KR20170075291A - 발광소자 - Google Patents

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Abstract

실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 제1 영역에 개구부가 형성되는 제1 오믹층; 상기 제1 오믹층 상의 제2 영역 상에 배치되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}
실시예는 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 특정 방향으로 광을 방출하는 발광소자에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 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 저소비전력, 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.
도 1 및 도 2는 종래의 발광소자와 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
종래의 발광소자(100)는, 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124)과 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광 구조물(120)이 배치되고, 제1 도전형 반도체층(122)과 제2 도전형 반도체층(126) 상에 각각 제1 전극(162)과 제2 전극(166)이 배치된다.
발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(124)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 광을 방출한다. 이때, 활성층(124)에서 방출되는 광은 발광소자(100)의 상부나 하부 또는 측면으로도 방출될 수 있다.
도 2의 발광소자 패키지(200)는, 캐비티(cavity)가 형성된 몸체(210)와, 몸체(210)에 설치된 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과, 몸체(210)의 캐비티의 바닥면에 배치되어 상기 제1 리드 프레임(221) 및 제2 리드 프레임(222)과 와이어(232, 236)를 통하여 전기적으로 연결되는 발광소자(100)와, 캐비티에 형성된 몰딩부(250)를 포함한다.
도 2의 발광소자 패키지(200)는, 몸체(210)에 캐비티가 형성되어 발광소자(100)로부터 방출된 광이 캐비티의 바닥면이나 측벽에서 반사된 후 전달되므로, 발광소자(100)로부터 방출된 광의 지향각을 조절할 수 있다.
그러나, 상술한 캐비티의 구조만으로는 발광소자에서 방출되는 광의 경로를 조절하는데 한계가 있으며, 특히 모바일 기기의 광원으로 사용되는 발광소자의 경우 광원을 부피를 감소시킬 필요가 있다.
실시예는 발광소자에서 방출되는 광을 특정 방향으로 진행시키고, 광원의 부피를 감소시키고자 한다.
실시예는 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 제1 영역에 개구부가 형성되는 제1 오믹층; 상기 제1 오믹층 상의 제2 영역 상에 배치되는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.
발광소자는 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 반사층을 더 포함할 수 있다.
발광소자는 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에 배치되는 제2 오믹층을 더 포함할 수 있다.
발광소자는 제2 오믹층은 패터닝되어 배치되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에 배치되는 투광성 절연층을 더 포함할 수 있다.
제2 오믹층은 상기 개구부와 대응되는 제3 영역과 상기 발광 구조물의 가장 자리의 제4 영역에 배치될 수 있다.
투광성 절연층은, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에서 상기 제3 영역과 상기 제4 영역 사이의 전 영역에 배치될 수 있다.
제2 오믹층의 가로 방향의 단면적의 합은, 상기 활성층의 가로 방향의 단면적의 3% 내지 4% 일 수 있다.
제2 오믹층은 복수 개의 셀(cell)로 이루어지고, 상기 각각의 셀의 가로 방향의 크기는 5 마이크로 미터 내지 15 마이크로 미터일 수 있다.
제1 도전형 반도체층은, n형 도펀트가 도핑되고 AlxGa(1-x)As로 이루어지고, 0.2≤x≤0.5일 수 있다.
제2 도전형 반도체층은, p형 도펀트가 도핑되고 AlxGa(1-x)As로 이루어지고, 0.2≤x≤0.5일 수 있다.
실시예들에 따른 발광소자는 제1 오믹층 상의 개구부를 통하여 일정한 영역 및/또는 방향으로만 광이 방출되어, 패키지의 몸체에 캐비티를 구비하지 않고도 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
도 1은 및 도 2는 종래의 발광소자와 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 3은 발광소자의 제1 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 3의 상면도이고,
도 5a 내지 도 5d는 발광소자의 제2 실시예 내지 제5 실시예의 단면도이고,
도 6a 내지 도 6d는 도 5a 내지 도 5d 각각의 상면도이고,
도 7은 제1 도전형 반도체층 또는 제2 도전형 반도체층 내의 알루미늄(Al) 양에 따른 발광소자의 구동 전압을 나타내고,
도 8은 발광소자가 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 9는 발광소자가 배치된 모바일 기기를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 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 두개의 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)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 3은 발광소자의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자(300)는, 제1 도전형 반도체층(322)과 활성층(324) 및 제2 도전형 반도체층(326)을 포함하는 발광 구조물(220)과, 발광 구조물(320) 상부의 제1 오믹층(332)과, 제1 오믹층(332) 상부의 제1 전극(362)과, 발광 구조물(320) 하부의 제2 오믹층(336)과 투광성 절연층(340)과, 제2 오믹층(336) 및 투광성 절연층(340)의 하부에 배치된 반사층(350)과, 반사층(350) 하부의 기판(360)을 포함하여 이루어질 수 있다.
제1 도전형 반도체층(322)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(322)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.
예를 들면, 제1 도전형 반도체층(322)은 n형 도펀트가 도핑된 AlxGa(1-x)As일 수 있고, 이때 0.2≤x≤0.5일 수 있으며 상세하게는 n형 도펀트가 도핑된 AlxGa(1-x)As로 이루어지는 2개의 층이 번갈아 배치될 수 있다. 이때, 제1 도전형 반도체층(322)을 이루는 제1 층은 n형 도펀트가 도핑된 Al0 .2Ga로 이루어질 수 있고, 제2 층은 n형 도펀트가 도핑된 Al0 .3Ga로 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 층의 두께는 400 나노미터 내외이고, 제1 층의 두께는 제2 층의 두께의 8배 내지 9배일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(322)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(322) 내에는 도펀트가 1 평방 센티미터(cm3) 당 1017 스케일 정도로 포함될 수 있다.
활성층(324)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있으며, 적색이나 적외선 파장 영역의 광 내지 청색 파장 영역의 광 등을 방출할 수 있다.
활성층(324)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 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(326)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(326)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(326)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 있다.
예를 들면, 제2 도전형 반도체층(326)은 p형 도펀트가 도핑된 AlxGa(1-x)As일 수 있고, 이때 0.2≤x≤0.5일 수 있으며 상세하게는 p형 도펀트가 도핑된 AlxGa(1-x)As로 이루어지는 2개의 층이 번갈아 배치될 수 있다. 이때, 제2 도전형 반도체층(326)을 이루는 제1 층은 p형 도펀트가 도핑된 Al0 .33Ga로 이루어질 수 있고, 제2 층은 p형 도펀트가 도핑된 Al0 .2Ga로 이루어질 수 있다. 그리고, 제1 층의 두께는 400 나노미터 내외이고, 제2 층의 두께는 제1 층의 두께의 4배 정도일 수 있다.
제2 도전형 반도체층(326)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(326) 내에는 도펀트가 1 평방 센티미터(cm3) 당 1018 스케일 또는 그 이상 포함될 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(322) 상에 제1 오믹층(332)이 배치되고, 제1 도전형 반도체층(322) 상의 제1 영역(A)은 제1 오믹층(332)이 배치되지 않고 오픈되어 개구부(open region)가 형성되어, 개구부를 통하여 제1 도전형 반도체층(322)이 노출될 수 있다. 이때, 개구부를 통하여 노출되는 제1 도전형 반도체층(322)의 표면에 요철이 형성되어 발광소자(300)의 광추출 효율이 향상될 수 있다.
제1 오믹층(332)은 금(Au)과 저마늄(Ge)등을 포함할 수 있고, 제2 오믹층(336)은 금(Au)과 아연(Zn) 또는 베릴륨(Be) 등을 포함할 수 있다.
그리고, 제1 도전형 반도체층(322) 상의 제2 영역(B)에 배치된 제1 오믹층(332) 상에는 제1 전극(362)이 배치될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(326)의 하부에는 반사층(350)이 배치될 수 있다. 반사층(350)은 반사율이 우수한 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 상세하게는 텅스텐(W), 티타늄(Ti), 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(324)에서 도 3의 하부 방향으로 진행한 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(326)과 반사층(350)의 사이에는, 제2 오믹층(336)과 투광성 절연층(340)이 배치될 수 있으며, 제2 오믹층(336)과 투광성 절연층(340)은 도시된 바와 같이 선택적으로 패터닝되어 배치될 수 있다.
제2 오믹층(336)은 제2 도전형 반도체층(326)과 하부의 기판(360)을 전기적으로 연결시킬 수 있고, 투광성 절연층(340)은 반사층(350)에서 반사된 광을 도 3의 상부 방향으로 통과시킬 수 있다.
투광성 절연층(340)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있으며, 예를 들면 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
반사층(350)의 하부에는 기판(360)이 배치될 수 있는데, 기판(360)은 도전성의 접합층(355)를 통하여 반사층(350)에 고정될 수 있으며, 제2 전극으로 작용할 수 있다.
접합층(355)은 예를 들면, 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.
기판(360)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들면, 금속 또는 반도체 물질로 형성될 수 있다. 기판(360)의 재료는 전기 전도도 내지 열전도도가 우수한 금속일 수 있고, 발광소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열 전도도가 높은 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 실리콘(Si), 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
기판(360)은 전체 발광 구조물(320)에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
상술한 실시예에 따른 발광소자(100)는, 활성층(324)에서 방출된 광이 제1 오믹층(332)의 개구부를 통하여만 진행되어, 광을 일정한 영역으로만 방출할 수 있다.
도 4는 도 3의 발광소자의 상면도이다.
도 4에서, 발광소자(300)의 상부면에서 개구부를 통하여 제1 도전형 반도체층(322)이 노출되고, 개구부의 크기(R)는 80 내지 160 마이크로 미터일 수 있다. 개구부의 형상은 원형 외에 다각형 등 다를 형상일 수 있다. 개구부의 크기(R)는 발광소자(300)의 크기에 따라 달라질 수 있다.
발광 구조물의 크기보다 기판(360)의 크기가 더 커서, 도 4에서 제1 도전형 반도체층(322)의 가장 자리로 기판(360)이 돌출되어 도시될 수 있다. 기판(360)의 가로 방향의 길이(W1)는 320 마이크로 미터이되 ±25 마이크로 미터의 공차를 가질 수 있고, 세로 방향의 길이(W2)는 220 마이크로 미터이되 ±25 마이크로 미터의 공차를 가질 수 있다. 그리고, 발광소자의 높이는 175 마이크로 미터 정도이되 공차를 가질 수 있다.
도 5a 내지 도 5d는 발광소자의 제2 실시예 내지 제5 실시예의 단면도이고, 도 6a 내지 도 6d는 도 5a 내지 도 5d 각각의 상면도이다.
도 5a 내지 도 5d에 도시된 발광소자(400a~400d)는 도 3의 실시예와 유사하나, 제2 오믹층(436) 및 투광성 절연층(440)의 배치가 상이하다.
도 5a의 발광소자(400a)에서, 제2 도전형 반도체층(426)과 반사층(450)의 사이에, 제2 오믹층(436)과 투광성 절연층(440)이 배치되고, 제1 영역(A)의 개구부와 수직 방향으로 대응되는 제3 영역(C)에서 제2 오믹층(436)과 투광성 절연층(440)이 패터닝되어 선택적으로 배치된다.
도 5a와 도 6a에서 제3 영역(C)과 가장 자리의 제4 영역(D)에 제2 오믹층(436)이 패터닝되어 배치되고 있으며, 상기 제3 영역(C)과 제4 영역(D) 사이의 영역에서는 투광성 절연층(440) 만이 제2 도전형 반도체층(426)과 반사층(450)의 사이에 배치되고 있다.
도 5b와 도 6b에서는, 제2 도전형 반도체층(426)과 반사층(450)의 사이에, 제2 오믹층(436)과 투광성 절연층(440)이 배치되고, 제1 영역(A)의 개구부와 수직 방향으로 대응되는 제3 영역(C)에서 투광성 절연층(440) 만이 배치된다.
그리고, 도 5b와 도 6b에서 제3 영역(C)의 둘레의 영역과 가장 자리의 제4 영역(D)에, 제2 오믹층(436)과 투광성 절연층(440)이 패터닝되어 배치되고 있다.
도 5c와 도 6c에 따른 발광소자의 제4 실시예는, 도 5a 및 도 6a에 따른 발광소자의 제2 실시예와 유사하나 제1 전극(462)이 제1 도전형 반도체층(422)과 직접 접촉하는 차이점이 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(422) 상의 제2 영역(B) 상에 제1 오믹층(432)이 배치되지 않고, 제1 전극(462)이 배치되고 있다.
도 5d와 도 6d에 따른 발광소자의 제5 실시예는, 도 5a 및 도 6a에 따른 발광소자의 제2 실시예와 유사하나, 제3 영역(C)에서 제2 오믹층(436)의 크기가 더 큰 차이점이 있다. 즉, 발광 구조물의 가장 자리의 제4 영역(D)에 배치된 제2 오믹층(436)의 크기보다, 개구부와 대응되는 제3 영역(C) 상에 배치된 제2 오믹층(436)의 크기가 더 크다. 예를 들면, 제3 영역(C) 상에 배치된 제2 오믹층(436)은 도트(dot) 형상이 아니고 라인(line) 형상 내지 원호의 일부의 형상일 수 있다.
실시예들에 따른 발광소자에서, 제2 오믹층(436)은 복수 개의 셀(cell)로 이루어지는데, 각각의 셀은 크기가 5 마이크로 미터 내지 15 마이크로 미터일 수 있다. 여기서, '크기'는 각각의 셀의 지름 내지 한 변의 길이 등을 뜻한다.
상술한 각각의 셀의 크기가 5 마이크로 미터보다 작으면, 제2 전극 방향으로부터 제2 도전형 반도체층(426) 방향으로 전류의 공급량이 줄어들어서, 발광소자의 구동 전압이 상승할 수 있다. 그리고, 상술한 각각의 셀의 크기가 15 마이크로 미터보다 크면, 반사층(450)에서 반사된 광이 제2 오믹층(436)을 이루는 셀에서 차단되는 양이 증가하여, 발광소자의 내부에서 광손실이 발생할 수 있다.
그리고, 제2 오믹층(436)의 도면에서 가로 방향의 단면적의 합은 활성층(424)의 가로 방향의 단면적의 3% 내지 4% 일 수 있다. 제2 오믹층(436)의 상술한 단면적의 합이 3%보다 작으면 제2 도전형 반도체층(436)에 전류 공급이 원활하지 않을 수 있고, 4%보다 크면 반사층(450)에서 반사된 광 중에서 제2 오믹층(436)에서 재반사되는 양이 증가할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(426)의 전영역에 전류를 고루 공급하기 위하여, 제2 오믹층(436)을 이루는 셀들은 라인 형상이나 원호 형상보다는 도트 형상이 유리할 수 있다.
아래의 표 1은 상술한 발광소자의 제2 실시예 내지 제5 실시예의 구동 전압과 출력을 나타내며, 발광소자에 50mA의 전류를 공급한 경우의 구동 전압과 출력을 나타낸다.
실시예 2 실시예 2 실시예 3 실시예 4
구동 전압(V) 1.55 1.59 1.58 1.60
출력(mW) 3.57 2.99 3.52 3.56
표 1에서 발광소자의 제2 실시예의 구동 전압이 가장 낮고 출력이 가장 큰 것을 알 수 있다.
도 7은 제1 도전형 반도체층(422) 또는 제2 도전형 반도체층(426) 내의 알루미늄(Al) 양에 따른 발광소자의 구동 전압을 나타낸다.
도시된 바와 같이, AlxGa(1-x)As로 표시되는 제1 도전형 반도체층(422) 또는 제2 도전형 반도체층(426) 내의 알루미늄의 농도가 0.2보다 작으면 발광소자의 광효율이 저하되는 것을 알 수 있다. 또한, 알루미늄의 농도가 0.5보다 크면, 반도체층 내의 저항이 증가하여, 발광소자의 구동 전압이 상승할 수 있다.
상술한 발광소자는 활성층의 조성 등에 따라 다양한 파장 영역의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들면 적외선이나 적색 파장 영역의 광을 방출할 수 있다.
도 8은 발광소자가 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
발광소자 패키지(500)는 몸체(510)에 제1 전극층(522)과 제2 전극층(526)이 배치되고, 상술한 발광소자(300)가 제1 전극층(522)에 도전성 접착층(540)을 통하여 전기적으로 연결되고 제2 전극층(526)에 와이어(532)를 통하여 전기적으로 연결될 수 있다.
발광소자(300)의 둘레에는 보호층(550)이 배치될 수 있는데, 보호층(550)은 패시베이션층 또는 몰딩부일 수 있다. 보호층(550)에는 형광체가 포함될 수 있는데, 이때 발광소자(300)에서 방출된 제1 파장 영역의 광에 의하여 형광체가 여기되어 제2 파장 영역의 광을 방출할 수 있다.
상술한 발광소자 패키지(500)는, 발광소자(300)에서 개구부를 통하여 일정한 영역 및/또는 방향으로만 광이 방출되어, 종래와 같이 몸체(510)에 캐비티를 구비하지 않고도 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.
상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지는, 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있는데, 일 예로 영상표시장치의 백라이트 유닛과 등기구 또는 차량용 조명 장치의 광원으로 사용될 수 있다.
차량용 조명 장치의 광원으로 사용될 때, 전조등이나 후미등 또는 방향 표시등의 광원으로 사용될 수 있다.
또한, 상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지는 몸체에 캐비티를 구비하지 않아서 부피가 작으면서도 지향각을 조절할 수 있어서, 소형화된 장치 특히 이동 단말기의 광원으로 사용될 수 있다.
도 9는 발광소자 패키지가 배치된 이동 단말기를 나타내는 도면이다.
이동 단말기(600)의 하우징(610)에는 디스플레이(620)가 배치되고, 하우징(610)의 상단 중앙부에는 음향출력부(도시되지 않음)를 보호하는 덮개부(650)가 배치된다.
그리고, 덮개부(650)에 인접하여 카메라 모듈(630)과 광원(640)이 배치될 수 있으며, 광원(640)은 상술한 발광소자 내지 발광소자 패키지일 수 있으며, 광원(640)은 하우징(610)의 도 8과 같이 전면에 배치되거나 또는 후면에 배치될 수도 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.
100, 300, 400a~400d: 발광소자 110: 기판
120, 320, 420: 발광 구조물
122, 322, 422: 제1 도전형 반도체층 124, 324, 424: 활성층
126, 326, 426: 제2 도전형 반도체층
162, 362, 462: 제1 전극 166: 제2 전극
200, 500: 발광소자 패키지 210, 510: 몸체
221: 제1 리드 프레임 222: 제2 리드 프레임
232, 236, 532: 와이어 250: 몰딩부
332, 432: 제1 오믹층 336, 436: 제2 오믹층
340, 440: 투광성 절연층 350, 450: 반사층
355, 455: 접합층 360, 460: 기판
522: 제1 전극층 526: 제2 전극층
540: 도전성 접착층 550: 보호층
600: 이동 단말기

Claims (10)

  1. 제1 도전형 반도체층과 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치되고, 제1 영역에 개구부가 형성되는 제1 오믹층;
    상기 제1 오믹층 상의 제2 영역 상에 배치되는 제1 전극; 및
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 제2 전극을 포함하는 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제2 전극 사이에 배치되는 반사층을 더 포함하는 발광소자.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에 배치되는 제2 오믹층을 더 포함하는 발광소자.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 오믹층은 패터닝되어 배치되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에 배치되는 투광성 절연층을 더 포함하는 발광소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 제2 오믹층은 상기 개구부와 대응되는 제3 영역과 상기 발광 구조물의 가장 자리의 제4 영역에 배치되는 발광소자.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 투광성 절연층은, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사층 사이에서 상기 제3 영역과 상기 제4 영역 사이의 전 영역에 배치되는 발광소자.
  7. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 오믹층의 가로 방향의 단면적의 합은, 상기 활성층의 가로 방향의 단면적의 3% 내지 4% 인 발광소자.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 오믹층은 복수 개의 셀(cell)로 이루어지고, 상기 각각의 셀의 가로 방향의 크기는 5 마이크로 미터 내지 15 마이크로 미터인 발광소자.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층은, n형 도펀트가 도핑되고 AlxGa(1-x)As로 이루어지고, 0.2≤x≤0.5인 발광소자.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층은, p형 도펀트가 도핑되고 AlxGa(1-x)As로 이루어지고, 0.2≤x≤0.5인 발광소자.
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