KR20150007734A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
실시 예는 발광소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.
발광소자의 대표적인 예로, LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.As a typical example of a light emitting device, a light emitting diode (LED) is a device for converting an electric signal into an infrared ray, a visible ray, or a light using the characteristics of a compound semiconductor, and is used for various devices such as household appliances, remote controllers, Automation equipment, and the like, and the use area of LEDs is gradually widening.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.In general, miniaturized LEDs are made of a surface mounting device for mounting directly on a PCB (Printed Circuit Board) substrate, and an LED lamp used as a display device is also being developed as a surface mounting device type . Such a surface mount device can replace a conventional simple lighting lamp, which is used for a lighting indicator for various colors, a character indicator, an image indicator, and the like.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.As the use area of the LED is widened as described above, it is important to increase the luminance of the LED as the brightness required for a lamp used in daily life and a lamp for a structural signal is increased.
성장기판 상에 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), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 발광구조물을 성장시키는 경우, 발광구조물에는 반도체 재료의 물성 또는 격자 상수의 차이에 의해 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)이 발생하게 된다.(MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), molecular beam growth (MBE) When a light emitting structure is grown by a method such as epitaxy, hydride vapor phase epitaxy (HVPE), or sputtering, a light emitting structure is subjected to a bending stress due to a difference in physical properties or lattice constant of the semiconductor material (Bending stress) or strain (strain) is generated.
상술한 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)은 성장기판과 발광구조물 사이에 버퍼층을 형성하여 완화할 수 있다. The above-described bending stress or strain can be mitigated by forming a buffer layer between the growth substrate and the light emitting structure.
그러나, 버퍼층은 반도체 재료로 형성되는데, 반도체 재료의 특성 상 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)의 완화가 쉽지 않은 문제점이 있다.However, since the buffer layer is formed of a semiconductor material, there is a problem that bending stress or strain of the semiconductor material is difficult to mitigate.
또한, 버퍼층을 두껍게 형성하는 경우, 발광구조물의 품질이 저하되는 문제가 있다.Further, when the buffer layer is formed thick, the quality of the light emitting structure is deteriorated.
또한, 발광소자에서 차후에 성장기판을 제거하고, 지지부재를 본딩하는 경우에, 상술한 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)은 발광구조물에 잔존하므로, 지지부재에 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)이 형성되는 문제점이 있다.
In addition, when the growth substrate is later removed from the light emitting device and the supporting member is bonded, the bending stress or strain remains in the light emitting structure, so that the bending stress or the bending stress There is a problem that a strain is formed.
실시 예는 발광구조물에 발생하는 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)을 완화하고, 발광효율을 향상키는 발광소자를 제공한다.Embodiments provide a light emitting device that alleviates bending stress or strain generated in a light emitting structure and improves light emitting efficiency.
실시 예에 따른 발광소자는, 지지부재, 상기 지지부재 상에 배치되는 제2전극층, 상기 제2전극층 상에 배치되는 제1 반도체층, 제2 반도체층, 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 구비하는 발광 구조물, 상기 제2전극층과 상기 제1반도체층 사이에 배치되어 상기 제2전극층과 상기 제1반도체층을 절연시키는 층간 절연막, 상기 제2전극층의 복수의 영역과 상기 제2반도체층의 복수의 영역을 전기적으로 연결시키는 연결전극, 및 상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제1전극층을 포함하고, 상기 층간 절연막은, 적어도 압축응력(compressive stress)을 가지는 제1절연층과, 인장응력(tensile stress)을 가지는 제2절연층을 포함할 수 있다.A light emitting device according to an embodiment includes a support member, a second electrode layer disposed on the support member, a first semiconductor layer disposed on the second electrode layer, a second semiconductor layer, An interlayer insulating film which is disposed between the second electrode layer and the first semiconductor layer and insulates the second electrode layer from the first semiconductor layer; And a first electrode layer electrically connected to the first semiconductor layer, wherein the interlayer insulating layer is formed to have at least a compressive stress A first insulating layer, and a second insulating layer having a tensile stress.
실시예에 따른 발광소자는 성장기판을 제거한 발광 구조물에 생기는 휨 응력(Bending stress)을 완화하는 효과를 가진다.The light emitting device according to the embodiment has the effect of relieving the bending stress generated in the light emitting structure from which the growth substrate is removed.
또한, 층간 절연막이 압축응력(compressive stress)을 가지는 제1절연층과, 인장응력(tensile stress)을 가지는 제2절연층을 포함하여서, 지지부재 및 발광구조물의 휨을 완화할 수 있는 효과를 가진다.Further, the interlayer insulating film includes a first insulating layer having a compressive stress and a second insulating layer having a tensile stress, thereby reducing warping of the supporting member and the light emitting structure.
또한, 지지부재 및 발광구조물의 휨이 완화되어서, 활성층에서 발생하는 빛의 파장변환을 방지하고, 발광소자의 제조공정의 균일성을 확보할 수 있는 이점이 있다.In addition, the warpage of the support member and the light emitting structure is alleviated, and wavelength conversion of light generated in the active layer is prevented, and uniformity of the manufacturing process of the light emitting device can be secured.
또한, 다수의 연결전극을 통해 제2반도체층의 전류 확산을 빠르게 하고, 발광소자의 발광효율도 개선하는 효과를 가진다.Further, it has the effect of accelerating the current diffusion of the second semiconductor layer through the plurality of connection electrodes and improving the luminous efficiency of the light emitting element.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도,
도 2는 도 1의 발광소자의 A-A선을 따른 단면도,
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단면도,
도 4 내지 도 6은 도 1의 실시예를 제조하는 방법을 도시한 순서도,
도 7은 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 사시도,
도 8은 실시예에 따른 발광소자를 포함한 발광소자 패키지의 단면도,
도 9는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 표시장치의 분해 사시도,
도 10은 도 9의 표시장치의 단면도,
도 11은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.1 is a plan view showing a light emitting device according to an embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line AA of the light emitting device of FIG. 1,
3 is a cross-sectional view according to another embodiment of the present invention;
4 to 6 are flowcharts showing a method of manufacturing the embodiment of FIG. 1,
7 is a perspective view of a light emitting device package including a light emitting device according to an embodiment,
8 is a sectional view of a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment,
9 is an exploded perspective view of a display device including a light emitting device according to an embodiment,
10 is a sectional view of the display device of Fig. 9,
11 is an exploded perspective view of a lighting device including a light emitting device according to an embodiment.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. The present invention may, however, be embodied in many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art. To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.The terms spatially relative, "below", "beneath", "lower", "above", "upper" May be used to readily describe a device or a relationship of components to other devices or components. Spatially relative terms should be understood to include, in addition to the orientation shown in the drawings, terms that include different orientations of the device during use or operation. For example, when inverting an element shown in the figures, an element described as "below" or "beneath" of another element may be placed "above" another element. Thus, the exemplary term "below" can include both downward and upward directions. The elements can also be oriented in different directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.The terminology used herein is for the purpose of illustrating embodiments and is not intended to be limiting of the present invention. In the present specification, the singular form includes plural forms unless otherwise specified in the specification. It is noted that the terms "comprises" and / or "comprising" used in the specification are intended to be inclusive in a manner similar to the components, steps, operations, and / Or additions.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms (including technical and scientific terms) used herein may be used in a sense commonly understood by one of ordinary skill in the art to which this invention belongs. Also, commonly used predefined terms are not ideally or excessively interpreted unless explicitly defined otherwise.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다. The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size and area of each component do not entirely reflect actual size or area.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
Further, the angle and direction mentioned in the description of the structure of the light emitting device in the embodiment are based on those shown in the drawings. In the description of the structure of the light emitting device in the specification, reference points and positional relationship with respect to angles are not explicitly referred to, refer to the related drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 평면도, 도 2는 도 1의 발광소자의 A-A선을 따른 단면도이다.FIG. 1 is a plan view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A-A of FIG.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광소자(100)는 지지부재(110), 지지부재(110) 상에 배치되는 제2전극층(120), 제2전극층(120) 상에 배치되는 발광구조물, 제2전극층(120)과 제1반도체층(141) 사이에 배치되어 제2전극층(120)과 제1반도체층(141)을 절연시키는 층간 절연막(130), 제2전극층(120)의 복수의 영역과 제2반도체층(145)의 복수의 영역을 전기적으로 연결시키는 연결전극(121), 제1반도체층(141)과 전기적으로 연결된 제1전극층(160)을 포함할 수 있다.1 and 2, the
발광구조물은 제1반도체층(141), 활성층(143)(130), 및 제2 반도체층(150)을 포함할 수 있다.The light emitting structure may include a
지지부재(110)는 열전도성이 우수한 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 또한 전도성 물질로 형성할 수 있는데, 금속 물질 또는 전도성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있다. 지지부재(110)는 단일층으로 형성될 수 있고, 이중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 형성될 수 있다.The
즉, 지지부재(110)는 금속, 예를 들어 Au, Ni, W, Mo, Cu, Al, Ta, Ag, Pt, Cr중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다. 또한 지지부재(110)는 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, GaN, Ga2O3 와 같은 캐리어 웨이퍼로 구현될 수 있다.That is, the
이와 같은 지지부재(110)는 발광소자(100)에서 발생하는 열의 방출을 용이하게 하여 발광소자(100)의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.The
한편, 지지부재(110) 상에는 제2전극층(120)이 형성될 수 있으며, 제2전극층(120)은 오믹층(ohmic layer)(미도시), 반사층(reflective layer)(미도시), 본딩층(bonding layer)(미도시) 중 적어도 한 층을 포함할 수 있다. 예를 들어 제2전극층(120)은 오믹층/반사층/본딩층의 구조이거나, 오믹층/반사층의 적층 구조이거나, 반사층(오믹 포함)/본딩층의 구조일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 제2전극층(120)은 반사층 및 오믹층이 순차로 적층된 형태일 수 있다.A
반사층(미도시)은 오믹층(미도시) 및 절연층(미도시) 사이에 배치될 수 있으며, 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있다. 또한 반사층(미도시)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 또한 반사층(미도시)을 발광 구조물(예컨대, 제1반도체층(141))과 오믹 접촉하는 물질로 형성할 경우, 오믹층(미도시)은 별도로 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The reflective layer (not shown) may be disposed between an ohmic layer (not shown) and an insulating layer (not shown), and may be formed of a material having excellent reflection characteristics, such as Ag, Ni, Al, Rh, Pd, , Zn, Pt, Au, Hf and combinations thereof, or may be formed using a metal material and a light-transmitting conductive material such as IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO or ATO have. Further, the reflective layer (not shown) can be laminated with IZO / Ni, AZO / Ag, IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni and the like. In addition, when a reflective layer (not shown) is formed of a material that makes an ohmic contact with the light emitting structure (for example, the first semiconductor layer 141), an ohmic layer (not shown) may not be formed separately and is not limited thereto.
오믹층(미도시)은 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 오믹층(미도시)은 투광성 전극층과 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다. 오믹층(미도시)은 제2반도체층(145)에 캐리어의 주입을 원활히 하기 위한 것으로, 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.The ohmic layer (not shown) may be formed in a layer or a plurality of patterns. The ohmic layer (not shown) may be formed of a transparent electrode layer and a metal. For example, ITO (indium tin oxide), IZO (indium zinc oxide), IZTO (indium zinc tin oxide) ), IGZO (indium gallium zinc oxide), IGTO (indium gallium tin oxide), AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), IrO x , RuO x , RuO x / Ni, Ag, Ni / IrO x / Au, and Ni / IrO x / Au / ITO. The ohmic layer (not shown) is for facilitating the injection of carriers into the
또한 제2전극층(120)은 본딩층(미도시)을 포함할 수 있으며, 이때 본딩층(미도시)은 배리어 금속(barrier metal), 또는 본딩 금속, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며 이에 한정하지 않는다.The
발광 구조물은 적어도 제1반도체층(141), 활성층(143) 및 제2반도체층(145)을 포함할 수 있고, 제1반도체층(141)과 제2반도체층(145) 사이에 활성층(143)이 게재된 구성으로 이루어질 수 있다. The light emitting structure may include at least a
제2전극층(120) 상에는 제1반도체층(141)이 형성될 수 있다. 제2전극층(120) 상에는 발광구조물이 배치되고, 제2전극층(120)과 발광구조물의 사이에는 층간 절연막(130)이 위치될 수 있다.The
제1반도체층(141)은 p형 도펀트가 도핑된 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 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.The
또한, 제1반도체층(141)은 복수의 영역이 제거된 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 제1반도체층(141)에는 연결전극(121)이 관통되는 복수의 영역이 제거될 수 있다.Also, the
제1반도체층(141) 상에는 활성층(143)이 형성될 수 있다. 활성층(143)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.The
활성층(143)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN (0≤a≤1, 0 ≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.When the
예를 들어 다중 양자 우물 구조의 활성층(143)은 InGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수 있고, AlGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수도 있다. 여기서, 활성층(143)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 홀이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화되기 때문에 목표로 하는 파장에 따라 활성층(143)에 포함되는 반도체 재료를 조절하는 것이 바람직하다.For example, the
또한, 활성층(143)은 복수의 영역이 제거된 패턴으로 형성될 수 있다. 즉, 활성층(143)에는 연결전극(121)이 관통되는 복수의 영역이 제거될 수 있다.In addition, the
활성층(143)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 활성층(143)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on and / or below the
한편, 활성층(143)과 제1반도체층(141) 사이에 중간층(미도시)이 형성될 수 있으며, 중간층은 고 전류 인가 시 제2반도체층(145)으로부터 활성층(143)으로 주입되는 전자가 활성층(143)에서 재결합되지 않고 제1반도체층(141)으로 흐르는 현상을 방지하는 전자 차단층(Electron blocking layer)일 수 있다. 중간층(미도시)은 활성층(143)보다 상대적으로 큰 밴드갭을 가짐으로써, 제2반도체층(145)으로부터 주입된 전자가 활성층(143)에서 재결합되지 않고 제1반도체층(141)으로 주입되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 활성층(143)에서 전자와 정공의 재결합 확률을 높이고 누설전류를 방지할 수 있다.An intermediate layer (not shown) may be formed between the
한편, 상술한 중간층은 활성층(143)에 포함된 장벽층의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p 형 AlGaN 과 같은 Al 을 포함한 반도체층으로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.Meanwhile, the above-described intermediate layer may have a band gap larger than the band gap of the barrier layer included in the
활성층(143) 상에는 제2반도체층(145)이 형성될 수 있다. 제2반도체층(145)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, n형 반도체층은 예컨데, 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, 예를 들어, Si, Ge, Sn, Se, Te와 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다. A
제2반도체층(145)의 하부에는 제1반도체층(141) 및 활성층(143)을 관통한 연결전극(121)이 전기적으로 연결된다.The
상술한 제1반도체층(141), 활성층(143) 및 제2반도체층(145)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), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
제1전극층(160)은 제1반도체층(141)과 전기적으로 연결된다. 제1전극층(160)의 배치는 제한이 없다.The
예를 들면, 제2반도체층(145)과 활성층(143)의 일부 영역이 제거되고, 제1반도체층(141)의 상면이 노출되며, 제1반도체층(141)의 노출된 상면에 제1전극층(160)이 위치할 수 있다.For example, the
제1전극층(160)은 제1반도체층(141)의 위가 아닌 다른 영역에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. The
제1전극층(160)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 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
한편, 발광 구조물은 제2반도체층(145) 상에 제2반도체층(145)과 반대의 극성을 갖는 제3 반도체층(미도시)을 포함할 수 있다. 또한 제1반도체층(141)이 n 형 반도체층이고, 제2반도체층(145)이 p 형 반도체층으로 구현될 수도 있다. 이에 따라 발광 구조물은 N-P 접합, P-N 접합, N-P-N 접합 및 P-N-P 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.On the other hand, the light emitting structure may include a third semiconductor layer (not shown) having a polarity opposite to that of the
발광 구조물의 상부(예를 들면, 제2반도체층(145)의 상면)에는 광 추출 구조(미도시)가 형성될 수 있다.(Not shown) may be formed on the upper portion of the light emitting structure (for example, the upper surface of the second semiconductor layer 145).
광 추출 구조는 제2반도체층(145)의 상면에 형성되거나, 또는 발광 구조물의 상부에 투광성 전극층(미도시)을 형성한 후 투광성 전극층(미도시)의 상부에 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.The light extracting structure may be formed on the upper surface of the
광 추출 구조는 투광성 전극층(미도시), 또는 제2반도체층(145)의 상부 표면의 일부 또는 전체 영역에 형성될 수 있다. 광 추출 구조는 투광성 전극층(미도시), 또는 제2반도체층(145)의 상면의 적어도 일 영역에 대해 에칭을 수행함으로써 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 에칭 과정은 습식 또는/및 건식 에칭 공정을 포함하며, 에칭 과정을 거침에 따라서, 투광성 전극층(미도시)의 상면 또는 제2반도체층(145)의 상면은 광 추출 구조를 형성하는 러프니스를 포함할 수 있다. 러프니스는 랜덤한 크기로 불규칙하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 러프니스는 평탄하지 않는 상면으로서, 텍스쳐(texture) 패턴, 요철 패턴, 평탄하지 않는 패턴(uneven pattern) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The light extracting structure may be formed in a light transmitting electrode layer (not shown), or in a part or all of the upper surface of the
러프니스는 측 단면이 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대, 다각뿔대 등 다양한 형상을 갖도록 형성될 수 있으며, 바람직하게 뿔 형상을 포함한다.The roughness may be formed to have various shapes such as a cylinder, a polygonal column, a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, a polygonal pyramid, and the like, preferably including a horn shape.
한편, 광추출구조는 PEC(photo electro chemical) 등의 방법으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 광추출구조(284)가 투광성 전극층(미도시)의 또는 제2반도체층(145)의 상부면에 형성됨에 따라서 활성층(143)으로부터 생성된 빛이 투광성 전극층(미도시), 또는 제2반도체층(145)의 상부면으로부터 전반사되어 재흡수되거나 산란되는 것이 방지될 수 있으므로, 발광소자(100)의 광 추출 효율의 향상에 기여할 수 있다.Meanwhile, the light extracting structure may be formed by a method such as PEC (photoelectrochemical), but is not limited thereto. Light generated from the
층간 절연막(130)은 제2전극층(120)과 제1반도체층(141) 사이에 배치되어 제2전극층(120)과 제1반도체층(141)을 절연시킨다. 층간 절연막(130)은 성장기판을 제거한 발광 구조물에 생기는 휨 응력(Bending stress)을 완화하는 역할을 한다. 또한, 층간 절연막(130)은 발광 구조물에 생기는 휨 응력(Bending stress)이 지지부재(110)에 주는 스트레스를 해소하는 역할을 한다.The interlayer insulating
이를 위해, 층간 절연막(130)은 절연물질을 포함할 수 있고, 적어도 압축응력(compressive stress)을 가지는 제1절연층(131)과, 인장응력(tensile stress)을 가지는 제2절연층(133)을 포함할 수 있다.The interlayer insulating
여기서, 층의 일면을 양측에서 밀어붙이는 것과 같은 힘이 작용하고 있는 경우를 압축응력이라고 하고, 역으로, 잡아당기는 방향으로 힘이 작용하는 경우를 인장응력이라고 한다.Here, a case where a force such as pushing one side of a layer from both sides is referred to as a compressive stress, and a case where a force acts in a pulling direction is referred to as a tensile stress.
층간 절연막(130)의 배치구조에는 제한이 없다. 예를 들면, 층간 절연막(130)은 제1절연층(131)과 제2절연층(133)이 교번 적층되는 구조를 가질 수 있다. 제1절연층(131)과 제2절연층(133)의 교번 적층 회수의 제한이 없지만, 3회 내지 6회가 보통이다.The arrangement structure of the
제1절연층(131)은 압축응력(compressive stress)을 가지는 절연물질을 포함할 수 있고, 예를 들면, SiOx(산화 실리콘)를 포함할 수 있다. 여기서, 산소(O)의 계수는 제한이 없다.The first insulating
제1절연층(131)을 형성하는 방법에는 제한이 없지만, 예를 들면, 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition)을 사용하는 것이 보통이다. 또한, 다른 예를 들면, 제1절연층(131)은 산소 분위기의 500도 내지 1000도에서 실리콘을 박막 형태로 적층하는 것이 바람직하다.The method of forming the first insulating
제2절연층(133)은 인장응력(tensile stress)을 가지는 절연물질을 포함할 수 있고, 예를 들면, SixNy(질화 실리콘)를 포함할 수 있다. 여기서, 질소(N)와 실리콘(Si) 의 계수는 제한이 없다.The second
제2절연층(133)을 형성하는 방법에는 제한이 없지만, 예를 들면, 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition)을 사용하는 것이 보통이다. 또한, 다른 예를 들면, 제2절연층(133)은 질소 분위기의 500도 내지 1000도에서 실리콘을 박막 형태로 적층하는 것이 바람직하다.There is no limitation on the method of forming the second insulating
층간 절연막(130)은 적어도, 제2전극층(120) 및 제1반도체층(141)에 대응되는 면적을 가질 수 있다. 즉, 층간 절연막(130)은 제2전극층(120) 및 제1반도체층(141)과 수직적으로(도 2 기준) 중첩되어 적층되는 구조를 가질 수 있다.The interlayer insulating
또한, 층간 절연막(130)은 연결전극(121)이 관통되는 복수의 영역이 제거된 패턴형태를 가질 수 있다.The interlayer insulating
성장기판 상에 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), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 발광구조물을 성장시키는 경우, 발광구조물에는 반도체 재료의 물성 또는 격자 상수의 차이에 의해 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)이 발생하게 된다.(MOCVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD), molecular beam growth (MBE) When a light emitting structure is grown by a method such as epitaxy, hydride vapor phase epitaxy (HVPE), or sputtering, a light emitting structure is subjected to a bending stress due to a difference in physical properties or lattice constant of the semiconductor material (Bending stress) or strain (strain) is generated.
상술한 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)은 성장기판과 발광구조물 사이에 버퍼층을 형성하여 완화할 수 있다. The above-described bending stress or strain can be mitigated by forming a buffer layer between the growth substrate and the light emitting structure.
그러나, 버퍼층은 반도체 재료로 형성되는데, 반도체 재료의 특성 상 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)의 완화가 쉽지 않은 문제점이 있다.However, since the buffer layer is formed of a semiconductor material, there is a problem that bending stress or strain of the semiconductor material is difficult to mitigate.
또한, 버퍼층을 두껍게 형성하는 경우, 발광구조물의 품질이 저하되는 문제가 있다.Further, when the buffer layer is formed thick, the quality of the light emitting structure is deteriorated.
또한, 발광소자(100)에서 차후에 성장기판을 제거하고, 지지부재(110)를 본딩하는 경우에, 상술한 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)은 발광구조물에 잔존하므로, 지지부재(110)에 휨 응력(Bending stress) 또는 스트레인(Strain)이 형성되는 문제점이 있다.Since the bending stress or strain described above remains in the light emitting structure when the growth substrate is later removed from the
따라서, 층간 절연막(130)이 압축응력(compressive stress)을 가지는 제1절연층(131)과, 인장응력(tensile stress)을 가지는 제2절연층(133)을 포함하면, 지지부재(110) 및 발광구조물의 휨을 방지할 수 있는 효과를 가진다.Therefore, if the interlayer insulating
또한, 지지부재(110) 및 발광구조물의 휨이 방지되어서, 활성층(143)에서 발생하는 빛의 파장변환을 방지하고, 발광소자(100)의 제조공정의 균일성(uniformity)을 확보할 수 있는 이점이 있다.It is also possible to prevent the
연결전극(121)은 제2전극층(120)의 복수의 영역과 제2반도체층(145)의 복수의 영역을 전기적으로 연결시킨다. The
예를 들면, 연결전극(121)의 일단은 제2반도체층(145)과 연결되고, 연결전극(121)의 타단은 제2전극층(120)에 연결된다.For example, one end of the
구체적으로, 연결전극(121)은 층간 절연막(130), 제1반도체층(141) 및 활성층(143)의 소정 영역을 관통하여 형성된다. 즉, 연결전극(121)은 층간 절연막(130), 제1반도체층(141) 및 활성층(143)의 소정 영역을 관통하고, 제2반도체층(145)의 하면과 제2전극층(120)의 상면을 연결하게 배치될 수 있다.Specifically, the
연결전극(121)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 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The connecting
그리고, 연결전극(121)과 제1반도체층(141) 및 활성층(143) 사이에는 측벽 절연막(150)을 더 포함할 수 있다. 측벽 절연막(150)은 절연재질 예를 들면, 질화실리콘(SiN) 또는 산화실리콘(SiO)를 포함할 수 있다.In addition, a
구체적으로, 연결전극(121)이 상하로 길게 형성된 기둥 형태인 경우, 측벽 절연막(150)은 연결전극(121)의 외측면을 감싸는 형태로 형성되어서, 연결전극(121)과 제1반도체층(141) 및 활성층(143) 사이를 절연시킨다.The
제2전극층(120)은 연결전극(121)을 통해 인가되는 전원을 제2반도체층(145)에 전달하고, 제2반도체층(145)의 전류가 빠르게 확산되도록 한다. 즉, 제 2 반도체층에 전원이 직접 인가되면 제 2 반도체층의 저항에 의해 전류가 확산되지 못하지만, 제2전극층(120)은 연결전극(121)이 복수 형성되어 제2반도체층(145)과 연결되기 때문에 제2반도체층(145)의 전류 확산을 빠르게 할 수 있다. 결과적으로, 제2반도체층(145)의 전류 확산을 빠르게 하면, 발광소자(100)의 발광효율도 개선되게 된다.The
연결전극(121)은 복수 개가 서로 이격되어 배치될 수 있다. A plurality of
예를 들면, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 연결전극(121)은 전류 확산을 고려하여 발광구조물 내에서 규칙적으로 배치될 수 있다.For example, as shown in Fig. 1, the
연결전극(121)은 기둥형태의 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들면, 원기둥, 다각기둥을 포함할 수 있다.The
연결전극(121)이 원기둥 형태를 가지는 경우, 연결전극(121)의 직경은 70㎛ 내지 90㎛ 이 보통이다.When the connecting
연결전극(121)의 평면상 면적(도 1기준)이 너무 큰 경우, 활성층(143)의 면적이 줄어들어서 발광면적이 줄어든 문제가 있고, 연결전극(121)의 평면상 면적이 너무 작은 경우, 제2반도체층(145)에 공급되는 전류를 효과적으로 확산할 수 없는 문제점이 있다. 따라서, 연결전극(121)의 평면상 면적은 발광 구조물의 평면상 면적 대비 0.1 % 내지 15 %일 수 있다.If the planar area of the
여기서, 연결전극(121)의 평면상 면적은 도 1을 기준으로 하였을 때, 연결전극(121) 들의 평면 상의 단면적을 모두 합산한 값이다.Here, the planar area of the
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 단면도이다.3 is a cross-sectional view according to another embodiment of the present invention.
도 3의 실시예에 따른 발광소자(100A)는 도 2의 실시예와 비교하면, 반사층(160A)을 더 포함하는 차이점이 존재한다. 이하에서는, 도 2의 동일한 구성요소에 대한 설명은 생략하고, 도 2와 차이점을 중심으로 설명한다.The
반사층(160A)은 층간 절연막(130) 상에 배치된다. 즉, 반사층(160A)은 층간 절연막(130)과 제1반도체층(141) 상이에 배치된다.The
반사층(160A)은 활성층(143)에서 생성된 빛 중 층간 절연막(130) 방향으로 향하는 빛을 발광구조물의 상부로 반사시켜서 발광소자의 발광효율을 향상시킨다.The
반사층(160A)은 반사특성이 우수한 물질, 예를 들어 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성할 수 있다. 또한, 반사층(160A)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. The
또한, 반사층(160A)에는 연결전극(121)이 관통되는 영역이 형성될 수 있다.In addition, a region through which the
도 4 내지 도 6은 도 1의 실시예를 제조하는 방법을 도시한 순서도이다.4 to 6 are flowcharts illustrating a method of manufacturing the embodiment of FIG.
도 4를 참고하면, 성장기판(101) 상에 버퍼층(102)을 적층한다.Referring to FIG. 4, a
버퍼층(102) 상에 순서대로 제2반도체층(145), 활성층(143) 및 제1반도체층(141)을 적층한다.The
도 5를 참고하면, 성장기판(101)과 버퍼층(102)는 레이저리프트 오프(Laser Lift Off) 또는 화학적 에칭(Chemical Lift Off) 중 적어도 하나의 방법에 의해 제거될 수 있다.Referring to FIG. 5, the
레이저 리프트 오프(LLO)는 성장기판(101)의 배면을 통해 레이저를 조사함으로써 성장기판(101)과 제2반도체층(145) 사이의 계면을 박리시키는 공정이다.The laser lift off (LLO) is a step of peeling the interface between the
성장기판(101)이 제거됨에 따라, 제2반도체층(145)의 하면이 노출될 수 있다. 이때, 노출된 제2반도체층(145)에는 습식 식각을 실시하여 표면 불순물을 제거할 수 있다.As the
제1반도체층(141)의 상면에는 층간 절연막(130)이 형성된다.An interlayer insulating
식각 방법에 의해, 층간 절연막(130), 제1반도체층(141) 및 활성층(143)을 관통하는 홀이 형성되고, 홀의 측벽에는 측벽 절연막(150)이 형성된다.Holes penetrating the
상술한 홀에 연결전극(121)의 형성된다.And the connecting
층간 절연막(130)의 상면과 연결전극(121)의 상면에는 제2전극층(120)이 형성된다.The
제2전극층(120)의 상면에는 지지부재(110)가 결합된다.A supporting
도 6을 참조하면, 제2반도체층(145) 및 활성층(143)의 일부 영역이 제거되고, 제1반도체층(141)이 외부로 노출되면, 제1반도체층(141)의 노출되는 면에 제1전극층(160)이 형성된다.6, a portion of the
도 7은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이고, 도 8는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.FIG. 7 is a perspective view illustrating a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment, and FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package including the light emitting device according to the embodiment.
도 7 및 도 8를 참조하면, 발광소자 패키지(500)는 캐비티(520)가 형성된 몸체(510), 몸체(510)에 실장되는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결되는 발광소자(530), 및 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진되는 봉지재(미도시)를 포함할 수 있다. 7 and 8, the light emitting
몸체(510)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(510)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다. The
몸체(510)의 내면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(530)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. The inner surface of the
광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.Concentration of light emitted to the outside from the
한편, 몸체(510)에 형성되는 캐비티(520)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The shape of the
발광소자(530)는 제1 리드 프레임(540) 상에 실장되며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자(530)는 한 개 이상 실장될 수 있다.The
또한, 발광소자(530)는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.The
봉지재(미도시)는 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진될 수 있다.The encapsulant (not shown) may be filled in the
봉지재(미도시)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티(520) 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.The encapsulant (not shown) may be formed of silicon, epoxy, or other resin material. The encapsulant may be filled in the
또한 봉지재(미도시)는 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(500)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다. In addition, the encapsulant (not shown) may include a phosphor, and the phosphor may be selected to be a wavelength of light emitted from the
이러한 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다. The phosphor may be one of a blue light emitting phosphor, a blue light emitting phosphor, a green light emitting phosphor, a sulfur green light emitting phosphor, a yellow light emitting phosphor, a yellow red light emitting phosphor, an orange light emitting phosphor, and a red light emitting phosphor depending on the wavelength of light emitted from the
즉, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(530)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자 패키지(500)는 백색 빛을 제공할 수 있다. That is, the phosphor may be excited by the light having the first light emitted from the
이와 유사하게, 발광소자(530)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(530)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.Similarly, when the
이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.Such a fluorescent material may be a known fluorescent material such as a YAG, TAG, sulfide, silicate, aluminate, nitride, carbide, nitridosilicate, borate, fluoride or phosphate.
제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first and second lead frames 540 and 550 may be formed of a metal material such as titanium, copper, nickel, gold, chromium, tantalum, (Pt), tin (Sn), silver (Ag), phosphorus (P), aluminum (Al), indium (In), palladium (Pd), cobalt (Co), silicon (Si), germanium , Hafnium (Hf), ruthenium (Ru), and iron (Fe). Also, the first and second lead frames 540 and 550 may be formed to have a single layer or a multilayer structure, but the present invention is not limited thereto.
제1 제2 리드 프레임(540, 550)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리된다. 발광소자(530)는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)상에 실장되며, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 발광소자(530)와 직접 접촉하거나 또는 솔더링 부재(미도시)와 같은 전도성을 갖는 재료를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광소자(530)는 와이어 본딩을 통해 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 따라서 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)에 전원이 연결되면 발광소자(530)에 전원이 인가될 수 있다. 한편, 수개의 리드 프레임(미도시)이 몸체(510)내에 실장되고 각각의 리드 프레임(미도시)이 발광소자(530)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.The first and second lead frames 540 and 550 are separated from each other and electrically separated from each other. The
실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 9 및 도 10에 도시된 표시 장치, 도 11에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.The light emitting device according to the embodiment can be applied to an illumination system. The lighting system includes a structure in which a plurality of light emitting elements are arrayed and includes a display device shown in Figs. 9 and 10, a lighting device shown in Fig. 11, and may include a lighting lamp, a traffic light, a vehicle headlight, have.
도 9는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다. 9 is an exploded perspective view of a display device having a light emitting device according to an embodiment.
도 9를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.9, a
상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.The
상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다. The
상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The
상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다. The
상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)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. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.The
그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The plurality of light emitting
상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다. The
상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 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. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.Here, the optical path of the
도 10는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다. 10 is a view showing a display device having a light emitting element according to an embodiment.
도 10를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. 10, the
상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.The
여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. Here, the
상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.The
도 11은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.11 is an exploded perspective view of a lighting device having a light emitting device according to an embodiment.
도 11을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.11, the lighting apparatus according to the embodiment includes a
예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.For example, the
상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다. The inner surface of the
상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.The
상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 발광소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.The
상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.The surface of the
상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.The
상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.The
상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.The
상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.The
상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 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.The
상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
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 지의 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.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is clearly understood that the same is by way of illustration and example only and is not to be taken by way of illustration, It can be seen that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
Claims (12)
상기 지지부재 상에 배치되는 제2전극층;
상기 제2전극층 상에 배치되는 제1 반도체층, 제2 반도체층, 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 위치하는 활성층을 구비하는 발광 구조물;
상기 제2전극층과 상기 제1반도체층 사이에 배치되어 상기 제2전극층과 상기 제1반도체층을 절연시키는 층간 절연막;
상기 제2전극층의 복수의 영역과 상기 제2반도체층의 복수의 영역을 전기적으로 연결시키는 연결전극; 및
상기 제1반도체층과 전기적으로 연결된 제1전극층을 포함하고,
상기 층간 절연막은,
적어도 압축응력(compressive stress)을 가지는 제1절연층과, 인장응력(tensile stress)을 가지는 제2절연층을 포함하는 발광소자.A support member;
A second electrode layer disposed on the support member;
A light emitting structure including a first semiconductor layer disposed on the second electrode layer, a second semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer;
An interlayer insulating film disposed between the second electrode layer and the first semiconductor layer to insulate the second electrode layer from the first semiconductor layer;
A connection electrode electrically connecting a plurality of regions of the second electrode layer to a plurality of regions of the second semiconductor layer; And
And a first electrode layer electrically connected to the first semiconductor layer,
The inter-
A light emitting device comprising: a first insulating layer having at least compressive stress; and a second insulating layer having a tensile stress.
상기 층간 절연막은 상기 제1절연층과 상기 제2절연층이 교번 적층되는 발광소자. The method according to claim 1,
Wherein the first insulating layer and the second insulating layer are alternately laminated on the interlayer insulating film.
상기 제1절연층은 SiOx(산화 실리콘)를 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
Light emitting device of the first insulating layer comprises SiO x (Silicon Oxide).
상기 제2절연층은 SixNy(질화 실리콘)을 포함하는 발광소자.The method of claim 3,
And the second insulating layer comprises Si x N y (silicon nitride).
상기 층간 절연막 상에는 상기 활성층에서 생성된 빛을 반사시키는 반사층이 더 포함되는 발광소자.The method according to claim 1,
And a reflective layer for reflecting light generated in the active layer is further formed on the interlayer insulating layer.
상기 연결전극은,
상기 층간 절연막, 제1반도체층 및 활성층의 소정 영역을 관통하여 형성되는 발광소자.The method according to claim 1,
The connecting electrode
The first semiconductor layer, and the active layer through a predetermined region of the interlayer insulating film, the first semiconductor layer, and the active layer.
상기 연결전극과 상기 제1반도체층 및 활성층 사이를 절연시키는 측벽 절연막을 더 포함하는 발광소자.The method according to claim 6,
And a sidewall insulating film for insulating the connection electrode from the first semiconductor layer and the active layer.
상기 연결전극의 직경은 70㎛ 내지 90㎛ 을 포함하는 발광소자.The method according to claim 6,
And the diameter of the connecting electrode is 70 占 퐉 to 90 占 퐉.
상기 연결전극의 평면상 면적은 상기 발광 구조물의 평면상 면적 대비 0.1 % 내지 15 %를 포함하는 발광소자.The method according to claim 6,
Wherein a planar area of the connection electrode is 0.1% to 15% of a planar area of the light emitting structure.
상기 연결전극은 기둥형태이고, 상기 측벽 절연막은 상기 연결전극의 외측면을 감싸는 형태를 포함하는 발광소자.8. The method of claim 7,
Wherein the connection electrode is in the form of a column, and the sidewall insulation film surrounds the outer surface of the connection electrode.
11. A lighting device comprising the light-emitting element according to any one of claims 1 to 10.
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