KR20160149496A - 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 - Google Patents
발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR20160149496A KR20160149496A KR1020150086561A KR20150086561A KR20160149496A KR 20160149496 A KR20160149496 A KR 20160149496A KR 1020150086561 A KR1020150086561 A KR 1020150086561A KR 20150086561 A KR20150086561 A KR 20150086561A KR 20160149496 A KR20160149496 A KR 20160149496A
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- layer
- barrier layer
- barrier
- well
- content
- Prior art date
Links
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 55
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 43
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 28
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 26
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 22
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 19
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 211
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 238000005286 illumination Methods 0.000 claims description 8
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 abstract 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 30
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 18
- 239000000463 material Substances 0.000 description 18
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 12
- -1 Group 3-V-5 Chemical class 0.000 description 10
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 7
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 7
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 7
- 229910002601 GaN Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 6
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 6
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 6
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 5
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 5
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 5
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 5
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 5
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 5
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 4
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 4
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 4
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 4
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L iron(ii) gluconate Chemical compound [Fe+2].OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O.OC[C@@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)C([O-])=O VRIVJOXICYMTAG-IYEMJOQQSA-L 0.000 description 3
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 3
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 3
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 3
- 238000005215 recombination Methods 0.000 description 3
- 230000006798 recombination Effects 0.000 description 3
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 2
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910019897 RuOx Inorganic materials 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000000071 blow moulding Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N dialuminum;dizinc;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3].[Zn+2].[Zn+2] JAONJTDQXUSBGG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 2
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 2
- SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N stibanylidynetin;hydrate Chemical compound O.[Sn].[Sb] SKRWFPLZQAAQSU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 2
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910018229 Al—Ga Inorganic materials 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910005191 Ga 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910005540 GaP Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N Gallium nitride Chemical compound [Ga]#N JMASRVWKEDWRBT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 108010043121 Green Fluorescent Proteins Proteins 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N Orthosilicate Chemical compound [O-][Si]([O-])([O-])[O-] BPQQTUXANYXVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 229920001577 copolymer Polymers 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 1
- YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N gallium tin Chemical compound [Ga].[Sn] YZZNJYQZJKSEER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 1
- 229910052735 hafnium Inorganic materials 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N indium;oxozinc;tin Chemical compound [In].[Sn].[Zn]=O HRHKULZDDYWVBE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052741 iridium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 229910001092 metal group alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N nickel(II) oxide Inorganic materials [Ni]=O GNRSAWUEBMWBQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N platinum Substances [Pt] BASFCYQUMIYNBI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 239000002096 quantum dot Substances 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002210 silicon-based material Substances 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 1
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 1
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
- XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N trimethylgallium Chemical compound C[Ga](C)C XCZXGTMEAKBVPV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N trimethylindium Chemical compound C[In](C)C IBEFSUTVZWZJEL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N zinc indium(3+) oxygen(2-) Chemical compound [O--].[Zn++].[In+3] YVTHLONGBIQYBO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- 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
- H01L33/04—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
- H01L33/06—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 quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
-
- 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)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Non-Portable Lighting Devices Or Systems Thereof (AREA)
- Led Devices (AREA)
Abstract
실시예에 따른 발광소자는 기판과, 상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 우물층과 장벽층을 포함하는 활성층과, 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층;을 포함하고, 상기 장벽층은 인듐을 포함하는 제1 장벽층과, 상기 제1 장벽층 상에 알루미늄의 함유량이 서로 다른 제2 장벽층 및 제3 장벽층과, 상기 제1 장벽층과 제2 장벽층 사이에 배치된 제1 장벽 돌기부와, 상기 제2 장벽층과 제3 장벽층 사이에 배치된 제2 장벽 돌기부를 포함할 수 있다.
실시예는 우물층 및 장벽층을 서로 다른 In, Al 함유량을 가지도록 형성함으로써, 우물층/장벽층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있는 효과가 있다.
실시예는 우물층 및 장벽층을 서로 다른 In, Al 함유량을 가지도록 형성함으로써, 우물층/장벽층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있는 효과가 있다.
Description
실시예는 발광 효율을 향상시키기 위한 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 화합물 반도체로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 되는 것이다. 예를 들어, 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 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.
종래 발광소자는 n형의 제1 도전형 반도체층과 p형의 제2 도전형 반도체층 사이에 활성층이 배치되어 있으며, 활성층 내부에서는 캐리어 오버슈팅(Carrier Over-Shooting)이 발생되어 내부 양자 효율을 저하시키게 된다. 여기서, 캐리어 오버슈팅은 활성층으로 주입되는 전자의 에너지가 높아 양자우물에 주입되지 않아 내부 양자 효율을 감소시키는 것을 말한다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 실시예는 내부 양자 효율을 개선시키기 위한 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템을 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상술한 목적을 달성하기 위하여, 실시예에 따른 발광소자는 기판과, 상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 우물층과 장벽층을 포함하는 활성층과, 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층;을 포함하고, 상기 장벽층은 인듐을 포함하는 제1 장벽층과, 상기 제1 장벽층 상에 알루미늄의 함유량이 서로 다른 제2 장벽층 및 제3 장벽층과, 상기 제1 장벽층과 제2 장벽층 사이에 배치된 제1 장벽 돌기부와, 상기 제2 장벽층과 제3 장벽층 사이에 배치된 제2 장벽 돌기부를 포함할 수 있다.
실시예는 우물층을 서로 다른 In 함유량을 가지도록 형성함으로써, 우물층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 우물층들 사이에 우물 돌기부들을 형성함으로써, 전자들의 에너지를 더욱 감소시켜 오버 슈팅을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 장ㅂ?층을 서로 다른 Al 함유량을 가지도록 형성함으로써, 장벽층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 실시예는 장벽층들 사이에 장벽 돌기부들을 형성함으로써, 오버 슈팅을 더욱 효과적으로 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 활성층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 활성층의 우물층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예의 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예의 또 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자의 수명을 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 발광소자의 재결합율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자의 광도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 실시예에 따른 발광소자가 구비된 다양한 조명 시스템을 나타낸 분해 사시도이다.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 활성층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 4는 도 2의 활성층의 우물층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 5는 실시예의 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 6은 실시예의 또 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 7은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도를 나타낸 그래프이다.
도 8은 실시예에 따른 발광소자의 수명을 나타낸 그래프이다.
도 9는 실시예에 따른 발광소자의 재결합율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예에 따른 발광소자의 광도를 나타낸 그래프이다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 12 내지 도 14는 실시예에 따른 발광소자가 구비된 다양한 조명 시스템을 나타낸 분해 사시도이다.
이하, 도면을 참조하여 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자를 나타낸 단면도이고, 도 2는 실시예에 따른 발광소자의 활성층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이고, 도 3은 도 2의 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이고, 도 4는 도 2의 활성층의 우물층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자는 기판(110)과, 상기 기판(110) 상에 형성된 제1 도전형 반도체층(120)과, 상기 제1 도전형 반도체층(120) 상에 형성된 활성층(130)과, 상기 활성층(130) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(140)과, 상기 제1 도전형 반도체층(120) 상에 형성된 제1 전극(150)과, 상기 제2 도전형 반도체층(140) 상에 형성된 제2 전극(160)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(110)은 사파이어(Al2O3) 기판일 수 있다. 그외 기판으로 SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
상기 기판(110) 상에는 버퍼층(171)이 더 형성될 수 있다.
버퍼층(171)은 상기 발광구조물의 재료와 기판(110)의 격자 불일치를 완화시켜 주는 역할을 한다. 버퍼층(171)으로는 3족-5족 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 버퍼층(181)은 AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(120)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(120)은 기판(110) 상에 형성된 버퍼층(171) 상에 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(120)은 반도체 화합물 예컨대, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, n형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 n형 도펀트로는 Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
이와 달리, 상기 제1 도전형 반도체층(120)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(120)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(120) 상에는 전류 확산층(172) 및 스트레인 제어층(173)이 더 형성될 수 있다.
상기 전류 확산층(172)은 내부 양자 효율을 향상시켜 광 효율을 증대시킬 수 있으며, 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있다. 전류 확산층(173) 상에는 전자 주입층(미도시)이 더 형성될 수도 있다. 상기 전자 주입층은 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~3.0x1019atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다.
상기 스트레인 제어층(173)은 전류 확산층 상에 형성될 수 있다. 스트레인 제어층은 제1 도전형 반도체층(120)과 활성층(130) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시키는 역할을 한다. 상기 스트레인 제어층(173)은 다층(multi-layer)으로 형성될 수 있으며, 예컨대, 상기 스트레인 제어층(173)은 AlxInyGa1-x-yN 및 GaN을 복수의 쌍(pair)으로 구비할 수 있다.
상기 스트레인 제어층(173)의 격자상수는 상기 제1 도전형 반도체층(120)의 격자 상수보다는 크되, 상기 활성층(130)의 격자상수보다는 작을 수 있다. 이에 따라 활성층(130)과 제1 도전형 반도체층(120) 사이에 격자상수 차이에 의한 스트레스를 최소화할 수 있다.
활성층(130)은 제1 도전형 반도체층(120) 상에 형성될 수 있다. 활성층(130)은 스트레인 제어층(173) 상에 형성될 수 있다.
상기 활성층(130)은 제1 도전형 반도체층(120)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(140)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(130)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 활성층(150)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.
실시예에 따른 상기 활성층(130) 구조에 대해서는 이후 도면을 통해서 상세히 설명한다.
상기 활성층(130) 상에는 전자 차단층(174, EBL)이 더 형성될 수 있다.
상기 전자 차단층(174)은 전자 차단(electron blocking) 및 활성층(130)의 클래딩(MQW cladding) 역할을 하며, 이로 인해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 전자 차단층(174)은 AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(130)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 이와 달리, 상기 전자 차단층(174)은 AlzGa(1-z)N/GaN(0≤z≤1) 초격자(superlattice)로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(140)은 활성층(130) 상에 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(140)은 전자 차단층(174) 상에 배치될 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(140)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, 상기 제2 도전형 반도체층(140)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(140)의 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(140) 상에는 투광성 전극층(175)이 더 형성될 수 있다.
투광성 전극층(175)은 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 또는 금속합금, 금속 산화물 등을 다중으로 적층할 수도 있다. 예컨대, 투광성 전극층(175)은 반도체와 전기적인 접촉이 우수한 물질로 형성될 수 있으며, 투광성 전극층(175)으로는 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.
투광성 전극층(175) 상에는 제2 전극(160)이 형성되며, 상부 일부가 노출된 제1 도전형 반도체층(120) 상에는 제1 전극(150)이 형성된다. 이후, 최종적으로 제1 전극(150) 및 제2 전극(160)이 서로 연결됨으로써 발광소자의 제작이 완료될 수 있다.
한편, 도 2에 도시된 바와 같이, 활성층(130)은 우물층(131a)/장벽층(133a)/우물층(131b)/장벽층(133b)/우물층(131c)/장벽층(133c) 구조로 형성될 수 있다. 활성층(130)의 최하위에 배치된 우물층(131a)은 스트레인 제어층(173)과 접하도록 형성될 수 있다. 활성층(130)의 최상위에 배치된 장벽층(133c)은 전자 차단층(174)과 접하도록 형성될 수 있다. 이하에서는 하나의 우물층, 하나의 장벽층을 대표적으로 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 우물층(131a)은 제1 우물층(w1)과, 상기 제1 우물층(w1) 상에 형성된 제2 우물층(w2)과, 상기 제2 우물층(w2)과, 제2 우물층(w2) 상에 형성된 제3 우물층(w3)과, 상기 제3 우물층(w3) 상에 형성된 제4 우물층(w4)과, 상기 제4 우물층(w4) 상에 형성된 제5 우물층(w5)을 포함할 수 있다. 제1 우물층(w1)과 제2 우물층(w2) 사이에는 제1 우물 돌기부(wp1)를 포함할 수 있다. 제2 우물층(w2)과 제3 우물층(w3) 사이에는 제2 우물 돌기부(wp2)를 포함할 수 있다. 제3 우물층(w3)과 제4 우물층(w4) 사이에는 제3 우물 돌기부(wp3)를 포함할 수 있다. 제4 우물층(w4)과 제5 우물층(w5) 사이에는 제4 우물 돌기부(wp4)를 포함할 수 있다. 우물층(131a)은 InxGa1 - xN (0≤x≤1)을 포함할 수 있다.
제1 우물층(w1)의 In 함유량은 제2 우물층(w2)의 In 함유량 보다 낮을 수 있다. 제2 우물층(w2)의 In 함유량은 제3 우물층(w3)의 In 함유량 보다 낮을 수 있다. 제4 우물층(w4)의 In 함유량은 제2 우물층(w2)의 In 함유량과 대응될 수 있다. 제5 우물층(w5)의 In 함유량은 제1 우물층(w1)의 함유량과 대응될 수 있다. 제1 우물층 내지 제5 우물층(w1~w5)은 In 함유량을 비선형적으로 증가시키거나 감소시킴으로써, 우물층(131a)의 형상을 곡선 형상으로 형성할 수 있다.
제1 우물층(w1)의 In 함유량은 6% 내지 6.5%를 포함할 수 있다. 제2 우물층(w2)의 In 함유량은 12% 내지 13%를 포함할 수 있다. 제3 우물층(w3)의 In 함유량은 17% 내지 19%를 포함할 수 있다. 제4 우물층(w4)의 In 함유량은 12% 내지 13%를 포함할 수 있다. 제5 우물층(w5)의 In 함유량은 6% 내지 6.5%를 포함할 수 있다. 상기와 같은 우물층의 In 함유량은 광도 저하가 발생되지 않은 범위에서 선택된 실험값이다.
제1 우물 돌기부(wp1)는 In 함유량을 증가시키거나 감소시킴으로써 형성할 수 있다. 예컨대, 제1 우물층(w1)이 In 함유량을 증가시키면, 제1 우물 돌기부(wp1)는 In 함유량을 감소시켜 돌기 구조를 형성할 수 있다. 제1 우물 돌기부(wp1)의 In 함유량은 3% 내지 5%를 포함할 수 있다. 제2 우물 돌기부(wp2)의 In 함유량은 9% 내지 11%를 포함할 수 있다. 제3 우물 돌기부(wp3)의 In 함유량은 제2 우물 돌기부(wp2)의 In 함유량과 대응될 수 있다. 제4 우물 돌기부(wp4)의 In 함유량은 제1 우물 돌기부(wp1)의 In 함유량과 대응될 수 있다. 상기와 같은 우물 돌기부가 설정된 최저값 미만이게 되면 동작 전압이 상승할 수 있고, 설정된 최고값을 초과하게 되면 캐리어 트랩 효율이 저하될 수 있다.
실시예에 따른 우물 구조물은 서로 다른 In을 함유량을 가지도록 형성함으로써, 전자들의 에너지가 감소되어 우물층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있다. 또한, 우물 돌기부들은 전자들의 에너지를 더욱 감소시켜 오버 슈팅을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 우물층(w1)의 준위차(wh1)는 제2 우물층(w2)의 준위차(wh2)보다 작을 수 있다. 제2 우물층(w2)의 준위차(wh2)는 제3 우물층(w3)의 준위차(wh3) 보다 작을 수 있다. 제4 우물층(w4)의 준위차(wh4)는 제2 우물층(w2)의 준위차(wh2)와 대응될 수 있다. 제5 우물층(w5)의 준위차(wh5)는 제1 우물층(w1)의 준위차(wh1)와 대응될 수 있다.
제1 우물 돌기부(wp1)의 준위차(wh6)는 제1 우물층(w1)의 준위차(wh6)보다 작을 수 있다. 제2 우물 돌기부(wp2)의 준위차(wh7)는 제2 우물층(w2)의 준위차(wh2)보다 작을 수 있다. 제3 우물 돌기부(wp3)의 준위차(wh8)는 제4 우물층(w4)의 준위차(wh4)보다 작을 수 있다. 제4 우물 돌기부(wp4)의 준위차(wh9)는 제5 우물층(w5)의 준위차(wh5)보다 작을 수 있다. 이러한 준위차에 의해 전자들의 에너지를 감소시켜 캐리어 트랩 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 장벽층(133a)은 제1 장벽층(B1)과, 상기 제1 장벽층(B1) 상에 형성된 제2 장벽층(B2)과, 제2 장벽층(B2) 상에 형성된 제3 장벽층(B3)과, 상기 제3 장벽층(B3) 상에 형성된 제4 장벽층(B4)과, 상기 제4 장벽층(B4) 상에 형성된 제5 장벽층(B5)을 포함할 수 있다. 제1 장벽층(B1)과 제2 장벽층(B2) 사이에는 제1 장벽 돌기부(BP1)를 포함할 수 있다. 제2 장벽층(B2)과 제3 장벽층(B3) 사이에는 제2 장벽 돌기부(BP2)를 포함할 수 있다. 제3 장벽층(B3)과 제4 장벽층(B4) 사이에는 제3 장벽 돌기부(BP3)를 포함할 수 있다. 제4 장벽층(B4)과 제5 장벽층(B5) 사이에는 제4 장벽 돌기부(BP4)를 포함할 수 있다. 제1 장벽층(B1) 및 제5 장벽층(B5), 제1 장벽 돌기부(BP1) 및 제4 장벽 돌기부(BP4)는 InxGa1-xN (0≤x≤1)을 포함할 수 있다. 제2 장벽층 내지 제4 장벽층(B2~B4), 제2 장벽 돌기부(BP2) 및 제3 장벽 돌기부(BP3)는 AlxGa1 - xN (0≤x≤1)을 더 포함할 수 있다. 여기서, 장벽층을 Al으로 사용하게 되면 파장을 보다 확장(Blue->UBC)하여 응용 가능하다.
제1 장벽층(B1)의 In 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함할 수 있다. 제1 장벽 돌기부(BP1)의 In 함유량은 1.2% 내지 1.4%를 포함할 수 있다. 제5 장벽층(B5)의 In 함유량은 제1 장벽층(B1)의 In 함유량과 대응될 수 있다.제4 장벽 돌기부(BP4)의 In 함유량은 제1 장벽 돌기부(BP1)의 In 함유량과 대응될 수 있다. 제1 장벽층(B1) 및 제5 장벽층(B5)은 In 함유량을 비선형적으로 증가시키거나 감소시킴으로써, 제1 장벽층(B1) 및 제5 장벽층(B5)의 형상을 곡선 형상으로 형성할 수 있다.
제2 장벽층(B2)의 Al 함유량은 제3 장벽층(B3)의 Al 함유량 보다 낮을 수 있다. 제4 장벽층(B4)의 Al 함유량은 제2 장벽층(B2)의 Al 함유량과 대응될 수 있다. 제5 장벽층(B5)의 Al 함유량은 제1 장벽층(B1)의 Al 함유량과 대응될 수 있다. 제2 장벽층 내지 제4 장벽층(B2~B4)은 Al 함유량을 비선형적으로 증가시키거나 감소시킴으로써, 장벽층의 형상을 곡선 형상으로 형성할 수 있다.
제2 장벽층(B2)의 Al 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함할 수 있다. 제3 장벽층(B3)의 Al 함유량은 1% 내지 3%를 포함할 수 있다. 제4 장벽층(B4)의 Al 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함할 수 있다. 상기와 같은 장벽층의 Al 함유량은 광도 저하가 발생되지 않은 범위에서 선택된 실험값이다.
제2 장벽 돌기부(BP2)는 Al 함유량을 증가시키거나 감소시킴으로써 형성할 수 있다. 예컨대, 제2 장벽층(B2)이 Al 함유량을 증가시키면, 제2 장벽 돌기부(BP2)는 Al 함유량을 감소시켜 돌기 구조를 형성할 수 있다. 제2 장벽 돌기부(BP2)의 Al 함유량은 1.2% 내지 1.4%를 포함할 수 있다. 제3 장벽 돌기부(BP3)의 Al 함유량은 제2 장벽 돌기부(BP2)의 Al 함유량과 대응될 수 있다. 상기와 같은 장벽 돌기부가 설정된 최저값 미만이게 되면 동작 전압이 상승할 수 있고, 설정된 최고값을 초과하게 되면 캐리어 트랩 효율이 저하될 수 있다.
실시예에 따른 장벽 구조물은 서로 다른 Al을 함유량을 가지도록 형성함으로써, 전자들의 에너지가 감소되어 우물층을 통과하는 캐리어의 오버 슈팅을 방지할 수 있다. 또한, 장벽 돌기부들은 전자들의 에너지를 더욱 감소시켜 오버 슈팅을 더욱 효과적으로 방지할 수 있다.
제1 장벽층(B1)의 준위차(BH1)는 제2 장벽층(B2)의 준위차(BH2)보다 작을 수 있다. 제2 장벽층(B2)의 준위차(BH2)는 제3 장벽층(B3)의 준위차(BH3) 보다 작을 수 있다. 제4 장벽층(B4)의 준위차(BH4)는 제2 장벽층(B2)의 준위차(BH2)와 대응될 수 있다. 제5 장벽층(B5)의 준위차(BH5)는 제1 장벽층(B1)의 준위차(BH1)와 대응될 수 있다.
제1 장벽 돌기부(BP1)의 준위차(WH6)는 제1 장벽층(B1)의 준위차(BH1)보다 작을 수 있다. 제2 장벽 돌기부(BP2)의 준위차(WH7)는 제2 장벽층(B2)의 준위차(BH2)보다 작을 수 있다. 제3 장벽 돌기부(WP3)의 준위차(BH8)는 제4 장벽층(B4)의 준위차(BH5)보다 작을 수 있다. 제4 장벽 돌기부(BP4)의 준위차(BH9)는 제5 우물층(B5)의 준위차(BH5)보다 작을 수 있다. 이러한 준위차에 의해 전자들의 에너지를 감소시켜 캐리어 트랩 효율을 높일 수 있는 효과가 있다.
상기에서는 장벽층이 곡선 형상으로 형성된 모습을 도시하였으나, 다음과 같이 형성될 수 있다.
도 5는 실시예의 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이고, 도 6은 실시예의 또 다른 변형 예에 따른 활성층의 장벽층 에너지 밴드 다이어그램을 나타낸 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 장벽층(133a)은 제1 장벽층(B1)과, 상기 제1 장벽층(B1) 상에 형성된 제2 장벽층(B2)과, 제2 장벽층(B2) 상에 형성된 제3 장벽층(B3)과, 상기 제3 장벽층(B3) 상에 형성된 제4 장벽층(B4)과, 상기 제4 장벽층(B4) 상에 형성된 제5 장벽층(B5)을 포함할 수 있다. 제1 장벽층(B1)과 제2 장벽층(B1) 사이에는 제1 장벽 돌기부(BP1)를 포함할 수 있다. 제2 장벽층(B2)과 제3 장벽층(B3) 사이에는 제2 장벽 돌기부(BP2)를 포함할 수 있다. 제3 장벽층(B3)과 제4 장벽층(B4) 사이에는 제3 장벽 돌기부(BP3)를 포함할 수 있다. 제4 장벽층(B4)과 제5 장벽층(B5) 사이에는 제4 장벽 돌기부(BP4)를 포함할 수 있다. 장벽층들의 재질 및 In, Al 함유량은 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
제1 장벽층 내지 제5 장벽층(B1~B5)은 직선 형상으로 형성될 수 있다. 제1 장벽층(B1), 제5 장벽층(B5), 제1 장벽 돌기부(BP1) 및 제4 장벽 돌기부(BP4)는 In을 선형적으로 변화시킴으로써 형성할 수 있다. 제2 장벽층 내지 제4 장벽층(B2~B4), 제2 장벽 돌기부(BP2) 및 제3 장벽 돌기부(BP3)는 Al을 선형적으로 변화시킴으로써 형성할 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 실시예에 따른 장벽층(133a)은 제1 장벽층(B1)과, 상기 제1 장벽층(B1) 상에 형성된 제2 장벽층(B2)과, 제2 장벽층(B2) 상에 형성된 제3 장벽층(B3)과, 상기 제3 장벽층(B3) 상에 형성된 제4 장벽층(B4)과, 상기 제4 장벽층(B4) 상에 형성된 제5 장벽층(B5)을 포함할 수 있다. 제1 장벽층(B1)과 제2 장벽층(B1) 사이에는 제1 장벽 돌기부(BP1)를 포함할 수 있다. 제2 장벽층(B2)과 제3 장벽층(B3) 사이에는 제2 장벽 돌기부(BP2)를 포함할 수 있다. 제3 장벽층(B3)과 제4 장벽층(B4) 사이에는 제3 장벽 돌기부(BP3)를 포함할 수 있다. 제4 장벽층(B4)과 제5 장벽층(B5) 사이에는 제4 장벽 돌기부(BP4)를 포함할 수 있다. 장벽층들의 재질 및 In, Al 함유량은 도 4에서 설명한 바와 동일하므로 생략한다.
제1 장벽층 내지 제5 장벽층은 계단 형상으로 형성될 수 있다. 제1 장벽층(B1), 제5 장벽층(B5), 제1 장벽 돌기부(BP1) 및 제4 장벽 돌기부(BP4)는 In의 함유량을 변화시킴으로써 형성할 수 있다. 제2 장벽층 내지 제4 장벽층(B2~B4), 제2 장벽 돌기부(BP2) 및 제3 장벽 돌기부(BP3)는 Al의 함유량을 변화시킴으로써 형성할 수 있다.
도 7 내지 도 10은 실시예에 따른 발광소자의 특성을 나타낸 그래프들이다. 도 7은 실시예에 따른 발광소자의 발광 강도를 나타낸 그래프이고, 도 8은 실시예에 따른 발광소자의 수명을 나타낸 그래프이고, 도 9는 실시예에 따른 발광소자의 재결합율을 나타낸 그래프이고, 도 10은 실시예에 따른 발광소자의 광도를 나타낸 그래프이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 발광소자의 에너지와 실시예에 따른 발광소자의 에너지에 대한 발광강도를 비교해 보면, 실시예에 따른 발광소자는 종래기술과 비교하여, 3.05eV~3.10eV의 에너지를 가질 때, 2.10E23(1/(cm2seV))에서 3.00E23(1/(cm2seV))로 발광 강도가 증가하는 것을 알 수 있다.
도 8에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 발광소자의 에너지와 실시예에 따른 발광소자의 수명을 비교해 보면, 실시예에 따른 발광소자는 종래기술과 비교하여, 1E-5(s)에서 1E-3(s)로 수명(lifetime)이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 9에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 발광소자의 에너지와 실시예에 따른 발광소자의 재결합율을 비교해 보면, 실시예에 따른 발광소자는 종래기술과 비교하여, 1E19(cm-3s-1)에서 1E23(cm-3s-1)로 재결합율이 증가하는 것을 알 수 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 종래기술에 따른 발광소자의 에너지와 실시예에 따른 발광소자의 광도를 비교해 보면, 실시예에 따른 발광소자는 종래 기술과 비교하여 약 10% 이상 향상됨을 알 수 있다.
도 11은 실시예에 따른 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 11에 도시된 바와 같이, 발광 소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205) 상에 배치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205) 상에 배치되어 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 패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.
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 패키지 몸체부(205) 상에 배치되거나 상기 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 배치될 수 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. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 각각 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 몰딩부재(230)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.
도 12 내지 도 14는 실시예에 따른 발광소자가 구비된 다양한 조명 시스템을 나타낸 분해 사시도이다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명에 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 본 발명에 따른 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(200)를 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)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 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.
도 13에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치는 커버(3100), 광원부(3200), 방열체(3300), 회로부(3400), 내부 케이스(3500), 소켓(3600)을 포함할 수 있다. 상기 광원부(3200)는 실시 예에 따른 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
상기 커버(3100)는 벌브(bulb) 형상을 가지며, 속이 비어 있다. 상기 커버(3100)는 개구(3110)를 갖는다. 상기 개구(3110)를 통해 상기 광원부(3200)와 부재(3350)가 삽입될 수 있다.
상기 커버(3100)는 상기 방열체(3300)와 결합하고, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)를 둘러쌀 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합에 의해, 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)는 외부와 차단될 수 있다. 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)의 결합은 접착제를 통해 결합할 수도 있고, 회전 결합 방식 및 후크 결합 방식 등 다양한 방식으로 결합할 수 있다. 회전 결합 방식은 상기 방열체(3300)의 나사홈에 상기 커버(3100)의 나사선이 결합하는 방식으로서 상기 커버(3100)의 회전에 의해 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이고, 후크 결합 방식은 상기 커버(3100)의 턱이 상기 방열체(3300)의 홈에 끼워져 상기 커버(3100)와 상기 방열체(3300)가 결합하는 방식이다.
상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)와 광학적으로 결합한다. 구체적으로 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)의 발광 소자(3230)로부터의 광을 확산, 산란 또는 여기시킬 수 있다. 상기 커버(3100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 여기서, 상기 커버(3100)는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 여기시키기 위해, 내/외면 또는 내부에 형광체를 가질 수 있다.
상기 커버(3100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 여기서, 유백색 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(3100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(3100)의 외면의 표면 거칠기보다 클 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터의 광을 충분히 산란 및 확산시키기 위함이다.
상기 커버(3100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는 내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(3100)는 외부에서 상기 광원부(3200)와 상기 부재(3350)가 보일 수 있는 투명한 재질일 수 있고, 보이지 않는 불투명한 재질일 수 있다. 상기 커버(3100)는 예컨대 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
상기 광원부(3200)는 상기 방열체(3300)의 부재(3350)에 배치되고, 복수로 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 복수의 측면들 중 하나 이상의 측면에 배치될 수 있다. 그리고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 측면에서도 상단부에 배치될 수 있다.
상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 배치될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니고, 상기 광원부(3200)는 상기 부재(3350)의 모든 측면들에 배치될 수 있다. 상기 광원부(3200)는 기판(3210)과 발광 소자(3230)를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자(3230)는 기판(3210)의 일 면 상에 배치될 수 있다.
상기 기판(3210)은 사각형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 기판(3210)은 원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 상기 기판(3210)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. 또한, 인쇄회로기판 위에 패키지 하지 않은 LED 칩을 직접 본딩할 수 있는 COB(Chips On Board) 타입을 사용할 수 있다. 또한, 상기 기판(3210)은 광을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 광을 효율적으로 반사하는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다. 상기 기판(3210)은 상기 방열체(3300)에 수납되는 상기 회로부(3400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)는 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)를 관통하여 상기 기판(3210)과 상기 회로부(3400)를 연결시킬 수 있다.
상기 발광 소자(3230)는 적색, 녹색, 청색의 광을 방출하는 발광 다이오드 칩이거나 UV를 방출하는 발광 다이오드 칩일 수 있다. 여기서, 발광 다이오드 칩은 수평형(Lateral Type) 또는 수직형(Vertical Type)일 수 있고, 발광 다이오드 칩은 청색(Blue), 적색(Red), 황색(Yellow), 또는 녹색(Green)을 발산할 수 있다.
상기 발광 소자(3230)는 형광체를 가질 수 있다. 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 어느 하나 이상일 수 있다. 또는 형광체는 황색 형광체, 녹색 형광체 및 적색 형광체 중 어느 하나 이상일 수 있다.
상기 방열체(3300)는 상기 커버(3100)와 결합하고, 상기 광원부(3200)로부터의 열을 방열할 수 있다. 상기 방열체(3300)는 소정의 체적을 가지며, 상면(3310), 측면(3330)을 포함한다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에는 부재(3350)가 배치될 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)와 결합할 수 있다. 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 상기 커버(3100)의 개구(3110)와 대응되는 형상을 가질 수 있다.
상기 방열체(3300)의 측면(3330)에는 복수의 방열핀(3370)이 배치될 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 측면(3330)에서 외측으로 연장된 것이거나 측면(3330)에 연결된 것일 수 있다. 상기 방열핀(3370)은 상기 방열체(3300)의 방열 면적을 넓혀 방열 효율을 향상시킬 수 있다. 여기서, 측면(3330)은 상기 방열핀(3370)을 포함하지 않을 수도 있다.
상기 부재(3350)는 상기 방열체(3300)의 상면(3310)에 배치될 수 있다. 상기 부재(3350)는 상면(3310)과 일체일 수도 있고, 상면(3310)에 결합된 것일 수 있다. 상기 부재(3350)는 다각 기둥일 수 있다. 구체적으로, 상기 부재(3350)는 육각 기둥일 수 있다. 육각 기둥의 부재(3350)는 윗면과 밑면 그리고 6 개의 측면들을 갖는다. 여기서, 상기 부재(3350)는 다각 기둥뿐만 아니라 원 기둥 또는 타원 기둥일 수 있다. 상기 부재(3350)가 원 기둥 또는 타원 기둥일 경우, 상기 광원부(3200)의 상기 기판(3210)은 연성 기판일 수 있다.
상기 부재(3350)의 6 개의 측면에는 상기 광원부(3200)가 배치될 수 있다. 6 개의 측면 모두에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있고, 6 개의 측면들 중 몇 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치될 수도 있다. 도 16에서는 6 개의 측면들 중 3 개의 측면들에 상기 광원부(3200)가 배치되어 있다.
상기 부재(3350)의 측면에는 상기 기판(3210)이 배치된다. 상기 부재(3350)의 측면은 상기 방열체(3300)의 상면(3310)과 실질적으로 수직을 이룰 수 있다. 따라서, 상기 기판(3210)과 상기 방열체(3300)의 상면(3310)은 실질적으로 수직을 이룰 수 있다.
상기 부재(3350)의 재질은 열 전도성을 갖는 재질일 수 있다. 이는 상기 광원부(3200)로부터 발생되는 열을 빠르게 전달받기 위함이다. 상기 부재(3350)의 재질로서는 예를 들면, 알루미늄(Al), 니켈(Ni), 구리(Cu), 마그네슘(Mg), 은(Ag), 주석(Sn) 등과 상기 금속들의 합금일 수 있다. 또는 상기 부재(3350)는 열 전도성을 갖는 열 전도성 플라스틱으로 형성될 수 있다. 열 전도성 플라스틱은 금속보다 무게가 가볍고, 단방향성의 열 전도성을 갖는 이점이 있다.
상기 회로부(3400)는 외부로부터 전원을 제공받고, 제공받은 전원을 상기 광원부(3200)에 맞게 변환한다. 상기 회로부(3400)는 변환된 전원을 상기 광원부(3200)로 공급한다. 상기 회로부(3400)는 상기 방열체(3300)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 상기 회로부(3400)는 상기 내부 케이스(3500)에 수납되고, 상기 내부 케이스(3500)와 함께 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 회로부(3400)는 회로 기판(3410)과 상기 회로 기판(3410) 상에 탑재되는 다수의 부품(3430)을 포함할 수 있다.
상기 회로 기판(3410)은 원형의 판 형상을 갖지만, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들면, 상기 회로 기판(3410)은 타원형 또는 다각형의 판 형상일 수 있다. 이러한 회로 기판(3410)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있다.
상기 회로 기판(3410)은 상기 광원부(3200)의 기판(3210)과 전기적으로 연결된다. 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)의 전기적 연결은 예로서 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 와이어는 상기 방열체(3300)의 내부에 배치되어 상기 회로 기판(3410)과 상기 기판(3210)을 연결할 수 있다.
다수의 부품(3430)은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원부(3200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원부(3200)를 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있다.
상기 내부 케이스(3500)는 내부에 상기 회로부(3400)를 수납한다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 회로부(3400)를 수납하기 위해 수납부(3510)를 가질 수 있다.
상기 수납부(3510)는 예로서 원통 형상을 가질 수 있다. 상기 수납부(3510)의 형상은 상기 방열체(3300)의 형상에 따라 달라질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 방열체(3300)에 수납될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)의 수납부(3510)는 상기 방열체(3300)의 하면에 형성된 수납부에 수납될 수 있다.
상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합될 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 상기 소켓(3600)과 결합하는 연결부(3530)를 가질 수 있다. 상기 연결부(3530)는 상기 소켓(3600)의 나사홈 구조와 대응되는 나사산 구조를 가질 수 있다. 상기 내부 케이스(3500)는 부도체이다. 따라서, 상기 회로부(3400)와 상기 방열체(3300) 사이의 전기적 단락을 막는다. 예로서 상기 내부 케이스(3500)는 플라스틱 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.
상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)와 결합될 수 있다. 구체적으로, 상기 소켓(3600)은 상기 내부 케이스(3500)의 연결부(3530)와 결합될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 종래 재래식 백열 전구와 같은 구조를 가질 수 있다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)은 전기적으로 연결된다. 상기 회로부(3400)와 상기 소켓(3600)의 전기적 연결은 와이어(wire)를 통해 연결될 수 있다. 따라서, 상기 소켓(3600)에 외부 전원이 인가되면, 외부 전원은 상기 회로부(3400)로 전달될 수 있다. 상기 소켓(3600)은 상기 연결부(3550)의 나사선 구조과 대응되는 나사홈 구조를 가질 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 조명 장치 예컨대, 백라이트 유닛은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)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 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 배치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)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.
그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.
상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.
상기에서는 도면 및 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 실시예의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 실시예는 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음은 이해할 수 있을 것이다. 또한, 상기에서는 실시예들을 각각 설명하였지만, 각각의 실시예들을 다양한 방법으로 조합하여 구성할 수 있다.
110: 기판
120: 제1 도전형 반도체층
130: 활성층 131: 우물층
133: 장벽층 140: 제2 도전형 반도체층
150: 제1 전극 160: 제2 전극
130: 활성층 131: 우물층
133: 장벽층 140: 제2 도전형 반도체층
150: 제1 전극 160: 제2 전극
Claims (22)
- 기판;
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 우물층과 장벽층을 포함하는 활성층; 및
상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층;을 포함하고,
상기 장벽층은 인듐을 포함하는 제1 장벽층과, 상기 제1 장벽층 상에 알루미늄의 함유량이 서로 다른 제2 장벽층 및 제3 장벽층과, 상기 제1 장벽층과 제2 장벽층 사이에 배치된 제1 장벽 돌기부와, 상기 제2 장벽층과 제3 장벽층 사이에 배치된 제2 장벽 돌기부를 포함하는 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제2 장벽층의 알루미늄 함유량은 제3 장벽층의 알루미늄 함유량 보다 낮고, 제2 장벽 돌기부의 알루미늄 함유량은 제3 장벽층의 인듐 함유량 보다 낮은 발광소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 제2 장벽층의 알루미늄 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함하고, 제3 장벽층의 알루미늄 함유량은 1% 내지 3%를 포함하는 발광소자. - 제 3 항에 있어서,
상기 제2 장벽 돌기부의 알루미늄 함유량은 1.2% 내지 1.4%인 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 장벽층의 인듐 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함하는 발광소자. - 제 5 항에 있어서,
상기 제1 장벽 돌기부는 인듐을 포함하고, 상기 인듐의 함유량은 1.2% 내지 1.4% 인 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 우물층은 인듐의 조성비가 서로 다른 제1 우물층과 상기 제1 우물층 상의 제2 우물층과 상기 제2 우물층 상의 제3 우물층을 포함하는 발광소자. - 제 7 항에 있어서,
상기 제1 우물층과 제2 우물층 사이에 제1 우물 돌기부를 포함하고, 상기 제2 우물층과 제3 우물층 사이에 제2 우물 돌기부를 포함하는 발광소자. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 우물층의 인듐 함유량은 제2 우물층의 인듐 함유량 보다 낮고, 상기 제1 우물 돌기부의 인듐 조성비는 상기 제2 우물층의 인듐 함유량보다 낮은 발광소자. - 제 8 항에 있어서,
상기 제1 우물층의 인듐 함유량은 6% 내지 6.5%를 포함하고, 상기 제2 우물층의 인듐 함유량은 12% 내지 13%를 포함하며, 상기 제3 우물층의 인듐 함유량은 17% 내지 19%를 포함하는 발광소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제1 장벽층 내지 제3 장벽층은 곡선, 직선 또는 계단 형상을 포함하는 발광소자. - 기판;
상기 기판 상의 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 우물층과 장벽층을 포함하는 활성층; 및
상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층;을 포함하고,
상기 우물층은 인듐의 함유량이 서로 다른 다수의 우물층 및 다수의 우물층 사이의 우물 돌기부들을 포함하고, 상기 장벽층은 알루미늄 함유량이 서로 다른 다수의 장벽층 및 다수의 장벽층 사이의 장벽 돌기부들을 포함하는 발광소자. - 제 12 항에 있어서,
상기 장벽층은 인듐을 포함하는 제1 장벽층을 더 포함하고, 상기 제1 장벽층 상에 알루미늄을 포함하는 제2 장벽층 및 제3 장벽층을 포함하는 발광소자. - 제 13 항에 있어서,
상기 제2 장벽층의 알루미늄 함유량은 제3 장벽층의 알루미늄 함유량 보다 낮고, 제2 돌기부의 알루미늄 함유량은 제3 장벽층의 인듐 함유량 보다 낮은 발광소자. - 제 14 항에 있어서,
상기 제2 장벽층의 알루미늄 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함하고, 제3 장벽층의 알루미늄 함유량은 1% 내지 3%를 포함하는 발광소자. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 장벽층의 인듐 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함하는 발광소자. - 제 12 항에 있어서,
상기 돌기부는 상기 제1 장벽층과 상기 제2 장벽층 사이의 제1 돌기부와, 상기 제2 장벽층과 제3 장벽층 사이의 제2 돌기부를 포함하는 발광소자. - 제 13 항에 있어서,
상기 제1 장벽층의 인듐 함유량은 0.5% 내지 1.5%를 포함하는 발광소자. - 제 17 항에 있어서,
상기 제1 장벽 돌기부는 인듐을 포함하고, 상기 인듐의 함유량은 1.2% 내지 1.4% 인 발광소자. - 제 17 항에 있어서,
상기 제2 장벽 돌기부는 알루미늄을 포함하고, 상기 알루미늄의 함유량은 1.2% 내지 1.4% 인 발광소자. - 제 12 항에 있어서,
상기 장벽층은 곡선, 직선 또는 계단 형상을 포함하는 발광소자. - 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항의 발광소자를 구비하는 조명 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150086561A KR102313352B1 (ko) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150086561A KR102313352B1 (ko) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20160149496A true KR20160149496A (ko) | 2016-12-28 |
| KR102313352B1 KR102313352B1 (ko) | 2021-10-15 |
Family
ID=57724161
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150086561A KR102313352B1 (ko) | 2015-06-18 | 2015-06-18 | 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102313352B1 (ko) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070010736A (ko) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 소자 |
| KR20130018072A (ko) * | 2011-08-12 | 2013-02-20 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| KR20140028231A (ko) * | 2012-08-28 | 2014-03-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 |
| KR20140092958A (ko) * | 2013-01-04 | 2014-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
-
2015
- 2015-06-18 KR KR1020150086561A patent/KR102313352B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20070010736A (ko) * | 2005-07-20 | 2007-01-24 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 소자 |
| KR20130018072A (ko) * | 2011-08-12 | 2013-02-20 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
| KR20140028231A (ko) * | 2012-08-28 | 2014-03-10 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광소자 |
| KR20140092958A (ko) * | 2013-01-04 | 2014-07-25 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR102313352B1 (ko) | 2021-10-15 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US9312433B2 (en) | Light emitting element | |
| KR101936312B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR20140050810A (ko) | 발광소자 | |
| KR101952437B1 (ko) | 발광소자 및 그 제조방법 | |
| KR20150116252A (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR20140062945A (ko) | 발광소자 | |
| KR101916140B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102261948B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR20140062944A (ko) | 발광소자 | |
| KR101926536B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR101997255B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102199983B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 발광소자 패키지 | |
| KR101997253B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| EP2839521B1 (en) | Light emitting device | |
| KR102313352B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명시스템 | |
| KR102212739B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR20150088117A (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR20150114240A (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR101969336B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR102187482B1 (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR101962222B1 (ko) | 발광소자 | |
| KR20150089816A (ko) | 발광소자 및 이를 구비하는 조명 시스템 | |
| KR20140041225A (ko) | 발광소자 | |
| KR20140059445A (ko) | 발광소자 | |
| KR20140058815A (ko) | 발광소자 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| N231 | Notification of change of applicant | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right |