KR20160116778A - 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 - Google Patents

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Abstract

실시예의 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지는 기판; 기판 상에 서로 이격되어 배치되고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광 셀; 제1 도전형 반도체층 및 제2 도전형 반도체층 상에 각각 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극; 및 기판 상에 배치되며, 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀 사이의 이격된 공간에 배치된 반사층; 을 포함하여, 발광 셀이 배치되지 않은 영역의 기판 상에서도 빛의 반사에 의한 광 추출이 가능하도록 하여 높은 발광 효율을 나타낼 수 있다.

Description

발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지{LIGHT EMITTING DEVICE AND LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE INCLUDING THE SAME}
실시예는 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광 소자는 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 저 소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
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.
우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명, 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 발광 소자(LED)는 기존의 광원들을 대체하고 있다. 이러한 LED 소자의 핵심 경쟁 요소는 고효율ㆍ고출력칩 및 패키징 기술에 의한 고휘도의 구현이다.
고휘도를 구현하기 위해서 광추출 효율을 높이는 것이 중요하며, 광 추출 효율을 개선하기 위하여 플립칩(flip-chip) 구조, 표면 요철 형성(surface texturing), 요철이 형성된 사파이어 기판(PSS: Patterned Sapphire Substrate), 광결정 (photonic crystal) 기술 및 반사 방지막(anti-reflection layer) 구조 등을 이용한 다양한 방법들이 연구되고 있다.
실시예는 복수의 발광 셀들 사이에 반사층을 추가하여 광 추출 효율이 개선된 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
실시예는 기판; 상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광 셀; 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 각각 배치되는 제1 전극 및 제2 전극; 상기 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극; 및 상기 기판 상에 배치되며, 상기 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀 사이의 이격된 공간에 배치된 반사층; 을 포함하는 발광 소자를 제공한다.
상기 반사층은 상기 기판의 가장자리 영역에 더 배치될 수 있다.
상기 반사층은 상기 기판에 접촉하여 배치될 수 있다.
상기 연결전극의 적어도 일부분은 상기 반사층 상에 배치될 수 있다.
상기 복수의 발광 셀 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 각각 형성된 제1 오픈 영역 및 제2 오픈 영역을 갖는 제1 절연층을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극은 상기 제1 오픈 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 오픈 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 반사층 상에 배치된 제2 절연층을 더 포함하고, 상기 제2 절연층의 제1면은 상기 연결 전극과 마주보고 상기 제1면과 마주보는 제2면은 상기 반사층과 마주보고 배치될 수 있다.
상기 연결전극은 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제1 전극과 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나의 제2 전극을 연결하는 것일 수 있다.
상기 반사층은 굴절률이 2.0 보다 큰 물질로 형성될 수 있다.
상기 반사층은 TiO2, Ta2O5 및 NiO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 반사층은 TiO2를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 75nm 내지 105nm 또는 260nm 내지 290nm일 수 있다.
상기 반사층은 Ta2O5를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 85nm 내지 115nm 또는 270nm 내지 300nm일 수 있다.
상기 반사층은 NiO를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 80nm 내지 110nm 또는 265nm 내지 295nm일 수 있다.
다른 실시예는 리드 프레임; 상기 리드 프레임 상에 배치된 상술된 실시예 중 어느 하나의 발광 소자; 상기 발광 소자를 둘러싸고 배치되는 몰딩부; 및 상기 몰딩부에 포함되고, 상기 발광 소자에서 방출되는 광에 의하여 여기되는 형광체; 를 포함하는 발광 소자 패키지를 제공한다.
상기 발광 소자는 청색광을 발광할 수 있으며, 상기 발광 소자는 440nm 내지 460nm의 발광 중심 파장을 가질 수 있다.
상기 형광체는 서로 다른 파장 영역의 발광 파장을 갖는 복수의 형광체를 포함하고, 상기 복수의 형광체는 480nm 내지 550nm의 발광 중심 파장을 갖는 제1 형광체 및 600nm 내지 700nm의 발광 중심 파장을 갖는 제2 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
실시예에 따른 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지는 제한된 파장 영역에서 반사도가 큰 반사층을 복수의 발광 셀 사이의 이격된 공간에 배치함으로써, 발광 셀이 배치되지 않은 영역의 기판 상에서도 빛의 반사에 의한 광 추출이 가능하도록 하여 높은 발광 효율을 나타낼 수 있다.
도 1은 일 실시예의 발광 소자의 단면을 나타낸 도면이고,
도 2는 파장과 광학 두께의 관계를 나타낸 도면이고,
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예의 반사층에서의 광 특성을 나타낸 도면이고,
도 4는 파장에 따른 일 실시예의 반사층의 광 특성을 나타낸 도면이고,
도 5는 일 실시예의 발광 소자의 평면도이고,
도 6 내지 도 7은 일 실시예의 발광 소자의 단면도이고,
도 8은 일 실시예의 발광 소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 9는 일 실시예의 발광 소자 패키지에서의 광 추출의 예시를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
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 두 개의 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)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 “제1” 및 “제2”, “상/상부/위” 및 “하/하부/아래” 등과 같은 관계적 용어들은 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서만 이용될 수도 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제 크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 일 실시예의 발광 소자의 단면도를 나타낸 것이다.
일 실시예의 발광 소자(200A)는 기판(110), 기판 상에 배치된 복수의 발광 셀(100a, 100b), 복수의 발광 셀의 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 상에 각각 배치된 제1 전극(142)과 제2 전극(146), 복수의 발광 셀 중 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극(148) 및 복수의 발광 셀 중 이웃하는 발광 셀 사이의 이격된 공간 상에 배치된 반사층(170)을 포함할 수 있다.
일 실시예의 발광 소자(200A)에 포함된 기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼 등으로 형성될 수 있다. 또한 기판(110)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다.
예를 들어 기판(110)은 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, GaAs 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다. 이러한 기판(110)의 상면에는 도 1에 도시된 바와 같이 요철 패턴(P)이 형성될 수 있다. 즉, 기판(110)은 요철 패턴을 갖는 PSS(Patterned Sapphire Substrate)일 수 있다. 이와 같이 기판(110)의 상면이 요철 패턴을 가질 경우 발광 소자의 광 추출 효율이 개선될 수 있다.
또한, 비록 도 1에 도시되지는 않았지만 버퍼층이 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이에 배치되며, Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 버퍼층은 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이의 격자 상수의 차이를 줄여주는 역할을 할 수 있다.
도 1에 도시된 발광 소자(200A) 실시예에서 기판(110) 상에 복수의 발광 셀(100a, 100b)이 배치될 수 있다. 발광 소자의 실시예에서 복수의 발광 셀은 직렬 형태로 전기적으로 연결될 수 있으나 실시예는 이에 한정하지 않는다.
한편, 도 1의 단면도에서는 설명의 편의를 위하여 두 개의 발광 셀만 도시되어 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며, 일 실시예의 발광 소자에는 3개 이상의 복수의 발광 셀이 포함될 수 있으며, 실시예에 포함되는 복수의 발광 셀은 기판 상에서 행 및 열 방향으로 이웃하여 배치되거나 또는 다양한 형태로 배열되어 위치할 수 있다.
복수의 발광 셀(100a, 100b) 각각은 발광 구조물(120)을 포함할 수 있다.
도 1의 발광 구조물(120)은 제1 도전형 반도체층(122), 제1 도전형 반도체층 상의 활성층(124) 및 활성층 상에 배치되는 제2 도전형 반도체층(126)을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)은 Ⅲ-Ⅴ족 또는 Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑 될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(122)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(122) 상에는 활성층(124)이 배치될 수 있다.
활성층(124)은 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조(Single Quantum Well Structure), 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(124)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(Pair) 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)은 활성층(124)의 표면에 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 반도체층(126)이 AlxGa(1-x)N으로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(126)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제2 도전형 반도체층(126) 상에는 도전층(130)이 더 배치될 수 있다.
도전층(130)은 제2 도전형 반도체층(126)의 전기적 특성을 향상시키고, 제2 전극(146)과의 전기적 접촉을 개선할 수 있다. 도전층(130)은 복수의 층 또는 패턴을 가지고 형성될 수 있으며 도전층(130)은 투과성을 갖는 투명 전극층으로 형성될 수 있다.
도전층(130)은 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(Zinc Oxide), IrOx(Iridium Oxide), RuOx(Ruthenium Oxide), NiO(Nickel Oxide), RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au(Gold) 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이러한 재료에 한정되지 않는다.
한편, 일 실시예에서 발광 구조물(120)에 포함되는 제1 도전형 반도체층(122)은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(126)은 p형 반도체층일 수 있다. 이에 따라 발광 구조물(120)은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, 및 p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
발광 구조물(120)의 제1 도전형 반도체층(122) 상에는 제1 전극(142), 제2 도전형 반도체층(126) 상에는 제2 전극(146)이 배치될 수 있으며, 이때 제1 전극(142)과 제2 전극(146)은 각각 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126)에 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(142) 및 제2 전극(146)은 전도성 물질, 예를 들어 인듐(In), 코발트(Co), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 금(Au), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 루테늄(Ru), 레늄(Re), 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 하프늄(Hf), 탄탈(Ta), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 은(Ag), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 나이오븀(Nb), 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu) 및 티타늄 텅스텐 합금(WTi) 중에서 선택된 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으나, 제1 전극(142) 및 제2 전극(146)을 구성하는 물질은 예시된 물질에 한정하지 아니한다.
또한, 도 1에서 일 실시예의 발광 소자(200A)에는 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극(148)을 포함할 수 있다.
연결전극(148)은 이웃하는 발광 셀 중 하나의 제1 전극(142)과 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나의 제2 전극(146)을 연결하는 것일 수 있다.
예를 들어, 도 1의 일 실시예에서 이웃하는 발광 셀 중 하나의 발광 셀(100a)의 제1 전극(142)과 다른 하나의 발광 셀(100b)의 제2 전극(146)이 연결전극(148)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
연결전극(148)은 투광성 전도물질과 금속물질이 선택적으로 사용될 수 있다.
예를 들어, 연결전극(148)은 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, 또는 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
연결전극(148)은 후술하는 반사층(170) 또는 절연층(150-1) 상에 배치될 수 있다. 예를 들어, 연결전극(148)의 적어도 일부분은 반사층(170) 상에 배치될 수 있고, 또한 연결전극(148) 중 적어도 일부분은 절연층(150-1) 상에 배치될 수 있다.
연결전극(148)이 Al(Aluminum) 또는 Ag(Silver) 등이 포함되어 형성되는 경우 연결전극은 발광 소자에서 반사층의 역할을 할 수 있다.
한편, 연결전극(148)은 양 측에 각각 연결된 제1 전극(142) 및 제2 전극(146)과 일체(一體)로 형성될 수 있다.
즉, 일 실시예의 발광 소자(200A)가 고전압(High voltage)용 발광 소자로 사용되는 경우에 있어서, 연결전극(148)은 복수의 발광 셀을 전기적으로 연결하여 발광 소자(200A)가 작동하도록 할 수 있다. 또한, 연결전극(148)에 반사 기능을 갖는 물질을 포함함으로써 발광 소자에서 방출된 빛을 연결전극(148)에서 반사하여 발광 소자의 상부로 향하도록 함으로써 발광 효율을 개선하는 효과를 가질 수 있다.
또한, 일 실시예의 발광 소자(200A)에서 복수의 발광 셀(100a, 100b) 사이의 이격 공간에는 반사층(170)이 배치될 수 있다.
반사층(170)은 기판(110) 상에 배치되며, 반사층의 일 면은 기판(110)에 접촉하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 실시예에서와 같이 기판(110) 상에 요철 패턴(P)이 형성된 경우, 반사층(170)은 기판 상의 요철부위를 채우고 기판에 접촉하여 배치될 수 있다.
또한, 도 1의 도시를 참조하면, 반사층(170)은 기판(110)의 가장자리 영역에도 배치될 수 있다. 즉, 반사층(170)은 복수의 발광 셀에서 이웃하는 발광 셀 사이의 이격 공간뿐 아니라, 발광 셀이 배치되지 않고 노출된 기판 상의 다른 영역에도 배치될 수 있다.
반사층(170)은 고 굴절률을 갖는 물질을 포함하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 반사층(170)은 굴절률(Refractive Index)이 2.0 보다 큰 물질을 포함하여 형성될 수 있다.
구체적으로, 반사층(170)은 TiO2(Titanium Dioxide), Ta2O5(Tantalum pentoxide) 및 NiO(Nickel oxide)로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
반사층에 포함된 물질의 굴절률은 450nm 파장에서 각각 TiO2가 2.45, Ta2O5가 2.15, NiO가 2.3 일 수 있다.
이러한 고굴절률 물질의 경우 파장에 대한 광학 두께(Optical thickness)의 변화량이 크게 나타나며, 따라서 고굴절률 물질을 포함하여 형성된 반사층의 경우 빛의 파장 영역에 따라 투과도 또는 반사도의 변화 폭이 상대적으로 굴절률이 작은 물질을 포함한 경우에 비하여 크게 나타날 수 있다.
도 2는 빛의 파장과 광학 두께의 관계를 나타낸 도면이다.
도 2의 그래프를 참조하면, 빛의 파장이 길어질수록 광학 두께는 작아지는 경향을 나타내는 것을 알 수 있다.
즉, 동일한 광특성, 예를 들어 동일한 반사도를 나타내기 위하여서는 공급되는 빛의 파장에 따라 광학 두께가 달라져야 함을 알 수 있다.
한편, 광학 두께(Optical thickness)와 물리적인 두께(Physical thickness)의 관계는 아래의 식으로 표현될 수 있다.
Figure pat00001
여기서, Toptical은 광학 두께이고, n은 사용된 물질의 굴절률 값이며, d는 물리적인 두께이고, λ는 공급되는 빛의 파장에 해당한다.
즉, 수학식 1의 관계를 참조하면, 동일한 두께(d)를 갖는 반사층에 있어서, 굴절률(n)이 높을수록 광학 두께의 변화도 커질 수 있다. 또한, 굴절률이 높을수록 파장(λ) 변화에 따른 광학 두께의 변화도 커질 수 있다.
한편, 반사층의 반사도(Reflectance, %) 등은 광학 두께(Toptical)에 따라 변화가 생기므로, 결과적으로 굴절률(n)이 높을수록 빛의 파장(λ) 영역에 따른 광학 두께 변화가 커지며 이에 따라 반사도 등의 반사층의 광 특성의 변화폭이 크게 나타날 수 있다.
도 3a 내지 도 3b는 일 실시예의 발광 소자에 포함되는 반사층의 광 특성을 나타낸 도면이다.
도 3a는 반사층의 광학 두께(Optical Thickness)에 따른 투과도(Transmittance, %)를 나타낸 그래프이고, 도 3b는 반사층의 광학 두께에 따른 반사도(Reflectance, %)의 관계를 나타낸 그래프이다.
예를 들어, 도 3a 내지 도 3b의 광학 특성에 대한 그래프는 ITO 층에 TiO2로 이루어진 반사층이 배치되는 경우의 광 특성을 나타낸 것으로서, 이때, ITO 층의 굴절률 값은 2.0이고, 반사층에 공급되는 빛의 파장은 450nm 일 수 있다.
도 3a 내지 도 3b를 참조하면, ITO층 상에 TiO2 층이 형성된 경우 광학 두께에 따라 반사층의 투과도 및 반사도는 주기성을 가지고 반복되는 것을 알 수 있다.
즉, 동일한 광학 두께에서 투과도는 최대이고 이와 대응하여 반사도는 최저값을 가질 수 있으며, 투과도와 반사도는 사인파(sine wave)의 형태로 주기성을 가지고 광학 두께의 변화에 대응하여 변화될 수 있다.
예를 들어, 도 3a 내지 도 3b의 그래프를 참조하면, 광학 두께가 0.4 내지 0.6 의 범위에서 투과도가 90% 이상의 높은 값을 나타내며, 이와 대응하여 광학 두께가 0.4 내지 0.6일 때의 반사층에서의 반사도는 5% 이하로 나타나는 것을 알 수 있다. 또한, 투과도 또는 반사도 값이 사인파 형태의 주기성을 가지므로, 예를 들어 반사층의 광학 두께가 0.9 내지 1.1일 때에도 투과도가 최대이면서 반사도가 5%이하의 광 특성을 나타낼 수 있다.
따라서, 450nm 파장의 빛을 가장 잘 투과하기 위해서는 반사층의 광학 두께가 0.4 내지 0.6 또는 0.9 내지 1.1가 되어야 한다.
상술한 도 3a의 예시에서 450nm에서 투과도가 최대가 되는 0.4 내지 0.6 또는 0.9 내지 1.1의 광학두께에 대응한 반사층의 물리적인 두께를 위의 수학식 1을 이용하여 구하면, 반사층의 두께(d)는 75nm 내지 105nm 또는 260nm 내지 290nm 일 수 있다.
한편, 450nm에서 투과도가 최대가 되는 두께의 반사층에 대하여 480nm 내지 700nm 파장의 빛이 공급되는 경우 동일한 물리적인 두께인 경우에도 광학 두께가 달라질 수 있어, 450nm 파장의 빛에 대하여는 투과도가 최대이면서 480nm 내지 700nm 파장의 빛에 대하여는 450nm 파장의 빛과 비교하여 상대적으로 높은 반사도를 가질 수 있다.
예를 들어, 일 실시예의 발광 소자에서 기판(110)과 연결전극(148)의 사이에 반사층(170)을 배치함으로써, 450nm 파장 부근의 청색광에 대하여는 투과도가 높으며, 상대적으로 파장이 긴 480nm 내지 700nm의 녹색광 또는 적색광에 대하여는 청색광에 비하여 높은 반사도를 가짐으로써 녹색광 또는 적색광의 빛을 선택적으로 반사하도록 할 수 있다.
따라서, 일 실시예의 발광 소자에 있어서 반사층(170)에 고굴절률 물질을 포함하도록 함으로써 특정 두께에서 빛의 파장 영역 별로 다른 반사도를 가질 수 있어 반사층으로 입사되는 빛에 대하여 파장에 따라 반사도를 달리함으로써 선택적 반사층의 기능을 할 수 있다.
즉, 도 1에 도시된 발광 소자에서 반사층(170)은 입사되는 빛의 파장에 따라 다른 반사도를 나타내는 선택적 반사층일 수 있다.
반사층(170)의 두께는 반사층을 이루는 물질에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 반사층(170)의 두께는 반사층을 형성하는 물질의 굴절률 값에 상응하여 달라질 수 있다.
구체적으로, 반사층을 형성하는 물질의 굴절률 값이 커질수록 동일한 광 특성을 갖도록 하는 반사층의 두께는 작아지는 경향을 가질 수 있다.
예를 들어, 상술한 바와 같이 450nm의 빛에 대하여 최대 투과도를 가지고 480nm 내지 700nm 의 파장 영역의 빛에 대하여는 상대적으로 높은 반사도를 갖는 반사층(170)이 TiO2(굴절률: 2.45)층으로 이루어진 경우 반사층의 두께는 75nm 내지 105nm 또는 260nm 내지 290nm 일 수 있다. 또한, 반사층(170)이 NiO(굴절률: 2.3)층으로 형성된 경우의 반사층 두께는 80nm 내지 110nm 또는 265nm 내지 295nm이고, 반사층이 Ta2O5(굴절률: 2.15)층으로 형성된 경우의 반사층 두께는 85nm 내지 115nm 또는 270nm 내지 300nm일 수 있다.
한편, 도 1의 실시예에서 기판(110) 상에 형성된 반사층(170)의 두께는 기판의 요철 패턴(P) 높이의 수 배 내지 수십 배가 될 수 있다. 기판의 상부면에 형성된 요철 패턴(P)의 최고점으로부터의 반사층(170)의 두께를 t1이라고 하고, 요철 패턴(P)의 최저점으로부터의 반사층의 두께를 t2를 라고 할 때, 반사층(170)의 두께는 t1 및 t2 두께의 평균값일 수 있다.
예를 들어, 반사층(170)의 두께를 d라고 할 때, d=(t1+t2)/2 일 수 있다. 이때, 반사층의 두께(d)는 반사층의 물리적 두께에 해당한다.
도 4는 기판과 기판 상에 반사층을 포함한 경우에 있어서의 빛의 파장(Wavelength, nm)에 따른 반사도(Reflectance, %)를 비교하여 나타낸 것이다.
도 4에서 비교예는 사파이어 기판에서의 반사도 값이며, 실시예는 사파이어 기판 상에 고굴절률의 반사층이 도포된 경우에 있어서의 반사도 값을 나타낸 것일 수 있다. 이때, 반사층은 TiO2층 일 수 있다.
도 4를 참조하면, 비교예에서는 400nm 내지 800nm의 파장 영역 전체에서 6% 내외의 균일한 반사도를 나타내며, 이와 비교하여 실시예에서는 450nm 부근의 파장 영역에서는 10% 이하의 상대적으로 낮은 반사도를 나타내지만 480nm 이상의 장파장으로 갈수록 반사층에서의 반사도가 증가하며, 특히 600nm 내지 700nm의 장파장에서는 20% 이상의 반사도를 나타내는 것을 알 수 있다.
따라서, 도 1에 도시된 실시예에서와 같이 기판 상에 반사층을 더 포함하고, 반사층을 고굴절률 물질을 포함하여 형성함으로써 장파장의 빛에 대하여 상대적으로 반사도가 높은 선택적 반사를 할 수 있는 효과를 가질 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 발광 소자(200A)의 일 실시예는 복수의 발광 셀 상에 배치되는 제1 절연층(150-1)을 포함할 수 있다.
제1 절연층(150-1)은 발광 구조물(120)의 상부면 뿐 아니라 측면을 둘러싸고 배치될 수 있다.
일 실시예의 발광 소자에서 제1 절연층(150-1)은 복수의 발광 셀 상에 배치되되, 제1 도전형 반도체층(122) 상에 형성된 제1 오픈 영역과 제2 도전형 반도체층(126) 상에 형성된 제2 오픈 영역을 포함할 수 있다.
한편, 제1 절연층(150-1)의 제1 오픈 영역에서는 제1 전극(142)이 배치될 수 있고, 제2 오픈 영역에서는 제2 전극(146)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 절연층의 제1 오픈 영역에서 제1 도전형 반도체층(122)과 제1 전극(142)이 전기적으로 연결되고, 제2 오픈 영역에서 제2 도전형 반도체층(126)과 제2 전극(146)이 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 절연층(150-1)은 SiO2, Si3N4, 폴리이미드(Polyimide) 등의 재료로 형성될 수 있다.
또한, 제1 절연층(150-1)은 발광 구조물(120)에서 방출되는 광의 효율을 높이기 위하여 반사율이 높은 재료로 형성될 수 있으며, 예를 들어 DBR 구조를 가질 수 있다.
제1 절연층(150-1)은 복수의 발광 셀 상에 배치되어 연결전극(148)과 발광 셀이 직접 접촉하는 것을 방지함으로써 연결전극(148)에 의한 전기 단락을 방지할 수 있다.
또한, 제1 절연층(150-1)은 하나의 발광 셀 안에서의 제1 전극(142)과 제2 전극(146) 사이에서 노출된 발광 구조물(120) 상에 배치되어 노출된 발광 구조물(120)을 보호하고 제1 전극(142)과 제2 전극(146)에 의한 전기적 단락을 방지할 수 있다.
도 5는 일 실시예의 발광 소자에 대한 평면도일 수 있다.
도 5에 도시된 일 실시예에서 발광 소자는 복수의 발광 셀(100a 내지 100f)을 포함할 수 있으며, 복수의 발광 셀(100a 내지 100f) 중 이웃하는 발광 셀들이 연결전극(148)에 의하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로 복수의 발광 셀(100a 내지 100f)은 전기적으로 직렬로 연결될 수 있다.
예를 들어, 도 5에서 복수의 발광 셀 중 어느 하나인 제1 발광 셀(100a)의 제1 전극(142)과 이웃하는 제2 발광 셀(100b)의 제2 전극(146)이 연결전극(148)으로 서로 연결될 수 있으며, 또한 제1 발광 셀(100a)과 이웃하는 제3 발광 셀(100c)의 경우 제1 발광 셀(100a)의 제2 전극(146)과 제3 발광 셀(100c)의 제1 전극(142)이 연결전극(148)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 도 5를 참조하면 복수의 발광 셀(100a 내지 100f) 사이의 이격된 공간 및 기판의 가장자리 영역에는 반사층(170)이 배치될 수 있다.
즉, 복수의 발광 셀이 배치되지 않는 기판 상의 영역에 반사층(170)을 배치함으로써 발광 셀에서 방출되는 빛이 기판으로 다시 흡수되지 않고 반사층(170)에서 반사되어 발광 소자의 외부로 추출될 수 있도록 하여 일 실시예의 발광 소자에 있어서의 광 효율을 개선하는 효과를 가질 수 있다.
이하 도 6 내지 도 7의 발광 소자 실시예에 대한 설명에서는 도 1의 발광 소자 실시예에 대한 설명과 중복되는 내용은 다시 설명하지 않으며, 차이점을 위주로 설명한다.
도 6은 일 실시예의 발광 소자에 대한 단면도이다.
도 6에서 일 실시예의 발광 소자(200B)는 기판(110), 복수의 발광 셀, 복수의 발광 셀 중 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극(148) 및 복수의 발광 셀 사이의 이격된 공간 및 기판의 가장자리에서 기판 상에 배치되는 반사층(170)을 포함할 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 발광 소자(200B)의 실시예에서는 복수의 발광 셀 상에 배치되는 제1 절연층(150-1)을 포함하고, 복수의 발광 셀 사이의 이격 공간에 배치된 반사층(170) 상에 배치된 제2 절연층(150-2)을 더 포함할 수 있다.
즉, 도 6의 실시예에서 제2 절연층(150-2)의 제1면은 연결전극(148)과 마주보고 배치되며, 제1면과 마주보는 제2면은 반사층(170)과 마주보고 배치될 수 있다.
따라서, 반사 물질이 포함되거나 또는 DBR 구조를 갖는 제2 절연층(150-2)이 반사층(170) 상에 추가로 형성됨으로써, 반사층(170)의 표면에서 반사되어 발광 소자의 상부로 향하는 빛이 제2 절연층에서 흡수되지 않고 외부로 추출될 수 있어 발광 소자 외부로 출사되는 광의 비율을 높여 광 효율을 개선하는 효과를 가질 수 있다.
도 7은 발광 소자의 또 다른 실시예에 대한 단면도이다.
도 7에 도시된 일 실시예의 발광 소자(200C)는 기판(110), 기판 상에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀, 이웃하는 발광 셀을 전기적으로 연결하는 연결전극(148) 및 복수의 발광 셀이 배치되지 않은 기판 상의 영역에 배치되는 반사층(170)을 포함할 수 있다.
또한, 도 7의 실시예에서 이웃하는 발광 셀 사이의 이격된 공간의 기판 상에 배치된 반사층(170)의 경우 제1면은 기판과 접촉하고 제1면과 마주보는 제2면은 연결전극과 접촉하여 배치될 수 있다.
즉, 도 1 또는 도 6에 도시된 일 실시예의 발광 소자(200A, 200B)와 비교하여 도 7의 실시예의 발광 소자(200C)는 절연층을 포함하지 않을 수 있다.
도 7의 실시예에서 반사층(170)은 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 연결전극(148)과 발광 구조물(120)사이의 공간 또는 연결전극(148)과 기판(110) 사이의 공간에 반사층(170)이 형성되어 절연층을 추가로 배치하지 않고 발광 구조물(120)을 보호하고 전기적 단락을 방지할 수 있다.
도 1 및 도 6 내지 도 7에서 상술한 실시예의 발광 소자(100A, 100B, 100C)의 경우 발광 셀이 배치되지 않은 기판(110) 상의 영역에 반사층(170)을 배치하고, 반사층(170)이 고굴절률 물질을 포함하여 형성되도록 함으로써 반사층(170)에 입사되는 빛의 파장에 따라 반사도를 달리할 수 있어 파장 영역에 따라 선택적으로 빛을 반사하는 효과를 가질 수 있다.
도 8은 상술한 일 실시예의 발광 소자(100A, 100B, 100C)를 포함하는 발광 소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
일 실시예의 발광 소자 패키지(300)는 리드 프레임(242, 246), 리드 프레임 상에 배치된 상술한 일 실시예의 발광 소자(200), 발광 소자를 둘러싸고 배치되는 몰딩부(260)를 포함하여 형성될 수 있다.
또한, 몰딩부(260)는 발광 소자(200)에서 방출되는 광에 의하여 여기되는 형광체(270)를 포함할 수 있다.
도 8에 도시된 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지(300)는 캐비티를 갖는 패키지 몸체(230)를 더 포함할 수 있으며, 패키지 몸체(230)에는 발광 소자(200)와의 전기적 연결을 위한 리드 프레임(242, 246)이 고정되어 배치될 수 있다. 또한, 캐비티 내에는 발광 소자(200)가 리드 프레임 상에 고정되어 포함될 수 있다.
패키지 몸체(230)는 실리콘 재질, 합성수지 재질 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 열전도성이 우수한 세라믹 물질로 이루어질 수 있다.
패키지 몸체(230)의 상부는 개방되어 있고, 측면과 바닥면으로 이루어진 캐비티를 가질 수 있다. 캐비티는 컵 형상, 오목한 용기 형상 등으로 형성될 수 있으며, 캐비티의 측면은 바닥면에 대하여 수직이거나 경사지게 형성될 수 있으며, 그 크기 및 형태가 다양할 수 있다. 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 다각형, 타원형 등일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나, 이에 한정하지 않는다.
발광 소자(200)는 패키지 몸체(230)의 캐비티 내에 배치될 수 있으며, 패키지 몸체(230) 상에 배치되거나 제1 리드 프레임(242) 또는 제2 리드 프레임(246) 상에 배치될 수 있다.
제1 리드 프레임(242)과 제2 리드 프레임(246)은 구리 등의 도전성 물질로 이루어질 수 있으며, 예를 들어 금(Au)을 도금하여 배치할 수 있다.
제1 리드 프레임(242) 및 제2 리드 프레임(246)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광 소자(200)에 전류를 공급할 수 있다. 또한, 제1 리드 프레임(242) 및 제2 리드 프레임(246)은 발광 소자(200)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광 소자(200)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수도 있다.
발광 소자(200)는 와이어(248)를 통하여 제1 또는 제2 리드 프레임(242. 246)과 전기적으로 연결될 수 있다. 와이어(248)는 도전성 물질로 이루어질 수 있다.
도 8의 발광 소자 패키지(300) 실시예에서 발광 소자(200) 등을 둘러싸고 몰딩부(260)가 배치될 수 있다.
도 8에 도시된 실시예에서 몰딩부(260)의 상부면은 캐비티 측면의 상부면과 동일선상에서 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 실시예는 이에 한정하지 않으며 몰딩부(260)는 캐비티 측면의 상부면보다 높게 형성되거나 또는 캐비티 측면 높이보다 낮게 형성될 수도 있다.
또한, 패키지 몸체의 캐비티 측벽보다 몰딩부(260)가 높게 형성되어 돔(dome) 타입으로 이루어질 수 있으며, 발광 소자 패키지(200)의 광 출사각을 조절하기 위하여 다른 형상으로 배치될 수도 있다. 몰딩부(260)는 발광소자(200)를 포위하여 보호하며 발광 소자(200)로부터 방출되는 빛의 진로를 변경하는 렌즈로 작용할 수 있다.
몰딩부(260)는 수지층을 포함하여 이루어질 수 있으며, 수지층은 실리콘계 수지, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지 중 어느 하나를 포함하는 혼합물 또는 그 화합물의 그룹으로부터 선택된 수지를 포함할 수 있다.
몰딩부(260)에는 형광체(270)를 포함할 수 있다.
형광체(270)는 발광 소자(200)에서 방출된 빛에 의하여 여기 되어 파장 변환된 광을 방출할 수 있다.
실시예의 발광 소자 패키지(300)에서 발광 소자(200)는 형광체(270)를 여기 시키는 청색광을 방출할 수 있다. 한편, 발광 소자(200)에서 방출되는 빛의 발광 중심 파장은 440nm 내지 460nm일 수 있다.
몰딩부(260)에 포함되는 형광체(270)는 서로 다른 파장 영역의 발광 파장을 갖는 복수의 형광체를 포함할 수 있다.
복수의 형광체(270)는 480nm 내지 550nm의 발광 중심 파장을 갖는 제1 형광체(270a) 및 600nm 내지 700nm의 발광 중심 파장을 갖는 제2 형광체(270b) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
제1 형광체(270a)는 황색 또는 녹색 광을 방출하는 형광체일 수 있다.
예를 들어, 황색 형광체는 X2SiO4:Eu2 +(여기서, X는 Ca, Sr, Ba 중 적어도 하나이다), Sr3SiO5:Eu2 + 또는 Y3Al5O12:Ce3 +가 포함될 수 있고, 녹색 형광체는 Ba3Si6O12N2:Eu2+, β-SiAlON:Eu2 +, Ca-??-SiAlON:Yb, CaSi2O2N2:Eu2 + 또는 Lu3Al5O12:Ce3+ 를 포함할 수 있다.
제2 형광체(270b)는 적색 광을 방출하는 형광체일 수 있다.
예를 들어, 적색 형광체는 Y2Si5N8:Eu2 +(여기서, Y는 Ca, Sr, Ba 중 적어도 하나이다), CaAlSiN3:Eu2 +, SrCaSi5N8:Eu2 + 또는 K2MF6:Mn4 +(여기서, M은 Si, Ge, Ti 중 적어도 하나이다) 등이 포함될 수 있다.
한편, 일 실시예의 발광소자 패키지에 포함되는 형광체의 종류는 개시된 종류에 한정하지 않으며, 녹색 또는 황색 파장 영역의 광을 방출하는 형광체 물질 또는 적색 파장 영역의 광을 방출하는 다른 종류의 형광체 물질이 실시예에 포함될 수 있다.
도 9는 도 8의 발광 소자 패키지의 실시예에서 A 부분을 보다 상세히 나타낸 도면이다.
도 9는 상술한 일 실시예의 발광 소자를 포함하는 발광 소자 패키지의 경우에 있어서 발광 소자에서 방출된 빛의 진행 경로를 간략히 나타낸 것이다.
실선 화살표(R1)는 발광 구조물(120)에서 방출된 빛이 진행하는 경로를 나타낸 것으로, 발광 구조물(120)에서 방출된 빛은 발광 셀의 상부로 향하거나 또는 발광 셀 하부의 기판(110)으로 향할 수 있다.
발광 셀의 상부로 향한 빛은 형광체(270)로 공급되어 형광체를 여기 시킬 수 있다. 또한, 기판(110) 방향으로 향한 빛은 기판 표면에 형성된 요철 패턴에서 반사되어 다시 발광 셀의 상부로 향하도록 빛의 진행 방향이 변환될 수 있다.
한편, 발광 셀의 상부로 방출된 빛은 발광 소자를 둘러싸고 배치된 몰딩부에 포함된 형광체를 여기 시켜, 형광체가 녹색광 또는 적색광의 빛을 발광하도록 할 수 있다.
점선 화살표(R2)로 표시된 형광체에서 방출된 빛 중 일부는 발광 소자의 하부 방향으로 향할 수 있으며, 이때 실시예의 발광 소자에 포함된 반사층(170)에서는 형광체에서 방출된 녹색광 또는 적색광을 반사하여 발광 소자의 상부로 향하도록 할 수 있다.
이때, 반사층(170)은 청색 파장 영역의 광은 투과하고 녹색 또는 적색 파장 영역의 광은 반사하는 선택적 반사층일 수 있다.
따라서, 발광 셀의 발광 구조물(120)에서 방출된 청색광은 발광 셀 상부 방향에서 발광 소자 패키지의 외부로 방출되며, 기판(110) 방향으로 향한 청색광의 경우 반사층(170)에서 청색광을 투과하므로 반사층으로 입사된 경우에도 기판 표면의 요철에서 반사되거나 반사층을 통과하여 다시 발광 소자 패키지의 외부로 방출될 수 있다.
이와 비교하여, 발광 소자에서 공급된 청색광에 의하여 여기 되어 형광체에서 방출된 녹색 또는 적색 광은 발광 소자의 상부 방향으로 발광 소자 패키지 외부로 방출되거나, 또는 발광 소자 방향으로 향한 녹색 또는 적색광은 반사층(170)에서 반사되어 발광 소자의 상부 방향으로 향하도록 방향이 전환되어 출사될 수 있다.
즉, 일 실시예의 발광 소자 패키지의 경우 복수의 발광 셀 사이의 이격된 공간에 반사층(170)을 배치하고, 반사층(170)을 빛의 파장에 따라 반사율의 변화 폭이 큰 고굴절률 물질로 형성함으로써 발광 셀에서 생성된 청색광은 쉽게 반사층을 투과하여 외부로 출사되도록 하고, 녹색 또는 적색 광은 반사층(170)에서 반사하여 다시 발광 셀의 내부로 입사되지 못하도록 하여 개선된 발광 효율과 향상된 휘도를 나타낼 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이될 수 있고, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치가 구현될 수 있다.
여기서, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 상에 배치되는 반사판과, 광을 방출하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
또한, 조명 장치는 기판과 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열체, 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는, 램프, 헤드 램프, 또는 가로등을 포함할 수 있다.
헤드 램프는 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지들을 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
또한, 일 실시예의 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치 또는 조명 장치의 경우 선택적 반사 효과를 나타내는 반사층을 갖는 발광 소자를 포함함으로써, 발광 소자에서 생성된 청색광의 투과도를 높이고, 형광체에서 방출되는 녹색광 및 적색광에 대해서는 반사율을 높여 휘도 및 광 효율을 개선할 수 있다.
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.
100a, 100b : 발광 셀 110 : 기판
120 : 발광 구조물 142 : 제1 전극
146 : 제2 전극 148 : 연결전극
170 : 반사층 200, 200A, 200B, 200C : 발광 소자
270 : 형광체 300 : 발광 소자 패키지

Claims (17)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 서로 이격되어 배치되고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 복수의 발광 셀;
    상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 각각 배치되는 제1 전극 및 제2 전극;
    상기 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀을 연결하는 연결전극; 및
    상기 기판 상에 배치되며, 상기 복수의 발광 셀 중 서로 이웃하는 발광 셀 사이의 이격된 공간에 배치된 반사층; 을 포함하는 발광 소자.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 반사층은 상기 기판의 가장자리 영역에 더 배치된 발광 소자.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 반사층은 상기 기판에 접촉하여 배치된 발광 소자.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 연결전극의 적어도 일부분은 상기 반사층 상에 배치된 발광 소자.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 복수의 발광 셀 상에 배치되며, 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 각각 형성된 제1 오픈 영역 및 제2 오픈 영역을 갖는 제1 절연층을 포함하는 발광 소자.
  6. 제 5항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 제1 오픈 영역에서 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 오픈 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 발광 소자.
  7. 제 5항에 있어서, 상기 반사층 상에 배치된 제2 절연층을 더 포함하고, 상기 제2 절연층의 제1면은 상기 연결 전극과 마주보고 상기 제1면과 마주보는 제2면은 상기 반사층과 마주보고 배치되는 발광 소자.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 연결전극은 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제1 전극과 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나의 제2 전극을 연결하는 것인 발광 소자.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 반사층은 굴절률이 2.0 보다 큰 물질로 형성된 발광 소자.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 반사층은 TiO2, Ta2O5 및 NiO로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나를 포함하는 발광 소자.
  11. 제 10항에 있어서, 상기 반사층은 TiO2를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 75nm 내지 105nm 또는 260nm 내지 290nm인 발광 소자.
  12. 제 10항에 있어서, 상기 반사층은 Ta2O5를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 85nm 내지 115nm 또는 270nm 내지 300nm인 발광 소자.
  13. 제 10항에 있어서, 상기 반사층은 NiO를 포함하고, 상기 반사층의 두께는 80nm 내지 110nm 또는 265nm 내지 295nm인 발광 소자.
  14. 리드 프레임;
    상기 리드 프레임 상에 배치된 제1 항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 기재된 발광 소자;
    상기 발광 소자를 둘러싸고 배치되는 몰딩부; 및
    상기 몰딩부에 포함되고, 상기 발광 소자에서 방출되는 광에 의하여 여기되는 형광체; 를 포함하는 발광 소자 패키지.
  15. 제 14항에 있어서, 상기 발광 소자는 청색광을 발광하는 발광 소자 패키지.
  16. 제 14항에 있어서, 상기 발광 소자는 440nm 내지 460nm의 발광 중심 파장을 갖는 발광 소자 패키지.
  17. 제 14항에 있어서, 상기 형광체는 서로 다른 파장 영역의 발광 파장을 갖는 복수의 형광체를 포함하고,
    상기 복수의 형광체는 480nm 내지 550nm의 발광 중심 파장을 갖는 제1 형광체 및 600nm 내지 700nm의 발광 중심 파장을 갖는 제2 형광체 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자 패키지.
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