KR20130007315A - 발광소자 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 투광성 오믹층; 및 상기 제1 투광성 오믹층 상에 탄소나노층;을 포함한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지를 빛에너지로 변환시키는 소자이다. 예를 들어, LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
종래기술에 의하면, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층으로 이루어지는 발광구조물 상에 투명 오믹층이 형성된다.
종래기술에 따른 발광소자에 사용되는 투명 오믹층은 ITO 기반 산화물과 ZnO 기반 산화물 등이 주로 사용되며, 이러한 금속산화물들은 투명하면서 동시에 전기전도성이 상대적으로 우수하여 발광소자의 전극 접촉층으로 사용된다.
한편, 발광소자에 사용되는 투명 오믹층의 요구조건은 우수한 광 투명도 및 높은 면방향 전기전도도이다.
그런데, 투명도를 높게 하기 위해서는 투명 오믹층의 두께를 줄여야 하는데, 이유는 투명 오믹층의 두께가 두꺼우면 방출되는 빛의 일부를 흡수하게 되어 발광소자의 광도를 저하시키기 때문이다.
그런데, 투명 오믹층의 두께를 줄이면 면방향 전기저항이 증가하여 결국, 전기전도도가 낮아지는 문제가 있다.
종래기술에 의하면, 두께가 얇으면서 동시에 면방향 전기전도도를 증대시킬 수 있는 최적의 투명 오믹층이 부재한 상태이다.
종래기술에 따른 질화물 반도체 발광소자는 최적의 투명 오믹층의 부재에 따라 전류주입 불균일성의 문제점, 낮은 열방출 효율의 문제점 및 낮은 광추출효율 문제 등이 있다.
실시예는 고출력의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
또한, 실시예는 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 개선하여 고성능의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 투광성 오믹층; 및 상기 제1 투광성 오믹층 상에 탄소나노층;을 포함한다.
실시예는 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고성능의 질화물 반도체 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 열전도도와 전기전도도가 탁월하고 투명도가 우수한 탄소나노층을 질화물 반도체 발광소자의 투광성 전극층에 채용함으로써 전류주입의 균일성을 개선하고 열방출효율을 획기적으로 개선하며, 광추출 효율을 극대화함으로써 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고출력의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 2 내지 도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자 제조방법의 공정 단면도.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 7 내지 도 9는 제2 실시예에 따른 발광소자 제조방법의 공정 단면도.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 11은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도.
도 12는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도.
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 제1 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자(100)는 제2 도전형 반도체층(118)과, 상기 제2 도전형 반도체층(118) 상에 형성된 활성층(116)과, 상기 활성층(116) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 형성된 제1 투광성 오믹층(131) 및 상기 제1 투광성 오믹층(131) 상에 형성된 탄소나노층(133)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(116) 및 제2 도전형 반도체층(118)은 발광구조물(110)을 구성할 수 있고, 상기 제1 투광성 오믹층(131) 및 상기 탄소나노층(133)은 투광성 전극층(130)을 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 탄소나노층(133) 상에 형성된 패드전극(140)을 포함할 수 있다.
상기 탄소나노층(133)은 그래핀층(Graphene layer)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 탄소나노층(133)으로 채용하는 그래핀(Graphene)은 단일 원자두께의 카본(carbon) 박막으로서 투명도가 높으면서, 열전도도와 전기전도도가 매우 높을 물질일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 채용하는 그래핀(Graphene)은 빛의 약 2.3%만을 흡수할정도로 투명도가 높으며, 열전도도가 약 5300 W/mK이고, 전기전도도가 약 15,000~20,000 cm2/Vs일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 실시예에서 채용하는 그래핀 탄소나노층(133)은 상온에서도 2차원의 특성이 있으며 은(Ag)보다 열전도성이 높고, 그래핀 탄소나노층(133)에서는 전자가 마치 질량이 0인 것처럼 움직여 기존 반도체보다 전기의 흐름이 최소 100만배 이상 빨라 질 수 있고, 구리보다 전류밀도가 약 100만배 높고 극저온에서만 관측되는 양자홀효과(특정조건에서 홀 저항이 물질에 무관한 일정값을 가지게 되는 현상)를 상온에서 보이는 특성도 있다.
또한, 실시예에서 탄소나노층(133)으로 채용하는 그래핀(Graphene)은 강도가 매우 높으며, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적이 성질을 잃지 않을 수 있다.
실시예에서의 상기 탄소나노층(133)은 단일 원자층 그래핀층 또는 다중 원자층 그래핀층으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 탄소나노층(133)은 단일막 형태, 또는 다공성 형태 또는 일정 패턴을 갖는 스트라이프 망 형태 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
전기 전도 및 열전도의 향상을 위하여 상기 탄소나노층(133)의 두께는 0.1nm ~ 100nm일 수 있다. 상기 탄소나노층(133)의 두께가 100nm보다 큰 경우에는 상기 탄소나노층(133)의 광 흡수가 증가하여 발광 소자(100)의 특성을 저하시킬 수 있기 때문이다.
또한, 상기 탄소나노층(133)은 형성을 용이하게 하고, 높은 전기 전도 및 투광성을 갖도록 약 0.2nm~0.325nm의 두께로 형성될 수 있다.
한편, 종래기술에 의하면 그래핀 박막층과 반도체 표면층은 서로 결정구조가 달라서 접착성이 매우 낮아 그래핀 박막층이 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 의하면 그래핀 박막층과 반도체계면에서 높은 접촉저항을 야기시키는 문제점이 있다.
제1 실시예에 따른 발광소자에서 그래핀 탄소나노층(133)과 제1 도전형 반도체층(112) 사이에 제1 투광성 오믹층(131)을 개재하여, 그래핀 탄소나노층(133)과 제1 도전형 반도체층(112)과는 이격되고, 상기 제1 투광성 오믹층(131)이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접하도록 형성될 수 있다.
이에 따라 그래핀층의 반도체층과의 접착성 문제 및 접촉저항 문제를 획기적으로 극복할 수 있다.
또한, 실시예는 상기 탄소나노층(133) 상에 형성된 제2 투광성 오믹층(135)을 더 포함할 수 있고, 상기 패드전극(140)은 상기 제2 투광성 오믹층(135) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 탄소나노층(133)은 상기 제1 투광성 오믹층(131)과 상기 제2 투광성 오믹층(135) 사이에 개재될 수 있다.
실시예에 따른 탄소나노층(133)은 종래 투명 오믹층에 비해 면방향 열전도율 우수하여 방열특성이 우수하며, 또한, 면방향 전기전도도가 우수하여 패드전극(140)으로 부터 주입되는 전류가 면방향으로 효과적으로 균일하게 분산되어 균일한 전류 주입에 따른 전류 주입효율이 증대되어 발광효율 증대된다.
또한, 실시예에 의하면 면방향 전기전도도가 우수하면서 동시에 광투과율이 우수한 얇은 투광성 전극층의 구현이 가능하다. 따라서, 전류주입효율, 열방출 효율, 광추출 효율 증대에 따른 소자의 발광효율과 신뢰성을 효과적으로 개선할 수 있다.
실시예는 상기 제2 도전형 반도체층(118) 하측에 제2 전극층(120)을 포함하여 효율적인 캐리어 공급을 하여 고출력 발광소자를 구현할 수 있으며, 상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122), 반사층(124), 결합층(126), 및 제2 기판(128)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 실시예는 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 상기 활성층(116) 사이에 전류확산층(113), 스트레인 제어층(114) 등을 포함하고, 상기 활성층(116)과 상기 제2 도전형 반도체층(118) 사이에 전자차단층(117)을 구비하여 고출력 발광소자를 구현할 수 있다.
실시예에 의하면 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고성능의 질화물 반도체 발광소자를 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 열전도도와 전기전도도가 탁월하고 투명도가 우수한 탄소나노층을 질화물 반도체 발광소자의 투광성 전극층에 채용함으로써 전류주입의 균일성을 개선하고 열방출효율을 획기적으로 개선하며, 광추출 효율을 극대화함으로써 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고출력의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 5를 참조하여 제1 실시예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하면서 본 발명의 특징을 좀 더 상세히 기술한다.
먼저, 도 2와 같이 제1 기판(105)을 준비한다. 상기 제1 기판(105)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 상기 제1 기판(105)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 상기 제1 기판(105) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 기판(105)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
이후, 상기 제1 기판(105) 상에 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(116) 및 제2 도전형 반도체층(118)을 포함하는 발광구조물(110)을 형성할 수 있다.
상기 제1 기판(105) 위에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 버퍼층은 상기 발광구조물(110)의 재료와 제1 기판(105)의 격자 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 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.
실시예는 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 전류확산층(113)을 형성할 수 있다. 상기 전류확산층(113)은 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 실시예는 전류확산층(113) 상에 전자주입층(미도시)을 형성할 수 있다. 상기 전자주입층은 제1 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~8.0x1018atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다.
또한, 실시예는 상기 전자주입층 상에 스트레인 제어층(114)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전자주입층 상에 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)/GaN 등으로 형성된 스트레인 제어층(114)을 형성할 수 있다. 상기 스트레인 제어층(114)은 제1 도전형 반도체층(112)과 활성층(116) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다.
또한, 상기 스트레인제어층(114)은 제1 Inx1GaN 및 제2 Inx2GaN 등의 조성을 갖는 적어도 6주기로 반복 적층됨에 따라, 더 많은 전자가 활성층(116)의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 결과적으로 전자와 정공의 재결합 확률이 증가되어 발광효율이 향상될 수 있다.
한편, 발광소자의 효율과 제조공정 등을 고려하면, 전류확산층, 전자주입층 및 스트레인 제어층(114)의 두께의 합이 약 1㎛ 이하일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이후, 상기 스트레인 제어층(114) 상에 활성층(116)을 형성한다.
상기 활성층(116)은 제1 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(118)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(116)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(116)은 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.
상기 활성층(116)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. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
실시예에서 상기 활성층(116) 상에는 전자차단층(117)이 형성되어 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(117)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(116)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 전자차단층(117)은 AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1) 초격자(superlattice)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 전자차단층(117)은 p형으로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(117)은 Mg이 약 1018~1020/cm3 농도 범위로 이온주입되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(118)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(118)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(118)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.
실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 N형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(118)은 P형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(118) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.
다음으로, 도 3과 같이 상기 제2 도전형 반도체층(118) 상에 제2 전극층(120)을 형성한다.
상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122), 반사층(124), 결합층(126), 제2 기판(128) 등을 포함할 수 있다. 상기 제2 전극층(120)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 또는 불순물이 주입된 반도체 기판 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있다.
예를 들어, 상기 제2 전극층(120)은 오믹층(122)을 포함할 수 있으며, 정공주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층(122)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
또한, 상기 제2 전극층(120)이 반사층(124)을 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 전극층(120)이 결합층(126)을 포함하는 경우 상기 반사층(124)이 결합층의 기능을 하거나, 니켈(Ni), 금(Au) 등을 이용하여 결합층을 형성할 수 있다.
또한, 제2 전극층(120)은 제2 기판(128)을 포함할 수 있다. 상기 제2 기판(128)은 효율적으로 정공을 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 기판(128)은 구리(Cu), 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni-nickel), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
상기 제2 기판(128)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수 있다.
다음으로 도 4와 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.
예를 들어, 레이저 리프트 오프 방법은 상온에서 소정의 에너지를 가해주게 되면 상기 제1 기판(105)과 발광구조물(110)의 계면에서 에너지가 흡수되어 발광구조물의 접합표면이 열분해 되어 제1 기판(105)과 발광구조물(110)을 분리할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 도 5와 같이 상기 제2 도전형 반도체층(118) 상에 투광성 전극층(130)을 형성할 수 있다.
상기 투광성 전극층(130)은 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 형성된 제1 투광성 오믹층(131), 상기 제1 투광성 오믹층(131) 상에 형성된 탄소나노층(133) 및 상기 탄소나노층(133) 상에 형성된 제2 투광성 오믹층(135)을 포함할 수 있다.
이후, 실시예는 상기 투광성 전극층(130) 상에 패드전극(140)을 형성할 수 있다.
상기 제1 투광성 오믹층(131) 또는 상기 제2 투광성 오믹층(135)은 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 투광성 오믹층(131) 또는 상기 제2 투광성 오믹층(135)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
실시예에서 상기 탄소나노층(133)은 그래핀층(Graphene layer)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 그래핀 탄소나노층(133)은 흑연(Graphite)으로 부터 분리된 단일 원자층 그래핀층 또는 다중 원자층 그래핀층일 수 있으며, 엑스시튜(ex-situ)방식으로 외부에서 형성된 그래핀 탄소나노층(133)을 상기 제1 투광성 오믹층(131) 상에 결합시킬 수 있다.
또는, 상기 제1 투광성 오믹층(131) 상에 인시튜(in-situ)방식으로 CVD 등의 공정에 의해 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 탄소나노층(133)은 단일막 형태, 또는 다공성 형태 또는 일정 패턴을 갖는 스트라이프 망 형태 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 탄소나노층(133)은 약 0.2nm~0.325nm의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 탄소나노층(133)으로 채용하는 그래핀(Graphene)은 단일 원자두께의 카본(carbon) 박막으로서 투명도가 높으면서, 열전도도와 전기전도도가 매우 높을 물질일 수 있다. 예를 들어, 실시예에서 채용하는 그래핀(Graphene)은 빛의 약 2.3%만을 흡수할정도로 투명도가 높으며, 열전도도가 약 5300 W/mK이고, 전기전도도가 약 15,000~20,000 cm2/Vs일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 실시예에서 채용하는 그래핀 탄소나노층(133)은 상온에서도 2차원의 특성이 있으며 은(Ag)보다 열전도성이 높고, 그래핀 탄소나노층(133)에서는 전자가 마치 질량이 0인 것처럼 움직여 기존 반도체보다 전기의 흐름이 최소 100만배 이상 빨라 질 수 있고, 구리보다 전류밀도가 약 100만배 높고 극저온에서만 관측되는 양자홀효과를 상온에서 보이는 특성이 있다.
또한, 실시예에서 탄소나노층(133)으로 채용하는 그래핀(Graphene)은 강도가 매우 높으며, 탄성이 뛰어나 늘리거나 구부려도 전기적이 성질을 잃지 않을 수 있다.
한편, 종래기술에 의하면 그래핀 박막층과 반도체 표면층은 서로 결정구조가 달라서 접착성이 매우 낮아 그래핀 박막층이 쉽게 떨어져 나가는 문제점이 있다.
또한, 종래기술에 의하면 그래핀 박막층과 반도체계면에서 높은 접촉저항을 야기시키는 문제점이 있다.
제1 실시예에 따른 발광소자에서 그래핀 탄소나노층(133)과 제1 도전형 반도체층(112) 사이에 제1 투광성 오믹층(131)을 개재하여, 그래핀 탄소나노층(133)과 제1 도전형 반도체층(112)과는 접하지 않고, 상기 제1 투광성 오믹층(131)이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접하도록 형성될 수 있다.
이에 따라 그래핀층의 반도체층과의 접착성 문제 및 접촉저항 문제를 획기적으로 극복할 수 있다.
또한, 실시예는 상기 탄소나노층(133) 상에 형성된 제2 투광성 오믹층(135)을 더 포함할 수 있고, 상기 패드전극(140)은 상기 제2 투광성 오믹층(135) 상에 형성될 수 있다. 이에 따라, 상기 탄소나노층(133)은 상기 제1 투광성 오믹층(131)과 상기 제2 투광성 오믹층(135) 사이에 개재될 수 있다.
실시예에 따른 탄소나노층(133)은 종래 투명 오믹층에 비해 면방향 열전도율 우수하여 방열특성이 우수하며, 또한, 면방향 전기전도도가 우수하여 패드전극(140)으로 부터 주입되는 전류가 면방향으로 효과적으로 균일하게 분산되어 균일한 전류 주입에 따른 전류 주입효율이 증대되어 발광효율 증대된다.
또한, 실시예에 의하면 면방향 전기전도도가 우수하면서 동시에 광투과율이 우수한 얇은 투광성 전극층의 구현이 가능하다. 따라서, 전류주입효율, 열방출 효율, 광추출 효율 증대에 따른 소자의 발광효율과 신뢰성을 효과적으로 개선할 수 있다.
실시예는 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고성능의 질화물 반도체 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 열전도도와 전기전도도가 탁월하고 투명도가 우수한 탄소나노층을 질화물 반도체 발광소자의 투광성 전극층에 채용함으로써 전류주입의 균일성을 개선하고 열방출효율을 획기적으로 개선하며, 광추출 효율을 극대화함으로써 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고출력의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.
제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 상기 제1 실시예에 따른 발광소자(100)의 기술적인 특징을 채용할 수 있으며, 이하 제1 실시예와 차별되는 제2 실시예의 기술적인 특징 위주로 설명한다.
제2 실시예에 따른 발광소자(102)는 제2 도전형 반도체층(118)과, 상기 제2 도전형 반도체층(118) 상에 형성된 활성층(116)과, 상기 활성층(116) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 형성된 제3 투광성 오믹층(131a) 및 상기 제3 투광성 오믹층(131a) 상에 형성된 제2 탄소나노층(133a)을 포함할 수 있다.
제2 실시예는 제2 탄소나노층(133a) 상에 제4 투광성 오믹층(135a)을 더 포함할 수 있다.
제2 실시예에서는 상기 제2 탄소나노층(133a)의 일부 영역이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접할 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 제2 탄소나노층(133a) 영역 상에 패드 전극(140)이 형성될 수 있다.
제2 실시예에 의하면 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 제2 탄소나노층(133a)은 오믹접촉을 형성하지 못해 전류차단층 기능을 하게 되며, 그 외의 영역으로 전류가 효과적으로 확산되어 전류확산에 기여하여 발광영역의 확대에 따라 발광효율이 증대되고 소자의 신뢰성이 향상되어 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.
이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 제2 실시예에 따른 발광소자(102)의 제조방법을 설명한다.
도 7과 같이 제2 전극층(120) 상에 발광구조물(110)이 형성된 상태(도 4 참조)에서 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제3 투광성 오믹층(131a)을 형성한다.
상기 제3 투광성 오믹층(131a)은 소정의 패턴에 의해 상기 제1 도전형 반도체층(112)의 일부를 노출할 수 있다. 예를 들어, 패드 전극(140)이 형성될 영역의 제1 도전형 반도체층(112)을 노출하면서 제3 투광성 오믹층(131a)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 제3 투광성 오믹층 물질(미도시)을 형성 후 패드 전극이 형성될 위치의 제3 투광성 오믹층 물질을 노출하는 소정의 식각마스크 패턴을 형성한 후, 식각공정에 의해 노출된 제3 투광성 오믹층 물질을 제거하여 패드 전극(140)이 형성될 영역의 제1 도전형 반도체층(112)을 노출하는 제3 투광성 오믹층(131a)을 형성할 수 있다.
또는, 패드 전극이 형성될 위치의 제1 도전형 반도체층(112) 상에 소정의 희생마스크 패턴(미도시)을 형성한 상태에서 제3 투광성 오믹층 물질을 형성한 후, 상기 희생마스크 패턴을 제거하여 패드전극이 형성될 영역의 제1 도전형 반도체층(112)을 노출하는 제3 투광성 오믹층(131a)을 형성할 수 있다.
다음으로, 도 8과 같이 상기 제3 투광성 오믹층(131a) 상에 제2 탄소나노층(133a)을 형성하고, 도 9와 같이 상기 제2 탄소나노층(133a) 상에 패드 전극(140)을 형성한다.
상기 제2 탄소나노층(133a)은 그래핀 탄소나노층을 포함할 수 있으며, 상기 제2 탄소나노층(133a)은 엑스시튜(ex-situ)방식으로 외부에서 형성된 그래핀 탄소나노층(133a)을 상기 제3 투광성 오믹층(131a) 및 노출된 제1 도전형 반도체층(112)과 결합시킬 수 있다.
또는, 상기 제3 투광성 오믹층(131a) 및 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(112) 상에 인시튜(in-situ)방식으로 CVD 등의 공정에 의해 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 실시예는 상기 패드 전극(140)이 형성되지 않은 제2 탄소나노층(133a) 상에 제4 투광성 오믹층(135a)을 더 형성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 실시예에서 제3 투광성 오믹층(131a), 제2 탄소나노층(133a) 및 제4 투광성 오믹층(135a)은 제2 투광성 전극층(130a)을 구성할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 실시예에서는 상기 제2 탄소나노층(133a)의 일부 영역이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접할 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 제2 탄소나노층(133a) 영역 상에 패드 전극(140)이 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층(112) 상에도 제2 탄소나노층(133a)이 형성되어 상기 제2 탄소나노층(133a)의 일부 영역이 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접할 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 제2 탄소나노층(133a) 영역 상에 패드 전극(140)이 형성될 수 있다.
제2 실시예에 의하면 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 제2 탄소나노층(133a)은 오믹접촉을 형성하지 못해 전류차단층 기능을 하게 되며, 그 외의 영역으로 전류가 효과적으로 확산되어 전류확산에 기여하여 발광영역의 확대에 따라 발광효율이 증대되고 소자의 신뢰성이 향상되어 고출력 발광소자를 제공할 수 있다.
실시예는 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고성능의 질화물 반도체 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 열전도도와 전기전도도가 탁월하고 투명도가 우수한 탄소나노층을 질화물 반도체 발광소자의 투광성 전극층에 채용함으로써 전류주입의 균일성을 개선하고 열방출효율을 획기적으로 개선하며, 광추출 효율을 극대화함으로써 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고출력의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 10은 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(240)가 포함된다.
상기 패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 도 1 에 예시된 제1 실시예에 따른 수직형 타입의 발광 소자(100)가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 제2 실시예에 따른 발광소자(102) 또는 수평형 발광소자(미도시)에도 적용될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(205) 상에 설치되거나 상기 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 설치될 수 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(213)과 와이어(230)를 통해 전기적으로 연결되고 상기 제4 전극층(214)과 직접 접촉하여 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있다.
상기 몰딩부재(240)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(240)에는 형광체가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도(1100)이다. 다만, 도 11의 조명 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시예에서 상기 조명 유닛(1100)은 케이스몸체(1110)와, 상기 케이스몸체(1110)에 설치된 발광모듈부(1130)과, 상기 케이스몸체(1110)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1120)를 포함할 수 있다.
상기 케이스몸체(1110)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 발광모듈부(1130)은 기판(1132)과, 상기 기판(1132)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.
상기 기판(1132)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다.
또한, 상기 기판(1132)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.
상기 기판(1132) 상에는 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(100)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(100)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈부(1130)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.
상기 연결 단자(1120)는 상기 발광모듈부(1130)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 상기 연결 단자(1120)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1120)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.
도 12는 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도(1200)이다. 다만, 도 12의 백라이트 유닛(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시예에 따른 백라이트 유닛(1200)은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.
상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
실시예는 발광소자의 발광효율과 신뢰성을 획기적으로 개선하여 고성능의 질화물 반도체 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 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.
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 (10)

  1. 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 투광성 오믹층; 및
    상기 제1 투광성 오믹층 상에 탄소나노층;을 포함하는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 탄소나노층은
    그래핀층(Graphene layer)를 포함하는 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 탄소나노층은 상기 제1 도전형 반도체층과 이격되고,
    상기 제1 투광성 오믹층이 상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 발광소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 탄소나노층 상에 패드전극을 더 포함하고,
    상기 탄소나노층은 상기 패드전극과 상기 제1 투광성 오믹층 사이에 개재되는 발광소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 탄소나노층 상에 제2 투광성 오믹층; 및
    상기 제2 투광성 오믹층 상에 패드전극;을 더 형성되는 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 탄소나노층은
    상기 제1 투광성 오믹층과 상기 제2 투광성 오믹층 사이에 개재되는 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 탄소나노층의 일부 영역은 상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 발광소자.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 상기 탄소나노층 영역 상에 패드전극을 더 포함하는 발광소자.
  9. 제1 항 내지 제8 항 중 어느 하나의 항에 있어서,
    상기 탄소나노층의 두께는 0.1nm ~ 100nm인 발광 소자.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 탄소나노층의 두께는 0.2nm~0.325nm인 발광 소자.
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