WO2017010701A1 - ZnO 투명 전극을 포함하는 발광 소자 - Google Patents

ZnO 투명 전극을 포함하는 발광 소자 Download PDF

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transparent electrode
zno transparent
region
thickness
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신찬섭
양명학
윤여진
이섬근
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Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device including a plurality of protrusions including a ZnO transparent electrode having improved luminous efficiency and improved electrical characteristics.
  • the nitride p-type semiconductor layer has a relatively low electrical conductivity compared to the n-type semiconductor layer.
  • the current is not effectively distributed in the horizontal direction in the p-type semiconductor layer, so that current is concentrated in a specific portion of the semiconductor layer (current crowding).
  • the light emitting diode may be vulnerable to electrostatic discharge, and leakage current and efficiency droop may occur.
  • the ohmic contact with the metallic electrode is less formed or the contact resistance with the metallic electrode is higher than that of the n-type semiconductor layer.
  • a technique of forming a transparent electrode such as ITO and a current blocking layer on a p-type semiconductor layer has been applied to manufacturing a light emitting device.
  • a transparent electrode such as ITO and a current blocking layer on a p-type semiconductor layer
  • the ITO has a limitation in increasing the thickness of the ITO due to the decrease in the light transmittance according to the thickness, and thus the horizontal resistance in the ITO is relatively high, which also limits the current dispersion.
  • An object of the present invention is to provide a light emitting device including a ZnO transparent electrode having low electrical resistance and improved current dispersion efficiency.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting device having improved light extraction efficiency through ZnO transparent electrode surface patterning.
  • Another object of the present invention is to provide a light emitting device having improved electrical characteristics by controlling the shape of a ZnO transparent electrode.
  • the first conductivity type semiconductor layer A mesa positioned on the first conductive semiconductor layer and including an active layer and a second conductive semiconductor layer positioned on the active layer; A ZnO transparent electrode on the mesa; A first electrode on the first conductive semiconductor layer; And a second electrode at least partially positioned on the ZnO transparent electrode, the second electrode including a second electrode pad and at least one second electrode extension extending from the second electrode pad, wherein the second electrode extension is the ZnO
  • the ZnO transparent electrode includes a first region and a second region, the first region protrudes above the upper surface of the ZnO transparent electrode, and includes a plurality of protrusions arranged in a predetermined pattern The thickness of the portion corresponding to the height of the plurality of protrusions is greater than the thickness of the second region, and the separation distance between the plurality of protrusions extends from the second electrode extension to one protrusion adjacent to the second electrode extension.
  • the maximum thickness of the first region of the ZnO transparent electrode may be 2 to 6 times the thickness of the second region of the ZnO transparent electrode.
  • the second region of the ZnO transparent electrode may have a thickness of 250 nm or more.
  • the second region of the ZnO transparent electrode may have a thickness of 300 to 500 nm.
  • the protrusion of the ZnO transparent electrode may have a height of 1 to 1.5 ⁇ m.
  • the diameter of the lower surface of each of the protrusions or the diameter of the inscribed circle on the lower surface of each of the protrusions may be 1.5 to 3 times the separation distance between the protrusions.
  • the diameter of the lower surface of each of the protrusions or the inscribed circle of the lower surface of each of the protrusions may be 1 to 3 ⁇ m.
  • the thickness of the ZnO transparent electrode positioned below the second electrode extension may be greater than the average thickness of the ZnO transparent electrode.
  • the thickness of the ZnO transparent electrode positioned below the second electrode extension may be the same as the thickness of the first region of the ZnO transparent electrode.
  • the light emitting device may further include a current blocking layer positioned between the mesa and the ZnO transparent electrode, wherein the current blocking layer is a pad current blocking layer and a second pad disposed below the second electrode pad.
  • An extension current blocking layer positioned below the electrode extension may be included.
  • the extension current blocking layer may be covered by the ZnO transparent electrode, the pad current blocking layer may be partially covered by the ZnO transparent electrode, and the ZnO transparent part of the second electrode pad and the pad current blocking layer.
  • An electrode may be interposed.
  • the thickness of the ZnO transparent electrode interposed between a portion of the second electrode pad and the pad current blocking layer may be greater than an average thickness of the ZnO transparent electrode.
  • the light emitting device may further include a passivation layer at least partially covering the upper surface of the light emitting structure and the ZnO transparent electrode.
  • the thickness of the portion of the passivation layer located on the second region of the ZnO transparent electrode may be greater than the thickness of the portion of the passivation layer located on the first region of the ZnO transparent electrode.
  • the second region may correspond to a portion where the protrusion is not formed.
  • the first conductivity type semiconductor layer A mesa positioned on the first conductive semiconductor layer and including an active layer and a second conductive semiconductor layer positioned on the active layer; A ZnO transparent electrode on the mesa; A first electrode insulated from the second conductive semiconductor layer and positioned on the first conductive semiconductor layer; And a second electrode at least partially positioned on the ZnO transparent electrode, the second electrode including a second electrode pad and at least one second electrode extension extending from the second electrode pad, wherein the second electrode extension is the ZnO In contact with the transparent electrode, the ZnO transparent electrode includes a first region and a second region, the first region protrudes above the upper surface of the ZnO transparent electrode, and includes a plurality of protrusions arranged in a predetermined pattern And an area surrounded by a virtual boundary line spaced apart by a predetermined distance in a horizontal direction from a side of the second electrode extension and a side of the second electrode extension, and the first area of the Z
  • the thickness of the second region may be smaller than the height of the plurality of protrusions.
  • the predetermined distance may be equal to or less than a horizontal shortest distance from the second electrode extension to one protrusion adjacent to the second electrode extension.
  • the present invention by providing a light emitting device having a transparent electrode including a ZnO transparent electrode having a relatively high light transmittance, it is possible to form a transparent electrode with a thicker thickness than when ITO is applied. Thereby, the horizontal current dispersion efficiency in the transparent electrode can be improved.
  • the transparent electrode may have a relatively thick thickness to form protrusions on a surface thereof, and the light extraction efficiency of the light emitting device may be improved by the protrusions.
  • FIG. 1 is a plan view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views for describing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 5 and 6 are enlarged plan views for describing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is an enlarged perspective view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 8 (a) to 8 (c) are enlarged perspective views illustrating a light emitting device according to other embodiments of the present invention.
  • FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views and enlarged cross-sectional views illustrating light emitting devices according to other exemplary embodiments of the present invention.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an exemplary embodiment is applied to a display device.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
  • FIGS. 1 to 7 are plan view illustrating a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention
  • FIGS. 2 and 3 are cross-sectional views of portions corresponding to lines A-A 'and B-B' of FIG. 1, respectively.
  • Cross-sectional views. 4 is an enlarged cross-sectional view showing a part of a cross section of FIG. 2 enlarged.
  • 5 and 6 are enlarged plan views showing enlarged ⁇ region and ⁇ region of FIG. 1, respectively.
  • 7 is an enlarged perspective view showing an enlarged surface of a ZnO transparent electrode according to the present embodiment.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 120, a current blocking layer 130, a transparent electrode 140, a first electrode 150, and a second electrode 160. It includes.
  • the light emitting device may further include a substrate 110.
  • the light emitting device may include first to fourth side surfaces 101, 102, 103, and 104, respectively.
  • the planar shape of the light emitting device may be a rectangular shape having a different aspect ratio, but the shape of the light emitting device is not limited thereto.
  • the substrate 110 may be an insulating or conductive substrate.
  • the substrate 110 may be a growth substrate for growing the light emitting structure 120, and may include a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a gallium nitride substrate, an aluminum nitride substrate, and the like.
  • the substrate 110 may be a secondary substrate for supporting the light emitting structure 120.
  • the substrate 110 may be a sapphire substrate, and in particular, may be a patterned sapphire substrate (PSS) patterned on an upper surface thereof, in which case the substrate 110 may be formed of a plurality of substrates. It may include protrusions 110p.
  • PSS patterned sapphire substrate
  • the first conductive semiconductor layer 121 is described as being located on the substrate 110, but the substrate 110 is a growth substrate capable of growing the semiconductor layers 121, 123, and 125.
  • the semiconductor layers 121, 123, and 125 may be separated or removed through physical and / or chemical methods, and may be omitted.
  • the light emitting structure 120 may include a first conductivity type semiconductor layer 121, a second conductivity type semiconductor layer 125 and a first conductivity type semiconductor layer 121 positioned on the first conductivity type semiconductor layer 121.
  • the active layer 123 may be disposed between the second conductive semiconductor layers 125.
  • the light emitting structure 120 may be positioned on the first conductivity type semiconductor layer 121 and may include a mesa 120m including an active layer 123 and a second conductivity type semiconductor layer 125.
  • the first conductive semiconductor layer 121, the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 125 may include a III-V series nitride-based semiconductor, and include, for example, (Al, Ga, In) N. It may include a nitride-based semiconductor such as.
  • the first conductive semiconductor layer 121, the active layer 123, and the second conductive semiconductor layer 125 may be grown and formed in a chamber using a known method such as MOCVD.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 121 may include n-type impurities (eg, Si, Ge. Sn)
  • the second conductivity-type semiconductor layer 125 may include p-type impurities (eg, Mg, Sr, Ba). It may also be the reverse.
  • the active layer 123 may include a multi-quantum well structure (MQW), and the composition ratio of the nitride semiconductor may be adjusted to emit a desired wavelength.
  • the second conductivity-type semiconductor layer 125 may be a p-type semiconductor layer.
  • the mesa 120m is positioned on a portion of the first conductivity type semiconductor layer 121, so that the surface of the first conductivity type semiconductor layer 121 may be exposed in an area where the mesa 120m is not formed. have.
  • the mesa 120m may be formed by partially etching the second conductivity-type semiconductor layer 125 and the active layer 123.
  • the shape of the mesa 120m is not limited, but for example, as shown, the mesa 120m may be generally formed along the side surface of the first conductivity-type semiconductor layer 121.
  • the mesa 120m may have an inclined side surface, but may have a side surface perpendicular to the top surface of the first conductivity type semiconductor layer 121. A portion of the upper surface of the first conductive semiconductor layer 121 in which the mesa 120m is not formed may provide a region in which the first electrode 150 is disposed.
  • the mesa 120m may further include an uneven pattern (not shown) formed at a side thereof.
  • the side surface of the first conductive semiconductor layer 121 and the side surface of the substrate 110 may further include an uneven pattern (not shown).
  • the uneven pattern may be formed through a patterning method such as dry etching and / or wet etching.
  • the uneven pattern may be formed in an isolation process to separate the individual elements from the wafer during manufacturing of the light emitting device. Accordingly, the light extraction efficiency of the light emitting device can be improved.
  • the present invention is not limited thereto, and when the light emitting device has a structure other than the horizontal structure as illustrated (for example, a vertical structure), the upper surface of the first conductive semiconductor layer 121 is exposed. It may not be.
  • the current blocking layer 130 is at least partially positioned on the second conductivity type semiconductor layer 125.
  • the current blocking layer 130 may be located on the second conductive semiconductor layer 125 to correspond to a portion where the second electrode 160 is located.
  • the current blocking layer 130 may include a pad current blocking layer 131 and an extension current blocking layer 133.
  • the pad current blocking layer 131 and the extension current blocking layer 133 may be positioned corresponding to the positions of the second electrode pad 161 and the second electrode extension 163, respectively.
  • the pad current blocking layer 131 is disposed adjacent to the first side 101 of the light emitting device, and the extension current blocking layer 133 is disposed from the first side 101 to the third side ( It may be arranged to extend in the direction toward 103.
  • the current blocking layer 130 may prevent the current from being concentrated by directly transferring the current supplied to the second electrode 160 to the semiconductor layer. Accordingly, the current blocking layer 130 may have an insulating property, may include an insulating material, and may be formed of a single layer or multiple layers.
  • the current blocking layer 130 may include SiO x or SiN x , or may include a distributed Bragg reflector in which insulating material layers having different refractive indices are stacked.
  • the current blocking layer 130 may have light transmittance, may have light reflectivity, or may have selective light reflectivity.
  • the current blocking layer 130 may have a larger area than the second electrode 160 formed on the current blocking layer 130. Accordingly, the second electrode 160 may be located in the region where the current blocking layer 130 is formed.
  • the current blocking layer 130 may have an inclined side, in which case the transparent electrode 140 is peeled off or electrically open at the corner portion (ie, the angled portion) of the current blocking layer 130.
  • the transparent electrode 140 may be positioned on the second conductive semiconductor layer 125, and may also cover a portion of the top surface of the second conductive semiconductor layer 125 and a portion of the current blocking layer 130.
  • the transparent electrode 140 may include an opening that partially exposes the pad current blocking layer 131.
  • the opening may be located on the pad current blocking layer 131, and the transparent electrode 140 may partially cover the pad current blocking layer 131.
  • the side surface of the opening may be generally formed along the side surface of the pad current blocking layer 131. Accordingly, a portion of the transparent electrode 140 may be interposed between the second electrode pad 161 and the pad current blocking layer 131 to contact the second electrode pad 161.
  • the transparent electrode 140 may cover the extension current blocking layer 133, and thus may contact the second electrode extension 163 positioned on the extension current blocking layer 133. Meanwhile, in some embodiments, the opening may expose the pad current blocking layer 131 as a whole. In this case, the second electrode pad 161 and the transparent electrode 140 may be spaced apart from each other. In addition, the transparent electrode 140 may form an ohmic contact with the second conductivity-type semiconductor layer 125.
  • the transparent electrode 140 may include a material having light transmittance and electrical conductivity, such as a conductive oxide or a light transmissive metal layer.
  • the transparent electrode 140 may be a ZnO transparent electrode formed of zinc oxide (ZnO). Since the ZnO transparent electrode has better light transmittance than the ITO transparent electrode, the ZnO transparent electrode may be formed to a thicker thickness than the ITO transparent electrode. When the ITO transparent electrode is formed at 200 nm or more, the light absorption at the ITO transparent electrode increases due to the low light transmittance. On the other hand, the ZnO transparent electrode has a relatively excellent light transmittance, and may be formed to a thickness of about 250 nm or more.
  • the light absorption efficiency of the ZnO transparent electrode does not increase so much that light extraction efficiency of the light emitting device is increased. This can be improved. Accordingly, the ZnO transparent electrode can be formed relatively thick, so that the current can be more evenly distributed in the horizontal direction in the light emitting device to which the ZnO transparent electrode is applied, and the forward voltage V f is higher than that of the light emitting device to which the ITO transparent electrode is applied. Can be reduced.
  • the transparent electrode 140 will be described as being a ZnO transparent electrode.
  • the transparent electrode 140 will be described in more detail with reference to the drawings.
  • the transparent electrode 140 includes a first region 141 and a second region 142.
  • the first region 141 may protrude above the upper surface of the transparent electrode 140 and include a plurality of protrusions 141p disposed in a predetermined pattern. Therefore, the region where the protrusions 141p are not formed may correspond to the second region 142.
  • the protrusions 141p may be spaced apart from each other, and may be disposed to have a predetermined pattern.
  • the centers of the protrusions 141p may be disposed at vertices of the hexagon and at the center of the hexagon, and the hexagons may be formed in a pattern in which the hexagons are periodically repeated.
  • the present invention is not limited thereto, and the shape in which the central parts of the protrusions 141p are disposed may be variously modified.
  • the transparent electrode formed of ITO has a very low light efficiency when formed to a thickness of several tens to several hundred nm or more due to light absorption.
  • the transparent electrode 140 of the present embodiment includes a ZnO transparent electrode, the transparent electrode 140 may be thicker than the transparent electrode formed of ITO, and thus a plurality of protrusions 141p may be formed on the upper surface of the ZnO transparent electrode. Since the transparent electrode 140 includes a plurality of protrusions 141p, the total reflection probability on the surface of the transparent electrode 140 may be reduced, thereby improving light extraction efficiency for light passing through the transparent electrode 140.
  • the protrusion 141p may have a cone shape in which the horizontal area decreases from the bottom to the top.
  • the bottom surface of the cone-shaped protrusion 141p may be generally circular, and the side surface of the cone-shaped protrusion 141p may include a curved surface whose slope of the tangent line decreases.
  • the shape of the protrusion 141p may be modified into various shapes as shown in FIG. 8.
  • the protrusion 141a may have a bullet shape, and in this case, the side surface of the protrusion 141a may have a curved surface and a protrusion 141a whose slope of the tangent decreases. It may comprise a surface generally perpendicular to the bottom surface.
  • the lower surface of the protrusion 141a may be generally circular.
  • the protrusion 141b may be formed in a polygonal pyramid shape, for example, in a quadrangular pyramid shape.
  • the side surface of the protrusion 141b may include a generally flat plane, but may also include a curved surface having a predetermined curvature.
  • the lower surface of the protrusion 141b may have a polygonal shape, and in this case, the polygon of the lower surface may have a virtual inscribed circle IC.
  • the diameter of the lower surface is defined as the diameter of the inscribed circle (IC) of the polygon.
  • the protrusion 141c may be formed in a conical or polygonal pyramid shape, for example, in a conical shape having a side surface substantially perpendicular to the lower surface.
  • the shape of the protrusion 141p according to the embodiments of the present invention is not limited to the above description and may be variously modified.
  • the first region 141 and the second region 142 may have different thicknesses.
  • the maximum thickness T3 of the first region 141 may be substantially equal to the sum of the thickness T1 of the second region 142 and the height (or thickness corresponding to the height) T2 of the protrusion 141p. have.
  • the maximum thickness T3 of the first region 141 may be about 2 to 6 times the thickness T1 of the second region 142.
  • the thickness T1 of the second region 142 may be about 250 nm or more, and further, may be 300 to 500 nm. Since the second region 142 has a thickness in the above-described range, the electrical resistance in the horizontal direction in the transparent electrode 140 may be sufficiently low. Accordingly, the second region 142 may be prevented from acting as an electrical resistor, thereby improving current dispersion efficiency in the horizontal direction in the transparent electrode 140.
  • the height T2 of the protrusion 141p may be greater than the thickness T1 of the second region 142, for example, about 0.5 to 2.5 ⁇ m, and further, about 1 to 1.5 ⁇ m. Further, the diameter of the lower surface of the protrusion 141p (or the diameter of the inscribed circle of the polygon corresponding to the lower surface of the protrusion (see FIG. 8 (b))) W1 may be about 0.5 to 4 ⁇ m, and further, about 1 to 3 ⁇ m. Can be. Since the protrusion 141p has a diameter W1 and a height T2 in the above-described ranges and conditions, the total internal reflection prevention efficiency through the protrusion 141p may be maximized to improve light extraction efficiency of the light emitting device.
  • the separation distance D1 between the protrusions 141p may be smaller than the diameter W1 of the lower surface of the protrusion 141p, for example, W1 may have a size of 1.5 to 3 times D1. Since the separation distance D1 between the protrusions 141p is formed in the above-described range, the light passing through one protrusion 141p is interfered with or absorbed by another adjacent protrusion 141p and the light extraction efficiency is lowered. In addition, it is possible to prevent the current flowing in the horizontal direction in the transparent electrode 140 from concentrating on the protrusion 141p, thereby reducing the horizontal current dispersion efficiency.
  • the horizontal shortest distance D2 from the second electrode extension 163 to one protrusion 141p adjacent to the second electrode extension 163 is greater than the separation distance D1 between the protrusions 141p. Big.
  • D2 is smaller than D1
  • the current injected from the second electrode extension 163 to the transparent electrode 140 may be concentrated on adjacent protrusions 141p having a relatively low electrical resistance (thickness). .
  • current may be concentrated in the protrusions 141p adjacent to the second electrode extension 163, thereby reducing current dispersion efficiency.
  • D2 when D2 is set under the above-described conditions as in the present embodiment, the current may be smoothly distributed in the horizontal direction through the region under the second region 142 and the protrusion 141p.
  • the separation distance between the protrusions 141p adjacent to the second electrode extension 163 and the second electrode extension 163 is too close to the second electrode extension 163.
  • Light emitted through the protruding portions 141p adjacent to the second absorption portion 163 may be absorbed by the second electrode extension 163 to reduce light emission efficiency.
  • the luminous efficiency of the light emitting device can be improved.
  • the region R1 surrounded by a virtual boundary line spaced apart from the side surface of the second electrode extension portion 163 and the side surface of the second electrode extension portion 163 by a predetermined distance D3 in the horizontal direction.
  • the first region 141 of the transparent electrode 140 may not overlap each other.
  • the region R1 may be defined as an area spaced by D3 from the side of the second electrode extension 163, and no protrusion 141p is located in the region R1.
  • D3 is larger than D1, and D2 may have a size of D3 or more.
  • controlling the position of the first region 141 of the transparent electrode 140 and the position where the protrusion 141p is disposed may be usefully applied in the process of forming the protrusion 141p.
  • the mask may be masked by a mask to a region R1 surrounded by a virtual boundary line spaced a predetermined distance D3 in a horizontal direction from the side of the second electrode extension 163 and the side of the second electrode extension 163.
  • the protrusions 141p may be formed through an etching process. Accordingly, the size of D3 can be easily controlled, and the formation position of the protrusions 141p can be controlled such that D2 is larger than D1 through a simple method.
  • the thickness T4 of the transparent electrode 140 positioned below the second electrode extension 163 may be greater than the average thickness of the transparent electrode 140.
  • the thickness T4 may be greater than the thickness T2 of the second region 142.
  • the thickness T4 may be substantially similar to the maximum thickness T3 of the first region 141.
  • the thickness T4 of the portion in contact with the second electrode extension 163 is formed relatively thick, so that the current injection efficiency from the second electrode extension 163 to the transparent electrode 140 is increased. Can improve.
  • the thickness of the transparent electrode 140 positioned below the second electrode extension 163 is injected with current directly from the second electrode extension 163, the current is concentrated. As a result, the current dispersion efficiency can be further improved.
  • the thickness of the transparent electrode 140 positioned below the second electrode pad 161 may also be formed to a thickness similar to that of T4.
  • the transparent electrode 140 including the first region 141, the second region 142, and the protrusion 141p having the above-described range and conditions may be implemented by applying a ZnO transparent electrode as the transparent electrode 140. have. Accordingly, a light emitting device having excellent light extraction efficiency, good current spreading efficiency, and reduced forward voltage can be provided.
  • a ZnO seed layer is formed on the second conductivity type semiconductor layer 125.
  • the ZnO seed layer may be formed through a coating method such as spin coating, and at this time, the ZnO seed layer formed by spin coating may be formed to a thickness of several nm.
  • the ZnO seed layer is heat-treated to form an ohmic contact between the ZnO seed layer and the second conductive semiconductor layer 125.
  • the heat treatment may be performed at a temperature of about 500 °C in N 2 atmosphere.
  • a ZnO single crystal or polycrystal is grown on the ZnO seed layer to form a ZnO transparent electrode, and for example, a single crystal ZnO transparent electrode may be formed using hydrothermal synthesis.
  • the ZnO transparent electrode may be formed to have a thickness of about 1 to 4 ⁇ m, and may be adjusted according to the height of the protrusion 141p and the thickness of the second region 142.
  • a process of heat-treating the ZnO transparent electrode formed by the hydrothermal synthesis method may be further performed.
  • a mask is formed on the ZnO transparent electrode, and a plurality of protrusions 141p are formed by partially removing the ZnO transparent electrode through an etching process.
  • the etching process may include a dry etching process.
  • the region masked by the mask may include a region where the second electrode 160 is formed, an R1 region, and a region where the protrusion 141p is formed.
  • the mask positioned on the region where the protrusion 141p is formed may have, for example, a side slope formed through a photoresist reflow process, and thus, may form a slope of the side surface of the protrusion 141p.
  • the area where the second electrode 160 is formed is masked by the mask, so that the thickness of T4 may be formed thicker than the average thickness of the transparent electrode 140.
  • the first electrode 150 is electrically connected to the first conductive semiconductor layer 121.
  • the first electrode 150 contacts the top surface of the first conductive semiconductor layer 121 where the second conductive semiconductor layer 125 and the active layer 123 are partially removed to expose the first electrode semiconductor layer 125. It may be electrically connected to the 121. Therefore, the first electrode 150 may be located on the first conductive semiconductor layer 121 exposed around the mesa 120m.
  • the first electrode 150 may include a first electrode pad 151 and one or more first electrode extensions 153.
  • the first electrode 150 may serve to supply external power to the first conductive semiconductor layer 121, and the first electrode 150 may be formed of a metal such as Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al, or the like. It may include a substance.
  • the first electrode 150 may be formed of a single layer or multiple layers.
  • the first electrode pad 151 may be disposed adjacent to the third side surface 103 of the light emitting device, and the two first electrode extensions 153 extend from the first electrode pad 151, but the first side surface May extend toward 101. In consideration of the current spreading efficiency, the first electrode extensions 153 may be spaced apart from each other by an appropriate distance.
  • the second electrode 160 is positioned on the second conductive semiconductor layer 125. At least a portion of the second electrode 160 may be located on an area where the current blocking layer 130 is located.
  • the second electrode 160 includes a second electrode pad 161 and at least one second electrode extension 163, and the second electrode pad 161 and the second electrode extension 163 respectively block the pad current. Layer 131 and extension current blocking layer 133. Therefore, a portion of the transparent electrode 140 may be interposed between the second electrode 160 and the current blocking layer 130.
  • the second electrode pad 161 may be positioned on the opening of the transparent electrode 140. The second electrode pad 161 may be in contact with the transparent electrode 140, and an opening side surface of the transparent electrode 140 may be at least partially in contact with the second electrode pad 161.
  • the second electrode pad 161 may be disposed to emit light in front of the active layer 123 of the light emitting device by smoothly distributing current.
  • the second electrode pad 153 may be positioned adjacent to the first side 101 opposite to the third side 103 where the first electrode pad 151 is adjacent.
  • the second electrode extensions 163 extend from the second electrode pad 161.
  • the three second electrode extension portions 163 may extend from the second electrode pad 161 toward the third side surface 103.
  • the direction in which the second electrode extension 163 extends may change as the second electrode extension 163 extends.
  • an end of the second electrode extension 163 may be bent toward the first electrode pad 151. This may be variously designed in consideration of the distance between the first electrode 150 and the second electrode extension 163.
  • the transparent electrode 140 is interposed between at least a portion of the second electrode extension 163 and the extension current blocking layer 133, so that the second electrode extension 163 is connected to the transparent electrode 140. Contact and electrically connected.
  • the first electrode extensions 153 and the second electrode extensions 163 may be disposed to be sandwiched between each other.
  • each of the first electrode extensions 153 may be disposed between two second electrode extensions 163, and a second electrode extension 163 positioned at the center thereof. May be disposed between the two first electrode extensions 153.
  • the shortest separation distance between the adjacent first electrode extensions 153 and the second electrode extensions 163 may be substantially the same.
  • the arrangement of the first and second electrodes 150 and 160 is not limited thereto, and may be variously modified and changed according to the shape of the light emitting device.
  • the second electrode 160 may include a metal material, may include Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al, or the like, and may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the second electrode 160 includes a Ti layer / Au layer, a Ti layer / Pt layer / Au layer, a Cr layer / Au layer, a Cr layer / Pt layer / Au layer, a Ni layer / Au layer, and a Ni layer / It may include at least one of a metal stacked structure of Pt layer / Au layer, and Cr layer / Al layer / Cr layer / Ni layer / Au layer.
  • FIGS. 9 and 10 are cross-sectional views and enlarged cross-sectional views illustrating light emitting devices according to other exemplary embodiments of the present invention.
  • 10 is an enlarged view of a portion of the cross-sectional view of FIG. 9.
  • the light emitting device of this embodiment is different from the light emitting device of FIGS. 1 to 7 in that it further includes a passivation layer 170.
  • the light emitting device of the present embodiment will be described based on differences, and detailed description of the same configuration will be omitted.
  • the light emitting device includes a light emitting structure 120, a current blocking layer 130, a transparent electrode 140, a first electrode 150, and a second electrode 160. And a passivation layer 170.
  • the light emitting device may further include a substrate 110.
  • the light emitting device may include first to fourth side surfaces 101, 102, 103, and 104, respectively.
  • the planar shape of the light emitting device may be a rectangular shape having a different aspect ratio, but the shape of the light emitting device is not limited thereto.
  • the passivation layer 170 may cover the upper surface of the transparent electrode 140, and may further cover the upper portion of the light emitting structure 120. Accordingly, the side surface of the mesa 120m may be covered by the passivation layer 170, and the active layer 123 exposed at the side surface of the mesa 120m may be effectively protected from the external environment.
  • the passivation layer 170 may serve to protect the light emitting device from the outside. Furthermore, the passivation layer 170 may be positioned on the transparent electrode 140 to form a refractive index grading layer. For example, the passivation layer 170 may have a lower refractive index than the ZnO transparent electrode.
  • the passivation layer 170 may be formed of an insulating transparent material such as SiO 2 , SiN x , MgF 2, or the like. In particular, when the passivation layer 170 includes a SiNx layer, the light emitting device can be effectively protected from moisture.
  • the passivation layer 170 may be formed of a single layer or multiple layers.
  • the passivation layer 170 may include a distributed Bragg reflector in which a plurality of layers having different refractive indices are stacked.
  • the distribution Bragg reflector is a material constituting the distribution Bragg reflector, the thickness of each layer to transmit the light emitted from the light emitting structure 120, but to reflect light of a longer wavelength than the light emitted from the light emitting structure 120 And the stacking period can be controlled.
  • the passivation layer 170 transmits the light emitted from the light emitting structure 120, but reflects the light converted by the wavelength conversion unit. May include a distribution Bragg reflector.
  • the thickness of the passivation layer 170 positioned on the transparent electrode 140 may have a variation.
  • the thickness T5 of the passivation layer 170 positioned on the second region 142 of the transparent electrode 140 is the thickness of the passivation layer 170 positioned on the first region 141. It can be formed thicker than (T6).
  • the passivation layer 170 positioned on the first region 141 may have a reduced thickness in a direction from the lower side to the upper side of the side surface of the protrusion 141p. Accordingly, the uneven pattern on the upper surface of the passivation layer 170 may be formed more smoothly than the uneven pattern formed by the protrusions 141p of the transparent electrode 140. Accordingly, the probability of total internal reflection of the light passing through the transparent electrode 140 and the passivation layer 170 may be further reduced, thereby further improving the light extraction efficiency of the light emitting device.
  • FIG. 11 is an exploded perspective view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
  • the lighting apparatus includes a diffusion cover 1010, a light emitting device module 1020, and a body portion 1030.
  • the body portion 1030 may accommodate the light emitting device module 1020, and the diffusion cover 1010 may be disposed on the body portion 1030 to cover the upper portion of the light emitting device module 1020.
  • the body portion 1030 is not limited as long as it can receive and support the light emitting device module 1020 and supply electric power to the light emitting device module 1020.
  • the body portion 1030 may include a body case 1031, a power supply device 1033, a power case 1035, and a power connection portion 1037.
  • the power supply device 1033 is accommodated in the power case 1035 and electrically connected to the light emitting device module 1020, and may include at least one IC chip.
  • the IC chip may adjust, convert, or control the characteristics of the power supplied to the light emitting device module 1020.
  • the power case 1035 may receive and support the power supply 1033, and the power case 1035 to which the power supply 1033 is fixed may be located inside the body case 1031. .
  • the power connection unit 115 may be disposed at a lower end of the power case 1035 and may be coupled to the power case 1035. Accordingly, the power connection unit 1037 may be electrically connected to the power supply device 1033 inside the power case 1035 to serve as a path through which external power may be supplied to the power supply device 1033.
  • the light emitting device module 1020 includes a substrate 1023 and a light emitting device 1021 disposed on the substrate 1023.
  • the light emitting device module 1020 may be disposed on the body case 1031 and electrically connected to the power supply device 1033.
  • the substrate 1023 is not limited as long as it can support the light emitting device 1021.
  • the substrate 1023 may be a printed circuit board including wiring.
  • the substrate 1023 may have a shape corresponding to the fixing portion of the upper portion of the body case 1031 so as to be stably fixed to the body case 1031.
  • the light emitting device 1021 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the diffusion cover 1010 may be disposed on the light emitting device 1021, and may be fixed to the body case 1031 to cover the light emitting device 1021.
  • the diffusion cover 1010 may have a translucent material and may adjust the directivity of the lighting device by adjusting the shape and the light transmittance of the diffusion cover 1010. Therefore, the diffusion cover 1010 may be modified in various forms according to the purpose of use of the lighting device and the application aspect.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
  • the display device includes a display panel 2110, a backlight unit providing light to the display panel 2110, and a panel guide supporting a lower edge of the display panel 2110.
  • the display panel 2110 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
  • a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at the edge of the display panel 2110.
  • the gate driving PCB is not configured in a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
  • the backlight unit includes a light source module including at least one substrate and a plurality of light emitting devices 2160.
  • the backlight unit may further include a bottom cover 2180, a reflective sheet 2170, a diffusion plate 2131, and optical sheets 2130.
  • the bottom cover 2180 may be opened upward to accommodate the substrate, the light emitting device 2160, the reflective sheet 2170, the diffusion plate 2131, and the optical sheets 2130.
  • the bottom cover 2180 may be combined with the panel guide.
  • the substrate may be disposed under the reflective sheet 2170 and be surrounded by the reflective sheet 2170.
  • the present invention is not limited thereto, and when the reflective material is coated on the surface, the reflective material may be positioned on the reflective sheet 2170.
  • the substrate may be formed in plural, and the plurality of substrates may be arranged in a side-by-side arrangement, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 2160 may include at least one of the light emitting devices according to the embodiments of the present invention described above.
  • the light emitting devices 2160 may be regularly arranged in a predetermined pattern on the substrate.
  • a lens 2210 may be disposed on each light emitting device 2160 to improve uniformity of light emitted from the plurality of light emitting devices 2160.
  • the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130 are positioned on the light emitting device 2160. Light emitted from the light emitting device 2160 may be supplied to the display panel 2110 in the form of a surface light source through the diffusion plate 2131 and the optical sheets 2130.
  • the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the direct type display device as the present embodiment.
  • FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment is applied to a display device.
  • the display device including the backlight unit includes a display panel 3210 on which an image is displayed and a backlight unit disposed on a rear surface of the display panel 3210 to irradiate light.
  • the display apparatus includes a frame 240 that supports the display panel 3210 and accommodates the backlight unit, and covers 3240 and 3280 that surround the display panel 3210.
  • the display panel 3210 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer.
  • a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further located at an edge of the display panel 3210.
  • the gate driving PCB is not configured in a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
  • the display panel 3210 may be fixed by covers 3240 and 3280 positioned at upper and lower portions thereof, and the cover 3280 positioned at lower portions thereof may be coupled to the backlight unit.
  • the backlight unit for providing light to the display panel 3210 may include a lower cover 3270 having a portion of an upper surface thereof, a light source module disposed on one side of the lower cover 3270, and positioned in parallel with the light source module to provide point light. And a light guide plate 3250 for converting to surface light.
  • the backlight unit according to the present exemplary embodiment is disposed on the light guide plate 3250 and is disposed below the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230 for diffusing and condensing light.
  • the display apparatus may further include a reflective sheet 3260 reflecting in the direction of the display panel 3210.
  • the light source module includes a substrate 3220 and a plurality of light emitting devices 3110 spaced apart from each other by a predetermined interval on one surface of the substrate 3220.
  • the substrate 3220 is not limited as long as it supports the light emitting device 3110 and is electrically connected to the light emitting device 3110.
  • the substrate 3220 may be a printed circuit board.
  • the light emitting device 3110 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above. Light emitted from the light source module is incident to the light guide plate 3250 and is supplied to the display panel 3210 through the optical sheets 3230. Through the light guide plate 3250 and the optical sheets 3230, the point light sources emitted from the light emitting devices 3110 may be transformed into surface light sources.
  • the light emitting device according to the embodiments of the present invention may be applied to the edge type display device as the present embodiment.
  • FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating an example in which a light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a head lamp.
  • the head lamp includes a lamp body 4070, a substrate 4020, a light emitting device 4010, and a cover lens 4050. Furthermore, the head lamp may further include a heat dissipation unit 4030, a support rack 4060, and a connection member 4040.
  • the substrate 4020 is fixed by the support rack 4060 and spaced apart from the lamp body 4070.
  • the substrate 4020 is not limited as long as it is a substrate capable of supporting the light emitting device 4010.
  • the substrate 4020 may be a substrate having a conductive pattern such as a printed circuit board.
  • the light emitting device 4010 is positioned on the substrate 4020 and may be supported and fixed by the substrate 4020.
  • the light emitting device 4010 may be electrically connected to an external power source through the conductive pattern of the substrate 4020.
  • the light emitting device 4010 may include at least one light emitting device according to the embodiments of the present invention described above.
  • the cover lens 4050 is positioned on a path along which light emitted from the light emitting element 4010 travels.
  • the cover lens 4050 may be disposed spaced apart from the light emitting element 4010 by the connecting member 4040, and may be disposed in a direction to provide light emitted from the light emitting element 4010. Can be.
  • the connection member 4040 may fix the cover lens 4050 with the substrate 4020 and may be disposed to surround the light emitting device 4010 to serve as a light guide for providing the light emitting path 4045.
  • connection member 4040 may be formed of a light reflective material or coated with a light reflective material.
  • the heat dissipation unit 4030 may include a heat dissipation fin 4031 and / or a heat dissipation fan 4033, and emits heat generated when the light emitting device 4010 is driven to the outside.
  • the light emitting device may be applied to the head lamp, in particular, a vehicle head lamp as in the present embodiment.

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Abstract

발광 소자가 개시된다. 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 활성층과 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사; 메사 상에 위치하는 ZnO 투명 전극; 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제1 전극; 및 적어도 일부가 ZnO 투명 전극 상에 위치하며, 제2 전극 패드 및 제2 전극 패드로부터 연장되는 하나 이상의 제2 전극 연장부를 포함하는 제2 전극을 포함하고, 제2 전극 연장부는 ZnO 투명 전극과 접촉하고, ZnO 투명 전극은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 ZnO 투명 전극 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부들을 포함하며, 복수의 돌출부들의 높이에 대응하는 부분의 두께는 제2 영역의 두께보다 크고, 복수의 돌출부들간의 이격 거리는 제2 전극 연장부로부터 제2 전극 연장부에 인접하는 일 돌출부까지의 수평 방향 최단 거리보다 작다.

Description

[규칙 제26조에 의한 보정 21.07.2016]　ZnO 투명 전극을 포함하는 발광 소자
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 특히, 복수의 돌출부들을 포함하여 발광 효율이 향상되고 전기적 특성이 향상된 ZnO 투명 전극을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다.
질화물계 반도체를 이용하는 발광 다이오드에 있어서, 질화물계 p형 반도체층은 n형 반도체층에 비해 상대적으로 낮은 전기 도전성을 갖는다. 이로 인하여, p형 반도체층에서 전류가 수평방향으로 효과적으로 분산되지 않아, 반도체층의 특정 부분에 전류가 집중되는 현상이 발생한다(current crowding). 반도체층 내에서 전류가 집중되는 경우, 발광 다이오드가 정전기 방전에 취약해 지고, 누설 전류 및 효율 드룹이 발생할 수 있다. 또한, p형 반도체층은 n형 반도체층에 비해 금속성 전극과의 오믹 컨택이 잘 형성되지 않거나, 금속성 전극과의 접촉 저항이 높다.
이에, 전류를 효율적으로 분산시키고, 오믹 컨택을 원활하게 형성하기 위하여 p형 반도체층 상에 ITO와 같은 투명 전극 및 전류 차단층을 형성하는 기술이 발광 소자 제조에 적용된 바 있다. 그러나 전류 차단층 및 ITO 투명 전극만으로 p형 반도체층 전체에 고르게 전류를 분산시키는 것에는 한계가 있다. 특히, ITO는 두께에 따른 광 투과성의 저하로 인해, ITO의 두께를 증가시키는 것에 한계가 있고, 이로 인해 ITO 내에서의 수평 방향 저항이 상대적으로 높아 전류 분산에도 제약이 따른다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 전기적 저항이 낮아 전류 분산 효율이 향상된 ZnO 투명 전극을 포함하는 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, ZnO 투명 전극 표면 패터닝을 통해 광 추출 효율이 향상된 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, ZnO 투명 전극의 형상을 제어하여 전기적 특성이 향상된 발광 소자를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 활성층과 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사; 상기 메사 상에 위치하는 ZnO 투명 전극; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제1 전극; 및 적어도 일부가 상기 ZnO 투명 전극 상에 위치하며, 제2 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드로부터 연장되는 하나 이상의 제2 전극 연장부를 포함하는 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극 연장부는 상기 ZnO 투명 전극과 접촉하고, 상기 ZnO 투명 전극은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 ZnO 투명 전극 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부들을 포함하며, 상기 복수의 돌출부의 높이에 대응하는 부분의 두께는 상기 제2 영역의 두께보다 크고, 상기 복수의 돌출부들간의 이격 거리는 상기 제2 전극 연장부로부터 상기 제2 전극 연장부에 인접하는 일 돌출부까지의 수평 방향 최단 거리보다 작다.
상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역의 최대 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역의 두께의 2 내지 6배일 수 있다.
상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역은 250nm 이상의 두께는 가질 수 있다.
상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역은 300 내지 500nm의 두께를 가질 수 있다.
상기 ZnO 투명 전극의 돌출부는 1 내지 1.5㎛의 높이를 가질 수 있다.
상기 돌출부 각각의 하면의 직경 또는 상기 돌출부 각각의 하면에 대한 내접원의 직경은, 상기 돌출부들 간의 이격 거리의 1.5 내지 3배일 수 있다.
상기 돌출부 각각의 하면의 직경 또는 상기 돌출부 각각의 하면에 대한 내접원의 직경은 1 내지 3㎛일 수 있다.
상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 ZnO 투명 전극의 두께는, 상기 ZnO 투명 전극의 평균 두께보다 클 수 있다.
상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 ZnO 투명 전극의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역의 두께와 동일할 수 있다.
상기 발광 소자는, 상기 메사와 상기 ZnO 투명 전극의 사이에 위치하는 전류 차단층을 더 포함할 수 있고, 상기 전류 차단층은 상기 제2 전극 패드의 하부에 위치하는 패드 전류 차단층 및 상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 연장부 전류 차단층을 포함할 수 있다.
상기 연장부 전류 차단층은 상기 ZnO 투명 전극에 덮이고, 상기 패드 전류 차단층은 상기 ZnO 투명 전극에 부분적으로 덮일 수 있고, 상기 제2 전극 패드와 상기 패드 전류 차단층의 사이의 일부에 상기 ZnO 투명 전극이 개재될 수 있다.
상기 제2 전극 패드와 상기 패드 전류 차단층의 사이의 일부에 개재된 상기 ZnO 투명 전극의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 평균 두께보다 클 수 있다.
상기 발광 소자는, 상기 발광 구조체의 상면 및 상기 ZnO 투명 전극을 적어도 부분적으로 덮는 패시베이션층을 더 포함할 수 있다.
상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역 상에 위치하는 패시베이션층의 부분의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역 상에 위치하는 패시베이션층의 부분의 두께보다 클 수 있다.
상기 제2 영역은 상기 돌출부가 형성되지 않은 부분에 대응할 수 있다.
본 발명의 다른 측면에 따른 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 활성층과 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사; 상기 메사 상에 위치하는 ZnO 투명 전극; 상기 제2 도전형 반도체층과 절연되며, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제1 전극; 및 적어도 일부가 상기 ZnO 투명 전극 상에 위치하며, 제2 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드로부터 연장되는 하나 이상의 제2 전극 연장부를 포함하는 제2 전극을 포함하고, 상기 제2 전극 연장부는 상기 ZnO 투명 전극과 접촉하고, 상기 ZnO 투명 전극은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 ZnO 투명 전극 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부들을 포함하며, 상기 제2 전극 연장부의 측면 및 상기 제2 전극 연장부의 측면으로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 가상의 경계선으로 둘러싸인 영역과, 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역은 서로 중첩되지 않으며, 상기 소정 거리는 상기 복수의 돌출부들간의 이격 거리보다 크다.
상기 제2 영역의 두께는 상기 복수의 돌출부의 높이보다 작을 수 있다.
상기 소정 거리는 상기 제2 전극 연장부로부터 상기 제2 전극 연장부에 인접하는 일 돌출부까지의 수평 방향 최단 거리 이하일 수 있다.
본 발명에 따르면, 상대적으로 광 투과율이 높은 ZnO 투명 전극을 포함하는 투명 전극을 갖는 발광 소자를 제공하여, ITO를 적용한 경우에 비해 두꺼운 두께로 투명 전극을 형성할 수 있다. 이에 따라, 투명 전극에서의 수평 방향 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 투명 전극은 상대적으로 두꺼운 두께로 형성되어, 표면에 돌출부들을 형성할 수 있고, 상기 돌출부들에 의해 발광 소자의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 확대 단면도이다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 확대 평면도들이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 확대 사시도이다.
도 8의 (a) 내지 (c)는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 확대 사시도들이다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도 및 확대 단면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
이하, 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이고, 도 2 및 도 3은 각각 도 1의 A-A'선 및 B-B'선에 대응하는 부분의 단면을 도시하는 단면도들이다. 도 4는 도 2의 단면의 일부를 확대 도시하는 확대 단면도이다. 도 5 및 도 6은 각각 도 1의 α영역 및 β영역을 확대 도시하는 확대 평면도들이다. 도 7은 본 실시예에 따른 ZnO 투명 전극의 표면을 확대 도시하는 확대 사시도이다.
도 1 내지 도 7을 참조하면, 상기 발광 소자는, 상기 발광 소자는 발광 구조체(120), 전류 차단층(130), 투명 전극(140), 제1 전극(150) 및 제2 전극(160)을 포함한다. 나아가, 상기 발광 소자는, 기판(110)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자는 제1 내지 제4 측면(각각, 101, 102, 103, 104)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자의 평면 형태는, 도시된 바와 같이, 종횡의 비가 상이한 직사각형 형태일 수 있으나, 상기 발광 소자의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(110)은 절연성 또는 도전성 기판일 수 있다. 또한, 기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시키기 위한 성장 기판일 수 있으며, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 등을 포함할 수 있다. 이와 달리, 기판(110)은 발광 구조체(120)를 지지하기 위한 2차 기판일 수도 있다. 예를 들어, 기판(110)은 사파이어 기판일 수 있으며, 특히, 상면이 패터닝된 패턴된 사파이어 기판(patterned sapphire substrate; PSS)일 수 있고, 이 경우, 기판(110)은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부(110p)들을 포함할 수 있다.
본 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(121)이 기판(110) 상에 위치하는 것으로 설명하나, 기판(110)이 반도체층들(121, 123, 125)을 성장시킬 수 있는 성장 기판인 경우, 반도체층(121, 123, 125)들을 성장시킨 후에 물리적 및/또는 화학적 방법을 통해 분리 또는 제거되어 생략될 수도 있다.
발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 도전형 반도체층(121)상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125), 및 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(125)의 사이에 위치하는 활성층(123)을 포함할 수 있다. 또한, 발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121) 상에 위치하며, 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 포함하는 메사(120m)를 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 질화물계 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 MOCVD와 같은 공지의 방법을 이용하여 챔버 내에서 성장되어 형성될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 불순물 (예를 들어, Si, Ge. Sn)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(125)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg, Sr, Ba)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 파장을 방출하도록 질화물계 반도체의 조성비가 조절될 수 있다. 특히, 본 실시예에 있어서, 제2 도전형 반도체층(125)은 p형 반도체층일 수 있다.
메사(120m)는 제1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역 상에 위치하며, 이에 따라, 메사(120m)가 형성되지 않는 영역에는 제1 도전형 반도체층(121)의 표면이 노출될 수 있다. 메사(120m)은 제2 도전형 반도체층(125)과 활성층(123)을 부분적으로 식각함으로써 형성될 수 있다. 메사(120m)의 형태는 제한되지 않으나, 예를 들어, 도시된 바와 같이, 메사(120m)는 대체로 제1 도전형 반도체층(121)의 측면을 따라 형성될 수 있다. 메사(120m)는 경사진 측면을 가질 수 있으나, 제1 도전형 반도체층(121)의 상면에 대해 수직인 측면을 가질 수도 있다. 제1 도전형 반도체층(121) 상면의 일부 영역 중, 메사(120m)가 형성되지 않은 부분은 제1 전극(150)이 배치되는 영역을 제공할 수 있다.
또한, 메사(120m)는 그 측면에 형성된 요철 패턴(미도시)을 더 포함할 수도 있다. 나아가, 제1 도전형 반도체층(121)의 측면 및 기판(110)의 측면도 요철 패턴(미도시)을 더 포함할 수 있다. 상기 요철 패턴은 건식 식각 및/또는 습식 식각 등의 패터닝 방법을 통해 형성될 수 있다. 또한, 상기 요철 패턴은 발광 소자 제조 시 웨이퍼로부터 개별 소자로 분리하는 개별화(isolation) 공정에서 형성된 것일 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자가 도시된 바와 같은 수평형 구조가 아닌 다른 구조일 때(예를 들어, 수직형 구조), 제1 도전형 반도체층(121)의 상면은 노출되지 않을 수도 있다.
전류 차단층(130)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 적어도 부분적으로 위치한다. 전류 차단층(130)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 제2 전극(160)이 위치하는 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 전류 차단층(130)은 패드 전류 차단층(131) 및 연장부 전류 차단층(133)을 포함할 수 있다. 패드 전류 차단층(131)과 연장부 전류 차단층(133)은 각각 제2 전극 패드(161) 및 제2 전극 연장부(163)의 위치에 대응하여 위치할 수 있다. 따라서, 도시된 바와 같이, 패드 전류 차단층(131)은 발광 소자의 제1 측면(101)에 인접하여 배치되고, 연장부 전류 차단층(133)은 제1 측면(101)으로부터 제3 측면(103)으로 향하는 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다.
전류 차단층(130)은 제2 전극(160)으로 공급된 전류가 반도체층에 직접적으로 전달되어, 전류가 집중되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 전류 차단층(130)은 절연성을 가질 수 있고, 절연성 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전류 차단층(130)은 SiOx 또는 SiNx을 포함할 수 있고, 또는 굴절률이 다른 절연성 물질층들이 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다. 전류 차단층(130)은 광 투과성을 가질 수도 있고, 광 반사성을 가질 수도 있으며, 또한 선택적 광 반사성을 가질 수도 있다. 또한, 전류 차단층(130)은 전류 차단층(130) 상에 형성되는 제2 전극(160)보다 큰 면적을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(160)은 전류 차단층(130)이 형성되는 영역 내 상에 위치할 수 있다. 나아가, 전류 차단층(130)은 경사진 측면을 가질 수 있고, 이 경우, 전류 차단층(130)의 모서리 부분(즉, 각진 부분)에서 투명 전극(140)이 박리되거나 전기적으로 개방(open)되는 위험을 줄일 수 있다.
투명 전극(140)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치할 수 있고, 또한, 제2 도전형 반도체층(125) 상면의 일부, 및 전류 차단층(130)의 일부를 덮는다. 투명 전극(140)은 패드 전류 차단층(131)을 부분적으로 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 패드 전류 차단층(131) 상에 위치할 수 있으며, 투명 전극(140)은 패드 전류 차단층(131)을 부분적으로 덮을 수 있다. 나아가, 상기 개구부의 측면은 대체로 패드 전류 차단층(131)의 측면을 따라 형성될 수 있다. 이에 따라, 투명 전극(140)의 일부는 제2 전극 패드(161)와 패드 전류 차단층(131)의 사이에 개재되어 제2 전극 패드(161)와 접촉할 수 있다. 또한, 투명 전극(140)은 연장부 전류 차단층(133)을 덮을 수 있고, 이에 따라, 연장부 전류 차단층(133) 상에 위치하는 제2 전극 연장부(163)와 접촉할 수 있다. 한편, 몇몇 실시예들에서, 상기 개구부는 패드 전류 차단층(131)을 전체적으로 노출시킬 수 있다. 이 경우, 제2 전극 패드(161)와 투명 전극(140)은 이격될 수도 있다. 또한, 투명 전극(140)은 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 컨택을 형성할 수 있다.
투명 전극(140)은 도전성 산화물 또는 광 투과성 금속층과 같이 광 투과성 및 전기적 도전성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 특히, 본 실시예에서, 투명 전극(140)은 ZnO(Zinc Oxide)로 형성된 ZnO 투명 전극일 수 있다. ZnO 투명 전극은 ITO 투명 전극에 비해 광 투과도가 우수하여, ZnO 투명 전극은 ITO 투명 전극에 비해 더욱 두꺼운 두께로 형성될 수 있다. ITO 투명 전극은 200nm 이상으로 형성되는 경우, 낮은 광 투과도로 인하여 ITO 투명 전극에서의 광 흡수율이 증가한다. 반면, ZnO 투명 전극은 광 투과도가 상대적으로 우수하여, 약 250nm 이상의 두께로 형성될 수 있으며, 나아가, 수 ㎛의 두께로 형성되더라도 ZnO 투명 전극에서의 광 흡수율 증가가 크지 않아 발광 소자의 광 추출 효율이 향상될 수 있다. 따라서, ZnO 투명 전극은 상대적으로 두껍게 형성될 수 있어, ZnO 투명 전극이 적용된 발광 소자에서 수평 방향으로 전류가 더욱 고르게 분산될 수 있고, ITO 투명 전극이 적용된 발광 소자에 비해 순방향 전압(Vf)이 감소될 수 있다.
이하 설명되는 실시예들에서, 투명 전극(140)은 ZnO 투명 전극인 경우로 설명한다. 투명 전극(140)과 관련하여, 도면들을 참조하여 더욱 상세하게 설명한다.
도 2 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 투명 전극(140)은 제1 영역(141) 및 제2 영역(142)을 포함한다. 이때, 제1 영역(141)은 투명 전극(140) 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부(141p)들을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 돌출부(141p)들이 형성되지 않은 영역은 제2 영역(142)에 대응할 수 있다.
돌출부(141p)들은 서로 이격되어 배치될 수 있고, 소정의 패턴을 갖도록 배치될 수 있다. 예컨대, 도 5 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 돌출부(141p)들의 중심부는 육각형의 꼭지점들과, 상기 육각형의 중심부에 배치되며, 상기 육각형들이 주기적으로 반복된 형태의 패턴으로 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 돌출부(141p)들의 중심부들이 배치되는 형태는 다양하게 변형될 수 있다.
ITO로 형성된 투명 전극은 광 흡수로 인하여, 수십 내지 수백 nm이상의 두께로 형성하는 경우 광 효율이 매우 저하된다. 반면, 본 실시예의 투명 전극(140)은 ZnO 투명 전극을 포함하므로, ITO로 형성된 투명 전극에 비해 두껍게 형성될 수 있어, 상기 ZnO 투명 전극 상면에 복수의 돌출부(141p)들을 형성할 수 있다. 투명 전극(140)이 복수의 돌출부(141p)를 포함함으로써 투명 전극(140) 표면에서의 전반사 확률이 감소하여, 투명 전극(140)을 통과하는 광에 대한 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
또한, 돌출부(141p)는 하부에서 상부로 갈수록 수평 면적이 감소하는 콘(cone) 형상을 가질 수 있다. 이때, 콘 형상의 돌출부(141p) 하면은 대체로 원형일 수 있고, 콘 형상의 돌출부(141p)의 측면은 그 접선의 기울기가 감소하는 곡면을 포함할 수 있다. 돌출부(141p)의 형상은 도 8에 도시된 바와 같이 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 도 8(a)에 도시된 바와 같이, 돌출부(141a)는 총알(bullet) 형상을 가질 수 있고, 이 경우, 돌출부(141a)의 측면은 그 접선의 기울기가 감소하는 곡면 및 돌출부(141a)의 하부면에 대해 대체로 수직인 면을 포함할 수 있다. 돌출부(141a)의 하면은 대체로 원형일 수 있다. 또한, 도 8(b)에 도시된 바와 같이, 돌출부(141b)는 다각뿔 형상으로 형성될 수 있고, 예컨대, 사각뿔 형상으로 형성될 수 있다. 이 경우, 돌출부(141b)의 측면은 대체로 평평한 평면을 포함할 수 있으나, 소정의 곡률을 갖는 곡면을 포함할 수도 있다. 돌출부(141b)의 하면은 다각형 형상을 가질 수 있고, 이때, 상기 하면의 다각형은 가상의 내접원(IC)을 가질 수 있다. 본 명세서에서, 돌출부의 하면이 다각형으로 형성된 경우, 상기 하면의 직경은 상기 다각형의 내접원(IC)의 직경으로 정의된다. 나아가, 도 8(c)에 도시된 바와 같이, 돌출부(141c)는 원뿔 또는 다각뿔 형상으로 형성될 수 있고, 예컨대, 측면이 하면에 대해 대체로 수직인 원뿔 형상으로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예들에 따른 돌출부(141p)의 형상은 상술한 바에 한정되지 않으며, 다양하게 변형될 수 있다.
한편, 제1 영역(141)과 제2 영역(142)은 서로 다른 두께를 가질 수 있다. 제1 영역(141)의 최대 두께(T3)는 제2 영역(142)의 두께(T1)와 돌출부(141p)의 높이(또는 상기 높이에 대응하는 두께)(T2)의 합과 대체로 동일할 수 있다. 제1 영역(141)의 최대 두께(T3)는 제2 영역(142)의 두께(T1)의 약 2 내지 6배일 수 있다. 이때, 제2 영역(142)의 두께(T1)는 약 250nm 이상일 수 있고, 나아가, 300 내지 500nm일 수 있다. 제2 영역(142)이 상술한 범위의 두께를 가짐으로써, 투명 전극(140) 내에서의 수평 방향으로의 전기적 저항이 충분히 낮아질 수 있다. 이에 따라, 제2 영역(142)이 전기적 저항체로 작용하는 것을 방지하여, 투명 전극(140) 내에서 수평 방향으로의 전류 분산 효율이 향상될 수 있다.
돌출부(141p)는 높이(T2)는 제2 영역(142)의 두께(T1)보다 클 수 있고, 예컨대, 약 0.5 내지 2.5㎛일 수 있고, 나아가, 약 1 내지 1.5㎛일 수 있다. 또한, 돌출부(141p) 하면의 직경(또는 돌출부 하면에 대응하는 다각형의 내접원의 직경(도 8(b) 참조))(W1)은 약 0.5 내지 4㎛일 수 있고, 나아가, 약 1 내지 3㎛일 수 있다. 돌출부(141p)가 상술한 범위 및 조건의 직경(W1) 및 높이(T2)를 가짐으로써, 돌출부(141p)를 통한 내부 전반사 방지 효율을 극대화하여, 발광 소자의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 돌출부(141p)들 간의 이격 거리(D1)는 돌출부(141p) 하면의 직경(W1)보다 작을 수 있고, 예컨대, W1은 D1의 1.5 내지 3배의 크기를 가질 수 있다. 돌출부(141p)들 간의 이격 거리(D1)가 상술한 범위로 형성됨으로써, 일 돌출부(141p)를 통해 통과하는 광이 인접하는 다른 돌출부(141p)에 의해 간섭되거나 흡수되어 광 추출 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있고, 또한, 투명 전극(140) 내에서 수평 방향으로 진행하는 전류가 돌출부(141p)에 집중되어 수평 방향 전류 분산 효율이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 제2 전극 연장부(163)로부터 상기 제2 전극 연장부(163)에 인접하는 일 돌출부(141p)까지의 수평 방향 최단 거리(D2)는 돌출부(141p)들 간의 이격 거리(D1)보다 크다. 상기 D2가 D1보다 작은 경우, 제2 전극 연장부(163)로부터 투명 전극(140)으로 주입된 전류가 상대적으로 전기적 저항이 작은(두께가 두꺼운) 인접하는 돌출부(141p)들에 집중될 수 있다. 이에 따라, 제2 전극 연장부(163)에 인접한 돌출부(141p)들에 전류가 집중되어 전류 분산 효율이 저하될 수 있다. 반면, 본 실시예와 같이 상술한 조건으로 D2를 설정하는 경우, 제2 영역(142) 및 돌출부(141p) 하부의 영역을 통해 수평 방향으로 전류가 원활하게 분산될 수 있다. 또한, D2가 D1보다 작은 경우, 제2 전극 연장부(163)에 인접하는 돌출부(141p)들과 제2 전극 연장부(163) 간의 이격 거리가 너무 가까워서, 상기 제2 전극 연장부(163)에 인접하는 돌출부(141p)들을 통해 방출되는 광이 제2 전극 연장부(163)에 흡수되어 발광 효율이 떨어질 수 있다. 본 실시예에 따르면, 이러한 제2 전극 연장부(163)에 의한 광 흡수를 감소시킬 수 있으므로, 발광 소자의 발광 효율이 향상될 수 있다.
D2가 D1보다 크게 형성됨으로써, 제2 전극 연장부(163)의 측면 및 상기 제2 전극 연장부(163)의 측면으로부터 수평 방향으로 소정 거리(D3) 이격된 가상의 경계선으로 둘러싸인 영역(R1)과, 투명 전극(140)의 제1 영역(141)은 서로 중첩되지 않을 수 있다. 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 영역 R1은 제2 전극 연장부(163)의 측면으로부터 D3만큼 이격된 영역으로 정의될 수 있고, 상기 영역 R1 내에는 돌출부(141p)가 위치하지 않는다. 이때, D3는 D1보다 크며, D2는 D3 이상의 크기를 가질 수 있다. 이와 같이 상기 영역 R1 내에 돌출부(141p)가 위치하지 않도록 제1 영역(141)의 위치를 제어함으로써, 제2 전극 연장부(163) 주변 영역에서의 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다.
이러한 접근법을 통해 투명 전극(140)의 제1 영역(141)의 위치 및 돌출부(141p)가 배치되는 위치를 제어하는 것은, 돌출부(141p)를 형성하는 과정에서 유용하게 적용될 수 있다. 예컨대, 제2 전극 연장부(163)의 측면 및 상기 제2 전극 연장부(163)의 측면으로부터 수평 방향으로 소정 거리(D3) 이격된 가상의 경계선으로 둘러싸인 영역(R1)까지 마스크에 의해 마스킹되도록 한 후 식각 공정을 통해 돌출부(141p)들을 형상할 수 있다. 이에 따라, 용이하게 D3의 크기를 제어할 수 있으며, 간단한 방법을 통해 D2가 D1보다 크도록 돌출부(141p)들의 형성 위치를 제어할 수 있다.
한편, 제2 전극 연장부(163)의 하부에 위치하는 투명 전극(140)의 두께(T4)는 투명 전극(140)의 평균 두께보다 클 수 있다. 상기 두께 T4는 제2 영역(142)의 두께(T2)보다 클 수 있다. 또한, 상기 두께 T4는 제1 영역(141)의 최대 두께 T3와 대체로 유사할 수 있다. 투명 전극(140)에서, 제2 전극 연장부(163)와 접촉하는 부분의 두께(T4)를 상대적으로 두껍게 형성함으로써, 제2 전극 연장부(163)로부터 투명 전극(140)으로의 전류 주입 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 전극 연장부(163)의 하부에 위치하는 투명 전극(140)의 부분은, 제2 전극 연장부(163)로부터 직접적으로 전류가 주입되어 전류가 집중되므로, 이 부분의 두께를 상대적으로 두껍게 형성함으로써 전류 분산 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 이와 유사하게, 제2 전극 패드(161)의 하부에 위치하는 투명 전극(140)의 두께 역시, 상기 T4와 유사한 두께로 형성될 수 있다.
상술한 범위 및 조건을 갖는 제1 영역(141), 제2 영역(142) 및 돌출부(141p)를 포함하는 투명 전극(140)은, 투명 전극(140)으로서 ZnO 투명 전극을 적용함으로써 구현될 수 있다. 이에 따라, 우수한 광 추출 효율, 우수한 전류 분산 효율 및 감소된 순방향 전압을 갖는 발광 소자가 제공될 수 있다.
이하, 투명 전극(140) 형성 방법의 일례를 설명한다. 먼저, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 ZnO 시드층을 형성한다. 상기 ZnO 시드층은 스핀 코팅 등과 같은 도포 방법을 통해 형성할 수 있으며, 이때, 스핀 코팅으로 형성되는 ZnO 시드층은 수 nm의 두께로 형성될 수 있다. 이어서, ZnO 시드층을 열처리하여, ZnO 시드층과 제2 도전형 반도체층(125) 간의 오믹 컨택을 형성한다. 상기 열처리는 N2 분위기에서 약 500℃의 온도 조건에서 수행될 수 있다. 다음 ZnO 단결정 또는 다결정을 ZnO 시드층 상에 성장시켜 ZnO 투명 전극을 형성하며, 예컨대, 수열합성법을 이용하여 단결정 ZnO 투명 전극을 형성할 수 있다. 이때, ZnO 투명 전극은 약 1 내지 4㎛의 두께로 형성될 수 있으며, 돌출부(141p)의 높이 및 제2 영역(142)의 두께에 따라 조절될 수 있다. 또한, 수열합성법으로 형성된 ZnO 투명 전극을 열처리하는 공정을 더 수행할 수 있다. 이어서, ZnO 투명 전극 상에 마스크를 형성하고, 식각 공정을 통해 ZnO 투명 전극을 부분적으로 제거하여 복수의 돌출부(141p)를 형성한다. 상기 식각 공정은 건식 식각 공정을 포함할 수 있다. 마스크에 의해 마스킹되는 영역은 제2 전극(160)이 형성되는 영역, R1 영역, 및 돌출부(141p)가 형성되는 영역을 포함할 수 있다. 돌출부(141p)가 형성되는 영역 상에 위치하는 마스크는, 예컨대, 포토레지스트 리플로우 공정을 통해 형성된 측면 경사를 가질 수 있고, 이에 따라, 돌출부(141p) 측면의 경사를 형성할 수 있다. 이와 같이, 제2 전극(160)이 형성되는 영역이 마스크에 마스킹됨으로써, T4의 두께가 투명 전극(140)의 평균 두께보다 두껍게 형성될 수 있다.
다시 도 1 내지 도 7을 참조하면, 제1 전극(150)은 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결된다. 제1 전극(150)은 제2 도전형 반도체층(125)과 활성층(123)이 부분적으로 제거되어 노출된 제1 도전형 반도체층(121)의 상면과 오믹 컨택함으로써, 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있다. 따라서 제1 전극(150)은 메사(120m) 주변에 노출된 제1 도전형 반도체층(121) 상에 위치할 수 있다. 제1 전극(150)은 제1 전극 패드(151) 및 하나 이상의 제1 전극 연장부(153)를 포함할 수 있다. 제1 전극(150)은 제1 도전형 반도체층(121)에 외부의 전원을 공급하는 역할을 할 수 있고, 제1 전극(150)은 Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(150)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
제1 전극 패드(151)는 발광 소자의 제3 측면(103)에 인접하여 배치될 수 있고, 두 개의 제1 전극 연장부(153)는 제1 전극 패드(151)로부터 연장되되, 제1 측면(101)을 향해 연장될 수 있다. 전류 분산 효율을 고려하여, 제1 전극 연장부(153)들은 서로 적정 거리로 이격되어 연장될 수 있다.
제2 전극(160)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치한다. 제2 전극(160)의 적어도 일부는 전류 차단층(130)이 위치하는 영역 상에 위치할 수 있다. 제2 전극(160)은 제2 전극 패드(161) 및 하나 이상의 제2 전극 연장부(163)를 포함하고, 제2 전극 패드(161)와 제2 전극 연장부(163)는 각각 패드 전류 차단층(131) 및 연장부 전류 차단층(133) 상에 위치할 수 있다. 따라서, 제2 전극(160)과 전류 차단층(130) 사이에는 투명 전극(140)의 일부가 개재될 수 있다. 제2 전극 패드(161)는 투명 전극(140)의 개구부 상에 위치할 수 있다. 제2 전극 패드(161)는 투명 전극(140)과 접할 수 있고, 투명 전극(140)의 개구부 측면은 적어도 부분적으로 제2 전극 패드(161)와 접할 수 있다. 제2 전극 패드(161)의 위치는 제한되지 않으나, 전류를 원활하게 분산시켜 발광 소자의 활성층(123) 전면에서 발광이 이루어지도록 배치될 수 있다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 제2 전극 패드(153)는 제1 전극 패드(151)가 인접하여 위치하는 제3 측면(103)에 반대하는 제1 측면(101)에 인접하여 위치할 수 있다.
제2 전극 연장부(163)들은 제2 전극 패드(161)로부터 연장된다. 본 실시예에 있어서, 세 개의 제2 전극 연장부(163)는 제2 전극 패드(161)로부터 제3 측면(103) 측으로 향하는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제2 전극 연장부(163)가 연장되는 방향은 제2 전극 연장부(163)에 연장함에 따라 변화할 수 있다. 예컨대, 제2 전극 연장부(163)의 말단은 제1 전극 패드(151)를 향하여 휘어질 수 있다. 이는 제1 전극(150)과 제2 전극 연장부(163)의 거리를 고려하여 다양하게 설계될 수 있다. 제2 전극 연장부(163)의 적어도 일부와 연장부 전류 차단층(133)의 사이에는 투명 전극(140)이 개재되며, 이에 따라, 제2 전극 연장부(163)는 투명 전극(140)과 접촉되어 전기적으로 연결된다.
제1 전극 연장부(153)들과 제2 전극 연장부(163)들은 서로 사이에 끼인 형태로 배치될 수 있다. 예컨대, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 전극 연장부(153)는 각각 두 개의 제2 전극 연장부(163)들 사이에 배치될 수 있고, 가운데에 위치하는 제2 전극 연장부(163)는 두 개의 제1 전극 연장부(153)들의 사이에 배치될 수 있다. 이때, 인접하는 제1 전극 연장부(153)들과 제2 전극 연장부(163)들 간의 최단 이격 거리는 대체로 동일할 수 있다.
한편, 제1 및 제2 전극(150, 160)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 소자의 형태에 따라 다양하게 변형 및 변경될 수 있다.
제2 전극(160)은 금속 물질을 포함할 수 있고, Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al 등을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(160)은 Ti층/Au층, Ti층/Pt층/Au층, Cr층/Au층, Cr층/Pt층/Au층, Ni층/Au층, Ni층/Pt층/Au층, 및 Cr층/Al층/Cr층/Ni층/Au층의 금속 적층 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 9 및 도 10은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 단면도 및 확대 단면도이다. 도 10은 도 9의 단면도의 일부분을 확대 도시한다. 본 실시예의 발광 소자는, 도 1 내지 도 7의 발광 소자와 비교하여 패시베이션층(170)을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 이하 차이점을 중심으로 본 실시예의 발광 소자에 관하여 설명하여, 동일한 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 상기 발광 소자는, 상기 발광 소자는 발광 구조체(120), 전류 차단층(130), 투명 전극(140), 제1 전극(150), 제2 전극(160) 및 패시베이션층(170)을 포함한다. 나아가, 상기 발광 소자는, 기판(110)을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 발광 소자는 제1 내지 제4 측면(각각, 101, 102, 103, 104)을 포함할 수 있다. 상기 발광 소자의 평면 형태는, 종횡의 비가 상이한 직사각형 형태일 수 있으나, 상기 발광 소자의 형태가 이에 한정되는 것은 아니다.
패시베이션층(170)은 투명 전극(140)이 상면을 덮을 수 있으며, 나아가, 발광 구조체(120)의 상부를 더 덮을 수 있다. 이에 따라, 메사(120m)의 측면이 패시베이션층(170)에 덮일 수 있으며, 메사(120m)의 측면에 노출된 활성층(123)이 외부 환경으로부터 효과적으로 보호될 수 있다.
패시베이션층(170)은 발광 소자를 외부로부터 보호하는 역할을 할 수 있고, 나아가, 투명 전극(140) 상부에 위치하여 굴절률 그레이딩층을 형성할 수도 있다. 예컨대, 패시베이션층(170)은 ZnO 투명 전극보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 패시베이션층(170)은 SiO2, SiNx, MgF2등과 같은 절연성 투명 물질로 형성될 수 있다. 특히, 패시베이션층(170)이 SiNx층을 포함하는 경우, 발광 소자를 습기로부터 효과적으로 보호할 수 있다.
또한, 패시베이션층(170)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 패시베이션층(170)은 굴절률이 서로 다른 층들이 복수로 적층된 분포브래그반사기를 포함할 수 있다. 상기 분포브래그반사기는 발광 구조체(120)에서 방출된 광은 투과시키되, 발광 구조체(120)에서 방출된 광보다 긴 파장의 광은 반사시킬 수 있도록, 분포브래그반사기를 구성하는 물질, 각 층의 두께 및 적층 주기가 제어될 수 있다. 예컨대, 상기 발광 소자 상에 파장변환부(미도시)가 형성된 경우, 패시베이션층(170)은 발광 구조체(120)로부터 방출된 광은 투과시키되, 상기 파장변환부에 의해 파장변환된 광은 반사시킬 수 있는 분포브래그반사기를 포함할 수 있다.
한편, 투명 전극(140) 상에 위치하는 패시베이션층(170)의 두께는 변화(variation)를 가질 수 있다. 도 10을 참조하면, 투명 전극(140)의 제2 영역(142) 상에 위치하는 패시베이션층(170)의 두께(T5)는 제1 영역(141) 상에 위치하는 패시베이션층(170)의 두께(T6)에 비해 더 두껍게 형성될 수 있다. 제1 영역(141) 상에 위치하는 패시베이션층(170)은, 돌출부(141p) 측면의 하부로부터 상부로 가는 방향에 따라 두께가 감소할 수 있다. 이에 따라, 패시베이션층(170) 상면의 요철 패턴은, 투명 전극(140)의 돌출부(141p)들에 의해 형성된 요철 패턴에 비해 완만하게 형성될 수 있다. 이에 따라, 투명 전극(140) 및 패시베이션층(170)을 통과하는 광이 내부 전반사될 확률을 더욱 감소시켜, 발광 소자의 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 11을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 확산 커버(1010), 발광 소자 모듈(1020) 및 바디부(1030)를 포함한다. 바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용할 수 있고, 확산 커버(1010)는 발광 소자 모듈(1020)의 상부를 커버할 수 있도록 바디부(1030) 상에 배치될 수 있다.
바디부(1030)는 발광 소자 모듈(1020)을 수용 및 지지하여, 발광 소자 모듈(1020)에 전기적 전원을 공급할 수 있는 형태이면 제한되지 않는다. 예를 들어, 도시된 바와 같이, 바디부(1030)는 바디 케이스(1031), 전원 공급 장치(1033), 전원 케이스(1035), 및 전원 접속부(1037)를 포함할 수 있다.
전원 공급 장치(1033)는 전원 케이스(1035) 내에 수용되어 발광 소자 모듈(1020)과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 IC칩을 포함할 수 있다. 상기 IC칩은 발광 소자 모듈(1020)로 공급되는 전원의 특성을 조절, 변환 또는 제어할 수 있다. 전원 케이스(1035)는 전원 공급 장치(1033)를 수용하여 지지할 수 있고, 전원 공급 장치(1033)가 그 내부에 고정된 전원 케이스(1035)는 바디 케이스(1031)의 내부에 위치할 수 있다. 전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035)의 하단에 배치되어, 전원 케이스(1035)와 결속될 수 있다. 이에 따라, 전원 접속부(1037)는 전원 케이스(1035) 내부의 전원 공급 장치(1033)와 전기적으로 연결되어, 외부 전원이 전원 공급 장치(1033)에 공급될 수 있는 통로 역할을 할 수 있다.
발광 소자 모듈(1020)은 기판(1023) 및 기판(1023) 상에 배치된 발광 소자(1021)를 포함한다. 발광 소자 모듈(1020)은 바디 케이스(1031) 상부에 마련되어 전원 공급 장치(1033)에 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(1023)은 발광 소자(1021)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 배선을 포함하는 인쇄회로기판일 수 있다. 기판(1023)은 바디 케이스(1031)에 안정적으로 고정될 수 있도록, 바디 케이스(1031) 상부의 고정부에 대응하는 형태를 가질 수 있다. 발광 소자(1021)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
확산 커버(1010)는 발광 소자(1021) 상에 배치되되, 바디 케이스(1031)에 고정되어 발광 소자(1021)를 커버할 수 있다. 확산 커버(1010)는 투광성 재질을 가질 수 있으며, 확산 커버(1010)의 형태 및 광 투과성을 조절하여 조명 장치의 지향 특성을 조절할 수 있다. 따라서 확산 커버(1010)는 조명 장치의 이용 목적 및 적용 태양에 따라 다양한 형태로 변형될 수 있다.
도 12은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛 및, 상기 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드를 포함한다.
표시패널(2110)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(2110)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.
백라이트 유닛은 적어도 하나의 기판 및 복수의 발광 소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함한다. 나아가, 백라이트 유닛은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 더 포함할 수 있다.
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판, 발광 소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 수납할 수 있다. 또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드와 결합될 수 있다. 기판은 반사 시트(2170)의 하부에 위치하여, 반사 시트(2170)에 둘러싸인 형태로 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 반사 물질이 표면에 코팅된 경우에는 반사 시트(2170) 상에 위치할 수도 있다. 또한, 기판은 복수로 형성되어, 복수의 기판들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판으로 형성될 수도 있다.
발광 소자(2160)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자들 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 발광 소자(2160)들은 기판 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, 각각의 발광 소자(2160) 상에는 렌즈(2210)가 배치되어, 복수의 발광 소자(2160)들로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.
확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)은 발광 소자(2160) 상에 위치한다. 발광 소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 13는 일 실시예에 따른 발광 소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 디스플레이 장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(3210), 표시패널(3210)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛을 포함한다. 나아가, 상기 디스플레이 장치는, 표시패널(3210)을 지지하고 백라이트 유닛이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(3210)을 감싸는 커버(3240, 3280)를 포함한다.
표시패널(3210)은 특별히 한정되지 않고, 예컨대, 액정층을 포함하는 액정표시패널일 수 있다. 표시패널(3210)의 가장자리에는 상기 게이트 라인으로 구동신호를 공급하는 게이트 구동 PCB가 더 위치할 수 있다. 여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다. 표시패널(3210)은 그 상하부에 위치하는 커버(3240, 3280)에 의해 고정되며, 하부에 위치하는 커버(3280)는 백라이트 유닛과 결속될 수 있다.
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛은 상면의 일부가 개구된 하부 커버(3270), 하부 커버(3270)의 내부 일 측에 배치된 광원 모듈 및 상기 광원 모듈과 나란하게 위치되어 점광을 면광으로 변환하는 도광판(3250)을 포함한다. 또한, 본 실시예의 백라이트 유닛은 도광판(3250) 상에 위치되어 광을 확산 및 집광시키는 광학 시트들(3230), 도광판(3250)의 하부에 배치되어 도광판(3250)의 하부방향으로 진행하는 광을 표시패널(3210) 방향으로 반사시키는 반사시트(3260)를 더 포함할 수 있다.
광원 모듈은 기판(3220) 및 상기 기판(3220)의 일면에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 발광 소자(3110)를 포함한다. 기판(3220)은 발광 소자(3110)를 지지하고 발광 소자(3110)에 전기적으로 연결된 것이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판일 수 있다. 발광 소자(3110)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. 광원 모듈로부터 방출된 광은 도광판(3250)으로 입사되어 광학 시트들(3230)을 통해 표시패널(3210)로 공급된다. 도광판(3250) 및 광학 시트들(3230)을 통해, 발광 소자(3110)들로부터 방출된 점 광원이 면 광원으로 변형될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
도 14은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14을 참조하면, 상기 헤드 램프는, 램프 바디(4070), 기판(4020), 발광 소자(4010) 및 커버 렌즈(4050)를 포함한다. 나아가, 상기 헤드 램프는, 방열부(4030), 지지랙(4060) 및 연결 부재(4040)를 더 포함할 수 있다.
기판(4020)은 지지랙(4060)에 의해 고정되어 램프 바디(4070) 상에 이격 배치된다. 기판(4020)은 발광 소자(4010)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판과 같은 도전 패턴을 갖는 기판일 수 있다. 발광 소자(4010)는 기판(4020) 상에 위치하며, 기판(4020)에 의해 지지 및 고정될 수 있다. 또한, 기판(4020)의 도전 패턴을 통해 발광 소자(4010)는 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광 소자(4010)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자를 적어도 하나 포함할 수 있다.
커버 렌즈(4050)는 발광 소자(4010)로부터 방출되는 광이 이동하는 경로 상에 위치한다. 예컨대, 도시된 바와 같이, 커버 렌즈(4050)는 연결 부재(4040)에 의해 발광 소자(4010)로부터 이격되어 배치될 수 있고, 발광 소자(4010)로부터 방출된 광을 제공하고자하는 방향에 배치될 수 있다. 커버 렌즈(4050)에 의해 헤드 램프로부터 외부로 방출되는 광의 지향각 및/또는 색상이 조절될 수 있다. 한편, 연결 부재(4040)는 커버 렌즈(4050)를 기판(4020)과 고정시킴과 아울러, 발광 소자(4010)를 둘러싸도록 배치되어 발광 경로(4045)를 제공하는 광 가이드 역할을 할 수도 있다. 이때, 연결 부재(4040)는 광 반사성 물질로 형성되거나, 광 반사성 물질로 코팅될 수 있다. 한편, 방열부(4030)는 방열핀(4031) 및/또는 방열팬(4033)을 포함할 수 있고, 발광 소자(4010) 구동 시 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (18)

  1. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 활성층과 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사;
    상기 메사 상에 위치하는 ZnO 투명 전극;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제1 전극; 및
    적어도 일부가 상기 ZnO 투명 전극 상에 위치하며, 제2 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드로부터 연장되는 하나 이상의 제2 전극 연장부를 포함하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극 연장부는 상기 ZnO 투명 전극과 접촉하고,
    상기 ZnO 투명 전극은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 ZnO 투명 전극 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부들을 포함하며,
    상기 복수의 돌출부의 높이에 대응하는 부분의 두께는 상기 제2 영역의 두께보다 크고,
    상기 복수의 돌출부들간의 이격 거리는 상기 제2 전극 연장부로부터 상기 제2 전극 연장부에 인접하는 일 돌출부까지의 수평 방향 최단 거리보다 작은 발광 소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역의 최대 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역의 두께의 2 내지 6배인 발광 소자.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역은 250nm 이상의 두께는 갖는 발광 소자.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역은 300 내지 500nm의 두께를 갖는 발광 소자.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 ZnO 투명 전극의 돌출부는 1 내지 1.5㎛의 높이를 갖는 발광 소자.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 돌출부 각각의 하면의 직경 또는 상기 돌출부 각각의 하면에 대한 내접원의 직경은, 상기 돌출부들 간의 이격 거리의 1.5 내지 3배인 발광 소자.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 돌출부 각각의 하면의 직경 또는 상기 돌출부 각각의 하면에 대한 내접원의 직경은 1 내지 3㎛인 발광 소자.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 ZnO 투명 전극의 두께는, 상기 ZnO 투명 전극의 평균 두께보다 큰 발광 소자.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 ZnO 투명 전극의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역의 두께와 동일한 발광 소자.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 메사와 상기 ZnO 투명 전극의 사이에 위치하는 전류 차단층을 더 포함하고, 상기 전류 차단층은 상기 제2 전극 패드의 하부에 위치하는 패드 전류 차단층 및 상기 제2 전극 연장부의 하부에 위치하는 연장부 전류 차단층을 포함하는 발광 소자.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 연장부 전류 차단층은 상기 ZnO 투명 전극에 덮이고, 상기 패드 전류 차단층은 상기 ZnO 투명 전극에 부분적으로 덮이고,
    상기 제2 전극 패드와 상기 패드 전류 차단층의 사이의 일부에 상기 ZnO 투명 전극이 개재된 발광 소자.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 제2 전극 패드와 상기 패드 전류 차단층의 사이의 일부에 개재된 상기 ZnO 투명 전극의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 평균 두께보다 큰 발광 소자.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 구조체의 상면 및 상기 ZnO 투명 전극을 적어도 부분적으로 덮는 패시베이션층을 더 포함하는 발광 소자.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 ZnO 투명 전극의 제2 영역 상에 위치하는 패시베이션층의 부분의 두께는 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역 상에 위치하는 패시베이션층의 부분의 두께보다 큰 발광 소자.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 제2 영역은 상기 돌출부가 형성되지 않은 부분에 대응하는 발광 소자.
  16. 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하며, 활성층과 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 메사;
    상기 메사 상에 위치하는 ZnO 투명 전극;
    상기 제2 도전형 반도체층과 절연되며, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제1 전극; 및
    적어도 일부가 상기 ZnO 투명 전극 상에 위치하며, 제2 전극 패드 및 상기 제2 전극 패드로부터 연장되는 하나 이상의 제2 전극 연장부를 포함하는 제2 전극을 포함하고,
    상기 제2 전극 연장부는 상기 ZnO 투명 전극과 접촉하고,
    상기 ZnO 투명 전극은 제1 영역 및 제2 영역을 포함하고, 상기 제1 영역은 상기 ZnO 투명 전극 상면의 상부로 돌출되며, 소정의 패턴으로 배치된 복수의 돌출부들을 포함하며,
    상기 제2 전극 연장부의 측면 및 상기 제2 전극 연장부의 측면으로부터 수평 방향으로 소정 거리 이격된 가상의 경계선으로 둘러싸인 영역과, 상기 ZnO 투명 전극의 제1 영역은 서로 중첩되지 않으며,
    상기 소정 거리는 상기 복수의 돌출부들간의 이격 거리보다 큰 발광 소자.
  17. 청구항 16에 있어서,
    상기 제2 영역의 두께는 상기 복수의 돌출부의 높이보다 작은 발광 소자.
  18. 청구항 16에 있어서,
    상기 소정 거리는 상기 제2 전극 연장부로부터 상기 제2 전극 연장부에 인접하는 일 돌출부까지의 수평 방향 최단 거리 이하인 발광 소자.
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