KR20150140025A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
실시예는 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광소자의 품질 향상에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.GaN, and AlGaN are widely used for optoelectronics and electronic devices due to their advantages such as wide and easy bandgap energy.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.Particularly, a light emitting device such as a light emitting diode (Ligit Emitting Diode) or a laser diode using a semiconductor material of a 3-5 group or a 2-6 group compound semiconductor has been widely used in various fields such as red, green, blue and ultraviolet It can realize various colors, and it can realize efficient white light by using fluorescent material or color combination. It has low power consumption, semi-permanent lifetime, fast response speed, safety, and environment compared to conventional light sources such as fluorescent lamps and incandescent lamps Affinity.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.Therefore, a transmission module of the optical communication means, a light emitting diode backlight replacing a cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting a backlight of an LCD (Liquid Crystal Display) display device, a white light emitting element capable of replacing a fluorescent lamp or an incandescent lamp Diode lighting, automotive headlights, and traffic lights.
종래의 발광소자는 사파이어(Sapphire) 등으로 이루어진 기판 위에 언도프드 반도체층(un-GaN)과 제1 도전형 반도체층(n-GaN)과 활성층(MQW) 및 제2 도전형 반도체층(p-GaN)을 포함하는 발광구조물이 형성되고, 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 상에 각각 제1 전극과 제2 전극이 배치될 수 있다.The conventional light emitting device includes an un-doped semiconductor layer (un-GaN), a first conductive semiconductor layer (n-GaN), an active layer (MQW), and a second conductive semiconductor layer (p- GaN) may be formed on the first conductivity type semiconductor layer and the first and second electrodes may be disposed on the first conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer, respectively.
발광 구조물은 질화물계 반도체, 예를 들어 GaN이 기판 상에 MOCVD 등의 방법으로 성장되어 제조될 수 있다.The light emitting structure can be manufactured by growing a nitride-based semiconductor, for example, GaN on a substrate by a method such as MOCVD.
도 1은 종래의 기판 상에 발광 구조물이 성장될 때의 보잉을 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Fig. 1 is a diagram showing the boing when a light emitting structure is grown on a conventional substrate. Fig.
질화갈륨 에피택셜층을 성장할 때 챔버 내부는 고온의 환경이 조성되며, 도 1에 도시된 바와 같이 기판(Substrate) 상에 질화갈륨(GaN)이 증착되어 발광 구조물이 형성될 때 기판의 보잉(bowing)이 오목한(concave) 형상으로 발생할 수 있다.When a gallium nitride epitaxial layer is grown, a high-temperature environment is formed inside the chamber. As shown in FIG. 1, when gallium nitride (GaN) is deposited on a substrate to form a light emitting structure, bowing May occur in a concave shape.
종래에 2인치나 4인치 구경의 기판을 사용할 때는 웨이퍼의 보잉이 크게 문제되지 않았으나, 6인치 이상의 대구경의 기판을 사용할 때 웨이퍼의 보잉이 두드러질 수 있다.Conventionally, when a substrate having a diameter of 2 inches or 4 inches is used, there is no significant problem of wafer boiling. However, when a substrate having a diameter of 6 inches or more is used, the wafer boing can be remarkable.
상술한 바와 같이 웨이퍼에 보잉이 발생하면 각 소자 단위로 다이싱(dicing)한 후에 발광소자에서도 휨이 그대로 남아 있을 수 있으며, 발광소자 내에서 기판이나 발광 구조물의 휨은 품질의 저하 내지는 전기적인 특성의 저하를 초래할 수 있다.As described above, if the wafer is bowed, deflection may remain in the light emitting device after dicing into each device unit. The warpage of the substrate or the light emitting structure in the light emitting device may cause deterioration in quality or electrical property Which may cause deterioration.
실시예는 발광소자의 휨에 의한 품질 저하를 방지하고 전기적인 특성의 저하를 예방하고자 한다.The embodiment is intended to prevent quality deterioration due to warping of the light emitting device and to prevent deterioration of electrical characteristics.
실시예는 언도프드 반도체층; 상기 언도프드 반도체층 상의 중간층; 상기 중간층 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및 상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이의 전자 차단층을 포함하는 발광소자를 제공한다.An embodiment includes an undoped semiconductor layer; An intermediate layer on the undoped semiconductor layer; A light emitting structure disposed on the intermediate layer, the light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer; And an electron blocking layer between the active layer and the second conductivity type semiconductor layer.
다른 실시예는 언도프드 반도체층; 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층과 활성층 사이의 중간층; 및 상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이의 전자 차단층을 포함하는 발광소자를 제공한다.Another embodiment includes an undoped semiconductor layer; A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer; An intermediate layer between the first conductive semiconductor layer and the active layer; And an electron blocking layer between the active layer and the second conductivity type semiconductor layer.
중간층은 AlN을 포함할 수 있다.The interlayer may comprise AlN.
중간층은 2 나노미터 내지 10 나노미터의 두께를 가질 수 있다.The intermediate layer may have a thickness of from 2 nanometers to 10 nanometers.
중간층은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 성장될 수 ldT다The intermediate layer can be grown at a temperature of 800 ° C to 1200 ° C in ldT
중간층은 두께가 일정하지 않을 수 있다.The thickness of the intermediate layer may not be constant.
중간층은 복수 개의 층으로 이루어질 수 있다.The intermediate layer may be composed of a plurality of layers.
실시예에 따른 발광소자는 중간층이 언도프드 반도체층 상에 또는 발광 구조물의 내에 형성되어, 기판의 휨에 의한 응력이 발광 구조물로 전달되지 않아서, 발광 구조물의 보잉이 발생하지 않아서 품질이 향상될 수 있다.In the light emitting device according to the embodiment, since the intermediate layer is formed on the undoped semiconductor layer or in the light emitting structure, stress due to the warping of the substrate is not transferred to the light emitting structure, so that the quality of the light emitting structure can be improved have.
도 1은 종래의 기판 상에 발광 구조물이 성장될 때의 보잉을 나타낸 도면이고,
도 2a는 발광소자의 제1 실시예의 단면도이고,
도 2b는 도 2a의 중간층의 구조를 상세히 나타낸 도면이고,
도 3a는 발광소자의 제2 실시예의 단면도이고,
도 3b는 도 3a의 중간층의 구조를 상세히 나타낸 도면이고,
도 4는 실시예들에 따른 발광소자의 보잉 상태의 개선 효과를 나타낸 도면이고,
도 5는 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 6은 발광소자를 포함하는 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 7은 발광소자를 포함하는 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a view showing a boehnite when a light emitting structure is grown on a conventional substrate,
2A is a sectional view of a first embodiment of a light emitting device,
FIG. 2B is a detailed view of the structure of the intermediate layer of FIG. 2A,
3A is a sectional view of a second embodiment of a light emitting device,
FIG. 3B is a detailed view of the structure of the intermediate layer of FIG. 3A,
4 is a view showing the effect of improving the bowing state of the light emitting device according to the embodiments,
5 is a view showing an embodiment of a light emitting device package including a light emitting device,
6 is a view illustrating an embodiment of a video display device including a light emitting device,
7 is a view showing an embodiment of a lighting device including a light emitting element.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The above and other objects, features and advantages of the present invention will be more apparent from the following detailed description taken in conjunction with the accompanying drawings, in which: FIG.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of embodiments according to the present invention, in the case of being described as being formed "on or under" of each element, the upper (upper) or lower (lower) or under are all such that two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are indirectly formed between the two elements. Also, when expressed as "on or under", it may include not only an upward direction but also a downward direction with respect to one element.
도 2a는 발광소자의 제1 실시예의 단면도이다.2A is a cross-sectional view of a first embodiment of a light emitting device.
실시예에 따른 발광소자(200a)는, 기판(210)과 언도프드 반도체층(220)과, 중간층(230)과, 제1 도전형 반도체층(242)과 활성층(244) 및 제2 도전형 반도체층(246)을 포함하는 발광 구조물(240)과 전자 차단층(260)과, 투광성 도전층(270)과, 제1 전극(282) 및 제2 전극(286)을 포함하여 이루어진다.The
기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiO2, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.The
사파이어 등으로 기판(210)을 형성하고, 기판(210) 상에 GaN 등을 포함하는 발광구조물(230)이 배치될 때, GaN이나 AlGaN과 사파이어 사이의 격자 부정합(lattice mismatch)이 매우 크고 이들 사이에 열 팽창 계수 차이도 매우 크기 때문에, 결정성을 악화시키는 전위(dislocation), 멜트 백(melt-back), 크랙(crack), 피트(pit), 표면 모폴로지(surface morphology) 불량 등이 발생할 수 있으므로, 언도프드 반도체층(220)이나 버퍼층(미도시)을 형성할 수 있다.The lattice mismatch between GaN and AlGaN and sapphire is very large when the
언도프드 반도체층(220)과 발광 구조물(240)의 사이에는 중간층(230)이 배치될 수 있다. 중간층(230)은 언도프드 반도체층(220)으로부터 발광 구조물(240) 방향으로 기판(210)의 휨에 의한 응력이 직접 전달되지 않도록 할 수 있다.An
예를 들어, 언도프드 반도체층(220)이 GaN으로 이루어지고 발광 구조물도 GaN으로 이루어질 경우 중간층(240)은 AlN으로 이루어질 수 있으며, 중간층(240)의 두께는 2 나노미터 내지 10 나노미터일 수 있다. 중간층(240)의 두께가 2 나노미터 미만이면 기판(210)으로부터의 응력 전달 방지에 충분하지 않을 수 있고, 10 나노미터 이상으로 성장시키지 않아도 응력 전달 방지에 충분하다. 이러한 작용을 위하여 중간층은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 성장될 수 있다.For example, when the
도 2b는 도 2a의 중간층의 구조를 상세히 나타낸 도면이다.FIG. 2B is a detailed view illustrating the structure of the intermediate layer of FIG. 2A.
기판(210)과 언도프드 반도체층(220)은 언도프드 반도체층 성장 중에 발생한 보잉이 일부 남아있을 수 있드나, 중간층(230) 상의 발광 구조물(240)에는 이러한 보잉이 전달되지 않을 수 있다.The
따라서, 중간층(230) 중 아래의 언도프드 바도체층(230)과 접촉하는 표면에서는 일부 영역에 휨이 있고, 위의 발광 구조물(240)과 접촉하는 영역은 플랫하여, 중간층(230)의 두께가 일정하지 않을 수 있으며, 도 2a에 표시된 두께는 평균 두께일 수 있다.Therefore, a portion of the
제1 도전형 반도체층(242)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑되어 제1 도전형의 반도체층일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(242)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어 AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first
제1 도전형 반도체층(242)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(242)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.When the first
활성층(244)은 제1 도전형 반도체층(242)의 상부면에 배치되며, 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.The
활성층(244)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.InGaN / InGaN, InGaN / InGaN, AlGaN / GaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs), and InGaN / AlGaN / / AlGaAs, GaP (InGaP) / AlGaP, but is not limited thereto. The well layer may be formed of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.
제2 도전형 반도체층(246)은 활성층(244)의 표면에 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(246)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(246)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질로 이루어질 수 있고, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The second
제2 도전형 반도체층(246)은 제2 도전형 도펀트가 도핑되어 제2 도전형의 반도체층일 수 있는데, 제2 도전형 반도체층(246)이 p형 반도체층일 경우 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다.The second conductivity
활성층(244)과 제2 도전형 반도체층(246)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer, 260)이 배치될 수 있다. 전자 차단층(260)은 초격자(superlattice) 구조로 이루어질 수 있는데, 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있고, 예를 들어 알루미늄이 15% 도핑된 AlGaN이 30 나노미터의 두께로 배치될 수 있고, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교번하여 배치될 수도 있다.An
발광 구조물(240)의 일부 영역에서 제2 도전형 반도체층(246)으로부터 활성층(244)과 제1 도전형 반도체층(242)의 일부가 메사 식각되어, 제1 도전형 반도체층(242)의 표면이 노출된다.A part of the
제2 도전형 반도체층(246) 상에는 투광성 도전층(270)이 배치될 수 있는데, 투광성 도전층(270)은 ITO(Indium-Tin-Oxide) 등으로 이루어질 수 있는데, 제2 도전형 반도체층(246)의 전류 스프레딩(spreading) 특성이 좋지 않아 투광성 도전층(270)이 제2 전극(286)으로부터 전류를 공급받을 수 있다.The transmissive
노출된 제1 도전형 반도체층(242)의 표면과 투광성 도전층(270) 상에는 각각 제1 전극(282)과 제2 전극(286)이 배치되는데, 제1 전극(282)과 제2 전극(286)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 각각 와이어(미도시)에 연결될 수 있다.A
도시되지는 않았으나, 발광 구조물(240)의 둘레에는 패시베이션층이 형성될 수 있는데, 패시베이션층은 절연성 물질로 이루어질 수 있고, 상세하게는 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있고, 보다 상세하게는 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.Although not shown, a passivation layer may be formed around the
도 3a는 발광소자의 제2 실시예의 단면도이다.3A is a cross-sectional view of a second embodiment of a light emitting device.
본 실시예에 따른 발광소자(200b)는 상술한 제1 실시예에 따른 발광소자(200a)와 유사하나, 중간층(230)이 제1 도전형 반도체층(242)과 활성층(244)의 사이에 배치된 차이점이 있다.The light emitting device 200b according to the present embodiment is similar to the
중간층(230)의 두께는 상술한 바와 같고 상술한 바와 같은 형상으로 인하여 두께가 일정하지 않을 수 있으며, 기판(210)의 표면에 패턴이 형성되어 광추출 효율을 향상시킬 수 있는데, 기판(210) 표면의 이러한 패턴은 상술한 제1 실시예에 따른 발광소자(200a)에도 적용될 수 있다.Since the thickness of the
도 3b는 도 3a의 중간층의 구조를 상세히 나타낸 도면이다.FIG. 3B is a detailed view of the structure of the intermediate layer of FIG. 3A.
중간층이 복수 개의 층{230-1, 230-2,..., 230-(n-1), 203-n}으로 이루어질 수 있는데, 동일한 조건으로 복수 개의 층{230-1, 230-2,..., 230-(n-1), 203-n}을 성장시키거나, 중간층의 성장 중에 온도를 달리하거나 AlN 내에서 알루미늄과 질소의 공급량을 달리하여 성장시킬 수도 있다.The intermediate layer may be composed of a plurality of layers {230-1, 230-2, ..., 230- (n-1), 203- ..., 230- (n-1), 203-n} may be grown, or the temperature may be varied during the growth of the intermediate layer or may be varied by varying the supply amounts of aluminum and nitrogen in the AlN.
도 3b에 도시된 중간층은 도 2a의 발광소자(200a)에도 적용될 수 있다.The intermediate layer shown in FIG. 3B may also be applied to the
도 4b는 실시예들에 따른 발광소자의 보잉 상태의 개선 효과를 나타낸 도면이다.4B is a view showing an effect of improving the bowing state of the light emitting device according to the embodiments.
비교예에 따른 발광소자의 표면의 평탄도(flatnes)에 비하여 실시예에 따른 발광소자의 평탄도가 보다 플랫(flat)하게 개선됨을 알 수 있으며, 또한 전기적인 특성도 저하되지 않아서 구동 전압(Vf)가 증가되지 않을 수 있다.It can be seen that the flatness of the light emitting device according to the embodiment is improved more flat than the flatness of the surface of the light emitting device according to the comparative example and the electrical characteristics are not degraded, f may not be increased.
도 5는 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.5 is a view illustrating an embodiment of a light emitting device package including a light emitting device.
실시예에 따른 발광소자 패키지(400)는 캐비티를 포함하는 몸체(410)와, 상기 몸체(410)에 설치된 제1 리드 프레임(Lead Frame, 421) 및 제2 리드 프레임(422)과, 상기 몸체(410)에 설치되어 상기 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)과 전기적으로 연결되는 상술한 실시예들에 따른 발광소자(200a)와, 상기 캐비티에 형성된 몰딩부(470)를 포함한다.The light emitting
몸체(410)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있다. 상기 몸체(410)가 금속 재질 등 도전성 물질로 이루어지면, 도시되지는 않았으나 상기 몸체(410)의 표면에 절연층이 코팅되어 상기 제1,2 리드 프레임(421, 422) 간의 전기적 단락을 방지할 수 있다.The body 410 may be formed of a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material. If the body 410 is made of a conductive material such as a metal material, an insulating layer may be coated on the surface of the body 410 to prevent an electrical short between the first and second lead frames 421 and 422 .
제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광소자(200a)에 전류를 공급한다. 또한, 제1 리드 프레임(421) 및 제2 리드 프레임(422)은 발광소자(200a)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(200a)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.The
발광소자(200a)는 상술한 실시예들에 따른 발광소자일 수 있다.The
발광소자(200a)는 제1 리드 프레임(421)에 도전성 페이스트(미도시) 등으로 고정될 수 있고, 전극(430)은 제2 리드 프레임에 와이어(450)로 본딩될 수 있다.The
상기 몰딩부(470)는 상기 발광소자(200a)를 포위하여 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(470) 상에는 형광체(480)가 포함될 수 있다. 이러한 구조는 형광체(480)가 분포되어, 발광소자(200a)로부터 방출되는 빛의 파장을 발광소자 패키지(400)의 빛이 출사되는 전 영역에서 변환시킬 수 있다.The
발광소자 패키지(400)는 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting
이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 영상표시장치와 조명장치를 설명한다.Hereinafter, an image display apparatus and a lighting apparatus will be described as an embodiment of an illumination system in which the above-described light emitting device package is disposed.
도 6은 발광소자가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.6 is a view showing an embodiment of a video display device in which a light emitting device is disposed.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 영상표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 영상표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.As shown in the drawing, the
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)의 발광소자는 상술한 바와 같다.The light source module comprises a light emitting
바텀 커버(510)는 영상표시장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.The
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.The
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.The
상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.The
상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.In the
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.In this embodiment, the
상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.A liquid crystal display (LCD) panel may be disposed on the
상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.In the
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.A liquid crystal display panel used in a display device is an active matrix type, and a transistor is used as a switch for controlling a voltage supplied to each pixel.
상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.A
도 7은 발광소자가 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.7 is a view showing an embodiment of a lighting device in which a light emitting element is disposed.
본 실시예에 따른 조명 장치는 커버(1100), 광원 모듈(1200), 방열체(1200), 전원 제공부(1600), 내부 케이스(1700), 소켓(1800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(1300)와 홀더(1500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있고, 광원 모듈(1200)은 상술한 실시예들에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.The lighting apparatus according to the present embodiment may include a
커버(1100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(1100)는 상기 광원 모듈(1200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(1100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1200)와 결합될 수 있다. 상기 커버(1100)는 상기 방열체(1200)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.The
커버(1100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(1100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(1100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.The inner surface of the
커버(1100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(1100)는 외부에서 상기 광원 모듈(1200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(1100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.The
광원 모듈(1200)은 상기 방열체(1200)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 광원 모듈(1200)로부터의 열은 상기 방열체(1200)로 전도된다. 상기 광원 모듈(1200)은 발광소자 패키지(1210), 연결 플레이트(1230), 커넥터(1250)를 포함할 수 있다.The
부재(1300)는 상기 방열체(1200)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지(1210)들과 커넥터(1250)이 삽입되는 가이드홈(1310)들을 갖는다. 가이드홈(1310)은 상기 발광소자 패키지(1210)의 기판 및 커넥터(1250)와 대응된다.The
부재(1300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(1300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(1300)는 상기 커버(1100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(1200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(1100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.The surface of the
부재(1300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(1200)의 연결 플레이트(1230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(1200)와 상기 연결 플레이트(1230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(1300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(1230)와 상기 방열체(1200)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(1200)는 상기 광원 모듈(1200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(1600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.The
홀더(1500)는 내부 케이스(1700)의 절연부(1710)의 수납홈(1719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(1700)의 상기 절연부(1710)에 수납되는 상기 전원 제공부(1600)는 밀폐된다. 홀더(1500)는 가이드 돌출부(1510)를 갖는다. 가이드 돌출부(1510)는 상기 전원 제공부(1600)의 돌출부(1610)가 관통하는 홀을 갖는다.The
전원 제공부(1600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(1200)로 제공한다. 전원 제공부(1600)는 상기 내부 케이스(1700)의 수납홈(1719)에 수납되고, 상기 홀더(1500)에 의해 상기 내부 케이스(1700)의 내부에 밀폐된다. 상기 전원 제공부(1600)는 돌출부(1610), 가이드부(1630), 베이스(1650), 연장부(1670)를 포함할 수 있다.The
상기 가이드부(1630)는 상기 베이스(1650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(1630)는 상기 홀더(1500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(1650)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(1200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(1200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
상기 연장부(1670)는 상기 베이스(1650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 연장부(1670)는 상기 내부 케이스(1700)의 연결부(1750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 연장부(1670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(1800)에 전기적으로 연결될 수 있다.The
내부 케이스(1700)는 내부에 상기 전원 제공부(1600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(1600)가 상기 내부 케이스(1700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.The
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 가지의 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 to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It will be understood 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.
200a, 200b: 발광소자 210: 기판
220: 언도프드 반도체층 230: 중간층
240: 발광 구조물 242: 제1 도전형 반도체층
244: 활성층 246: 제2 도전형 반도체층
260: 전자 차단층 270: 투광성 도전층
282: 제1 전극 286: 제2 전극
400: 발광소자 패키지 410: 몸체
421: 제1 리드 프레임 422: 제2 리드 프레임
450: 와이어 470: 몰딩부
480: 형광체 500: 영상표시장치200a, 200b: light emitting element 210: substrate
220: undoped semiconductor layer 230: intermediate layer
240: light emitting structure 242: first conductivity type semiconductor layer
244: active layer 246: second conductivity type semiconductor layer
260: Electron barrier layer 270: Transparent conductive layer
282: first electrode 286: second electrode
400: light emitting device package 410: body
421: first lead frame 422: second lead frame
450: wire 470: molding part
480: phosphor 500: image display device
Claims (7)
상기 언도프드 반도체층 상의 중간층;
상기 중간층 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및
상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이의 전자 차단층을 포함하는 발광소자.An undoped semiconductor layer;
An intermediate layer on the undoped semiconductor layer;
A light emitting structure disposed on the intermediate layer, the light emitting structure including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer; And
And an electron blocking layer between the active layer and the second conductivity type semiconductor layer.
제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 제1 도전형 반도체층과 활성층 사이의 중간층; 및
상기 활성층과 제2 도전형 반도체층 사이의 전자 차단층을 포함하는 발광소자.An undoped semiconductor layer;
A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer;
An intermediate layer between the first conductive semiconductor layer and the active layer; And
And an electron blocking layer between the active layer and the second conductivity type semiconductor layer.
상기 중간층은 AlN을 포함하는 발광소자.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the intermediate layer comprises AlN.
상기 중간층은 2 나노미터 내지 10 나노미터의 두께를 가지는 발광소자.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the intermediate layer has a thickness of 2 nanometers to 10 nanometers.
상기 중간층은 800℃ 내지 1200℃의 온도에서 성장된 발광소자.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the intermediate layer is grown at a temperature of 800 ° C to 1200 ° C.
상기 중간층은 두께가 일정하지 않은 발광소자.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the intermediate layer has a constant thickness.
상기 중간층은 복수 개의 층으로 이루어지는 발광소자.3. The method according to claim 1 or 2,
Wherein the intermediate layer comprises a plurality of layers.
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JP2013070013A (en) * | 2011-09-08 | 2013-04-18 | Toshiba Corp | Method of manufacturing nitride semiconductor element, nitride semiconductor wafer, and nitride semiconductor layer |
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