KR20130138416A - 발광소자 - Google Patents

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KR20130138416A
KR20130138416A KR1020120061954A KR20120061954A KR20130138416A KR 20130138416 A KR20130138416 A KR 20130138416A KR 1020120061954 A KR1020120061954 A KR 1020120061954A KR 20120061954 A KR20120061954 A KR 20120061954A KR 20130138416 A KR20130138416 A KR 20130138416A
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semiconductor layer
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김현주
김소정
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엘지이노텍 주식회사
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    • H01L33/405—Reflective materials

Abstract

실시예에 따른 발광소자는 적어도 두 개의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 발광 구조물과 전기적으로 연결된 전극층을 각각 포함하고, 상기 전극층은 상기 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층과 인접하여 위치하는 하부 전극과, 상기 하부 전극과 연결되며 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 제1 도전형 반도체층과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극을 포함한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광소자에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
도 1은 일반적인 고출력 발광소자를 도시한 측단면도이다.
고출력 발광소자는 기판(10) 상에 복수 개의 발광 다이오드(20)를 직렬 또는 병렬로 연결하여 사용하며, 도 1는 직렬 연결된 세 개의 수직형 발광 다이오드(20a, 20b, 20c)를 도시하고 있다.
종래에는 인접한 발광 다이오드(20)의 연결시, 도 1의 A 부분에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(20)의 제2 도전형 반도체층(23) 방향에 위치하는 전극층(40)이 드러날 때까지 절연층(30)을 에칭하여 상기 전극층(40)과 제1 전극(45)을 연결하는 방식을 사용하였다.
그러나, 절연층(30)의 에칭에서 불량이 발생할 경우 전극층(40)의 일부가 외부로 노출되어 발광소자의 신뢰성이 저하될 우려가 있고, 인접한 발광 다이오드(20) 간의 전기적 연결을 위한 추가 에칭 공정이 수행되어야 하기 때문에 발광소자의 제작 공정이 복잡해지는 문제점이 존재하였다.
실시예는 발광소자의 신뢰성을 향상시키고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 적어도 두 개의 발광 다이오드를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 발광 구조물과 전기적으로 연결된 전극층을 각각 포함하고, 상기 전극층은 상기 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층과 인접하여 위치하는 하부 전극과, 상기 하부 전극과 연결되며 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 제1 도전형 반도체층과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극을 포함한다.
상기 발광소자, 발광 다이오드의 발광 구조물의 측면 및 하면의 적어도 일부에 위치하며 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물 사이에 위치하는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 절연층은 상기 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 및 활성층과 상기 전극층의 접촉 전극 사이에 위치할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 상기 전극층의 접촉 전극의 폭이 30~100um일 수 있다.
상기 발광소자는, 상기 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 방향에 위치하며, 상기 전극층의 하부 전극 중 하나와 전기적으로 연결된 도전층을 더 포함할 수 있다.
상기 발광소자는 상기 도전층과 상기 전극층 사이에 위치하는 제2 절연층을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 절연층은 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통해 상기 전극층과 상기 도전층이 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 도전층은 상기 제2 절연층의 개구부 내에 위치하는 제1 영역과 상기 제2 절연층 상에 접하여 위치하는 제2 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층의 표면에 러프니스 패턴이 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극 패드가 위치할 수 있다.
상기 발광 다이오드는 지지기판 상에 위치하며, 상기 발광 다이오드와 지지기판 사이에 본딩층이 개재될 수 있다.
상기 본딩층과 상기 발광 다이오드 사이에 위치하는 확산 장벽층을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층 상에, 상기 제1 절연층과 대응하여 적어도 하나의 제1 전극 패드가 위치할 수 있다.
상기 발광 구조물과 상기 전극층의 하부 전극 사이에 반사층이 위치할 수 있다.
상기 발광 구조물과 상기 반사층의 계면에 오믹접촉영역이 위치할 수 있다.
실시예에 따르면 인접한 발광 다이오드 간의 연결시 외부에서 절연층을 에칭하는 것이 아니라, 발광 다이오드의 내부에서 전기적 연결이 이루어지므로 발광소자의 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 실시예에 따르면 인접한 발광 다이오드 간의 전기적 연결을 위한 추가 에칭 공정이 불필요하므로 발광소자의 제작 공정이 단순화될 수 있다.
도 1은 일반적인 고출력 발광소자를 도시한 측단면도이고,
도 2는 일실시예에 따라 둘 이상의 발광 다이오드를 포함하는 발광소자의 측단면도이고,
도 3은 다른 실시예에 따른 발광소자의 측단면도이고,
도 4 내지 도 11은 발광소자 제조 방법의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 12는 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 13은 실시에에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면이고,
도 14는 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 도시한 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 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.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 일실시예에 따라 둘 이상의 발광 다이오드를 포함하는 발광소자의 측단면도이다.
도 2를 참조하면, 일실시예에 따른 발광소자는 둘 이상의 발광 다이오드(100)를 포함하고, 상기 발광 다이오드(100) 각각은 제1 도전형 반도체층(112), 제2 도전형 반도체층(116), 및 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 사이의 활성층(114)을 포함하는 발광 구조물(110)과, 상기 발광 구조물(110)과 전기적으로 연결된 전극층(120)을 포함한다.
그리고, 상기 전극층(120)은 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116)과 인접하여 위치하는 하부 전극(121)과, 상기 하부 전극(121)과 연결되며 인접한 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극(122)을 포함한다.
도 2에는 일 예로서 제1 발광 다이오드(100a), 제2 발광 다이오드(10b) 및 제3 발광 다이오드(100c) 등이 직렬 연결된 상태를 도시하였으나, 원하는 구동 전압 및 제작 방법에 따라 발광 다이오드의 개수에는 제한이 없으며, 실시예에 따라, 병렬 또는 직렬과 병렬이 조합된 방식으로 발광 다이오드들이 연결될 수도 있다.
발광 다이오드(100)는 복수의 화합물 반도체층, 예를 들어 3족-5족 원소의 반도체층을 이용한 LED(Light Emitting Diode)를 포함하며, LED는 청색, 녹색 또는 적색 등과 같은 광을 방출하는 유색 LED이거나 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 다이오드(100)는 제1 도전형 반도체층(112)과 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함하는 발광 구조물(110)을 각각 포함한다.
발광 구조물(110)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 도전형 반도체층(112)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 3족-5족 또는 2족-6족 등의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 또한 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se 또는 Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr 또는 Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
제1 도전형 반도체층(112)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 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.
외부로 노출된 제1 도전형 반도체층(112)의 일면에는 광 추출 효율 향상을 위하여 러프니스 패턴이 형성될 수 있다.
활성층(114)은 전자와 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(112)이 n형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(116)이 p형 반도체층인 경우, 제1 도전형 반도체층(112)에서 전자가 제공되고 제2 도전형 반도체층(116)에서 정공이 제공될 수 있다.
활성층(114)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자선(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 다중 양자 우물 구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(114)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.
상기 활성층(114)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 활성층의 장벽층의 밴드갭보다 더 넓은 밴드갭을 갖는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조를 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 또는 p형으로 도핑될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(116)은 예를 들어, 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(116)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr 또는 Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, 또는 Te를 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
본 실시예에서, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 p형 반도체층으로 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 n형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체, 예컨대 상기 제2 도전형 반도체층이 p형 반도체층일 경우 n형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광 구조물은 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.
발광 다이오드(100)는 발광 구조물(110)과 전기적으로 연결된 전극층(120)을 포함한다.
전극층(120)은 발광 다이오드(100)의 구동에 필요한 전류를 공급하며, 우수한 전기 전도성을 갖는 물질로 형성된다. 전극층(120)은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
전극층(120)은 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116)과 인접하여 위치하는 하부 전극(121)과, 상기 하부 전극(121)과 연결되며 인접한 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)과 적어도 일부와 접하는 접촉 전극(122)을 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 제2 발광 다이오드(100b)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 하부에 하부 전극(121)이 위치하고, 제2 발광 다이오드(100b)와 인접한 제1 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116)과 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)과 접하여 접촉 전극(122)이 위치하며, 상기 하부 전극(121)과 접촉 전극(122)은 연결되어 있다.
제1 발광 다이오드(100a)는 발광소자의 외곽에 위치하므로, 제1 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 하부에 하부 전극(121)만이 위치하고 상기 하부 전극(121)과 연결된 접촉 전극은 존재하지 않으며, 상기 하부 전극(121)은 후술하는 도전층(140)과 전기적으로 연결되어 외부로부터 전류를 공급받을 수 있다.
제3 발광 다이오드(100c)는 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 하부에 하부 전극(121)이 위치하고, 제3 발광 다이오드(100c)와 인접한 제2 발광 다이오드(100b)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116)과 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)과 접하여 접촉 전극(112)이 위치하며, 상기 하부 전극(121)과 접촉 전극(122)은 연결되어 있다.
제3 발광 다이오드(100c)의 발광 구조물(110)의 제1 도전형 반도체층(112)과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극(122)은 미도시된 또 다른 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 하부에 위치하는 하부 전극과 연결될 것이다.
제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 접촉 전극(122)의 부분의 단면은 여러 형태로 형성될 수 있으며, 예를 들어 원형, 다각형 또는 비정형으로 형성될 수 있다.
일 예로서, 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 전극층(120)의 접촉 전극(122)의 단면의 폭은 30~100um일 수 있다.
전극층(120)의 접촉 전극(122)은 하부 전극(121)으로부터 분기되어 형성되며, 두 개 이상으로 형성될 수도 있으나 접촉 전극(122)이 차지하는 면적이 너무 넓으면 발광 영역이 축소되어 발광 효율이 저하될 수 있다.
발광 구조물(110) 측면 및 하면의 적어도 일부에는 제1 절연층(150)이 위치할 수 있다.
제1 절연층(150)은 발광 구조물(100)을 보호하고 인접한 발광 다이오드(100) 사이를 전기적으로 차단하여 전기적 단락을 방지하며, 발광소자의 제작 과정에서, 에칭을 통해 개별적인 발광 다이오드들(100)로 분리하는 칩 아이솔레이션(chip isolation) 공정시 에칭 스탑 레이어의 역할을 할 수 있다.
제1 절연층(150)은 비전도성 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층 또는 산화 알루미늄층 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제1 절연층(150)은 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)과 전극층(120)의 접촉 전극(122) 사이에 위치하여 이들 사이의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
전극층(120)의 하부 전극(121)과 발광 구조물(110) 사이에는 반사층(160)이 위치할 수 있다.
반사층(160)은 활성층(114)에서 생성된 빛이 발광소자 내부에서 소멸되지 않고 반사되어 발광소자의 외부로 방출되도록 하여 발광소자의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(160)은 반사도가 높은 물질로 형성되며, 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 반사층(160)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등의 적층 구조로 형성될 수도 있다.
발광 구조물(100)과 반사층(160)의 계면에는 오믹접촉영역(165)이 위치할 수 있다.
오믹접촉영역(165)은 별도의 레이어로서 존재할 수도 있고, 반사층(160)이 발광 구조물(예컨대, 제2 도전형 반도체층(116)과 오믹 접촉하는 물질로 형성될 경우에는 별도의 레이어로서 존재하지 않을 수도 있다.
오믹접촉영역(165)이 별도의 레이어로서 형성될 경우, 오믹접촉영역(165)은 투광성 전도층과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
오믹접촉영역(165)은 발광 구조물(110)과 반사층(160) 사이에 위치하므로 투명 전극 등으로 형성될 수 있고, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.
또한, 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 하부, 즉 제2 도전형 반도체층(116) 방향에는 도전층(140)이 위치할 수 있다.
도전층(140)은 전극층(120)의 하부 전극(121) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며, 일반적으로 발광소자에서 외곽에 위치하는 발광 다이오드의 발광 구조물의 하부에 위치하는 하부 전극(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 도전층(140)은 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 방향에 위치하는 하부 전극(121)과 전기적으로 연결되어, 발광소자의 구동에 필요한 전류를 공급할 수 있다.
도전층(140)은 우수한 전기 전도성을 갖는 물질로 형성되며, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
도전층(140)과 전극층(120) 사이에는 제2 절연층(170)이 위치하며, 제2 절연층(170)은 도전층(140)과 전기적으로 연결된 하부 전극(121)을 제외한 나머지 전극층(120)과의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
도전층(140)은 그 이후에 형성되는 구성요소(예를 들어, 확산 방지층(190))와 제2 절연층(170)을 결합시키는 역할을 수행할 수 있다.
제2 절연층(170)은 비전도성 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층 또는 산화 알루미늄층 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제2 절연층(170)은 개구부(172)를 포함하고, 상기 개구부(172)를 통해 상술한 바와 같이 전극층(120)의 하부 전극(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2를 참조하면, 제1 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110) 하부에 위치하는 하부 전극(121)과 대응하는 위치의 제2 절연층(170)에 개구부(172)가 형성되고, 상기 개구부(172)를 통해 상기 하부 전극(121)과 도전층(140)이 전기적으로 연결되어 있다.
각각의 발광 다이오드(100)는 외부로 노출된 발광 구조물(110)의 일면, 즉, 제1 도전형 반도체층(112) 상에 위치하는 제1 전극 패드(180)를 포함할 수 있다.
제1 전극 패드(180)는 제1 도전형 반도체층(112) 내에서 전류가 고르게 스프레딩될 수 있도록 하며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
제1 전극 패드(180)는 다양한 패턴으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 방사형 패턴, 십자형 패턴, 라인형 패턴, 곡선형 패턴, 루프 패턴, 고리 패턴, 또는 링 패턴 중 적어도 하나의 패턴으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 전극 패드(180)는 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf, Ti, Cr 중에서 선택된 금속, 또는 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다.
제1 전극 패드(180)는 상기 제1 절연층(150)과 대응하여 위치할 수 있다. 이때, 상기 제1 절연층(150)은 전류 차단층(Current Blocking Layer: CBL)의 역할을 할 수 있다.
전류 차단층은 발광 구조물(110) 내에서 전극이 위치하는 부분에서만 전류가 집중되는 것을 방지하여 전류의 흐름을 수평 방향으로 분산시키며, 이로써 과전류에 의한 발광소자의 오작동을 방지하고 발광소자의 발광 효율 및 신뢰성을 높일 수 있도록 한다.
발광 다이오드(100)는 하부에 위치하는 지지기판(130)에 의해 지지될 수 있다.
지지기판(130)은 발광 다이오드(100)를 지지하며 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 지지기판(130)은 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 또는 전도성 시트 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
발광 다이오드(100)와 지지기판(130)은 본딩층(185)에 의해 서로 본딩될 수 있으며, 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 방향에 도전층(170)까지 형성한 후 본딩층(185)을 통해 지지기판(130)을 부착시킬 수 있다.
본딩층(185)은 예를 들어, Au, Sn, In, Ag, Ni, Nb 및 Cu로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
발광 다이오드(100)와 본딩층(185) 사이에 확산 방지층(190)이 위치할 수 있다. 확산 방지층(190)은 본딩층(185)에 사용된 금속 등이 상부의 발광 다이오드(100) 내부로 확산되는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 3은 다른 실시예에 따른 발광소자의 측단면도이다.
상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 발광소자는 둘 이상의 발광 다이오드(100)를 포함하고, 상기 발광 다이오드(100) 각각은 제1 도전형 반도체층(112), 제2 도전형 반도체층(116), 및 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 사이의 활성층(114)을 포함하는 발광 구조물(110)과, 상기 발광 구조물(110)과 전기적으로 연결된 전극층(120)을 포함한다.
그리고, 상기 전극층(120)은 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116)과 인접하여 위치하는 하부 전극(121)과, 상기 하부 전극(121)과 연결되며 인접한 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극(122)을 포함한다.
또한, 발광 다이오드(100)의 발광 구조물(110)의 하부, 즉 제2 도전형 반도체층(116) 방향에는 도전층(140)이 위치할 수 있다.
도전층(140)은 전극층(120)의 하부 전극(121) 중 어느 하나와 전기적으로 연결되며, 일반적으로 발광소자에서 외곽에 위치하는 발광 다이오드의 발광 구조물의 하부에 위치하는 하부 전극(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 도전층(140)은 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 방향에 위치하는 하부 전극(121)과 전기적으로 연결되어, 발광소자의 구동에 필요한 전류를 공급할 수 있다.
도전층(140)은 우수한 전기 전도성을 갖는 물질로 형성되며, 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
도전층(140)과 전극층(120) 사이에는 제2 절연층(170)이 위치하며, 제2 절연층(170)은 도전층(140)과 전기적으로 연결된 하부 전극(121)을 제외한 나머지 전극층(120)과의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
제2 절연층(170)은 비전도성 산화물 또는 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서, 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층 또는 산화 알루미늄층 중 적어도 어느 하나로 이루어질 수 있다.
제2 절연층(170)은 개구부(172)를 포함하고, 상기 개구부(172)를 통해 상술한 바와 같이 전극층(120)의 하부 전극(121)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제1 발광 다이오드(100a)의 발광 구조물(110) 하부에 위치하는 하부 전극(121)과 대응하는 위치의 제2 절연층(170)에 개구부(172)가 형성되고, 상기 개구부(172)를 통해 상기 하부 전극(121)과 도전층(140)이 전기적으로 연결되어 있다.
도전층(140)은 상기 제2 절연층(170)의 개구부(172) 내에 위치하는 제1 영역(141)과, 상기 제2 절연층(170) 상에 접하여 위치하는 제2 영역(142)을 포함할 수 있다.
개구부(172)가 형성된 제2 절연층(170) 상에 도전층(140)을 형성할 경우, 도전성 물질이 개구부(172)를 메우면서 상면이 평평한 도전층(140)을 형성하는 것이 공정상 어려우며, 상면이 평평하지 않을 경우 개구부(172)와 대응하는 부분에서 단차가 발생하여 발광 구조물(110)이 함몰되는 등 발광소자의 신뢰성이 저하되는 문제점이 종종 발생할 수 있다.
본 실시예에서는, 제2 절연층(170) 상에 도전층(140)을 형성할 때, 도전층(140)의 제1 영역(141)을 먼저 형성하고 난 후 상기 제2 영역(142)을 형성함으로써, 개구부(172)가 고르게 메워져 제2 영역(142)의 상면이 평평하게 형성되므로, 단차에 의한 발광 구조물(110)의 함몰을 방지할 수 있다.
도전층(140)의 제1 영역(141)의 높이(h)는 제2 절연층(170)의 개구부(172)의 두께와 동일할 수 있으며, 약간의 공차를 포함할 수 있다. 도전층(140)의 제1 영역(141)의 높이(h)가 너무 높을 경우, 오히려 단차를 유발시킬 수 있다.
도전층(140)의 제1 영역(141) 및 제2 영역(142)은 예를 들어, 몰리브덴(Mo), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 금(Au), 알루미늄(Al), 타이타늄(Ti), 백금(Pt), 바나듐(V), 텅스텐(W), 납(Pd), 구리(Cu), 로듐(Rh) 또는 이리듐(Ir) 중에서 선택된 어느 하나의 금속 또는 상기 금속들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 서로 동일한 물질로 형성되거나 서로 다른 물질로 형성될 수 있다.
도 4 내지 도 11은 발광소자 제조 방법의 일실시예를 도시한 도면이다. 도 4 내지 도 11은 일 예로서 도 3에 따른 발광소자의 제조 방법의 일실시예를 나타내었다.
도 4를 참조하면, 성장 기판(200) 상에 발광 구조물(110)을 성장시킨다.
성장 기판(200)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 또는 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 기판(200)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(200)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
발광 구조물(110)은 성장 기판(200) 상에 제1 도전형 반도체층(112)과 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)을 순차적으로 성장시킴으로써 형성될 수 있다.
발광 구조물(110)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
성장 기판(200) 상에 발광 구조물(110)을 성장시키기 전에 버퍼층(미도시)을 성장시킬 수 있다. 버퍼층은 성장 기판(200)과 제1 도전형 반도체층(112) 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것으로, 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
그리고, 도 5를 참조하면, 발광 구조물(110) 상에 오믹접촉영역(165)과 반사층(160)을 형성한 후, 반사층(160), 제2 도전형 반도체층(116) 및 활성층(114)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(112)을 노출시키는 복수 개의 비아홀(210)을 형성한다.
도 5에는 네 개의 비아홀(210)이 도시되어 있으나 이는 설명을 위하여 구성요소들의 일부분만을 나타낸 것이며, 네 개 이상의 비아홀(210)이 형성될 수 있다.
비아홀(210)은, 예를 들어, 포토리쏘그라피 공정 및 식각 공정을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층(160)을 선택적으로 식각하여 제2 도전형 반도체층(116)을 노출시킨 후, 노출된 제2 도전형 반도체층(116)과 그 하부의 활성층(114)을 식각하여 제1 도전형 반도체층(112)을 노출시킴으로써 형성할 수 있다.
그 후, 비아홀(210)의 측면 및 바닥면의 적어도 일부에 제1 절연층(150)을 형성한다.
반사층(160), 비아홀(210), 제1 절연층(150) 등의 세부적인 형성 순서는 실시예에 따라 얼마든지 달라질 수 있으며, 이에 제한을 두지 않는다.
그리고, 도 6을 참조하면, 제1 도전형 반도체층(112)과 대응하는 제1 절연층(150)의 일부를 에칭에 의해 제거하여 제1 도전형 반도체층(112)을 노출시킨 후, 전극층(120)을 형성한다.
전극층(120) 중에서 발광 구조물(110)의 제2 도전형 반도체층(116) 방향에 위치하는 부분이 하부 전극(121)이 되고, 하부 전극(121)으로부터 분기되며 제1 도전형 반도체층(112)과 접하는 부분이 접촉 전극(122)이 된다.
그리고, 전극층(120) 상에 제2 절연층(170)을 형성한다.
그 후, 도 7을 참조하면, 제2 절연층(170) 상에 PR층(220)을 형성한다. PR층(220)에는 개구부(172)가 형성될 제2 절연층(170) 상에 위치하는 마스크(222)를 포함한다.
PR층(220)은 빛을 조사받은 부분이 현상할 때 녹아나가는 양상 감광막, 또는 빛을 조사받은 부분이 현상할 때 오히려 남게 되는 음성 감광막을 사용하여 형성할 수 있으며, 도 7에서는 일 예로서 음성 감광막을 사용하였다.
PR층(220)을 형성한 후 자외선(UV Light)을 조사하면, 빛을 조사받은 부분만 남아서, 마스크(222)에 의해 자외선이 통과되지 못한 부분에 존재하는 제2 절연층(170)이 제거되어 개구부(172)가 형성된다.
상기 마스크(222)에 의해 개구부(172)의 패턴 형상이 결정될 수 있다.
그리고, 도 8을 참조하면, 제2 절연층(170)의 개구부(172) 상에 도전성 물질을 충진하여 도전층(140)의 제1 영역(141)을 형성할 수 있다.
제2 절연층(170)의 개구부(172)를 모두 메워 도전층(140)의 제1 영역(141)을 형성한 후에는, 도 9에 도시된 바와 같이 제2 절연층(170) 상에 도전층(140)의 제2 영역(142)을 형성한다.
도전층(140)의 제1 영역(141)과 제2 영역(142)을 구성하는 물질을 서로 동일할 수도 있고 다를 수도 있다.
그리고, 도전층(140) 상에 확산 방지층(190)과 본딩층(185)을 형성한다.
그 후, 도 10을 참조하면, 상기 본딩층(185) 상에 지지기판(130)을 부착한다.
상기 지지기판(130)은 지지기판(130)보다 강성을 지닌 별도의 기판(230)에 부착되어 있는 채로 상기 본딩층(185)과 본딩된다.
그리고, 발광 구조물(110)의 성장 기판(200)을 분리한다. 성장 기판(200)의 분리는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다.
레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 상기 기판(200) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 상기 기판(200)과 발광 구조물(110)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(200)의 분리가 일어난다.
그 후, 도 11을 참조하면, 발광 구조물(110)에 아이솔레이션 에칭을 실시하여 각각의 발광 다이오드(100) 단위로 분리한다. 아이솔레이션 에칭은, 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각 방법에 의해 실시될 수 있다. 이때, 제1 절연층(150)이 에칭 스탑 레이어의 역할을 할 수 있다.
그리고, 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제1 전극 패드(180)를 형성한다.
도 12는 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)에 설치된 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과, 상기 몸체(310)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광소자와, 상기 캐비티에 형성된 몰딩부(340)를 포함한다. 상기 몸체(310)에는 캐비티가 형성될 수 있다.
상기 발광소자는 직렬 또는 병렬 연결된 둘 이상의 발광 다이오드(100)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(310)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(310)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 몸체(310)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(321, 322) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.
상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자에 전류를 공급한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 상기 발광소자에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 발광소자는 상기 몸체(310) 상에 설치되거나 상기 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 설치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 리드 프레임(321)과 발광소자가 직접 통전되고, 제2 리드 프레임(322)과 상기 발광소자는 와이어(330)를 통하여 연결되어 있다. 발광소자는 와이어 본딩 방식 외에 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 등에 의하여 리드 프레임(321, 322)과 연결될 수 있다.
상기 몰딩부(340)는 상기 발광소자를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(340) 상에는 형광체(350)가 포함되어, 상기 발광소자로부터 방출되는 빛의 파장을 변화시킬 수 있다.
형광체(350)는 가넷(Garnet)계 형광체, 실리케이트(Silicate)계 형광체, 니트라이드(Nitride)계 형광체, 또는 옥시니트라이드(Oxynitride)계 형광체를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 가넷계 형광체는 YAG(Y3Al5O12:Ce3 +) 또는 TAG(Tb3Al5O12:Ce3 +)일 수 있고, 상기 실리케이트계 형광체는 (Sr,Ba,Mg,Ca)2SiO4:Eu2 +일 수 있고, 상기 니트라이드계 형광체는 SiN을 포함하는 CaAlSiN3:Eu2 +일 수 있고, 상기 옥시니트라이드계 형광체는 SiON을 포함하는 Si6 - xAlxOxN8 -x:Eu2 +(0<x<6)일 수 있다.
상기 발광소자에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 상기 형광체(250)에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광은 렌즈(미도시)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드램프와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 13은 실시에에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 발광 모듈(710)에서 방출된 빛이 리플렉터(720)와 쉐이드(730)에서 반사된 후 렌즈(740)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.
상기 발광 모듈(710)은 회로기판 상에 발광소자가 복수 개로 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
도 14는 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 14를 참조하면, 실시예에 따른 표시장치(800)는 발광 모듈(830, 835)과, 바텀 커버(810) 상의 반사판(820)과, 상기 반사판(820)의 전방에 배치되며 상기 발광 모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(840)과, 상기 도광판(840)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(850)와 제2 프리즘시트(860)와, 상기 제2 프리즘시트(860)의 전방에 배치되는 패널(870)과 상기 패널(870)의 전반에 배치되는 컬러필터(880)를 포함하여 이루어진다.
발광 모듈은 회로 기판(830) 상의 상술한 발광소자 패키지(835)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(830)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(835)는 도 11에서 설명한 바와 같다.
상기 바텀 커버(810)는 표시 장치(800) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 상기 반사판(820)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 상기 도광판(840)의 후면이나, 상기 바텀 커버(810)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
여기서, 반사판(820)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(840)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(830)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 그리고, 도광판이 생략되어 반사시트(820) 위의 공간에서 빛이 전달되는 에어 가이드 방식도 가능하다.
상기 제1 프리즘 시트(850)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(860)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(850) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 발광 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(870)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(850)과 제2 프리즘시트(860)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(870)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(860) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(870)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(870)의 전면에는 컬러 필터(880)가 구비되어 상기 패널(870)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
이상과 같이 실시예는 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다.
그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 발광 다이오드 110: 발광 구조물
112: 제1 도전형 반도체층 114: 활성층
116: 제2 도전형 반도체층 120: 전극층
121: 하부 전극 122: 접촉 전극
130: 지지기판 140: 도전층
150: 제1 절연층 160: 반사층
165: 오믹접촉영역 170: 제2 절연층
180: 제1 전극 패드 185: 본딩층
190: 확산 방지층 200: 성장 기판
210: 비아홀 220: PR층
310: 패키지 몸체 321, 322: 제1,2 리드 프레임
330: 와이어 340: 몰딩부
350: 형광체 710: 발광 모듈
720: 리플렉터 730: 쉐이드
800: 표시장치 810: 바텀 커버
820: 반사판 840: 도광판
850: 제1 프리즘시트 860: 제2 프리즘시트
870: 패널 880: 컬러필터

Claims (17)

  1. 적어도 두 개의 발광 다이오드를 포함하는 발광소자에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이의 활성층을 포함하는 발광 구조물과, 상기 발광 구조물과 전기적으로 연결된 전극층을 각각 포함하고,
    상기 전극층은 상기 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층과 인접하여 위치하는 하부 전극과, 상기 하부 전극과 연결되며 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 관통하여 제1 도전형 반도체층과 적어도 일부가 접하는 접촉 전극을 포함하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자, 발광 다이오드의 발광 구조물의 측면 및 하면의 적어도 일부에 위치하며 인접한 발광 다이오드의 발광 구조물 사이에 위치하는 제1 절연층을 더 포함하는 발광소자.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 절연층은 상기 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 및 활성층과 상기 전극층의 접촉 전극 사이에 위치하는 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 상기 전극층의 접촉 전극의 폭이 30~100um인 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자는, 상기 발광 다이오드의 발광 구조물의 제2 도전형 반도체층 방향에 위치하며, 상기 전극층의 하부 전극 중 하나와 전기적으로 연결된 도전층을 더 포함하는 발광소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 발광소자는 상기 도전층과 상기 전극층 사이에 위치하는 제2 절연층을 더 포함하는 발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제2 절연층은 개구부를 포함하고, 상기 개구부를 통해 상기 전극층과 상기 도전층이 전기적으로 연결된 발광소자.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 도전층은 상기 제2 절연층의 개구부 내에 위치하는 제1 영역과 상기 제2 절연층 상에 접하여 위치하는 제2 영역을 포함하는 발광소자.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 동일한 물질로 이루어진 발광소자.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 다른 물질로 이루어진 발광소자.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층의 표면에 러프니스 패턴이 형성된 발광소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극 패드가 위치하는 발광소자.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 지지기판 상에 위치하며, 상기 발광 다이오드와 지지기판 사이에 본딩층이 개재되는 발광소자.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 본딩층과 상기 발광 다이오드 사이에 위치하는 확산 장벽층을 더 포함하는 발광소자.
  15. 제 2 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층 상에, 상기 제1 절연층과 대응하여 적어도 하나의 제1 전극 패드가 위치하는 발광소자.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 구조물과 상기 전극층의 하부 전극 사이에 반사층이 위치하는 발광소자.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 발광 구조물과 상기 반사층의 계면에 오믹접촉영역이 위치하는 발광소자.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20150098847A (ko) * 2014-02-21 2015-08-31 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
KR20160118487A (ko) * 2015-04-02 2016-10-12 엘지이노텍 주식회사 발광소자
JP2019012816A (ja) * 2017-06-30 2019-01-24 日亜化学工業株式会社 発光装置及びその製造方法

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