KR20160076772A - 적색 발광소자 및 조명시스템 - Google Patents

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Abstract

실시예는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
실시예에 따른 적색 발광소자는 전도성 지지부재(70); 상기 전도성 지지부재(70) 상에 반도체 반사층(55); 상기 반도체 반사층(55) 상에 제1 도전형 반도체층(112); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 반도체층(116); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제1 전극(81);을 포함할 수 있다.
상기 반도체 반사층(55)은 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함하고, 상기 반도체 반사층(55)은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소할 수 있다.

Description

적색 발광소자 및 조명시스템{RED LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHTING SYSTEM}
실시예는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device: LED)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 생성될 수 있고, LED는 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 적색 발광소자로서 AlInGaP계 발광다이오드가 있으며, 이는 주입되는 전기에너지를 약 570nm 내지 약 630nm 범위 내의 특정 파장을 가진 광으로 변환시킬 수 있다. 특정 파장의 변화는 발광다이오드가 가지는 밴드갭의 크기에 의해 좌우되는데, 밴드갭 크기는 Al과 Ga의 조성비를 변화시킴으로써 조절될 수 있으며, 예컨대 Al의 조성비를 증가시킬수록 파장이 짧아진다.
최근 AlInGaP계 적색 LED는 High CRI(Color Rendering Index) 조명광원 또는 차량용 광원으로 적용영역이 확대되고 있으며, 이에 따른 시장 경쟁도 심화되고 있으며, 높은 광출력 확보가 중요한 이슈로 부각되고 있다.
실시예는 광출력을 향상시킬 수 있는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 적색 발광소자는 전도성 지지부재(70); 상기 전도성 지지부재(70) 상에 반도체 반사층(55); 상기 반도체 반사층(55) 상에 제1 도전형 반도체층(112); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 반도체층(116); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제1 전극(81);을 포함할 수 있다.
상기 반도체 반사층(55)은 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함하고, 상기 반도체 반사층(55)은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소할 수 있다.
또한 실시예에 따른 적색 발광소자는 전도성 지지부재(70); 상기 전도성 지지부재(70) 상에 금속 반사층(57): 상기 금속 반사층(57) 상에 반도체 반사층(55); 상기 반도체 반사층(55) 상에 제1 도전형 반도체층(112); 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114); 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 반도체층(116); 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제1 전극(81);을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 조명시스템은 상기 적색 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함할 수 있다.
실시예는 광출력을 향상시킬 수 있는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.
도 1은 제1 실시예에 따른 적색 발광소자의 단면도.
도 2는 발광소자에서 발광된 빛의 DBR에의 입사각도와 반사도 관계 데이터.
도 3은 실시예에 따른 적색 발광소자에서의 발광분포의 모식도.
도 4는 제2 실시예에 따른 적색 발광소자의 단면도.
도 5 내지 도 9는 실시예에 따른 적색 발광소자의 제조방법 공정단면도.
도 10은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 11은 실시예에 따른 조명 장치의 사시도.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
(실시예)
도 1은 제1 실시예에 따른 적색 발광소자(100)의 단면도이다.
제1 실시예에 따른 발광소자(100)는 전도성 지지부재(70)와, 상기 전도성 지지부재(70) 상에 반도체 반사층(55)과, 상기 반도체 반사층(55) 상에 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제2 도전형 반도체층(116)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제1 전극(81)을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116), 상기 활성층(114) 및 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 발광구조물(110)로 정의될 수 있다. 실시예는 상기 반도체 반사층(55)과 상기 전도성 지지부재(70) 사이에 금속층(60)을 포함할 수 있다. 실시예는 광출력을 향상시킬 수 있는 적색 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.
적색 LED 중에 전극이 발광영역의 상하에 각각 배치되는 수직형 발광소자에서는 발광분포를 상측으로 향하게 하기 위해, 발광영역 하측에 반사층으로 DBR(Distributed Bragg-Reflector)을 배치한다.
한편, 종래기술의 적색 LED에서, AlInGaP LED의 구조상 홀(hole)의 확산(spreading)이 좋지 않으므로, 활성층(MQW)에서의 발광영역(Emission area)은 중앙에 집중되는 경향을 보인다.
중앙에 집중된 발광영역에서 발생된 빛은 사방으로 퍼지며, 다양한 각도로 DBR(Distributed Bragg-Reflector)에 입사하게 된다. 이때 발광소자 칩(chip) 외곽으로 향하는 빛일수록 DBR에 입사하는 각도는 커지는데, 종래기술은 여러 각도에서 입사되는 빛을 고려하지 않고 일률적으로 DBR을 형성시키고 있어 광출력이 저하되는 문제가 있다.
도 2는 발광소자에서 발광 빛의 DBR(Distributed Bragg-Reflector)에로의 입사각도와 반사도 관계 데이터이다.
도 2와 같이, 약 4°내지 약 5°의 작은 입사각(θ)에서는 DBR의 페어(pair)수가 증가할 수록 반사도가 증가하나, 입사각이 약 5°를 넘는 경우 높은 페어수의 DBR에서 오히려 반사도가 급격히 하락하는 경향이 있다.
이에 실시예는 이러한 DBR의 페어(pair)수와 반사도의 관계를 고려하여 최적의 반도체 반사층을 구비한 적색 발광소자를 제공하고자 한다.
도 3은 실시예에 따른 적색 발광소자에서의 발광분포의 모식도이다.
실시예에서 반도체 반사층(55)은 제1 굴절율을 갖는 제 1굴절층과 제1 굴절율보다 큰 제2 굴절율을 갖는 제2 굴절층을 교대로 1쌍이상 적층하여 초격자층을 포함할 수 있다.
실시예에서 반도체 반사층(55)에서의 반사효과는 광 파동들의 보강간섭에 의해 일어날 수 있으며, 굴절율이 큰 제2 굴절층이 광이 들어오는 최외각 층에 위치하고, 굴절율이 큰 제2 굴절층의 두께를 굴절율이 작은 제1 굴절층의 두께보다 얇게하여 보강간섭을 더 크게 할 수 있으며, 이에 따라 반사효과도 더 커지게 하여 광추출효율을 증가시킬 수 있다.
상기 반도체 반사층(55)은 AlAs층(미도시)/AlGaAs층(미도시)을 포함할 수 있고, 상기 반도체 반사층(55)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 AlAs층의 Al의 조성은 AlGaAs층에서의 Al의 조성보다 높을 수 있으며, 이러한 구조의 상기 반도체 반사층(55)은 적색 범위 파장의 빛을 효과적으로 반사할 수 있다.
실시예에서 반도체 반사층(55)은 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함할 수 있다.
이때, 상기 반도체 반사층(55)은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소할 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 반사층(55)의 상면은 평면일 수 있고, 상기 반도체 반사층(55)의 저면은 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소할 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 반사층(55)의 상면은 상기 제2 도전형 반도체층(116) 방향을 의미할 수 있으며, 상기 반도체 반사층(55)의 저면은 상기 전도성 지지부재(70) 방향을 의미할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3과 같이, 실시예에 의하면 중앙부 보다는 칩 외곽부를 향한 빛의 반도체 반사층(55)에로의 입사각이 더 크다.
이에 따라, 실시예는 중앙부 보다 큰 입사각인 제2 입사각(θ2)이 형성되는 반도체 반사층(55)의 외곽부는 상대적으로 작은 입사각인 제1 입사각(θ1)이 형성되는 중앙부보다 반도체 반사층(55)의 페어(pair) 수를 적도록 설계하여 최적의 반사효율을 얻을 수 있다.
이는 도 2와 같이, 입사각이 약 5°를 초과하는 큰 입사각의 경우에는 반도체 반사층(55)의 페어수가 줄어드는 것이 반사율을 높이기 때문이다.
이에 실시예에서 상기 반도체 반사층(55)은 중앙부에서 외곽부 방향으로 두께가 감소하도록 설계하여, 칩 외곽으로 갈수록 반도체 반사층(55) 페어수를 줄어들게 만듦으로써 큰 각도로 입사하는 빛에 대한 반도체 반사층(55)의 반사 효율을 증가 시킬 수 있다.
도 4는 제2 실시예에 따른 적색 발광소자(102)의 단면도이다.
제2 실시예에 따른 적색 발광소자(102)는 전도성 지지부재(70)와, 상기 전도성 지지부재(70) 상에 금속 반사층(57)과, 상기 금속 반사층(57) 상에 반도체 반사층(55)과, 상기 반도체 반사층(55) 상에 제2 도전형 반도체층(116)과, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 제1 도전형 반도체층(112)과, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제1 전극(81)을 포함할 수 있다.
제2 실시예는 제1 실시예의 기술적인 특징을 채용할 수 있다. 예를 들어, 상기 반도체 반사층(55)은 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 상기 제1 전극(81)과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함하고, 상기 반도체 반사층(55)은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소할 수 있다.
이하 제2 실시예의 주된 특징을 위주로 설명하기로 한다.
제2 실시예에서 상기 금속 반사층(57)은 상기 반도체 반사층(55)과 상기 전도성 지지부재(70) 사이에 배치될 수 있다.
상기 금속 반사층(57)은 반사성이 우수하고, 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속 반사층(57)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
제2 실시예는 상기 반도체 반사층(55) 하측에 금속 반사층(57)을 구비함으로써 광 추출 효율을 더욱 증대시킬 수 있다.
제2 실시예에서 상기 금속 반사층(57)은 상기 반도체 반사층(55)의 외곽부에서 곡면을 구비할 수 있고, 이를 통해 입사각도를 줄여서 반사율을 높일 수 있다.
이하, 도 5 내지 도 9를 참조하여 실시예에 따른 적색 발광소자의 제조방법을 설명한다. 도 5 내지 도 9는 제1 실시예를 중심으로 제조방법을 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 필요시 제2 실시예의 제조방법의 특징도 설명하기로 한다.
실시예에 따른 적색 발광소자 제조방법에 의하면, 도 5와 같이, 기판(5) 위에 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114), 제2 도전형 반도체층(116)이 형성될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(112), 상기 활성층(114), 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 발광구조물(110)로 정의될 수 있다.
상기 기판(5)은 예를 들어, GaAs, 사파이어 기판(Al2O3), SiC, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있으며, 상기 기판(5)에는 제1 도전형 도펀트, 예를 들어 n형 도펀트가 도핑될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)과 상기 기판(5) 사이에는 버퍼층이 더 형성될 수 있다.
상기 버퍼층은 상기 발광구조물(110)의 재료와 기판(5) 간의 부정합을 완화시켜 줄 수 있으며, 버퍼층의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, AlGaP, AInGaP, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 기판(5) 또는 버퍼층 상에 예비 반도체 반사층(55a)을 형성한다. 상기 예비 반도체 반사층(55a)은 제1 굴절율을 갖는 제 1굴절층과 제1 굴절율보다 큰 제2 굴절율을 갖는 제2 굴절층을 교대로 1쌍이상 적층하여 초격자층을 형성할 수 있다. 상기 예비 반도체 반사층(55a)은 이후 형성되는 발광구조물(110)과 함께 MOCVD에서 인시튜(in situ)로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 예비 반도체 반사층(55a)에서의 반사효과는 광 파동들의 보강간섭에 의해 일어나게 되는데 굴절율이 큰 제2 굴절층이 광이 들어오는 최외각 층에 위치하고, 굴절율이 큰 제2 굴절층의 두께를 굴절율이 작은 제1 굴절층의 두께보다 얇게하여 보강간섭을 더 크게 할 수 있어 반사효과도 더 커지게 되고 광추출효율을 증가시킬 수 있다.
상기 예비 반도체 반사층(55a)은 AlAs층/AlGaAs층을 포함할 수 있고, 상기 반도체 반사층(55)에는 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로, 상기 예비 반도체 반사층(55a) 상에 제1 도전형 반도체층(112)이 형성될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)은 제1 도전형 도펀트로서 n형 도펀트가 첨가된 n형 반도체층으로 형성될 수 있고, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 제2 도전형 도펀트로서 p형 도펀트가 첨가된 p형 반도체층으로 형성될 수 있다. 한편, 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 p형 반도체층으로 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 n형 반도체층으로 형성될 수도 있다.
구체적으로, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InAlGaP, AlGaP, InGaP, InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
실시예는 제1 도전형 반도체층(112) 상에 스트레인 제어층을 형성할 수 있다.
예를 들어, 스트레인 제어층이 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)/GaN 등으로 형성되어 제1 도전형 반도체층(112)과 활성층(114) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다.
또한, 상기 스트레인제어층은 제1 Inx1GaN 및 제2 Inx2GaN 등의 조성을 갖는 초격자 구조로 적층됨에 따라, 더 많은 전자가 활성층(114)의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 결과적으로 전자와 정공의 재결합 확률이 증가되어 발광효율이 향상될 수 있다.
상기 활성층(114)은 상기 제1 도전형 반도체층(112)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층의 형성물질에 따른 밴드갭 에너지(Band Gap Energy) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(114)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(114)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다.
상기 활성층(114)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(114)은 복수의 양자우물과 양자벽이 적층되어 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(114)은 InGaP/AlInGaP 구조 등을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 도전형 반도체층(116)은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1) 또는 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 GaP, InAlGaP, AlGaP, InGaP, InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층(112)이 p형 반도체층을 포함할 수 있고, 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다.
또한, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(110)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.
다음으로 도 6과 같이, 상기 제2 도전형 반도체층(116) 상에 제1 전극(81)이 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(81)은 상기 제2 도전형 반도체층(116)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제1 전극(81)의 일부 영역은 상기 제2 도전형 반도체층(116)에 접촉될 수 있다.
상기 제1 전극(81)은 오믹층, 중간층, 상부층을 포함할 수 있다. 상기 오믹층은 Cr, V, W, Ti, Zn 등에서 선택된 물질을 포함하여 오믹 접촉을 구현할 수 있다. 상기 중간층은 Ni, Cu, Al 등에서 선택된 물질로 구현될 수 있다. 상기 상부층은 예컨대 Au를 포함할 수 있다.
한편, 다른 실시예에서는 도 9에서 설명되는 전도성 지지부재(70)가 형성된 후에 제1 전극(81)이 형성될 수도 있다.
다음으로, 도 7과 같이, 상기 기판(5)을 일부 제거하여 기판 잔존부(5a)가 형성될 수 있다. 상기 기판(5)의 제거는 물리적으로 갈아내거나 화학적 식각 방법을 사용할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 8과 같이, 상기 기판 잔존부(5a)와 예비 반도체 반사층(55a)을 일부 제거하여 반도체 반사층(55)을 형성할 수 있다.
예를 들어, 기판 잔존부(5a)가 식각 등에 의해 제거 된 후에, 소정의 식각 마스크 패턴(미도시)을 형성하고, 습식 식각 등에 의해 반도체 반사층(55)의 중앙부에서 외곽부 방향으로 두께가 감소하도록 형성할 수 있다. 상기 마스크 패턴은 반도체 반사층(55)의 형상과 유사하게 중앙부가 두껍고 외곽부로 갈수록 점차 얇은 형태로 형성될 수 있다.
실시예에서 상기 반도체 반사층(55)은 중앙부에서 외곽부 방향으로 두께가 감소하도록 설계하여, 칩 외곽으로 갈수록 반도체 반사층(55) 페어수를 줄어들게 만듬으로써 큰 각도로 입사하는 빛에 대한 반도체 반사층(55)의 반사 효율을 증가 시킬 수 있다.
한편, 도 4와 같이, 실시예는 상기 반도체 반사층(55)과 상기 전도성 지지부재(70) 사이에 금속 반사층(57)을 포함으로써 광 추출 효율을 더 증대시킬 수 있다.
상기 금속 반사층(57)은 반사성이 우수하고, 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(57)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
실시예에서 상기 금속 반사층(57)은 상기 반도체 반사층(55)의 외곽부에서 곡면을 구비할 수 있고, 이를 통해 입사각도를 줄여서 반사율을 높일 수 있다.
다음으로 도 9와 같이, 상기 반도체 반사층(55) 상에 금속층(60) 및 전도성 지지부재(70)를 형성할 수 있다.
상기 금속층(60)은 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 금속층(60)은 Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Ag, Ni, Al, Rh, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
상기 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.
도 10은 실시예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 10을 참조하면, 실시예에 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 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 형광체(미도시)가 포함되어 상기 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
실시예에 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.
도 11은 실시예에 따른 조명장치의 분해 사시도이다.
실시예에 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 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
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 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)를 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 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 연장부(2670)를 포함할 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.
실시예에 따른 발광소자는 패키지 형태로 복수개가 기판 상에 어레이될 수 있으며, 발광소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 백라이트 유닛, 조명 유닛, 디스플레이 장치, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
전도성 지지부재(70), 반도체 반사층(55),
제2 도전형 반도체층(116), 활성층(114),
제1 도전형 반도체층(112), 제1 전극(81)

Claims (7)

  1. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상에 반도체 반사층;
    상기 반도체 반사층 상에 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 제1 전극;을 포함하며,
    상기 반도체 반사층은 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함하고,
    상기 반도체 반사층은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소하는 적색 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 반도체 반사층의 상면은 평면이며,
    상기 반도체 반사층의 저면은 두께가 감소하는 적색 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 반도체 반사층의 외곽부와 상기 전도성 지지부재 사이에 금속층을 더 포함하는 적색 발광소자.
  4. 전도성 지지부재;
    상기 전도성 지지부재 상에 금속 반사층:
    상기 금속 반사층 상에 반도체 반사층;
    상기 반도체 반사층 상에 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 제1 전극;을 포함하는 발광소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 반도체 반사층은 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되는 중앙부와, 상기 제1 전극과 상하간에 중첩되지 않는 외곽부를 포함하고,
    상기 반도체 반사층은 상기 중앙부에서 상기 외곽부 방향으로 두께가 감소하는 적색 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 금속 반사층은
    상기 반도체 반사층의 외곽부에서 곡면을 구비하는 적색 발광소자.
  7. 제1 항 내지 제6 항 중 어느 하나에 기재된 적색 발광소자를 구비하는 발광유닛을 포함하는 조명시스템.
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