KR20110089701A - 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지 - Google Patents

발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지 Download PDF

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Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 발광구조물 내부의 광을 외부로 추출하는 광추출 구조를 포함하고, 상기 광추출 구조는 동일 평면 상의 복수의 광추출 구역에 형성되며, 각각의 상기 복수의 광추출 구역은 서로 상이한 주기 또는 서로 상이한 크기를 갖는 광추출 구조들을 포함한다.

Description

발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE, METHOD FOR FABRICATING THE SAME AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE}
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 생성될 수 있다. LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 에너지 갭에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
한편, 종래기술에 의하면 발광소자의 광 추출효율을 개선하기 위해 광추출 구조를 도입하더라고 광추출 효율이 이상적인 값에 도달하지 못하는 문제가 있다.
실시예는 높은 광 추출효율을 나타낼 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물; 및 상기 발광구조물 내부의 광을 외부로 추출하는 광추출 구조를 포함하고, 상기 광추출 구조는 동일 평면 상의 복수의 광추출 구역에 형성되며, 각각의 상기 복수의 광추출 구역은 서로 상이한 주기 또는 서로 상이한 크기를 갖는 광추출 구조들을 포함한다.
또한, 실시예에 따른 발광소자의 제조방법은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 형성하는 단계; 상기 발광구조물 상의 제1 영역에 제1 주기를 갖는 광추출 구조를 포함하는 제1 광추출 구역을 형성하는 단계; 및 상기 발광구조물 상의 제2 영역에 상기 제1 주기와는 상이한 제2 주기를 갖는 광추출 구조를 포함하는 제2 광추출 구역을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광구조물 및 상기 발광구조물 내부의 광을 외부로 추출하는 광추출 구조를 포함하고, 상기 광추출 구조는 동일 평면 상의 복수의 광추출 구역에 형성되며, 각각의 상기 복수의 광추출 구역은 서로 상이한 주기 또는 서로 상이한 크기를 갖는 광추출 구조들을 포함하는 발광소자; 및 상기 발광소자가 배치되는 패키지 몸체부;를 포함한다.
실시예에 따른 발광소자, 발광소자의 제조방법 및 발광소자 패키지에 의하면, 주기가 다른 복수의 광추출 패턴이 구역별로 나누어져 있으며, 각 광추출 구역의 크기는 전파 모드의 유효 진행 거리에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면 주기가 다른 광추출 구역은 서로 다른 전파 모드를 회절 하여 광 추출효율의 향상을 가져온다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 부분 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 발광구조물의 두께에 따른 유효굴절률의 변화도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 빛의 진행 거리에 따른 추출 효율의 변화 예시도.
도 5 내지 도 7은 실시예에 따른 발광소자의 제조방법의 공정단면도.
도 8는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
(실시예)
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 평면도이며, 도 2는 실시예에 따른 발광소자의 부분 단면도이다. 예를 들어, 도 2는 도 1의 제2 광추출 구역(A2)에 대한 부분 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114), 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110) 및 상기 발광구조물 상에 형성된 서로 다른 주기를 가지는 광추출 구역(A)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 광추출 구역은 하나 이상의 광결정 구역을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광추출 구역(A)은 상기 발광구조물(110) 상에 제1 주기를 가지는 제1 광추출 구역(A1) 및 상기 제1 광추출 구역 일측에 형성된 제2 주기를 가지는 제2 광추출 구역(A2)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 실시예에서 상기 광추출 구역(A)은 제3 주기를 가지는 제3 광추출 구역(A3), 제4 주기를 가지는 제4 광추출 구역(A4)을 포함할 수 있다.
상기 제1 광추출 구역(A1) 또는 상기 제2 광추출 구역(A2)의 크기(L)는 약 5㎛ 내지 약 200㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 광추출 구역(A1) 또는 상기 제2 광추출 구역(A2)의 크기는 상기 발광구조물(110)의 흡수율이 높을수록 구역의 크기가 작아질 수 있다.
상기 광추출 구역(A) 내의 광추출의 주기(a)는 약 200nm 내지 약 5,000nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 광추출 구역(A) 내의 각 광추출 주기의 차이는 약 100 nm 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 적어도 2개 이상의 광추출 구역이 하나의 군(君)을 이루는 광추출 구역이 될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 광추출 구역(A1)과 상기 제2 광추출 구역(A2)이 제1 군의 광추출 구역(A)을 이룰 수 있다.
또한, 실시예는 이러한 군을 이루는 광추출 구역이 반복적으로 형성되어 발광소자 칩을 채울 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 군의 광추출 구역(A) 일측에 제2 군의 광추출 구역(B)이 형성될 수 있고, 제2 군의 광추출 구역(B)은 주기가 다른 적어도 2개 이상의 광추출 구역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 군의 광추출 구역(B)은 제1 광추출 구역 내지 제4 광추출 구역(B1, B2, B3, B4)을 포함할 수 있다.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 발광구조물의 두께에 따른 유효굴절률의 변화도이다.
고효율 LED 구현을 위해서는 전반사 과정에 갇혀있는 빛을 추출하는 구조를 도입하는 것이 필요하다. 예를 들어, 수직형 GaN LED의 경우 상층부인 발광구조물, 예를 들어, 언도프트 반도체층(u-GaN) 혹은 n-GaN 표면에 요철 또는 광추출 패턴을 도입할 수 있다.
한편, 일반적으로 LED 구조는 빛의 발생층인 발광구조물이 반사층과 낮은 굴절률의 배경 물질로 둘러싸여 있는 구조이므로 파장 가이드(Waveguide)로 간주할 수 있으며 다양한 차수의 전파 모드가 존재한다. 이때, 각 전파 모드를 효율적으로 추출할 수 있는 주기는 각기 다르다. 따라서, 단일 주기의 광추출 패턴을 통해서는 이상적인 추출효율의 값에 도달하는 것이 원리적으로 힘들다.
예를 들어, 도 3은 발광구조물의 두께에 따른 전파 모드의 개수와 유효 굴절률 관계에 대한 도표로서 발광구조물의 두께가 증가할수록, 전파 모드의 수는 계속 증가한다. 이에 따라 따라서, 단일 주기의 광추출 패턴을 통해서는 이상적인 추출효율의 값에 도달하는 것이 원리적으로 힘들다.
실시예에 따른 발광소자는 광추출 구조의 주기가 다른 복수의 패턴이 구역별로 나누어져 있으며, 각 구역의 크기는 전파 모드의 유효 진행 거리에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면 주기가 다른 패턴은 서로 다른 전파 모드를 회절 하여 광 추출효율의 향상을 가져올 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자의 광추출 구역은 주기가 다른 광추출 구조가 구역 별로 나누어져 있을 수 있다. 각 주기마다 효과적으로 추출할 수 있는 전파 모드가 정해져 있으므로, 해당 전파 모드가 흡수에 의해 사라지기 전에 최적광추출 구역을 만난다면 추출 효율이 높아진다. 이때, 각 구역의 크기는 각 전파모드의 유효 진행 거리에 관련이 있으며, 이는 물질의 흡수에 의해 결정된다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 빛의 진행 거리에 따른 추출 효율의 변화 예시도이다.
빛의 흡수 계수 (absorption coefficient)가 α일 때, 투과율은 다음과 같이 정의된다. T=To x exp(-α×l) (여기서, l은 진행거리이다.)
또한, 흡수 계수 α와 소멸 계수 (extinction coefficient) κ의 관계는 다음과 같다. α=4πκ/λ.
실시예에 의하면 발광층인 활성층(114) 주위에 흡수층인 제1 도전형 반도체층(112)을 도입하고, 광추출 패턴에 의한 광 추출 효율을 산출하면 도 4의 그래프와 같다.
도 4에 의하면 흡수층인 제1 도전형 반도체층의 투과율(T1, T2, T3, T4)에 따라 추출 효율이 변하는 것을 알 수 있다. 즉, 흡수층이 투명할수록 흡수율이 낮아져 추출효율은 상승하며, 흡수층에서의 흡수에 의해 빛의 손실이 많아질수록 추출효율은 저하된다.
빛의 진행 거리(Propagation distance)에 따른 추출 효율(Extraction efficiency)의 상승 경향을 살펴보면, 흡수의 정도에 따라 빛의 유효 거리가 영향을 받는다. 예를 들어, 흡수층의 투과율이 70%(T4)일 때는 빛의 유효 거리가 약 20 ㎛ 이고, 투과율이 90%(T1)일 때는 약 100 ㎛ 정도 된다. 현재 LED의 추출효율이 약 20% ~약 80% 인 값인 점을 감안하면 빛의 유효 거리는 약 5 ㎛ 에서 약 200 ㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이에 따라 GaN LED의 경우 유효 진행 거리는 약 5㎛~약 200㎛ 이므로, 각 광추출 구역의 크기(L) 또한 유사하게 설정될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자의 광추출 구역은 주기가 다른 복수의 광추출 구조가 구역별로 나누어져 있으며, 각 구역의 크기는 전파 모드의 유효 진행 거리에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면 주기가 다른 패턴은 서로 다른 전파 모드를 회절 하여 광 추출효율의 향상을 가져온다.
이하, 도 5 내지 도 7을 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 제조방법을 설명한다.
먼저, 도 5와 같이 제1 기판(105)을 준비한다. 상기 제1 기판(105)은 사파이어(Al2O3) 기판, SiC 기판 등일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 기판에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
이후, 상기 제1 기판(105) 상에 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광구조물(110)을 형성할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 형성될 수 있다.
이때, 실시예는 상기 제1 기판(105) 상에 언도프트(undoped) 반도체층(미도시)을 형성하고, 상기 언도프트 반도체층 상에 제1 도전형 반도체층(112)을 형성함으로써 기판과 발광구조물 간의 결정격자 차이를 줄일 수 있다.
상기 활성층(114)은 제1 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(116)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(114)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 InGaN/GaN 구조를 갖는 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층이 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제2 전극(120)을 형성한다.
상기 제2 전극(120)은 오믹층(미도시), 반사층(미도시), 결합층(미도시), 제2 기판(미도시) 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극(120)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제2 전극(120)은 오믹층을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층은 ITO, ZnO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
또한, 상기 제2 전극(120)이 반사층을 포함하는 경우 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
또한, 상기 제2 전극(120)이 결합층을 포함하는 경우 상기 반사층이 결합층의 기능을 하거나, 니켈(Ni), 금(Au) 등을 이용하여 결합층을 형성할 수 있다.
또한, 제2 전극(120)은 제2 기판(미도시)을 포함할 수 있다. 만약, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 50㎛ 이상으로 충분히 두꺼운 경우에는 제2 기판을 형성하는 공정은 생략될 수 있다. 상기 제2 기판은 효율적으로 정공을 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판은 구리(Cu), 구리합금(Cu Alloy) 또는 Si, Mo, SiGe 중 어느하나 이상일 수 있다. 상기 제2 기판을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 공융금속을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.
다음으로 도 6과 같이, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 노출되도록 상기 제1 기판(105)을 제거한다. 상기 제1 기판(105)을 제거하는 방법은 고출력의 레이저를 이용하여 제1 기판을 분리하거나 화학적 식각 방법을 사용할 수 있다. 또한, 상기 제1 기판(105)은 물리적으로 갈아냄으로써 제거할 수도 있다.
다음으로, 도 7과 같이 상기 발광구조물(110) 상에 서로 다른 주기를 가지는 광추출 구역을 형성한다. 도 1은 실시예에 따른 발광소자의 평면도이다.
상기 발광구조물(110) 상에 서로 다른 주기를 가지는 광추출 구역(A)을 형성하는 단계는 상기 발광구조물 상에 제1 주기를 가지는 제1 광추출 구역(A1)을 형성하는 단계, 제2 주기를 가지는 제2 광추출 구역(A2)을 상기 제1 광추출 구역(A1) 일측에 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에서 상기 광추출 구역(A)은 제3 주기를 가지는 제3 광추출 구역(A3), 제4 주기를 가지는 제4 광추출 구역(A4)을 포함할 수 있다.
상기 제1 광추출 구역(A1) 또는 상기 제2 광추출 구역(A2)의 크기(L)는 약 5㎛ 내지 약 200㎛일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 광추출 구역(A1) 또는 상기 제2 광추출 구역(A2)의 크기는 상기 발광구조물(110)의 흡수율이 높을수록 구역의 크기가 작아질 수 있다.
상기 광추출 구역(A) 내의 광추출의 주기(a)는 약 200nm 내지 약 5,000nm일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 광추출 구역(A) 내의 각 광추출 주기의 차이는 약 100 nm 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 적어도 2개 이상의 광추출 구역이 하나의 군(君)을 이루는 광추출 구역이 될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 광추출 구역(A1)과 상기 제2 광추출 구역(A2)이 제1 군의 광추출 구역(A)을 이룰 수 있다.
또한, 실시예는 이러한 군을 이루는 광추출 구역이 반복적으로 형성되어 발광소자 칩을 채울 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 군의 광추출 구역(A) 일측에 제2 군의 광추출 구역(B)이 형성될 수 있고, 제2 군의 광추출 구역(B)은 주기가 다른 적어도 2개 이상의 광추출 구역을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 군의 광추출 구역(B)은 제1 광추출 구역 내지 제4 광추출 구역(B1, B2, B3, B4)을 포함할 수 있다.
상기 광추출 구역(A)은 상기 발광구조물(110)의 제1 도전형 반도체층(112)에 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며 언도프트 반도체층에 형성될 수도 있다.
상기 광추출 구역(A)을 형성하는 공정은 습식식각 또는 건식식각에 의해 진행될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 제1 군의 광추출 구역(A)은 하나의 마스크 패턴을 이용하여 하나의 공정으로 형성되거나 제1 광추출 구역(A1) 내지 제4 광추출 구역(A4)이 개별 마스크에 의해 개별 공정에 의해 형성될 수도 있다.
실시예에서 광추출 패턴의 형상은 원형, 다각형 등 그 형상이 한정된 것은 아니다.
또한, 실시예에서 광추출 패턴의 배치는 도 1과 같이 평행하게 형성된 것에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 격자 형태로 배치될 수도 있다.
또한, 도 1은 반지름(r)/주기(a)의 비율이 일정한 값, 예를 들어, r/a=0.35을 가지도록 광추출 패턴을 배치하였으나 이에 한정된 것은 아니며, 광추출 패턴의 크기는 같되 주기만 서로 다르게 광추출 패턴이 배치될 수도 있다. 실시예에 따른 발광소자의 제조방법에 의하면, 광추출 구역은 주기가 다른 복수의 광추출 패턴이 구역별로 나누어져 있으며, 각 구역의 크기는 전파 모드의 유효 진행 거리에 의해 결정될 수 있다. 이에 따라 실시예에 의하면 주기가 다른 패턴은 서로 다른 전파 모드를 회절 하여 광 추출효율의 향상을 가져올 수 있다.
또한, 상기 실시예와는 달리 수평형 발광소자의 상부에 상기 광추출 구역을 포함하는 광추출 구조를 형성할 수도 있다.
또한, 상기 광추출 구조는 발광소자의 내부에 형성될 수도 있다.
도 8은 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지를 설명하는 도면이다.
도 8을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 패키지는 몸체부(200)와, 상기 몸체부(200)에 설치된 제3 전극층(210) 및 제4 전극층(220)과, 상기 몸체부(200)에 설치되어 상기 제3 전극층(210) 및 제4 전극층(220)과 전기적으로 연결되는 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(400)가 포함된다.
상기 몸체부(200)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제3 전극층(210) 및 제4 전극층(220)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(210) 및 제4 전극층(220)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 도 2에 예시된 수직형 타입의 발광소자가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 발광소자(100)는 상기 몸체부(200) 상에 설치되거나 상기 제3 전극층(210) 또는 제4 전극층(220) 상에 설치될 수 있다.
상기 발광소자(100)는 와이어(300)를 통해 상기 제3 전극층(210) 및/또는 제4 전극층(220)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 실시예에서는 수직형 타입의 발광소자(100)가 예시되어 있기 때문에, 하나의 와이어(300)가 사용된 것이 예시되어 있다. 다른 예로서, 상기 발광소자(100)가 수평형 타입의 발광소자인 경우 두개의 와이어(300)가 사용될 수 있으며, 상기 발광소자(100)가 플립칩 방식의 발광소자의 경우 와이어(300)가 사용되지 않을 수도 있다.
상기 몰딩부재(400)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(400)에는 형광체가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (12)

  1. 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물; 및
    상기 발광구조물 내부의 광을 외부로 추출하는 광추출 구조를 포함하고,
    상기 광추출 구조는 동일 평면 상의 복수의 광추출 구역에 형성되며, 각각의 상기 복수의 광추출 구역은 서로 상이한 주기 또는 서로 상이한 크기를 갖는 광추출 구조들을 포함하는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광추출 구역은,
    상기 발광구조물 상에 제1 주기를 가지는 제1 광추출 구역; 및
    상기 제1 광추출 구역 일측에 제2 주기를 가지는 제2 광추출 구역;을 포함하는 발광소자.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 광추출 구역 또는 상기 제2 광추출 구역의 크기는 5㎛ 내지 200㎛인 발광소자.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 복수의 광추출 구역 내의 광추출 구조의 주기는 200nm 내지 5,000nm인 발광소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 활성층은 하나 이상의 주기를 갖는 광을 생성하는 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 복수의 광추출 구역 내의 광추출 구조의 주기는 상기 활성층이 생성하는 광의 주기에 대응하는, 발광소자.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수의 광추출 구역 각각의 크기는, 상기 복수의 광추출 구역 각각의 주기에 대응하는 주기의 광에 대한 상기 발광구조물의 흡수율에 따라 결정되는 발광소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 발광구조물에 대한 흡수율이 높은 광의 주기에 대응하는 주기를 갖는 광추출 구역은 다른 광추출 구역에 비하여 크기가 작은 발광소자.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 광추출 구역은 격자 구조로 형성된 발광소자.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 광추출 구조는 언도프트 반도체층 상에 형성된 발광소자.
  11. 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물을 형성하는 단계;
    상기 발광구조물 상의 제1 영역에 제1 주기를 갖는 광추출 구조를 포함하는 제1 광추출 구역을 형성하는 단계; 및
    상기 발광구조물 상의 제2 영역에 상기 제1 주기와는 상이한 제2 주기를 갖는 광추출 구조를 포함하는 제2 광추출 구역을 형성하는 단계를 포함하는 발광소자의 제조방법.
  12. 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 기재된 발광소자; 및 상기 발광소자가 배치되는 패키지 몸체부;를 포함하는 발광소자 패키지.
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