KR20140130828A - 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 발광 소자는, 지지 부재; 상기 지지 부재 위에 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조층; 상기 제1 도전형 반도체층 위에 형성되는 제1 오믹층; 상기 제1 오믹층 위에 형성되는 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 위에 형성되는 제2 오믹층; 및 상기 제2 오믹층 위에 형성되는 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 오믹층이 금속을 포함하고, 상기 제2 오믹층이 투광성 전도 물질을 포함한다. 상기 제2 오믹층의 두께가 상기 제1 오믹층의 두께보다 크고, 상기 제2 전극에 접하는 상기 제2 오믹층의 표면에 요철이 형성된다.

Description

발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE INCLUDING THE SAME}
본 발명은 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비 전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 실내 외에서 사용되는 각종 램프, 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 발광 소자를 사용하는 경우가 증가되고 있는 추세이다.
본 발명은 광 추출 효율이 향상된 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광 소자는, 지지 부재; 상기 지지 부재 위에 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조층; 상기 제1 도전형 반도체층 위에 형성되는 제1 오믹층; 상기 제1 오믹층 위에 형성되는 제1 전극; 상기 제2 도전형 반도체층 위에 형성되는 제2 오믹층; 및 상기 제2 오믹층 위에 형성되는 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 오믹층이 금속을 포함하고, 상기 제2 오믹층이 투광성 전도 물질을 포함한다. 상기 제2 오믹층의 두께가 상기 제1 오믹층의 두께보다 크고, 상기 제2 전극에 접하는 상기 제2 오믹층의 표면에 요철이 형성된다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는, 상술한 바와 같은 발광 소자; 제1 및 제2 패드부를 포함하는 기판; 및 상기 발광 소자의 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 패드부를 각기 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 범프를 포함한다.
본 실시예에 따르면, 심자외선을 방출하는 발광 소자를 플립칩 방식으로 실장할 때 제2 전극에서의 반사 특성을 향상하여 발광 소자에서 생성된 광의 추출 효율을 향상할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 조명 장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 이러한 실시예에 한정되는 것은 아니며 다양한 형태로 변형될 수 있음은 물론이다.
도면에서는 본 발명을 명확하고 간략하게 설명하기 위하여 설명과 관계 없는 부분의 도시를 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 극히 유사한 부분에 대해서는 동일한 도면 참조부호를 사용한다. 그리고 도면에서는 설명을 좀더 명확하게 하기 위하여 두께, 넓이 등을 확대 또는 축소하여 도시하였는바, 본 발명의 두께, 넓이 등은 도면에 도시된 바에 한정되지 않는다.
그리고 명세서 전체에서 어떠한 부분이 다른 부분을 "포함"한다고 할 때, 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 부분을 배제하는 것이 아니며 다른 부분을 더 포함할 수 있다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐 아니라 그 중간에 다른 부분이 위치하는 경우도 포함한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 위치하지 않는 것을 의미한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 및 조명 시스템을 좀더 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자(100)는, 지지 부재(10)과, 지지 부재(10) 위치하며 제1 도전형 반도체층(30), 활성층(40) 및 제2 도전형 반도체층(50)을 포함하는 발광 구조층(60)을 포함한다. 그리고 제1 도전형 반도체층(30) 위에 위치하는 제1 오믹층(70)과 제1 전극(72)과, 제2 도전형 반도체층(50) 위에 위치하는 제2 오믹층(80) 및 제2 전극(82)을 포함한다. 지지 부재(10)과 제1 도전형 반도체층(30) 사이에는 버퍼층(20)이 형성될 수도 있다. 이를 좀더 상세하게 설명한다.
본 실시예에 따른 발광 소자(100)는 파장이 350nm 이하(일례로, 200nm 내지 350nm)인 심자외선을 발광하는 심자외선 발광 소자일 수 있다. 이러한 심자외선 발광 소자는 살균, 정수, 의료, 광기록, 오염 물질의 분해 처리, 바이오 공학 등의 다양한 분야에 응용될 수 있다.
지지 부재(10)은 상기 발광 구조층(60)이 성장되는 성장 기판이 될 수 있다. 예를 들어, 지지 부재(10)은 사파이어(Al2O3), Si, SiC, GaAs, GaN, ZnO, MgO, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며 다양한 물질로 구성된 지지 부재(10)을 사용할 수 있음은 물론이다.
지지 부재(10) 위에 위치한 버퍼층(20)은 지지 부재(10)과 발광 구조층(60)의 격자 상수 차이를 완화하기 위한 층이다. 이러한 버퍼층(20)은, 일례로 AlInN/GaN 적층 구조, InxGa1 - xN/GaN 적층 구조, InxAlyGa1 -x- yN/InxGa1 - xN/GaN의 적층 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1일 수 있다.
또한, 버퍼층(20)은 언도프트 반도체층을 포함할 수 있다. 언도프트 반도체층은 의도적으로 불순물을 주입하지는 않았으나, 이 위에 위치하는 제1 도전형 반도체층(30)의 제1 도전형의 전도 특성을 가질 수 있는 질화물층일 수 있다. 예를 들어, 언도프트 반도체층은 GaN계 반도체층일 수 있다. 그러나 버퍼층(20)이 필수적인 것은 아니므로 실시예에 따라 버퍼층(20)을 생략할 수 있다.
버퍼층(20) 위에 위치하는 제1 도전형 반도체층(30)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에 n형 도펀트가 도핑된 n형 반도체층일 수 있다. n형 도펀트로는 Si, Ge, Sn 등이 사용될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(30) 위에 활성층(40)이 위치한다. 활성층(40)은, 제1 도전형 반도체층(30)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(50)을 통해 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층(40)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(energy band)의 밴드 갭(band gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다.
활성층(40)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(multi quantum well, MQW), 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
활성층(40)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 활성층(40)이 다중 양자 우물 구조로 형성된 경우, 활성층(40)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있다. 일례로, 활성층(40)이 InGaN을 포함하는 우물층과 GaN을 포함하는 장벽층이 교대로 적층되어 형성될 수 있다.
이러한 활성층(40)의 위 및/또는 아래에는 n형 또는 p형 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 이 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층을 포함할 수 있다.
활성층(40) 위에 위치하는 제2 도전형 반도체층(50)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층일 수 있다. p형 도펀트로는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 사용될 수 있다.
상술한 설명에서는 제1 도전형 반도체층(30)이 n형 반도체층을 포함하고 제2 도전형 반도체층(50)이 p형 반도체층을 포함하는 것을 예시하였다. 그러나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다. 따라서, 제1 도전형 반도체층(30)이 p형 반도체층을 포함하고 제2 도전형 반도체층(50)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(50) 위에 또 다른 n형 또는 p형 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 발광 구조층(60)은, np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(30) 및 제2 도전형 반도체층(50) 내의 도펀트의 도핑 농도는 균일할 수도 있고, 불균일할 수도 있다. 즉, 발광 구조층(60)의 구조는 다양하게 변형될 수 있으며, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
상술한 제1 도전형 반도체층(30), 활성층(40), 제2 도전형 반도체층(50)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD), 화학 증착법(chemical vapor deposition, CVD), 플라즈마 화학 증착법(plasma-enhanced chemical vapor deposition, PECVD), 분자선 성장법(molecular beam epitaxy, MBE), 수소화물 기상 성장법(hydride vapor phase epitaxy, HVPE), 스퍼터링(sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(40) 및 제2 도전형 반도체층(50)이 제거된 영역에서, 제1 도전형 반도체층(30) 위에 제1 오믹층(70) 및 제1 전극(72)이 형성된다. 제1 도전형 반도체층(30)의 일부가 노출되게 하는 방법은 소정의 식각 방법을 사용할 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 또한, 식각 방법으로는 습식 식각, 건식 식각 등의 다양한 방법을 사용할 수 있다. 제1 오믹층(70)은 n형인 제1 도전형 반도체층(30)과의 오믹 컨택을 형성할 수 있도록 일 함수가 상대적으로 낮은 Ti, Al 등의 금속으로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(50) 위에 제2 오믹층(80)이 위치한다. 제2 오믹층(80)은 ITO(indium tin oxide), ZnO, RuOx, TiOx, 또는 IrOx 등의 투광성 전도 물질로 형성될 수 있다. 그리고 제2 오믹층(80) 위에 제2 전극(82)이 형성된다.
제1 및 제2 전극(72, 82)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속을 포함할 수 있으며, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며 이에 한정하지 아니한다.
본 실시예에 따른 발광 소자(100)는 플립칩 방식으로 회로 기판 또는 서브 마운트 기판 등의 기판(210)에 실장될 수 있다. 이에 대해서는 도 2를 참조하여 추후에 다시 설명한다. 이와 같이 플립칩 방식으로 발광 소자(100)를 실장하게 되면 제1 및 제2 전극(72, 82)이 발광 소자(100)에서 생성된 광을 반사시켜 외부로 향하게 하는 일종의 반사층으로 기능하게 된다. 따라서, 제1 및 제2 전극(72, 82)에서의 반사율이 높으면 발광 소자(100)의 효율을 향상할 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이 발광 소자(100)가 심자외선을 발광하는 경우에는 일반적인 금속에서의 반사율이 60~70% 수준이다. 가시광선의 경우에는 일반적인 금속에서의 반사율이 90%인 것을 고려한다면 심자외선의 금속에서의 반사율은 매우 낮은 수준인 것을 알 수 있다. 또한, 심자외선 발광 소자에서는 지지 부재(10)에 광 추출 효율을 향상하기 위한 PSS(patterned substrate) 구조를 형성하는데 어려움이 있으므로, 광 추출 효율을 향상 시키기에 어려움이 있다.
이에 따라 본 실시예에서는 제2 오믹층(80) 및 제2 전극(82)의 구조를 개선하여 반사 특성을 향상하고자 한다. 즉, 본 실시예에서는 제2 전극(82)에 접하는 제2 오믹층(80)의 표면에 식각 등의 표면 처리를 하여 요철을 형성하고 제2 전극(82)을 제2 오믹층(80) 상에 전체적으로 형성한다. 이에 의하여 제2 오믹층(80)과 제2 전극(82)의 계면에서 난반사가 발생하도록 하여, 광 추출 효율을 향상할 수 있다.
이때, 제2 오믹층(80)에 식각 등의 표면 처리를 하여야 하므로 제2 오믹층(80)을 충분한 두께로 형성하여야 한다. 이에 따라 제2 오믹층(80)의 두께(T2)가 제1 오믹층(70)의 두께(T1)보다 클 수 있다. 일례로, 제2 오믹층(80)의 두께(T2)가 50nm 내지 200nm일 수 있다. 제2 오믹층(80)의 두께(T2)가 200nm를 초과할 경우에는 제2 오믹층(80)의 형성을 위한 비용 및 시간이 증가할 수 있으며 전기적 특성이 저하될 수 있다. 제2 오믹층(80)의 두께(T2)가 50nm 미만일 경우에는 제2 오믹층(80)이 원하는 표면 거칠기를 가지도록 에칭 등의 처리를 하기 어려울 수 있으며 오믹 특성이 저하될 수 있다.
그리고 제2 오믹층(80)의 평균평방근(root mean square, rms) 표면 거칠기(R)는 20nm 이하일 수 있다. 여기서, 제2 오믹층(80)의 rms 표면 거칠기(R)가 20nm를 초과하면 접촉 특성 등이 저하될 수 있다. 이때, 제2 오믹층(80)의 rms 표면 거칠기(R)가 5nm 미만이면 광 추출 효율을 충분하게 향상하기 어려울 수 있다. 제1 오믹층(70)은 금속을 이용하여 제조하는 공정 중에 자연스럽게 일정한 요철이 생기므로 제1 오믹층(70)에는 별도로 요철을 형성하지 않아도 무방하다.
이때, 제2 오믹층(80)의 두께(T2)에 대한 제2 오믹층(80)의 rms 표면 거칠기(R)의 비율(R/T2)을 0.1 내지 0.3으로 할 수 있다. 상기 비율(R/T2)이 0.3을 초과하면, 표면 거칠기가 두께에 비하여 커져서 접촉 특성 및 오믹 특성이 저하될 수 있다. 상기 비율(R/T2)이 0.1 미만이면 제2 전극(82)에 의한 반사 특성이 저하될 수 있다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 단면도이다.
도 2를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자 패키지(200)는, 제1 및 제2 패드부(212, 214)를 포함하는 기판(210)과, 상술한 발광 소자(100)의 제1 및 제2 전극(72, 82)과 제1 및 제2 패드부(212, 214)를 각기 연결하는 제1 및 제2 범프(222, 224)를 포함할 수 있다.
제1 및 제2 패드부(212, 214)를 포함하는 기판(210)은 서브 마운트 기판, 인쇄회로기판 등일 수 있다.
제1 및 제2 범프(222, 224)는 납(Pb)과 주석(Sn)을 주성분으로 하는 도전성 금속을 포함할 수 있다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것이 아니라 제1 및 제2 범프(222, 224)가 그 외 다양한 물질로 이루어질 수 있다. 기판(210)의 제1 패드부(212)와 발광 소자(100)의 제1 전극(72) 사이에 제1 범프(222)를, 기판(210)의 제2 패드부(214)와 발광 소자(100)의 제2 전극(82) 사이에 제2 범프(224)를 위치시키고, 압력을 가하는 것에 의하여 기판(210) 상에 발광 소자(100)를 플립칩 방식으로 실장할 수 있다.
본 실시예에서는 심자외선을 방출하는 발광 소자(100)를 플립칩 방식으로 실장할 때 제2 전극(82)에서의 반사 특성을 향상하여 발광 소자(100)에서 생성된 광의 추출 효율을 향상할 수 있다.
상술한 발광 소자는 다양한 조명 시스템에 적용될 수 있다. 일례로, 상술한 발광 소자는 표시 장치에 광을 제공하는데 적용되거나, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광팡 등과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다. 이하에서는 도 3 내지 도 5을 참조하여 이를 상세하게 설명한다.
도 3는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 3를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
바텀 커버(1011), 반사 부재(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate, PMMA)와 같은 아크릴 수지 계열, 폴리에틸렌테레프탈레이트(polyethylene terephthalate, PET), 폴리카보네이트(poly carbonate, PC), 사이클로올레핀코폴리머(cycloolefin copolymer, COC) 및 폴리에틸렌나트팔레이트(polyethylene naphthalate, PEN) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
광원 모듈(1031)은 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상술한 바와 같은 발광 소자(또는 이를 포함하는 발광 소자 패키지)(1035)를 포함하며, 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(printed circuit board, PCB)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 인쇄회로기판뿐만 아니라, 메탈 코어 인쇄회로기판(metal core printed circuit board, MCPCB), 연성 인쇄회로기판(flexible printed circuit board, FPCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광 소자(1035)는 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 수 있고, 이 경우 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 방열 플레이트의 일부는 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 복수의 발광 소자(1035)는 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광 소자(1035)는 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도광판(1041) 아래에는 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 반사 부재(1022)는 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 반사 부재(1022)는 예를 들어, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리염화비닐 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 반사 부재(1022)는 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이때, 도광판(1041)은 반사부재(1022)의 형상을 변경하는 것에 의하여 대체 할 수 있다.
바텀 커버(1011)는 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
표시 패널(1061)은 예컨대, 액정 표시 패널(liquid crystal display panel)로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
광학 시트(1051)는 표시 패널(1061)과 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 도광판(1041) 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 4는 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 다른 예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상술한 바와 같은 발광 소자(또는 이를 포함하는 발광 소자 패키지)(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
기판(1120)과 이에 배열된 복수의 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도광판은 폴리카보네이트 또는 폴리메틸메타크릴레이트으로 이루어질 수 있다. 도광판은 반드시 필요한 것은 아니므로 도광판은 제거될 수 있다. 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
광학 부재(1154)는 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원화하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 5은 실시예에 따른 발광 소자를 포함하는 조명 장치의 일 예를 도시한 분해 사시도이다.
도 5을 참조하면, 실시예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시예에 따른 발광 소자(또는 이를 포함하는 발광 소자 패키지)(2210)를 포함할 수 있다.
예컨대, 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 커버(2100)는 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(2100)는 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(2100)는 외부에서 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(2200)은 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(2200)로부터의 열은 방열체(2400)로 전도된다. 광원 모듈(2200)은 발광 소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
부재(2300)는 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광 소자(2210)와 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 가이드홈(2310)은 발광 소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(2300)는 커버(2100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(2400)와 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(2230)와 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(2400)는 광원 모듈(2200)로부터의 열과 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)에 수납되는 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 가이드 돌출부(2510)는 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(2200)로 제공한다. 전원 제공부(2600)는 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 홀더(2500)에 의해 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
가이드부(2630)는 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 가이드부(2630)는 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 정전기 방전 소자(electrostatic discharge, ESD) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
돌출부(2670)는 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.
내부 케이스(2700)는 내부에 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이, 조명 시스템은 광 효율이 높은 발광 소자를 포함함으로써, 우수한 광 특성을 가질 수 있다.
상술한 바에 따른 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 의하여 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 지지 부재
20: 버퍼층
30: 제1 도전형 반도체층
40: 활성층
50: 제2 도전형 반도체층
60: 발광 구조층
70: 제1 오믹층
72: 제1 전극
80: 제2 오믹층
82: 제2 전극
100: 발광 소자

Claims (7)

  1. 지지 부재;
    상기 지지 부재 위에 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조층;
    상기 제1 도전형 반도체층 위에 형성되는 제1 오믹층;
    상기 제1 오믹층 위에 형성되는 제1 전극;
    상기 제2 도전형 반도체층 위에 형성되는 제2 오믹층; 및
    상기 제2 오믹층 위에 형성되는 제2 전극
    을 포함하고,
    상기 제1 오믹층이 금속을 포함하고, 상기 제2 오믹층이 물질을 포함하며,
    상기 제2 오믹층의 두께가 상기 제1 오믹층의 두께보다 크고, 상기 제2 전극에 접하는 상기 제2 오믹층의 표면에 요철이 형성되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 심자외선을 방출하는 심자외선 발광 소자를 포함하는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 오믹층의 표면이 20nm 이하의 평균평방근(root mean square, rms) 표면 거칠기를 가지는 발광 소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제2 오믹층의 표면이 5nm 내지 20nm의 평균평방근 표면 거칠기를 가지는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 오믹층의 두께에 대한 상기 제1 오믹층의 표면에서의 평균평방근 표면 거칠기의 비율이 0.1 내지 0.3인 발광 소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층이 n형을 가지고,
    상기 제2 도전형 반도체층이 p형을 가지는 발광 소자.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 따른 발광 소자;
    제1 및 제2 패드부를 포함하는 기판; 및
    상기 발광 소자의 상기 제1 및 제2 전극과 상기 제1 및 제2 패드부를 각기 전기적으로 연결하는 제1 및 제2 범프
    를 포함하는 발광 소자 패키지.
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