KR101709991B1 - 발광소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

발광소자 및 이의 제조방법 Download PDF

Info

Publication number
KR101709991B1
KR101709991B1 KR1020100107143A KR20100107143A KR101709991B1 KR 101709991 B1 KR101709991 B1 KR 101709991B1 KR 1020100107143 A KR1020100107143 A KR 1020100107143A KR 20100107143 A KR20100107143 A KR 20100107143A KR 101709991 B1 KR101709991 B1 KR 101709991B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
layer
light emitting
semiconductor layer
conductive semiconductor
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020100107143A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20120045536A (ko
Inventor
정종필
이상현
심세환
정성이
Original Assignee
엘지이노텍 주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 엘지이노텍 주식회사 filed Critical 엘지이노텍 주식회사
Priority to KR1020100107143A priority Critical patent/KR101709991B1/ko
Publication of KR20120045536A publication Critical patent/KR20120045536A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR101709991B1 publication Critical patent/KR101709991B1/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2224/00—Indexing scheme for arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies and methods related thereto as covered by H01L24/00
    • H01L2224/01—Means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected, e.g. chip-to-package, die-attach, "first-level" interconnects; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/42—Wire connectors; Manufacturing methods related thereto
    • H01L2224/47—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process
    • H01L2224/48—Structure, shape, material or disposition of the wire connectors after the connecting process of an individual wire connector
    • H01L2224/4805—Shape
    • H01L2224/4809—Loop shape
    • H01L2224/48091—Arched
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2924/00—Indexing scheme for arrangements or methods for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies as covered by H01L24/00
    • H01L2924/15—Details of package parts other than the semiconductor or other solid state devices to be connected
    • H01L2924/181—Encapsulation

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)

Abstract

실시예에 따른 발광 소자는 기판 및 기판상에 위치하고, 기판 및 기판상에 위치하고, 제1 도전성 반도체층, 활성층 및 제2 도전성 반도체층을 구비하는 발광구조물을 포함하고, 제2 도전성 반도체층은 제1 층 및 제1 층 상의 제2 층을 포함하고, 제1 층 및 제2 층은 서로 교대로 적어도 2회 반복하여 적층되며, 제2 층의 불순물 도핑 농도가 제1 층의 불순물 도핑 농도보다 클 수 있다. 이에 의해, 정공의 농도가 증가하고, 정공의 확산 효과가 향상됨에 따라 발광 휘도가 증가할 수 있다.

Description

발광소자 및 이의 제조방법{Light emitting device and fabrication method thereof}
실시예는 발광소자 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발광소자(Light Emitting Device, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기신호를 적외선, 가시광선 또는 자외선 등의 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되며, 점차 발광소자의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.
이와 같이 발광소자의 사용 영역이 넓어지면서, 생활에 사용되는 전등, 구조 신호용 전등 등에 요구되는 휘도가 높이지는 바, 발광소자의 발광 휘도를 증가시키는 것이 중요하다.
한편, 발광소자의 발광은 전자(Electrode)와 정공(Hall)의 재결합(Recombination)에 의하는바, 통상 정공은 전자보다 이동도가 낮고, 그 갯수가 전자보다 적으므로, 실제로 전자와 정공이 재결합되어 나타나는 발광소자의 발광 휘도는 정공에 의존하게 된다.
그러나, 정공의 농도를 높이기 위해 불순물의 도핑 농도를 증가시키면, 반도체층의 결정구조가 저하되고 표면이 거칠어질 수 있으며, 이에 따라 오히려 발광소자의 발광효율과 휘도가 저하될 수 있다.
실시예는 반도체층의 결정품질의 저하 없이, 정공의 농도와 정공의 이동도가 증가하여 발광 휘도가 향상될 수 있는 발광 소자 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.
실시예에 따른 발광소자는, 기판 및 기판상에 위치하고, 제1 도전성 반도체층, 활성층 및 제2 도전성 반도체층을 구비하는 발광구조물을 포함하고, 제2 도전성 반도체층은 제1 층 및 제1 층 상의 제2 층을 포함하고, 제1 층 및 제2 층은 서로 교대로 적어도 2회 반복하여 적층되며, 제2 층의 불순물 도핑 농도가 상기 제1 층의 불순물 도핑 농도보다 클 수 있다.
또한, 제2 도전성 반도체층은 InAlGaN, AlGaN, InGaN 또는 GaN 반도체층일 수 있다.
또한, 제1 층의 Ga 포함량이 제2 층의 Ga 포함량보다 클 수 있다.
또한, 불순물은 Mg,Zn, Ca, Sr, Ba 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 발광소자 제조방법은, 기판상에 제1 도전성 반도체층을 형성하는 단계, 제1 도전성 반도체층 상에 활성층을 형성하는 단계 및 활성층 상에 제2 도전성 반도체층을 형성하는 단계를 포함하고, 제2 도전성 반도체층은 질소(N2)가스 분위기 하에서 성장하고, 제2 도전성 반도체층의 성장시 수소(H2)가스를 주기적으로 공급 및 차단할 수 있다.
또한, 제2 도전성 반도체층은 불순물이 도핑된 InAlGaN, AlGaN, InGaN 또는 GaN 반도체층이며, 수소가스가 차단되는 동안 성장하는 제1 층 및 수소가스가 공급되는 동안 성장하는 제2 층을 포함할 수 있다.
또한, 수소가스는 Ga을 선택적으로 에칭할 수 있다.
또한, 제2 도전성 반도체층은 뾰족한 피크 형태의 스파이크부를 포함하는 도핑농도 프로파일을 가질 수 있다.
실시예의 발광소자는 정공의 농도가 증가하고, 정공의 확산 효과가 향상됨에 따라 발광 휘도가 증가할 수 있다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자에 포함되는 발광구조물의 단면을 도시한 단면도,
도 2는 도 1의 발광구조물의 제2 도전성 반도체층의 도핑농도 프로파일을 도시한 도,
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도,
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도,
도 5는 실시예에 따른 발광소자패키지의 단면을 도시한 단면도,
도 6a는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도,
도 6b는 도 5a의 조명장치의 A-A' 단면을 도시한 단면도,
도 7은 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도, 그리고
도 8은 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
실시예들의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "위(on)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "위(on)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 실시예에 따른 발광소자에 포함되는 발광구조물의 단면을 도시한 단면도이고, 도 2는 도 1의 발광구조물의 제2 도전성 반도체층의 도핑농도 프로파일을 도시한 도이다.
도 1을 참조하면, 발광구조물(100)은 제1 도전성 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전성 반도체층(130)을 구비할 수 있으며, 제2 도전성 반도체층(130)은 교대로 적층된 제1 층(131) 및 제1 층(131) 상의 제2 층(132)을 포함할 수 있다.
우선, 제1 도전성 반도체층(110)은 n형 반도체층으로 구현되어, 활성층(120)에 전자를 제공할 수 있다. 제1 도전성 반도체층(110)은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
또한, 제1 도전성 반도체층(110) 아래에 언도프트 반도체층(미도시)을 더 포함할 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 언도프트 반도체층은 제1 도전성 반도체층(110)의 결정성 향상을 위해 형성되는 층으로, n형 도펀트가 도핑되지 않아 제1 도전성 반도체층(110)에 비해 낮은 전기전도성을 갖는 것을 제외하고는 제1 도전성 반도체층(110)과 같을 수 있다.
활성층(120)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.
활성층(120)이 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 양자우물구조를 가질 수 있다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 따라서, 더 많은 전자가 양자 우물층의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 그 결과 전자와 정공의 재결합 확률이 증가 되어 발광효과가 향상될 수 있다. 또한, 양자선(Quantum wire)구조 또는 양자점(Quantum dot)구조를 포함할 수도 있다.
제2 도전성 반도체층(130)은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, AlInN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트를 도핑하여 p형 반도체층으로 구현되어 활성층(120)에 정공을 주입할 수 있다.
한편, 실시예에 따르면, 제2 도전성 반도체층(130)은 교대로 적층된 제1 층(131) 및 제1 층(131) 상의 제2 층(132)을 포함할 수 있으며, 제1 층(131) 및 제2 층(132)은 서로 교대로 적어도 2회 반복하여 적층 될 수 있다. 또한, 제2 층(132)의 불순물의 도핑 농도가 제1 층(131)의 불순물의 도핑 농도보다 클 수 있다.
이와 같이, 도핑 농도가 다른 제1 층(131) 및 제2 층(132)이 반복적으로 형성됨으로써, 제2 도전성 반도체층(130)을 형성하는 과정에서 불순물의 과다한 주입에 따른 결정성의 저하를 최소화할 수 있다.
또한, 상대적으로 도핑농도가 큰 제2 층(132)에서 불순물에 의한 강한 전기장에 의한 포텐셜 우물이 형성되고, 이 포텐셜 우물에 높은 농도의 정공층이 형성될 수 있어 활성층(120)에 풍부한 정공을 제공할 수 있으며, 상대적으로 도핑농도가 낮은 제1 층(131)은 큰 비저항을 가지므로 정공의 확산에 의한 활성층(120) 내로의 균일한 정공의 제공이 가능하며, 제2 층(132)보다 활성층(120)과 근접하도록 위치함으로써, 정공의 이동도가 향상될 수 있다.
이러한 제1 층(131) 및 제2 층(132)은 제2 도전성 반도체층(130)의 형성시 수소(H2) 가스를 반복적으로 차단 및 공급함으로써 형성할 수 있다.
일 예로, 제2 도전성 반도체층(130)은 p형 도핑분위기에서 p-GaN 층 또는 p-AlGaN 층으로 성장할 수 있는데, 이때 제1 층(131)은 질소(N2)가스 분위기에서 성장하며, 제2 층(132)은 수소(H2)가스를 더 주입하여 성장할 수 있다.
수소(H2)가스는 질소(N2)가스에 비해 높은 에칭 효과가 있고, 제2 층(132)의 성장시 공급되는 수소(H2)가스는 갈륨(Ga)을 선택적으로 에칭하게 된다. 이에 따라, 제2 층(132)은 제1 층(131)에 비해 상대적으로 많은 Mg 등의 불순물이 결정구조 내에 남을 수 있다.
따라서, 실시예에 따르면 제2 도전성 반도체층(130)의 형성시 수소(H2) 가스를 반복적으로 차단 및 공급함으로써 용이하게 불순물의 도핑농도가 다른 제1 층(131) 및 제2 층(132)을 형성할 수 있다.
도 2는 도 1의 발광구조물(100)의 제2 도전성 반도체층(130)의 도핑농도 프로파일을 도시한 도이다.
도 2를 참조하면, 제2 층(132)의 성장 시 수소(H2) 가스를 추가로 공급하게 되며, 수소(H2) 가스는 공급과 동시에 Ga을 선택적으로 에칭을 함으로써, 제2 도전성 반도체층(130)은 뾰족한 피크 형태의 스파이크부를 포함하는 도핑농도 프로파일을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 층(131)은 제2 층(132)에 비해 상대적으로 많은 Ga을 포함할 수 있고, 결정성이 향상될 수 있다.
또한, 수소(H2) 가스는 제2 층(132)의 성장 시 공급되고, 제1 층(131)의 성장시에는 차단되기 때문에, 제1 층(131) 및 제2 층(132)의 경계면 중 홀수 번째 경계면의 불순물의 도핑 농도가 짝수 번째 경계면의 불순물의 도핑 농도보다 크게 형성될 수 있다.
이러한 수소(H2) 가스는 일정한 주기를 가지고 공급과 차단이 반복될 수 있다. 특히 수소(H2) 가스의 공급 시간은 1회당 10초 내지 30초일 수 있으며, 바람직하게는 1회당 15초 내지 20초일 수 있다. 상기와 같은 수소(H2) 가스의 공급 및 차단은 바람직하게는 10회 내지 15회 반복될 수 있다. 상기와 같은 수소(H2) 가스의 반복적인 공급 및 차단을 통해서 Mg 등의 불순물을 델타도핑한 효과를 얻을 수 있다.
상술한 제1 도전성 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전성 반도체층(130)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) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
또한, 제2 도전성 반도체층(130) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 도전형 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있으며 이에 따라, 발광구조물(100)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.
또한, 제1 도전성 반도체층(110) 및 제2 도전성 반도체층(130) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 3은 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
실시예에 따른 발광소자(200)는, 기판(210), 기판(210) 상의 발광구조물(100), 발광구조물(100) 상에 투광성 전극층(240)을 포함할 수 있고, 발광구조물(100)의 제1 도전성 반도체층(110)의 상면의 일부가 노출되고, 노출된 상면에 위치하는 제1 전극(260)과, 투광성 전극층(240) 상에 제2 전극(250)을 포함할 수 있다. 발광구조물(100)은 도 1 및 도 2에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 반복하여 설명하지 않는다.
기판(210)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 사파이어(Al2O3) 기판에 비해 열전도성이 큰 SiC 기판일 수 있다.
도시하지는 않았으나, 기판(210) 상에는 기판(210)과 제1 도전성 반도체층(110) 간의 격자 부정합을 완화하는 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다. 버퍼층(미도시)은 기판(210)상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층(미도시)은 버퍼층(미도시)상에 성장하는 제1 도전성 반도체층(110)의 결정성을 향상시킬 수 있다.
버퍼층(미도시)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있으며, 상기 버퍼층은 상기 기판과의 격자 상수의 차이를 줄여줄 수 있다.
한편, 활성층(120)과 제2 도전성 반도체층(130)은 일부가 제거되어 제1 도전성 반도체층(110)의 일부가 노출되고, 노출된 제1 도전성 반도체층(110) 상면에는 티탄(Ti) 등으로 이루어지는 제1 전극(260)이 형성될 수 있다.
또한, 제2 도전성 반도체층(130) 상에는 투광성전극층(240)이 형성되며, 투광성전극층(240)의 외측 일면에는 니켈(Ni) 등으로 이루어진 제2 전극(250)이 형성될 수 있다.
투광성전극층(240)은 ITO, IZO(In-ZnO), GZO(Ga-ZnO), AZO(Al-ZnO), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 제2 도전성 반도체층(130)의 외측일면 전체에 형성됨으로써, 전류군집현상을 방지할 수 있다.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.
도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(300)는 지지기판(310), 지지기판(310)의 제1 면 상의 오믹층(312), 오믹층(312) 상에 위치하는 발광 구조물(100)을 포함할 수 있으며, 발광 구조물(100)은 제1 도전성 반도체층(110), 제2 도전성 반도체층(130) 및 제1 도전성 반도체층(110)과 제2 도전성 반도체층(130) 사이에 활성층(120)을 구비할 수 있으며, 또한, 제2 도전성 반도체층(130)은 불순물의 도핑농도가 서로 다른 수 개의 층이 적층되어 구성될 수 있다. 발광구조물(100)은 도 1 및 도 2에서 도시하고 설명한 바와 동일하므로, 반복하여 설명하지 않는다.
지지기판(310)은 열전도성이 우수한 물질을 이용하여 형성할 수 있으며, 또한 전도성 물질로 형성할 수 있는데, 금속 물질 또는 전도성 세라믹을 이용하여 형성할 수 있다. 지지기판(310)은 단일층으로 형성될 수 있고, 이중 구조 또는 그 이상의 다중 구조로 형성될 수 있다.
즉, 지지기판(310)은 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.
오믹층(312)은 ITO, AZO, IZO, Ag, Pt, Ni, Au, Rh, Pd 중 적어도 하나 또는 이들의 합금 형태로 이용할 수 있으며, 접착층에 의해 오믹층(312)과 지지기판(310)은 발광구조물(100)과 부착될 수 있다. 접착층은 SOG(spin on glass) 또는 고온 분위기에서 접착성이 유지되고 용융되지 않도록 고온용 폴리머접착체일 수 있다.
도면에 도시하지는 않았으나, 오믹층(312)과 지지기판(310) 사이에는 반사막(미도시)이 위치할 수 있고, 반사막(미도시)은 발광구조물(100)의 활성층(120)에서 발생한 광 중 일부가 지지기판(310)으로 향하는 경우, 발광소자(300)의 상부를 향하도록 이를 반사하여 발광소자(300)의 광 추출효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 실시예에 따른 발광소자(300)는 제1 도전성 반도체층(110) 상에 제3 전극(350)을 포함할 수 있으며, 지지기판(310)의 제1 면과 대향하는 지지기판(310)의 제2 면에는 제4 전극(370)을 포함할 수 있다. 즉, 제3 전극(350)과 제4 전극(370)은 서로 대향하도록 위치할 수 있다.
또한, 발광소자(300)는 제1 도전성 반도체층(110)의 상면은 요철구조를 포함하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 발광구조물(100)의 측면에 보호층(340)을 포함할 수 있다.
요철구조는 제1 도전성 반도체층(110)의 표면 일부 영역 또는 전체 영역에 대해 소정의 식각 방법으로 형성해 줄 수 있으며, 보호층(340)은 산화 실리콘(SiO2), 질화 실리콘(Si3N4) 등의 절연성 물질을 이용하여 형성할 수 있다.
도 5는 실시예에 따른 발광소자패키지의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자패키지(400)는 캐비티를 형성하는 몸체(410), 몸체(410)에 설치된 제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432), 제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)과 전기적으로 연결되는 발광소자(420)와 캐비티에 충진되는 수지층(440)을 포함할 수 있다.
몸체(410)는 폴리프탈아미드(PPA:Polyphthalamide)와 같은 수지 재질, 실리콘(Si), 알루미늄(Al), 알루미늄 나이트라이드(AlN), 액정폴리머(PSG, photo sensitive glass), 폴리아미드9T(PA9T), 신지오택틱폴리스티렌(SPS), 금속 재질, 사파이어(Al2O3), 베릴륨 옥사이드(BeO), 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board) 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한, 몸체(410)는 캐비티가 형성되도록 바닥부와 벽부를 포함하고, 바닥부와 벽부는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 일체로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 벽부의 내면은 경사면이 형성될 수 있며, 특히 캐비티를 형성하는 벽부의 측면과 바닥부의 상면이 이루는 각은 90도를 초과할 수 있다.
한편, 몸체(410)를 상부에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
발광소자(420)는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자(420)는 두 개 이상 동시에 몸체(410) 내에 실장될 수 있다.
또한, 발광소자(420)는 도 3에서 도시하고 설명한 바와 같이 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 위치하는 수평형타입(Horizontal type)이거나, 또는 도 4에서 도시하고 설명한 바와 같이 전기 단자들이 상, 하부 면에 위치한 수직형 타입(Vertical type) 모두에 적용 가능하다.
도 5에서는 발광소자(420)가 제2 전극(532)상에 위치하고, 제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)과 와이어 방식으로 접속된 것을 도시하나, 이에 한정하지 않으며, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.
제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(420)에 전원을 공급한다. 또한, 제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)은 발광소자(420)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(420)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수 있다.
제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)은 금속 재질, 예를 들어, 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 알루미늄(Al), 인듐(In), 팔라듐(Pd), 코발트(Co), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 하프늄(Hf), 루테늄(Ru), 철(Fe) 중에서 하나 이상의 물질 또는 합금을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극층(431) 및 제2 전극층(432)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있다.
수지층(440)은 발광소자(420)를 덮도록 캐비티에 충진될 수 있다. 수지층(440)은 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.
한편, 수지층(440)은 형광체(450)를 포함할 수 있다. 형광체(450)는 발광소자(420)에서 발생하는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자패키지가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.
또한, 형광체(450)는 발광소자(420) 상면 도는 몸체(410)의 상면에 컨포멀 코팅(conformal coating)의 형태로 배치될 수도 있다.
형광체(450)는 발광소자(420)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있는바, 예를 들어, 발광소자(420)가 청색 발광소자이고 형광체가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기 되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광소자에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자패키지(400)는 백색 빛을 제공할 수 있다.
이와 유사하게, 발광소자(420)가 녹색 발광소자인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(420)가 적색 발광소자인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.
이러한 형광체(450)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체(450)일 수 있다.
실시 예에 따른 발광소자패키지(400)는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 발광소자패키지(400)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자패키지(400), 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
도 6a는 실시예에 따른 발광소자 패키지를 포함하는 조명장치를 도시한 사시도이며, 도 6b는 도 6a의 조명장치의 C-C' 단면을 도시한 단면도이다.
이하에서는, 실시예에 따른 조명장치(500)의 형상을 보다 상세히 설명하기 위해, 조명장치(500)의 길이방향(Z)과, 길이방향(Z)과 수직인 수평방향(Y), 그리고 길이방향(Z) 및 수평방향(Y)과 수직인 높이방향(X)으로 설명하기로 한다.
즉, 도 6b는 도 6a의 조명장치(500)를 길이방향(Z)과 높이방향(X)의 면으로 자르고, 수평방향(Y)으로 바라본 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 조명장치(500)는 몸체(510), 몸체(510)와 체결되는 커버(530) 및 몸체(510)의 양단에 위치하는 마감캡(550)을 포함할 수 있다.
몸체(510)의 하부면에는 발광소자 모듈(540)이 체결되며, 몸체(510)는 발광소자 패키지(544)에서 발생된 열이 몸체(510)의 상부면을 통해 외부로 방출할 수 있도록 전도성 및 열발산 효과가 우수한 금속재질로 형성될 수 있다.
발광소자 패키지(544)는 PCB(542) 상에 다색, 다열로 실장되어 어레이를 이룰 수 있으며, 동일한 간격으로 실장되거나 또는 필요에 따라서 다양한 이격 거리를 가지고 실장될 수 있어 밝기 등을 조절할 수 있다. 이러한 PCB(542)로 MPPCB(Metal Core PCB) 또는 FR4 재질의 PCB 등을 사용할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(544)는 정공의 농도가 증가한 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발광 효율이 향상된 발광소자 모듈(540)을 구현할 수 있게 된다.
커버(530)는 몸체(510)의 하부면을 감싸도록 원형의 형태로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다.
커버(530)는 내부의 발광소자 모듈(540)을 외부의 이물질 등으로부터 보호한다. 또한, 커버(530)는 발광소자 패키지(544)에서 발생한 광의 눈부심을 방지하고, 외부로 광을 균일하게 방출할 수 있도록 확산입자를 포함할 수 있으며, 또한 커버(530)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 프리즘 패턴 등이 형성될 수 있다. 또한 커버(530)의 내면 및 외면 중 적어도 어느 한 면에는 형광체가 도포될 수도 있다.
한편, 발광소자 패키지(544)에서 발생한 광은 커버(530)를 통해 외부로 방출되므로 커버(530)는 광 투과율이 우수하여야 하며, 발광소자 패키지(544)에서 발생한 열에 견딜 수 있도록 충분한 내열성을 구비하고 있어야 하는바, 커버(530)는 폴리에틸렌 테레프탈레이트(Polyethylen Terephthalate; PET), 폴리카보네이트(Polycarbonate; PC) 또는 폴리메틸 메타크릴레이트(Polymethyl Methacrylate; PMMA) 등을 포함하는 재질로 형성되는 것이 바람직하다.
마감캡(550)은 몸체(510)의 양단에 위치하며 전원장치(미도시)를 밀폐하는 용도로 사용될 수 있다. 또한 마감캡(550)에는 전원핀(552)이 형성되어 있어, 실시예에 따른 조명장치(500)는 기존의 형광등을 제거한 단자에 별도의 장치 없이 곧바로 사용할 수 있게 된다.
도 7은 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다.
도 7은 에지-라이트 방식으로, 액정 표시 장치(600)는 액정 표시 패널(610)과 액정 표시 패널(610)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(670)을 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(610)은 백라이트 유닛(670)으로부터 제공되는 광을 이용하여 화상을 표시할 수 있다. 액정 표시 패널(610)은 액정을 사이에 두고 서로 대향하는 컬러 필터 기판(612) 및 박막 트랜지스터 기판(614)을 포함할 수 있다.
컬러 필터 기판(612)은 액정 표시 패널(610)을 통해 디스플레이되는 화상의 색을 구현할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(614)은 구동 필름(617)을 통해 다수의 회로부품이 실장되는 인쇄회로 기판(618)과 전기적으로 접속되어 있다. 박막 트랜지스터 기판(614)은 인쇄회로 기판(618)으로부터 제공되는 구동 신호에 응답하여 인쇄회로 기판(618)으로부터 제공되는 구동 전압을 액정에 인가할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(614)은 유리나 플라스틱 등과 같은 투명한 재질의 다른 기판상에 박막으로 형성된 박막 트랜지스터 및 화소 전극을 포함할 수 있다.
백라이트 유닛(670)은 빛을 출력하는 발광소자 모듈(620), 발광소자 모듈(620)로부터 제공되는 빛을 면광원 형태로 변경시켜 액정 표시 패널(610)로 제공하는 도광판(630), 도광판(630)으로부터 제공된 빛의 휘도 분포를 균일하게 하고 수직 입사성을 향상시키는 다수의 필름(650, 666, 664) 및 도광판(630)의 후방으로 방출되는 빛을 도광판(630)으로 반사시키는 반사 시트(640)로 구성된다.
발광소자 모듈(620)은 복수의 발광소자 패키지(624)와 복수의 발광소자 패키지(624)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(622)을 포함할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(624)는 정공의 농도가 증가한 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발광 효율이 향상된 백라이트 유닛(670)을 구현할 수 있게 된다.
한편, 백라이트 유닛(670)은 도광판(630)으로부터 입사되는 빛을 액정 표시 패널(610) 방향으로 확산시키는 확산필름(666)과, 확산된 빛을 집광하여 수직 입사성을 향상시키는 프리즘 필름(650)으로 구성될 수 있으며, 프리즘 필름(650)를 보호하기 위한 보호 필름(664)을 포함할 수 있다.
도 8는 실시예에 따른 광학시트를 포함하는 액정 표시 장치의 분해 사시도이다. 다만, 도 7에서 도시하고 설명한 부분에 대해서는 반복하여 상세히 설명하지 않는다.
도 8은 직하 방식으로, 액정 표시 장치(700)는 액정 표시 패널(710)과 액정표시패널(710)로 빛을 제공하기 위한 백라이트 유닛(770)을 포함할 수 있다.
액정 표시 패널(710)은 도 7에서 설명한 바와 동일하므로, 상세한 설명은 생략한다.
백라이트 유닛(770)은 복수의 발광소자 모듈(723), 반사시트(724), 발광소자 모듈(723)과 반사시트(724)가 수납되는 하부 섀시(730), 발광소자 모듈(723)의 상부에 배치되는 확산판(740) 및 다수의 광학필름(760)을 포함할 수 있다.
발광소자 모듈(723) 복수의 발광소자 패키지(722)와 복수의 발광소자 패키지(722)가 실장되어 어레이를 이룰 수 있도록 PCB기판(721)을 포함할 수 있다.
특히, 실시예에 따른 발광소자 패키지(722)는 정공의 농도가 증가한 발광소자(미도시)를 포함하며, 발광 휘도가 증가하며, 발광 효율이 향상된 백라이트 유닛(770)을 구현할 수 있게 된다.
반사 시트(724)는 발광소자 패키지(722)에서 발생한 빛을 액정 표시 패널(710)이 위치한 방향으로 반사시켜 빛의 이용 효율을 향상시킨다.
한편, 발광소자 모듈(723)에서 발생한 빛은 확산판(740)에 입사하며, 확산판(740)의 상부에는 광학 필름(760)이 배치된다. 광학 필름(760)은 확산 필름(766), 프리즘 필름(750) 및 보호 필름(764)를 포함하여 구성된다.
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.
100 : 발광구조물 110 : 제1 도전성 반도체층
120 : 활성층 130 : 제2 도전성 반도체층
131 : 제1 층 132 : 제2 층
200, 300 : 발광소자
400 : 발광소자패키지

Claims (16)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 기판상에 제1 도전성 반도체층을 형성하는 단계;
    상기 제1 도전성 반도체층 상에 활성층을 형성하는 단계; 및
    상기 활성층 상에 제2 도전성 반도체층을 형성하는 단계;를 포함하고,
    상기 제2 도전성 반도체층은 질소(N2)가스 분위기 하에서 성장하고, 상기 제2 도전성 반도체층의 성장시 수소(H2)가스를 주기적으로 공급 및 차단하는 발광소자 제조방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 도전성 반도체층은 불순물이 도핑된 InAlGaN, AlGaN, InGaN 또는 GaN 반도체층인 발광소자 제조방법
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 도전성 반도체층은 상기 수소가스가 차단되는 동안 성장하는 제1 층 및 상기 수소가스가 공급되는 동안 성장하는 제2 층을 포함하는 발광소자 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 수소가스는 Ga을 선택적으로 에칭하는 발광소자 제조방법.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 제2 도전성 반도체층은 뾰족한 피크 형태의 스파이크부를 포함하는 도핑농도 프로파일을 갖는 발광소자 제조방법.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 제2 층의 상기 불순물의 도핑 농도가 상기 제1 층의 상기 불순물의 도핑 농도보다 큰 발광소자 제조방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 불순물은 Mg,Zn, Ca, Sr, Ba 중 적어도 하나를 포함한 발광소자 제조방법.

KR1020100107143A 2010-10-29 2010-10-29 발광소자 및 이의 제조방법 KR101709991B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100107143A KR101709991B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 발광소자 및 이의 제조방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020100107143A KR101709991B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 발광소자 및 이의 제조방법

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20120045536A KR20120045536A (ko) 2012-05-09
KR101709991B1 true KR101709991B1 (ko) 2017-02-24

Family

ID=46264981

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020100107143A KR101709991B1 (ko) 2010-10-29 2010-10-29 발광소자 및 이의 제조방법

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR101709991B1 (ko)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140044038A (ko) * 2012-10-04 2014-04-14 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR102391513B1 (ko) * 2015-10-05 2022-04-27 삼성전자주식회사 물질막 적층체, 발광 소자, 발광 패키지, 및 발광 소자의 제조 방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20080137701A1 (en) * 2006-12-12 2008-06-12 Joseph Michael Freund Gallium Nitride Based Semiconductor Device with Reduced Stress Electron Blocking Layer
KR20090034169A (ko) * 2007-10-02 2009-04-07 주식회사 에피밸리 3족 질화물 반도체 발광소자
KR20090104454A (ko) * 2008-03-31 2009-10-06 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자
KR100998234B1 (ko) * 2008-08-28 2010-12-06 서울옵토디바이스주식회사 질화물 반도체 발광 소자 및 그 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20120045536A (ko) 2012-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8648384B2 (en) Light emitting device
US9455371B2 (en) Light emitting device
US8766302B2 (en) Light emitting device
KR101860320B1 (ko) 발광소자
US20130105761A1 (en) Light emitting device and method for manufacturing the same
KR20120111364A (ko) 발광 소자 및 발광 소자 패키지
KR101778159B1 (ko) 발광소자 및 발광소자 패키지
EP2453487B1 (en) Light emitting device
KR101709991B1 (ko) 발광소자 및 이의 제조방법
KR102075119B1 (ko) 발광소자
KR20130062770A (ko) 발광소자
US8445924B2 (en) Light emitting device
KR20130053512A (ko) 발광소자
KR20120037772A (ko) 발광소자
KR20130064156A (ko) 발광소자
KR20120110831A (ko) 발광소자
KR102042444B1 (ko) 발광소자
KR20130061980A (ko) 발광소자
KR20130066994A (ko) 발광소자
KR20140098519A (ko) 발광소자 및 그 제조방법
KR102042258B1 (ko) 발광소자
KR20140097723A (ko) 발광소자
KR101824885B1 (ko) 발광소자
KR20140099685A (ko) 발광소자
KR20130066990A (ko) 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20200109

Year of fee payment: 4