KR20190000053A - 고전압 구동 발광소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 발광소자 내부에 전압 강하층이 포함되어, 별도의 외부 저항과 결합하지 않고도 고전압 구동이 가능한 발광소자, 패키지, 모듈 및 이를 포함하는 컬러 디스플레이 장치에 관한 것인다.

Description

고전압 구동 발광소자{Light Emitting Diode With A High Operating Voltage}
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 반도체 발광소자(LED 칩) 내에 전압 강하 반도체층을 포함하는 고전압 구동 발광소자에 관한 것이다.
반도체 발광소자는, n형 반도체층을 통하여 공급되는 전자와 p형 반도체층을 통하여 공급되는 정공이 활성층에서 재결합하면서 광이 발생되는 원리를 이용한 반도체 소자이다.
반도체 발광소자의 발광 파장은 사용된 반도체 물질의 에너지 밴드갭에 의해 결정되어, 청색, 녹색 또는 자외선 영역의 발광을 위해서는 GaN계 물질이 이용되고, 적색 또는 적외선 영역의 발광을 위해서는 GaAs계(또는 AlGaInP계) 물질이 선택된다.
풀컬러 디스플레이는 3원색 광원이 결합되어 구동되는 장치로서, 적색/녹색/청색의 3원색을 하나의 칩에 함께 패키징하는 3 in 1 패키징이 사용되고 있으며, SMPS와 같은 전원공급로부터 전원을 공급받아 패지내의 각각 3원색 LED 칩이 구동되고 있으며, 이 경우 적색 LED 칩에 비해 고전압 구동에 해당되는 청색 또는 녹색 LED 칩의 구동전압에 대응하여 전원이 공급되고 있으며, 녹색 및 청색에 비해 상대적으로 구동전압이 낮은 적색 LED 칩에는 적색 LED 칩에서 필요로 하는 구동전압 이상의 전압이 인가되어 전체적인 반도체 발광소자의 구동효율을 저하시키는 문제점이 발생한다.
3 in 1 패키징 내의 적색 LED 칩에 저항을 결합시켜 과잉 공급되는 전압을 인위적으로 강하시킬 수 있으며, 이러한 경우 저항 결합 공간 및 이를 위한 배선이 제공되어야 하므로 패키지 또는 패키지를 포함하는 PCB 내의 공간 활용도가 악화되는 문제점이 발생한다.
미국특허공보 제2008-0251799A호 미국특허공보 제2005-0067627A호 미국특허공보 제2005-0253151A호 한국등록특허공보 제10-1651923호
본 발명의 하나의 목적은, 청색 또는 녹색 발광을 위한 GaN계 물질에 비해 발광소자의 구동전압이 상대적으로 낮은 적색 발광을 위한 GaAs계(또는 AlGaInP계) 발광소자 내에 전압 강하층을 포함시켜, 적색 LED 칩 외부에 별도의 저항을 결합시키지 않고도 적색 LED 칩으로의 과잉 공급 전압을 강하시킬 수 있는 적색 LED 발광소자를 제공하는 것이다.
적색 발광소자 내에 전압 강하층이 포함되어 고전압 구동이 가능한 GaAs계(또는 AlGaInP계) 발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기의 고전압 구동 발광소자를 이용하여 구동효율 및 신뢰성이 개선되는 발광소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은, 상기의 고전압 구동 발광소자를 구동하는 구동회로가 간략해지는 컬러 디스플레이를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 상기의 발광소자, 상기 발광소자를 포함하는 모듈 및 이를 채용한 컬러 디스플레이를 제조하는 적합한 방법을 제공하는 것이다.
상기 하나의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예에 따른 고전압 구동 반도체 발광소자는 활성영역 내부, 상부, 하부 중 적어도 하나 이상의 영역에 전압 강하층을 형성시켜, 활성영역을 구동시킬 수 있는 구동전압 이상의 과잉 전압이 공급되어도, 발광소자 외부에 별도의 저항을 결합하는 것 없이, 발광소자 내에서 과잉 전압을 강하(소모)할 수 있는 고전압 구동 발광소자를 마련하는 것이다.
이를 위하여, 기판 상에 형성되는 하부 반도체층; 상기 하부 반도체층 상에 전자와 홀이 결합되어 광을 방출하는 활성영역; 활성영역 상에 형성되는 상부 반도체층; 하부 반도체층과 상부 반도체층 각각에 접촉되는 하부 전극과 상부 전극; 및 전압 강하층이 마련되고, 전압 강하층은 통상의 활성영역을 구동시키는데 필요한 전압 이상으로 공급되는 과잉 전압을 소모하는 저항 성분으로 구성될 수 있으며, 전극 내부, 상,하부 반도체층과 상, 하부 전극 사이, 하부 반도체층 내부, 활성영역 내부, 상부 반도체층 내부에 형성될 수 있다.
전압 강하층은 저항 성분을 증가시키는 구성으로서, 매질 내의 캐리어 이동을 저하시키기 위하여 비정질 또는 다결정으로 구성될 수 있고, 또한 저항 성분을 증가시키기 위하여 반도체층 내의 도핑 농도를 낮추거나 언도핑하여 캐리어 이동량을 저하시키는 층으로 구성될 수 있고, 또한 반도체층의 에너지 밴드 옵셋을 증가시켜 캐리어 흐름을 방해할 수도 있으며, 반도체층과 금속 전극간의 접촉 면적을 줄여 접촉 저항을 인위적으로 증가시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 고전압 구동 반도체 발광소자는 과잉 전압을 강하(소모)시키기 위하여 LED 칩 외부에 별도로 결합되는 저항을 필요로 하지 않기 때문에, 패키징시, 패키지 캐비티 내부 또는 패키지가 설치되는 PCB 내에 여유 공간 제공이 가능하여, 패키징 효율 또는 PCB 설계 자유도를 증가시킬 수 있다.
또한, 고전압 구동에 따른 모듈 내 전기배선 간소화로 회로 구성을 위한 PCB 사용에 고가의 다층 기판 사용을 저감시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자에 대응되는 전기 회로도를 나타낸 것이다.
도 2은 본 발명의 실시예에 따른 고전압 구동 반도체 발광소자를 나타내는 간략도이다.
도 3는 종래의 반도체 발광소자를 나타낸 것이다.
도 4는 종래의 반도체 발광소자에 대응되는 전기 회로도를 나타낸 것이다.
본 발명의 장점 및 특징, 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
먼저, 본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자와 비교되는 종래의 반도체 발광소자에 대해 살펴보면, 도 3에는 종래의 반도체 발광소자가 나타나 있다.
종래의 발광소자는 활성영역이 PN 접합으로 발생되거나(미도시) 도 3에서와 같이 상부 반도체층(570)과 하부 반도체층(530) 사이에 형성된 활성층(550)을 포함하고, 상부 및 하부 반도체층은 활성층으로 캐리어를 공급하여 공급된 캐리어들간의 재결합에 의하여 발광하게 된다. 이때 발생된 광은 활성층의 에너지 밴드갭이 E1(단위 eV)의 크기를 갖는 경우, 1,239.8nm/E1의 파장을 갖게 된다. 즉, 활성층의 에너지 밴드갭이 2eV인 경우, 1,239.8nm/2(eV)인 약 620nm의 적색 파장을 방출하게 된다. 또한 PN 접합에 의해 발생된 built-in 전위차를 상쇄시켜 캐리어가 이동 및 재결합하여 발광할 수 있게되므로, 발광소자가 동작하는 전압을 구동전압으로 정의하고 있으며, 발광소자의 구동전압은 통상적으로 활성층의 에너지 밴드 갭 크기(단위 eV)에 대응하는 전압(단위 V)를 구동전압으로 취급한다. 예를 들어 적색 발광하는 GaAs계 또는 AlGaAsP계 활성층의 에너지 밴드갭이 2 eV인 경우, 2V의 구동전압 하에서 약 620nm의 적색 파장을 발생시키게 된다.
도 3에서와 같은 종래 발광소자는 주입되는 에너지 효율을 향상시키기 위하여 발광소자 내에서의 저저항화를 목적으로 설계되어진다. 풀컬러 구현을 위해 청색/녹색/적색의 3원색 LED 칩을 포함하는 디스플레이 장치에서는 전원 공급장치(SMPS)를 통하여 전압이 공급되고, 이때 에너지 밴드갭이 가장 큰 청색 LED 칩을 구동하기에 충분한 5V를 공급전압으로 설정할 수 있으므로, 이로인해 적색 LED 칩은 앞에서 논의된 2V의 구동전압 보다 큰 5V의 공급전압이 공급되어 약 3V의 과잉 전압이 발생하게 된다.
이러한 과잉 전압에 대응하기 위하여, 종래의 발광소자를 포함하는 패키지 또는 상기 패키지를 포함하는 PCB에서는 상기 과잉 전압을 소모(강하)시키기 위한 저항이 결합되고, 이로인하여 패키지 내 LED 배치 효율 또는 PCB 설계 효율이 제약되는 문제점이 발생하게 된다.
도 4는 도 3에서의 종래 발광소자에 대응되는 전기 회로도이다.
도 4에서 R1은 발광소자 내의 모든 저항요소를 합산한 것이다. 도 4에서는 발광소자의 P측 영역에 배치된 것으로 간략하게 표현되었으나, 실제로는 발광소자의 n측 영역에서의 저항 성분까지도 포함하고 있음을 알아야 한다. 종래의 발광소자는 에너지 효율을 고려하여 R1이 발광소자 구동 전압보다 작은 전압 강하가 발생되도록 설계된다.
도 1은 본 발명의 고전압 구동 발광소자의 전기 회로도이다.
종래의 발광소자 내의 저항 R1에서는 발광소자 구동 전압보다 더 작은 전압 강하가 발생되는 것에 비하여, 본 발명의 고전압 구동 발광소자는 발광소자 구동 전압 이상의 전압 강하가 가능하도록 발광소자의 저항값을 조절한다. 도 1에서의 저항 R2는 종래의 발광소자 내부 저항 R1에 본원발명의 전압 강하층에 의해 발생되는 저항 성분이 결합된 것을 특징으로 한다. 즉, 도 1의 저항 R2는 발광소자 내에서의 모든 저항의 총합 값에 해당되고, 종래의 발광소자와 대비하여 추가적인 전압 강하를 발생시키기 위하여 포함된 전압 강하층에서의 저항치를 포함하게 된다.
발광소자 내에 전압 강하층을 형성하여 발광소자 외부에 결합되는 별도의 저항 없이도 발광소자 내에서 과잉 공급 전압을 소모(강하)시킴으로서, 고전압 구동이 가능한 발광소자를 제공하여 패키지 내 LED 배치 효율 또는 PCB 설계 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
본발명의 고전압 구동 발광소자는 발광소자 내에 전압 강하층을 포함하는 발광소자로서, 전압 강하층은 통상의 활성영역을 구동시키는데 필요한 전압 이상으로 공급되는 과잉 전압을 소모하는 저항 성분으로 구성될 수 있으며, 전극 내부, 상,하부 반도체층과 상, 하부 전극 사이, 하부 반도체층 내부, 활성영역 내부, 상부 반도체층 내부에 형성될 수 있다. 이때 전압 강하층의 저항과 발광소자 내부저항(R1)의 합(R2)은 발광소자 내부의 1개의 활성영역을 구동시키는 구동전압의 크기 이상의 전압을 강하(소모)시킬 수 있다.
전압 강하층은 저항 성분을 증가시키는 구성으로서, 매질 내의 캐리어 이동을 저하시키기 위하여 비정질 또는 다결정으로 구성될 수 있고, 또한 저항 성분을 증가시키기 위하여 반도체층 내의 도핑 농도를 낮추거나 언도핑하여 캐리어 이동량을 저하시키는 층으로 구성될 수 있고, 또한 반도체층의 에너지 밴드 옵셋을 증가시켜 캐리어 흐름을 방해할 수도 있으며, 반도체층과 금속 전극간의 접촉 면적을 줄여 접촉 저항을 인위적으로 증가시킬 수도 있다.
도 2는 본 발명에 따른 고전압 구동 발광소자를 나타낸다.
활성층(150)은 적색광을 방출하기 위하여 GaAs계 또는 AlGaInP계 물질로 구성되며, 활성층 상부에는 상부 반도체층(173, 171)이 형성되고, 활성층 하부에는 하부 반도체층(130)이 형성된다. 상부 및 하부 반도체층은 서로 반대 극성의 도펀트가 첨가되어 각각 n형과 p형, 또는 p형과 n형으로 도핑된다. 기판(110)은 GaAs, InP와 같은 반도체 기판일 수 있으며, 성장된 발광구조물이 트랜스퍼되는 전도성 기판으로 금속 기판으로 구성될 수 있다. 기판(180)과 상부 반도체층(173)에는 각각 하부 전극(180)과 상부 전극(190)이 형성된다.
상기 하부 반도체층(130) 및 상부 반도체층(173, 171)으로는 서로 반대 타입으로 도핑된 GaAs계 또는 AlGaInP계 클래드층이 선택될 수 있으나, 하부 반도체층(130)으로는 제1 도핑된 (AlxGa1-x)0.5In0.5P, 상부 반도체층(173, 171)으로는 제2 도핑된 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 이 바람직하다.
상기 활성층(150)은 더블헤테로 구조, 단일 양자우물 구조(SQW), 다중 양자우물 구조(MQW) 중 하나로 구성될 수 있으며 AlGaInP계 물질로 구성될 수 있다. 또한 활성층을 별도로 형성하지 않고 상,하부 반도체층만으로의 PN접합으로 활성영역을 형성할 수도 있다. 상기 활성영역이 더블헤테로 구조인 경우에 제1 도핑된 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 하부 반도체층(130)과 제2 도핑된 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 상부 반도체층(171)의 Al 조성 x는, 0.5 ≤ x ≤ 1.0 의 범위를 갖고, 상기 활성층(150)는 Al 조성 x가, 0 ≤ x ≤ 0.45 의 범위를 갖는 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 으로 구성된다. 또한 양자 우물구조인 경우에는 Al 조성 x가, 0.5 ≤ x ≤ 1.0 인 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 양자 장벽층과 Al 조성 x가, 0 ≤ x ≤ 0.45 인 (AlxGa1-x)0.5In0.5P 양자 우물층으로 구성될 수 있다.
도 2에서는 상부 반도체층(173, 171) 내에 전압 강하층(200)이 포함된다. 전압 강하층은 상부 반도체층에 비하여 전기저항을 증가시키기 위하여, 상부 반도체층의 도펀트에 비해 도펀트 량이 적거나, 바람직하게는 도핑되지 않을 수 있으며, 또는 상부 반도체층의 도핑 극성과 반대 극성의 도펀트가 포함될 수 있다. 상부 반도체층의 극성과 반대로 도핑되는 전압 강하층은 하부 반도체층(130)과 동일한 도펀트를 포함할 수 있다.
또한 전압 강하층(200)은 캐리어의 이동을 방해할 수 있도록 비정질 또는 다결정 구조의 반도체층으로 구성될 수 있고, 또한 이격된 개구를 포함하는 절연체로 구성되어 상부 반도체층(173, 171)로부터 활성층(150)으로의 캐리어 이동을 방해하여 전압 강하를 발생시킬 수도 있다.
도 2에서는 전압 강하층(200)이 상부 반도체층(173, 171) 내에 형성된 것을 나태내고 있으나, 전압 강하층이 전극 내부, 활성층 내부, 하부 반도체층, 전극과 반도체층 사이에 형성될 수 있으며, 이들 영역들의 조합(예를 들어 상부 반도체층과 하부 반도체층 내부)된 영역에 각각 전압 강하층이 형성될 수 있다.
본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자는 패키징, 모듈 및 모듈들을 결합한 컬러 디스플레이에 응용될 수 있다. 특히 모듈의 공간 활용에 적합한 3 in 1 패키징의 경우 각각 하나의 적색, 녹색, 청색 칩이 하나의 패키징 속에 폭함되는 구조에 해당한다.
상기 응용 예에서의 녹색 및 청색 칩은 와이어 본딩에 의해 패키징 상에서 각각 직렬 연결된 것이며, 적색 칩은 적색 칩 내부에 전압 강하층(200)이 포함된 것임을 알아야 한다.
3 in 1 패키징에서 본 발명의 고전압 구동 적색 발광 칩을 사용함으로써, 적색 칩 외부에서 적색 칩과 별도로 결합되는 저항없이 적색 칩만으로 과잉 공급 전압을 소모할 수 있어, 별도의 저항이 결합되는 패키징 또는 PCB 공정을 간소화시킬 수 있고, 패키지 내부에 별도의 외부 저항을 결합하지 않아 패키지 캐비티 공간에 보다 많은 패키징 공간을 제공할 수 있어, 패키징 작업 효율을 개선시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자를 포함한 패키징을 포함한 모듈, 디스플레이 장치에서는 고전압 인가가 가능하여, SMPS에서 각각의 모듈로 공급되는 배선 선택에 있어, 전압강하를 고려하여 짧고 두꺼운 종래 배선에 비해 상대적으로 더 길고 얇은 배선이 가능하여 설계의 자유도가 증가할 수 있게 된다.
또한 모듈 구동을 위한 PCB 설계에 있어서도, 고전압에 따른 저전류가 가능하여 PCB 내 배선패턴을 얇게 설계할 수 있게 되어, PCB 내 배선패턴 집적이 향상되어 PCB 사용량이 저감되고 간소화가 가능하게 된다.
(실시예 1)
본 발명의 고전압 구동 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
상기 상부 반도체층(173, 171) 내에는 전압 강하층(200)이 포함되는 고전압 구동 발광소자에 관한 것이다.
(실시예 2)
본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
상기 상부 반도체층(173, 171) 내에는 전압 강하층(200)을 포함하고,
상기 전압 강하층(200)은 상부 반도체층의 도펀트에 비해 도펀트 량이 적거나, 바람직하게는 도핑되지 않을 수 있으며, 또는 상부 반도체층의 도핑 극성과 반대 극성의 도펀트를 포함할 수 있다.
(실시예 3)
본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
상기 하부 반도체층(130) 내에는 전압 강하층(200)을 포함하고,
상기 전압 강하층(200)은 하부 반도체층의 도펀트에 비해 도펀트 량이 적거나, 바람직하게는 도핑되지 않을 수 있으며, 또는 하부 반도체층의 도핑 극성과 반대 극성의 도펀트를 포함할 수 있다.
(실시예 4)
본 발명의 고전압 구동 적색 반도체 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
상기 상부 반도체층(173, 171) 내에는 전압 강하층(200)이 포함하고,
상기 전압 강하층(200)은 상부 반도체층의 도펀트에 비해 도펀트 량이 적거나, 바람직하게는 도핑되지 않을 수 있으며, 또는 상부 반도체층의 도핑 극성과 반대 극성의 도펀트를 포함할 수 있고,
상기 전압 강하층(200)은 비정질 또는 다결정으로 구성될 수 있다.
(실시예 5)
본 발명의 고전압 구동 적색 반도체 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
전압 강하층(200)이 상기 상부 반도체층(173, 171), 상기 활성층(150), 상기 하부 반도체층(130), 상기 하부 전극(180), 상기 상부 전극(190) 중 적어도 한 곳 이상에 형성될 수 있다.
(실시예 6)
본 발명의 고전압 구동 반도체 발광소자는 아래를 포함한다.
기판(110);
상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
상기 발광소자 내에는 전압 강하층(200)이 포함되고,
상기 전압 강하층(200)의 저항과 발광소자 내부저항(R1)의 합에 해당하는 저항(R2)에서는 상기 반도체 발광소자의 활성층(150)을 구동시키는 구동전압의 크기 이상의 전압을 강하시킬 수 있다.
(실시예 7)
실시예 1 내지 6의 고전압 구동 반도체 발광소자는 적색 발광소자이고,
상기 적색 발광소자와 청색 발광소자 및 녹색 발광소자가 더 포함되는 3 in 1 형태인 고전압 구동 패키지;
상기 고전압 구동 패키지를 포함하는 고전압 구동 모듈;
상기 모듈에 전원 및 제어 신호을 인가하기 위한 배선, PCB, SMPS 및 제어장치; 를 포함하는, 컬러 디스플레이 장치.
이상에서 본 발명에 대하여 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.
110: 기판
130: 하부 반도체층
150: 활성층
178, 171: 상부 반도체층
180: 하부 전극
190: 상부 전극
200: 전압 강하층

Claims (11)

  1. 기판(110);
    상기 기판(110) 상에 형성된 하부 반도체층(130);
    상기 하부 반도체층(130) 상에 형성된 활성층(150);
    상기 활성층(150) 상에 형성된 상부 반도체층(173, 171);
    상기 기판(110) 및 상기 상부 반도체층(173)에 각각 형성된 하부 전극(180) 및 상부 전극(190); 를 포함하는 반도체 발광소자로써,
    상기 발광소자 내에는 전압 강하층(200)이 포함되는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하층(200)은 비정질 또는 다결정으로 구성되는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하층(200)은 상기 상부 반도체층(173, 171), 상기 활성층(150), 상기 하부 반도체층(130), 상기 하부 전극(180), 상기 상부 전극(190) 중 적어도 한 곳 이상에 포함되는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하층(200)은 상기 상부 반도체층 내에 포함되고,
    상기 전압 강하층(200)은 상부 반도체층의 도펀트보다 도펀트 량이 적거나, 에 비해 도펀트 량이 적거나, 또는 언도프된 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 전압 강하층(200)은 상기 상부 반도체층의 도핑 극성과 반대 극성의 도펀트를 포함하는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 전압 강하층(200)의 저항과 발광소자 내부저항(R1)의 합에 해당하는 저항(R2)에서는 상기 반도체 발광소자의 활성층(150)을 구동시키는 구동전압의 크기 이상의 전압을 강하할 수 있는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 발광소자는 적색 광을 방출하는 것을 특징으로 하는 고전압 구동 가능한 반도체 발광소자.
  8. 제7 항에서의 적색 고전압 구동 발광소자를 포함하는, 고전압 구동 패키지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 패키지에는 청색 발광소자와 녹색 발광소자가 더 포함되어, 3 in 1 형태인 고전압 구동 패키지.
  10. 제 9항에서의 고전압 구동 패키지를 포함하는, 고전압 구동 모듈.
  11. 제 10항에서의 고전압 구동 모듈;
    상기 모듈에 전원 및 제어 신호을 인가하기 위한 배선, PCB, SMPS 및 제어장치; 를 포함하는, 컬러 디스플레이 장치.
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WO2022215876A1 (ko) * 2021-04-09 2022-10-13 주식회사 테스 자외선 반도체 발광소자 및 그 제조 방법

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