 단면이 도시되고 있다.
도 4a에서 제1 전류 차단층(232)과 제2 전류 차단층(236) 상에 투광성 도전층(240)이 두께(t3)로 배치되어, 여기서의 두께(t3)는 도 3e에서의 두께(t1)과 동일할 수 있다. 그리고, 상술한 실시예와는 달리 투광성 도전층(240)의 상부면이 평평하게 형성되어 투광성 도전층(240)의 두께가 일정하지 않을 수 있으며, 따라서 상술한 두께(t3)는 투광성 도전층(240) 중 제1 전류 차단층(232) 및 제2 전류 차단층(236)이 배치되지 않은 영역에서의 두께일 수 있다.
그리고, 도 4c에 도시된 바와 같이 투광성 도전층(240)으로부터 제2 도전형 반도체층(226)과 활성층(224)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(222)의 일부까지 관통 홀(through hole)을 형성할 수 있다.
도 4c에서 발광소자의 B-B' 방향의 단면도가 도시되고 있으며, 이때 발광소자의 A-A' 방향의 단면도는 관통 홀(through hole)이 형성되지 않을 수 있다.
그리고, 도 4d 및 도 4e에 도시된 바와 같이 투광성 도전층(240) 상에 절연층(250)을 형성할 수 있다.
도 4d에서 발광소자의 A-A; 방향의 단면이 도시되고 있으며 절연층(250)은 투광성 도전층(240) 상에 일정한 두께(t4)로 형성될 수 있으며, 여기서의 두께(t4)는 상술한 실시예에서 절연층(250)의 두께(t2)와 동일할 수 있다.
도 4e에서 발광소자의 B-B' 방향의 단면이 도시되고 있으며, 관통 홀(through hole)의 내부 측면에 절연층(250)이 연장되어 배치되되 관통 홀(through hole)의 바닥면에서 제1 도전형 반도체층(222)이 노출되고 있다.
그리고, 도 4f에 도시된 바와 같이 제2 전류 차단층(236)과 대응하는 영역에서 절연층(250)에 오픈 영역(open region)을 형성한다. 여기서, 상술한 오픈 영역(open region)은 관통 홀(through hole), 또는 관통 전극과 마주보지 않고 교대로 배치될 수 있다.
도 4g와 도 4h에서는 완성된 발광소자의 A-A' 방향의 단면도와 B-B' 방향의 단면도가 각각 도시되고 있다.
도 4g에서 절연층(250)의 상술한 오픈 영역 상에 제2 전극(270)이 배치되어, 제2 전극(270)의 바닥면은 투광성 도전층(240)과 접촉하고 측면 중 일부는 절연층(250)과 접촉할 수 있으며, 제1 전극(260)은 절연층(250)의 표면에 배치되어 투광성 도전층(240)과 전기적으로 분리되고 있다.
도 4h에서 제2 전극(270)은 절연층(250)의 표면에 배치되어 투광성 도전층(240)과 전기적으로 분리되고 있으며, 제1 전극(260)은 관통 홀을 통하여 제1 도전형 반도체층(222)과 전기적으로 직접 접촉할 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 발광소자의 전류 차단층의 일실시를 나타낸 도면이다.
전류 차단층(300a)은 상술한 제1 전류 차단층(232) 또는 제2 전류 차단층(236) 중 적어도 하나일 수 있다. 전류 차단층(300a)은 DBR(distributed Bragg reflector) 또는 ODR(omni-directional reflector)일 수 있으며, 복수 개의 절연층이 교대로 배치될 때 DBR일 수 있고 절연층과 금속층이 교대로 배치될 때 ODR일 수 있다.
도 5a에서 전류 차단층(300a)은 제1 층(310)과 제2 층(320)이 교대로 배치될 수 있다. 제1 층(310)과 제2 층(320)은 절연성 물질을 각각 포함할 수 있으며, 일 예로서 각각 TiO2, SiO2 등을 포함할 수 있다.
예를 들어 제1 층(310)으로 굴절률이 2.4 내지 3.0인 TiO2가 사용되고 제2 층(320)으로 굴절률이 1.4 내지 1.45인 SiO2가 사용될 수 있다.
제1 층(310)과 제2 층(320)은 상술한 조합 외에 SiO2, SixOy, AlAs, GaAs, AlxInyP, GaxInyP 등을 포함하여 배치될 수 있다.
도 5b에서 전류 차단층(300a)은 제1 층(310)과 제2 층(320) 및 제3 층(330)이 교대로 배치될 수 있다. 제1 층(310)과 제2 층(320) 및 제3 층(330) GaN, GaP, SiO2, RuO2, Ag 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 층(310)으로 GaP가 사용되고, 제2 층(320)으로 SiO2가 사용되고, 제3 층(330)으로 Ag가 사용될 수 있는데, 이때 전류 차단층(300a)은 ODR로 작용할 수 있다.
상술한 발광소자는 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층이 DBR 또는 ODR 등의 반사층으로 형성되어, 활성층에서 방출되어 제1 전극 또는 제2 전극으로 진행하는 광을 반사할 수 있고, 따라서 상술한 광이 제1 전극이나 제2 전극에서 흡수되는 것을 방지할 수 있다.
그리고, 도 2a 등에서 발광소자의 A-A' 방향의 단면에서 제1 전류 차단층 상에 절연층이 배치되고, B-B' 방향의 단면에서 제2 전류 차단층 상에 절연층이 배치되는데, 이러한 구조는 특정 파장 영역에서 광출력이 감소하는 것을 방지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b는 실시예에 따른 발광소자의 파장 영역별 광출력을 나타낸 시뮬레이션 결과 및 측정 결과를 나타낸다.
도 6a 및 도 6b에서 붉은 색으로 표시된 종래의 발광소자는 약 450 나노미터 정도의 파장 영역에서 광출력이 급격히 감소하나, 푸른 색으로 표시된 발광소자는 그렇지 않음을 알 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는, 제1 전극과 제2 전극이 제1 도전형 반도체층과 투광성 도전층에 각각 관통 홀과 오픈 영역에서 접촉하는 포인트 컨택 구조일 수 있으며, 전류 차단층으로 DBR 또는 ODR을 사용하고 있다. 관통 홀과 오픈 영역을 제외한 영역에서 절연층이 배치되어 상술한 DBR 또는 ODR에서 반사된 광 특히 청색 파장 영역의 광이 절연층에서 흡수되는 정도가 종래보다 감소할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 실시예에 따른 발광소자와 종래의 발광소자에서 방출된 광의 파장 분포와 광출력을 각각 나타낸 도면이다.
도 7a에서 좌측 반원 영역은 실리콘 산화물(SiO2)로 전류 차단층을 형성한 발광소자의 파장 분포를 나타낸 도면이고, 우측 반원 영역은 실시예에 따른 DBR로 전류 차단층을 형성한 발광소자의 파장 분포를 나타낸 도면이다.
도 7a의 좌측 반원 영역의 발광소자의 파장 분포의 평균은 450.9 나노미터이고, 도 7a의 우측 반원 영역의 발광소자의 파장 분포의 평균은 450.4 나노미터이며, 실시예에 따른 발광소자에서 방출되는 광의 파장 분포가 종래와 큰 차이가 없음을 알 수 있다.
도 7b에서 좌측 반원 영역은 실리콘 산화물(SiO2)로 전류 차단층을 형성한 발광소자의 광출력을 나타낸 도면이고, 우측 반원 영역은 실시예에 따른 DBR로 전류 차단층을 형성한 발광소자의 광출력을 나타낸 도면이다.
도 7b의 좌측 반원 영역의 발광소자의 광출력은 122.3 밀리와트이고, 도 7b의 우측 반원 영역의 발광소자의 광출력은 124.5 밀리와트이며, 실시예에 따른 발광소자의 광출력이 종래에 비하여 향상되었음을 알 수 있다.
도 8은 상술한 발광 소자가 배치된 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지(400)는 캐비티를 포함하는 몸체(410)와, 상기 몸체(410)에 설치된 제1 리드 프레임(Lead Frame, 421) 및 제2 리드 프레임(422)과, 상기 몸체(410)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예에 따른 발광소자(200)와, 상기 캐비티에 형성된 몰딩부(460)를 포함한다.
몸체(410)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(410)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 몸체(410)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(421, 422) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다. 패키지 몸체(410)에는 캐비티가 형성되고, 캐비티의 바닥면에 발광소자(200)가 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(200)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)은 발광소자(200)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(200)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
발광소자(200)는 상술한 실시예에 따를 수 있으며, 제1 리드 프레임(421)과 제2 리드 프레임(422)에 와이어(440)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(200)는 패키지 몸체(410)의 바닥면에 도전성 페이스트(미도시) 등으로 고정될 수 있고, 상기 몰딩부(460)는 상기 발광소자(200)를 포위하여 보호할 수 있으며, 몰딩부(460) 내에는 형광체(470)가 포함되어 발광소자(200)에서 방출된 제1 파장 영역의 광에 의하여 형광체(470)가 여기되어 제2 파장 영역의 광을 방출할 수 있다.
발광소자 패키지(400)는 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개를 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지는 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 일예로 영상표시장치의 영상표시장치와 조명 장치에 사용될 수 있다.
도 9은 발광 소자가 배치된 영상표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트 (560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널 (570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광 소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있다.
바텀 커버(510)는 영상표시장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(540)은 발광 소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전 영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트 (PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리 바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
도 10은 발광소자가 배치된 조명장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1400), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 광원 모듈(1200)은 상술한 실시예들에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 상기 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(1100)는 외부에서 상기 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(1200)은 상기 방열체(1400)의 일면에 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(1200)로부터의 열은 상기 방열체(1400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(1200)은 발광 소자 패키지(1210), 연결 플레이트(1230), 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.
부재(1300)는 상기 방열체(1400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광 소자 패키지(1210)들과 커넥터(1250)가 삽입되는 가이드홈(1310)들을 갖는다. 가이드홈(1310)은 상기 발광 소자 패키지(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응된다.
부재(1300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(1300)는 상기 커버(1100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(1200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(1100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(1400)와 상기 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(1230)와 상기 방열체(1400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(1400)는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(1700)의 상기 절연부(1710)에 수납되는 상기 전원 제공부(1600)는 밀폐된다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 갖는다. 가이드 돌출부(1510)는 상기 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 갖는다.
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 상기 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납되고, 상기 홀더(1500)에 의해 상기 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐된다. 상기 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.
상기 가이드부(1630)는 상기 베이스(1650)의 일측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(1630)는 상기 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(1650)의 일면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 연장부(1670)는 상기 베이스(1650)의 다른 일측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(1700)는 내부에 상기 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(1600)가 상기 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100, 200: 발광소자 120, 220: 발광 구조물
122, 222: 제1 도전형 반도체층 124, 224: 활성층
126, 226: 제2 도전형 반도체층 160, 260: 제1 전극
170, 270: 제2 전극 232: 제1 전류 차단층
236: 제2 전류 차단층 240: 투광성 도전층
250: 절연층 262: 제1 본딩 패드
266: 제1 가지 전극 272: 제2 본딩 패드
276: 제2 가지 전극 300a: 전류 차단층
400: 발광소자 패키지 500: 영상표시장치

Claims (16)

  1. 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층;
    상기 제1 전류 차단층과 제2 전류 차단층 및 상기 발광 구조물 상에 선택적으로 배치되는 투광성 도전층;
    상기 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극과 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제1 전류 차단층의 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제2 전류 차단층의 사이에 배치된 절연층을 포함하고,
    상기 절연층과 상기 투광성 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층에까지 관통 홀이 형성되고, 상기 관통 홀 내에 관통 전극이 배치되고,
    상기 제1 전극은 제1 본딩 패드와 제1 가지 전극을 포함하고, 상기 제1 본딩 패드는 발광소자의 제1 가장 자리 영역에 배치되고, 상기 제1 가지 전극은 상기 관통 전극 및 상기 제1 전류 차단층과 수직 방향으로 중첩되고,
    상기 제2 전극은 제2 본딩 패드와 제2 가지 전극을 포함하고, 상기 제2 본딩 패드는 발광소자의 제2 가장 자리 영역에 배치되고, 상기 제2 가지 전극의 일부는, 상기 제2 전류 차단층과 수직 방향으로 중첩되고,
    상기 절연층 중 일부가 오픈되어 오픈 영역을 이루고, 상기 오픈 영역에서 상기 투광성 도전층이 노출되고,
    상기 오픈 영역은 상기 제2 가지 전극과 수직 방향으로 중첩되고,
    상기 오픈 영역에서 상기 투광성 도전층과 상기 제2 전극이 직접 접촉하고,
    상기 오픈 영역과 상기 관통 전극은 수평 방향에서 서로 교대로 배치되는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 발광소자의 제1 가장 자리 영역과 제2 가장 자리 영역은, 상기 발광 구조물의 대각선 방향의 꼭지점들에 인접한 영역이고, 상기 꼭지점들은 상기 발광 구조물의 평면도에서의 위치를 나타내고, 상기 제1 가지 전극의 내측면과 상기 제2 가지 전극의 내측면은 서로 마주보고, 상기 제1 가지 전극의 외측면과 상기 제2 가지전극의 외측면은 각각 상기 발광 구조물의 서로 마주보는 변들과 마주보는 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 관통 전극은, 상기 제1 전류 차단층과 수직 방향으로 비중첩되는 발광소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 관통 전극과 상기 제1 전류 차단층은 수평 방향으로 선형으로 배치되는 발광소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 관통 홀 내에서 상기 관통 전극의 둘레에 상기 절연층이 연장되어 배치된 발광소자.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 제2 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 관통 전극의 길이는, 이웃한 관통 전극 사이의 거리보다 작은 발광소자.
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 삭제
  16. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전류 차단층 및 제2 전류 차단층 중 적어도 하나는 DBR 또는 ODR인 발광소자.
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