KR20170072717A - 발광 소자 - Google Patents
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Abstract
실시 예는 제 1 반도체층과 제 1 전극의 접촉 특성이 향상되며 제 1 반도체층의 캐리어 확산이 용이하여 특성이 향상된 발광 소자에 관한 것으로, 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함하며, 상기 제 1 반도체층은 도펀트의 도핑 농도가 상이한 적어도 두 개의 층이 적층되며, 상기 제 1 전극은 상기 적어도 두 개의 증 충 상기 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 층과 직접 접촉된다.
Description
본 발명 실시 예는 전류 확산이 용이한 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
발광 다이오드는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층으로 구성된 발광 구조물의 일 측에 제 1 전극과 제 2 전극이 배치된 구조일 수 있다. 이 때, 제 1 반도체층에 도핑되는 도펀트의 농도가 높을수록 제 1 반도체층의 비저항이 낮아지고 제 1 전극으로부터의 캐리어(Carrier)의 주입이 원활해진다. 그러나, 제 1 반도체층에 도핑되는 도펀트의 농도가 너무 높으면 제 1 반도체층의 막질이 저하된다.
도 1은 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층 표면의 사진이다.
도 1과 같이, 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층은 도펀트의 농도가 너무 높은 경우, 표면에 이상이 발생하여 발광 소자의 특성이 저하될 수 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 제 1 반도체층과 제 1 전극의 접촉 특성이 향상되며 제 1 반도체층의 캐리어 확산이 용이한 발광 소자를 제공하는데 있다.
본 발명 실시 예의 발광 소자는 기판; 상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함하며, 상기 제 1 반도체층은 도펀트의 도핑 농도가 상이한 적어도 두 개의 층이 적층되며, 상기 제 1 전극은 상기 적어도 두 개의 증 충 상기 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 층과 직접 접촉된다.
본 발명의 발광 소자는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 제 1 반도체층이 제 1 층과 제 1 층 상에 배치되며 제 1 층보다 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 제 2 층을 포함하여 이루어져, 제 1 반도체층의 전도성이 향상되며 제 1 반도체층의 캐리어의 확산이 용이해진다. 이에 따라, 발광 소자의 전면에서 균일한 발광이 가능하다.
둘째, 제 1 전극이 제 1 반도체층의 제 1 층과 제 2 층 중, 상대적으로 저항이 낮은 제 2 층과 직접 접촉함으로써, 제 1 전극과 제 1 반도체층의 접촉 특성이 향상될 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 구동 전압이 감소된다.
도 1은 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층 표면의 사진이다.
도 2는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 동일한 도핑 농도를 도펀트가 도핑된 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층과 본 발명의 발광 소자의 제 1 반도체층의 사진이다.
도 4는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 일반적인 발광 소자와 본 발명의 발광 소자의 전류 확산 사진이다.
도 2는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 3a 및 도 3b는 각각 동일한 도핑 농도를 도펀트가 도핑된 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층과 본 발명의 발광 소자의 제 1 반도체층의 사진이다.
도 4는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 5a 및 도 5b는 각각 일반적인 발광 소자와 본 발명의 발광 소자의 전류 확산 사진이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제2 구성요소는 제1 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제1 구성요소도 제2 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 발광 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 2는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다. 그리고, 도 3a 및 도 3b는 각각 동일한 도핑 농도를 도펀트가 도핑된 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층과 본 발명의 발광 소자의 제 1 반도체층의 사진이다.
도 2와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 기판(100) 상에 배치되며, 차례로 적층된 제 1 반도체층(110), 활성층(120) 및 제 2 반도체층(130)을 포함하는 발광 구조물, 제 1 반도체층(110)과 전기적으로 접속되는 제 1 전극(140a) 및 제 2 반도체층(130)과 전기적으로 접속되는 제 2 전극(140b)을 포함한다. 이 때, 제 1 반도체층(110)은 도펀트의 도핑 농도가 상이한 적어도 두 개의 층이 적층된 구조이며, 제 1 전극(140a)은 적어도 두 개의 층 중 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 층과 직접 접촉한다.
구체적으로, 기판(100)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 등에서 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 기판(100)의 표면에는 요철 패턴(100a)이 형성되어, 발광 구조물에서 방출되는 광을 분산시켜 발광 특성을 향상시킬 수 있다. 도면에서는 요철 패턴(100a)이 규칙적인 것을 도시하였으나, 요철 패턴(100a)은 불규칙한 패턴일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 기판(100)과 발광 구조물 사이에는 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수 있다. 버퍼층(미도시)은 기판(100)과 제 1 반도체층(110)의 격자상수 차이 및 열 팽창 계수 차이를 감소시켜 발광 소자의 안정성을 증가시키기 위한 것이다. 버퍼층(미도시)은 도핑되지 않은 질화물 반도체를 성장시켜 형성될 수 있으며, 도핑되지 않은 질화물 반도체로 이루어진 버퍼층(미도시) 상에 제 1 반도체층(110)을 성장시키면, 제 1 반도체층(110)의 결정질을 향상시킬 수 있다. 이 때, 버퍼층(미도시)의 물질은 이에 한정하지 않는다.
제 1 반도체층(110)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 이 때, 제 1 반도체층(110)에는 Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
그런데, 상술한 바와 같이, 제 1 반도체층에 도핑되는 도펀트의 농도가 높을수록 제 1 반도체층의 비저항이 낮아지며, 제 1 전극으로부터의 캐리어(Carrier)의 주입이 원활해지나, 제 1 반도체층에 도핑되는 도펀트의 농도가 너무 높으면 제 1 반도체층의 막질이 저하될 수 있다.
따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층(110)은 도펀트의 도핑 농도가 상이한 적어도 두 개의 층이 적층된 구조이며, 도면에서는 제 1 층(110a) 상에 제 2 층(110b)이 배치된 것을 도시하였다. 이 때, 제 2 층(110b)은 제 1 층(110a)보다 도펀트의 도핑 농도가 더 높으며, 제 1 전극(140a)이 제 2 층(110b)과 직접 접촉한다.
구체적으로, 제 1 층(110a)은 Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트에서 선택된 제 1 도전형 도펀트가 도핑되며, InX1AlY1Ga1 -X1- Y1N(0≤X1≤1, 0≤Y1≤1, 0≤X1+Y1≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있다.
그리고, 제 2 층(110b) 역시 Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트에서 선택된 제 1 도전형 도펀트가 도핑되며, InX2AlY2Ga1 -X2- Y2N(0≤X2≤1, 0≤Y2≤1, 0≤X2+Y2≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있다. 이 때, 제 2 층(110b)의 알루미늄 함량(Y2)은 제 1 층(110a)의 알루미늄 함량(Y1)보다 높다. 예를 들어, 제 2 층(110b)의 알루미늄 함량(Y2)은 0.01 내지 0.03일 수 있으며, 제 1 층(110a)에는 알루미늄이 포함되지 않을 수도 있다. 이는, 제 2 층(110b)에 포함된 알루미늄으로 인해 제 2 층(110b)에 높은 농도의 도펀트를 도핑하더라도 제 2 층(110b)의 표면 막질 저하가 발생하지 않기 때문이다.
도 3a와 같이, 제 1 도전형 도펀트가 3 x 1019 /cm3의 농도로 도핑된 GaN을 포함하는 일반적인 발광 소자의 제 1 반도체층은 도펀트에 의해 제 1 반도체층의 표면 막질이 저하된다. 반면에, 도 3b와 같이, 제 1 도전형 도펀트가 3 x 1019 /cm3의 농도로 도핑된 AlGaN을 포함하는 본 발명의 발광 소자의 제 1 반도체층(110)은 제 1 반도체층(110)의 표면 막질에 균일하다.
따라서, 본 발명은 제 2 층(110b)은 제 1 층(110a)보다 더 높은 도핑 농도를 가지며, 제 1 층(110a)과 제 2 층(110b)에 도핑되는 도펀트는 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제 1 층(110a)의 제 1 도전형 도펀트의 도핑 농도가 8 x 1018/cm3내지 1 x 1019 /cm3인 경우, 제 2 층(110b)의 제 1 도전형 도펀트의 도핑 농도가 2 x 1019/cm3내지 3 x 1019 /cm3일 수 있다.
즉, 제 1 층(110a)과 제 2 층(110b) 중 상대적으로 제 1 도전형 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 제 2 층(110b)이 제 1 전극(140a)과 직접 접촉되므로, 제 1 반도체층(110)과 제 1 전극(140a)의 접촉 저항이 감소되며, 제 1 반도체층(110a)의 전도성이 향상될 수 있다.
그러나, 제 1 층(110a)이 제 2 층(110b)과 같이 도펀트의 도핑 농도가 높은 경우, 제 1 전극(140a)으로부터 제 1 반도체층(110)으로 주입되는 캐리어(carrier)인 전자가 제 2 전극(140b)과 인접한 영역까지 이동하지 않고 A 영역에서 제 2 전극(140b)으로부터 주입된 정공과 만나 발광한다. 즉, 활성층(120)의 전 영역에서 균일한 발광이 일어나지 않는 문제가 발생한다. 따라서, 제 1 층(110a)은 제 2 층(110b)보다 도펀트의 도핑 농도가 낮아 제 1 전극(140a)으로부터의 전자를 확산시키는 기능을 수행할 수 있다.
더욱이, 제 1 층(110a)의 도펀트 농도를 높이기 위해 알루미늄 함량(Y1)을 증가시키는 경우, 제 1 반도체층(110a)에 포함된 알루미늄에 의해 기판(100)과 제 1 반도체층(100)의 응력이 커질 수 있다.
따라서, 상술한 바와 같이, 제 1 반도체층(110)은 제 1 층(110a)과 제 1 층(110a) 상에 배치되며 제 1 층(110a)보다 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 제 2 층(110b)을 포함하며, 제 1 전극(140a)이 제 2 층(110b)과 직접 접촉함으로써, 제 1 반도체층(110)의 캐리어의 확산이 용이하며 동시에 제 1 전극(140a)과 접촉 특성이 향상될 수 있다. 따라서, 하기 표 1과 같이, 단층의 제 1 반도체층을 포함하는 일반적인 발광 소자에 비해 본 발명의 발광 소자의 구동 전압이 낮아질 수 있다.
| 일반적인 발광 소자 | 본 발명의 발광 소자 | |
| 구동 전압(V) | 2.92 | 2.88 |
특히, 제 2 층(110b)에 포함된 알루미늄으로 인해 제 1 반도체층(110)과 활성층(120)의 응력이 발생할 수 있다. 따라서, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층(110)과 활성층(120) 사이에는 응력 완화층(Strain relaxation layer; SRL)(170)이 더 배치될 수 있다. 응력 완화층(170)은 제 1 반도체층(110)과 활성층(120) 사이의 격자 상수 차이를 완화시켜 박막의 결정성이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 응력 완화층(170)은 장벽층과 우물층이 차례로 적층된 초격자 구조(Super Lattice Structure; SLS)로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 응력 완화층(170)은 In 또는 Al을 포함하는 GaN/GaN 구조이거나, In 및 Al을 포함하는 GaN/GaN 구조 등으로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
활성층(120)은 제 1 반도체층(110) 및 제 2 반도체층(130)으로부터 제공되는 캐리어인 전자(electron)와 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생하는 에너지에 의해 광을 생성할 수 있다. 활성층(120)은 반도체 화합물, 예를 들어, 3족-5족, 2족-6족의 화합물 반도체일 수 있으며, 단일 우물 구조, 다중우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(120)이 양자우물구조인 경우에는 InX3AlY3Ga1 -X3- Y3N(0≤X3≤1, 0≤Y3≤1, 0≤X3+Y3≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 InaAlbGa1-a-bN(0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질일 수 있다.
제 2 반도체층(130)은 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제 2 반도체층(130)은 InX4AlY4Ga1-X4-Y4N(0≤X4≤1, 0≤Y4≤1, 0≤X4+Y4≤1)의 조성식을 갖는 반도체일 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트가 도핑될 수 있다. 이 때, 제 2 반도체층(130) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다.
상기와 같은 발광 구조물은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 제 1 전극(140a)은 상술한 바와 같이 제 1 반도체층(110)의 제 2 층(110b)과 직접 접촉될 수 있다. 따라서, 제 2 반도체층(130), 활성층(120) 및 응력 완화층(170)은 제 2 층(110b)을 노출시키도록 메사 식각(mesa etching) 공정에 의해 일부 영역이 제거될 수 있다. 그런데, 제 2 층(110b)의 두께가 너무 얇은 경우 상기 메사 식각 공정 시 제 2 층(110b)까지 제거될 수 있다.
따라서, 제 2 층(110b)의 두께(d2)는 0.3㎛이상일 수 있다. 또한, 제 2 층(110b)의 두께가 너무 두꺼운 경우, 응력 완화층(170)이 배치되더라도 제 1 반도체층(110)과 활성층(120)의 응력의 완화 정도가 미비하고, 제 2 층(110b)에도 표면 막질 저하가 발생할 수 있다. 따라서, 제 2 층(110b)의 두께(d2)는 0.5㎛이하일 수 있다. 그리고, 제 1 층(110a) 역시 두께(d1)가 너무 얇으면 캐리어의 확산이 용이하지 못하며, 두께(d1)가 너무 두꺼우면 발광 소자의 소형화가 어렵다. 따라서, 제 1 층(110a)의 두께(d1)는 1.5㎛ 내지 3㎛ 일 수 있다. 제 1, 제 2 층(110a, 110b)의 두께는 이에 한정하지 않으며, 다만, 제 2 층(110b)의 두께(d2)가 제 1 층(d1)의 두께보다는 얇은 것이 바람직하다.
제 2 전극(140a)은 제 2 반도체층(130) 상에 배치되어 제 2 반도체층(130)과 전기적으로 접속될 수 있다. 이 때, 제 2 전극(140a)과 제 2 반도체층(130) 사이에는 투명 전극층(160)이 더 배치될 수 있다. 투명 전극층(160)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등과 같은 투명 전도성 산화물에서 선택될 수 있다.
제 2 전극(140a)은 투명 전극층(160)을 사이에 두고 전류 차단층(Current Blocking Layer; CBL)(150)과 더 중첩될 수 있다. 전류 차단층(150)은 제 2 전극(140a)과 중첩되는 영역의 제 2 반도체층(130)으로만 캐리어가 전달되는 것을 방지하기 위한 것이다. 전류 차단층(150)에 의해 제 2 전극(140a)으로부터 주입되는 캐리어가 제 2 반도체층(130)으로 골고루 주입될 수 있다.
전류 차단층(150)은 제 2 반도체층(130)과 쇼트키 접촉(schottky contact)을 형성할 수 있는 금속으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 전류 차단층(150)은 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 크롬(Cr), 금(Au) 또는 텅스텐(W) 중 적어도 어느 하나로 형성하거나 적어도 하나를 포함한 합금으로 형성될 수 있다. 또한, 전류 차단층(150)은 SiOx, SiON, SixNy 등과 같은 유전체로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.
도 4는 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 4와 같이, 본 발명 다른 실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층(110)이 제 1 층(110a)과 제 1 층(110a) 상에서 교번하여 적층된 제 2 층(110b)과 제 3 층(110c)을 포함할 수 있다. 이 때, 제 2 층(110b)과 제 3 층(110c)은 적어도 한번 서로 교번하도록 적층될 수 있으며, 도면에서는 두 번 교번하여 적층된 것을 도시하였다.
제 2 층(110b)은 상술한 바와 같이 제 1 층(110a)보다 도펀트의 도핑 농도가 높으며, 제 3 층(110c)은 제 1 층(110a)과 같이 제 2 층(110b)보다 도펀트의 도핑 농도가 낮다. 이 때, 제 1 전극(140a)은 제 1 층(110a), 제 2 층(110b) 및 제 2 층(110c) 중 도펀트의 도핑 농도가 가장 높은 제 2 층(110b)과 직접 접촉될 수 있다. 그리고, 제 3 층(110c) 역시 제 1 층(110a)과 같이 캐리어의 용이한 확산을 위한 것이다.
제 3 층(110c)은 Si, Ge, Sn 등 과 같은 n형 도펀트가 도핑되며 InX5AlY5Ga1 -X5-Y5N(0≤X5≤1, 0≤Y5≤1, 0≤X5+Y5≤1)의 조성식을 가지는 반도체일 수 있으며, 제 3 층(110c)의 알루미늄 함량(Y5)은 제 2 층(110b)의 알루미늄 함량(Y2)보다 낮다. 그리고, 제 3 층(110c)의 두께(d3)는 제 1 층(110a)의 두께(d1)보다 얇으며, 제 2 층(110b)과 같이 0.3㎛ 내지 0.5㎛일 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 이 때, 제 3 층(110c)이 제 1 반도체층(110)의 최 상부층이 배치되어, 제 3 층(110c)이 응력 완화층(170)과 직접 접촉될 수 있다.
도 5a 및 도 5b는 각각 일반적인 발광 소자와 본 발명의 발광 소자의 전류 확산 사진이다.
본 발명 실시 예의 발광 소자는 상술한 바와 같이, 도펀트의 농도가 낮은 제 1 층(110a)과 제 1 층(110a)보다 도펀트의 도핑 농도가 높은 제 2 층(110b)이 차례로 적층된 구조로 이루어진 제 1 반도체층(110)을 포함하여 이루어져, 제 1 전극(140a)으로부터의 캐리어의 주입이 원활하며 동시에 캐리어의 확산 역시 용이하다. 따라서, 도 5a의 일반적인 발광 소자에 비해 도 5b와 같이 발광 소자의의 전 영역에서 균일한 발광이 이루어질 수 있다.
상기와 같은 본 발명 실시 예의 발광 소자는 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등의 광학 부재를 더 포함하여 이루어져 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또한, 실시 예의 발광 소자는 표시 장치, 조명 장치, 지시 장치에 더 적용될 수 있다.
이 때, 표시 장치는 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 광학 시트, 디스플레이 패널, 화상 신호 출력 회로 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
반사판은 바텀 커버 상에 배치되고, 발광 모듈은 광을 방출한다. 도광판은 반사판의 전방에 배치되어 발광 소자에서 발산되는 광을 전방으로 안내하고, 광학 시트는 프리즘 시트 등을 포함하여 이루어져 도광판의 전방에 배치된다. 디스플레이 패널은 광학 시트 전방에 배치되고, 화상 신호 출력 회로는 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하며, 컬러 필터는 디스플레이 패널의 전방에 배치된다.
그리고, 조명 장치는 기판과 실시 예의 발광 소자를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열부 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 더욱이 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등 등을 포함할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명이 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.
100: 기판
100a; 요철 패턴
110: 제 1 반도체층 110a: 제 1 층
110b: 제 2 층 110c: 제 3 층
120: 활성층 130: 제 2 반도체층
140a: 제 1 전극 140b: 제 2 전극
150: 전류 차단층 160: 투명 전극층
170: 응력 완화층
110: 제 1 반도체층 110a: 제 1 층
110b: 제 2 층 110c: 제 3 층
120: 활성층 130: 제 2 반도체층
140a: 제 1 전극 140b: 제 2 전극
150: 전류 차단층 160: 투명 전극층
170: 응력 완화층
Claims (9)
- 기판;
상기 기판 상에 배치되며, 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및
상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함하며,
상기 제 1 반도체층은 도펀트의 도핑 농도가 상이한 적어도 두 개의 층이 적층되며, 상기 제 1 전극은 상기 적어도 두 개의 증 충 상기 도펀트의 도핑 농도가 더 높은 층과 직접 접촉되는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층은 차례로 적층된 제 1 층과 제 2 층을 포함하며, 상기 제 2 층의 상기 도핑 농도가 상기 제 1 층의 상기 도핑 농도보다 높은 발광 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 층의 알루미늄 함량이 상기 제 1 층의 알루미늄 함량보다 더 많은 발광 소자. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 층의 알루미늄 함량은 1% 내지 3%인 발광 소자. - 제 2 항에 있어서,
상기 제 2 층의 두께는 상기 제 1 층의 두께보다 얇은 발광 소자. - 제 5 항에 있어서,
상기 제 2 층의 두께는 0.3㎛ 이상이며 0.5㎛이하인 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층과 상기 활성층 사이에 초격자 구조의 응력 완화층이 배치되는 발광 소자. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층은 제 1 층과 상기 제 1 층 상에서 적어도 한번 서로 교번하도록 적층된 제 2 층과 제 3 층을 포함하며, 상기 제 1 층, 제 2 층 및 제3 층 중 상기 제 2 층의 도펀트의 도핑 농도가 가장 높은 발광 소자. - 제 8 항에 있어서,
상기 제 1 반도체층의 최 상부층은 상기 제 3 층인 발광 소자.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150181224A KR20170072717A (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 발광 소자 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020150181224A KR20170072717A (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 발광 소자 |
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| Publication Number | Publication Date |
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| KR20170072717A true KR20170072717A (ko) | 2017-06-27 |
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020150181224A KR20170072717A (ko) | 2015-12-17 | 2015-12-17 | 발광 소자 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20170072717A (ko) |
-
2015
- 2015-12-17 KR KR1020150181224A patent/KR20170072717A/ko not_active Application Discontinuation
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