KR20100109210A - 발광 장치 - Google Patents

발광 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20100109210A
KR20100109210A KR1020090027699A KR20090027699A KR20100109210A KR 20100109210 A KR20100109210 A KR 20100109210A KR 1020090027699 A KR1020090027699 A KR 1020090027699A KR 20090027699 A KR20090027699 A KR 20090027699A KR 20100109210 A KR20100109210 A KR 20100109210A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
layer
electrode
substrate
pattern
Prior art date
Application number
KR1020090027699A
Other languages
English (en)
Other versions
KR101541512B1 (ko
Inventor
김유식
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020090027699A priority Critical patent/KR101541512B1/ko
Priority to US12/662,081 priority patent/US8183591B2/en
Publication of KR20100109210A publication Critical patent/KR20100109210A/ko
Priority to US13/447,667 priority patent/US8299492B2/en
Priority to US13/624,220 priority patent/US8546843B2/en
Priority to US13/961,182 priority patent/US8772823B2/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101541512B1 publication Critical patent/KR101541512B1/ko

Links

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
    • H01L33/48—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 body packages
    • H01L33/50—Wavelength conversion elements
    • H01L33/501—Wavelength conversion elements characterised by the materials, e.g. binder
    • 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
    • H01L33/382—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 the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L24/10, H01L24/18, H01L24/26, H01L24/34, H01L24/42, H01L24/50, H01L24/63, H01L24/71
    • 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
    • H01L33/04—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/44—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process
    • H01L2224/45—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors prior to the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/45001—Core members of the connector
    • H01L2224/45099—Material
    • H01L2224/451—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof
    • H01L2224/45138—Material with a principal constituent of the material being a metal or a metalloid, e.g. boron (B), silicon (Si), germanium (Ge), arsenic (As), antimony (Sb), tellurium (Te) and polonium (Po), and alloys thereof the principal constituent melting at a temperature of greater than or equal to 950°C and less than 1550°C
    • H01L2224/45139—Silver (Ag) as principal constituent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/73—Means for bonding being of different types provided for in two or more of groups H01L2224/10, H01L2224/18, H01L2224/26, H01L2224/34, H01L2224/42, H01L2224/50, H01L2224/63, H01L2224/71
    • H01L2224/732—Location after the connecting process
    • H01L2224/73251—Location after the connecting process on different surfaces
    • H01L2224/73265—Layer and wire connectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/0001—Technical content checked by a classifier
    • H01L2924/00014—Technical content checked by a classifier the subject-matter covered by the group, the symbol of which is combined with the symbol of this group, being disclosed without further technical details
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/1015—Shape
    • H01L2924/10155—Shape being other than a cuboid
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12042—LASER
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12044—OLED
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/14—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a carrier transport control structure, e.g. highly-doped semiconductor layer or current-blocking structure

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

발광 효율, 방열 효율 및 신뢰성이 향상된 발광 장치가 제공된다. 발광 장치는, 기판의 일면에 순차 형성된 제1 도전층, 발광층, 및 제2 도전층을 포함하는 발광 구조물층과, 제1 도전층 내에 서로 이격되어 형성된 복수의 씨드층 패턴과, 기판을 관통하여 형성된 복수의 제1 전극을 포함하되, 제1 전극 각각은 기판의 타면으로부터 각각의 씨드층 패턴까지 연장된다.
방열, 전해 도금, 전류 분산

Description

발광 장치{Light emitting device}
본 발명은 발광 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 효율, 방열 효율 및 신뢰성이 향상된 발광 장치에 관한 것이다.
발광 장치는 수직형(vertical type) 발광 장치, 수평형(lateral type) 발광 장치, 및 플립칩 형(flip chip type) 발광 장치 등으로 구분된다.
소자의 크기를 감소시킬 수 있고, 전류 확산 특성이 우수한 수직형 발광 장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 수직형 발광 장치의 예로 n형 GaN 패턴, 발광층 패턴, p형 GaN 패턴이 적층된 발광 구조물을 포함할 수 있고, 발광층 패턴에서는 n형 GaN 패턴의 캐리어(전자)와 p형 GaN 패턴의 캐리어(홀)이 결합하면서 광이 발생된다.
수직형 발광 장치는 발광 구조물층의 양면에 전극을 형성하기 위해 CLO(Chemical Lift Off)법 또는 LLO(Laser Lift Off)법과 같은 리프트 오프법 등을 이용하여 발광 구조물층으로부터 기판을 제거한다.
발광 구조물층으로부터 기판을 제거하는 경우 발광 구조물층에 손상이 발생할 수 있다.
한편, 수직형 발광 장치의 발광 구조물층으로부터 기판을 제거하지 않는 경우 방열 효율이 저하될 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 효율, 방열 효율 및 신뢰성이 향상된 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는, 기판의 일면에 순차 형성된 제1 도전층, 발광층, 및 제2 도전층을 포함하는 발광 구조물층과, 상기 제1 도전층 내에 서로 이격되어 형성된 복수의 씨드층 패턴과, 상기 기판을 관통하여 형성된 복수의 제1 전극을 포함하되, 상기 제1 전극 각각은 상기 기판의 타면으로부터 상기 각각의 씨드층 패턴까지 연장된다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 소자, 구성요소 및/또는 섹션들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 소자, 구성요소 및/또는 섹션들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 소자, 구성요소 또는 섹션들을 다른 소자, 구성요소 또는 섹션들과 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 소자, 제1 구성요소 또는 제1 섹션은 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 소자, 제2 구성요소 또는 제2 섹션일 수도 있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "이루어지다(made of)"는 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 도 1 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 사시도이다. 도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다. 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 전류 분산을 설명하기 위한 절개 사시도이다. 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
우선, 도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치는 지지 기판(200) 상에 실장된 발광 소자(1)를 포함한다.
발광 소자(1)는 기판(100)의 일면에 순차 형성된 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)을 포함하는 발광 구조물층(140), 제1 도전층(141) 내에 형성된 복수의 씨드층 패턴(130), 및 기판(100)을 관통하여 형성된 복수의 제1 전극(170)을 포함한다. 발광 소자(1)는 제1 도전층(141)과 기판(100) 사이에 개재된 버퍼층 패턴(115)을 더 포함할 수 있다. 한편, 제2 도전층(143) 상에는 전류 분산 패턴(150)이 배치될 수 있고, 콘택층(160)은 전류 분산 패턴(150) 및 제2 도전층(143)을 덮도록 형성될 수 있다. 제1 전극(170)은 콘택층(160) 상에 형성될 수 있다.
본 실시예의 기판(100)은 절연 기판일 수 있다. 절연 기판의 예로 사파이어(sapphire) 기판 또는 상부에 질화 갈륨이 형성되어 있는 사파이어 기판이 적합 하게 예시된다. 기판(100)이 절연 기판으로 이루어져 있으므로 후술하는 제1 전극(170)이 기판(100)을 관통하여 형성되더라도 기판(100)과 제1 전극(170)은 단락(short)되지 않는다.
버퍼층 패턴(115)은 기판(100)의 일면 상에 형성되어 있다. 버퍼층 패턴(115)은 예를 들어 불순물이 도핑(doping)되지 않은 InxAlyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)계열, SixCyN(1-x-y)(0≤x≤1, 0≤y≤1)계열 또는 ZnO계열로 이루어질 수 있다. 이러한 버퍼층 패턴(115)은 구체적으로 GaN, AlGaN, AlN, InGaN, SiC, ZnO으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다.
버퍼층 패턴(115)은 발광 구조물층(140)의 성장을 용이하게 하고, 발광 구조물층(140)의 전기적 특성 열화를 방지하는 역할을 한다. 제1 도전층(141)을 기판(100) 상에 직접 성장시키는 경우 제1 도전층(141)과 기판(100) 간의 격자 상수가 불일치(mismatch)하여 제1 도전층(141)에 결함(defect)이 발생할 수 있으나, 본 실시예의 경우 제1 도전층(141)이 버퍼층 패턴(115) 상에 형성되므로 결함 발생이 감소한다. 결함 발생을 최소화 하기 위해 버퍼층 패턴(115)은 예를 들어 1~10㎛로 두껍게 형성한다. 제1 도전층(141)과 기판(100)의 이격 거리가 상기 두께 이상인 경우 결함 발생이 감소하기 때문이다.
버퍼층 패턴(115) 상에는 발광 구조물층(140)이 형성되어 있다. 발광 구조물층(140)은 제1 도전형(예를 들어, n형)의 제1 도전층(141), 제2 도전형(예를 들어, p형)의 제2 도전층(143), 상기 제1 도전층(141) 및 상기 제2 도전층(143) 사이에 개재된 발광층(142)을 포함한다. 즉, 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)은 순차 배치되어 있다. 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)은 InxAlyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)(즉, GaN을 포함하는 다양한 물질)을 포함할 수 있다. 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)은 예를 들어, AlGaN일 수도 있고, InGaN일 수도 있다.
발광층(142)은 제1 도전층(141)의 캐리어(예를 들어, 전자)와 제2 도전층(143)의 캐리어(예를 들어, 홀)가 결합하면서 광을 발생하는 영역이다. 발광층(142)은, 도면으로 정확하게 도시하지는 않았으나 우물층과 장벽층으로 이루어질 수 있는데, 우물층은 장벽층보다 밴드갭이 작기 때문에, 우물층에 캐리어(전자, 홀)가 모여 결합하게 된다. 이러한 발광층(142)은 우물층의 개수에 따라 단일 양자 우물(Single Quantum Well; SQW) 구조, 다중 양자 우물(Multiple Quantum Well; MQW) 구조로 구분할 수 있다. 단일 양자 우물 구조는 하나의 우물층을 포함하고, 다중 양자 우물 구조는 다층의 우물층을 포함한다. 발광 특성을 조절하기 위해서, 우물층, 장벽층 중 적어도 어느 한 곳에, B, P, Si, Mg, Zn, Se 중 적어도 하나를 도핑할 수 있다.
씨드층 패턴(130)은 제1 도전층(141) 내에 복수개가 서로 이격되어 형성되어 있다. 씨드층 패턴(130)은 이후에 설명하는 제1 전극(170)을 전해 도금법(electroplating) 또는 비전해 도금법(electroless plating)에 의해 형성할 때 씨드(seed)로 기능할 수 있다. 씨드층 패턴(130)은 예를 들어 CrN, Ti, Ti/W와 같 은 금속으로 이루어질 수 있다. 본 실시예의 복수의 씨드층 패턴(130)은 평면 형상이 스트라이프(stripe) 타입으로 배치될 수 있다. 복수의 씨드층 패턴(130)은 일정 주기를 가지고 배치될 수 있으며, 각각 동일한 단면 폭(w2)을 가질 수 있다.
복수의 비아홀(via hole)(70)은 기판(100)을 관통하도록 형성되어 있다. 각각의 비아홀(70)은 기판(100)의 타면으로부터 각각의 씨드층 패턴(130)까지 연장된다. 기판(100)의 타면으로부터 일면 방향으로의 비아홀(70)의 단면 형상은 씨드층 패턴(130)측에서 폭이 확장된 "T"자 형상을 가질 수 있다. 구체적으로 비아홀(70)의 제1 부위(70a)는 제1 폭(w1)을 가지는 사각 기둥 형상일 수 있고, 기판(100)을 관통하여 버퍼층 패턴(115) 사이에 개재되도록 배치된다. 비아홀(70)의 제2 부위(70b)는 제1 폭(w1)보다 확장된 폭을 가지는 플레이트 형상으로 제2 폭(w2)을 가질 수 있다. 비아홀(70)의 제2 부위(70b)는 버퍼층 패턴(115) 상에서 말단이 씨드층 패턴(130)을 노출시키며, 제1 도전층(141)도 일부 노출시킨다.
제1 전극(170)은 비아홀(70)을 전부 충전하도록 형성될 수 있다. 이 경우 제1 전극(170)은 비아홀(70)과 동일한 형상을 가지므로 제1 전극(170)의 제1 부위(170a)는 기판(100)을 관통하여 버퍼층 패턴(115) 사이에 개재되도록 배치된다. 제1 전극(170)의 제2 부위(170b)는 씨드층 패턴(130) 및 제1 도전층(141)과 직접 접촉할 수 있다. 또한, 도 4를 참조하면, 본 실시예의 제1 전극(170)의 평면 형상은 씨드층 패턴(130)과 마찬가지로 스트라이프 타입일 수 있으나, 씨드층 패턴의 폭보다는 좁은 폭의 평면 형상을 가진다.
제1 전극(170)은 열전도 특성 및 전기 전도 특성이 양호한 물질로 이루어질 수 있다. 이러한 물질로, 은(Ag), 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등이 적합하게 예시된다. 제1 전극(170)은 전해 도금법(electroplating) 또는 비전해 도금법(electroless plating)을 이용하여 상술한 씨드층 패턴(130)으로부터 비아홀(70)을 충전하도록 형성될 수 있다. 따라서, 제1 전극(170)을 형성하기 용이하며, 제1 전극(170) 형성 공정 중 발광 구조물층(140)에 손상이 발생하는 것을 최소화할 수 있다.
제1 전극(170)이 기판(100)의 타면측에 형성되므로 기판(100)의 일면측에 형성된 발광 구조물층(140)의 평면 면적을 감소시키지 않으므로 제1 전극(170) 형성 시 발광 효율이 감소되는 것을 방지할 수 있다. 본 실시예의 경우 제1 전극(170)이 기판(100)의 타면측에 형성되고, 후술하는 제2 전극(180)이 기판(100)의 일면측에 형성된 수직형 소자이므로 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)의 평면 면적이 실질적으로 동일하여 발광 면적 손실이 최소화된다. 또한, 제1 전극(170)이 비아홀(70)을 전부 충전하도록 형성되어 있으므로 발광 소자(1)의 방열 효율이 향상될 수 있다. 그러나, 제1 전극(170)이 비아홀(70)의 측벽 및 바닥면을 따라 형성되는 것을 배제하는 것은 아니다.
제2 도전층(143) 상에는 복수의 전류 분산 패턴(150)이 형성되고, 전류 분산 패턴(150) 및 제2 도전층(143) 상에는 콘택층(160)이 형성된다. 콘택층(160) 상의 발광 소자(1)의 일측에는 제2 전극(180)이 형성될 수 있다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 복수의 전류 분산 패턴(150)(current spreading pattern)은 제1 전극(170)과 오버랩되도록 콘택층(160) 밑에 형성되어 있다.
전류 분산 패턴(150)은 전류를 분산하는 역할을 한다. 이를 위해 전류 분산 패턴(150)은 SiOx 또는 SiNx 따위의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 제2 전극(180)으로 인가된 전류는 한 쌍의 전류 분산 패턴(150) 사이에 개재된 콘택층(160)의 제1 부위(160a)를 통해 제1 부위(160a)의 양측에 위치한 한 쌍의 전류 분산 패턴(150)과 오버랩되는 한 쌍의 제1 전극(170)측으로 분산된다. 이는 제2 전극(180)으로 인가된 전류가 콘택층(160)의 제2 부위(160b)에서는 전류 분산 패턴(150)에 의해 차단되고 콘택층(160)의 제1 부위(160a)를 통해서만 제1 전극(170)으로 흐를 수 있기 때문이다. 도 3에 나타낸 화살표 방향으로 전류가 분산됨에 따라, 발광층(142)의 전체 면적이 유효하게 발광 면적으로 사용될 수 있어, 발광 소자(1)의 발광 효율이 증가된다.
콘택층(160)은 투명 전도성 물질, 예를 들어, ITO(Indium Tin Oxide), 징크 옥사이드(ZnO), 인듐 옥사이드(In2O3), 틴 옥사이드(SnO2)등으로 이루어질 수 있다. 이에 따라 발광층(142)에서 발생한 광은 콘택층(160)을 통하여 외부로 출사될 수 있다.
제2 전극(180)은 발광 소자(1)의 일측 모서리에 형성될 수 있다. 제2 전극(180)은 투명 또는 불투명 금속으로 이루어질 수 있으며, 특히 불투명 금속의 경우는 반사 금속, 예를 들면 Al 또는 Ag로 이루어질 수 있다.
한편, 발광 소자(1)는 지지 기판(200) 상에 실장될 수 있다. 지지 기판(200) 은 예를 들어 회로 패턴이 인쇄되어 있는 인쇄회로기판일 수 있다.
발광 소자(1)의 제1 전극(170)은 지지 기판(200) 상의 제1 전원 인가 패턴(210)과 직접 접촉하고, 제2 전극(180)은 제2 전원 인가 패턴(220)과 와이어(230) 본딩된다. 제2 전원 인가 패턴(220)은 전기 전도성 및 열전도성을 가진 물질로 이루어질 수 있다. 복수의 제2 전극(180)이 제2 전원 인가 패턴(220)과 직접 연결되어 있어 방열 효율이 더욱 향상될 수 있다.
도시되어 있지는 않지만, 지지 기판(200) 상의 제1 전원 인가 패턴(210)과 제2 전원 인가 패턴(220)은 별도의 회로와 연결되어 발광 소자(1)를 구동할 수도 있다.
이하, 도 2 및 도 5a 내지 도 8을 참조하여, 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 제조 방법을 상세히 설명한다. 도 5a 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다. 이하의 실시예들에서는 이전의 실시예와 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 설명을 생략하거나 간략화한다.
먼저, 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 예를 들어 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)에 의한 에피탁시 측방 과성장법(ELOG: Epitaxial Lateral Over Growth)을 이용하여 기판(100)의 일면 상에 버퍼층(110)을 형성한다.
본 단계의 기판(100)의 두께(t1)는 기판(100) 상에 복수의 층을 형성하는 동안 손상을 입지 않도록 최종 구조물의 기판(100)의 두께보다 두꺼울 수 있다.
버퍼층(110)의 형성 방법은 이에 한정되지 않으며 액상성장법(liquid phase epitaxy), 수소액상성장법(hydride vapor phase epitaxy), 분자빔 성장법(Molecular beam epitaxy), MOVPE(metal organic vapor phase epitaxy) 등을 이용하여 버퍼층(110)을 성장시킬 수도 있다.
이어서, 버퍼층(110) 상에 소자 분리막(미도시) 및 씨드층(미도시)를 형성하고 식각하여 소자 분리 패턴(120) 및 씨드층 패턴(130)을 형성한다. 소자 분리 패턴(120)은 SiOx 또는 SiNx 따위의 절연 물질로 이루어질 수 있다.
소자 분리 패턴(120) 및 씨드층 패턴(130)은 기판(100)의 일면측에서 바라본 평면도인 도 5b에 도시된 바와 같이 스트라이프 형상으로 형성될 수 있다.
이어서, 도 6을 참조하면, 씨드층 패턴(130) 및 버퍼층(110) 상에 순차적으로 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)을 형성하여 발광 구조물층(140)을 제공한다. 발광 구조물층(140)은 MOCVD(metal organic chemical vapor deposition)에 의한 에피탁시 측방 과성장법(ELOG: Epitaxial Lateral Over Growth)에 의해 형성할 수 있다. 제1 도전층(141)은 버퍼층(110) 및 씨드층 패턴(130) 상에 형성되므로 제1 도전층(141)의 성장이 용이하고, 제1 도전층(141)과 기판(100) 간의 격자 상부 불일치에 의한 결함이 감소될 수 있다.
발광 구조물층(140)의 형성도 이에 한정되는 것은 아니며, 액상성장법(liquid phase epitaxy), 수소액상성장법(hydride vapor phase epitaxy), 분자빔 성장법(Molecular beam epitaxy), MOVPE(metal organic vapor phase epitaxy) 등을 이용하여 발광 구조물층(140)을 형성할 수 있다.
제2 도전층(143)을 형성한 이후 제2 도전층(143)을 활성화하기 위해 어닐 링(annealing)을 할 수도 있다.
이어서, 제2 도전층(143) 상에 전류 분산 패턴용 절연막(미도시)을 형성하고 이를 패터닝하여 전류 분산 패턴(150)을 제공한다. 전류 분산 패턴(150)은 씨드층 패턴(130)과 오버랩되도록 형성할 수 있다.
이어서, 제2 도전층(143) 및 전류 분산 패턴(150) 상에 콘택층(160)을 형성한다. 콘택층(160)은 예를 들어 스퍼터링법(sputtering) 또는 화학기상증착법(CVD: Chemical Vapor Deposition), 이 빔 증착법(E-beam evaporation)에 의해 형성할 수 있다.
이어서, 도 6 및 도 7을 참조하면, 기판(100)의 타면을 화학기계적 평탄화(CMP: Chemical Mechanical Planarization)하여 기판(100)의 두께를 t1에서 t2로 감소시킨다. 이에 따라 후속 공정에서 비아홀(70)을 형성하는 건식 식각 공정이 용이해진다.
이어서, 기판(100)의 타면측을 건식 식각하여 기판(100) 및 버퍼층(110)을 관통하는 비아홀(70)의 제1 부위(70a)를 형성한다. 비아홀(70)의 제1 부위(70a)는 소자 분리 패턴(120)의 폭(w2)보다 좁은 폭(w1)으로 소자 분리 패턴(120)에 중첩되도록 형성한다. 이에 따라 비아홀(70)의 제1 부위(70a)는 소자 분리 패턴(120)을 노출시키도록 형성되고, 버퍼층 패턴(115)이 형성된다. 이 경우 소자 분리 패턴(120)은 식각 정지 패턴으로 기능하여 비아홀(70)이 씨드층 패턴(130)을 손상시키지 않도록 한다.
이어서, HF 등의 식각액을 비아홀(70)의 제1 부위(70a)에 주입하여 소자 분 리 패턴(120)을 식각한다. 이에 따라 비아홀(70)의 제2 부위(70b)가 형성된다.
이어서, 도 8을 참조하면, 전해도금법을 사용할 경우 전해질 용액 내에 음극과 양극이 형성된 전해 도금 장치(미도시)를 준비한다. 상기 전해 도금 장치의 음극에 상기 결과물을 연결하고, 양극에는 제1 전극(170)용 도전 물질을 연결한다. 이 경우 전해질 용액에는 제1 전극(170)용 도전 물질의 양이온을 포함할 수 있다.
이후 직류 전원 장치를 이용하여 음극과 양극을 연결하면, 양극에서 산화반응이 일어나 제1 전극(170)용 도전 물질의 양이온 및 전자가 생성된다. 제1 전극(170)용 도전 물질의 양이온은 전해질 용액에 용해되고 전자는 전선을 타고 음극으로 이동한다. 음극에 축적된 전자들은 전해질 용액 내의 제1 전극(170)용 도전 물질의 양이온과 만나 환원 반응이 일어난다. 이 경우 비아홀(70)의 제2 부위(70b)에 의해 노출된 씨드층 패턴(130) 상에 제1 전극(170)용 도전 물질이 환원되기 시작하며 반응이 충분히 진행되면 비아홀(70)의 제1 부위(70a) 및 제2 부위(70b) 전체가 제1 전극(170)의 제1 부위(170a) 및 제2 부위(170b)로 충전된다.
이어서, 콘택층(160) 상에 제2 전극(180)을 증착한다. 여기서 콘택층(160) 상에 제2 전극(180)을 형성하는 단계는 기판(100)의 타면을 화학기계적 평탄화(CMP: Chemical Mechanical Planarization)하는 공정 전에 실시할 수도 있다.
이어서, 도 2를 참조하면, 제1 전극(170)을 제1 전원 인가 패턴(210) 상에 직접 접촉시키고, 제2 전극(180)을 제2 전원 인가 패턴(220)과 와이어(230) 본딩하여 발광 소자(1)를 지지 기판(200) 상에 실장하여 발광 장치를 제공한다.
이어서, 도 9 및 도 10을 참조하여, 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치 에 대하여 상세히 설명한다. 도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 절개 사시도이다. 도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 본 실시예의 발광 장치에 포함되는 발광 소자(2)는 씨드층 패턴(131), 전류 분산 패턴(141), 및 제1 전극(171)이 도트 타입(dot type)으로 배치된다.
씨드층 패턴(131), 전류 분산 패턴(141), 및 제1 전극(171) 각각은 평면 형상이 다각형 형상일 수 있다. 제1 전극(171)의 제1 부위(171a)는 기판(100)에 평행한 방향의 단면 형상이 정사각형인 직사각 기둥일 수 있고, 제1 전극(171)의 제2 부위(171b)는 제1 부위(171a)의 상기 단면보다 면적이 넓은 정사각형 단면 형상을 가질 수 있다.
이하, 도 9 및 도 11a 내지 도 13을 참조하여, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 상세히 설명한다. 도 11a 내지 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 11a 및 도 11b를 참조하면, 기판(100)의 일면 상에 버퍼층(110)을 형성한다.
이어서, 버퍼층(110) 상에 소자 분리막(미도시) 및 씨드층(미도시)를 형성하고 식각하여 소자 분리 패턴(121) 및 씨드층 패턴(131)을 형성한다. 소자 분리 패턴(121) 및 씨드층 패턴(131)은 기판(100)의 일면측에서 바라본 평면도인 도 11b에 도시된 바와 같이 도트 타입으로 패터닝될 수 있다.
이어서, 도 12를 참조하면, 씨드층 패턴(131) 및 버퍼층(110) 상에 순차적으로 제1 도전층(141), 발광층(142), 및 제2 도전층(143)을 형성하여 발광 구조물층(140)을 제공한다.
이어서, 제2 도전층(143) 상에 전류 분산 패턴용 절연막(미도시)을 형성하고 이를 패터닝하여 전류 분산 패턴(151)을 제공한다. 전류 분산 패턴(151)은 씨드층 패턴(131)과 오버랩되도록 형성할 수 있다. 즉, 전류 분산 패턴(151)도 도트 타입으로 형성할 수 있다. 이어서, 제2 도전층(143) 및 전류 분산 패턴(151) 상에 콘택층(160)을 형성한다.
이어서, 도 13을 참조하면, 기판(100)의 타면을 화학기계적 평탄화하여 기판(100)의 두께를 감소시키고, 비아홀(71)의 제1 부위(71a)를 형성한다. 이어서, 소자 분리 패턴(121)을 식각하여 제거함으로써 비아홀(71)의 제2 부위(71b)를 형성한다.
이어서, 도 9를 참조하면, 전해 도금법에 의해 제1 전극(171)을 형성한다. 제1 전극(171)은 비아홀(71)의 제1 부위(71a) 및 제2 부위(71b)에 상응하도록 제1 전극(171)의 제1 부위(171a) 및 제2 부위(171b)가 형성된다.
이어서, 도 14를 참조하여, 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
도 14를 참조하면, 본 실시예의 제1 전극(172)의 평면 형상은 메시 타입(mesh type)으로 형성되어 있다. 제1 전극(172)이 메시 타입으로 형성됨에 따라 제1 전극(172)에 의한 방열 효율이 향상될 수 있다.
제1 전극(172)의 형상에 상응하는 비아홀(미도시)의 평면 형상, 씨드층 패턴(미도시)의 평면 형상, 및 전류 분산 패턴(미도시)의 평면 형상도 제1 전극(172)의 평면 형상과 동일하게 메시 타입으로 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 제조 방법은 본 발명의 제3 실시예에서 유추할 수 있으므로 그 설명을 생략한다.
이하, 도 15를 참조하여, 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 15를 참조하면, 본 실시예가 이전 실시예에 따른 발광 장치와 다른 점은 발광 소자(1)를 둘러싸는 투명 수지(310)와 투명 수지(310) 내에 분산된 형광체(phosphor)(320)를 포함하는 형광층(300)을 더 포함한다는 점이다.
형광층(300)은 투명 수지(310)와 형광체(320)를 혼합한 것일 수 있다. 형광층(300) 내에 분산된 형광체(320)가 발광 소자(1)에서 나온 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하기 때문에, 형광체의 분포가 좋을수록 발광 특성이 좋아질 수 있다. 이와 같이 될 경우, 형광체(320)에 의한 파장 변환, 혼색 효과 등이 개선된다. 도시된 것과 같이, 와이어(230)를 보호하기 위해, 형광층(300)은 와이어(230)보다 높게 배치되도록 지지 기판(200) 상에 형성될 수 있다.
예를 들어, 본 실시예의 발광 장치가 백색을 발생하도록 형광층(300)을 형성할 수 있다. 발광 소자(1)가 블루(blue) 파장의 광을 내보낼 경우, 형광체(320)는 옐로우(yellow) 형광체를 포함할 수 있고, 색재현지수 (Color Rendering Index, CRI) 특성을 높이기 위해 레드(red) 형광체도 포함할 수 있다. 또는, 발광 소자(1)가 UV 파장의 광을 내보낼 경우, 형광체(320)는 RGB(Red, Green, Blue) 모두를 포함할 수 있다.
투명 수지(310)는 형광체(320)를 안정적으로 분산 가능한 재료라면 특별히 한정하지 않아도 된다. 예를 들면, 에폭시 수지, 실리콘 수지, 경질 실리콘 수지, 변성 실리콘 수지, 우레탄 수지, 옥세탄 수지, 아크릴 수지, 폴리카보네이트 수지, 폴리이미드 수지 등의 수지를 이용할 수가 있다.
형광체(320)는 발광 구조체(110)로부터 광을 흡수하여 다른 파장의 광으로 파장 변환하는 물질이면 된다. 예를 들어, Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계/산질화물계 형광체, Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체, 알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체, 알칼리토류 금속 알루민산염 형광체, 알칼리토류 규산염, 알칼리토류 유화물, 알칼리토류 티오갈레이트, 알칼리토류 질화 규소, 게르만산염, 또는 Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염, 희토류 규산염 또는 Eu 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 유기 및 유기 착체 등에서 선택되는 적어도 어느 하나 이상인 것이 바람직하다. 구체적인 예로서 아래와 같은 형광체를 사용할 수가 있지만 이에 한정되지 않는다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 질화물계 형광체는 M2Si5N8：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다. 또, M2Si5N8：Eu 외, MSi7N10：Eu, M1 .8Si5O0 .2N8：Eu, M0 .9Si7O0 .1N10：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등도 있다.
Eu, Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 산질화물계 형광체는 MSi2O2N2：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
Eu 등의 란타노이드계, Mn 등의 천이 금속계의 원소에 의해 주로 활력을 받는 알칼리토류 할로겐 애퍼타이트 형광체에는 M5(PO4)3 X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 붕산 할로겐 형광체에는 M2B5O9X：R(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나, R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 적어도 하나) 등이 있다.
알칼리토류 금속 알루민산염 형광체에는 SrAl2O4：R, Sr4Al14O25：R, CaAl2O4：R, BaMg2Al16O27：R, BaMg2Al16O12：R, BaMgAl10O17：R(R는 Eu, Mn, Eu에서 선택된 어느 하나) 등이 있다.
알칼리토류 유화물 형광체에는 La2O2S：Eu, Y2O2S：Eu, Gd2O2S：Eu 등이 있다.
Ce 등의 란타노이드계 원소에 의해 주로 활력을 받는 희토류 알루민산염 형 광체에는 Y3Al5O12：Ce, (Y0 .8Gd0 .2)3Al5O12：Ce, Y3(Al0 .8Ga0 .2)5 O12：Ce, (Y, Gd)3 (Al, Ga)5 O12의 조성식에서 나타내어지는 YAG계 형광체 등이 있다. 또한, Y의 일부 혹은 전부를 Tb, Lu 등으로 치환한 Tb3Al5O12：Ce, Lu3Al5O12：Ce 등도 있다.
알칼리토류 규산염 형광체에는 실리케이트(silicate)로 구성될 수 있으며, 대표적인 형광체로 (SrBa)2SiO4:Eu 등이 있다.
그 외의 형광체에는 ZnS：Eu, Zn2GeO4：Mn, MGa2S4：Eu(M는 Sr, Ca, Ba, Mg, Zn에서 선택되는 적어도 하나, X는 F, Cl, Br, I에서 선택되는 적어도 하나) 등이 있다.
전술한 형광체는 희망하는 바에 따라 Eu에 대신하거나 또는 Eu에 더하여 Tb, Cu, Ag, Au, Cr, Nd, Dy, Co, Ni, Ti에서 선택되는 1종 이상을 함유시킬 수도 있다.
또한, 전술한 형광체 이외의 형광체로서, 동일한 성능, 효과를 갖는 형광체도 사용할 수 있다.
본 실시예에서 발광 소자(1)로서 본 발명의 제1 실시예의 발광 장치에 이용된 발광 소자(1)를 예로 들어 설명하였으나, 다른 실시예들에 따른 발광 장치도 본 실시예에 적용될 수 있음은 자명하다. 설명의 편의상 이하의 실시예에서도 본 발명의 제1 실시예의 발광 소자(1)를 예로 들어 설명한다.
이하, 도 16을 참조하여, 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치에 대하여 설명한다. 도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 16을 참조하면, 형광체(310)를 지지 기판(200) 및 발광 소자(1) 상에 도포한다. 이 경우 형광체(310)는 휘발성 물질, 예를 들어 아세톤(acetone)에 용해시켜 도포할 수 있다. 이후, 아세톤을 가열하여 휘발시켜 제거한다. 이에 따라 형광체(310)는 지지 기판(200) 상면 및 발광 소자(1)의 상면과 측면을 덮도록 배치되어 발광 소자(1)에서 출사된 광이 형광체(310)를 거쳐 대기로 방출된다.
이하, 도 17 내지 도 21을 참조하여, 본 발명의 제8 실시예 내지 제12 실시예에 따른 발광 시스템을 설명한다. 도 17 내지 도 21은 본 발명의 제8 실시예 내지 제12 실시예에 따른 발광 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 17에 도시된 것은, 본 발명의 발광 장치가 적용된 예시적인 시스템(최종 제품, end product)이다. 발광 시스템은 조명 장치, 표시 장치, 모바일 장치(휴대폰, MP3 플레이어, 내비게이션(Navigation) 등)과 같은 여러 가지 장치에 적용될 수 있다. 도 17에 도시된 예시적 장치는 액정 표시 장치(LCD)에서 사용하는 에지형(edge type) 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)이다. 액정 표시 장치는 자체 광원이 없기 때문에, 백라이트 유닛이 광원으로 사용되고, 백라이트 유닛은 주로 액정 패널의 후방에서 조명하게 된다.
도 17을 참조하면, 백라이트 유닛은 발광 장치, 도광판(410), 반사판(412), 확산 시트(414), 한쌍의 프리즘 시트(416)를 포함한다.
발광 장치는 광을 제공하는 역할을 한다. 여기서, 사용되는 발광 장치는 사이드뷰 타입일 수 있다. 발광 장치는 전술한 것과 같이, 구동 전력의 레벨을 조절 하여 백색광의 색온도를 조절할 수 있다. 이와 같이, 백라이트 유닛에 사용되는 발광 장치에서 발생되는 백색광의 색온도를 조절하면, 결국 액정 패널(450)에 표시되는 영상의 분위기를 조절하거나, 사용자가 원하는 느낌의 영상을 만들 수 있다.
도광판(410)은 액정 패널(450)로 제공되는 광을 안내하는 역할을 한다. 도광판(410)은 아크릴과 같은 플라스틱 계열의 투명한 물질의 패널로 형성되어, 발광 장치로부터 발생한 광을 도광판(410) 상부에 배치된 액정 패널(450) 쪽으로 진행하게 한다. 따라서, 도광판(410)의 배면에는 도광판(410) 내부로 입사한 광의 진행 방향을 액정 패널(450) 쪽으로 변환시키기 위한 각종 패턴(412a)이 인쇄되어 있다.
반사판(412)은 도광판(410)의 하부면에 설치되어 도광판(410)의 하부로 방출되는 빛을 상부로 반사한다. 반사판(412)은 도광판(410) 배면의 각종 패턴(412a)에 의해 반사되지 않은 광을 다시 도광판(410)의 출사면 쪽으로 반사시킨다. 이와 같이 함으로써, 광손실을 줄임과 동시에 도광판(410)의 출사면으로 투과되는 광의 균일도를 향상시킨다.
확산 시트(414)는 도광판(410)에서 나온 광을 분산시킴으로써 광이 부분적으로 밀집되는 것을 방지한다.
프리즘 시트(416) 상부면에 삼각기둥 모양의 프리즘이 일정한 배열을 갖고 형성되어 있으며, 통상 2장의 시트로 구성되어 각각의 프리즘 배열이 서로 소정의 각도로 엇갈리도록 배치되어 확산 시트(414)에서 확산된 광을 액정 패널(450)에 수직한 방향으로 진행하도록 한다.
도 18 내지 도 21은 본 발명의 제9 내지 제12 실시예에 따른 발광 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 프로젝터를, 도 19는 자동차의 헤드라이트를, 도 20은 가로등을, 도 21는 조명등을 도시하였다. 도 18 내지 도 21에서 사용되는 발광 장치는 탑뷰 타입일 수 있다.
도 18을 참고하면, 광원(410)에서 나온 광은 콘덴싱 렌즈(condensing lens)(420), 컬러 필터(430), 샤핑 렌즈(sharping lens)(440)을 통과하여 DMD(digital micromirror device)(450)에 반사되어, 프로젝션 렌즈(projection lens)(480)을 통과하여 스크린(490)에 도달한다. 광원(410) 내에는 본원 발명의 발광 장치가 장착되어 있다.
도 19의 자동차 헤드라이트, 도 20의 가로등, 도 21의 조명등도 가변 저항에 의해 양면 발광 소자에 인가되는 구동 전력을 변화시켜 발광 장치에서 발생되는 백색광의 색온도를 조절하면, 다양한 분위기를 연출할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 시스템을 제조하는 방법은 본 발명의 실시예들에 따른 발광 장치의 제조 방법으로부터 유추될 수 있음도 자명하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A'선을 따라 자른 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치의 전류 분산을 설명하기 위한 절개 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
도 5a 내지 도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치의 절개 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
도 11a 내지 도 13은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 장치의 제조 공정을 나타낸 단면도이다.
도 14는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 장치에 포함되는 발광 소자의 저면도이다.
도 15는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 16은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 장치의 단면도이다.
도 17 내지 도 21은 본 발명의 제8 실시예 내지 제12 실시예에 따른 발광 시 스템을 설명하기 위한 개략도이다.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)
1, 2, 3: 발광 소자 100: 기판
115: 버퍼층 패턴 120: 식각 정지 패턴
130: 씨드층 패턴 140: 발광 구조물층
150: 전류 분산 패턴 160: 콘택층
170: 제1 전극 180: 제2 전극
200: 지지 기판 210: 제1 전원 인가 패턴
220: 제2 전원 인가 패턴 230: 와이어

Claims (10)

  1. 기판의 일면에 순차 형성된 제1 도전층, 발광층, 및 제2 도전층을 포함하는 발광 구조물층;
    상기 제1 도전층 내에 서로 이격되어 형성된 복수의 씨드층 패턴; 및
    상기 기판을 관통하여 형성된 복수의 제1 전극을 포함하되,
    상기 제1 전극 각각은 상기 기판의 타면으로부터 상기 각각의 씨드층 패턴까지 연장되는 발광 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극과 각각 오버랩되도록 상기 제2 도전층 상에 형성된 복수의 전류 분산 패턴을 더 포함하는 발광 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 제2 도전층 상에 형성된 콘택층을 더 포함하는 발광 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    한 쌍의 상기 전류 분사 패턴 사이에 개재된 상기 콘택층의 제1 부위로부터 한 쌍의 상기 전류 분산 패턴과 오버랩되는 한 쌍의 상기 제1 전극측으로 전류가 분산되는 발광 장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제2 도전층의 일측에 형성된 제2 전극, 및 제1 및 제2 전원 인가 패턴을 포함하는 지지 기판을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 전원 인가 패턴과 직접 접촉하고,
    상기 제2 전극은 상기 제2 전원 인가 패턴과 와이어 본딩되는 발광 장치.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 제1 전극의 평면 형상은 스트라이프 타입, 토트 타입, 또는 메시 타입인 발광 장치.
  7. 제 1항에 있어서,
    상기 기판의 타면으로부터 상기 각각의 씨드층 패턴까지 연장되도록 상기 기판을 관통하여 형성된 복수의 비아홀을 더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 비아홀을 전부 충전하도록 형성된 발광 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 기판의 상기 타면으로부터 상기 일면 방향으로의 상기 비아홀의 단면 폭은 상기 씨드층 패턴측에서 확장되어 있는 발광 장치.
  9. 제 7항에 있어서,
    상기 씨드층 패턴은 금속으로 이루어지고,
    상기 제1 전극은 전해 도금법을 이용하여 상기 씨드층 패턴으로부터 상기 비아홀을 충전하도록 형성된 발광 장치.
  10. 제 1항에 있어서,
    제1 도전층, 발광층, 및 제2 도전층의 평면 면적이 실질적으로 동일한 발광 장치.
KR1020090027699A 2009-03-31 2009-03-31 발광 장치 KR101541512B1 (ko)

Priority Applications (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090027699A KR101541512B1 (ko) 2009-03-31 2009-03-31 발광 장치
US12/662,081 US8183591B2 (en) 2009-03-31 2010-03-30 Light-emitting devices
US13/447,667 US8299492B2 (en) 2009-03-31 2012-04-16 Light-emitting devices
US13/624,220 US8546843B2 (en) 2009-03-31 2012-09-21 Light emitting devices
US13/961,182 US8772823B2 (en) 2009-03-31 2013-08-07 Light-emitting devices

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020090027699A KR101541512B1 (ko) 2009-03-31 2009-03-31 발광 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20100109210A true KR20100109210A (ko) 2010-10-08
KR101541512B1 KR101541512B1 (ko) 2015-08-03

Family

ID=42783014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020090027699A KR101541512B1 (ko) 2009-03-31 2009-03-31 발광 장치

Country Status (2)

Country Link
US (4) US8183591B2 (ko)
KR (1) KR101541512B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201267A (zh) * 2010-04-15 2014-12-10 Lg伊诺特有限公司 发光器件、发光器件封装以及照明系统

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101729263B1 (ko) * 2010-05-24 2017-04-21 엘지이노텍 주식회사 발광 소자, 발광 소자의 제조방법 및 발광 소자 패키지
CN102054913B (zh) * 2010-11-09 2013-07-10 映瑞光电科技(上海)有限公司 发光二极管及其制造方法、发光装置
CN102054914B (zh) 2010-11-09 2013-09-04 映瑞光电科技(上海)有限公司 发光二极管及其制造方法、发光装置
US8344392B2 (en) 2011-05-12 2013-01-01 Epistar Corporation Light-emitting element and the manufacturing method thereof
US20130214418A1 (en) * 2012-01-12 2013-08-22 King Dragon International Inc. Semiconductor Device Package with Slanting Structures
US20130181351A1 (en) * 2012-01-12 2013-07-18 King Dragon International Inc. Semiconductor Device Package with Slanting Structures
CN103474531B (zh) * 2012-06-07 2016-04-13 清华大学 发光二极管
CN103474543B (zh) * 2012-06-07 2016-06-08 清华大学 发光二极管
CN103474530B (zh) * 2012-06-07 2016-06-08 清华大学 发光二极管
CN103474519B (zh) * 2012-06-07 2016-12-07 清华大学 发光二极管的制备方法
CN103474547B (zh) * 2012-06-07 2016-06-29 清华大学 发光二极管
TWI478385B (zh) * 2012-06-07 2015-03-21 Hon Hai Prec Ind Co Ltd 半導體結構
CN103474546B (zh) * 2012-06-07 2016-12-07 清华大学 半导体结构
CN103474532B (zh) * 2012-06-07 2016-04-13 清华大学 发光二极管的制备方法
CN103474520B (zh) * 2012-06-07 2016-04-13 清华大学 发光二极管的制备方法
CN103474548B (zh) * 2012-06-07 2016-12-07 清华大学 半导体结构
CN103474534B (zh) * 2012-06-07 2016-04-27 清华大学 发光二极管
CN103474535B (zh) * 2012-06-07 2016-12-14 清华大学 发光二极管
CN103474523B (zh) * 2012-06-07 2016-06-08 清华大学 发光二极管的制备方法
CN103474521B (zh) * 2012-06-07 2016-08-10 清华大学 发光二极管的制备方法
CN107946427B (zh) * 2017-11-20 2019-11-05 厦门乾照光电股份有限公司 一种具有高反射区和高导电区电极的发光二极管芯片

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4396055B2 (ja) 2001-05-22 2010-01-13 日立電線株式会社 発光ダイオードの製造方法
JP2003152220A (ja) * 2001-11-15 2003-05-23 Sharp Corp 半導体発光素子の製造方法および半導体発光素子
JP2004343138A (ja) 2001-11-19 2004-12-02 Sanyo Electric Co Ltd 化合物半導体発光素子の製造方法
US20030189215A1 (en) * 2002-04-09 2003-10-09 Jong-Lam Lee Method of fabricating vertical structure leds
KR100506739B1 (ko) 2003-12-23 2005-08-08 삼성전기주식회사 알루미늄(Ａｌ)을 함유한 질화물 반도체 결정 성장방법
JP2007142345A (ja) 2005-11-22 2007-06-07 Rohm Co Ltd 窒化物半導体発光素子

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104201267A (zh) * 2010-04-15 2014-12-10 Lg伊诺特有限公司 发光器件、发光器件封装以及照明系统
CN104201267B (zh) * 2010-04-15 2017-06-20 Lg伊诺特有限公司 发光器件、发光器件封装以及照明系统

Also Published As

Publication number Publication date
US20130032849A1 (en) 2013-02-07
US8299492B2 (en) 2012-10-30
US8772823B2 (en) 2014-07-08
KR101541512B1 (ko) 2015-08-03
US8546843B2 (en) 2013-10-01
US20100244083A1 (en) 2010-09-30
US8183591B2 (en) 2012-05-22
US20120193673A1 (en) 2012-08-02
US20130320300A1 (en) 2013-12-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR101541512B1 (ko) 발광 장치
US8268653B2 (en) Light-emitting element capable of increasing amount of light emitted, light-emitting device including the same, and method of manufacturing light-emitting element and light-emitting device
US8704260B2 (en) Light emitting device and light-emitting system including the same
KR101332794B1 (ko) 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
US7960196B2 (en) Light-emitting device, light-emitting element and method of manufacturing same
US8889448B2 (en) Method of fabricating a light-emitting element
KR101497953B1 (ko) 광추출 효율이 향상된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
KR101809472B1 (ko) 광추출 효율이 향상된 발광 장치
KR20100024231A (ko) 광추출 효율이 향상된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
KR20100003321A (ko) 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및발광 장치의 제조 방법
KR20100052163A (ko) 광추출 효율이 향상된 발광 장치의 제조 방법 및 그 방법으로 제조된 발광 장치
US8330183B2 (en) Light emitting element and fabricating method thereof
US20170069794A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing same
KR20100054197A (ko) 발광 장치 및 그 제조 방법
US20170040515A1 (en) Semiconductor light emitting device and method of manufacturing the same
KR102409964B1 (ko) 반도체 발광소자 및 제조방법
KR20100109212A (ko) 발광 장치

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20180629

Year of fee payment: 4