KR20110101463A - 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광 소자는 전반사층; 상기 전반사층 상에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러; 상기 다중 박막 미러 상에 투광성 기판; 및 상기 투광성 기판 상에 발광 구조물을 포함한다.
Description
실시예는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다. 이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예는 발광 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공한다.
실시예에 따른 발광 소자는 전반사층; 상기 전반사층 상에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러; 상기 다중 박막 미러 상에 투광성 기판; 및 상기 투광성 기판 상에 발광 구조물을 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 제조방법은 투광성 기판 상에 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 투광성 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러를 형성하는 단계; 및 상기 다중 박막 미러 아래에 전반사층을 형성하는 단계를 포함한다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체부; 상기 몸체부에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및 상기 몸체부에 설치되어 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함하며, 상기 발광 소자는 전반사층; 상기 전반사층 상에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러; 상기 다중 박막 미러 상에 투광성 기판; 및 상기 투광성 기판 상에 발광 구조물을 포함한다.
실시예는 새로운 구조를 갖는 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지를 제공할 수 있다.
실시예는 발광 효율이 향상된 발광 소자 및 그 제조방법을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 단면도
도 2는 실시예에 따른 다중 박막 미러 및 전반사층을 형성하지 않은 발광 소자의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프
도 3은 도 1의 발광 소자의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프
도 4 내지 도 6은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면
도 7은 제2 실시예에 따른 발광 소자의 단면도
도 8은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
도 9는 도 8의 A 영역의 확대도
도 2는 실시예에 따른 다중 박막 미러 및 전반사층을 형성하지 않은 발광 소자의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프
도 3은 도 1의 발광 소자의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프
도 4 내지 도 6은 제1 실시예에 따른 발광 소자의 제조방법을 설명하는 도면
도 7은 제2 실시예에 따른 발광 소자의 단면도
도 8은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도
도 9는 도 8의 A 영역의 확대도
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 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.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시예에 따른 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지에 대해 설명한다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)는 전반사층(103), 상기 전반사층(103) 상에 다중 박막 미러(105), 상기 다중 박막 미러(105) 상에 투광성 기판(110), 상기 투광성 기판(110) 상에 제1 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)이 순차적으로 적층되어 형성된 발광 구조물(145), 상기 제1 반도체층(130) 상에 제1 전극(131) 및 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 제2 전극(161)을 포함할 수 있다.
상기 투광성 기판(110)은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlN 등의 투광성 재질로 형성될 수 있다. 상기 투광성 기판(110) 상에는 상기 발광 구조물(145)이 성장되어 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(145)은 상기 제1,2 전극(131,161)으로부터 전원을 공급받아, 전자 및 정공의 재결합(Recombination)에 의해 빛을 발생시키는 다수의 화합물 반도체층을 포함하며, 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 화합물 반도체 재료로 형성될 수 있다.
실시예에서는 상기 발광 구조물(145)이 제1 도전형 도펀트를 포함하는 상기 제1 반도체층(130)과, 상기 제1 반도체층(130) 상에 상기 활성층(140)과, 상기 활성층(140) 상에 제2 도전형 도펀트를 포함하는 상기 제2 도전형 반도체층(150)을 포함하는 것을 중심으로 설명한다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않으며, 상기 발광 구조물(145)의 적층 구조 및 재질은 다양하게 변형 가능하다.
상기 발광 구조물(145)에서 발생되어 방출되는 빛은 상기 발광 소자(100)의 상면 및 측면을 통해 외부로 방출될 수 있다. 비록 도시되지 않았지만, 상기 발광 소자(100)의 상면 및/또는 측면에는 빛의 추출 효율을 향상시키기 위해 요철 구조, 러프니스(roughness) 등이 형성될 수 있다.
한편, 상기 발광 구조물(145)에서 발생되어 아랫 방향, 즉, 상기 투광성 기판(110)을 향해 입사되는 빛을 외부로 추출시키기 위해서는 이를 반사(Reflect)시켜 상기 발광 소자(100)의 상면 또는 측면으로 향하게 해야 한다.
실시예에 따른, 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)은 상기 발광 구조물(145)에서 발생되어 아랫 방향으로 향하는 빛을 고효율로 반사시키기 위해 형성된 적층 구조이다.
즉, 실시예에 따라 상기 투광성 기판(110) 아래에 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성함으로써, 상기 발광 구조물(145)에서 발생하여 상기 투광성 기판(110)을 투과한 빛은 예를 들어, 적어도 90% 이상의 높은 반사율로 반사될 수 있게 된다.
또한, 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)은 금속 재질의 반사층과는 달리, 장시간 사용하더라도 반사율의 저하가 적은 장점이 있다.
이하, 상기 다중 박막 미러(105)와 상기 전반사층(103)에 대해 상세히 설명한다.
상기 다중 박막 미러(105)는 제1 굴절률(n1)을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률(n1)보다 낮은 제2 굴절률(n2)을 갖는 제2 박막층이 적어도 1회, 바람직하게는 적어도 4회 반복적으로 적층되어 형성될 수 있다.
상기 제1 박막층 및 제2 박막층 각각의 두께는 아래의 <식 1>과 같이 상기 발광 구조물(145)에서 방출되는 빛의 파장(λ)을 4nm(n : 굴절률, m : 자연수)으로 나눈 값을 가질 수 있다. 즉, 상기 제1 박막층의 두께는 λ/(4·n1·m) 이고, 상기 제2 박막층의 두께는 λ/(4·n2·m) 일 수 있다.
박막층의 두께 = λ/4nm (n : 굴절률, m : 자연수) ..... <식 1>
한편, 상기 다중 박막 미러(105)의 최상층에는 상기 제2 박막층이 형성되고, 상기 제2 박막층은 제2 굴절률(n2)이 상기 투광성 기판(110)의 굴절률보다 낮은 재질로 선택되는 것이 바람직하다.
상기 제2 박막층의 제2 굴절률(n2)이 상기 투광성 기판(110)의 굴절률보다 큰 경우, 최상층에 위치한 상기 제2 박막층과 상기 투광성 기판(110) 사이의 계면에서 빛이 그대로 투과되는 반면에, 상기 제2 박막층의 제2 굴절률(n2)이 상기 투광성 기판(110)의 굴절률보다 작은 경우, 상기 제2 박막층과 상기 투광성 기판(110) 사이의 계면에서 굴절률 차이에 의해 빛이 전반사될 수 있기 때문이다.
상기 제1,2 박막층의 재질은 굴절률, 광투과도, 반사율 등을 고려하여 선택될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시예에서는 상기 투광성 기판(110)이 대략 1.78의 굴절률을 갖는 사파이어(Al2O3) 재질로 형성되고, 상기 제1 박막층은 대략 2.44의 제1 굴절률(n1)을 갖는 TiO2 로 형성되고, 상기 제2 박막층은 대략 1.46의 제2 굴절률(n2)을 갖는 SiO2로 형성된 것을 중심으로 설명한다. 상기 SiO2, TiO2는 증착 방식에 의해 용이하게 형성될 수 있는 장점이 있다.
상술한 것과 같은 두께 및 재질을 갖는 상기 다중 박막 미러(105)는, 상기 투광성 기판(110)을 투과하여 입사되는 빛을 효과적으로 반사시킬 수 있다. 특히, 상기 다중 박막 미러(105)는 금속으로 형성된 미러에 비해 흡수되어 손실되는 광량이 적은 장점이 있다.
한편, 상기 다중 박막 미러(105)는 상기 발광 구조물(145)로부터 입사되는 빛을 모두 반사시키지는 못하며, 일부 빛은 상기 다중 박막 미러(105)를 통과하여 상기 전반사층(103)으로 입사되게 된다.
상기 전반사층(103)은 예를 들어, 대략 1.3 내지 1.6의 굴절률을 갖는 재질로 형성될 수 있으며, 그 두께는 적어도 λ/2 (λ: 발광 구조물로부터 발생되는 빛의 파장) 일 수 있다.
예를 들어, 상기 전반사층(103)은 에폭시 수지, MgF2, SOG(Spin-On-Glass) 중 어느 하나의 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 것과 같은 굴절률 및 두께를 갖는 상기 전반사층(103)은, 상기 다중 박막 미러(105)를 통과하여 입사되는 빛을 효과적으로 전반사시킴으로써 상기 발광 소자(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 상기 전반사층(103)에서 전반사가 더욱 효과적으로 실시되도록 하기 위해, 상기 다중 박막 미러(105)의 최하층에는 상기 제1 박막층이 형성되고 상기 전반사층(103)은 굴절률이 상기 제1 박막층의 제1 굴절률(n1)보다 낮은 재질로 선택되는 것이 바람직하다. 다만, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 상기 전반사층(103)이 에폭시 수지 등의 수지 재질로 형성되는 경우, 상기 전반사층(103)에 형광체를 첨가할 수도 있으며, 이에 따라 상기 전반사층(103)에 의해 반사되거나, 상기 전반사층(103)을 통과하는 빛의 파장을 변화시킬 수 있다. 이처럼 파장이 변환된 빛은 반사되어 상기 활성층(140)으로 입사되더라도 상기 활성층(140)에서 재흡수되는 비율이 적어 상기 발광 소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
도 2는 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성하지 않은 발광 소자의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프이고, 도 3은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 반사율을 측정한 실험 결과를 나타내는 그래프이다.
이때, 도 2 및 도 3의 그래프에서 x축은 발광 소자에서 생성되는 빛의 입사각(incidence angle)을 나타내며, y축은 반사 효율(Reflectivity)을 나타낸다.
또한, 실험에 사용된 발광 소자들은 동일한 전극에 전기적으로 연결되도록 설치되었으며, 상기 금속 재질의 전극들은 최상층에 반사율이 높은 은(Ag) 재질의 반사층을 포함한다. 그리고, 상기 실험은 발광 소자에서 방출되는 빛이 TM 모드(transverse magnetic mode)인 경우와 TE 모드(transverse electric mode)인 경우 두 가지로 나누어 실시되었다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성하지 않은 발광 소자(도 2)의 반사율은 대략 89.8%의 값을 가진다.
반면에, 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성한 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)(도 3)는 동일한 조건에서 96.2%의 반사율을 갖는다는 것을 알 수 있다.
즉, 실시예에 따라, 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성함으로써, 발광 소자의 반사율이 상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)을 형성하지 않는 경우에 비해 대략 6 내지 7% 향상되는 효과가 있는 것을 알 수 있다.
이하, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 4 내지 도 6은 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)의 제조방법을 설명하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 상기 투광성 기판(110) 상에 상기 발광 구조물(145)을 형성할 수 있다.
상기 투광성 기판(110)은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlN 등의 투광성 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광 구조물(145)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 다수의 화합물 반도체층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 구조물(145)은 제1 도전형 도펀트를 포함하는 상기 제1 반도체층(130)과, 상기 제1 반도체층(130) 상에 상기 활성층(140)과, 상기 활성층(140) 상에 제2 도전형 도펀트를 포함하는 상기 제2 도전형 반도체층(150)을 포함할 수 있다.
상기 제1 반도체층(130)은 제1 도전형 반도체층으로만 형성되거나, 상기 제1 도전형 반도체층 아래에 언도프트 반도체층을 더 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있는데, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 언도프트 반도체층은 상기 제1 도전형 반도체층은 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, 상기 n형 도펀트가 도핑되지 않아 상기 제1 도전형 반도체층에 비해 현저히 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 상기 제1 도전형 반도체층과 같다.
상기 활성층(140)은 예를 들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well), 양자선 구조 또는 양자점 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 활성층(140)은 상기 제1 반도체층(130) 및 제2 도전형 반도체층(150)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(150)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있는데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
도 5를 참조하면, 상기 제1 반도체층(130) 상에는 제1 전극(131)이 형성되고, 상기 제1 도전형 반도체층(150) 상에는 상기 제2 전극(161)이 형성될 수 있다.
이때, 상기 제1 전극(131)을 형성하기 위해, 상기 발광 구조물(145)에 상기 제1 반도체층(130)이 노출되도록 메사 에칭(mesa-etching)을 실시할 수 있다.
상기 제1 전극(131) 및 제2 전극(161)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하도록 형성될 수 있다.
한편, 상기 제2 전극(161) 및 상기 제2 도전형 반도체층(150) 사이에는 전류 퍼짐성 향상을 위해 투명 전극층(160)이 더 형성될 수 있다.
상기 투명 전극층(160)은 예를 들어, ITO, 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 포함할 수 있다.
도 6을 참조하면, 상기 투광성 기판(110) 아래에 상기 다중 박막 미러(105)를 형성하고, 상기 다중 박막 미러(105) 아래에 상기 전반사층(103)을 형성할 수 있다. 이에 따라, 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)가 제공될 수 있다.
상기 다중 박막 미러(105) 및 상기 전반사층(103)은 그 재질에 따라 그 형성 방법이 달라질 수 있다.
다만, 앞에서 설명한 것과 같이, 상기 다중 박막 미러(105)가 SiO2, TiO2 으로 형성되는 경우, 상기 다중 박막 미러(105)는 PECVD(Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 스퍼터링(sputtering), 전자빔(E-beam) 증착 등의 증착 방식에 의해 용이하게 형성될 수 있다.
또한, 상기 전반사층(103)이 에폭시 수지, MgF2, SOG(Spin-On-Glass) 중 어느 하나로 형성되는 경우, 상기 전반사층(103)은 스퍼터링 등의 증착 방식, 스핀 코팅과 같은 코팅 방식 등에 의해 형성될 수 있다.
이하, 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B) 및 그 제조방법에 대해 상세히 설명한다.
도 7은 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)의 단면도이다. 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)는 제1 실시예에 따른 발광 소자(100)에 비해 전반사층 아래에 반사금속층을 포함한다는 점을 제외하고는 동일하다.
도 7을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자(100B)는 반사금속층(101), 상기 반사금속층(101) 상에 전반사층(103), 상기 전반사층(103) 상에 다중 박막 미러(105), 상기 다중 박막 미러(105) 상에 투광성 기판(110), 상기 투광성 기판(110) 상에 제1 반도체층(130), 활성층(140) 및 제2 도전형 반도체층(150)이 순차적으로 적층되어 형성된 발광 구조물(145), 상기 제1 반도체층(130) 상에 제1 전극(131) 및 상기 제2 도전형 반도체층(150) 상에 제2 전극(161)을 포함할 수 있다.
상기 반사금속층(101)은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 전반사층(103) 아래에 상기 반사금속층(101)을 형성함으로써, 상기 발광 구조물(145)에서 입사되는 빛 중 상기 전반사층(130)을 투과하는 빛을 반사시켜 외부로 추출시킬 수 있으므로, 상기 발광 소자(100)의 발광 효율이 향상될 수 있다.
이하, 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지에 대해 설명한다.
도 8은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이고, 도 9는 도 8의 A 영역의 확대도이다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 몸체부(20)와, 상기 몸체부(20)에 설치된 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과, 상기 몸체부(20)에 설치되어 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 실시예에 따른 발광 소자(100)를 포함한다.
상기 몸체부(20)는 실리콘 재질, 합성수지 재질 또는 금속 재질 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100) 주위로 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)와 전기적으로 연결되어 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수도 있다.
한편, 도 9에 도시된 것처럼, 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에는 각각 제1 반사층(33) 및 제2 반사층(34)이 형성되어, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛를 더욱 효율적으로 반사시킴으로써 광 효율을 극대화시킬 수도 있다. 상기 제1 반사층(33) 및 제2 반사층(34)은 높은 반사율을 갖는 재질 예를 들어, 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극층(31) 또는 제2 전극층(32) 상에 설치될 수 있다. 상기 발광 소자(100)는 와이어를 통해 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 전기적으로 연결되는 와이어 방식으로 도시되었으나, 이에 대해 한정하지는 않으며, 예를 들어, 상기 발광 소자(100)는 상기 제1 전극층(31) 및 제2 전극층(32)과 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
한편, 상기 발광 소자(100)를 포위하여 보호하도록 몰딩부재가 더 형성될 수 있으며, 상기 몰딩부재에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수도 있다. 상기 몰딩부재는 실리콘 또는 수지 재질로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 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 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 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.
Claims (20)
- 전반사층;
상기 전반사층 상에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러;
상기 다중 박막 미러 상에 투광성 기판; 및
상기 투광성 기판 상에 발광 구조물을 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 박막층과 상기 제2 박막층은 적어도 4회 적층된 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 발광 구조물에 방출되는 빛의 파장을 λ라고 하고, 상기 제1 굴절률 및 제2 굴절률을 각각 n1 및 n2 라고 하고, m을 자연수라고 할 때,
상기 제1 박막층의 두께는 λ/(4·n1·m)이고, 상기 제2 박막층의 두께는 λ/(4·n2·m) 인 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 다중 박막 미러의 최상층에는 상기 제2 박막층이 형성되고, 상기 제2 굴절률은 상기 투광성 기판의 굴절률보다 낮은 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 다중 박막 미러의 최하층에는 상기 제1 박막층이 형성되고, 상기 제1 굴절률은 상기 전반사층의 굴절률보다 큰 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 제1 박막층은 TiO2로 형성되고, 상기 제2 박막층은 SiO2로 형성된 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 발광 구조물에 방출되는 빛의 파장을 λ라고 할 때, 상기 전반사층은 λ/2의 두께를 갖는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전반사층은 에폭시 수지, MgF2 또는 SOG(Spin-On-Glass) 중 어느 하나의 재질로 형성된 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전반사층 아래에 반사금속층을 더 포함하는 발광 소자. - 제 9항에 있어서,
상기 반사금속층은 은(Ag), 은(Ag)을 포함하는 합금, 알루미늄(Al), 알루미늄(Al)을 포함하는 합금 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 투광성 기판은 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO 또는 AlN 중 어느 하나로 형성된 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 발광 구조물은 제1 반도체층과, 상기 제1 반도체층 상에 활성층과, 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 소자. - 제 12항에 있어서,
상기 제1 반도체층 상에 제1 전극과, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 제2 전극을 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 발광 구조물의 상면 및 측면 중 적어도 한 면에 요철 구조를 포함하는 발광 소자. - 제 1항에 있어서,
상기 전반사층은 형광체를 포함하는 발광 소자. - 투광성 기판 상에 발광 구조물을 형성하는 단계;
상기 투광성 기판 아래에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러를 형성하는 단계; 및
상기 다중 박막 미러 아래에 전반사층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법. - 제 16항에 있어서,
상기 전반사층 아래에 반사금속층을 형성하는 단계를 포함하는 발광 소자 제조방법. - 제 16항에 있어서,.
상기 제1 박막층은 TiO2을 증착하여 형성되고, 상기 제2 박막층은 SiO2을 증착하여 형성하는 발광 소자 제조방법. - 제 18항에 있어서,
상기 발광 구조물에 방출되는 빛의 파장을 λ라고 하고, 상기 제1 굴절률 및 제2 굴절률을 각각 n1 및 n2 라고 하고, m을 자연수라고 할 때,
상기 제1 박막층의 두께는 λ/(4·n1·m)이고, 상기 제2 박막층의 두께는 λ/(4·n2·m) 인 발광 소자 제조방법. - 몸체부;
상기 몸체부에 설치된 제1 전극층 및 제2 전극층; 및
상기 몸체부에 설치되어 상기 제1 전극층 및 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광 소자를 포함하며,
상기 발광 소자는 전반사층; 상기 전반사층 상에 제1 굴절률을 갖는 제1 박막층과, 상기 제1 굴절률보다 낮은 제2 굴절률을 갖는 제2 박막층이 복수회 적층되어 형성된 다중 박막 미러; 상기 다중 박막 미러 상에 투광성 기판; 및 상기 투광성 기판 상에 발광 구조물을 포함하는 발광 소자 패키지.
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