WO2015137594A1 - 발광소자 - Google Patents

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WO2015137594A1
WO2015137594A1 PCT/KR2014/010980 KR2014010980W WO2015137594A1 WO 2015137594 A1 WO2015137594 A1 WO 2015137594A1 KR 2014010980 W KR2014010980 W KR 2014010980W WO 2015137594 A1 WO2015137594 A1 WO 2015137594A1
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electrode
light emitting
semiconductor layer
layer
emitting device
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PCT/KR2014/010980
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이고은
김가연
정환희
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엘지이노텍 주식회사
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Publication date
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Definitions

  • the embodiment relates to a light emitting device.
  • LED Light Emitting Diode
  • LED Light Emitting Diode
  • LED is a device that converts an electric signal into infrared, visible or light form by using the characteristics of compound semiconductor.It is used in home appliances, remote control, electronic signs, indicators, various automation devices, etc. LED's usage area is getting wider.
  • miniaturized LEDs are made of a surface mount device type for direct mounting on a printed circuit board (PCB) board. Accordingly, LED lamps, which are used as display elements, are also being developed as surface mount device types. . Such a surface mounting element can replace a conventional simple lighting lamp, which is used as a lighting display for various colors, a character display and an image display.
  • the luminance required for electric light used for living, electric light for rescue signals, etc. is increased, and it is important to increase the luminance of the LED.
  • An object of the embodiment is to provide a light emitting device having an improved electrode structure in order to enlarge the light emitting area of the light emitting structure.
  • the light emitting device includes a substrate, a first electrode disposed on the substrate, a first electrode disposed on the first electrode, and an active layer between the first semiconductor layer, the second semiconductor layer, and the first and second semiconductor layers. It includes a light emitting structure and a second electrode disposed on the second semiconductor layer, the second electrode may extend from the pad electrode and the pad electrode, it may include a branch electrode consisting of a hexagonal structure.
  • the light emitting device is disposed on the substrate, the first electrode disposed on the substrate, the first electrode, and between the first semiconductor layer, the second semiconductor layer and the first and second semiconductor layers.
  • a light emitting structure including an active layer, a second electrode disposed on the second semiconductor layer, and a current blocking layer disposed between the first electrode and the first semiconductor layer, wherein the second electrode includes: a pad electrode;
  • the pad electrode may extend from the pad electrode and include a branch electrode having a hexagonal structure, and at least a portion of the current blocking layer may vertically overlap the branch electrode.
  • the light emitting device may reduce the width of the second electrode by forming a second electrode disposed on the top surface of the second semiconductor layer in a hexagonal structure such that the top surface of the second semiconductor layer has a hexagonal shape.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting device according to an embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional perspective view showing a cross section of the light emitting device shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a perspective view illustrating the second electrode illustrated in FIG. 1.
  • 4 to 6 are cross-sectional views illustrating various embodiments of light emitting devices according to the embodiment.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a display device according to a first embodiment.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a second embodiment.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a lighting apparatus according to the embodiment.
  • spatially relative terms below “, “ beneath “, “ lower”, “ above “, “ upper” It may be used to easily describe the correlation of a device or components with other devices or components. Spatially relative terms are to be understood as terms that include different directions of the device in use or operation in addition to the directions shown in the figures. For example, when flipping a device shown in the figure, a device described as “below” or “beneath” of another device may be placed “above” of another device. Thus, the exemplary term “below” can encompass both an orientation of above and below. The device can also be oriented in other directions, so that spatially relative terms can be interpreted according to orientation.
  • each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity of description.
  • the size and area of each component does not necessarily reflect the actual size or area.
  • FIG. 1 is a perspective view showing a light emitting device according to the embodiment
  • FIG. 2 is a sectional perspective view showing a cross section of the light emitting device shown in FIG. 1
  • FIG. 3 is a perspective view showing a second electrode shown in FIG.
  • the light emitting device 100 includes a substrate 110, a first electrode 120 disposed on the substrate 110, and a light emitting structure 140 and a light emitting element disposed on the first electrode 120.
  • the second electrode 150 may be included on the structure 140.
  • the substrate 110 may be formed using a material having excellent thermal conductivity or may be formed of a conductive material, and may be formed using a metal material or a conductive ceramic.
  • the support substrate 110 may be formed in a single layer, or may be formed in a double structure or multiple structures.
  • the substrate 110 may be formed of any one selected from a metal material, for example, Au, Ni, W, Mo, Cu, Al, Ta, Ag, Pt, or Cr, or may be formed of two or more alloys. The above materials can be laminated and formed.
  • the support substrate 110 may be implemented as a carrier wafer such as Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, GaN, Ga 2 O 3 .
  • the substrate 110 may facilitate the emission of heat generated from the light emitting device 100 to improve the thermal stability of the light emitting device 100.
  • the first metal layer 112 may be formed on the substrate 110.
  • the first metal layer 112 may be formed to bond the substrate 110 and the first electrode 120.
  • gold Au
  • tin Sn
  • indium In
  • silver Ag
  • It may include at least one of nickel (Ni), niobium (Nb), aluminum (Au), palladium (Pd), and copper (Cu).
  • the first metal layer 112 may be formed of a material that prevents the diffusion of the metal, for example, platinum (Pt), palladium (Pd), tungsten (W), nickel (Ni), ruthenium (Ru) , Molybdenum (Mo), iridium (Ir), rhodium (Rh), tantalum (Ta), hafnium (Hf), zirconium (Zr), niobium (Nb), vanadium (V), iron (Fe), titanium (Ti) At least one or two or more alloys thereof may be included, but is not limited thereto.
  • the first metal layer 112 may minimize mechanical damage, such as cracking or peeling, which may occur in the manufacturing process of the light emitting device 100.
  • the first metal layer 112 may prevent the metal material constituting the substrate 110 from being diffused into the light emitting structure 140.
  • the first metal layer 112 may be formed using a sputtering deposition method.
  • an electrochemical metal deposition method, a bonding method using a eutectic metal, or the like may be used, or may be formed of a plurality of layers.
  • the first electrode 120 may be formed on the first metal layer 112, and the first electrode 120 may include the second metal layer 122, the reflective layer 124, and the ohmic layer 126. At least one layer.
  • the first electrode 120 may be a structure of the second metal layer 122 / reflection layer 124 / ohmic layer 126, a lamination structure of the reflective layer 124 / ohmic layer 126, or a second metal layer. It may be a structure of the 122 / reflective layer 124, but is not limited thereto.
  • the first electrode 120 may have a form in which the reflective layer 124 and the ohmic layer 126 are sequentially stacked on the second metal layer 122.
  • the second metal layer 122 may include at least one of a barrier metal or a bonding metal, for example, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, or Ta.
  • a barrier metal or a bonding metal for example, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, or Ta.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the reflective layer 124 may be disposed between the second metal layer 122 and the ohmic layer 126, and has a material having excellent reflective properties, for example, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn. , Pt, Au, Hf, or a combination of these materials, or a combination of the above-mentioned metal material and IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, etc. can do.
  • a material having excellent reflective properties for example, Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn. , Pt, Au, Hf, or a combination of these materials, or a combination of the above-mentioned metal material and IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, etc. can do.
  • the reflective layer 124 may be laminated with IZO / Ni, AZO / Ag, IZO / Ag / Ni, AZO / Ag / Ni, or the like.
  • the ohmic layer 126 may not be separately formed, but is not limited thereto.
  • the ohmic layer 126 is in ohmic contact with the bottom surface of the light emitting structure 140, and may be formed in a layer or a plurality of patterns.
  • the ohmic layer 126 may be formed of a light transmissive electrode and a metal, for example, indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), or indium aluminum zinc oxide (IZAO).
  • IGZO indium gallium zinc oxide
  • IGTO indium gallium tin oxide
  • AZO aluminum zinc oxide
  • ATO antimony tin oxide
  • GZO gallium zinc oxide
  • Ni / IrOx / Au and Ni / IrOx / Au / ITO may be used to implement a single layer or multiple layers.
  • the ohmic layer 126 is for smoothly injecting a carrier into the first semiconductor layer 142 included in the light emitting structure 140 and is not necessarily formed.
  • the passivation layer 130 may be formed on the first electrode 120 to surround a portion of the side surface and the upper surface of the light emitting structure 140.
  • the passivation layer 130 may be formed of an insulating material, for example, may be formed of SiO 2 , SiO x , SiO x N y , Si 3 N 4 , Al 2 O 3 , but is not limited thereto. .
  • the passivation layer 130 may be disposed to contact the side surface of the second electrode 150 disposed on the upper surface of the light emitting structure 140, but is not limited thereto.
  • the light emitting structure 140 may include a first semiconductor layer 142, an active layer 144, and a second semiconductor layer 146, and an active layer 144 may be disposed between the first and second semiconductor layers 142 and 146. Can be arranged.
  • the first semiconductor layer 142 may be implemented as a p-type semiconductor layer to inject holes into the active layer 144.
  • the first semiconductor layer 142 may be formed of, for example, a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1). Can be.
  • the first semiconductor layer 142 may be selected from, for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP, and the like, and may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, and the like. P-type dopant may be doped.
  • the second semiconductor layer 146 may be disposed on the active layer 144 and implemented as an n-type semiconductor layer to inject electrons into the active layer 144.
  • the second semiconductor layer 146 may be formed of a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • the second semiconductor layer 146 may be selected from, for example, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP and AlGaInP, and Si, Ge, Sn, Se, and Te.
  • N-type dopants may be doped.
  • the active layer 144 disposed between the first and second semiconductor layers 142 may have a single or multiple quantum well structure and a quantum line using a compound semiconductor material of Group 2-6 or Group 3-5 elements. ) Or a quantum dot structure.
  • the active layer 144 has a quantum well structure
  • the well layer may be formed of a material having a band gap smaller than the band gap of the barrier layer.
  • a conductive clad layer may be formed on or under the active layer 144.
  • the conductive cladding layer may be formed of an AlGaN-based semiconductor, and may have a band gap larger than that of the active layer 144.
  • An insertion layer (not shown) may be formed between the active layer 144 and the first semiconductor layer 142, and the insertion layer is injected into the active layer 144 from the second semiconductor layer 146 when a high current is applied.
  • the electron blocking layer may be an electron blocking layer that prevents electrons from flowing into the first semiconductor layer 142 without being recombined in the active layer 144.
  • the insertion layer may have a bandgap larger than the bandgap of the barrier layer included in the active layer 144, may be formed of a semiconductor layer including Al, such as p-type AlGaN, and a band relatively larger than the active layer 144.
  • a phenomenon in which electrons injected from the second semiconductor layer 146 are injected into the first semiconductor layer 142 without recombination in the active layer 144 may be prevented. Accordingly, the probability of recombination of electrons and holes in the active layer 144 may be increased and leakage current may be prevented.
  • the first semiconductor layer 142, the active layer 144, and the second semiconductor layer 146 may be, for example, metal organic chemical vapor deposition (MOCVD) or chemical vapor deposition (CVD). Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD), Molecular Beam Epitaxy (MBE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), and Sputtering It may be formed, but not limited thereto.
  • MOCVD metal organic chemical vapor deposition
  • CVD chemical vapor deposition
  • PECVD Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition
  • MBE Molecular Beam Epitaxy
  • HVPE Hydride Vapor Phase Epitaxy
  • Sputtering It may be formed, but not limited thereto.
  • the doping concentrations of the conductive dopants in the first semiconductor layer 142 and the second semiconductor layer 146 may be uniformly or non-uniformly formed. That is, the plurality of semiconductor layers may be formed to have various doping concentration distributions, but is not limited thereto.
  • the first semiconductor layer 142 may be implemented as an n-type semiconductor layer
  • the second semiconductor layer 146 may be implemented as a p-type semiconductor layer
  • the n-type or p-type semiconductor is formed on the second semiconductor layer 146.
  • a third semiconductor layer (not shown) including a layer may be formed. Accordingly, the light emitting device 100 may have at least one of np, pn, npn, and pnp junction structures.
  • the second electrode 150 may be disposed on an upper surface of the second semiconductor layer 146, and may supply current through the upper surface of the second semiconductor layer 146.
  • the second electrode 150 is a conductive material, for example In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr It may be formed in a single layer or multiple layers using a metal or an alloy selected from among Mo, Nb, Al, Ni, Cu, and WTi.
  • the second electrode 150 extends from the pad electrode 152 and the pad electrode 152 disposed on one side of the second semiconductor layer 146 so that the top surface of the second semiconductor layer 146 is exposed in a hexagonal shape. It may include a branch electrode 154 made of.
  • the pad electrode 152 is disposed at one corner of the upper surface of the second semiconductor layer 146, and the second electrode 150 is disposed at a portion except the one corner on the upper surface of the second semiconductor layer 146.
  • the branch electrode 154 formed of the hexagonal structure (skeleton) is described as being disposed, the pad electrode 152 is disposed at least two or more on one side edge which is symmetrical, or is disposed on a portion of the upper surface of the second semiconductor layer 146. But it is not limited thereto.
  • the branch electrode 154 may be disposed in a circular, elliptical or polygonal shape, without being limited thereto.
  • the pad electrode 152 when the pad electrode 152 is disposed in a lead frame (not shown) included in a light emitting device package (not shown), the pad electrode 152 is electrically connected to the lead frame through a wire (not shown). Therefore, it can have a predetermined area.
  • the branch electrode 154 may have a hexagonal structure (skeleton), and may be disposed on an upper surface of the second semiconductor layer 146 to diffuse and supply power supplied to the pad electrode 152 to the second semiconductor layer 146. have.
  • the branch electrode 154 since the branch electrode 154 has a hexagonal structure, the power supplied to the pad electrode 152 is diffused into six sides constituting the hexagonal structure, thereby uniformly supplying power to the second semiconductor layer 146, thereby providing current. Clustering phenomenon can be prevented.
  • the width d1 of one of the six sides of the branch electrode 154 may be 1 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the branch electrode 154 has a width d1 that is thinner than 1 ⁇ m, at least one of the six sides may be broken when six edges are formed, and thus, the process efficiency may be lowered.
  • d1 it is easy to form six sides, but the area in which the top surface of the second semiconductor layer 154 is exposed is reduced, and consequently, the light emitting area can be reduced, thereby lowering the luminous efficiency.
  • the thickness d2 of one of the six sides of the branch electrode 154 may be equal to or larger than the width d1 of one side, but is not limited thereto.
  • the branch electrode 154 may cut at least one side when six sides are formed, and the resistance is increased by decreasing the cross-sectional area, resulting in a pad electrode.
  • the diffusion of the current supplied from 152 is not easy, and when the thickness d2 of one side is equal to or larger than the width d1 of one side, the cross-sectional area is increased as described above to decrease the resistance, resulting in a pad electrode ( Diffusion of the current supplied from 152 may be facilitated.
  • branch electrodes 154 may have the same length d3 of all six sides or different lengths d3 of at least one side of the branch electrode 154.
  • the branch electrode 154 is described as forming the hexagonal structure with six sides having the same length d3.
  • the branch electrode 154 may have a length d3 of 220 ⁇ m to 230 ⁇ m of one side, and a distance d4 from one side of the center of the hexagonal structure to 190 ⁇ m to 200 ⁇ m. Do not leave.
  • the branch electrode 154 has a hexagonal upper surface area of the second semiconductor layer 146 exposed by the branch electrode 154 when the length d3 of one side is less than 220 ⁇ m and the distance d4 is less than 190 ⁇ m.
  • the light emitting efficiency can be reduced, and the hexagonal shape of the second semiconductor layer 146 exposed by the branch electrode 154 when one side length d3 is larger than 230 ⁇ m and the distance d4 is larger than 200 ⁇ m.
  • the top surface area of the shape may be increased, the luminous efficiency may be increased, but the diffusion of the current supplied from the pad electrode 152 may be lowered, so that the current may be concentrated on the second semiconductor layer 146 adjacent to the electrode pad 152. .
  • the branch electrode 154 is formed in a hexagonal structure so that the current is uniformly supplied to the upper surface of the second semiconductor layer 146, thereby preventing current concentration.
  • the charge is uniformly provided at both sides of the center and the center of the active layer 144, thereby improving the luminous efficiency of the light emitting device 100.
  • 4 to 6 are cross-sectional views illustrating various embodiments of light emitting devices according to the embodiment.
  • the light emitting device 200 includes a substrate 210, a first metal layer 212 on the substrate 210, a first electrode 220 and a first electrode 220 on the first metal layer 212. Disposed on the side of the light emitting structure 240, the passivation layer 230, the light emitting structure 240 disposed on the first electrode 220, and the second electrode disposed on the light emitting structure 240. 250).
  • the description of the substrate 210, the first metal layer 212, the first electrode 220, and the passivation layer 230 will be omitted in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the first electrode 220 may include a second metal layer 222, a reflective layer 224, and an ohmic layer 226, and descriptions thereof will be omitted as described above with reference to FIGS. 1 to 3.
  • the light emitting structure 240 may include a first semiconductor layer 242, an active layer 244, and a second semiconductor layer 246, and the first semiconductor layer 242 may be electrically connected to the first electrode 220. And a p-type semiconductor layer that provides holes to the active layer 244, and the second semiconductor layer 246 is disposed on the active layer 244 and electrically connected to the second electrode 250 to the active layer 244. It may be an n-type semiconductor layer providing a charge.
  • first semiconductor layer 242, the active layer 244, and the second semiconductor layer 246 are not described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and thus different portions from those of FIGS. 1 and 2 will be described. do.
  • side surfaces of the first semiconductor layer 242, the active layer 244, and the second semiconductor layer 246 may be inclined, but are not limited thereto.
  • the second electrode 250 may have an electrode pad (not shown) and a branch electrode 254, and the branch electrode 254 has a hexagonal structure.
  • the branch electrode 254 may have a circular, elliptical or polygonal structure, but is not limited thereto.
  • the second semiconductor layer 246 may have a groove g in which the second electrode 250 having a hexagonal structure is disposed, and the groove g may have a lower surface and a side surface of the second electrode 250.
  • the diffusion of the current supplied to the second electrode 250 is shown in FIG. 1 by enlarging the contact area between the second electrode 250 and the second semiconductor layer 246 by bringing it into contact with the two semiconductor layers 246. It can be increased than the light emitting device 100.
  • the cross section of the groove g is illustrated in the figure as a quadrangle, but is not limited thereto, and may be formed in a polygon, a circle, or an oval.
  • the depth b1 of the groove g may be 0.5 to 1 times the thickness d2 of the branch electrode 254 included in the second electrode 250.
  • the second semiconductor layer 246 forming the side surface of the branch electrode 254 and the side surface of the groove g is formed.
  • the effect of current diffusion is insufficient because the contact area is not large, and if the contact area is larger than 1 times the thickness d2 of the branch electrode 254, the contact area of the side surface of the branch electrode 254 and the second semiconductor layer 246 is large.
  • the branch electrode 254 is one-times larger than the thickness d2
  • the effect of current diffusion is not greatly improved, and the process efficiency may be lowered when the branch electrode 254 is disposed.
  • the width b2 of the groove g may be equal to the width d1 of the branch electrode 254.
  • the light emitting device 300 includes a substrate 310, a first metal layer 312 on the substrate 310, a first electrode 320 and a first electrode 320 on the first metal layer 312. ) May include a light emitting structure 340, a passivation layer 330 disposed on side surfaces of the light emitting structure 340, and a second electrode 350 disposed on the light emitting structure 340.
  • the description of the substrate 310, the first metal layer 312, the first electrode 320, and the passivation layer 330 will be omitted in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the light emitting structure 340 may include a first semiconductor layer 342, an active layer 344, and a second semiconductor layer 346, and the first semiconductor layer 342 is electrically connected to the first electrode 320. And a p-type semiconductor layer that provides holes to the active layer 344, and the second semiconductor layer 346 is disposed on the active layer 344 and electrically connected to the second electrode 350 to the active layer 344. It may be an n-type semiconductor layer providing a charge.
  • first semiconductor layer 342, the active layer 344, and the second semiconductor layer 346 are not described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and will be described with respect to portions different from those of FIGS. 1 and 2. do.
  • the second electrode 350 may have an electrode pad (not shown) and a branch electrode 354, and the branch electrode 354 will be described as having a hexagonal structure.
  • the branch electrode 354 may have a circular, elliptical or polygonal structure, but is not limited thereto.
  • the light extraction structure p is formed on the upper surface of the second semiconductor layer 346, thereby improving luminous efficiency.
  • the light extraction structure p is shown to be formed on the upper surface of the second semiconductor layer 346, when the light transmitting electrode layer (not shown) is formed on the second semiconductor layer 346, a part of the upper surface of the light transmitting electrode layer is formed. Or may be formed throughout.
  • the light extraction structure p may be formed to have a regular or irregular shape and arrangement, and for example, the side cross-section of the shape may have various shapes such as a cylinder, a polygonal pillar, a cone, a polygonal pyramid, a truncated cone, and a polygonal truncated cone. There is no limit.
  • the branch electrode 354 included in the second electrode 350 may be disposed on the light extracting structure p of the second semiconductor layer 346.
  • a groove in which the branch electrode 354 included in the second electrode 350 is disposed is disposed at the lower end of the light extraction structure p formed on the upper surface of the second semiconductor layer 346. (Not shown) may be formed, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 400 includes a substrate 410, a first metal layer 412 on the substrate 410, a first electrode 420 on the first metal layer 412, and a first electrode. Passivation disposed on side surfaces of the light emitting structure 440 and the light emitting structure 440 on the current blocking layer (CBL), the first electrode 420 and the current blocking layer 460 on the 420.
  • the second electrode 450 may be included on the layer 430 and the light emitting structure 440.
  • the description of the substrate 410, the first metal layer 412, the first electrode 420, and the passivation layer 430 will be omitted in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • the light emitting structure 440 may include a first semiconductor layer 442, an active layer 444, and a second semiconductor layer 446, and the first semiconductor layer 442 is electrically connected to the first electrode 420. And a p-type semiconductor layer that provides holes to the active layer 444, and the second semiconductor layer 446 is disposed on the active layer 444 and electrically connected to the second electrode 450 to the active layer 444. It may be an n-type semiconductor layer providing a charge.
  • first semiconductor layer 442, the active layer 444, and the second semiconductor layer 446 are not described in detail with reference to FIGS. 1 and 2, and thus different parts from those of FIGS. 1 and 2 will be described. do.
  • the second electrode 450 may have an electrode pad (not shown) and a branch electrode 454, and the branch electrode 454 will be described as having a hexagonal structure.
  • the branch electrode 454 may have a circular, elliptical, or polygonal structure, but is not limited thereto.
  • the current blocking layer 460 may be disposed on the first electrode 320 to vertically overlap a portion of the branch electrode 454 included in the second electrode 450.
  • the current blocking layer 460 is at least one of a material having electrical insulation, a material having a lower electrical conductivity than the first electrode 420 or the first metal layer 412, and a material forming a Schottky contact with the first semiconductor layer 442. It may be formed using one, for example, may include at least one of SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, TiO2, Ti, Al, Pt and Cr.
  • the current blocking layer 460 is disposed between the first electrode 420 and the light emitting structure 440 vertically overlapping the branch electrode 454 to prevent clustering of current supplied to the first semiconductor layer 442. can do.
  • the current blocking layer 460 may be formed in the same hexagonal structure as the branch electrode 454, but is not limited thereto.
  • the current blocking layer 460 is not disposed at a position vertically overlapping with the branch electrode 454 disposed at the edge of the second semiconductor layer 446, and thus, the second semiconductor layer 446 may not be disposed. It may be disposed to vertically overlap with the branch electrode 454 disposed at the center except for the edge, without being limited thereto.
  • the width b3 of the current blocking layer 460 may be 1 to 2 times the width d1 of the branch electrode 454.
  • the width b3 of the current blocking layer 460 is less than 1 times the width d1 of the branch electrode 454, a cluster of currents supplied to the first semiconductor layer 452 corresponding to the branch electrode 454.
  • the phenomenon is likely to occur, and when larger than twice the width d1 of the branch electrode 454, it is possible to prevent the clustering of the current supplied to the first semiconductor layer 452, but the width of the branch electrode 454 is increased.
  • the effect of preventing the clustering of the current is not great, which may lead to an increase in manufacturing cost.
  • the light emitting devices 200, 300, and 400 shown in FIGS. 4 to 6 have different structures, but may be combined with each other, but the present invention is not limited thereto.
  • FIG. 7 is an exploded perspective view illustrating a display device according to a first embodiment.
  • the display device 1000 includes a light guide plate 1041, a light source module 1031 providing light to the light guide plate 1041, a reflective member 1022 and a light guide plate under the light guide plate 1041.
  • a bottom cover 1011 that houses an optical sheet 1051 on the optical sheet 1051, a display panel 1061 and a light guide plate 1041, a light source module 1031, and a reflective member 1022 on the optical sheet 1051. It is not limited to this.
  • the bottom cover 1011, the reflective sheet 1022, the light guide plate 1041, and the optical sheet 1051 may be defined as the light unit 1050.
  • the light guide plate 1041 diffuses light to serve as a surface light source.
  • the light guide plate 1041 is made of a transparent material, for example, an acrylic resin series such as polymethylmethacrylate (PMMA), polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene naphtha late (PEN) resin. It may include one of the.
  • PMMA polymethylmethacrylate
  • PET polyethylene terephthalate
  • PC polycarbonate
  • COC cycloolefin copolymer
  • PEN polyethylene naphtha late
  • the light source module 1031 provides light to at least one side of the light guide plate 1041, and ultimately serves as a light source of the display device.
  • the light source module 1031 may include at least one, and may provide light directly or indirectly at one side of the light guide plate 1041.
  • the light source module 1031 may include a substrate 1033 and a light emitting device package 1035 according to the above-described embodiment, and the light emitting device package 1035 may be arranged on the substrate 1033 at predetermined intervals.
  • the substrate 1033 may be a printed circuit board (PCB) including a circuit pattern (not shown).
  • the substrate 1033 may include not only a general PCB but also a metal core PCB (MCPCB, Metal Core PCB), a flexible PCB (FPCB, Flexible PCB), and the like, but is not limited thereto.
  • MCPCB Metal Core PCB
  • FPCB Flexible PCB
  • the substrate 1033 may be removed.
  • a part of the heat dissipation plate may contact the upper surface of the bottom cover 1011.
  • the plurality of light emitting device packages 1035 may be mounted on the substrate 1033 such that an emission surface from which light is emitted is spaced apart from the light guide plate 1041 by a predetermined distance, but is not limited thereto.
  • the light emitting device package 1035 may directly or indirectly provide light to a light incident portion, which is one side of the light guide plate 1041, but is not limited thereto.
  • the reflective member 1022 may be disposed below the light guide plate 1041.
  • the reflective member 1022 can improve the luminance of the light unit 1050 by reflecting light incident to the lower surface of the light guide plate 1041 and pointing upward.
  • the reflective member 1022 may be formed of, for example, PET, PC, or PVC resin, but is not limited thereto.
  • the reflective member 1022 may be an upper surface of the bottom cover 1011, but is not limited thereto.
  • the bottom cover 1011 may accommodate the light guide plate 1041, the light source module 1031, the reflective member 1022, and the like. To this end, the bottom cover 1011 may be provided with an accommodating part 1012 having a box shape having an open upper surface, but is not limited thereto. The bottom cover 1011 may be combined with the top cover, but is not limited thereto.
  • the bottom cover 1011 may be formed of a metal material or a resin material, and may be manufactured using a process such as press molding or extrusion molding.
  • the bottom cover 1011 may include a metal or non-metal material having good thermal conductivity, but is not limited thereto.
  • the display panel 1061 is, for example, an LCD panel and includes a first and second substrates of transparent materials facing each other, and a liquid crystal layer interposed between the first and second substrates.
  • a polarizing plate may be attached to at least one surface of the display panel 1061, but the polarizing plate is not limited thereto.
  • the display panel 1061 displays information by light passing through the optical sheet 1051.
  • the display device 1000 may be applied to various portable terminals, monitors of notebook computers, monitors of laptop computers, televisions, and the like.
  • the optical sheet 1051 is disposed between the display panel 1061 and the light guide plate 1041 and includes at least one light transmissive sheet.
  • the optical sheet 1051 may include at least one of a sheet such as, for example, a diffusion sheet, a horizontal and vertical prism sheet, a brightness enhancement sheet, and the like.
  • the diffusion sheet diffuses the incident light
  • the horizontal and / or vertical prism sheet focuses the incident light into the display area
  • the brightness enhancement sheet reuses the lost light to improve the brightness.
  • a protective sheet may be disposed on the display panel 1061, but is not limited thereto.
  • the light guide plate 1041 and the optical sheet 1051 may be included as an optical member on the optical path of the light source module 1031, but are not limited thereto.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a second embodiment.
  • the display device 1100 includes a bottom cover 1152, a substrate 1120 on which the light emitting device 1124 disclosed above is arranged, an optical member 1154, and a display panel 1155.
  • the substrate 1120 and the light emitting device package 1124 may be defined as the light source module 1160.
  • the bottom cover 1152, the at least one light source module 1160, and the optical member 1154 may be defined as the light unit 1150.
  • the bottom cover 1152 may include an accommodating part 1153, but is not limited thereto.
  • the light source module 1160 includes a substrate 1120 and a plurality of light emitting devices 1124 arranged on the substrate 1120.
  • the optical member 1154 may include at least one of a lens, a light guide plate, a diffusion sheet, horizontal and vertical prism sheets, a brightness enhancement sheet, and the like.
  • the light guide plate may be made of a PC material or a polymethyl methacrylate (PMMA) material, and the light guide plate may be removed.
  • the diffusion sheet diffuses the incident light
  • the horizontal and vertical prism sheets focus the incident light onto the display area
  • the brightness enhancement sheet reuses the lost light to improve the brightness.
  • the optical member 1154 is disposed on the light source module 1160 and performs surface light, or diffuses, condenses, or the like the light emitted from the light source module 1160.
  • FIG. 9 is an exploded perspective view showing a lighting apparatus according to the embodiment.
  • the lighting apparatus may include a cover 2100, a light source module 2200, a heat radiator 2400, a power supply 2600, an inner case 2700, and a socket 2800. Can be.
  • the lighting apparatus according to the embodiment may further include any one or more of the member 2300 and the holder 2500.
  • the light source module 2200 may include a light emitting device package according to the embodiment.
  • the cover 2100 may have a bulb or hemisphere shape, and may be provided in a hollow shape and an open portion of the cover 2100.
  • the cover 2100 may be optically coupled to the light source module 2200.
  • the cover 2100 may diffuse, scatter, or excite light provided from the light source module 2200.
  • the cover 2100 may be a kind of optical member.
  • the cover 2100 may be combined with the heat sink 2400.
  • the cover 2100 may have a coupling portion coupled to the heat sink 2400.
  • the inner surface of the cover 2100 may be coated with a milky paint.
  • the milky paint may include a diffuser to diffuse light.
  • the surface roughness of the inner surface of the cover 2100 may be greater than the surface roughness of the outer surface of the cover 2100. This is for the light from the light source module 2200 to be sufficiently scattered and diffused and emitted to the outside.
  • the material of the cover 2100 may be glass, plastic, polypropylene (PP), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), or the like.
  • polycarbonate is excellent in light resistance, heat resistance, and strength.
  • the cover 2100 may be transparent so that the light source module 2200 is visible from the outside, and may be opaque.
  • the cover 2100 may be formed through blow molding.
  • the light source module 2200 may be disposed on one surface of the heat sink 2400. Thus, heat from the light source module 2200 is conducted to the heat sink 2400.
  • the light source module 2200 may include a light emitting element 2210, a connection plate 2230, and a connector 2250.
  • the member 2300 is disposed on an upper surface of the heat sink 2400 and has a plurality of light emitting device packages 2210 and guide grooves 2310 into which the connector 2250 is inserted.
  • the guide groove 2310 corresponds to the board and the connector 2250 of the light emitting device package 2210.
  • the surface of the member 2300 may be coated or coated with a light reflecting material.
  • the surface of the member 2300 may be coated or coated with a white paint.
  • the member 2300 is reflected on the inner surface of the cover 2100 to reflect the light returned to the light source module 2200 side again toward the cover 2100. Therefore, it is possible to improve the light efficiency of the lighting apparatus according to the embodiment.
  • Member 2300 may be made of an insulating material, for example.
  • the connection plate 2230 of the light source module 2200 may include an electrically conductive material. Thus, electrical contact may be made between the radiator 2400 and the connection plate 2230.
  • the member 2300 may be made of an insulating material to block an electrical short between the connection plate 2230 and the heat sink 2400.
  • the radiator 2400 receives heat from the light source module 2200 and heat from the power supply unit 2600 to radiate heat.
  • the holder 2500 blocks the accommodating groove 2719 of the insulating portion 2710 of the inner case 2700. Therefore, the power supply unit 2600 accommodated in the insulating unit 2710 of the inner case 2700 is sealed.
  • Holder 2500 has guide protrusion 2510.
  • the guide protrusion 2510 may include a hole through which the protrusion 2610 of the power supply 2600 passes.
  • the power supply unit 2600 processes or converts an electrical signal provided from the outside to provide the light source module 2200.
  • the power supply unit 2600 is accommodated in the accommodating groove 2719 of the inner case 2700, and is sealed in the inner case 2700 by the holder 2500.
  • the power supply unit 2600 may include a protrusion 2610, a guide 2630, a base 2650, and a protrusion 2670.
  • the guide part 2630 has a shape protruding outward from one side of the base 2650.
  • the guide part 2630 may be inserted into the holder 2500.
  • a plurality of parts may be disposed on one surface of the base 2650.
  • a plurality of components may include, for example, a DC converter for converting AC power provided from an external power source into DC power, a driving chip for controlling driving of the light source module 2200, and an ESD (ElectroStatic) to protect the light source module 2200. discharge) protection elements and the like, but is not limited thereto.
  • the protrusion 2670 has a shape protruding outward from the other side of the base 2650.
  • the protrusion 2670 is inserted into the connection portion 2750 of the inner case 2700 and receives an electrical signal from the outside.
  • the protrusion 2670 may be provided to be equal to or smaller than the width of the connection portion 2750 of the inner case 2700.
  • Each end of the “+ wire” and the “ ⁇ wire” may be electrically connected to the protrusion 2670, and the other end of the “+ wire” and the “ ⁇ wire” may be electrically connected to the socket 2800.
  • the inner case 2700 may include a molding unit together with the power supply unit 2600 therein.
  • the molding part is a part in which the molding liquid is hardened, so that the power supply part 2600 can be fixed inside the inner case 2700.
  • the light emitting device package according to the embodiment is not limited to the configuration and method of the embodiments described as described above, the embodiments may be a combination of all or part of each embodiment selectively so that various modifications can be made It may be configured.

Abstract

실시 예는, 기판, 상기 기판 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물 및 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제2 전극;을 포함하고, 상기 제2 전극은, 패드전극 및 상기 패드전극에서 연장되며, 상기 제2 반도체층의 상면이 육각형으로 노출되게 육각형 구조로 이루어진 가지전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.

Description

발광소자
실시 예는 발광소자에 관한 것이다.
LED(Light Emitting Diode; 발광 다이오드)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
보통, 소형화된 LED는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 LED 램프도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 이것은 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용된다.
이와 같이 LED의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, LED의 발광휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
실시 예의 목적은, 발광구조물의 발광 면적을 확대하기 위해 전극구조가 개선된 발광소자를 제공함에 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 기판, 상기 기판 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물 및 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극은, 패드전극 및 상기 패드전극에서 연장되며, 육각형 구조로 이루어진 가지전극을 포함할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광소자는, 기판, 상기 기판 상에 배치된 제1 전극, 상기 제1 전극 상에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물, 상기 제2 반도체층 상에 배치된 제2 전극 및 상기 제1 전극과 상기 제1 반도체층 사이에 배치된 전류차단층을 포함하고, 상기 제2 전극은, 패드전극 및 상기 패드전극에서 연장되며, 육각형 구조로 이루어진 가지전극을 포함하고, 상기 전류차단층의 적어도 일부분은, 상기 가지전극과 수직적으로 중첩될 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자는, 제2 반도체층의 상면이 육각형 형상을 가지도록 육각형 구조로 제2 반도체층의 상면에 배치된 제2 전극을 형성함으로써, 제2 전극의 폭을 축소시킬 수 있으며 제2 반도체층의 상면으로 전원을 균일하게 공급하도록 함으로써, 활성층에서의 발광 면적을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 발광소자의 단면을 나타낸 단면사시도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 제2 전극을 나타낸 사시도이다.
도 4 내지 도 6은 실시 예에 따른 발광소자에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 9는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 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 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.
도 1은 실시 예에 따른 발광소자를 나타낸 사시도, 도 2는 도 1에 나타낸 발광소자의 단면을 나타낸 단면사시도 및 도 3은 도 1에 나타낸 제2 전극을 나타낸 사시도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 발광소자(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 배치된 제1 전극(120), 제1 전극(120) 상에 발광구조물(140) 및 발광구조물(140) 상에 제2 전극(150)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 열전도성이 우수한 물질을 이용하여 형성하거나, 또는 전도성 물질로 형성할 수 있는데, 금속 물질 또는 전도성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있다. 지지기판(110)은 단일층으로 형성될 수 있고, 이중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 형성될 수 있다.
즉, 기판(110)은 금속 재질, 예를 들어 Au, Ni, W, Mo, Cu, Al, Ta, Ag, Pt, Cr중에서 선택된 어느 하나로 형성하거나 둘 이상의 합금으로 형성할 수 있으며, 서로 다른 둘 이상의 물질을 적층하여 형성할 수 있다. 또한 지지기판(110)은 Si, Ge, GaAs, ZnO, SiC, SiGe, GaN, Ga2O3 와 같은 캐리어 웨이퍼로 구현될 수 있다.
이와 같은 기판(110)은 발광소자(100)에서 발생하는 열의 방출을 용이하게 하여 발광소자(100)의 열적 안정성을 향상시킬 수 있다.
기판(110) 상에는 제1 금속층(112)이 형성될 수 있다.
제1 금속층(112)은 기판(110)과 제1 전극(120)의 결합을 위하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 은(Ag), 니켈(Ni), 나이오븀(Nb), 알루미늄(Au), 팔라듐(Pd), 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 제1 금속층(112)은 금속의 확산을 방지하는 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 백금(Pt), 팔라듐(Pd), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 몰리브덴(Mo), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 탄탈(Ta), 하프늄(Hf), 지르코늄(Zr), 니오브(Nb), 바나듐(V), 철(Fe), 티타늄(Ti) 중 적어도 하나 또는 둘 이상의 합금을 포함할 수 있고, 이에 한정을 두지 않는다.
제1 금속층(112)은 발광 소자(100)의 제조 공정상 발생할 수 있는 깨짐, 또는 박리와 같은 기계적 손상을 최소화할 수 있다.
또한, 제1 금속층(112)은 기판(110)을 구성하는 금속 물질이 발광 구조물(140)으로 확산되는 것을 방지할 수 있다.
제1 금속층(112)은 스퍼터링 증착 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 또한, 실시예에 따라 전기 화학적인 금속 증착 방법이나, 유테틱 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용할 수도 있으며, 복수의 층으로 형성될 수도 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 제1 금속층(112) 상에는 제1 전극(120)이 형성될 수 있으며, 제1 전극(120)은 제2 금속층(122), 반사층(124) 및 오믹층(126) 중 적어도 한 층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(120)은 제2 금속층(122)/반사층(124)/오믹층(126)의 구조이거나, 반사층(124)/오믹층(126)의 적층 구조이거나, 제2 금속층(122)/반사층(124)의 구조일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 제1 전극(120)은 제2 금속층(122) 상에 반사층(124) 및 오믹층(126)이 순차로 적층된 형태일 수 있다.
제2 금속층(122)은 배리어 금속(barrier metal), 또는 본딩 금속, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
반사층(124)은 제2 금속층(122) 및 오믹층(126) 사이에 배치될 수 있으며, 반사특성이 우수한 물질, 예를들어 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 구성된 물질 중에서 형성되거나, 상기 금속 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단일층 또는 다층으로 형성할 수 있다.
또한, 반사층(124)은 IZO/Ni, AZO/Ag, IZO/Ag/Ni, AZO/Ag/Ni 등으로 적층할 수 있다. 또한 반사층(124)이 발광구조물(140)과 오믹 접촉하는 물질로 형성할 경우, 오믹층(126)은 별도로 형성하지 않을 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
오믹층(126)은 발광구조물(140)의 하면에 오믹 접촉되며, 층 또는 복수의 패턴으로 형성될 수 있다. 오믹층(126)은 투광성 전극과 금속이 선택적으로 사용될 수 있으며, 예를 들어, 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현할 수 있다. 오믹층(126)은 발광구조물(140)에 포함된 제1 반도체층(142)에 캐리어의 주입을 원활히 하기 위한 것으로, 반드시 형성되어야 하는 것은 아니다.
제1 전극(120) 상에는 발광구조물(140)의 측면 및 상면 일부분을 감싸는 패시베이션층(130)이 형성될 수 있다.
여기서, 패시베이션층(130)은 절연물질로 형성될 수 있으며, 예를 들면 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 패시베이션층(130)은 발광구조물(140)의 상면에 배치된 제2 전극(150)의 측면에 접촉되게 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
발광구조물(140)은 제1 반도체층(142), 활성층(144) 및 제2 반도체층(146)을 포함할 수 있으며, 제1, 2 반도체층(142, 146) 사이에 활성층(144)이 배치될 수 있다.
제1 반도체층(142)은 활성층(144)에 정공을 주입하도록 p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제1 반도체층(142)은 예를들어, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다.
제1 반도체층(142)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제2 반도체층(146)은 활성층(144) 상에 배치되어 활성층(144)으로 전자를 주입하도록 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 제2 반도체층(146)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 구현될 수 있다.
제2 반도체층(146)은 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP 및 AlGaInP 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, 및 Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1, 2 반도체층(142) 사이에 배치된 활성층(144)은 2족-6족 또는 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.
활성층(144)은 양자우물구조로 형성된 경우 예컨데, InxAlyGa1-x-yN ((0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤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 다중 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
활성층(144)의 위 또는/및 아래에는 도전성 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전성 클래드층(미도시)은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(144)의 밴드 갭보다는 큰 밴드 갭을 가질 수 있다.
한편, 활성층(144)과 제1 반도체층(142) 사이에 삽입층(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 삽입층은 고 전류 인가시 제2 반도체층(146)으로부터 활성층(144)으로 주입되는 전자가 활성층(144)에서 재결합되지 않고 제1 반도체층(142)으로 흐르는 현상을 방지하는 전자 차단층(Electron blocking layer)일 수 있다.
상기 삽입층은 활성층(144)에 포함된 장벽층의 밴드갭보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p 형 AlGaN 과 같은 Al 을 포함한 반도체층으로 형성될 수 있으며, 활성층(144)보다 상대적으로 큰 밴드갭을 가짐으로써, 제2 반도체층(146)으로부터 주입된 전자가 활성층(144)에서 재결합되지 않고 제1 반도체층(142)으로 주입되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 활성층(144)에서 전자와 정공의 재결합 확률을 높이고 누설전류를 방지할 수 있다.
상술한 제1 반도체층(142), 활성층(144) 및 제2 반도체층(146)은 예를 들어, 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제1 반도체층(142) 및 제2 반도체층(146) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층은 다양한 도핑 농도 분포를 갖도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제1 반도체층(142)이 n 형 반도체층으로 구현되고, 제2 반도체층(146)이 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 제2 반도체층(146) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있다. 이에 따라, 발광 소자(100)는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.
제2 전극(150)은 도 2에 나타낸 바와 같이 제2 반도체층(146)의 상면에 배치되며, 제2 반도체층(146)의 상면을 통하여 전류를 공급할 수 있다.
제2 전극(150)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
제2 전극(150)은 제2 반도체층(146)의 일측에 배치된 패드전극(152) 및 패드전극(152)에서 연장되어 제2 반도체층(146)의 상면이 육각형 형상으로 노출되게 육각형 구조로 이루어진 가지전극(154)을 포함할 수 있다.
실시 예에서, 제2 전극(150)은 제2 반도체층(146)의 상면 중 일측 모서리에 패드전극(152)이 배치되며, 제2 반도체층(146)의 상면에서 상기 일측 모서리를 제외한 부분에 상기 육각형 구조(뼈대)로 이루어진 가지전극(154)이 배치된 것으로 설명하지만, 패드전극(152)은 서도 대칭되는 일측 모서리에 적어도 2이상 배치되거나, 제2 반도체층(146)의 상면 일부에 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
또한, 가지전극(154)는 상기 육각형 구조 이외에도, 원형, 타원형 또는 다각형 형태로 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 3에 나타낸 바와 같이, 패드전극(152)은 발광소자 패키지(미도시)에 포함된 리드프레임(미도시)에 배치되는 경우, 상기 리드프레임과 와이어(미도시)를 통해 전기적으로 연결되는 전극이므로, 소정의 면적을 가질 수 있다.
이때, 가지전극(154)은 육각형 구조(뼈대)를 이루며, 제2 반도체층(146)의 상면에 배치되어 패드전극(152)으로 공급되는 전원을 제2 반도체층(146)으로 확산시켜 공급할 수 있다.
즉, 가지전극(154)은 육각형 구조를 가짐으로써, 패드전극(152)으로 공급된 전원을 육각형 구조를 이루는 6개의 변으로 확산시킴으로써, 제2 반도체층(146)으로 전원을 균일하게 공급함으로써 전류 군집 현상을 방지할 수 있다.
여기서, 가지전극(154)의 6개의 변 중 한 변의 폭(d1)은 1 ㎛ 내지 5 ㎛일 수 있다.
즉, 가지전극(154)은 1 ㎛ 보다 얇은 폭(d1)을 가지는 경우, 6개의 변 형성시 6개의 변 중 적어도 하나의 변이 끊어질 수 있으므로 공정 효율이 낮아지게되며, 5 ㎛ 보다 두꺼운 폭(d1)을 가지는 경우 6개의 변에 대한 형성이 용이하지만 제2 반도체층(154)의 상면이 노출되는 영역이 축소되어 결과적으로 발광 면적을 축소됨으로써 발광 효율이 낮아질 수 있다.
가지전극(154)의 6개의 변 중 한 변의 두께(d2)는 한 변의 폭(d1)과 동일하거나 크게 형성할 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
즉, 가지전극(154)은 한 변의 두께(d2)가 한 변의 폭(d1) 보다 작은 경우, 6개의 변 형성시 적어도 하나의 변이 끊어질 수 있으며 단면적이 작아짐으로써 저항이 증가되어 결과적으로 패드전극(152)에서 공급되는 전류의 확산이 용이하지 않게되며, 한 변의 두께(d2)가 한 변의 폭(d1) 보다 동일하거나 큰 경우 상술한 바와 같이 단면적이 증가되어 저항이 감소되어 결과적으로 패드전극(152)에서 공급되는 전류의 확산이 용이할 수 있다.
또한, 가지전극(154)은 6개의 변의 길이(d3)가 모두 동일하거나, 적어도 하나의 변의 길이(d3)가 다를 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
실시 예에서, 가지전극(154)은 동일한 길이(d3)을 가지는 6개의 변으로 상기 육각형 구조를 이루는 것으로 설명한다.
즉, 가지전극(154)은 한 변의 길이(d3)가 220 ㎛ 내지 230 ㎛일 수 있으며, 육각형 구조의 중심에서 한 변까지의 거리(d4)가 190 ㎛ 내지 200 ㎛ 일 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 가지전극(154)은 한 변의 길이(d3)가 220 ㎛ 미만 및 거리(d4)가 190 ㎛ 미만인 경우 가지전극(154)에 의해 노출되는 제2 반도체층(146)의 육각형 형상의 상면 면적이 감소되어 발광 효율이 낮아질 수 있으며, 한 변이 길이(d3)가 230 ㎛ 보다 크고 거리(d4)가 200 ㎛ 보다 큰 경우, 가지전극(154)에 의해 노출되는 제2 반도체층(146)의 육각형 형상의 상면 면적이 증가되어 발광 효율이 증가될 수 있으나 패드전극(152)에서 공급되는 전류의 확산이 낮아짐으로써 전류가 전극패드(152)에 인접한 제2 반도체층(146)에 집중될 우려가 있다.
상술한 바와 같이, 가지전극(154)은 육각형 구조로 형성함으로써, 제2 반도체층(146)의 상면에 균일하게 전류를 공급하도록 함으로써, 전류 집중을 방지할 수 있음으로써 제2 반도체층(146)에서 전하가 균일하게 활성층(144)의 중심 및 중심을 기준으로 양측면에 제공함으로써, 발광소자(100)의 발광 효율을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
도 4 내지 도 6은 실시 예에 따른 발광소자에 대한 다양한 실시 예를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 발광소자(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 제1 금속층(212), 제1 금속층(212) 상에 제1 전극(220), 제1 전극(220) 상에 배치되며 발광구조물(240)의 측면에 배치면 패시베이션층(230), 제1 전극(220) 상에 배치된 발광구조물(240) 및 발광구조물(240) 상에 배치된 제2 전극(250)을 포함할 수 있다.
여기서, 기판(210), 제1 금속층(212), 제1 전극(220) 및 패시베이션층(230)에 대한 설명은 도 1 및 도 2에서 자세히 설명한 바, 설명을 생략하기로 한다.
제1 전극(220)은 제2 금속층(222), 반사층(224) 및 오믹층(226)을 포함할 수 있으며, 도 1 내지 도 3에서 상술한 바 설명을 생략한다.
발광구조물(240)은 제1 반도체층(242), 활성층(244) 및 제2 반도체층(246)을 포함할 수 있으며, 제1 반도체층(242)은 제1 전극(220)과 전기적으로 연결되며, 활성층(244)으로 정공을 제공하는 p형 반도체층일 수 있으며, 제2 반도체층(246)은 활성층(244) 상에 배치되며 제2 전극(250)과 전기적으로 연결되어 활성층(244)으로 전하를 제공하는 n형 반도체층일 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(242), 활성층(244) 및 제2 반도체층(246)은 도 1 및 도 2에서 설명한바 자세한 설명을 생략하며, 도 1 및 도 2과 다른 부분에 대하여 설명하기로 한다.
또한, 제1 반도체층(242), 활성층(244) 및 제2 반도체층(246)은 측면이 경사지게 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
제2 전극(250)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 전극패드(미도시)와 가지전극(254)를 가질 수 있으며 가지전극(254)은 육각형 구조를 가지는 것으로 설명한다. 이와 달리, 가지전극(254)는 원형, 타원형 또는 다각형 구조를 가질 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
즉, 제2 반도체층(246)은 육각형 구조를 가지는 제2 전극(250)이 배치되는 홈(g)이 형성될 수 있으며, 홈(g)은 제2 전극(250)의 하면 및 측면이 제2 반도체층(246)에 접촉되도록 하여, 제2 전극(250)과 제2 반도체층(246) 사이의 접촉 면적을 확대함으로써, 제2 전극(250)으로 공급되는 전류의 확산을 도 1에 나타낸 발광소자(100) 보다 증가시킬 수 있다. 홈(g)의 단면은 사각형으로 도면에 도시되었으나 이에 한정하지 않으며 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성할 수 있다.
여기서, 홈(g)의 깊이(b1)은 제2 전극(250)에 포함된 가지전극(254)의 두께(d2) 대비 0.5배 내지 1배일 수 있다.
즉, 홈(g)의 깊이(b1)는 가지전극(254)의 두께(d2) 대비 0.5배 미만인 경우 가지전극(254)의 측면, 홈(g)의 측면을 형성하는 제2 반도체층(246)에 접촉면적이 크지 않아 전류확산의 효과가 미비하며, 가지전극(254)의 두께(d2) 대비 1배 보다 큰 경우 가지전극(254)의 측면과 제2 반도체층(246)에 접촉면적이 가지전극(254)의 두께(d2) 대비 1배인 경우와 비교하여 전류확산의 효과가 크게 향상되지 않으며, 가지전극(254) 배치 시 공정 효율이 낮아질 수 있다.
또한, 홈(g)의 폭(b2)은 가지전극(254)의 폭(d1)과 동일하게 형성될 수 있다.
도 5를 참조하면, 발광소자(300)는 기판(310), 기판(310) 상에 제1 금속층(312), 제1 금속층(312) 상에 제1 전극(320), 제1 전극(320) 상에 발광구조물(340), 발광구조물(340)의 측면에 배치된 패시베이션층(330) 및 발광구조물(340) 상에 배치된 제2 전극(350)을 포함할 수 있다.
여기서, 기판(310), 제1 금속층(312), 제1 전극(320) 및 패시베이션층(330)에 대한 설명은 도 1 및 도 2에서 자세히 설명한 바, 설명을 생략하기로 한다.
발광구조물(340)은 제1 반도체층(342), 활성층(344) 및 제2 반도체층(346)을 포함할 수 있으며, 제1 반도체층(342)은 제1 전극(320)과 전기적으로 연결되며, 활성층(344)으로 정공을 제공하는 p형 반도체층일 수 있으며, 제2 반도체층(346)은 활성층(344) 상에 배치되며 제2 전극(350)과 전기적으로 연결되어 활성층(344)으로 전하를 제공하는 n형 반도체층일 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(342), 활성층(344) 및 제2 반도체층(346)은 도 1 및 도 2에서 설명한바 자세한 설명을 생략하며, 도 1 및 도 2과 다른 부분에 대하여 설명하기로 한다.
제2 전극(350)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 전극패드(미도시)와 가지전극(354)를 가질 수 있으며 가지전극(354)은 육각형 구조를 가지는 것으로 설명한다. 이와 달리 가지전극(354)는 원형, 타원형 또는 다각형 구조를 가질 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
이때, 제2 반도체층(346)의 상면에는 광 추출 구조(p)가 형성되어, 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
광 추출 구조(p)는 제2 반도체층(346)의 상면에 형성되는 것으로 나타내었으나, 제2 반도체층(346)의 상에 투광성 전극층(미도시)을 형성하는 경우, 상기 투광성 전극층의 상면 일부 또는 전체에 형성될 수 있다.
광 추출 구조(p)는 규칙적 또는 불규칙적 형상 및 배열을 갖도록 형성될 수 있고, 예를 들어 형상의 측 단면이 원기둥, 다각기둥, 원뿔, 다각뿔, 원뿔대 및 다각뿔대 등 다양한 형상을 가질 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
여기서, 제2 전극(350)에 포함된 가지전극(354)은 제2 반도체층(346)의 광 추출 구조(p) 상에 배치될 수 있다.
실시 예에서는 나타내지 않았으나, 도 4에 나타낸 바와 같이 제2 반도체층(346)의 상면에 형성된 광 추출 구조(p)의 하단부에는 제2 전극(350)에 포함된 가지전극(354)가 배치되는 홈(미도시)이 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 6을 참조하면, 발광소자(400)은 기판(410), 기판(410) 상에 상에 제1 금속층(412), 제1 금속층(412) 상에 제1 전극(420), 제1 전극(420) 상에 전류차단층(CBL:Curret Blocking Layer, 460), 제1 전극(420) 및 전류차단층(460) 상에 발광구조물(440), 발광구조물(440)의 측면에 배치된 패시베이션층(430) 및 발광구조물(440) 상에 제2 전극(450)을 포함할 수 있다.
여기서, 기판(410), 제1 금속층(412), 제1 전극(420) 및 패시베이션층(430)에 대한 설명은 도 1 및 도 2에서 자세히 설명한 바, 설명을 생략하기로 한다.
발광구조물(440)은 제1 반도체층(442), 활성층(444) 및 제2 반도체층(446)을 포함할 수 있으며, 제1 반도체층(442)은 제1 전극(420)과 전기적으로 연결되며, 활성층(444)으로 정공을 제공하는 p형 반도체층일 수 있으며, 제2 반도체층(446)은 활성층(444) 상에 배치되며 제2 전극(450)과 전기적으로 연결되어 활성층(444)으로 전하를 제공하는 n형 반도체층일 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(442), 활성층(444) 및 제2 반도체층(446)은 도 1 및 도 2에서 설명한바 자세한 설명을 생략하며, 도 1 및 도 2과 다른 부분에 대하여 설명하기로 한다.
제2 전극(450)은 도 1 내지 도 3에서 설명한 바와 같이 전극패드(미도시)와 가지전극(454)를 가질 수 있으며 가지전극(454)은 육각형 구조를 가지는 것으로 설명한다. 이와 달리, 가지전극(454)는 원형, 타원형 또는 다각형 구조를 가질 수 있으며 이에 한정하지 않는다.
전류차단층(460)은 제2 전극(450)에 포함된 가지전극(454)과 일부분이 수직적으로 중첩되게 제1 전극(320) 상에 배치될 수 있다.
전류차단층(460)은 전기 절연성을 가지는 재질, 제1 전극(420) 또는 제1 금속층(412)보다 전기 전도성이 낮은 재질 및 제1 반도체층(442)과 쇼트키 접촉을 형성하는 재질 중 적어도 하나를 이용하여 형성될 수 있으며, 예를 들어 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiOx, TiO2, Ti, Al, Pt 및 Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전류차단층(460)은 가지전극(454)과 수직적으로 중첩되는 제1 전극(420)과 발광구조물(440) 사이에 배치됨으로써, 제1 반도체층(442)으로 공급되는 전류의 군집현상을 방지할 수 있다.
이때, 전류차단층(460)은 가지전극(454)과 동일한 육각형 구조로 형성될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 6에 나타낸 바와 같이, 전류차단층(460)은 제2 반도체층(446) 상의 가장자리에 배치된 가지전극(454)과 수직적으로 중첩되는 위치에는 배치되지 않고, 제2 반도체층(446)의 가장자리를 제외한 중심부에 배치된 가지전극(454)과 수직적으로 중첩되게 배치될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
이때, 전류차단층(460)의 폭(b3)은 가지전극(454)의 폭(d1) 대비 1배 내지 2배일 수 있다.
즉, 전류차단층(460)의 폭(b3)는 가지전극(454)의 폭(d1) 대비 1배 미만인 경우 가지전극(454)에 대응하는 제1 반도체층(452)으로 공급되는 전류의 군집 현상이 발생될 우려가 높으며, 가지전극(454)의 폭(d1) 대비 2배 보다 큰 경우 제1 반도체층(452)으로 공급되는 전류의 군집 현상을 방지할 수 있으나 가지전극(454)의 폭(d1) 대비 2배인 경우 전류의 군집 현상을 방지하는 효과가 크지 않음으로써 제조 원가의 상승을 가져올 수 있다.
도 4 내지 도 6에 나타낸 발광소자(200, 300, 400)는 서로 다른 구조를 가지고 있으나, 서로 결합될 수 있으며, 이에 한정을 두지 않는다.
도 7은 제1 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 7을 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041), 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031), 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022), 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051), 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061) 및 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.
도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.
광원 모듈(1031)은 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.
광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광소자 패키지(1035)를 포함하며, 발광소자 패키지(1035)는 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.
기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 기판(1033)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. 발광소자 패키지(1035)는 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.
그리고, 복수의 발광소자 패키지(1035)는 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광소자 패키지(1035)는 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도광판(1041) 아래에는 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 반사 부재(1022)는 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(1011)는 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.
광학 시트(1051)는 표시 패널(1061)과 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
여기서, 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 8은 제2 실시 예에 따른 표시 장치를 나타낸 단면도이다.
도 8을 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.
기판(1120)과 발광소자 패키지(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.
여기서, 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.
광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.
도 9는 실시 예에 따른 조명장치를 나타낸 분해 사시도이다.
도 9를 참조하면, 실시 예에 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. 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
예컨대, 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 커버(2100)는 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 커버(2100)는 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 커버(2100)는 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.
커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.
커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 커버(2100)는 외부에서 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.
광원 모듈(2200)은 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.
부재(2300)는 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자 패키지(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 가이드홈(2310)은 발광소자 패키지(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.
부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 부재(2300)는 커버(2100)의 내면에 반사되어 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.
부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 방열체(2400)와 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 연결 플레이트(2230)와 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 방열체(2400)는 광원 모듈(2200)로부터의 열과 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.
홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)에 수납되는 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 가이드 돌출부(2510)는 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.
전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈(2200)로 제공한다. 전원 제공부(2600)는 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 홀더(2500)에 의해 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.
전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.
가이드부(2630)는 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 가이드부(2630)는 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.
돌출부(2670)는 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 돌출부(2670)는 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 돌출부(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.
내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 전원 제공부(2600)가 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.
사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥 상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다.
이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다.
이상에서는 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에
    배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물; 및
    상기 제2 반도체층 상에 배치된 제2 전극;을 포함하고,
    상기 제2 전극은,
    패드전극; 및
    상기 패드전극에서 연장되며, 육각형 구조로 이루어진 가지전극;을 포함하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 패드전극은,
    상기 제2 반도체층의 일측 모서리에 배치된 발광소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 가지전극의 폭은,
    1 ㎛ 내지 5 ㎛ 인 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 가지전극의 두께는,
    1 ㎛ 내지 10 ㎛ 인 발광소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 가지전극의 길이는,
    220 ㎛ 내지 230 ㎛ 인 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 반도체층은,
    상기 가지전극이 배치되는 홈이 형성된 발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 가지전극의 두께는,
    상기 홈의 깊이 대비 1배 내지 2배인 발광소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 홈의 단면 형상은,
    다각형 형상 또는 타원 형상인 발광소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제1 전극과 상기 제1 반도체층 사이에 배치된 전류차단층;을 포함하고,
    상기 전류차단층의 적어도 일부분은,
    상기 가지전극과 수직적으로 중충첩된 발광소자.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류차단층은,
    상기 가지전극과 동일한 육각형 구조를 이루는 발광소자.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 전류차단층은,
    상기 가지전극의 폭 대비 1배 내지 2배인 발광소자.
  12. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광구조물의 측면 및 상면에 배치된 패시베이션층;을 포함하고,
    상기 패시베이션층은,
    SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4 및 Al2O3 중 적어도 하나를 포함하는 발광소자.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 가지전극은,
    상기 패시베이션의 상면 및 측면 중 적어도 일면에 접촉된 발광소자.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 가지전극은,
    상기 육각형 구조를 이루는 6개의 변을 포함하고,
    상기 6개의 변 중 어느 하나의 변과 상기 육각형 구조의 중심점 사이의 거리는,
    190 ㎛ 내지 200 ㎛ 인 발광소자.
  15. 제 1 항에 있어서,
    상기 제2 반도체층은 상면이
    상기 가지전극에 의해 육각형 형태로 노출되는 발광소자.
  16. 기판;
    상기 기판 상에 배치된 제1 전극;
    상기 제1 전극 상에 배치되며, 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1, 2 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광구조물;
    상기 제2 반도체층 상에 배치된 제2 전극; 및
    상기 제1 전극과 상기 제1 반도체층 사이에 배치된 전류차단층을 포함하고,
    상기 제2 전극은,
    패드전극; 및
    상기 패드전극에서 연장되며, 육각형 구조로 이루어진 가지전극을 포함하고,
    상기 전류차단층의 적어도 일부분은,
    상기 가지전극과 수직적으로 중첩되는 발광소자.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 전류차단층은,
    상기 가지전극과 동일한 육각형 구조를 이루는 발광소자.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 전류차단층은,
    상기 가지전극의 폭 대비 1배 내지 2배인 발광소자.
  19. 제 16 항에 있어서,
    상기 제2 반도체층은 상면이
    상기 가지전극에 의해 육각형 형태로 노출되는 발광소자.
  20. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항의 발광소자를 포함하는 조명 시스템.
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