KR20240053471A - 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이 - Google Patents

발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이 Download PDF

Info

Publication number
KR20240053471A
KR20240053471A KR1020220133620A KR20220133620A KR20240053471A KR 20240053471 A KR20240053471 A KR 20240053471A KR 1020220133620 A KR1020220133620 A KR 1020220133620A KR 20220133620 A KR20220133620 A KR 20220133620A KR 20240053471 A KR20240053471 A KR 20240053471A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light
light emitting
conductive semiconductor
semiconductor layer
Prior art date
Application number
KR1020220133620A
Other languages
English (en)
Inventor
권용민
이동건
최번재
최영진
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020220133620A priority Critical patent/KR20240053471A/ko
Priority to DE102023121896.4A priority patent/DE102023121896A1/de
Priority to US18/241,589 priority patent/US20240128402A1/en
Publication of KR20240053471A publication Critical patent/KR20240053471A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/08—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 plurality of light emitting regions, e.g. laterally discontinuous light emitting layer or photoluminescent region integrated within the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/10—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 light reflecting structure, e.g. semiconductor Bragg reflector
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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
    • H01L33/26—Materials of the light emitting region
    • H01L33/30—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system
    • H01L33/32—Materials of the light emitting region containing only elements of group III and group V of the periodic system containing nitrogen
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape
    • H01L33/385—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes with a particular shape the electrode extending at least partially onto a side surface of the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H01L33/405—Reflective materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H01L33/46—Reflective coating, e.g. dielectric Bragg reflector

Abstract

본 발명의 기술적 사상은 백색광을 방출하는 발광층, 및 상기 발광층의 측면을 감싸는 반사층을 포함하고, 상기 발광층은 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 청색광을 방출하는 제1 활성층; 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 황색광을 방출하는 제2 활성층;을 포함하는 발광 소자를 제공한다.

Description

발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이{Light emitting device and light emitting device array including the same}
본 발명의 기술적 사상은 발광 소자 및 발광 소자 어레이에 관한 것이다.
반도체 발광 소자를 차량용 헤드 램프 또는 실내 조명 등 다양한 조명 장치에 사용하기 위한 요구가 증가하고 있다. 예를 들어 복수의 발광 소자 칩을 포함하는 광원 모듈을 사용할 때, 각각의 발광 소자 칩을 개별적으로 제어하여 주변 상황에 따라 다양한 조명 모드를 구현하기 위한 지능형 조명 시스템(intelligence lighting system)이 제안되고 있다. 그러나 이러한 지능형 조명 시스템을 구현하기 위하여 발광 소자의 광학적 특성 및 신뢰성이 향상될 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 첫번째 과제는 서로 다른 파장의 빛을 방출하는 활성층을 통해, 백색광을 방출하는 소형화된 발광 소자를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 두번째 과제는 격벽 없이 인접한 발광 소자와의 광간섭 현상을 억제할 수 있는 발광 소자 어레이를 제공하는데 있다.
또한, 본 발명의 기술적 사상이 해결하고자 하는 과제는, 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있다.
상기 첫번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 백색광을 방출하는 발광층, 및 상기 발광층의 측면을 감싸는 반사층을 포함하고, 상기 발광층은 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 청색광을 방출하는 제1 활성층; 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 황색광을 방출하는 제2 활성층;을 포함하는 발광 소자를 제공한다.
상기 두번째 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 기술적 사상은 제1 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수 개의 발광층, 및 상기 복수 개의 발광층의 측면을 감싸는 반사층을 포함하고, 상기 복수 개의 발광층은 각각 백색광을 방출하도록 구성되고, 상기 복수 개의 발광층은 각각, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 제2 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 피크 파장이 제1 파장인 빛을 방출하는 제1 활성층; 및 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 피크 파장이 상기 제1 파장과 다른 제2 파장인 빛을 방출하는 제2 활성층;을 포함하는 발광 소자 어레이를 제공한다.
상기 두번째 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 태양은 제1 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수 개의 발광층으로서, 제1 도전형 반도체층, 청색광을 방출하는 제1 활성층, 황색광을 방출하는 제2 활성층, 및 제2 도전형 반도체층이 순차적으로 적층된 상기 발광층; 상기 복수 개의 발광층의 측면을 감싸는 반사층; 서로 다른 상기 복수 개의 발광층과 접하는 복수 개의 제1 전극, 및 서로 다른 상기 복수 개의 발광층과 접하는 복수 개의 제2 전극을 포함하고, 상기 발광층은 상기 제1 방향으로 약 0.1μm 내지 약 100μm 의 길이를 가지고, 상기 제1 방향과 수직한 제2 방향으로 약 0.1μm 내지 약 100μm 의 길이를 가지며, 상기 복수 개의 발광층은 서로 제1 방향으로 약 1μm 내지 약 15μm 이격되고, 상기 복수 개의 제1 전극과 상기 복수 개의 발광층이 접하는 위치의 높이는 서로 동일하고, 상기 복수 개의 제2 전극과 상기 복수 개의 발광층이 접하는 위치의 높이는 서로 동일한 발광 소자 어레이를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자는, 형광체 없이 백색광을 방출할 수 있어, 동일한 크기에 더 많은 발광 소자를 위치시킬 수 있다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 소자 어레이는, 인접한 발광 소자 간의 광간섭 현상을 억제하여, 명암비를 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1의 발광 소자가 방출하는 빛의 파장대를 나타내기 위한 그래프이다.
도 3은 도 1의 "Ⅲ"로 표시된 영역을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 4 내지 도 6은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 8은 도 7의 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 저면도이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 11 및 도 15는 예시적인 실시예들에 따른 발광 소자를 포함하는 조명 장치들을 개략적으로 나타내는 사시도들이다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 구비하는 실내용 조명 제어 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
도 17은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 구비하는 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
본 실시 예들은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 일부 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 실시예들을 특정한 개시형태에 대해 한정하려는 의도가 아니다.
도 1은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 2는 도 1의 발광 소자가 방출하는 빛의 파장대를 나타내기 위한 그래프이다. 도 3은 도 1의 "Ⅲ"로 표시된 영역을 확대하여 나타내는 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광 소자(10)는 발광층(100), 패시베이션층(200), 반사층(300), 제1 전극(410), 및 제2 전극(420)을 포함할 수 있다.
발광 소자(10)의 발광층(100)은 제1 도전형 반도체층(110), 제1 활성층(120), 제2 활성층(130), 제2 도전형 반도체층(140)을 포함할 수 있다. 발광층(100)은 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)에서 방출될 빛에 의해 백색광을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(110), 제1 활성층(120), 제2 활성층(130), 및 제2 도전형 반도체층(140)은 순차적으로 적층될 수 있다.
발광층(100)의 제1 도전형 반도체층(110)은 p형 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)의 조성을 갖는 질화물 반도체층일 수 있으며, 예를 들어 p형 불순물은 마그네슘(Mg)일 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제1 도전형 반도체층(110)은 전자 차단층, 저농도 p형 GaN층과 콘택층으로 제공되는 고농도 p형 GaN층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 차단층은 각각이 5 nm 내지 100 nm의 두께를 갖는 서로 다른 조성을 갖거나, 서로 다른 불순물 함량을 갖는 복수의 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1)층이 교대로 적층되는 구조이거나, AlyGa(1-y)N (0<y≤1)으로 구성된 단일층일 수 있다. 상기 전자 차단층의 에너지 밴드갭은 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)으로부터 멀어질수록 감소할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자 차단층의 Al 조성은 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)으로부터 멀어질수록 감소할 수 있다.
발광층(100)의 제2 도전형 반도체층(140)은 제2 활성층(130) 상에 위치할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(140)은 n형 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)의 조성을 갖는 질화물 반도체일 수 있으며, 예를 들어 n형 불순물은 실리콘(Si)일 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(140)은 n형 불순물이 포함된 GaN을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예들에서, 제2 도전형 반도체층(140)은 제2 도전형 반도체 콘택층과 전류 확산층을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체 콘택층의 불순물 농도는 2×1018 ㎝-3 내지 9×1019 ㎝-3 범위일 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체 콘택층의 두께는 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다. 상기 전류 확산층은 서로 다른 조성을 갖거나, 서로 다른 불순물 함량을 갖는 복수의 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1)층이 교대로 적층되는 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 전류 확산층은 각각이 1 nm 내지 500 nm의 두께를 갖는 n형 GaN층 및/또는 AlxInyGazN 층(0≤x, y, z≤1, x+y+z≠0)이 교대로 적층되는 n형 초격자 구조를 가질 수 있다. 상기 전류 확산층의 불순물 농도는 2 ×1018 ㎝-3 내지 9×1019 ㎝-3 일 수 있다.
발광층(100)의 제1 활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(140) 사이에 배치되고, 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 활성층(120)은 청색광을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 활성층(120)의 청색광의 피크 파장(W_120)은 약 425 nm 내지 약 480 nm 범위 일 수 있다.
제1 활성층(120)은 양자 우물층(121)과 양자 장벽층(122)이 서로 교대로 적층된 다중 양자 우물(MQW) 구조일 수 있다. 예를 들어, 상기 양자 우물층(121)과 양자 장벽층(122)은 서로 다른 조성을 갖는 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양자 우물층(121)은 InxGa(1-x)N (0≤x≤1)을 포함하고, 상기 양자 장벽층(122)은 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 양자 우물층(121)과 양자 장벽층(122)의 두께는 각각 1 nm 내지 50 nm 범위일 수 있다. 제1 활성층(120)은 다중 양자 우물 구조에 한정되지 않고, 단일 양자 우물 구조일 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 활성층(120)의 양자 우물층(121)은 InxGa(1-x)N (0.1≤x≤0.3)을 포함하고, 양자 장벽층(122)은 GaN을 포함할 수 있다. 양자 우물층(121)의 두께(T_121)는 약 1㎚ 내지 약 5㎚ 범위일 수 있다. 양자 장벽층(122)의 두께(T_122)는 약 3㎚ 내지 약 10㎚ 범위일 수 있다.
발광층(100)의 제2 활성층(130)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(140) 사이에 배치되고, 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 활성층(130)은 황색광을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 제2 활성층(130)의 황색광의 피크 파장(W_130)은 약 520 nm 내지 약 600㎚ 범위 일 수 있다.
도 1 내지 도 3에서 제1 활성층(120)은 청색광을 방출하고, 제2 활성층(130)은 황색광을 방출하는 것으로 설명하였지만, 본 발명의 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)이 방출하는 빛은 이에 한정되지 않고, 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)은 각각 피크 파장이 다른 빛을 방출할 수 있다.
제2 활성층(130)은 양자 우물층(131), 중간 격자층(132), 및 양자 장벽층(133, 134)이 순차적으로 적층된 다중 양자 우물(MQW) 구조일 수 있다.
예를 들어, 상기 양자 우물층(131), 및 양자 장벽층(133, 134)은 서로 다른 조성을 갖는 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x, y≤1, 0≤x+y≤1)을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 양자 우물층(131)은 InxGa1-xN (0≤x≤1)을 포함하고, 상기 양자 장벽층(133, 134)은 GaN 또는 AlGaN일 수 있다. 중간 격자층(132)은 양자 우물층(131) 및 양자 장벽층(133, 134) 사이에 형성될 수 있으며, AlGaN 또는 InGaN일 수 있다. 제2 활성층(130)은 다중 양자 우물 구조에 한정되지 않고, 단일 양자 우물 구조일 수 있다.
제2 활성층(130)은 중간 격자층(132)을 통해 피크 파장이 500nm이상의 장파장인 빛을 방출할 수 있다. 즉, 제2 활성층(130)은 중간 격자층(132)을 통해, 황색광을 방출할 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 활성층(130)의 양자 우물층(131)은 InxGa(1-x)N (0.2≤x≤0.5)을 포함하고, 양자 장벽층(133, 134)은 AlyGa(1-y)N (0.2≤y≤0.5)를 포함하는 제1 양자 장벽층(133)을 포함할 수 있다. 중간 격자층(132)은 Inx’Ga(1-x’)N (0≤x’≤0.2) 또는 Aly’Ga(1-y’)N (0≤y’≤0.2)를 포함할 수 있다. 양자 우물층(131)의 두께(T_131)는 약 3㎚ 내지 약 7㎚ 범위일 수 있다. 제1 양자 장벽층(133)의 두께(T_133)는 약 1㎚ 내지 약 10㎚ 범위일 수 있다. 중간 격자층(132)의 두께(T_132)는 약 1㎚ 내지 약 5㎚ 범위일 수 있다.
일부 실시예에서, 제2 활성층(130)의 양자 우물층(131)은 InxGa(1-x)N (0.2≤x≤0.5)을 포함하고, 중간 격자층(132)은 Inx’Ga(1-x’)N (0≤x’≤0.2) 또는 Aly’Ga(1-y’)N (0≤y’≤0.2)를 포함할 수 있다. 양자 장벽층(133, 134)은 AlyGa(1-y)N (0.2≤y≤0.5)를 포함하는 제1 양자 장벽층(133) 및 GaN을 포함하는 제2 양자 장벽층(134)을 포함할 수 있다. 양자 우물층(131)의 두께(T_131)는 약 3㎚ 내지 약 7㎚ 범위일 수 있다. 중간 격자층(132)의 두께(T_132)는 약 1㎚ 내지 약 5㎚ 범위일 수 있다. 제1 양자 장벽층(133)의 두께(T_133)는 약 1㎚ 내지 약 10㎚ 범위일 수 있다. 제2 양자 장벽층(134)의 두께(T_134)는 약 5nm 내지 약 50nm 범위일 수 있다.
발광 소자(10)는 청색광을 방출하는 제1 활성층(120) 및 황색광을 방출하는 제2 활성층(130)을 통하여, 백색광을 방출할 수 있다. 즉, 발광 소자(10)는 형광체를 없이 백색광을 방출할 수 있다. 발광 소자(10)는 형광체 없이 백색광을 방출할 수 있어, 형광체 공정에 제한받지 않고 크기를 줄일 수 있다. 크기가 작아진 발광 소자(10)는 동일 면적내에 배치할 수 있는 개수가 증가되며, 작아짐에 따른 명암비 저하가 없어 화질 개선이 가능하다.
발광 소자(10)의 패시베이션층(200)은 발광층(100)의 측면 및 하면 상에 위치할 수 있다. 패시베이션층(200)은 발광층(100)의 측면을 커버함으로써, 발광층(100)의 광추출 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 제1 활성층(120) 또는 제2 활성층(130)에서 비발광 재결합(Recombination)이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 절연 물질을 포함할 수 있다. 패시베이션층(200)은 산화물 및 질화물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 알루미늄 산화물, 알루미늄 질화물, 실리콘 산화물 및 실리콘 질화물 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 열적 산화물을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 SiO2 및 Al2O3 중 어느 하나를 포함할 수 있 따라서 컨포멀하게 연장될 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)의 두께는 약 1nm 내지 약 1000nm의 범위에 있을 수 있다.
발광 소자(10)의 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 상에 위치할 수 있다. 반사층(300)은 발광층(100)의 측면을 감쌀 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 모든 면적을 감쌀 수 있다. 즉, 반사층(300)의 상면은 발광층(100)의 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)의 상면보다 높이 위치하여, 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)에서 방출되는 빛을 반사할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 및 하면 상에 위치할 수 있어, 발광층(100)에서 방출하는 빛을 발광층(100)의 상면으로 반사할 수 있다.
일부 실시예에서, 반사층(300)은 황색광 또는 청색광에 대해 반사율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예들에서, 반사층(300)은 Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti 및 이들의 조합을 포함하는 금속층일 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사층(300)은 티타늄 산화물 또는 알루미늄 산화물 등의 금속 산화물이 함유된 PPA(polyphthalamide)와 같은 수지층일 수 있다. 다른 실시예들에서, 반사층(300)은 분산 브래그 반사층(distributed Bragg reflector layer)일 수 있다. 예를 들어, 상기 분산 브래그 반사층은 굴절율이 다른 복수의 절연막이 수 내지 수백 회 반복하여 적층된 구조를 가질 수 있다. 상기 분산 브래그 반사층 내에 포함되는 상기 절연막은 각각 SiO2, SiN, SiOxNy, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN, HfO2 등의 산화물 또는 질화물 및 그 조합을 포함할 수 있다.
발광 소자(10)의 제1 전극(410)은 제1 도전형 반도체층(110)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전극(410)은 제1 도전형 반도체층(110)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(200)은 제1 도전형 반도체층(110)의 바닥면 상에서 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이에 배치될 수 있고, 제1 전극(410)을 제2 전극(420)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다.
발광 소자(10)의 제2 전극(420)은 제2 도전형 반도체층(140)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 전극(420)은 제1 활성층(120), 제2 활성층(130) 및 제1 도전형 반도체층(110)을 관통하는 개구부 내에서 제2 도전형 반도체층(140)과 연결되도록 배치될 수 있다. 제1 절연층(421)은 개구부 내벽 상에 배치되어 제2 전극(420)을 제1 활성층(120), 제2 활성층(130) 및 제1 도전형 반도체층(110)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일부 실시예에서 제1 절연층(421)은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 폴리이미드 등을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 전극(410) 및 제2 전극(420)은 발광층(100)과 접할 수 있다. 제1 전극(410) 및 제2 전극(420)은 Ag, Al, Ni, Cr, Au, Pt, Pd, Sn, W, Rh, Ir, Ru, Mg, Zn, Ti 및 이들의 조합을 포함할 수 있다. 제1 전극(410) 및 제2 전극(420)은 반사도가 높은 금속 물질을 포함할 수 있다.
도 4는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하여, 도 4의 발광 소자(10a)와 도 1의 발광 소자(도 1의 10)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
발광 소자(10a)의 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)은 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(140) 사이에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 활성층(120)은 청색광을 방출할 수 있고, 제2 활성층(130)은 황색광을 방출할 수 있다.
발광층(도 1의 100)의 일부 실시예에서, 제2 활성층(130)은 제1 활성층(120) 상에 위치할 수 있다. 즉, 청색광을 방출하는 제1 활성층(120)보다 높은 위치에 황색광을 방출하는 제2 활성층(130)이 위치할 수 있다.
발광층(100a)의 일부 실시예에서, 제1 활성층(120)은 제2 활성층(130) 상에 위치할 수 있다. 즉, 황색광을 방출하는 제2 활성층(130)보다 높은 위치에 청색광을 방출하는 제1 활성층(120)이 위치할 수 있다.
발광 소자(10a)는 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)에서 방출되는 빛의 조합으로 백색광을 방출할 수 있다. 발광층(100a)은 제1 활성층(120)이 방출하는 빛의 세기 및 제2 활성층(130)이 방출하는 빛의 세기에 따라 제1 활성층(120)과 제2 활성층(130)의 순서가 달라질 수 있다.
도 5는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 5를 참조하여, 도 5의 발광 소자(10b)와 도 1의 발광 소자(도 1의 10)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
발광 소자(10b)의 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 커지는 테이퍼진 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 작아지는 테이퍼진 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)의 측면을 식각하는 공정에서, 발광층(100)의 측면은 경사질 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)의 측면을 식각하는 공정에서, 발광층(100)의 측면은 발광층(100)의 상면 및 하면과 수직할 수 있다.
일부 실시예에서, 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 상면의 면적이 하면의 면적보다 작은 형상일 수 있다. 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 발광층(100)의 측면과 하면이 이루는 각도는 60도 내지 70도 범위일 수 있다. 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)이 제거되는 부분이 줄어들 수 있다. 발광층(100)의 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)의 면적이 넓어 발광 소자(10b)의 명암비 및 밝기가 클 수 있다.
일부 실시예에서, 발광층(100)의 하면에서 식각을 진행하면, 발광층(100)의 상면의 면적이 하면의 면적보다 큰 형상일 수 있다. 발광층(100)의 하면에서 식각을 진행하면, 발광층(100)의 측면과 하면이 이루는 각도가 70도 내지 89도 범위일 수 있다. 발광층(100)의 하면에서 식각을 진행하면 발광 소자(10b)의 생산에 용이할 수 있다.
도 6는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6를 참조하여, 도 6의 발광 소자(10c)와 도 1의 발광 소자(도 1의 10)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
발광 소자(10c)의 제1 전극(410a)은 발광층(100)과 접할 수 있다. 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)의 하면의 모든 면적에서 접할 수 있다.
발광 소자(10c)의 제2 전극(420a)은 발광층(100)과 접할 수 있다. 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)의 상면의 모든 면적에서 접할 수 있다.
도 6에서 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)과 모든 면적에서 접하고, 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(120)과 모든 면적에서 접하는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고 제1 전극(410a) 또는 제2 전극(420a) 중 어느 하나의 전극만 도전형 반도체 층과 모든 면적에서 접할 수 있다.
제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)의 하면과 접하며, 제1 도전형 반도체층(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)의 상면과 접하며, 제2 도전형 반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(410a)은 발광층(100)의 바닥면을 따라 연장된 플레인(plain) 형태를 가지며, 발광층(100)에서 방출한 빛을 발광층(100)의 상면을 향하는 방향으로 반사하도록 구성될 수 있다. 제2 전극(420a)은 발광층(100)에서 방출한 빛을 투과하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 전극(420a)은 발광층(100)이 방출하는 광에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(420a)은 ITO(indium tin oxide)를 포함할 수 있다. 발광층(100)에서 방출된 빛은 제2 전극(420a)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 제2 전극(420a)을 제2 도전형 반도체층(140)의 상면에 위치시켜, 발광 소자(10c)의 생산에 용이할 수 있다.
도 7은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 단면도이다. 도 8은 도 7의 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 저면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 소자 어레이(20)는 복수 개의 발광층(100), 반사층(300), 패시베이션층(200), 제1 전극(410), 제2 전극(420)을 포함할 수 있다. 이하에서, 도 7 및 도 8의 발광 소자 어레이(20)와 도 1의 발광 소자(도 1의 10)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점을 위주로 설명한다.
발광 소자 어레이(20)의 복수 개의 발광층(100)은 제1 방향(D1)으로 이격되어 배열될 수 있다. 복수 개의 발광층(100)은 각각 백색광을 방출할 수 있다. 즉, 백색광을 방출할 수 있는 발광층(100)은 일렬로 배열될 수 있다. 다시 말해, 발광 소자 어레이(20)는 발광층(100) 및 반사층(300)을 포함하는 발광 소자(10d)가 제1 방향(D1)으로 이격되어 배열된 모습일 수 있다.
발광 소자 어레이(20)의 복수 개의 발광층(100)은 각각 제1 도전형 반도체층(110), 제2 도전형 반도체층(140), 제1 활성층(120a), 제2 활성층(130a)을 포함할 수 있다.
발광층(100)의 제1 도전형 반도체층(110)은 p형 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)의 조성을 갖는 질화물 반도체층일 수 있으며, 예를 들어 p형 불순물은 마그네슘(Mg)일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(110)은 도 1에서 설명한 제1 도전형 반도체층(도 1의 110)을 포함할 수 있다.
발광층(100)의 제2 도전형 반도체층(140)은 제2 활성층(130) 상에 위치할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(140)은 n형 InxAlyGa(1-x-y)N (0≤x<1, 0≤y<1, 0≤x+y<1)의 조성을 갖는 질화물 반도체일 수 있으며, 예를 들어 n형 불순물은 실리콘(Si)일 수 있다. 예를 들어, 제2 도전형 반도체층(140)은 n형 불순물이 포함된 GaN을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 도전형 반도체층(140)은 도 1에서 설명한 제2 도전형 반도체층(도 1의 140)을 포함할 수 있다.
발광층(100)의 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(140) 사이에 배치되고, 전자와 정공의 재결합에 의해 소정의 에너지를 갖는 광을 방출할 수 있다.
제1 활성층(120a)은 피크 파장이 제1 파장인 빛을 방출할 수 있다. 제2 활성층(130a)은 피크 파장이 제1 파장과 다른 제2 파장인 빛을 방출할 수 있다. 즉, 제1 활성층(120a)과 제2 활성층(130a)은 피크 파장이 서로 다른 빛을 방출할 수 있다. 발광층(100)은 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)을 통해 백색광을 방출할 수 있다.
일부 실시예에서, 제1 활성층(120a)의 제1 파장은 약 425 nm 내지 약 480 nm 범위 일 수 있다. 제2 활성층(130a)의 제2 파장은 약 520 nm 내지 약 600㎚ 범위 일 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 활성층(120a)은 청색광을 방출할 수 있고, 제2 활성층(130a)은 황색광을 방출할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 활성층(120a)은 도 1에서 설명한 제1 활성층(도 1의 120)을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 활성층(130a)은 도 1에서 설명한 제2 활성층(도 1의 130)을 포함할 수 있다.
발광 소자(10d)는 서로 다른 피크 파장을 가지는 빛을 방출하는 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)을 통하여, 백색광을 방출할 수 있다. 즉, 발광 소자(10d)는 형광체 없이 백색광을 방출할 수 있다. 발광 소자(10d)는 형광체 공정에 제한받지 않고 크기를 줄일 수 있다. 크기가 작아진 발광 소자(10d)는 동일 면적내에 배치할 수 있는 개수가 증가될 수 있다. 발광 소자(10d)의 크기가 작아짐에 따른 명암비 저하가 없어 화질 개선이 가능하다.
각각의 발광층(100)은 제1 방향(D1)으로 제1 길이(L1)를 가지고, 제1 방향(D1)에 수직하는 제2 방향(D2)으로 제2 길이(L2)를 가질 수 있다. 예를 들어, 각각의 발광층(100)에서, 제1 방향(D1)으로 제1 길이(L1)는 발광층(100)의 제1 방향(D1)으로의 최대 길이를 의미할 수 있고, 제2 방향(D2)으로 제2 길이(L2) 발광층(100)의 제2 방향(D2)으로의 최대 길이를 의미할 수 있다. 일부 실시예에서, 각각의 발광층(100)의 제1 길이(L1)는 약 0.1μm 내지 약 100μm 범위이고, 각각의 발광층(100)의 제2 길이(L2)는 약 0.1μm 내지 약 100μm 범위일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)의 상면의 면적이 하면의 면적보다 큰 경우, 상기 발광층(100)의 상면의 제1 방향(D1)으로 길이는 약 0.1μm 내지 약 100μm 범위이고, 제2 방향(D2)으로 길이는 약 0.1μm 내지 약 100μm 범위일 수 있다.
복수 개의 발광층(100)은 제1 방향(D1)으로 서로 제3 거리(L3) 이격되어 있을 수 있다. 일부 실시예에서, 제3 거리(L3)는 약 1μm 내지 약 15μm 범위 일 수 있다. 복수 개의 발광층(100)이 서로 이격된 공간에 반사층(300)이 위치할 수 있다.
발광 소자 어레이(20)는 복수 개의 발광층(100)간의 이격 거리가 줄어들고, 각각의 발광층(100)의 크기가 줄어들어, 동일 면적 많은 발광 소자(10d)를 포함할 수 있다. 발광 소자(10d)의 수가 많을수록 발광 소자 어레이(20)는 명암비가 커질 수 있다.
발광 소자 어레이(20)의 패시베이션층(200)은 발광층(100)의 측면 및 하면 상에 위치할 수 있다. 패시베이션층(200)은 발광층(100)의 측면을 커버함으로써, 발광층(100)의 광추출 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다. 예시적인 실시예들에 따르면, 패시베이션층(200)은 제1 활성층(120) 및/또는 제2 활성층(130)에서 비발광 재결합(Recombination)이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(200)은 도 1의 패시베이션층(도 1의 200)을 포함할 수 있다.
발광 소자 어레이(20)의 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 상에 위치할 수 있다. 반사층(300)은 발광층(100)의 측면을 감쌀 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 모든 면적을 감쌀 수 있다. 즉, 반사층(300)의 상면은 발광층(100)의 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)의 상면보다 높이 위치하여, 제1 활성층(120) 및 제2 활성층(130)에서 방출되는 빛을 반사할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 발광층(100)의 측면 및 하면 상에 위치할 수 있어, 발광층(100)에서 방출하는 빛을 발광층(100)의 상면으로 반사할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 도 1의 반사층(도 1의 300)을 포함할 수 있다.
반사층(300)은 복수 개의 발광층(100) 각각의 측면에 위치할 수 있다. 반사층(300)은 복수 개의 발광층(100) 각각의 측면을 따라 연장될 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 복수 개의 발광층(100)이 이격된 공간에 위치할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 이격된 공간 내부를 채울 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 제1 방향(D1) 또는 제2 방향(D2)으로 이웃하는 2개의 발광층(100) 사이에 배치될 수 있다. 반사층(300)은 복수 개의 발광층(100) 사이에 발생하는 광간섭 현상을 방지할 수 있다. 즉, 반사층(300)은 발광층(100)에 방출되는 빛을 발광층(100)의 상면을 향해 반사하여 인접한 발광층(100)을 향해 방출되는 것을 억제할 수 있다.
발광 소자 어레이(20)의 복수 개의 제1 전극(410)은 서로 다른 복수 개의 제1 도전형 반도체층(110)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전극(410)은 제1 도전형 반도체층(110)의 바닥면 상에 배치될 수 있다. 패시베이션층(200)은 제1 도전형 반도체층(110)의 바닥면 상에서 제1 전극(410)과 제2 전극(420) 사이에 배치될 수 있고, 제1 전극(410)을 제2 전극(420)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 복수 개의 제1 전극(410)은 도 1의 제1 전극(도 1의 410)을 포함할 수 있다.
발광 소자 어레이(20)의 복수 개의 제2 전극(420)은 서로 다른 복수 개의 제2 도전형 반도체층(140)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 전극(420)은 제1 활성층(120), 제2 활성층(130) 및 제1 도전형 반도체층(110)을 관통하는 개구부 내에서 제2 도전형 반도체층(140)과 연결되도록 배치될 수 있다. 제1 절연층(421)은 개구부 내벽 상에 배치되어 제2 전극(420)을 제1 활성층(120), 제2 활성층(130) 및 제1 도전형 반도체층(110)으로부터 전기적으로 절연시킬 수 있다. 일부 실시예에서, 복수 개의 제2 전극(420)은 도 1의 제2 전극(도 1의 420)을 포함할 수 있다.
일부 실시예에서, 복수 개의 제1 전극(410) 및 복수 개의 제2 전극(420)은 각각 복수 개의 발광층(100)과 접할 수 있다. 복수 개의 제1 전극(410)이 각각의 복수 개의 발광층(100)과 접하는 위치(P_410)의 높이는 서로 동일할 수 있다. 복수 개의 제2 전극(420)이 각각의 복수 개의 발광층(100)과 접하는 위치(P_420)의 높이는 서로 동일할 수 있다. 즉, 복수 개의 발광층(100)의 각각이 제1 전극(410) 또는 제2 전극(420)과 접하는 위치(P_410, P_420)의 높이는 동일할 수 있다.
일부 실시예에 따른 발광 소자 어레이(20)의 제작 과정은, 기판 상에 제1 도전형 반도체층(110)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(110)을 형성하기 전 기판 상에 버퍼층을 형성하여 제1 도전형 반도체층(110)을 균일하게 형성할 수 있다. 이후 제1 도전형 반도체층(110) 상에 제1 활성층(120a), 제2 활성층(130a), 제2 도전형 반도체층(140)을 차례로 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(110) 상에 제2 활성층(130a), 제1 활성층(120a), 제2 도전형 반도체층(140)이 차례로 형성될 수 있다.
제1 방향(D1)으로 제1 길이(L1), 제2 방향(D2)으로 제2 길이(L2)가 되도록 제1 도전형 반도체층(110), 제1 활성층(120a), 제2 활성층(130a), 제2 도전형 반도체층(140)을 식각할 수 있다. 식각 공정을 통해, 제1 길이(L1) 및 제2 길이(L2)를 가지는 복수 개의 발광층을 형성할 수 있다. 다시 말해, 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)은 분리할 수 있다. 식각 공정이 진행된 후, 복수 개의 발광층(100)은 서로 제3 거리(L3) 이격될 수 있다. 일부 실시예에서, 식각 공정은, 제1 도전형 반도체층(110)에서 시작되어, 발광층(100)은 발광층(100)의 상면으로 인접할 수록 면적이 넓어지는 테이퍼진 형상일 수 있다.
이후 발광층(100) 상에 패시베이션층(200) 및 제1 전극(410)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(200)은 발광층(100)의 하면 및 측면을 감싸도록 형성될 수 있다. 복수 개의 발광층(100) 각각의 하면에 위치하는 패시베이션층(200)의 일부를 식각하고, 제1 전극(410)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(200)의 하면에 패터닝을 통해 트렌치를 형성하고, 트렌치 내부에 제1 전극(410)을 형성할 수 있다.
이후 제1 절연층(421) 및 제2 전극(420)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 패시베이션층(200), 제1 도전형 반도체층(110), 제1 활성층(120), 및 제2 활성층(130)을 관통하는 트렌치를 형성하고, 트렌치 내부에 제1 절연층(421) 및 제2 전극(420)을 형성할 수 있다. 제2 전극(420)은 제2 도전형 반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이후, 복수 개의 발광층(100)의 측면을 감싸는 반사층(300)을 형성할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 발광층(100)을 감싸는 패시베이션층(200) 상에 형성될 수 있다. 반사층(300)은 Al, Ag 등 금속을 포함할 수 있다. 일부 실시예에서, 반사층(300)은 산화막 적층 방식(Distribured Bragg Reflector, DBR)을 통해 형성될 수 있다. 패시베이션층(200) 및 반사층(300)은 이격된 복수 개의 발광층(100)의 사이에 위치할 수 있다.
도 9는 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 9를 참조하여, 도 9의 발광 소자 어레이(20a)와 도 7의 발광 소자 어레이(도 7의 20)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
발광 소자 어레이(20a)의 복수 개의 제1 전극(410a)은 발광층(100)과 접할 수 있다. 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)의 하면의 모든 면적에서 접할 수 있다.
발광 소자 어레이(20a)의 복수 개의 제2 전극(420a)은 발광층(100)과 접할 수 있다. 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)과 접할 수 있다. 일부 실시예에서, 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)의 상면의 모든 면적에서 접할 수 있다.
도 9에서 제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)과 모든 면적에서 접하고, 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(120)과 모든 면적에서 접하는 것으로 예시되었으나, 이에 한정되지 않고 제1 전극(410a) 또는 제2 전극(420a) 중 어느 하나의 전극만 도전형 반도체 층과 모든 면적에서 접할 수 있다.
제1 전극(410a)은 제1 도전형 반도체층(110)의 하면과 접하며, 제1 도전형 반도체층(110)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(420a)은 제2 도전형 반도체층(140)의 상면과 접하며, 제2 도전형 반도체층(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 전극(420a)은 발광층(100)에서 방출한 빛을 투과하도록 구성될 수 있다. 즉, 제2 전극(420a)은 발광층(100)이 방출하는 광에 대해 실질적으로 투명할 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(420a)은 ITO(indium tin oxide)를 포함할 수 있다. 발광층(100)에서 방출된 빛은 제2 전극(420a)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 제2 전극(420a)을 제2 도전형 반도체층(140)의 상면에 위치시켜, 발광 소자(10f)의 생산에 용이할 수 있다.
도 10은 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 발광 소자 어레이를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 10를 참조하여, 도 10의 발광 소자 어레이(20b)와 도 7의 발광 소자 어레이(도 7의 20)의 중복되는 내용은 생략하고, 차이점 위주로 설명한다.
발광 소자 어레이(20b)의 복수 개의 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 달라질 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 커지는 테이퍼진 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)은 상면에 인접할수록 폭이 작아지는 테이퍼진 형상일 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)의 측면을 식각하는 공정에서, 발광층(100)의 측면은 경사질 수 있다. 일부 실시예에서, 발광층(100)의 측면을 식각하는 공정에서, 발광층(100)의 측면은 발광층(100)의 상면 및 하면과 수직할 수 있다.
일부 실시예에서, 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 발광층(100)의 상면의 면적이 하면의 면적보다 작은 형상일 수 있다. 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 발광층(100)의 측면과 하면이 이루는 각도는 60도 내지 70도 범위일 수 있다. 발광층(100)의 상면에서 식각을 진행하면, 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)이 제거되는 부분이 줄어들 수 있다. 발광층(100)의 제1 활성층(120a) 및 제2 활성층(130a)의 면적이 넓어 발광 소자(10e)의 명암비 및 밝기가 클 수 있다.
도 11은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 포함하는 조명 장치를 개략적으로 나타내는 사시도이다.
도 11을 참조하면, 자동차의 헤드램프부(2010) 내에 헤드 램프 모듈(2020)이 설치될 수 있고, 외부 사이드 미러부(2030) 내에 사이드 미러 램프 모듈(2040)이 설치될 수 있으며, 테일 램프부(2050) 내에 테일 램프 모듈(2060)이 설치될 수 있다. 헤드 램프 모듈(2020), 사이드 미러 램프 모듈(2040), 테일 램프 모듈(2060) 중 적어도 하나는 앞서 설명한 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 포함하는 광원 모듈일 수 있다.
도 12는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 포함하는 평판 조명 장치를 간략하게 나타내는 사시도이다.
도 12를 참조하면, 평판 조명 장치(2100)는 광원 모듈(2110), 전원 공급 장치(2120) 및 하우징(2130)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 광원 모듈(2110)은 발광소자 어레이를 광원으로 포함할 수 있다. 광원 모듈(2110)은 앞서 설명한 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 광원으로써 포함할 수 있다. 전원 공급 장치(2120)는 발광소자 구동부를 포함할 수 있다.
광원 모듈(2110)은 앞서 설명한 발광 소자 어레이(20, 20a, 20b)를 포함할 수 있고, 전체적으로 평면 현상을 이루도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따라, 발광 소자 어레이(20, 20a, 20b)는 발광 소자 및 발광 소자의 구동정보를 저장하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(2120)는 광원 모듈(2110)에 전원을 공급하도록 구성될 수 있다. 하우징(2130)은 광원 모듈(2110) 및 전원 공급 장치(2120)가 내부에 수용되도록 수용 공간이 형성될 수 있고, 일 측면에 개방된 육면체 형상으로 형성되나 이에 한정되는 것은 아니다. 광원 모듈(2110)은 하우징(2130)의 개방된 일 측면으로 빛을 발광하도록 배치될 수 있다.
도 13은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 포함하는 조명 장치를 간략하게 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(2200)는 소켓(2210), 전원부(2220), 방열부(2230), 광원 모듈(2240) 및 광학부(2250)를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시예에 따라, 광원 모듈(2240)은 발광 소자 어레이를 포함할 수 있고, 전원부(2220)는 발광소자 구동부를 포함할 수 있다.
소켓(2210)은 기존의 조명 장치와 대체 가능하도록 구성될 수 있다. 조명 장치(2200)에 공급되는 전력은 소켓(2210)을 통해서 인가될 수 있다. 도시된 바와 같이, 전원부(2220)는 제1 전원부(2221) 및 제2 전원부(2222)로 분리되어 조립될 수 있다. 방열부(2230)는 내부 방열부(2231) 및 외부 방열부(2232)를 포함할 수 있고, 내부 방열부(2231)는 광원 모듈(2240) 및/또는 전원부(2220)와 직접 연결될 수 있고, 이를 통해 외부 방열부(2232)로 열이 전달되게 할 수 있다. 광학부(2250)는 내부 광학부(미도시) 및 외부 광학부(미도시)를 포함할 수 있고, 광원 모듈(2240)이 방출하는 빛을 고르게 분산시키도록 구성될 수 있다.
광원 모듈(2240)은 전원부(2220)로부터 전력을 공급받아 광학부(2250)로 빛을 방출할 수 있다. 광원 모듈(2240)은 하나 이상의 발광 소자 패키지(2241), 회로 기판(2242) 및 컨트롤러(2243)를 포함할 수 있고, 컨트롤러(2243)는 발광소자 패키지(2241)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 발광 소자 패키지(2241)는 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
도 14는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 포함하는 바(bar) 타입의 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 조명 장치(2400)는 방열 부재(2401), 커버(2427), 광원 모듈(2421), 제1 소켓(2405) 및 제2 소켓(2423)을 포함한다. 방열 부재(2401)의 내부 또는/및 외부 표면에 다수개의 방열 핀(2450, 2409)이 요철 형태로 형성될 수 있으며, 방열 핀(2450, 2409)은 다양한 형상 및 간격을 갖도록 설계될 수 있다. 방열 부재(2401)의 내측에는 돌출 형태의 지지대(2413)가 형성되어 있다. 지지대(2413)에는 광원 모듈(2421)이 고정될 수 있다. 방열 부재(2401)의 양 끝단에는 걸림 턱(2411)이 형성될 수 있다.
커버(2427)에는 걸림 홈(2429)이 형성되어 있으며, 걸림 홈(2429)에는 방열 부재(2401)의 걸림 턱(2411)이 후크 결합 구조로 결합될 수 있다. 걸림 홈(2429)과 걸림 턱(2411)이 형성되는 위치는 서로 바뀔 수도 있다.
광원 모듈(2421)은 앞서 설명한 발광소자 어레이(20,20a, 20b)를 포함할 수 있다. 광원 모듈(2421)은 인쇄회로기판(2419), 광원(2417) 및 컨트롤러(2415)를 포함할 수 있다. 컨트롤러(2415)는 광원(2417)의 구동 정보를 저장할 수 있다. 인쇄회로기판(2419)에는 광원(2417)을 동작시키기 위한 회로 배선들이 형성되어 있다. 또한, 광원(2417)을 동작시키기 위한 구성 요소들이 포함될 수도 있다. 광원(2417)은 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
제1, 2 소켓(2405, 2423)은 한 쌍의 소켓으로서 방열 부재(2401) 및 커버(2427)로 구성된 원통형 커버 유닛의 양단에 결합되는 구조를 갖는다. 예를 들어, 제1 소켓(2405)은 전극 단자(2403) 및 전원 장치(2407)를 포함할 수 있고, 제2 소켓(2423)에는 더미 단자(2425)가 배치될 수 있다. 또한, 제1 소켓(2405) 또는 제2 소켓(2423) 중의 어느 하나의 소켓에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 예를 들어, 더미 단자(2425)가 배치된 제2 소켓(2423)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수 있다. 다른 예로서, 전극 단자(2403)가 배치된 제1 소켓(2405)에 광센서 및/또는 통신 모듈이 내장될 수도 있다.
도 15는 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 구비하는 조명 장치를 개략적으로 나타내는 분해 사시도이다.
구체적으로, 본 실시예에 따른 조명 장치(2500)와 앞서 조명 장치(2200)와의 차이점은 광원 모듈(2240)의 상부에 반사판(2310) 및 통신 모듈(2320)이 포함되어 있다. 반사판(2310)은 광원으로부터의 빛을 측면 및 후방으로 고르게 퍼지게 하여 눈부심을 줄일 수 있다.
반사판(2310)의 상부에는 통신 모듈(2320)이 장착될 수 있으며 상기 통신 모듈(2320)을 통하여 홈-네트워크(home-network) 통신을 구현할 수 있다. 예를 들어, 통신 모듈(2320)은 지그비(Zigbee), 와이파이(WiFi) 또는 라이파이(LiFi)를 이용한 무선 통신 모듈일 수 있으며, 스마트폰 또는 무선 컨트롤러를 통하여 조명 장치의 온(on)/오프(off), 밝기 조절 등과 같은 가정 내외에 설치되어 있는 조명을 컨트롤 할 수 있다. 또한 상기 가정 내외에 설치되어 있는 조명 장치의 가시광 파장을 이용한 라이파이 통신 모듈을 이용하여 TV, 냉장고, 에어컨, 도어락, 자동차 등 가정 내외에 있는 전자 제품 및 자동차 시스템의 컨트롤을 할 수 있다. 상기 반사판(2310)과 통신 모듈(2320)은 커버부(2330)에 의해 커버될 수 있다.
도 16은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 구비하는 실내용 조명 제어 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
구체적으로, 네트워크 시스템(3000)은 LED 등의 발광 소자를 이용하는 조명 기술과 사물인터넷(IoT) 기술, 무선 통신 기술 등이 융합된 복합적인 스마트 조명-네트워크 시스템일 수 있다. 네트워크 시스템(3000)은, 다양한 조명 장치 및 유무선 통신 장치를 이용하여 구현될 수 있으며, 센서, 컨트롤러, 통신수단, 네트워크 제어 및 유지 관리 등을 위한 소프트웨어 등에 의해 구현될 수 있다.
네트워크 시스템(3000)은 가정이나 사무실 같이 건물 내에 정의되는 폐쇄적인 공간은 물론, 공원, 거리 등과 같이 개방된 공간 등에도 적용될 수 있다. 네트워크 시스템(3000)은, 다양한 정보를 수집/가공하여 사용자에게 제공할 수 있도록, 사물인터넷 환경에 기초하여 구현될 수 있다.
네트워크 시스템(3000)에 포함되는 LED 램프(3200)는, 주변 환경에 대한 정보를 게이트웨이(3100)로부터 수신하여 LED 램프(3200) 자체의 조명을 제어하는 것은 물론, LED 램프(3200)의 가시광 통신 등의 기능에 기초하여 사물인터넷 환경에 포함되는 다른 장치들(3300~3800)의 동작 상태 확인 및 제어 등과 같은 역할을 수행할 수도 있다. LED 램프(3200)는 앞서 설명한 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
네트워크 시스템(3000)은, 서로 다른 통신 프로토콜에 따라 송수신되는 데이터를 처리하기 위한 게이트웨이(3100), 게이트웨이(3100)와 통신 가능하도록 연결되며 LED 발광소자를 포함하는 LED 램프(3200), 및 다양한 무선 통신 방식에 따라 게이트웨이(3100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 장치(3300~3800)를 포함할 수 있다. LED 램프(3200)를 비롯한 각 장치들(3300~3800)은 적어도 하나의 통신 모듈을 포함할 수 있고, LED 램프(3200)는 WiFi, 지그비(Zigbee), LiFi 등의 무선 통신 프로토콜에 의해 게이트웨이(3100)와 통신 가능하도록 연결될 수 있으며, 이를 위해 적어도 하나의 램프용 통신 모듈(3210)을 가질 수 있다.
네트워크 시스템(3000)이 가정에 적용되는 경우, 복수의 장치(3300~3800)는 가전 제품(3300), 디지털 도어록(3400), 차고 도어록(3500), 벽 등에 설치되는 조명용 스위치(3600), 무선 통신망 중계를 위한 라우터(3700) 및 스마트폰, 태블릿, 랩톱 컴퓨터 등의 모바일 기기(3800) 등을 포함할 수 있다.
네트워크 시스템(3000)에서, LED 램프(3200)는 가정 내에 설치된 무선 통신 네트워크(Zigbee, WiFi, LiFi 등)를 이용하여 다양한 장치(3300~3800)의 동작 상태를 확인하거나, 주위 환경/상황에 따라 LED 램프(3200) 자체의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 또한 LED 램프(3200)에서 방출되는 가시광선을 이용한 LiFi 통신을 이용하여 네트워크 시스템(3000)에 포함되는 장치들(3300~3800)을 컨트롤 할 수도 있다.
우선, LED 램프(3200)는 램프용 통신 모듈(3210)을 통해 게이트웨이(3100)로부터 전달되는 주변 환경, 또는 LED 램프(3200)에 장착된 센서로부터 수집되는 주변 환경 정보에 기초하여 LED 램프(3200)의 조도를 자동으로 조절할 수 있다. 예를 들면, 텔레비전(3310)에서 방송되고 있는 프로그램의 종류 또는 화면의 밝기에 따라 LED 램프(3200)의 조명 밝기가 자동으로 조절될 수 있다. 이를 위해, LED 램프(3200)는 게이트웨이(3100)와 연결된 램프용 통신 모듈(3210)로부터 텔레비전(3310)의 동작 정보를 수신할 수 있다. 램프용 통신 모듈(3210)은 LED 램프(3200)에 포함되는 센서 및/또는 컨트롤러와 일체형으로 모듈화될 수 있다.
예를 들어, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(3400)이 잠긴 후 일정 시간이 경과하면, 턴-온된 LED 램프(3200)를 모두 턴-오프시켜 전기 낭비를 방지할 수 있다. 또는, 모바일 기기(3800) 등을 통해 보안 모드가 설정된 경우, 가정 내에 사람이 없는 상태에서 디지털 도어록(3400)이 잠기면, LED 램프(3200)를 턴-온 상태로 유지시킬 수도 있다.
LED 램프(3200)의 동작은, 네트워크 시스템(3000)과 연결되는 다양한 센서를 통해 수집되는 주변 환경에 따라서 제어될 수도 있다. 예를 들어 네트워크 시스템(3000)이 건물 내에 구현되는 경우, 빌딩 내에서 조명과 위치센서와 통신모듈을 결합, 건물 내 사람들의 위치정보를 수집하여 조명을 턴-온 또는 턴-오프하거나 수집한 정보를 실시간으로 제공하여 시설관리나 유휴공간의 효율적 활용을 가능케 한다. 일반적으로 LED 램프(3200)와 같은 조명 장치는, 건물 내 각 층의 거의 모든 공간에 배치되므로, LED 램프(3200)와 일체로 제공되는 센서를 통해 건물 내의 각종 정보를 수집하고 이를 시설관리, 유휴공간의 활용 등에 이용할 수 있다.
도 17은 예시적인 실시예들에 따른 반도체 발광 소자를 구비하는 네트워크 시스템을 설명하기 위한 개략도이다.
구체적으로, 도면은 개방적인 공간에 적용된 네트워크 시스템(4000)의 일 실시예를 나타낸 것이다. 네트워크 시스템(4000)은 통신 연결 장치(4100), 소정의 간격마다 설치되어 통신 연결 장치(4100)와 통신 가능하도록 연결되는 복수의 조명 기구(4120, 4150), 서버(4160), 서버(4160)를 관리하기 위한 컴퓨터(4170), 통신 기지국(4180), 통신 가능한 장비들을 연결하는 통신망(4190), 및 모바일 기기(4200) 등을 포함할 수 있다.
거리 또는 공원 등의 개방적인 외부 공간에 설치되는 복수의 조명 기구(4120, 4150) 각각은 스마트 엔진(4130, 4140)을 포함할 수 있다. 스마트 엔진(4130, 4140)은 빛을 내기 위한 발광소자, 발광소자를 구동하기 위한 구동 드라이버 외에 주변 환경의 정보를 수집하는 센서, 및 통신 모듈 등을 포함할 수 있다. 스마트 엔진에 포함된 발광 소자는 앞서 설명한 반도체 발광 소자(10, 10a, 10b, 10c, 10d)의 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 통신 모듈에 의해 스마트 엔진(4130, 4140)은 WiFi, Zigbee, LiFi 등의 통신 프로토콜에 따라 주변의 다른 장비들과 통신할 수 있다. 하나의 스마트 엔진(4130)은 다른 스마트 엔진(4140)과 통신 가능하도록 연결될 수 있고, 스마트 엔진(4130, 4140) 상호 간의 통신에는 WiFi 확장 기술(WiFi Mesh)이 적용될 수 있다. 적어도 하나의 스마트 엔진(4130)은 통신망(4190)에 연결되는 통신 연결 장치(4100)와 유/무선 통신에 의해 연결될 수 있다.
통신 연결 장치(4100)는 유/무선 통신이 가능한 액세스 포인트(access point, AP)로서, 통신망(4190)과 다른 장비 사이의 통신을 중개할 수 있다. 통신 연결 장치(4100)는 유/무선 방식 중 적어도 하나에 의해 통신망(4190)과 연결될 수 있으며, 일례로 조명 기구(4120, 4150) 중 어느 하나의 내부에 기구적으로 수납될 수 있다.
통신 연결 장치(4100)는 WiFi 등의 통신 프로토콜을 통해 모바일 기기(4200)와 연결될 수 있다. 모바일 기기(4200)의 사용자는 인접한 주변의 조명 기구(4120)의 스마트 엔진(4130)과 연결된 통신 연결 장치(4100)를 통해, 복수의 스마트 엔진(4130, 4140)이 수집한 주변 환경 정보, 예를 들어 주변 교통 정보, 날씨 정보 등을 수신할 수 있다. 모바일 기기(4200)는 통신 기지국(4180)을 통해 3G 또는 4G 등의 무선 셀룰러 통신 방식으로 통신망(4190)에 연결될 수도 있다.
한편, 통신망(4190)에 연결되는 서버(4160)는, 각 조명 기구(4120, 4150)에 장착된 스마트 엔진(4130, 4140)이 수집하는 정보를 수신함과 동시에, 각 조명 기구(4120, 4150)의 동작 상태 등을 모니터링할 수 있다. 서버(4160)는 관리 시스템을 제공하는 컴퓨터(4170)와 연결될 수 있고, 컴퓨터(4170)는 스마트 엔진(4130, 4140)의 동작 상태를 모니터링하고 관리할 수 있는 소프트웨어 등을 실행할 수 있다.
지금까지, 본 발명을 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명하였으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 발광 소자 20: 발광 소자 어레이
100: 발광층 110: 제1 도전형 반도체층
120: 제1 활성층 130: 제2 활성층
140: 제2 도전형 반도체층 200: 패시베이션층
300: 반사층

Claims (10)

  1. 백색광을 방출하는 발광층, 및 상기 발광층의 측면을 감싸는 반사층을 포함하고,
    상기 발광층은 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상의 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 청색광을 방출하는 제1 활성층; 및
    상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 황색광을 방출하는 제2 활성층;
    을 포함하는
    발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 청색광의 피크 파장은 약 425㎚ 내지 약 480㎚이고,
    상기 황색광의 피크 파장은 약 520㎚ 내지 약 600㎚인
    발광 소자.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 활성층은 양자 우물층, 양자 장벽층, 및 중간 격자층을 포함하고,
    상기 양자 우물층은 인듐 갈륨 질화물을 포함하고
    상기 양자 장벽층은 알루미늄 갈륨 질화물을 포함하고,
    상기 중간 격자층은 상기 양자 우물층 및 상기 양자 장벽층 사이에 위치하고, 인듐 갈륨 질화물 또는 알루미늄 갈륨 질화물을 포함하는
    발광 소자.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 양자 우물층의 두께는 약 3㎚ 내지 약 7㎚이고,
    상기 양자 장벽층의 두께는 약 1㎚ 내지 약 10㎚이고,
    상기 중간 격자층의 두께는 약 1㎚ 내지 약 5㎚인
    발광 소자.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 발광층의 하면 상에 형성되는
    발광 소자.
  6. 제1 방향으로 서로 이격되어 배열된 복수 개의 발광층, 및
    상기 복수 개의 발광층의 측면을 감싸는 반사층을
    포함하고,
    상기 복수 개의 발광층은 각각 백색광을 방출하도록 구성되고,
    상기 복수 개의 발광층은 각각,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상의 제2 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 피크 파장이 제1 파장인 빛을 방출하는 제1 활성층; 및
    상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되고, 피크 파장이 상기 제1 파장과 다른 제2 파장인 빛을 방출하는 제2 활성층;
    을 포함하는
    발광 소자 어레이.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광층은 각각 상기 제1 방향으로 제1 길이를 가지고, 상기 제1 방향에 수직하는 제2 방향으로 제2 길이를 가지며,
    상기 제1 길이는 약 0.1μm 내지 약 100μm이고상기 제2 길이는 약 0.1μm 내지 약 100μm인
    발광 소자 어레이.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 복수 개의 발광층은 상기 제1 방향으로 서로 약 1μm 내지 약 15μm 이격된
    발광 소자 어레이
  9. 제6 항에 있어서,
    서로 다른 상기 복수 개의 발광층에 접하는 복수 개의 제1 전극, 및
    서로 다른 상기 복수 개의 발광층에 접하는 복수 개의 제2 전극을
    더 포함하고,
    상기 제1 전극은 상기 제1 도전형 반도체층과 접하고
    상기 제2 전극은 상기 제2 도전형 반도체층과 접하는
    발광 소자 어레이.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 복수 개의 제1 전극이 각각의 상기 복수 개의 발광층과 접하는 위치의 높이는 서로 동일하고,
    상기 복수 개의 제2 전극이 각각의 상기 복수 개의 발광층과 접하는 위치의 높이는 서로 동일한
    발광 소자 어레이.
KR1020220133620A 2022-10-17 2022-10-17 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이 KR20240053471A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220133620A KR20240053471A (ko) 2022-10-17 2022-10-17 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이
DE102023121896.4A DE102023121896A1 (de) 2022-10-17 2023-08-16 Lichtemittierende Vorrichtung und lichtemittierendes Vorrichtungs-Array mit derselben
US18/241,589 US20240128402A1 (en) 2022-10-17 2023-09-01 Light-emitting device and light-emitting device array including the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020220133620A KR20240053471A (ko) 2022-10-17 2022-10-17 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20240053471A true KR20240053471A (ko) 2024-04-24

Family

ID=90469653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020220133620A KR20240053471A (ko) 2022-10-17 2022-10-17 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240128402A1 (ko)
KR (1) KR20240053471A (ko)
DE (1) DE102023121896A1 (ko)

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220133620A (ko) 2021-03-25 2022-10-05 주식회사 이도 영상 분석 기술을 활용한 건설 현장 안전 관제 시스템

Also Published As

Publication number Publication date
US20240128402A1 (en) 2024-04-18
DE102023121896A1 (de) 2024-04-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102551354B1 (ko) 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법
KR102476137B1 (ko) 발광소자 패키지의 제조 방법
KR102391513B1 (ko) 물질막 적층체, 발광 소자, 발광 패키지, 및 발광 소자의 제조 방법
CN106257696B (zh) 半导体发光装置
KR102530759B1 (ko) 발광소자 패키지 및 그 제조방법
KR102443694B1 (ko) 전류 확산 특성 및 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자
US10276629B2 (en) Light emitting device package
KR102553265B1 (ko) 발광 소자 및 이를 포함하는 광원 모듈
US20160351755A1 (en) Light emitting device package and method of manufacturing the same
KR102427641B1 (ko) 반도체 발광소자
US9887332B2 (en) Semiconductor light-emitting device package
US9905739B2 (en) Light emitting packages
CN101897042B (zh) 发射辐射的装置
US11811008B2 (en) Light source module including light-emitting diode
KR102409965B1 (ko) 발광소자 패키지, 파장 변환 필름 및 그 제조 방법
CN110739381A (zh) 发光装置、用于交通工具的大灯和包括其的交通工具
US9887330B2 (en) Light-emitting apparatus and light-emitting module including the same
KR102503215B1 (ko) 발광 소자 패키지
KR20240053471A (ko) 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 어레이
US20160359087A1 (en) Semiconductor light emitting device
KR20210144483A (ko) 발광 장치 및 운송 수단용 헤드램프
KR102443030B1 (ko) 반도체 기판의 제조 방법 및 반도체 성장용 기판
US11670736B2 (en) Semiconductor light-emitting device including buffer structure
KR20230128829A (ko) 발광 소자 및 그 제조 방법