KR20150007854A

KR20150007854A - 발광소자

Info

Publication number: KR20150007854A
Application number: KR20130082413A
Authority: KR
Inventors: 이대희
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-07-12
Filing date: 2013-07-12
Publication date: 2015-01-21
Also published as: KR102098135B1

Abstract

실시 예에 따른 발광소자는, 제1 도전형의 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 제1 활성층, 상기 제1 활성층 아래에 제2 도전형의 제2 반도체층을 포함하는 제1 발광구조물; 제1 도전형의 제3 반도체층, 상기 제3 반도체층 아래에 제2 활성층, 상기 제2 활성층 아래에 제2 도전형의 제4 반도체층을 포함하는 제2 발광구조물; 상기 제1 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극; 상기 제2 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제4 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극; 상기 제1 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층과 상기 제3 반도체층에 전기적으로 연결된 제3 전극; 상기 제1 전극에 전기적으로 연결된 제1 패드; 상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 패드; 상기 제1 발광구조물 위에 배치된 제1 형광체층; 상기 제2 발광구조물 위에 배치된 제2 형광체층; 를 포함한다.

Description

발광소자 {LIGHT EMITTING DEVICE}

실시 예는 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛에 관한 것이다.

발광소자의 하나로서 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)가 많이 사용되고 있다. 발광 다이오드는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선, 자외선과 같은 빛의 형태로 변환한다.

발광소자의 광 효율이 증가됨에 따라 표시장치, 조명기기를 비롯한 다양한 분야에 발광소자가 적용되고 있다.

실시 예는 개별 구동되어 색 온도, 연색성, 광속을 선택적으로 제어할 수 있는 복수의 발광구조물이 포함된 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛을 제공한다.

실시 예에 따른 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛은 개별 구동되어 색 온도, 연색성, 광속을 선택적으로 제어할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 개념적으로 설명하는 도면이다.
도 2는 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2에 도시된 발광소자의 A-A'에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2에 도시된 발광소자의 B-B'에 따른 단면을 나타낸 도면이다.
도 5 내지 도 9는 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 나타낸 도면이다.
도 10 내지 도 15는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 17은 실시 예에 따른 표시장치를 나타낸 도면이다.
도 18은 실시 예에 따른 표시장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.

실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on)"에 또는 "하/아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on)"와 "하/아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 하/아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시될 수 있다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예들에 따른 발광소자, 발광소자 패키지, 라이트 유닛 및 발광소자 제조방법에 대해 상세히 설명하도록 한다.

도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 개념적으로 설명하는 도면이다.

실시 예에 따른 발광소자는 분할 구동되는 제1 영역(R1), 제2 영역(R2), 제3 영역(R3), 제4 영역(R4)을 포함할 수 있다. 도 1에는 분할되어 구동되는 4 개의 영역을 포함하는 발광소자가 도시되었으나, 실시 예에 따른 발광소자는 2 개 또는 3 개의 분할 구동되는 영역을 포함할 수도 있고, 5 개 이상의 분할 구동되는 영역을 포함할 수도 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 영역(R1)에 제공된 제1 발광구조물, 상기 제2 영역(R2)에 제공된 제2 발광구조물, 상기 제3 영역(R3)에 제공된 제3 발광구조물, 상기 제4 영역(R4)에 제공된 제4 발광구조물을 포함할 수 있다. 상기 제1 발광구조물, 제2 발광구조물, 제3 발광구조물, 제4 발광구조물은 별도의 제어 신호에 따라 각각 분리되어 구동될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 발광구조물 위에 제공된 제1 형광체층, 상기 제2 발광구조물 위에 제공된 제2 형광체층, 상기 제3 발광구조물 위에 배치된 제3 형광체층, 상기 제4 발광구조물 위에 배치된 제4 형광체층을 포함할 수 있다. 각 형광체층은 예컨대 각 발광구조물 위에 컨포멀 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 각 형광체층의 상부면이 평탄하게 제공될 수 있다.

실시 예에 의하면, 상기 제1 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A1일 수 있다. 또한, 상기 제2 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A2일 수 있다. 또한, 상기 제3 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제3 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A3일 수 있다. 또한, 상기 제4 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제4 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A4일 수 있다.

예컨대, 상기 제1 발광구조물, 상기 제2 발광구조물, 상기 제3 발광구조물, 상기 제4 발광구조물이 동일 파장 대역의 동일 특성을 갖는 빛을 생성하는 경우, 상기 제1 형광체층, 상기 제2 형광체층, 상기 제3 형광체층, 상기 제4 형광체층의 적절한 선택을 통하여 각 영역의 색온도를 결정할 수 있다.

여기서, 상기 색온도 A1, A2, A3, A4는 각각 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 가령, 상기 색온도 A1은 3000K, 색온도 A2는 4000K, 색온도 A3는 5000K, 색온도 A4는 6000K로 구현될 수 있다. 한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물, 상기 제2 발광구조물, 상기 제3 발광구조물, 상기 제4 발광구조물을 분리 구동할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물들에 대한 선택적인 구동을 통하여 원하는 적정 색온도를 구현할 수 있다.

또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B1일 수 있다. 또한, 상기 제2 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B2일 수 있다. 또한, 상기 제3 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제3 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B3일 수 있다. 또한, 상기 제4 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제4 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B4일 수 있다.

여기서, 상기 연색성 B1, B2, B3, B4는 각각 서로 다른 연색성을 가질 수 있다. 가령, 상기 연색성 B1은 60, 연색성 B2는 70, 연색성 B3는 80, 연색성 B4는 90으로 구현될 수 있다. 한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물, 상기 제2 발광구조물, 상기 제3 발광구조물, 상기 제4 발광구조물을 분리 구동할 수 있다. 이에 따라, 상기 발광구조물들에 대한 선택적인 구동을 통하여 원하는 적정 연색성을 구현할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물, 제2 발광구조물, 제3 발광구조물, 제4 발광구조물을 선택적으로 분할 구동할 수 있으므로 적정 광속을 선택적으로 구현할 수 있다.

실시 예에 의하면, 복수의 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지가 아닌 단일 발광소자에서 색온도 선택 또는 연색성 선택을 구현할 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 원가를 절감할 수 있으며, 각 발광구조물에 대한 선택적인 개별 구동에 의하여 원하는 색온도, 연색성, 광속을 효율적으로 선택할 수 있다.

그러면, 실시 예에 따른 발광소자에 있어서, 복수의 발광구조물을 선택적으로 분할 구동할 수 있는 발광소자의 예를 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 제공된 경우를 기반으로 설명한다.

도 2는 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2에 도시된 발광소자의 A-A'에 따른 단면을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2에 도시된 발광소자의 B-B'에 따른 단면을 나타낸 도면이다.

실시 예에 따른 발광소자는, 도 2 내지 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 발광구조물(10), 제2 발광구조물(20), 제1 형광체층(71), 제2 형광체층(72), 제1 전극(81), 제2 전극(82), 제3 전극(83), 제1 패드(91), 제2 패드(92)를 포함할 수 있다.

상기 제1 발광구조물(10)은 제1 도전형의 제1 반도체층(11), 제1 활성층(12), 제2 도전형의 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 제1 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제2 반도체층(13)은 상기 제1 활성층(12) 아래에 배치될 수 있다.

예로서, 상기 제1 반도체층(11)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.

상기 제1 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.

예컨대, 상기 제1 반도체층(11)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 반도체층(11)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.

상기 제1 활성층(12)은 상기 제1 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 제1 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 제1 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 제1 활성층(12)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제1 활성층(12)은 예로서 II족-VI족 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.상기 제1 활성층(12)은 예로서 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제1 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 구현된 경우, 상기 제1 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 구현될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 구현될 수 있다.

상기 제2 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은 예로서 II족-VI족 화합물 반도체 또는 III족-V족 화합물 반도체로 구현될 수 있다.

예컨대, 상기 제2 반도체층(13)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다. 상기 제2 반도체층(13)은, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.

한편, 상기 제1 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13) 아래에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 반도체층(11) 및 상기 제2 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 제1 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

또한, 상기 제1 반도체층(11)과 상기 제1 활성층(12) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 반도체층(13)과 상기 제1 활성층(12) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.

상기 제2 발광구조물(20)은 제1 도전형의 제3 반도체층(21), 제2 활성층(22), 제2 도전형의 제4 반도체층(23)을 포함할 수 있다. 상기 제2 활성층(22)은 상기 제3 반도체층(21)과 상기 제4 반도체층(23) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 활성층(22)은 상기 제3 반도체층(21) 아래에 배치될 수 있으며, 상기 제4 반도체층(23)은 상기 제2 활성층(22) 아래에 배치될 수 있다.

예로서, 상기 제3 반도체층(21)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제4 반도체층(23)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제3 반도체층(21)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제4 반도체층(23)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.

상기 제2 발광구조물(20)은 상기 제1 발광구조물(10)에 대해 설명된 물질 및 구조와 유사하게 형성될 수 있으며 상세한 설명은 생략한다.

실시 예에 따른 발광소자는 제1 반사층(17)을 포함할 수 있다. 상기 제1 반사층(17)은 상기 제2 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 반사층(17)은 상기 제1 발광구조물(10) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 반사층(17)은 상기 제2 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 반사층(17)은 상기 제1 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.

실시 예에 의한 발광소자는, 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반도체층(13) 사이에 배치된 제1 오믹접촉층(15)을 포함할 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)은 상기 제1 발광구조물(10)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)은 상기 제1 발광구조물(10)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)은 상기 제2 반도체층(13)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다.

상기 제1 오믹접촉층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.

상기 제1 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 제1 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 제1 반사층(17)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

예를 들면, 상기 제1 반사층(17)은 Ag 층과 Ni 층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti 층, Pt 층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 오믹접촉층(15)은 상기 제1 반사층(17) 아래에 형성되고, 적어도 일부가 상기 제1 반사층(17)을 통과하여 상기 제1 발광구조물(10)과 오믹 접촉될 수도 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 제2 반사층(27)을 포함할 수 있다. 상기 제2 반사층(27)은 상기 제4 반도체층(23)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 반사층(27)은 상기 제2 발광구조물(20) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 반사층(27)은 상기 제4 반도체층(23) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 반사층(27)은 상기 제2 발광구조물(20)로부터 입사되는 빛을 반사시켜 외부로 추출되는 광량을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.

실시 예에 의한 발광소자는, 상기 제2 반사층(27)과 상기 제4 반도체층(23) 사이에 배치된 제2 오믹접촉층(25)을 포함할 수 있다. 상기 제2 오믹접촉층(25)은 상기 제4 반도체층(23)에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 제2 오믹접촉층(25)은 상기 제2 발광구조물(20)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 상기 제2 오믹접촉층(25)은 상기 제2 발광구조물(20)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다. 상기 제2 오믹접촉층(25)은 상기 제4 반도체층(23)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다.

예로서, 상기 제2 오믹접촉층(25)은 상기 제1 오믹접촉층(15)과 유사한 물질로서 유사한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사층(27)은 예컨대 상기 제1 반사층(17)과 유사한 물질 및 유사한 구조로 형성될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 반사층(17) 아래에 배치된 제1 금속층(35)을 포함할 수 있다. 상기 제1 금속층(35)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제2 반사층(27) 아래에 배치된 제2 금속층(45)을 포함할 수 있다. 상기 제2 금속층(45)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 제1 금속층(35)과 상기 제2 금속층(45)은 같은 물질로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 금속층(35)과 상기 제2 금속층(45)은 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다.

실시 예에 의하면, 상기 제1 전극(81)은 상기 제1 반사층(17), 상기 제1 오믹접촉층(15), 상기 제1 금속층(35) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제1 전극(81)은 상기 제1 반사층(17), 상기 제1 금속층(35), 상기 제1 오믹접촉층(15)을 모두 포함할 수도 있고, 선택된 1 개의 층 또는 선택된 2 개의 층을 포함할 수도 있다.

실시 예에 따른 상기 제1 전극(82)은 상기 제1 발광구조물(10) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(81)은 상기 제2 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다.

실시 예에 의하면, 상기 제2 전극(82)은 상기 제2 반사층(27), 상기 제2 오믹접촉층(25), 상기 제2 금속층(45) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예로서, 상기 제2 전극(82)은 상기 제2 반사층(27), 상기 제2 금속층(45), 상기 제2 오믹접촉층(25)을 모두 포함할 수도 있고, 선택된 1 개의 층 또는 선택된 2 개의 층을 포함할 수도 있다.

실시 예에 따른 상기 제2 전극(82)은 상기 제2 발광구조물(20) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(82)은 상기 제4 반도체층(23)에 전기적으로 연결될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 발광구조물(10)의 하부 둘레에 배치된 채널층(30)을 포함할 수 있다. 상기 채널층(30)은 상기 제2 발광구조물(20)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제1 영역은 상기 제2 반도체층(13) 아래에 배치될 수 있다.

상기 채널층(30)의 제1 영역은 상기 제2 반도체층(13)의 하부면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제2 영역은 상기 제4 반도체층(23) 아래에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제2 영역은 상기 제4 반도체층(23)의 하부면에 접촉되어 배치될 수 있다.

상기 채널층(30)의 제1 영역은 상기 제2 반도체층(13)과 상기 제1 반사층(17) 사이에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제2 영역은 상기 제4 반도체층(23)과 상기 제2 반사층(27) 사이에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제1 영역은 상기 제2 반도체층(13)과 상기 제1 오믹접촉층(15) 사이에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 제2 영역은 상기 제4 반도체층(23)과 상기 제2 오믹접촉층(25) 사이에 배치될 수 있다.

상기 채널층(30)은 상기 제1 발광구조물(10)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)은 상기 제1 발광구조물(10)의 측벽으로부터 외곽 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 측면은 상기 제1 전극(81)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 측면은 상기 제1 오믹접촉층(15)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일부 영역은 상기 제1 전극(81)의 상부면 위에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일부 영역은 상기 제1 금속층(35)의 상부면에 접촉되어 배치될 수 있다.

상기 채널층(30)은 상기 제2 발광구조물(20)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)은 상기 제2 발광구조물(20)의 측벽으로부터 외곽 방향으로 연장되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 측면은 상기 제2 전극(82)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 측면은 상기 제2 오믹접촉층(25)의 측면에 접촉되어 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일부 영역은 상기 제2 전극(82)의 상부면 위에 배치될 수 있다. 상기 채널층(30)의 일부 영역은 상기 제2 금속층(45)의 상부면에 접촉되어 배치될 수 있다.

상기 채널층(30)은 아이솔레이션층으로 지칭될 수도 있다. 상기 채널층(30)은 추후 상기 제1 발광구조물(10) 및 상기 제2 발광구조물(20)에 대한 아이솔레이션 공정 시 에칭 스토퍼의 기능을 수행할 수 있으며, 또한 아이솔레이션 공정에 의하여 발광소자의 전기적인 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.

상기 채널층(30)은 절연물질로 구현될 수 있다. 예컨대 상기 채널층(30)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 채널층(30)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극(81)과 상기 제2 전극(82)을 전기적으로 절연시키는 제1 절연층(41)을 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(41)은 상기 제1 전극(81)과 상기 제2 전극(82) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층(41)은 상기 제1 전극(81) 하부에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층(41)은 상기 제2 전극(82) 하부에 배치될 수 있다. 상기 제1 절연층(41)의 상부면은 상기 채널층(30)에 접촉될 수 있다.

상기 제1 절연층(41)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(41)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

상기 제1 절연층(41)은 예로서 100 나노미터 내지 2000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제1 절연층(41)의 두께가 100 나노미터 미만으로 형성될 경우 절연 특성에 문제가 발생 될 수 있으며, 상기 제1 절연층(41)의 두께가 2000 나노미터 초과로 형성될 경우에 후공정 단계에서 깨짐이 발생 될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10) 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층(11)과 상기 제3 반도체층(21)에 전기적으로 연결된 제3 전극(83)을 포함할 수 있다. 상기 제3 전극(83)은 상기 제2 발광구조물(20) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제3 전극(83)은 상기 제1 절연층(41) 아래에 배치될 수 있다.

상기 제3 전극(83)은 제3 금속층(50), 본딩층(60), 전도성 지지부재(70) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다, 상기 제3 전극(83)은 상기 제3 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 모두를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제3 전극(83)은 상기 제3 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함할 수도 있다.

상기 제3 금속층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 금속층(50)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 제3 금속층(50) 아래에 본딩층(60), 전도성 지지부재(70)가 배치될 수 있다.

상기 제3 금속층(50)은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 상기 제3 금속층(50)은 상기 본딩층(60)에 포함된 주석(Sn) 등의 물질이 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)에 영향을 미치는 것을 방지할 수 있다.

상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(70)는 실시 예에 따른 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다.

상기 전도성 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제3 전극(83)과 상기 제1 절연층(41) 사이에 배치된 제2 절연층(42)을 더 포함할 수 있다. 상기 제2 절연층(42)은 상기 제1 전극(81)과 상기 제3 전극(83) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2 절연층(42)은 상기 제2 전극(82)과 상기 제3 전극(83) 사이에 배치될 수 있다.

상기 제2 절연층(42)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 절연층(42)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

상기 제2 절연층(42)은 예로서 100 나노미터 내지 2000 나노미터의 두께로 형성될 수 있다. 상기 제2 절연층(42)의 두께가 100 나노미터 미만으로 형성될 경우 절연 특성에 문제가 발생 될 수 있으며, 상기 제2 절연층(42)의 두께가 2000 나노미터 초과로 형성될 경우에 후공정 단계에서 깨짐이 발생 될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 반도체층(11)의 하부 영역에 배치된 제1 컨택부(33)를 포함할 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)는 상기 제3 전극(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)는 상기 제1 활성층(12)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)는 상기 제1 반도체층(11)에 형성된 리세스(recess)에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)는 복수로 형성될 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)의 상부면이 상기 제1 반도체층(11) 내부에 접촉될 수 있다.

상기 제1 컨택부(33)는 제3 연결배선(51)을 통해 상기 제3 전극(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제3 연결배선(51)은 상기 제2 절연층(42)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제3 연결배선(51)은 상기 제1 절연층(41)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제3 연결배선(51)은 상기 제1 전극(81)과 전기적으로 절연될 수 있다.

상기 제1 컨택부(33)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 연결배선(51)은 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10) 내부에 배치되며 상기 제1 컨택부(33) 둘레에 배치된 제3 절연층(43)을 포함할 수 있다. 상기 제3 절연층(43)은 상기 제1 컨택부(33)와 상기 제1 활성층(12)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 제3 절연층(43)은 상기 제1 컨택부(33)과 상기 제2 반도체층(13)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.

상기 제3 절연층(43)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 절연층(43)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제2 반도체층(21)의 하부 영역에 배치된 제2 컨택부(34)를 포함할 수 있다. 상기 제2 컨택부(34)는 상기 제3 전극(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 컨택부(34)는 상기 제2 활성층(22)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제2 컨택부(34)는 상기 제3 반도체층(21)에 형성된 리세스(recess)에 삽입되어 배치될 수 있다. 상기 제2 컨택부(34)는 복수로 형성될 수 있다. 상기 제2 컨택부(34)의 상부면이 상기 제3 반도체층(21) 내부에 접촉될 수 있다.

상기 제2 컨택부(34)는 제4 연결배선(52)을 통해 상기 제3 전극(83)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제4 연결배선(52)은 상기 제2 절연층(42)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제4 연결배선(52)은 상기 제1 절연층(41)을 관통하여 배치될 수 있다. 상기 제4 연결배선(52)은 상기 제2 전극(82)과 전기적으로 절연될 수 있다.

상기 제2 컨택부(34)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제4 연결배선(52)은 예로서 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제2 발광구조물(20) 내부에 배치되며 상기 제2 컨택부(34) 둘레에 배치된 제4 절연층(44)을 포함할 수 있다. 상기 제4 절연층(44)은 상기 제2 컨택부(34)와 상기 제2 활성층(22)을 전기적으로 절연시킬 수 있다. 상기 제4 절연층(43)은 상기 제2 컨택부(34)과 상기 제4 반도체층(23)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.

상기 제4 절연층(44)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제4 절연층(44)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 전극(81)에 전기적으로 연결된 상기 제1 패드(91)를 포함할 수 있다. 상기 제1 패드(91)는 상기 제1 발광구조물(10)의 둘레에 노출되어 배치될 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제2 전극(82)에 전기적으로 연결된 상기 제2 패드(92)를 포함할 수 있다. 상기 제2 패드(92)는 상기 제1 발광구조물(10)의 둘레에 노출되어 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)는 서로 이격되어 배치될 수 있다.

상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 하부 둘레에 배치될 수 있다. 실시 예에 의하면 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 일 측면에 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 동일 측면에 배치될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광구조물(10)의 한쪽 방향에서 상기 제1 패드(91) 및 상기 제2 패드(92)에 외부 전원이 용이하게 연결될 수 있게 된다.

상기 제1 전극(81)과 상기 제1 패드(91)는 제1 연결배선(31)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 전극(82)과 상기 제2 패드(92)는 제2 연결배선(32)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제2 연결배선(32)은 상기 제1 전극(81) 아래에 배치될 수 있다. 상기 제1 전극(81)은 상기 제1 발광구조물(10)의 하부 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2 전극(82)은 상기 제2 발광구조물(20)의 하부 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1 연결배선(31)과 상기 제2 연결배선(32)은 상기 제1 절연층(41)에 의해 전기적으로 절연될 수 있다.

상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)는 예컨대 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 연결배선(31)과 상기 제2 연결배선(32)은 예로서 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.

실시 예에 의하면 상기 제1 반도체층(11)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 상기 제3 반도체층(21)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 러프니스가 형성된 영역에서 상부 방향으로 추출되는 빛의 광량을 증가시킬 수 있게 된다. 또한, 상기 제1 반도체층(11)의 상부 면에 제1 돌출부(16)가 배치될 수 있으며, 상기 제3 반도체층(21)의 상부 면에 제2 돌출부(26)가 배치될 수 있다. 상기 제1 돌출부(16)는 상기 제1 컨택부(33)에 대응되는 위치에 배치될 수 있으며, 상기 제2 돌출부(26)는 상기 제2 컨택부(34)에 대응되는 위치에 배치될 수 있다.

한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10) 둘레 및 상기 제2 발광구조물(20) 둘레에 배치된 보호층(95)을 더 포함할 수 있다. 상기 보호층(95)은 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)을 보호할 수 있다. 상기 보호층(95)은 상기 제1 패드(91)와 상기 제1 발광구조물(10)을 절연시킬 수 있다. 상기 보호층(95)은 상기 제2 패드(92)와 상기 제1 발광구조물(10)을 절연시킬 수 있다.

상기 보호층(95)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 보호층(95)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 한편, 상기 보호층(95)은 설계에 따라 생략될 수도 있다.

실시 예에 의하면, 상기 제1 발광구조물(10)은 상기 제1 전극(81)과 상기 제3 전극(83)에 의해 구동되고, 상기 제2 발광구조물(20)은 상기 제2 전극(82)과 상기 제3 전극(83)에 의해 구동될 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)이 개별 구동될 수 있다.

즉, 실시 예에 따른 발광소자는 하나의 소자 내에 개별 구동될 수 있는 복수의 발광구조물을 포함할 수 있다. 실시 예에서는 하나의 발광소자에 2 개의 발광구조물이 배치된 경우를 기준으로 설명하였으나, 하나의 발광소자에 3 개 또는 4 개 이상의 발광구조물이 배치될 수 있으며, 또한 개별 구동되도록 구현될 수 있다.

이와 같이 구현하는 경우, 복수의 발광소자를 병렬 배치하여 각각 구동하는 경우에 비하여 더 작은 면적에 개별 구동되는 발광구조물을 배치할 수 있는 장점이 있다. 즉, 기존 발광소자를 패키지 단에서 여러 개 연결하는 경우 소자 간 간격을 좁게하는 데 한계가 있지만, 실시 예에 따른 발광소자에서는 하나의 소자 내에 복수의 발광 영역을 분리하여 형성하므로 발광 영역 간 간격을 크게 좁힐 수 있는 장점이 있다.

실시 예에 의하면 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 일 측면에 배치될 수 있으며, 한쪽 방향에서 외부 전원이 연결될 수 있다. 실시 예에 의하면 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)이 개별 구동될 수 있다. 또한, 발광소자의 하부 영역에 배치된 상기 제3 전극(83)을 통하여 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)에 동일 극성의 전원을 제공하고, 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)를 통해 상기 제1 전극(81)과 상기 제2 전극(82)에 각각 다른 극성의 전원을 제공할 수 있다. 이러한 구조를 갖는 발광소자는 하나의 예로서 차량의 조명장치, 예컨대 전조등 또는 후미등에 유용하게 적용될 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 발광구조물(10) 위에 제공된 제1 형광체층(71), 상기 제2 발광구조물(20) 위에 제공된 제2 형광체층(72)을 포함할 수 있다. 상기 제1 형광체층(71)과 상기 제2 형광체층(72)은 상기 제1 발광구조물(10) 및 상기 제2 발광구조물(20) 위에 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 형광체층(71)의 상부면과 상기 제2 형광체층(72)의 상부면은 평탄한 면을 포함할 수 있다.

실시 예에 의하면, 상기 제1 발광구조물(10)에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층(71)에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A1일 수 있다. 또한, 상기 제2 발광구조물(20)에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층(72)에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 A2일 수 있다.

예컨대, 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)이 동일 파장 대역의 동일 특성을 갖는 빛을 생성하는 경우, 상기 제1 형광체층(71)과 상기 제2 형광체층(72)의 적절한 선택을 통하여 각 영역의 색온도를 결정할 수 있다.

여기서, 상기 색온도 A1, A2는 각각 서로 다른 색온도를 가질 수 있다. 가령, 상기 색온도 A1은 4000K, 색온도 A2는 6000K로 구현될 수 있다. 한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)을 분리 구동할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)에 대한 선택적인 구동을 통하여 원하는 적정 색온도를 구현할 수 있다.

또한, 실시 예에 의하면, 상기 제1 발광구조물(10)에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층(71)에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B1일 수 있다. 또한, 상기 제2 발광구조물(20)에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층(72)에서 제공되는 빛이 이루는 연색성(CRI)이 B2일 수 있다.

여기서, 상기 연색성 B1, B2는 각각 서로 다른 연색성을 가질 수 있다. 가령, 상기 연색성 B1은 70, 연색성 B2는 90으로 구현될 수 있다. 한편, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)을 분리 구동할 수 있다. 이에 따라, 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)에 대한 선택적인 구동을 통하여 원하는 적정 연색성을 구현할 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광소자는 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)을 선택적으로 분할 구동할 수 있으므로 적정 광속을 선택적으로 구현할 수 있다.

그러면, 도 5 내지 도 9를 참조하여 실시 예에 따른 발광소자 제조방법을 설명하기로 한다.

실시 예에 따른 발광소자 제조방법에 의하면, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(5) 위에 제1 도전형 반도체층(11a), 활성층(12a), 제2 도전형 반도체층(13a)을 형성할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11a), 상기 활성층(12a), 상기 제2 도전형 반도체층(13a)은 발광구조물(10a)로 정의될 수 있다.

상기 기판(5)은 예를 들어, 사파이어 기판(Al₂O₃), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(11a)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층이 더 형성될 수 있다.

예로써, 상기 제1 도전형 반도체층(11a)이 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13a)이 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 도전형 반도체층(11a)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(13a)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.

상기 제1 도전형 반도체층(11a)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11a)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(11a)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.

상기 활성층(12a)은 상기 제1 도전형 반도체층(11a)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층(13a)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12a)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12a)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.

상기 활성층(12a)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12a)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12a)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.

상기 제2 도전형 반도체층(13a)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13a)은 In_xAl_yGa₁ _-x- _yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(13a)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.

한편, 상기 제1 도전형 반도체층(11a)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제2 도전형 반도체층(13a)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13a) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(10a)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11a) 및 상기 제2 도전형 반도체층(13a) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10a)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

또한, 상기 제1 도전형 반도체층(11a)과 상기 활성층(12a) 사이에는 제1 도전형 InGaN/GaN 슈퍼래티스 구조 또는 InGaN/InGaN 슈퍼래티스 구조가 형성될 수도 있다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(13a)과 상기 활성층(12a) 사이에는 제2 도전형의 AlGaN층이 형성될 수도 있다.

다음으로, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(10a)에 복수의 리세스(recess)(33R, 34R)가 형성될 수 있다. 상기 복수의 리세스(33R, 34R)는 상기 제2 도전형 반도체층(13a)과 상기 활성층(12a)를 관통하여 형성될 수 있다.

이어서, 도 7에 도시된 바와 같이, 상기 발광구조물(10a) 위에 채널층(30), 제3 절연층(43), 제4 절연층(44), 제1 오믹접촉층(15), 제2 오믹접촉층(25), 제1 반사층(17). 제2 반사층(27)이 형성될 수 있다. 상기 제3 절연층(43)과 상기 제4 절연층(44)은 상기 복수의 리세스(33R, 34R) 내부에 형성될 수 있다.

상기 제3 절연층(43)과 상기 제4 절연층(44)은 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제3 절연층(43)과 상기 제4 절연층(44)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다. 상기 제3 절연층(43)과 상기 제4 절연층(44)은 상기 채널층(30)과 같은 물질로 형성될 수도 있고, 또한 서로 다른 물질로 형성될 수도 있다.

상기 제1 오믹접촉층(15)과 상기 제2 오믹접촉층(25)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 제1 오믹접촉층(15)과 상기 제2 오믹접촉층(25)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다.

상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf 중에서 독립적으로 선택된 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)은 상기 금속 또는 합금과 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) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실시 예에서 상기 제1 반사층(17)과 상기 제2 반사층(27)은 Ag, Al, Ag-Pd-Cu 합금, 또는 Ag-Cu 합금 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.

그리고, 도 8에 도시된 바와 같이, 상기 제3 절연층(43)과 상기 제4 절연층(44)에 리세스가 형성되고 그 내부에 제1 컨택부(33)와 제2 컨택부(34)가 형성될 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)와 상기 제2 컨택부(34)는 예컨대 Cr, V, W, Ti, Zn, Ni, Cu, Al, Au, Mo 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 컨택부(33)와 상기 제2 컨택부(34)는 각각 상기 제1 반도체층(11)과 상기 제3 반도체층(21)에 접촉되어 형성될 수 있다.

이어서, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 금속층(35), 제2 금속층(45), 제1 연결배선(31), 제1 절연층(41), 제2 연결배선(32), 제2 절연층(42)이 형성될 수 있다.

예컨대, 상기 제1 금속층(35)과 상기 제2 금속층(45)은 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 연결배선(31)과 상기 제2 연결배선(32)은 예로서 Au, Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제1 절연층(41)과 상기 제2 절연층(42)은 예컨대 산화물 또는 질화물로 구현될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 절연층(41)과 상기 제2 절연층(42)은 Si0₂, Si_xO_y, Si₃N₄, Si_xN_y, SiO_xN_y, Al₂O₃, TiO₂, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있다.

다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제3 연결배선(51), 제4 연결배선(52), 제3 금속층(50)이 형성될 수 있다. 상기 제3 금속층(50)은 Cu, Ni, Ti, Ti-W, Cr, W, Pt, V, Fe, Mo 물질 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 금속층(50)은 확산장벽층의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 제3 금속층(50) 위에 본딩층(60), 전도성 지지부재(70)가 형성될 수 있다.

상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 전도성 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다.

실시 예에 의하면, 제3 전극(83)은 상기 제3 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 제3 전극(83)은 상기 제3 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 모두를 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제3 전극(83)은 상기 제3 금속층(50), 상기 본딩층(60), 상기 전도성 지지부재(70) 중에서 1 개 또는 2 개를 선택적으로 포함할 수도 있다.

다음으로 상기 제1 도전형 반도체층(11a)으로부터 상기 기판(5)을 제거한다. 하나의 예로서, 상기 기판(5)은 레이저 리프트 오프(LLO: Laser Lift Off) 공정에 의해 제거될 수 있다. 레이저 리프트 오프 공정(LLO)은 상기 기판(5)의 하면에 레이저를 조사하여, 상기 기판(5)과 상기 제1 도전형 반도체층(11a)을 서로 박리시키는 공정이다.

그리고, 도 9에 도시된 바와 같이, 아이솔레이션 에칭을 수행하여 상기 발광구조물(10a)의 측면을 식각하고 상기 채널층(30)의 일부 영역이 노출될 수 있게 된다. 상기 아이솔레이션 에칭은 예를 들어, ICP(Inductively Coupled Plasma)와 같은 건식 식각에 의해 실시될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 아이솔레이션 에칭에 의해, 제1 발광구조물(10)과 제2 발광구조물(20)이 형성될 수 있다.

상기 제1 발광구조물(10)은 제1 도전형의 제1 반도체층(11), 제1 활성층(12), 제2 도전형의 제2 반도체층(13)을 포함할 수 있다. 상기 제2 발광구조물(20)은 제1 도전형의 제3 반도체층(21), 제2 활성층(22), 제2 도전형의 제4 반도체층(24)을 포함할 수 있다.

상기 제1 발광구조물(10)의 상부 면과 상기 제2 발광구조물(20)의 상부 면에 러프니스(roughness)가 형성될 수 있다. 또한 상기 제1 발광구조물(10)의 상부 면에 제1 돌출부(16)가 형성되고 상기 제2 발광구조물(20)의 상부 면에 제2 돌출부(26)가 형성될 수 있다. 상기 제1 발광구조물(10)과 상기 제2 발광구조물(20)에 제공되는 광 추출 패턴은 하나의 예로서 PEC (Photo Electro Chemical) 식각 공정에 의하여 형성될 수 있다. 이에 따라 실시 예에 의하면 외부 광 추출 효과를 상승시킬 수 있게 된다.

또한, 도 9 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 발광구조물(10)의 일 측면에 제1 패드(91) 및 제2 패드(92)를 형성한다. 상기 제1 패드(91)는 상기 제1 연결배선(31)을 통해 상기 제1 전극(81)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 패드(92)는 상기 제2 연결배선(32)을 통해 상기 제2 전극(82)에 전기적으로 연결될 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 발광구조물(10) 위에 제1 형광체층(71)이 형성되고, 상기 제2 발광구조물(20) 위에 제2 형광체층(72)이 형성될 수 있다. 상기 제1 형광체층(71)과 상기 제2 형광체층(72)은 상기 제1 발광구조물(10) 및 상기 제2 발광구조물(20) 위에 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 형광체층(71)의 상부면과 상기 제2 형광체층(72)의 상부면은 평탄한 면을 포함할 수 있다.

이상에서 설명된 제조공정은 하나의 예로서 설명된 것이며, 설계에 따라 또한 목적에 따라 상기 제조공정은 다양하게 변형될 수 있다.

도 10 및 도 11은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 10은 도 2에 도시된 발광소자의 A-A'에 따른 단면을 나타낸 도면이고, 도 11은 도 2에 도시된 발광소자의 B-B'에 따른 단면을 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 사항에 대해서는 간략하게 기재하거나 설명을 생략할 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 제1 발광구조물(10) 아래에 제1 오믹 반사층(19)이 배치될 수 있다. 상기 제1 오믹 반사층(19)은 제1 반사층(17)과 제1 오믹접촉층(15)의 기능을 모두 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라 상기 제1 오믹 반사층(19)은 제2 반도체층(13)에 오믹 접촉되며, 상기 제1 발광구조물(10)로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 제1 오믹 반사층(19)은 여러 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, Ag층과 Ni층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti, Pt 층을 포함할 수도 있다.

실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 오믹 반사층(19)의 하부에 배치된 전도성 지지부재(70)를 통하여 상기 제1 오믹 반사층(19)의 상부에 배치된 상기 제1 반도체층(11)에 전기적으로 연결될 수 있다.

실시 예에 따른 제1 전극(81)은 상기 제1 오믹 반사층(19)과 제1 금속층(35) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 전극(81)의 하부에 배치된 상기 전도성 지지부재(70)가 상기 제1 전극(81)의 상부에 배치된 상기 제1 반도체층(11)에 제1 컨택부(33)와 제3 연결배선(51)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자에 의하면, 상기 제2 발광구조물(20) 아래에 제2 오믹 반사층(29)이 배치될 수 있다. 상기 제2 오믹 반사층(29)은 제2 반사층(27)과 제2 오믹접촉층(25)의 기능을 모두 수행하도록 구현될 수 있다. 이에 따라 상기 제2 오믹 반사층(29)은 상기 제4 반도체층(23)에 오믹 접촉되며, 상기 제2 발광구조물(20)로부터 입사되는 빛을 반사시키는 기능을 수행할 수 있다.

여기서, 상기 제2 오믹 반사층(29)은 여러 층으로 형성될 수 있다. 예를 들면, Ag층과 Ni층이 교대로 형성될 수도 있고, Ni/Ag/Ni, 혹은 Ti, Pt 층을 포함할 수도 있다.

실시 예에 따른 제2 전극(82)은 상기 제2 오믹 반사층(29)과 제2 금속층(45) 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제2 전극(82)의 하부에 배치된 상기 전도성 지지부재(70)가 상기 제2 전극(82)의 상부에 배치된 상기 제3 반도체층(21)에 제2 컨택부(34)와 제4 연결배선(52)을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.

도 12 및 도 13은 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 12는 도 2에 도시된 발광소자의 A-A'에 따른 단면을 나타낸 도면이고, 도 13은 도 2에 도시된 발광소자의 B-B'에 따른 단면을 나타낸 도면이다. 도 3 및 도 4를 참조하여 설명된 부분과 중복되는 사항에 대해서는 간략하게 기재하거나 설명을 생략할 수 있다.

도 12 및 도 13에 도시된 발광소자는 제1 발광구조물(10)의 상부면과 제2 발광구조물(20)의 상부면이 평탄하게 제공될 수 있다. 이에 따라, 제1 형광체층(71)과 제2 형광체층(72)의 상부면이 평탄하게 제공될 수 있다. 한편, 도 12 및 도 13에서는 상기 제1 형광체층(71)과 상기 제2 형광체층(72)이 보호층(95) 위에 형성된 경우가 도시되었으나, 상기 보호층(95)은 생략될 수 있다. 즉, 상기 제1 형광체층(71)이 상기 발광구조물(10) 위에 접촉되어 배치되고 상기 제2 형광체층(72)이 상기 제2 발광구조물(20) 위에 접촉되어 배치될 수 있다.

또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 상기 제1 발광구조물(10) 위에 제공된 제1 형광체층(71), 상기 제2 발광구조물(20) 위에 제공된 제2 형광체층(72)을 포함할 수 있다. 상기 제1 형광체층(71)과 상기 제2 형광체층(72)은 상기 제1 발광구조물(10) 및 상기 제2 발광구조물(20) 위에 예컨대 컨포멀(conformal) 코팅을 통하여 균일한 두께로 형성될 수 있다. 또한, 상기 제1 형광체층(71)의 상부면과 상기 제2 형광체층(72)의 상부면은 평탄하게 제공될 수 있다.

도 14 및 도 15는 실시 예에 따른 발광소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 14 및 도 15에 도시된 발광소자는 도 2에 도시된 발광소자에 비하여 제1 패드(91) 및 제2 패드(92)의 배치 위치에 차이가 있다.

실시 예에 의하면, 도 14에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패드(91)가 상기 제1 발광구조물(10)의 제1 측면의 한 모서리에 배치되고, 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 상기 제1 측면의 다른 모서리에 배치될 수 있다.

실시 예에 의하면, 도 15에 도시된 바와 같이, 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 상기 제1 발광구조물(10)의 일 측면에 배치될 수 있다. 상기 제1 패드(91)와 상기 제2 패드(92)가 모두 모서리 영역이 아닌 측면 영역에 배치될 수 있다.

이와 같이, 실시 예에 따른 발광소자에 있어, 상기 제1 전극(81)에 전기적으로 연결되는 제1 패드(91)와 상기 제2 전극(82)에 전기적으로 연결되는 제2 패드(92)의 배치 구조는 목적에 따라 다양하게 변형될 수 있다.

한편, 도 16은 실시 예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.

도 16을 참조하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 몸체(120)와, 상기 몸체(120)에 배치된 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과, 상기 몸체(120)에 제공되어 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(140)를 포함할 수 있다.

상기 몸체(120)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.

상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)은 상기 발광소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 상기 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.

상기 발광소자(100)는 상기 몸체(120) 위에 배치되거나 상기 제1 리드전극(131) 또는 제2 리드전극(132) 위에 배치될 수 있다.

상기 발광소자(100)는 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.

상기 몰딩부재(140)는 상기 발광소자(100)를 포위하여 상기 발광소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(140)에는 형광체가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 상기 라이트 유닛은 탑뷰 또는 사이드 뷰 타입으로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 조명장치 및 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다.

또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 자동차 전조등뿐만 아니라 후미등에도 적용될 수 있다.

실시 예에 따른 발광소자는 라이트 유닛에 적용될 수 있다. 상기 라이트 유닛은 복수의 발광소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 17 및 도 18에 도시된 표시 장치, 도 19에 도시된 조명 장치를 포함할 수 있다.

도 17을 참조하면, 실시 예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 발광 모듈(1031)과, 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), 발광 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.

상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트 유닛(1050)으로 정의될 수 있다.

상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.

상기 발광모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.

상기 발광모듈(1031)은 적어도 하나가 제공될 수 있으며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 발광 모듈(1031)은 기판(1033)과 위에서 설명된 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1033) 위에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.

상기 기판(1033)은 회로패턴을 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 발광소자 패키지(200)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 위에 제공될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.

그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광소자 패키지(200)는 상기 도광판(1041)의 일측면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

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 라이트 유닛(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.

상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 발광모듈(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.

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.

상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제1 및 제2 기판, 그리고 제1 및 제2 기판 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.

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.

여기서, 상기 발광 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041) 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

도 18은 실시 예에 따른 표시 장치의 다른 예를 나타낸 도면이다.

도 18을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광소자(100)가 어레이된 기판(1020), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다. 상기 기판(1020)과 상기 발광소자 패키지(200)는 발광 모듈(1060)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

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(Poly methy 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.

상기 광학 부재(1154)는 상기 발광 모듈(1060) 위에 배치되며, 상기 발광 모듈(1060)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.

도 19는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 도면이다.

도 19를 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 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.

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.

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.

상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 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.

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 광원부(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.

상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 광원부(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 광원부(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.

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.

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.

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 갖는다.

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. 상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 수 있다.

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.

상기 연장부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(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.

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.

이상에서 실시 예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 예에 포함되며, 반드시 하나의 실시 예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

또한, 이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 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.

10 제1 발광구조물 11 제1 반도체층
12 제1 활성층 13 제2 반도체층
15 제1 오믹접촉층 16 제1 돌출부
17 제1 반사층 20 제2 발광구조물
21 제3 반도체층 22 제2 활성층
23 제4 반도체층 25 제2 오믹접촉층
26 제2 돌출부 27 제2 반사층
30 채널층 31 제1 연결배선
32 제2 연결배선 33 제1 컨택부
34 제2 컨택부 35 제1 금속층
41 제1 절연층 42 제2 절연층
43 제3 절연층 44 제4 절연층
45 제2 금속층 50 제3 금속층
51 제3 연결배선 52 제4 연결배선
60 본딩층 70 전도성 지지부재
71 제1 형광체층 72 제2 형광체층
81 제1 전극 82 제2 전극
83 제3 전극 91 제1 패드
92 제2 패드 95 보호층

Claims

제1 도전형의 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 아래에 제1 활성층, 상기 제1 활성층 아래에 제2 도전형의 제2 반도체층을 포함하는 제1 발광구조물;
제1 도전형의 제3 반도체층, 상기 제3 반도체층 아래에 제2 활성층, 상기 제2 활성층 아래에 제2 도전형의 제4 반도체층을 포함하는 제2 발광구조물;
상기 제1 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제2 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극;
상기 제2 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제4 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극;
상기 제1 발광구조물 아래에 배치되며 상기 제1 반도체층과 상기 제3 반도체층에 전기적으로 연결된 제3 전극;
상기 제1 전극에 전기적으로 연결된 제1 패드;
상기 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 패드;
상기 제1 발광구조물 위에 배치된 제1 형광체층;
상기 제2 발광구조물 위에 배치된 제2 형광체층;
를 포함하는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 형광체층의 상부면과 상기 제2 형광체층의 상부면이 평탄하게 형성된 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도와 상기 제2 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 색온도가 서로 다른 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제1 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성과 상기 제2 발광구조물에서 발광된 빛과 상기 제2 형광체층에서 제공되는 빛이 이루는 연색성이 서로 다른 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 발광구조물은 상기 제1 전극과 상기 제3 전극에 의해 구동되고, 상기 제2 발광구조물은 상기 제2 전극과 상기 제3 전극에 의해 구동되어, 상기 제1 발광구조물과 상기 제2 발광구조물이 개별 구동되는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 패드가 상기 제1 발광구조물의 둘레에 노출되어 배치되고 상기 제2 패드가 상기 제1 발광구조물의 둘레에 노출되어 배치된 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극은 상기 제1 발광구조물 아래에 배치된 제1 오믹접촉층, 제1 반사층, 제1 금속층 중에서 적어도 하나를 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 제2 발광구조물 아래에 배치된 제2 오믹접촉층, 제2 반사층, 제2 금속층 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
제7항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제1 절연층을 포함하는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제3 전극 사이 및 상기 제2 전극과 상기 제3 전극 사이에 배치된 제2 절연층을 포함하는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 반도체층의 하부 영역에 배치된 제1 컨택부를 포함하고, 상기 제1 컨택부는 상기 제3 전극과 전기적으로 연결된 발광소자.
제10항에 있어서,
상기 제1 컨택부는 상기 제1 활성층을 관통하여 배치된 발광소자.
제10항에 있어서,
상기 제1 컨택부는 복수로 형성된 발광소자.
제10항에 있어서,
상기 제1 발광구조물 내부에 배치되며 상기 제1 컨택부 둘레에 배치된 제3 절연층을 포함하는 발광소자.
제10항에 있어서,
상기 제1 컨택부와 상기 제3 전극을 전기적으로 연결시키는 연결배선을 포함하는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 전극과 상기 제1 패드를 전기적으로 연결하는 제1 연결배선과, 상기 제2 전극과 상기 제1 패드를 전기적으로 연결하는 제2 연결배선을 포함하고, 상기 제2 연결배선이 상기 제1 전극 아래에 배치된 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 발광구조물의 하부 둘레와 상기 제2 발광구조물의 하부 둘레에 배치된 채널층을 포함하는 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 패드와 상기 제2 패드가 상기 제1 발광구조물의 하부 둘레에 배치된 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 패드와 상기 제2 패드가 상기 제1 발광구조물의 일 측면에 배치된 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 패드가 상기 제1 발광구조물의 제1 측면의 한 모서리에 배치되고, 상기 제2 패드가 상기 제1 발광구조물의 상기 제1 측면의 다른 모서리에 배치된 발광소자.
제9항에 있어서,
상기 제3 전극은 상기 제2 절연층 아래에 배치되며, 금속층, 본딩층, 전도성 지지부재 중에서 적어도 하나를 포함하는 발광소자.