KR20160102752A - 발광소자 및 라이팅 유닛 - Google Patents

발광소자 및 라이팅 유닛 Download PDF

Info

Publication number
KR20160102752A
KR20160102752A KR1020150025222A KR20150025222A KR20160102752A KR 20160102752 A KR20160102752 A KR 20160102752A KR 1020150025222 A KR1020150025222 A KR 1020150025222A KR 20150025222 A KR20150025222 A KR 20150025222A KR 20160102752 A KR20160102752 A KR 20160102752A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting structure
electrode
layer
electrically connected
Prior art date
Application number
KR1020150025222A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102237152B1 (ko
Inventor
구지현
이승일
임재영
김영훈
염웅선
정환희
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020150025222A priority Critical patent/KR102237152B1/ko
Publication of KR20160102752A publication Critical patent/KR20160102752A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102237152B1 publication Critical patent/KR102237152B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F21—LIGHTING
    • F21K—NON-ELECTRIC LIGHT SOURCES USING LUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING ELECTROCHEMILUMINESCENCE; LIGHT SOURCES USING CHARGES OF COMBUSTIBLE MATERIAL; LIGHT SOURCES USING SEMICONDUCTOR DEVICES AS LIGHT-GENERATING ELEMENTS; LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F21K9/00—Light sources using semiconductor devices as light-generating elements, e.g. using light-emitting diodes [LED] or lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/08—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/10—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/10—Details of semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/11—Device type
    • H01L2924/12—Passive devices, e.g. 2 terminal devices
    • H01L2924/1204—Optical Diode
    • H01L2924/12041—LED

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Led Devices (AREA)

Abstract

실시예는 자외선 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 라이팅 유닛에 관한 것이다.
실시예에 따른 발광소자는 제2 전극층; 상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되며 상기 제2 전극층의 제1 영역 상에 배치되는 제1 발광구조체; 상기 제1 발광구조체와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극층의 제2 영역 상에 배치된 제2 발광구조체; 및 상기 제1 발광구조체의 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극;을 포함할 수 있다.

Description

발광소자 및 라이팅 유닛{LIGHT EMITTING DIODE AND LIGHTING UNIT}
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 라이팅 유닛에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Diode)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드를 주기율표상에서 3족-5족 원소 또는 2족-6족 원소가 화합되어 생성될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭 넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 자외선(UV) 발광소자, 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 적색(RED) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자(UV LED)의 경우, 200nm~400nm의 파장대에 분포되어 있는 빛을 발생하는 발광소자로서, 상기 파장 대에서, 단파장의 경우, 살균, 정화 등에 사용되며, 장파장의 경우 노광기 또는 경화기 등에 사용될 수 있다.
예를 들어, 근자외선 발광소자(Near UV LED)는 위폐감식, 수지 경화, 또는 자외선 치료 등에 사용되고 있고, 형광체와 조합되어 다양한 색상의 가시광선을 구현하는 조명 장치에서도 사용되고 있다.
한편, 자외선 발광소자는 청색(Blue) 발광소자에 비해, 광 취득 효율 및 광 출력이 떨어진다는 문제가 있다. 이는 자외선 발광소자의 실용화에 장벽으로 작용하고 있다.
예를 들어, 자외선 발광소자는 청색 발광소자에 비하여 전류확산(Current spreading)이나 열확산(thermal spreading) 특성이 좋지 않은 편이다.
더욱이 복수의 칩을 포함하는 고전압(High voltage) 발광소자의 경우에 하나의 칩(Chip)의 면적이 작으므로 전류밀도(Current density)가 높아 전류밀집(Current crowding)이 심해져 발광효율이 저하되는 문제가 있다.
한편, 종래 고전압 발광소자의 경우 복수의 칩을 연결하는 브리지(bridge) 전극을 채용하는데, 이러한 브리지 전극은 컨택저항을 최소화하기 위해 일정한 컨택 면적을 구비해야 한다. 이때, 브리지 전극이 차지하는 면적으로 인해 발광면적이 줄어들어 광량이 감소하는 문제가 있다.
실시예는 광량이 향상된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 라이팅 유닛을 제공하고자 한다.
실시예에 따른 발광소자는 제2 전극층(140); 상기 제2 전극층(140)과 전기적으로 연결되며 상기 제2 전극층(140)의 제1 영역 상에 배치되는 제1 발광구조체(110); 상기 제1 발광구조체(110)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극층(140)의 제2 영역 상에 배치된 제2 발광구조체(120); 및 상기 제1 발광구조체(110)의 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극(154);을 포함할 수 있다.
실시예에 따른 라이팅 유닛은 상기 발광소자를 포함할 수 있다.
실시예는 발광영역을 증대시켜 광량이 향상된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 라이팅 유닛을 제공할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 제1 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 제2 단면도.
도 4는 추가 실시예에 따른 발광소자의 평면도.
도 5는 종래기술에 따른 발광소자의 분석사진.
도 6a 내지 도 6c는 실시예에 따른 발광소자에서 제2 전극층 상에 관통전극이 배치된 예시도.
도 7은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 8은 실시예에 따른 발광 유닛의 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 실시예에 따른 발광소자(100)의 평면도이며, 도 2는 실시예에 따른 발광소자(100)의 I-I'선을 따른 제1 단면도이며, 도 3은 실시예에 따른 발광소자(100)의 Ⅱ-Ⅱ'선을 따른 제2 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자(100)는 제2 전극층(140), 제1 발광구조체(110), 제2 발광구조체(120) 및 브리지 전극(154, 155)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제2 전극층(140)과, 상기 제2 전극층(140)과 전기적으로 연결되며 상기 제2 전극층(140)의 제1 영역 상에 배치되는 제1 발광구조체(110)와, 상기 제1 발광구조체(110)와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극층(140)의 제2 영역 상에 배치된 제2 발광구조체(120) 및 상기 제1 발광구조체(110)의 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극(154)을 포함할 수 있다.
실시예는 상기 제1 발광구조체(110) 상에 배치되는 제1 가지 전극(151)과, 상기 제2 발광구조체(120) 상에 배치되는 제2 가지 전극(152) 및 상기 제2 발광구조체(120) 상에 상기 제2 가지 전극(152)과 연결되어 배치되는 패드전극(156, 157)을 구비할 수 있다.
상기 패드전극(156, 157)은 제1 패드전극(156)과 제2 패드전극(157)을 포함하여 복수로 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 제1, 제2패드전극(156, 157)은 상기 제2 발광구조체(120) 상에 배치되어 제2 발광구조체(120)에 캐리어를 주입할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1, 제2 패드전극(156, 157), 상기 제1, 제2 가지전극(151, 152), 제1, 제2 브리지 전극(154, 155)의 물질은 전도성이 높은 금속물질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 실시예는 상기 제1 발광구조체(110)의 측면에 배치되는 제1 절연층(171), 상기 제2 발광구조체(120)의 측면에 배치되는 제2 절연층(172)을 포함하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한 실시예는 제1 발광구조체(110)의 상면에 배치되는 제3 절연층(미도시), 상기 제2 발광구조체(120)의 상면에 배치되는 제4 절연층(미도시)을 포함하여 제1, 제2 발광구조체(110, 120)의 물리적, 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1, 제2 절연층(171,172), 제3, 제4 절연층은 전기적 절연물질, 예를 들어 산화물, 질화물 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 발광소자(100)에서는 제1, 제2 브리지 전극(154, 155)이 제1 절연층(171), 제2 절연층(172)과 접하여 배치될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 제1 발광구조체(110)의 상면과 상기 제2 발광구조체(120)의 상면에 소정의 요철구조(미도시)를 구비하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 브리지 전극(154, 155)은 복수로 구비될 수 있다.
예를 들어, 브리지 전극은 상기 제1 가지 전극(151)의 일측에서 분기되어 상기 제1 발광구조체(110)의 제1 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극(154)과 상기 제1 가지 전극(151)의 타측에서 분기되어 상기 제1 발광구조체(110)의 제2 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제2 브리지 전극(155)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면, 제1 발광구조체(110)와 제2 발광구조체(120)를 전기적으로 연결하는 제1, 제2 브리지 전극(154, 155)을 제1 발광구조체(110)의 외측면을 통해 제2 발광구조체(120)의 외측면과 전기적으로 연결되도록 배치함으로써 브리지 전극들(154,155)이 발광구조체들(110, 120)와 상하간에 중첩되는 영역을 최소화함으로써 발광영역을 넓게 확보하여 광량을 향상시킬 수 있다.
이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 실시예에 따른 발광소자의 특징을 좀 더 상술하기로 한다.
실시예에서 상기 제2 전극층(140)은 금속층(142), 지지기판(144), 본딩층(146)을 포함할 수 있다.
상기 지지기판(144)은 효율적으로 캐리어, 예를 들어 정공(hole)을 주입할 수 있도록 전기 전도성이 우수한 금속, 금속합금, 혹은 전도성 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 지지기판(144)은 구리(Cu), 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni-nickel), 구리-텅스텐(Cu-W), 또는 캐리어 웨이퍼 등을 선택적으로 포함할 수 있다. 캐리어 웨이퍼는 GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC 등 일수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 금속층(142)은 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 몰리브덴(Mo) 중 어느 하나일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 본딩층(146)은 결합성이 우수한 금속, 예를 들어 Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 4는 추가 실시예에 따른 발광소자(102)의 평면도이다.
추가 실시예에 따른 발광소자(102)는 앞서 기술된 실시예에 따른 발광소자(102)의 기술적인 특징을 채용할 수 있다.
추가 실시예에 따른 발광소자(102)에서는 제1, 제2 브리지 전극(154, 155)이 제1 절연층(171), 제2 절연층(172)과 소정거리 이격되어 전기적인 신뢰성을 좀 더 향상시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 5는 종래기술에 의한 발광소자의 분석사진이다. 구체적으로, 도 5는 종래기술에 의한 발광소자에서 수직형 발광소자를 제조하기 위한 LLO(Laser lift off) 공정 진행시 레이저 데미지(Laser Damage)에 의해 GaN 필링(Peeling) 등의 디펙트(D)가 발생하여 전기적인 특성의 저하를 발생하고 있다.
이에 실시예는 전기적, 물리적인 신뢰성을 향상시키기 위해 상기 제2 전극층(140)과 상기 제1 발광구조체(110) 사이에 배치되는 층간 절연층(130)과, 상기 층간 절연층(130)을 관통하며 상기 제2 전극층(140)과 상기 제1 발광구조체(110)를 전기적으로 연결하는 관통 전극(148)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 관통 전극(148)은 상기 제1 발광구조체(110)와 상하간에 중첩되며, 상기 제2 발광구조체(120)와는 상하간에 중첩되지 않도록 배치될 수 있다.
도 6a는 실시예에 따른 발광소자의 제2 전극층(140) 상에 제1 관통전극(148a)이 배치된 도면이다.
예를 들어, 실시예에 따른 발광소자는 제2 전극층의 제1 영역(140a)과 제2 영역(140b)을 구비하며, 제1 영역(140a) 상에 제1 관통전극(148a)을 구비할 수 있다. 상기 제1 관통전극(148a)은 도면을 기준으로 좌우길이 방향의 스트라이프(stripe) 패턴일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6b는 실시예에 따른 발광소자의 제2 전극층(140) 상에 제2 관통전극(148b)이 배치된 도면이며, 실시예에 따른 발광소자는 제2 전극층의 제1 영역(140a) 상에 제2 관통전극(148b)을 구비할 수 있다. 상기 제2 관통전극(148b)은 도면을 기준으로 상하 길이 방향의 스트라이프 패턴일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6c는 실시예에 따른 발광소자의 제2 전극층(140) 상에 제3 관통전극(148c)이 배치된 도면이며, 실시예에 따른 발광소자는 제2 전극층의 제1 영역(140a) 상에 제3 관통전극(148c)을 구비할 수 있다. 상기 제3 관통전극(148c)은 도면을 기준으로 메쉬(mesh) 패턴일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면 상기 제2 전극층(140)과 상기 제1 발광구조체(110) 사이에 배치되는 층간 절연층(130)과, 상기 층간 절연층(130)을 관통하며 상기 제2 전극층(140)과 상기 제1 발광구조체(110)를 전기적으로 연결하는 스트라이프 패턴 또는 메쉬 패턴의 관통 전극(148)을 구비하여 전기적, 물리적인 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
실시예는 상기 층간 절연층(130) 하측에 배치된 반도체 반사층(미도시)을 더 포함하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다시 도 2, 도 3을 참조하며, 실시예는 상기 제1 발광구조체(110)와 상기 제2 전극층(140) 사이에 제1 오믹층(117), 제1 금속 반사층(118)을 포함할 수 있다. 또한 실시예는 상기 제2 발광구조체(120)와 상기 제2 전극층(140) 사이에 제2 오믹층(127), 제2 금속 반사층(128)을 포함할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 브리지 전극(154)은 상기 제2 금속 반사층(128)과 전기적으로 연결되어 상기 제1 가지 전극(151)이 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1, 제2 오믹층(117, 127)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 단층 또는 다층으로 적층하여 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 오믹층(117, 127)은 반도체와 전기적인 접촉인 우수한 물질, 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), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
상기 제1, 제2 금속 반사층(118, 128)은 반사성이 우수하고, 전기적인 접촉이 우수한 물질, 예를 들어, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제1, 제2 금속 반사층(118, 128)은 상기 금속 또는 합금과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성할 수 있으며, 예를 들어, IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다.
다음으로, 실시예에서 상기 제1 발광구조체(110)는 제1 도전형의 제1 반도체층(112), 제1 활성층(114), 제2 도전형의 제2 반도체층(116)을 포함하고, 상기 제2 발광구조체(120)는 제1 도전형의 제3 반도체층(122), 제2 활성층(124), 제2 도전형의 제4 반도체층(126)을 포함할 수 있다.
상기 제1 브리지 전극(154)은 상기 제1 도전형의 제1 반도체층(112)과 상기 제2 도전형의 제4 반도체층(126)을 전기적으로 연결할 수 있다.
실시예에서 상기 제1 도전형의 제1, 제3 도전형 반도체층(112, 122)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있고, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
상기 제1 도전형의 제1, 제3 도전형 반도체층(112, 122)이 n형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형의 제1, 제3 도전형 반도체층(112, 122)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 도전형의 제1, 제3 도전형 반도체층(112, 122)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
다음으로, 상기 제1, 제2 활성층(114, 124)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1, 제2 활성층(114, 124)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1, 제2 활성층(114, 124)은 양자우물과 양자벽을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1, 제2 활성층(114, 124)은 AlGaN/GaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, InAlGaN/GaN, GaAs/AlGaAs, InGaAs/AlGaAs, GaP/AlGaP, InGaP AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 제2 도전형의 제2, 제4 도전형 반도체층(116, 126)은 반도체 화합물, 예를 들어 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 도전형의 제2, 제4 도전형 반도체층(116, 126)은 InpAlqGa1-p-qN (0≤p≤1, 0≤q≤1, 0≤p+q≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형의 제2, 제4 도전형 반도체층(116, 126)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다. 상기 제2 도전형의 제2, 제4 도전형 반도체층(116, 126)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
실시예는 상기 제1 발광구조체(110) 상에 배치되는 제1 가지 전극(151)과, 상기 제2 발광구조체(120) 상에 배치되는 제2 가지 전극(152) 및 상기 제2 발광구조체(120) 상에 상기 제2 가지 전극(152)과 연결되어 배치되는 패드전극(156, 157)을 구비할 수 있다.
실시예에서 상기 패드전극(156, 157)은 제1 패드전극(156)과 제2 패드전극(157)을 포함하여 복수로 구비될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 제1, 제2패드전극(156, 157)은 상기 제2 발광구조체(120) 상에 배치되어 제2 발광구조체(120)에 캐리어를 주입할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 상기 제1, 제2 패드전극(156, 157), 상기 제1, 제2 가지전극(151, 152)의 물질은 전도성이 높은 금속물질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
또한 실시예는 상기 제1 발광구조체(110)의 측면에 배치되는 제1 절연층(171), 상기 제2 발광구조체(120)의 측면에 배치되는 제2 절연층(172)을 포함하여 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 또한 실시예는 제1 발광구조체(110)의 상면에 배치되는 제3 절연층(미도시), 상기 제2 발광구조체(120)의 상면에 배치되는 제4 절연층(미도시)을 포함하여 제1, 제2 발광구조체(110, 120)의 물리적, 전기적 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
상기 제1, 제2 절연층(171,172), 제3, 제4 절연층(미도시)은 전기적 절연물질, 예를 들어 산화물, 질화물 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 제1 발광구조체(110)의 상면과 상기 제2 발광구조체(120)의 상면에 소정의 요철구조(미도시)를 구비하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예는 상기 제1 발광구조체(110)의 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 브리지 전극(154, 155)을 포함할 수 있다.
실시예에서 브리지 전극(154, 155)은 복수로 구비될 수 있다.
예를 들어, 브리지 전극은 상기 제1 가지 전극(151)의 일측에서 분기되어 상기 제1 발광구조체(110)의 제1 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극(154)과 상기 제1 가지 전극(151)의 타측에서 분기되어 상기 제1 발광구조체(110)의 제2 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체(120)와 전기적으로 연결되는 제2 브리지 전극(155)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 의하면, 제1 발광구조체(110)와 제2 발광구조체(120)를 전기적으로 연결하는 제1, 제2 브리지 전극(154, 155)을 제1 발광구조체(110)의 외측면을 통해 제2 발광구조체(120)의 외측면과 전기적으로 연결되도록 배치함으로써 브리지 전극들(154,155)이 발광구조체들(110, 120)와 상하간에 중첩되는 영역을 최소화함으로써 발광영역을 넓게 확보하여 광량을 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 발광소자는 자외선 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
자외선 발광소자는 파장이 긴 순서대로 UV-A((315~400nm)), UV-B(280~315nm), UV-C(200~280nm) 세 가지로 나뉜다.
실시예에 따른 발광소자가 자와선 발광소자(UV LED)인 경우, 파장에 따라, UV-A(315~400nm) 영역은 산업용 UV경화, 인쇄 잉크경화, 노광기, 위폐감별, 광촉매 살균, 특수조명(수족관/농업용 등) 등의 다양하게 적용될 수 있고, UV-B (280~315nm) 영역은 의료용으로 사용될 수 있고, UV-C(200~280nm) 영역은 공기 정화, 정수, 살균 제품 등에 적용될 수 있다.
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 라이팅 유닛, 백라이트 유닛, 조명 유닛, 디스플레이 장치, 지시 장치, 램프, 가로등, 차량용 조명장치, 차량용 표시장치, 스마트 시계 등에 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
예를 들어, 도 7은 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.
실시예에 따른 발광 소자 패키지는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)가 포함된다.
상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.
상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 백색광의 발광소자 패키지가 될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 또한 상기 몰딩부재(230)의 상면은 평평하거나 오목 또는 볼록하게 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
도 8은 실시예에 따른 라이팅 유닛의 분해 사시도이다.
실시예에 따른 라이팅 유닛은 조명장치일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에 따른 라이팅 유닛은 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 라이팅 유닛은 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.
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.
제2 전극층(140), 제1 발광구조체(110),
제2 발광구조체(120), 브리지 전극(154, 155)

Claims (8)

  1. 제2 전극층;
    상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되며 상기 제2 전극층의 제1 영역 상에 배치되는 제1 발광구조체;
    상기 제1 발광구조체와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 전극층의 제2 영역 상에 배치된 제2 발광구조체; 및
    상기 제1 발광구조체의 외측면을 통해 상기 제2 발광구조체와 전기적으로 연결되는 제1 브리지 전극;을 포함하는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 발광구조체는
    제1 도전형의 제1 반도체층, 제1 활성층, 제2 도전형의 제2 반도체층을 포함하고,
    상기 제2 발광구조체는
    제1 도전형의 제3 반도체층, 제2 활성층, 제2 도전형의 제4 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 브리지 전극은
    상기 제1 도전형의 제1 반도체층과 상기 제2 도전형의 제4 반도체층을 전기적으로 연결하는 발광소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 발광구조체의 상측에 배치된 제1 가지 전극을 더 포함하며,
    상기 제1 브리지 전극은
    상기 제1 가지 전극의 일측에서 상기 제1 발광구조체의 외측으로 분기되어 상기 제2 발광구조체와 전기적으로 연결되는 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 브리지 전극은
    상기 제1 발광구조체와 상하간에 중첩되지 않는 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 발광구조체와 상기 제2 전극층 사이에 제1 오믹층, 제1 금속 반사층을 더 포함하고,
    상기 제2 발광구조체와 상기 제2 전극층 사이에 제2 오믹층, 제2 금속 반사층을 더 포함하며,
    상기 제1 브리지 전극은
    상기 제2 금속 반사층과 전기적으로 연결되어 상기 제1 가지 전극이 상기 제2 발광구조체와 전기적으로 연결시키는 발광소자.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전극층과 상기 제1 발광구조체 사이에 배치되는 층간 절연층을 더 포함하고,
    상기 제2 전극층과 상기 제1 발광구조체는 상기 층간 절연층을 관통하는 관통 전극에 의해 전기적으로 연결되는 발광소자.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 관통 전극은
    상기 제1 발광구조체와 상하간에 중첩되며, 상기 제2 발광구조체와는 상하간에 중첩되지 않는 발광소자.
  8. 제1 항 내지 제7 항 중 어느 하나의 발광소자를 구비하는 라이팅 유닛.
KR1020150025222A 2015-02-23 2015-02-23 발광소자 및 라이팅 유닛 KR102237152B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150025222A KR102237152B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 발광소자 및 라이팅 유닛

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150025222A KR102237152B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 발광소자 및 라이팅 유닛

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20160102752A true KR20160102752A (ko) 2016-08-31
KR102237152B1 KR102237152B1 (ko) 2021-04-07

Family

ID=56877311

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150025222A KR102237152B1 (ko) 2015-02-23 2015-02-23 발광소자 및 라이팅 유닛

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102237152B1 (ko)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100016901A (ko) * 2008-08-05 2010-02-16 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100108906A (ko) * 2009-03-31 2010-10-08 서울반도체 주식회사 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20110078484A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20130007318A (ko) * 2011-06-30 2013-01-18 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR20130026927A (ko) * 2011-09-06 2013-03-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛
JP2013055318A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Lg Innotek Co Ltd 発光素子
KR20140032163A (ko) * 2012-09-06 2014-03-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100016901A (ko) * 2008-08-05 2010-02-16 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100108906A (ko) * 2009-03-31 2010-10-08 서울반도체 주식회사 복수개의 발광셀들을 갖는 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20110078484A (ko) * 2009-12-31 2011-07-07 서울옵토디바이스주식회사 발광 소자 및 그것을 제조하는 방법
KR20130007318A (ko) * 2011-06-30 2013-01-18 엘지이노텍 주식회사 발광소자
JP2013055318A (ja) * 2011-09-01 2013-03-21 Lg Innotek Co Ltd 発光素子
KR20130026927A (ko) * 2011-09-06 2013-03-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛
KR20140032163A (ko) * 2012-09-06 2014-03-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자, 발광소자 패키지 및 라이트 유닛

Also Published As

Publication number Publication date
KR102237152B1 (ko) 2021-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11335838B2 (en) Light emitting apparatus
US8071973B2 (en) Light emitting device having a lateral passivation layer
CN101882658B (zh) 发光器件、发光器件封装和包括该封装的照明系统
US8669586B2 (en) Light emitting device, light emitting device package, and lighting system
EP2365528A2 (en) Two light emitting diodes stacked in an n-p-n arrangement and LED package comprising the same
US8421106B2 (en) Light emitting device, system and package
US8928016B2 (en) Light emitting device, light emitting device package, and light system
KR20120005756A (ko) 발광소자
EP2315272B1 (en) Light emitting diode, light emitting diode package, and lighting system
KR20120138275A (ko) 발광소자
US20150255675A1 (en) Light-emitting device
US9444016B2 (en) Light emitting device
KR102200000B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102237152B1 (ko) 발광소자 및 라이팅 유닛
KR102181429B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR101734544B1 (ko) 발광소자 패키지
KR20170082872A (ko) 발광소자
KR20170077512A (ko) 발광소자 및 조명장치
KR102350784B1 (ko) 자외선 발광소자 및 조명시스템
KR102299735B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR102181398B1 (ko) 발광소자 및 조명시스템
KR20120011176A (ko) 발광소자
KR20130019274A (ko) 발광소자
KR20130019277A (ko) 발광소자
KR20110120080A (ko) 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant