KR102348511B1 - 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 이온 차단부를 구비하여 본딩층에 함유된 은 이온(Ag+)의 이동을 차단할 수 있는 발광 소자에 관한 것으로, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 접속된 제 1 패드; 상기 제 2 전극과 접속된 제 2 패드; 및 상기 제 1 패드와 상기 제 2 패드 사이에 배치된 이온 차단부를 포함한다.
Description
실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 N형 반도체층, 활성층, 및 P형 반도체층으로 구성된 발광 구조물의 일 측에 N형 전극과 P형 전극이 배치된 구조일 수 있다. N형 전극 및 P형 전극은 각각 N형 패드 및 P형 패드와 전기적으로 연결된다. 그리고, 본딩층을 이용하여 N형 패드 및 P형 패드를 리드 프레임에 연결하거나 인쇄 회로 기판 등에 실장할 수 있다.
그런데, 일반적으로 본딩층은 전기 전도도가 높은 은(Ag)을 포함하여 이루어진다. 따라서, 발광 소자가 고온에서 동작하거나 발광 소자를 인쇄 회로 기판에 실장하거나 또는 발광 소자 패키지를 제품에 적용하기 위한 SMT(Surface Mount Technology) 공정 시, 본딩층에서 은 이온(Ag+)이 빠져 나온다. 즉, 본딩층의 은 이온은 패드의 표면을 따라 이동하고, 음(-) 전압이 걸리는 패드쪽으로 이동하여 발광 소자에 저전류가 발생한다. 또한, 본딩층에 함유된 은 이온이 빠져나가, 본딩층의 접착력 및 전기 전도도가 저하될 수 있으며, 발광 소자의 구동 전압이 증가하는 문제가 발생한다.
실시 예는 이온 차단부를 구비하여 본딩층에 함유된 은 이온(Ag+)의 이동을 차단할 수 있는 발광 소자를 제공한다.
실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 1 전극; 상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 접속된 제 1 패드; 상기 제 2 전극과 접속된 제 2 패드; 및 상기 제 1 패드와 상기 제 2 패드 사이에 배치된 이온 차단부를 포함한다.
실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층, 제 2 반도체층 및 활성층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결된 제 1 전극; 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결된 제 2 전극; 상기 제 1 전극과 접속된 제 1 패드; 상기 제 2 전극과 접속된 제 2 패드; 상기 제 1 패드와 상기 제 2 전극을 절연시키며, 상기 제 2 패드와 상기 제 1 전극을 절연시키는 절연층; 및 상기 제 1 패드와 상기 제 2 패드 사이에서 노출된 상기 절연층 표면에 배치된 이온 차단부를 포함한다.
실시 예에 따르면 제 1 패드와 제 2 패드 사이에 이온 차단부를 구비하여 본딩층에 함유된 은 이온(Ag+)의 이동을 차단할 수 있다. 이에 따라, 은 이온의 이동에 의해발광 소자에서 저전류가 발생하는 것을 방지하고, 본딩층의 접착력 및 전기 전도도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광 소자의 구동 전압이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 1a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1b의 이온 차단부의 기능을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 평면도이다.
도 4는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 5는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1c는 도 1b의 이온 차단부의 기능을 도시한 단면도이다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 평면도이다.
도 4는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 5는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element 사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 발광 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 1a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 평면도이며, 도 1b는 도 1a의 Ⅰ-Ⅰ'의 단면도이다.
도 1a 및 도 1b와 같이, 실시 예의 발광 소자는 기판(10) 상에 배치되며, 제 1 반도체층(15a), 제 2 반도체층(15b) 및 활성층(15c)을 포함하는 발광 구조물(15), 제 1 반도체층(15a)과 전기적으로 연결된 제 1 전극(25), 제 2 반도체층(15b)과 전기적으로 연결된 제 2 전극(30), 제 1 전극(25)과 접속된 제 1 패드(45a), 제 2 전극(30)과 접속된 제 2 패드(45b), 제 1 패드(45a)와 제 2 전극(30)을 절연시키며, 제 2 패드(45b)와 제 1 전극(25)을 절연시키는 절연층(40) 및 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에서 노출된 절연층(40) 표면에 배치된 이온 차단부(55)를 포함한다.
기판(10)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함한다. 기판(10)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼일 수 있다. 기판(10)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 중 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 도면에서는 발광 소자가 기판(10)을 포함하는 것을 도시하였으나, 기판(10)은 발광 구조물(15)에서 제거될 수도 있다.
발광 구조물(15)은 차례로 적층된 제 1 반도체층(15a), 활성층(15c) 및 제 2 반도체층(15b)을 포함한다. 도면에서는 광 추출 효율을 향상시키기 위해 기판(10)과 발광 구조물(15) 사이에 요철이 형성된 구조를 도시하였다. 요철은 균일하거나 불균일하게 형성되어 활성층(15c)에서 방출되는 광을 효율적으로 분산시킬 수 있다.
기판(10) 상에 구비된 발광 구조물(15)은 발광 파장대의 제한이 없다. 일 예로, 발광 구조물(15)에서 방출되는 광은 자외선 파장대일 수도 있고, 가시광 파장대일 수도 있으며, 적외선 파장대일 수도 있다. 원하는 발광 파장대의 광을 생성하기 위해 각 층의 구성 요소는 적절히 조절될 수 있다.
제 1 반도체층(15a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 반도체층(15a)에 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 반도체층(15a)은 Inx1Aly1Ga1 -x1-y1N(0=x1=1, 0=y1=1, 0=x1+y1=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlGaN, InGaN, InAlGaN 등에서 선택될 수 있다. 제 1 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트일 수 있다. 제 1 도펀트가 n형 도펀트인 경우, 제 1 도펀트가 도핑된 제 1 반도체층(15a)은 n형 반도체층일 수 있다.
도면에서는 단층 구조의 제 1 반도체층(15a)을 도시하였으나, 제 1 반도체층(15a)은 다층 구조일 수 있다. 제 1 반도체층(15a)이 다층 구조인 경우, 제 1 반도체층(15a)은 언도프트 반도체층(미도시)을 더 포함할 수 있다. 언도프트 반도체층은 제 1 반도체층(15a)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 언도프트 반도체층은 제 1 도펀트가 도핑되지 않아 제 1 반도체층(15a)에 비해 낮은 전기 전도성을 가질 수 있다.
활성층(15c)은 제 1 반도체층(15a)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)과 제 2 반도체층(15b)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 활성층(15c)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성한다.
활성층(15c)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(15c)의 구조는 이에 한정하지 않는다.
활성층(15c)이 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(15c)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제 2 반도체층(15b)은 활성층(15c) 상에 형성되며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 반도체층(15b)에 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 반도체층(15b)은 Inx5Aly2Ga1 -x5- y2N (0=x5=1, 0=y2=1, 0=x5+y2=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제 2 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우, 제 2 도펀트가 도핑된 제 2 반도체층(15b)은 p형 반도체층일 수 있다.
발광 구조물(15)은 n형 반도체층인 제 1 반도체층(15a)과 p형 반도체층인 제 2 반도체층(15b)을 포함하여 이루어지거나, p형 반도체층인 제 1 반도체층(15a)과 n형 반도체층인 제 2 반도체층(15b)을 포함하여 이루어질 수 있다. 또한, 발광 구조물(15)은 제 2 반도체층(15b)과 활성층(15c) 사이에 n형 또는 p형 반도체층이 더 형성된 구조일 수 있다. 발광 구조물(15)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성될 수 있는 것으로, 발광 구조물(15)은 n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하는 다양한 구조일 수 있다.
그리고, 제 1 반도체층(15a) 및 제 2 반도체층(15b) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 발광 구조물(15)의 도핑 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제 1 전극(25)은 제 1 반도체층(15a)과 전기적으로 연결된다. 제 1 전극(25)은 활성층(15c)과 제 2 반도체층(15b)을 메사 식각하여 노출된 제 1 반도체층(15a)의 표면에서 제 1 반도체층(15a)과 전기적으로 연결될 수 있다. 도면에서는 제 1 반도체층(15a)까지 일부 식각한 것을 도시하였다. 제 1 전극(25)은 하나 또는 복수의 영역에서 제 1 반도체층(15a)과 접속될 수 있다.
제 2 전극(30)은 제 2 반도체층(15b)과 전기적으로 연결되며, 제 2 전극(30)과 제 2 반도체층(15b)은 오믹 접촉될 수 있다. 도면에서는 제 2 전극(30)이 제 2 반도체층(15b) 상부면의 전체면에 형성된 것을 도시하였으나, 제 2 전극(30)과 제 2 반도체층(15b)의 접촉 면적은 조절 가능하다.
제 1 전극(25)과 제 2 전극(30)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)으로 형성될 수 있다. 투명 전도성 산화막은 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 및 NiO 등에서 선택될 수 있다.
또한, 제 1 전극(25)과 제 2 전극(30)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 등과 같은 불투명 금속으로 형성될 수 있으며, 투명 전도성 산화막과 불투명 금속이 혼합된 하나 또는 복수 개의 층으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
특히, 제 2 전극(30)과 제 2 반도체층(15b) 사이에 반사층(35)이 더 형성될 수 있다. 반사층(35)은 활성층(15c)에서 발생한 광을 제 1 반도체층(15a) 방향으로 반사시키기 위한 것이다. 반사층(35)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 등과 같이 반사율이 높은 물질로 형성되거나, 반사율이 높은 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 투명 전도성 물질이 혼합되어 형성될 수 있다.
상기와 같은 제 1 전극(25), 제 2 전극(30) 및 발광 구조물(15)을 덮도록 절연층(40)이 구비된다. 절연층(40)은 제 1 전극(25)을 부분적으로 노출시키는 제 1 콘택홀(40a)과 제 2 전극(30)을 부분적으로 노출시키는 제 2 콘택홀(40b)을 포함한다. 제 1 콘택홀(40a)은 절연층(40)을 관통하여 제 1 패드(45a)와 제 1 전극(25)을 서로 연결시키기 위한 것이다. 제 2 콘택홀(40b)은 절연층(40)을 관통하여 제 2 전극(30)과 제 2 패드(45b)를 서로 연결시키기 위한 것이다.
절연층(40)은 투광성 재질로 이루어지거나 불투광성 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 절연층(40)은 산화물, 질화물을 포함하여 이루어질 수도 있다. 절연층(40)은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
특히, 제 1 전극(25)과 제 1 반도체층(15a)을 전기적으로 연결하기 위해 발광 구조물(15)을 메사 식각하여 노출된 발광 구조물(15)의 측면에 절연 패턴(20)이 더 구비될 수 있다. 절연 패턴(20)은 제 1 전극(25)과 제 2 반도체층(15b)의 전기적인 접속 및 제 2 전극(30)과 제 1 반도체층(15a)의 전기적인 접속을 효율적으로 방지하기 위한 것이다. 이를 위해 절연 패턴(20)은 도시된 바와 같이 절연층(40)과 발광 구조물(15)의 계면에 형성될 수 있다. 절연 패턴(20)은 절연층(40)과 동일 물질로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
제 1 콘택홀(40a)을 통해 노출된 제 1 전극(25)과 제 2 콘택홀(40b)을 통해 노출된 제 2 전극(30)은 각각 제 1 패드(45a) 및 제 2 패드(45b)와 전기적으로 연결될 수 있다.
일반적으로 본딩층은 발광 소자의 패키지를 위해 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b)를 리드 프레임에 연결하거나 발광 소자 패키지를 인쇄 회로 기판과 같은 다른 장치에 실장하기 위해 사용된다. 본딩층은 접착력 및 전기 전도도가 우수한 물질로 이루어지는 것이 바람직하며, 이를 위해 본딩층은 은(Ag)을 포함하여 이루어진다.
그런데, 발광 소자가 고온에서 동작하거나 발광 소자의 SMT(Surface Mount Technology) 공정 시, 본딩층에서 은 이온(Ag+)이 빠져 나온다. 즉, 본딩층의 은 이온은 패드(45a, 45b)의 표면을 따라 이동하고, 음(-) 전압이 걸리는 패드(45a, 45b)쪽으로 이동하여 발광 소자에 저전류가 발생한다. 또한, 본딩층에서 은 이온이 빠져나가, 본딩층의 접착력 및 전기 전도도가 저하될 수 있으며, 발광 소자의 구동 전압이 증가하는 문제가 발생한다.
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 이온 차단부(55)를 구비한다. 이온 차단부(55)는 은 이온의 이동을 차단하기 위한 것으로, 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에 구비될 수 있다.
도 1c는 도 1b의 이온 차단부의 기능을 도시한 단면도이다.
도 1c와 같이, 이온 차단부(55)는 제 1 패드(45a)와 상기 제 2 패드(45b) 사이에 구비되며, 구체적으로, 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에서 노출된 절연층(40) 표면에 배치될 수 있다. 이온 차단부(55)는 유기 절연 물질, 무기 절연 물질과 같은 비전도성 물질로 이루어질 수 있다. 유기 절연 물질은 아크릴레이트, 에폭시계 폴리머, 이미드계 폴리머 등과 같은 물질에서 선택될 수 있으며, 무기 절연 물질은 Si02, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등과 같은 물질에서 선택될 수 있다.
상술한 바와 같이 본딩층(50a, 50b)의 은 이온(100)은 패드(45a, 45b)의 표면을 따라 이동한다. 그리고, 은 이온(100)은 점차 패드(45a, 45b) 주변에 쌓이게 되고, 패드(45a, 45b) 사이 영역까지 분포한다. 그런데, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 이온 차단부(55)가 은 이온(100)의 이동 경로를 차단하는 장벽으로 기능하여, 은 이온(100)이 인접한 패드(45a, 45b)쪽으로 이동하지 못한다.
도시된 바와 같이, 제 2 패드(45b)에 음(-) 전압이 걸리는 경우 제 1 본딩층(50a)의 은 이온(100)이 제 2 패드(45b)쪽으로 이동한다. 그러나, 이온 차단부(55)가 은 이온(100)이 제 2 패드(45b)쪽으로 이동하는 것을 차단한다. 이 때, 이온 차단부(55)는 은 이온(100)의 이동을 차단하기 위해 충분한 두께(d1)를 가져야 한다. 따라서, 이온 차단부(55)의 두께(d1)는 100㎚이상이고 제 1 패드(45a) 및 제 2 패드(45b)의 두께(d2)보다는 얇은 것이 바람직하나, 이에 한정하지는 않는다.
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 은 이온의 이동에 따라 저전류가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 본딩층(50a, 50b)에서 은 이온이 빠져나가 본딩층(50a, 50b)과 패드(45a, 45b)의 접착력 및 전기 전도도가 저하되는 것을 방지하여 발광 소자의 구동 전압이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
도 2a 및 도 2b는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 단면도이다.
도 2a 및 도 2b와 같이, 이온 차단부(55)는 상부면에 단차가 형성되어 서로 다른 두께를 갖는 구조물일 수 있다.
또한, 이온 차단부(55)는 도시된 바와 같이 막대 형태이거나, 다양한 형태일 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명 다른 실시 예의 이온 차단부의 평면도이다. 그리고, 도 4는 도 3a의 Ⅱ-Ⅱ'의 단면도이다.
도 3a와 같이, 이온 차단부(55)는 복수 개로 이루어질 수 있으며, 복수 개의 이온 차단부(55)가 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에 구비되는 경우, 은 이온의 이동을 효율적으로 차단할 수 있다. 이 때, 도 4와 같이, 각 이온 차단부(55)는 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 또한, 도시하지는 않았으나, 이온 차단부(55)는 각각 서로 다른 폭을 가질 수 있다.
그리고, 도 3b 및 도 3c와 같이, 이온 차단부(55)가 내부에 하나 이상의 홈(55a)을 포함하는 형태인 경우, 홈(55a)에 은 이온을 가둬 은 이온의 이동을 차단할 수 있다. 또한, 도 3d와 같이, 이온 차단부(55)는 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이의 이격 폭과 동일한 폭을 가져, 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에 완전히 채워진 구조일 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자를 설명하면 다음과 같다.
도 5는 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 5와 같이, 본 발명의 다른 실시 예의 발광 소자는 절연층(40)과 일체형으로 형성된 이온 차단부(40c)를 포함한다. 즉, 도 1b의 이온 차단부는 절연층(40) 상에 추가적으로 구비되나, 도 5의 이온 차단부(40c)는 절연층(40) 표면에서 돌출된 구조이다. 따라서, 도 5의 발광 소자는 이온 차단부(40c)를 형성하기 위해 추가적으로 공정을 진행할 필요가 없다.
상술한 바와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1 패드(45a)와 제 2 패드(45b) 사이에 이온 차단부(55)를 구비하여 패드(45a, 45b)와 다른 장치를 전기적으로 연결시키기 위한 본딩층에 함유된 은 이온의 이동을 차단할 수 있다. 이에 따라, 은 이온의 이동에 따라 저전류가 발생하는 것을 방지하고, 본딩층의 접착력 및 전기 전도도가 저하되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 발광 소자의 구동 전압이 증가하는 것을 방지할 수 있다.
실시 예의 발광 소자는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광 소자는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
10: 기판 15: 발광 구조물
15a: 제 1 반도체층 15b: 제 2 반도체층
15c: 활성층 20: 절연 패턴
25: 제 1 전극 30: 제 2 전극
35: 반사층 40: 절연층
40a: 제 1 콘택홀 40b: 제 2 콘택홀
40c, 55: 이온 차단부 45a: 제 1 패드
45b: 제 2 패드 50a: 제 1 본딩층
50b: 제 2 본딩층 55a: 홈
100: 은 이온
15a: 제 1 반도체층 15b: 제 2 반도체층
15c: 활성층 20: 절연 패턴
25: 제 1 전극 30: 제 2 전극
35: 반사층 40: 절연층
40a: 제 1 콘택홀 40b: 제 2 콘택홀
40c, 55: 이온 차단부 45a: 제 1 패드
45b: 제 2 패드 50a: 제 1 본딩층
50b: 제 2 본딩층 55a: 홈
100: 은 이온
Claims (11)
- 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전극;
상기 발광 구조물의 일측에 형성되고, 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전극;
상기 제1 전극과 접속된 제1 패드;
상기 제2 전극과 접속된 제2 패드; 및
상기 제1 패드와 상기 제2 패드 사이에 배치된 이온 차단부를 포함하고,
상기 이온 차단부는 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드와 이격 배치되고, 내부에 하나 이상의 홈을 포함하는 발광 소자. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 패드와 상기 제2 전극을 절연시키며, 상기 제2 패드와 상기 제1 전극을 절연시키는 절연층;을 더 포함하고,
상기 이온 차단부는 상기 절연층 상에 배치되며 비전도성 물질인 발광 소자. - 삭제
- 제1 항에 있어서,
상기 제1 패드와 상기 제2 패드 사이에 서로 다른 두께를 갖는 복수 개의 이온 차단부를 구비한 발광 소자. - 제1 항에 있어서,
상기 이온 차단부의 두께는 100㎚이상이고 상기 이온 차단부의 두께는 상기 제1 패드 및 상기 제2 패드의 두께보다는 얇은 발광 소자. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
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