KR20140028231A - 발광소자 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며 복수 개의 우물층 및 복수 개의 장벽층을 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 활성층은 우물층과 장벽층이 서로 번갈아 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역 및 상기 제2 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역을 포함한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 내부양자효율이 향상된 발광소자에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light 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 1 및 도 2는 종래의 발광 다이오드의 에너지 밴드 다이어그램을 간략히 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 종래의 발광 다이오드는 n-GaN층(11), MQW로 이루어진 활성층(12) 및 p-GaN(13)을 포함하고, n-GaN층(11)에서 주입된 전자와 p-GaN(13)에서 주입된 정공이 활성층(12)의 우물층(12a)에서 재결합하여 빛을 방출한다. 그러나, 상대적으로 무거운 정공은 에너지 장벽을 넘기 어렵기 때문에 전자의 주입 효율이 비해 정공의 주입 효율이 좋지 못하다.
이를 보완하기 위하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 활성층(12)의 장벽층(22b)에 In을 포함시켜 에너지 장벽을 낮추는 InGaN 우물층/InGaN 장벽층 구조가 개시되었으나 정공의 주입 효율을 향상시키기에는 한계가 있다.
실시예는 전자와 정공의 주입 효율을 개선하여 전자와 정공의 재결합 효율이 향상된 발광소자를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며 복수 개의 우물층 및 복수 개의 장벽층을 포함하는 활성층;을 포함하고, 상기 활성층은 우물층과 장벽층이 서로 번갈아 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역 및 상기 제2 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역을 포함한다.
상기 제1 영역에 포함된 복수 개의 장벽층은 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 계단형으로 증가할 수 있다.
상기 제2 영역에 포함된 복수 개의 장벽층은 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 계단형으로 감소할 수 있다.
상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 접할 수 있다.
상기 복수 개의 장벽층은 에너지 밴드갭이 컨벡스(Convex) 형태를 나타낼 수 있다.
상기 복수 개의 장벽층은 제1 영역에서 장벽층에 포함된 In의 조성이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 감소하고, 상기 제2 영역에서 장벽층에 포함된 In의 조성이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 증가할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층은 상기 활성층과 인접하여 전자 차단층을 더 포함할 수 있다.
실시예에 따르면, 전자와 정공의 주입 효율을 개선하여 보다 많은 우물에서 전자와 정공이 재결합하도록 함으로써 발광소자의 내부양자효율을 향상시킬 수 있다.
도 1 및 도 2는 종래의 발광 다이오드의 에너지 밴드 다이어그램을 간략히 나타낸 도면.
도 3은 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면.
도 8은 제4 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면.
도 9는 제5 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면.
도 10은 실시예에 따른 발광소자의 내부양자효율을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프.
도 11은 실시예에 따른 발광소자에 포함된 복수 개의 우물층 각각에서의 빛 방출 강도를 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프
도 12는 실시예들에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면.
도 13은 실시예들에 따른 발광소자가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면.
도 14는 실시예에 따른 발광소자 패키지가 배치된 표시장치의 일실시예를 도시한 도면.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 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 3은 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 일 실시예에 따른 발광소자(100)는 수평형 발광소자이며, 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126), 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
발광소자(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, 백색 LED 또는 UV LED일 수 있다. LED의 방출 광은 다양한 반도체를 이용하여 구현될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(120)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(122)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(122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 제2 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(122)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(122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 또는 2족-6족 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)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(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다. 상기 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서 Si, Ge, Sn, Se, Te 등을 포함할 수 있으나 이에 한정하지 않는다.
본 실시예에서, 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 n형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 상기 제1 도전형 반도체층(122)은 p형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(126)은 n형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(126) 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.
제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 활성층(124)이 위치한다.
활성층(124)은 전자와 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다. 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(122)으로부터 전자가 주입되고 상기 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 정공이 주입될 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 반도체층(122)으로부터 정공이 주입되고 상기 제2 도전형 반도체층(126)으로부터 전자가 주입될 수 있다.
활성층(124)은 다중 우물 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(124)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(124)이 다중 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(124)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.
활성층(124)은 복수 개의 우물층(124a) 및 복수 개의 장벽층(124b)을 포함할 수 있고, 우물층(124a)과 장벽층(124b)은 서로 번갈아 위치할 수 있다.
복수 개의 장벽층은 상기 제1 도전형 반도체층(122)에 인접하며 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역(124-1) 및 상기 제2 도전형 반도체층(126)에 인접하며 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역(124-2)을 포함할 수 있다. 장벽층(124b)에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 좀 더 자세히 후술하기로 한다.
활성층(124)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(126)은 활성층(124)에 인접하여 위치하는 전자 차단층(Electron Blocking Layer; EBL, 126a)을 더 포함할 수 있다.
전자 차단층(126a)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제공된 전자의 이동도가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 도전형 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 하기 위한 것이다.
전자 차단층(126a)은 활성층(124)의 장벽층(124b)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, InxAlyGaN1 -x-y(0≤x<1, 0<y<1)의 조성을 가질 수 있다.
발광 구조물(120)은 기판(110) 상에 위치한다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 재료, 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있다. 성장기판(110)은 예를 들어, 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 성장기판(110)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.
발광 구조물(120)과 기판(110) 사이에는 버퍼층(115)이 위치할 수 있다. 버퍼층(115)은 발광 구조물(120)과 기판(110)의 재료의 격자 부정합 및 열팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(115)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체, 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)과 버퍼층(115) 사이에 언도프트 반도체층(미도시)이 위치할 수도 있다. 언도프트 반도체층은 제1 도전형 반도체층(122)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, n형 도펀트가 도핑되지 않아 상기 제1 도전형 반도체층에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 같을 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 제2 도전형 반도체층(126)과 활성층(124)의 적어도 일부가 선택적으로 식각되어 노출된 노출면(S)을 포함할 수 있다. 상기 노출면(S) 상에 제1 전극(130)이 위치하고, 식각되지 않은 제2 도전형 반도체층(126) 상에 제2 전극(140)이 위치할 수 있다.
제1 전극(130) 및 제2 전극(140)은 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) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
제2 전극(140)이 형성되기 전 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 투명 전극층(150)이 형성될 수 있다.
투명 전극층(150)은 제2 도전형 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고 제2 전극(140)과의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)의 일부가 노출되도록 투명 전극층(150)이 식각되고, 식각된 투명 전극층(150)의 부분을 관통하여 제2 전극(140)이 위치함으로써, 제2 전극(140)과 제2 도전형 반도체층(126)이 직접 접할 수도 있다.
투명 전극층(150)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 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.
도 4는 다른 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 상술한 실시예와 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
도 4를 참조하면, 다른 실시예에 따른 발광소자(100)는 수직형 발광소자이며, 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126) 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이의 활성층(124)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 합하여 발광 구조물(120)이라 칭할 수 있다.
활성층(124)은 복수 개의 우물층(124a) 및 복수 개의 장벽층(124b)을 포함할 수 있고, 우물층(124a)과 장벽층(124b)은 서로 번갈아 위치할 수 있다.
복수 개의 장벽층은 상기 제1 도전형 반도체층(122)에 인접하며 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역(124-1) 및 상기 제2 도전형 반도체층(126)에 인접하며 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역(124-2)을 포함한다. 장벽층(124b)에 대해서는 도 5 내지 도 7을 참조하여 좀 더 자세히 후술하기로 한다.
제1 도전형 반도체층(122) 상에 제1 전극(130)이 위치하고 제2 도전형 반도체층(126) 상에 제2 전극층(170)이 위치한다.
제2 전극층(170)은 투명 전극층(171) 또는 반사층(172) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
투명 전극층(171)은 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극층(170)의 전기적 접촉을 개선하기 위한 것으로, 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.
반사층(172)은 활성층(124)에서 생성된 빛을 반사시켜 발광소자(100)의 내부에서 소멸되는 빛의 양을 줄임으로써, 발광소자(100)의 외부양자효율을 향상시킬 수 있다.
반사층(172)은 Ag, Ti, Ni, Cr 또는 AgCu 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
반사층(172)이 제2 도전형 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질로 이루어진 경우, 투명 전극층(171)은 별도로 형성하지 않을 수 있다.
발광 구조물(120)은 지지기판(160)에 의해 지지된다.
지지기판(160)은 전기 전도성과 열 전도성이 높은 물질로 형성되며, 예를 들어, 소정의 두께를 갖는 베이스 기판(substrate)으로서, 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 또는 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.
제2 도전형 반도체층(126) 상에 제2 전극층(170)이 형성된 발광 구조물(120)과 지지기판(160)이 본딩층(165)에 의해 서로 본딩될 수 있다.
본딩층(165)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
발광 구조물(120)의 하부 둘레에 채널층(180)이 위치할 수 있다. 채널층(180)은 발광 구조물(120)을 보호하며, 발광소자(100)의 제조 과정 중 아이솔레이션 에칭시 에칭의 스톱 레이어(stop layer)로서 작용할 수 있다.
채널층(180)은 발광 구조물(120)의 제2 도전형 반도체층(126) 하부 둘레에 루프 형상, 고리 형상 또는 프레임 형상 등의 패턴으로 형성될 수 있다.
채널층(180)은 발광 구조물의 외벽이 습기에 노출되더라도 서로 쇼트가 발생하는 것을 방지하여 고습에 강한 발광소자를 제공할 수 있다.
채널층(180)은 산화물, 질화물 또는 절연층의 재질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tinoxide), 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), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 등에서 선택적으로 형성될 수 있다.
발광 구조물(120)의 상면의 적어도 일부, 측면, 그리고 발광 구조물(120)의 외부로 노출된 채널층(180)의 상부에 패시베이션층(190)이 위치할 수도 있다.
패시베이션층(190)은 산화물 또는 질화물로 이루어져 발광 구조물(120)을 보호할 수 있다. 일 예로서, 패시베이션층(190)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 실리콘 질화물층, 산화 질화물층, 또는 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광 구조물(120)의 제1 도전형 반도체층(122) 상에는 러프니스 패턴(122a)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(122)의 표면에 러프니스 패턴(122a)이 형성될 수 있다. 러프니스 패턴(122a)은 PEC(Photo enhanced chemical) 식각 방법이나 마스크 패턴을 이용한 에칭 공정 수행하여 형성할 수 있다. 러프니스 패턴(122a)은 활성층(124)에서 생성된 광의 외부 추출 효율을 증가시키기 위한 것으로서, 규칙적인 주기를 갖거나 불규칙적인 주기를 가질 수 있다.
도 5는 제1 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제1 실시예에 따른 발광소자(100A)는 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126), 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 위치하며 복수 개의 우물층(124a) 및 복수 개의 장벽층(124b)을 포함하는 활성층을 포함한다.
제1 실시예에 따른 발광소자(100A)는 수평형 발광소자일 수도 있고, 수직형 발광소자일 수도 있다.
활성층(124)은 우물층(124a)과 장벽층(124b)이 서로 번갈아 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층(122)에 인접하며 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역(124-1) 및 상기 제2 도전형 반도체층(126)에 인접하며 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역(124-2)을 포함한다.
활성층(124)의 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 서로 접할 수 있다.
제1 영역(124-1)은 복수 개의 우물층(124a)과 복수 개의 장벽층(124b)을 포함하며, 제1 영역(124-1)에 포함된 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
제1 영역(124-1)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 증가할 수 있다. 제1 영역(124-1)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 도 5에 도시된 바와 같이 에너지 밴드갭이 계단형으로 증가할 수도 있고, 또는, 도시하지는 않았으나 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 증가하되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 동일할 수도 있다.
제2 영역(124-2)은 복수 개의 우물층(124a)과 복수 개의 장벽층(124b)을 포함하며, 제2 영역(124-2)에 포함된 우물층(124a)과 장벽층(124b)의 수는 실시예에 따라 달라질 수 있다.
제2 영역(124-2)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 감소할 수 있다. 제2 영역(124-2)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 도 5에 도시된 바와 같이 에너지 밴드갭이 계단형으로 감소할 수도 있고, 또는, 도시하지는 않았으나 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 감소하되 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 동일할 수도 있다.
복수 개의 장벽층(124b) 중에서 제2 도전형 반도체층(126)에 가장 인접한 마지막 장벽층(124b')은 정공의 주입 효율에 영향을 미치지 않으므로 논외로 한다.
실시예에 따르면, 활성층(124)의 제1 영역(124-1)에서 제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 부분의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 작아서 전자의 주입이 원활하고 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 증가하여 전자의 오버플로우(overflow)를 완화할 수 있다. 또한, 활성층(124)의 제2 영역(124-2)에서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 부분의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 작아서 보다 많은 우물층(124a)으로의 정공의 주입이 원활하게 된다.
종래에는 정공의 이동도가 낮아서 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 마지막 우물층에서만 대부분의 발광이 이루어졌으나, 실시예에 따르면 전자와 정공의 주입 효율이 개선되어 마지막 우물층에서뿐만 아니라 보다 많은 우물층에서 발광이 이루어져, 발광소자의 내부양자효율이 향상될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)에 인접한 제1 영역(124-1)에서 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 증가하고 제2 도전형 반도체층(126)에 인접한 제2 영역(124-2)에서 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 감소하므로, 활성층(124)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭은 컨벡스(Convex) 형태를 나타낼 수 있다. 즉, 복수 개의 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭은 전체적으로 볼 때 가운데 부분이 볼록한 형태를 나타낼 수 있다.
활성층(124)의 장벽층(124b)은 InxAlyGaN1 -x-y(0≤x<1, 0≤y<1)의 물질로 이루어질 수 있다. 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭은 장벽층(124b)의 물질에 포함된 In이나 Al의 조성을 변화시킴으로써 조절할 수 있으며, In의 조성이 증가하면 에너지 밴드갭이 감소하고 Al의 조성이 증가하면 에너지 밴드갭이 증가한다.
제1 영역(124-1)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 In의 조성이 감소할 수 있다. 실시예에 따라, 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 In 조성은 동일할 수 있다.
제2 영역(124-2)에 포함된 복수 개의 장벽층(124b)은 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 갈수록 In 조성이 증가할 수 있다. 실시예에 따라, 인접한 적어도 두 개의 장벽층(124b)의 In 조성은 동일할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 활성층(124)에 인접하여 위치하는 전자 차단층(Electron Blocking Layer; EBL, 126a)을 더 포함할 수 있다.
전자 차단층(126a)은 제1 도전형 반도체층(122)에서 제공된 전자의 이동도가 높기 때문에, 전자가 발광에 기여하지 못하고 활성층(124)을 넘어 제2 도전형 반도체층(126)으로 빠져나가 누설 전류의 원인이 되는 것을 방지하는 전위 장벽의 역할을 하기 위한 것이다.
전자 차단층(126a)은 활성층(124)의 장벽층(124b)보다 큰 에너지 밴드갭을 갖는 물질로 형성되며, InxAlyGaN1 -x-y(0≤x<1, 0<y<1)의 물질로 이루어질 수 있다.
상술한 제1 실시예는 제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우를 가정하여 설명하였으나, 이에 한정하지 않는다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층이고 제2 도전형 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 반도체층(122)에서 정공이 주입되고 제2 도전형 반도체층(126)에서 전자가 주입되며, 제1 도전형 반도체층(122)에 전자 차단층이 위치하는 것을 제외하고는 상술한 바와 같다.
도 6은 제2 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제2 실시예에 따른 발광소자(100B)는 제1 도전형 반도체층(122), 제2 도전형 반도체층(126), 및 상기 제1 도전형 반도체층(122)과 상기 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 위치하며 복수 개의 우물층(124a) 및 복수 개의 장벽층(124b)을 포함하는 활성층을 포함한다.
제2 실시예에 따른 발광소자(100B)는 수평형 발광소자일 수도 있고, 수직형 발광소자일 수도 있다.
활성층(124)은 우물층(124a)과 장벽층(124b)이 서로 번갈아 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층(122)에 인접하며 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역(124-1) 및 상기 제2 도전형 반도체층(126)에 인접하며 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역(124-2)을 포함한다.
활성층(124)의 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2)은 서로 접하지 않는다. 즉, 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2) 사이에 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭의 변화가 없는 부분이 존재한다. 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2) 사이에 존재하는 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭은 제1 영역(124-1)에서 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭 또는 제2 영역(124-2)에서 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭과 동일할 수 있다.
이 밖의 내용은 제1 실시예와 관련하여 상술한 바와 같으므로 다시 설명하지 않는다.
도 7은 제3 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제3 실시예에 따른 발광소자(100C)가 제2 실시예에 따른 발광소자(100B)와 다른 점은, 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)의 에너지 밴드갭보다 작다는 점이다. 장벽층(124b)의 에너지 장벽을 좀 더 낮춤으로써 정공의 주입 효율을 더욱 더 개선할 수 있다.
이 밖의 내용은 제1 실시예 및 제2 실시예와 관련하여 상술한 바와 같으므로 다시 설명하지 않는다.
도 8은 제4 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제4 실시예에 따른 발광소자(100D)는 활성층(124)의 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2) 사이에서 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭에 변화가 있을 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(124-1)과 제2 영역(124-2) 사이에 존재하는 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭은 제1 영역(124-1)에서 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭 또는 제2 영역(124-2)에서 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭보다 작을 수 있다.
이 밖의 내용은 제1 실시예 내지 제3 실시예와 관련하여 상술한 바와 같으므로 다시 설명하지 않는다.
도 9는 제5 실시예에 따른 발광소자의 다이어그램을 나타낸 도면이다. 상술한 실시예들과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 이하에서는 차이점을 중심으로 설명한다.
제5 실시예에 따른 발광소자(100E)가 제4 실시예에 따른 발광소자(100D)와 다른 점은 에너지 밴드갭이 가장 큰 장벽층(124b)의 에너지 밴드갭이 제1 도전형 반도체층(122) 또는 제2 도전형 반도체층(126)의 에너지 밴드갭보다 작다는 점이다. 장벽층(124b)의 에너지 장벽을 좀 더 낮춤으로써 정공의 주입 효율을 더욱 더 개선할 수 있다.
이 밖의 내용은 제1 실시예 내지 제4 실시예와 관련하여 상술한 바와 같으므로 다시 설명하지 않는다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자의 내부양자효율을 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프이다.
비교예는 InGaN/InGaN으로 이루어진 우물층/장벽층을 포함하는 활성층을 갖춘 종래의 발광소자의 경우를 나타낸 것이다. 도 8을 참조하면, 종래의 경우에 비해 실시예 1 및 실시예 4의 경우 내부양자효율이 향상된 것을 확인할 수 있다. 즉, 실시예 1 및 실시예 4에 의하면 제1 도전형 반도체층에 인접한 부분에 위치하는 활성층의 장벽층의 에너지 밴드갭이 작아서 전자의 주입이 원활하고 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 증가하여 전자가 오버플로우되는 것이 방지되며, 제2 도전형 반도체층에 인접한 활성층의 장벽층의 에너지 밴드갭이 작아서 보다 많은 우물층으로의 정공이 원활히 주입될 수 있기 때문에 종래의 경우에 비해 내부양자효율이 향상되었음을 알 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자에 포함된 복수 개의 우물층 각각에서의 빛 방출 강도를 종래의 경우와 비교하여 나타낸 그래프이다.
비교예는 InGaN/InGaN으로 이루어진 우물층/장벽층을 포함하는 활성층을 갖춘 종래의 발광소자의 경우를 나타낸 것이다. 도 9를 참조하면, 종래의 경우에는 마지막 우물층(QW_6)에서만 주로 발광이 이루어졌으나, 실시예 1 및 실시예 4에 의하면 마지막 우물층(QW_6)뿐만 아니라 그 이외의 우물층에서의 빛 방출 강도가 종래의 경우에 비해 현저히 향상되었다는 것을 확인할 수 있다.
도 12는 실시예들에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 일실시예를 도시한 도면이다.
일실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 몸체(310)와, 상기 몸체(310)에 배치된 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과, 상기 몸체(310)에 배치되어 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광소자(100)와, 상기 캐비티에 형성된 몰딩부(340)를 포함한다. 상기 몸체(310)에는 캐비티가 형성될 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 발광소자(100)에 전류를 공급한다. 또한, 상기 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
상기 발광소자(100)는 상기 몸체(310) 상에 배치되거나 상기 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 제1 리드 프레임(321)과 발광소자(100)가 직접 통전되고, 제2 리드 프레임(322)과 상기 발광소자(100)는 와이어(330)를 통하여 연결되어 있다. 발광소자(100)는 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 발광소자(100)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(340) 상에는 형광체(350)가 포함되어, 상기 발광소자(100)로부터 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 발광소자(100)에서 방출된 제1 파장 영역의 광이 상기 형광체(350)에 의하여 여기되어 제2 파장 영역의 광으로 변환되고, 상기 제2 파장 영역의 광은 렌즈(미도시)를 통과하면서 광경로가 변경될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
이하에서는 상술한 발광소자 또는 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드램프와 백라이트 유닛을 설명한다.
도 13은 실시예들에 따른 발광소자가 배치된 헤드램프의 일실시예를 도시한 도면이다.
도 13을 참조하면, 실시예들에 따른 발광소자가 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 12에서 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: 발광소자 110: 기판
120: 발광 구조물 122: 제1 도전형 반도체층
124: 제2 도전형 반도체층 124a: 우물층
124b: 장벽층 124-1: 제1 영역
124-2: 제2 영역 126: 제2 도전형 반도체층
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 (7)

  1. 제1 도전형 반도체층;
    제2 도전형 반도체층; 및
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하며 복수 개의 우물층 및 복수 개의 장벽층을 포함하는 활성층;을 포함하고,
    상기 활성층은 상기 우물층과 장벽층이 서로 번갈아 위치하고, 상기 제1 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 증가하는 제1 영역 및 상기 제2 도전형 반도체층에 인접하며 장벽층의 에너지 밴드갭이 감소하는 제2 영역을 포함하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역에 포함된 복수 개의 장벽층은 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 계단형으로 증가하는 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 영역에 포함된 복수 개의 장벽층은 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드갭이 계단형으로 감소하는 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 영역과 상기 제2 영역은 서로 접하는 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 장벽층은 에너지 밴드갭이 컨벡스(Convex) 형태를 나타내는 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 장벽층은 제1 영역에서 장벽층에 포함된 In의 조성이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 감소하고, 상기 제2 영역에서 장벽층에 포함된 In의 조성이 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 증가하는 발광소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층은 상기 활성층과 인접하여 전자 차단층을 더 포함하는 발광소자.
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