KR20160097441A - Semiconductor light emitting diode - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 발광 구조체의 전 영역에 대한 균형있는 전류 분산을 통해 발광 효율을 향상시킨 반도체 발광소자에 관한 것이다.
BACKGROUND OF THE
일반적으로 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층(일반적으로, n형 반도체층)과 제2 도전형 반도체층(일반적으로, p형 반도체층) 사이에 활성층이 게재된 형태의 발광 구조체와 제1 도전형 반도체층에 전자를 주입하는 제1 전극(일반적으로, n 전극)과 제2 도전형 반도체층에 정공을 주입하는 제2 전극(일반적으로, p 전극)을 포함한다. In general, a semiconductor light emitting device includes a light emitting structure in which an active layer is disposed between a first conductivity type semiconductor layer (generally, an n-type semiconductor layer) and a second conductivity type semiconductor layer (Generally, an n-electrode) for injecting electrons into the conductive type semiconductor layer and a second electrode (generally, a p-electrode) for injecting holes into the second conductive type semiconductor layer.
제1 도전형 반도체층을 통하여 공급되는 전자(electron)와 제2 도전형 반도체층에서 주입되는 정공(hole)이 활성층에서 재결합(recombination)하면서 광이 발생한다. Electrons supplied through the first conductive type semiconductor layer and holes injected from the second conductive type semiconductor layer are recombined in the active layer to generate light.
현재 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결되는 제1 전극이 도전성 기판의 형태로 형성된 반도체 발광소자가 등장하였다. A semiconductor light emitting device in which a first electrode electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer is formed in the form of a conductive substrate has emerged.
다만, 상기와 같은 구조를 가지는 반도체 발광소자의 경우, 제1 전극 주위로 전류가 집중되는 문제가 제기되고 있다.However, in the case of the semiconductor light emitting device having the above-described structure, there is a problem that current is concentrated around the first electrode.
아울러, 고출력화를 실현하기 위해서 각 전극의 형성이나 배치에 대해 다양한 연구가 진행되고 있다. In addition, in order to realize high output, various studies have been conducted on formation and arrangement of electrodes.
최근에는 발광 구조체를 수직 방향으로 관통하도록 형성된 비아 홀을 이용하여 제1 전극과 제1 도전형 반도체을 전기적으로 연결하는 구조가 등장하였다.Recently, a structure has been developed in which a first electrode and a first conductivity type semiconductor are electrically connected to each other by using a via hole formed to penetrate the light emitting structure in the vertical direction.
다만, 동일한 면에 제1 전극과 제2 전극을 형성할 경우, 발광 영역 중 일부를 제거하여 전극을 형성해야 되기 때문에 발광 면적이 감소하고, 이에 따라 발광 효율도 저하되는 문제가 발생하였다.However, when the first electrode and the second electrode are formed on the same surface, a part of the light emitting region must be removed to form an electrode, which results in a decrease in the light emitting area, and accordingly, the luminous efficiency is lowered.
따라서, 비아 홀의 크기를 줄임으로써 발광 면적의 손실을 최소화하는 구조가 제안되고 있으나, 비아 홀의 크기가 작아질 경우, 비아 홀에 의한 전류 분산 역시 줄어들 수 밖에 없으므로 아직까지는 발광 면적 및 발광 효율의 손실을 감수할 수 밖에 없다.
However, if the size of the via hole is reduced, the current dispersion due to the via hole also must be reduced. Therefore, the loss of the light emitting area and the luminous efficiency are still limited. I have no choice but to accept it.
본 발명의 목적은 홀 전극 주위뿐만 아니라 가장자리 부분의 발광 효율이 우수한 반도체 발광소자를 제공하는 것이다.
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device having excellent luminous efficiency not only around a hole electrode but also at an edge portion.
본 발명의 일 측면에 따르면, 도전성 기판, 제2 도전형 반도체층, 활성층 및 제1 도전형 반도체층이 적층된 발광 구조체를 포함하며, 상기 도전성 기판과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 확산 금속층 및 절연층이 형성되며, 상기 제2 도전형 반도체층의 하부에는 반사 전극층이 형성되며, 상기 확산 금속층으로부터 상기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하는 복수의 홀-형 전극이 형성되며, 상기 홀-형 전극을 통해 상기 확산 금속층과 상기 제1 도전형 반도체층이 전기적으로 연결되며, 상기 발광 구조체의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 전극 패드가 각각 형성되며, 상기 변을 따라 형성된 제1 라인-형 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공될 수 있다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting device including a light emitting structure in which a conductive substrate, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a first conductivity type semiconductor layer are stacked, And a reflective electrode layer is formed under the second conductive type semiconductor layer, the first conductive type semiconductor layer and the second conductive type semiconductor layer are formed on the substrate, A plurality of hole-type electrodes extending to the inside of the layer, and the diffusion metal layer and the first conductivity type semiconductor layer are electrically connected to each other through the hole-type electrode, And a first line-shaped electrode formed along the sides of the first electrode and the second electrode, respectively.
여기서, 상기 제1 라인-형 전극은 상기 확산 금속층으로부터 상기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하며, 상기 라인-형 전극을 통해 상기 확산 금속층과 상기 제1 도전형 반도체층이 전기적으로 연결될 수 있다.Here, the first line-type electrode extends from the diffusion metal layer through the insulating layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer to the inside of the first conductivity type semiconductor layer, and the line- The diffusion metal layer and the first conductivity type semiconductor layer may be electrically connected to each other.
여기서, 상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리로부터 상기 전극 패드가 형성되지 않은 모서리를 각각 연결하는 두 변 중 적어도 하나의 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함할 수 있다.The first electrode may further include a second line-shaped electrode formed on at least one side of two sides connecting the electrode pad with the electrode pad.
여기서, 상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리를 연결하는 변과 마주보는 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함할 수 있다.The first electrode may further include a second line-shaped electrode formed along a side opposite to a side connecting both edges where the electrode pad is formed.
여기서, 상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리로부터 상기 전극 패드가 형성되지 않은 모서리를 각각 연결하는 두 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극과, 상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리를 연결하는 변과 마주보는 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함할 수 있다.Here, a second line-shaped electrode is formed along two sides connecting corners where the electrode pad is not formed, from both corners where the electrode pad is formed, and a second line-type electrode formed by a side opposite to the side connecting the two corners And a second line-shaped electrode formed along the second line-shaped electrode.
여기서, 상기 제2 라인-형 전극들은 모두 서로 연결될 수 있다.Here, the second line-type electrodes may all be connected to each other.
여기서, 상기 반사 전극층의 일부는 상기 절연층과 접촉할 수 있다.Here, a part of the reflective electrode layer may be in contact with the insulating layer.
여기서, 상기 반사 전극층에는 상기 확산 금속층의 관통이 가능하도록 개구부가 형성될 수 있다.Here, the opening may be formed in the reflective electrode layer to allow penetration of the diffusion metal layer.
여기서, 상기 전극 패드가 형성되는 상기 발광 구조체의 한 변의 양쪽 모서리 영역에는 상기 반사 전극층의 측면 및 하부면의 적어도 일부를 감싸도록 커버 금속층이 형성될 수 있다.A cover metal layer may be formed on both sides of one side of the light emitting structure in which the electrode pad is formed to cover at least a part of the side surface and the bottom surface of the reflective electrode layer.
여기서, 상기 제1 도전형 반도체층의 상부면에 요철이 형성될 수 있다.Here, concaves and convexes may be formed on the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer.
여기서, 상기 도전성 기판과 상기 확산 금속층 사이에 접합 금속층이 개재될 수 있다.
Here, a bonding metal layer may be interposed between the conductive substrate and the diffusion metal layer.
본 발명에 따른 반도체 발광소자는 발광 구조체의 전 영역에 대한 균형있는 전류 분산을 통해 우수한 발광 효율을 나타낼 수 있다.
The semiconductor light emitting device according to the present invention can exhibit excellent luminous efficiency through balanced current dispersion over the entire region of the light emitting structure.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이다.
도 4는 제1 기판 상에 다층의 반도체층을 형성한 예를 나타낸 사시도이다.
도 5는 제1 도전형 반도체층이 노출되도록 식각을 수행하여 제1 메사 영역들 및 제2 메사 영역을 형성하고, 제2 도전형 반도체층 상에 반사 전극층을 형성한 예를 나타낸 평면도이다.
도 6은 도 5의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 7는 도 6의 변형예를 나타낸 것이다.
도 8은 도 5의 결과물의 상부면 모서리 부분에 커버 금속층을 형성한 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 9는 도 8의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 10은 도 8의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 11은 도 8의 결과물의 상부에 절연층을 형성하고, 제1 도전형 반도체층이 노출되도록 제1 메사 영역들과 제2 메사 영역에 개구부들을 형성한 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 12는 도 11의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 13은 도 11의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 14는 도 11의 결과물의 상부면, 개구부들 내부 및 절연층 상부에 제1 전극을 형성한 예를 나타낸 개략적으로 평면도이다.
도 15는 도 14의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 16은 도 14의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 17은 도 14의 결과물의 상부에 도전성 기판을 접합하고, 결과물을 뒤집은 후, 제1 기판을 제거한 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 18은 도 17의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 19는 도 17의 결과물의 모서리 부분을 식각하여 커버 금속층이 노출된 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 20은 도 19의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 21은 도 19의 결과물의 모서리 부분에 전극 패드들을 형성한 예를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 22는 도 21의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 25는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.FIG. 1 schematically shows a plan view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a schematic plan view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.
3 schematically shows a plan view of a semiconductor light emitting device according to another embodiment of the present invention.
4 is a perspective view showing an example in which a multi-layered semiconductor layer is formed on a first substrate.
5 is a plan view showing an example in which first mesa regions and a second mesa region are formed by performing etching to expose the first conductivity type semiconductor layer and a reflective electrode layer is formed on the second conductivity type semiconductor layer.
6 is a cross-sectional view taken along line AA of FIG.
Fig. 7 shows a modification of Fig.
8 is a plan view schematically showing an example in which a cover metal layer is formed on the upper surface corner portion of the product of FIG.
9 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
10 is a cross-sectional view taken along line BB in Fig.
11 is a plan view schematically illustrating an example in which an insulating layer is formed on the resultant structure of FIG. 8 and openings are formed in the first mesa regions and the second mesa region to expose the first conductivity type semiconductor layer.
12 is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
Fig. 13 is a cross-sectional view taken along the line BB in Fig.
FIG. 14 is a schematic plan view showing an example in which a first electrode is formed on the upper surface, the inside of the openings, and the insulating layer of FIG. 11;
15 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
Fig. 16 is a cross-sectional view taken along the line BB in Fig. 14. Fig.
FIG. 17 is a plan view schematically showing an example in which a conductive substrate is bonded to an upper portion of the result in FIG. 14, the resultant is turned over, and then the first substrate is removed.
18 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
19 is a plan view schematically showing an example in which the cover metal layer is exposed by etching the corner portion of the resultant of FIG.
20 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
FIG. 21 is a plan view schematically illustrating an example in which electrode pads are formed at corner portions of the result of FIG. 19;
22 is a cross-sectional view taken along the line AA in Fig.
23 is an exploded perspective view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
24 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
25 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
26 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a headlamp.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The advantages and features of the present invention and the manner of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described in detail below with reference to the accompanying drawings. It should be understood, however, that the invention is not limited to the disclosed embodiments, but is capable of many different forms and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, To fully disclose the scope of the invention to those skilled in the art, and the invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout the specification.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 반도체 발광소자에 관하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
Hereinafter, a semiconductor light emitting device according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 평면도를 개략적으로 나타낸 것이며, 도 21 및 도 22는 거의 완성된 형태의 반도체 발광소자를 나타낸다.FIG. 1 schematically shows a plan view of a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIGS. 21 and 22 show a semi-finished semiconductor light emitting device.
도 1, 도 21 및 도 22를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 복수의 홀-형 전극(109), 제1 라인-형 전극(130), 반사 전극층(106), 전극 패드들(113) 및 도전성 기판(112)을 포함하는 전극 구조를 갖는다. 1, 21, and 22, a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a plurality of hole-
또한, 전극 구조에는 커버 금속층(107)이 더 포함될 수 있다. The electrode structure may further include a
여기서, 복수의 홀-형 전극(109), 제1 라인-형 전극(130), 도전성 기판(112)은 제1 도전형 반도체층(102)에 전자 및 정공 중 하나의 캐리어를 공급하기 위한 것이며, 반사 전극층(106), 커버 금속층(107) 및 전극 패드들(113)은 제2 도전형 반도체층(104)에 전자 및 정공 중 다른 하나의 캐리어를 공급하기 위한 것이다. Here, the plurality of hole-
제1 도전형 반도체층(102)은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(104)은 p형 반도체층일 수 있으나, 그 반대도 가능하다. The first
반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층(102)과 제2 도전형 반도체층(104) 사이에는 전자-정공 재결합이 이루어지면서 광을 방출하는 활성층(103)이 형성된 발광 구조체를 포함한다.The semiconductor light emitting device includes a light emitting structure in which an
복수의 홀-형 전극(109)은 중앙 영역에 홀의 형태로 형성되며, 제1 도전형 반도체층(102)에 접촉하여 형성된다. A plurality of hole-
중앙 영역에 복수의 홀-형 전극(109)만 형성되어 있는 경우, 홀-형 전극들 사이에 전류가 집중되는 경향이 있으며, 이에 따라 반도체 발광소자의 가장자리 부분에서는 상대적으로 광 특성이 약하다는 문제가 있다.In the case where only a plurality of hole-
이에 본 발명에서는 후술하는 바와 같이 제1 라인-형 전극(130)을 추가로 형성함으로써 반도체 발광소자의 가장자리 부분에서도 광 특성이 향상될 수 있도록 하여, 전체적으로 발광 균일도가 우수한 반도체 발광소자를 제조할 수 있다.In the present invention, as described later, the first line-shaped
반사 전극층(106)은 복수의 홀-형 전극(109)과 이격되어 형성되며, 제2 도전형 반도체층(104)에 접촉한다. The
전극 패드(113)는 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 형성되며, 반사 전극층에 전기적으로 연결된다. The
전극 패드(113)와 반사 전극층(106)의 전기적 연결을 위해 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에는 커버 금속층(107)이 형성된다.For electrical connection between the
커버 금속층(107)의 일부는 반사 전극층(106)과 접촉하는 반면, 나머지는 전극 패드(113)와 접촉한다. A part of the
또한, 커버 금속층(107)은 전극 패드(113) 형성을 위한 식각 공정에서 식각 정지막(etching stopper)으로 작용할 수 있다.In addition, the
본 발명에서 전극 패드(113)는 제1 도전형 반도체층(102), 활성층(103) 및 제2 도전형 반도체층(104)을 포함하는 발광 구조체의 외곽에 형성된다. The
이 경우, 발광면에 해당하는 제1 도전형 반도체층(102)의 상부에 전극이 형성되어 있지 않으므로, 발광 구조체로부터 생성된 광의 외부로의 방출 면적을 향상시킬 수 있다.In this case, since no electrode is formed on the first conductivity
제1 라인-형 전극(130)은 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 형성된 전극 패드(113) 사이에 형성된다.The first line-shaped
이 때, 발광 구조체의 가장자리에서의 원활한 전류 분산을 위해 제1 라인-형 전극(130)의 폭과 길이의 비는 적어도 1:10 이상, 보다 바람직하게는 1:20 이상으로 형성되는 것이 바람직하다.In this case, the ratio of the width and the length of the first line-
또한, 제1 라인-형 전극(130)은 복수의 홀-형 전극(109)의 외측 영역에 라인 형태로 형성되어 제1 도전형 반도체층(102)에 접촉한다. In addition, the first line-shaped
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 기본적으로 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 형성된 전극 패드(113) 사이에 제1 라인-형 전극(130)을 더 포함함으로써, 본 발명에서는 복수의 홀-형 전극(109)만 형성된 반도체 발광소자보다 발광 효율을 더욱 향상시키고자 한다. The semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention basically includes the first line-
여기서, 도전성 기판(112)은 복수의 홀-형 전극(109) 및 제1 라인-형 전극(130)과 전기적으로 연결된다.Here, the
추가적으로, 복수의 홀-형 전극(109) 및 제1 라인-형 전극(130)은 확산 금속층(110)을 통하여 도전성 기판(112)에 전기적으로 연결된다.In addition, a plurality of the hole-
이 때, 복수의 홀-형 전극(109), 제1 라인-형 전극(130) 및 확산 금속층(110)은 동종의 금속으로 단일 공정 내에서 일체로 형성될 수 있다.At this time, the plurality of the hole-
확산 금속층(110)과 도전성 기판(112)은 Sn/Au 또는 Sn/Ag 등과 같은 금속으로 형성된 접합 금속층(111)에 의해 접합된다.
The
도 1에서는 제1 라인-형 전극(130)이 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 형성된 전극 패드(113) 사이에 형성된 예를 나타내나, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 라인-형 전극(130)은 반도체 발광소자의 다른 변들 중 하나 이상에도 추가적으로 형성될 수 있다.1 shows an example in which the first line-shaped
예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 반도체 발광소자는 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 형성된 전극 패드(113) 사이에 형성된 제1 라인-형 전극(130)과 전극 패드(113)가 형성된 모서리와 형성되지 않은 모서리를 연결하는 두 변에 추가적으로 형성된 제2 라인-형 전극(131)을 포함할 수 있다.For example, as shown in FIG. 2, the semiconductor light emitting device includes a first line-shaped
도 3에 도시된 다른 변형예에 따르면, 전극 패드(113)가 형성된 모서리와 형성되지 않은 모서리를 연결하는 두 변과 전극 패드가 형성되지 않은 양쪽 모서리를 연결하는 변에 제2 라인-형 전극(131)이 추가적으로 형성된다.According to another modification shown in FIG. 3, a second line-type electrode (not shown) is formed on two sides connecting corners where the
각 변에 형성된 라인-형 전극은 서로 이격되어 있거나 서로 연결된 형태로 존재할 수 있다.The line-shaped electrodes formed on each side may be spaced apart from each other or may exist in a connected state with each other.
도 2 및 도 3에 도시된 구조를 통하여 반도체 발광소자 내의 전류 분산 효과를 더욱 향상시킬 수 있으며, 이러한 구조를 가지는 반도체 발광소자는 중앙 영역에 복수의 홀-형 전극만 형성된 반도체 발광소자보다 우수한 발광 효율을 가질 수 있다.2 and 3, the current diffusion effect in the semiconductor light emitting device can be further improved. In the semiconductor light emitting device having such a structure, the light emitting efficiency of the semiconductor light emitting device Efficiency can be obtained.
추가적으로, 제1 라인-형 전극(130)과 제2 라인-형 전극(131)은 양쪽 모서리를 따라 연장하는 직선 형태로 형성되나, 필요에 따라 지그재그 또는 물결(wave) 모양으로 형성됨으로써 전류 분산이 취약한 영역으로의 전류 분산 효과를 향상시킬 수 있다.
In addition, although the first line-shaped
도 4 내지 도 22는 도 1에 도시된 전극 구조를 갖는 반도체 발광소자 제조 과정을 나타낸 도면들이다. FIGS. 4 to 22 illustrate a process of manufacturing a semiconductor light emitting device having the electrode structure shown in FIG.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 제조하기 위해, 우선 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 기판(101) 상에 제1 도전형 반도체층(102), 활성층(103) 및 제2 도전형 반도체층(104)이 적층된 발광 구조체를 형성한다. 4, a first
제1 기판(101)은 GaN, InGaN, AlGaN, InAlGaN 등과 같은 질화물 반도체를 성장시키기 위한 기판이다. The
이를 위해, 제1 기판(101)은 사파이어 기판, 실리콘 기판, 실리콘 카바이드 기판, 질화갈륨 기판 등이 될 수 있다. For this, the
필요에 따라서는 제1 기판(101)과 제1 도전형 반도체층(102) 사이, 제1 도전형 반도체층(102)과 활성층(103) 사이, 활성층(103)과 제2 도전형 반도체층(104) 사이 또는 제2 도전형 반도체층(104) 상부면 등에 추가적으로 기능성 층을 더 형성할 수 있다. The first conductive
이러한 기능성 층의 예로는 버퍼층, 비도핑 반도체층, 전자 차단층, 스트레인 완충층 등이 있다.
Examples of such a functional layer include a buffer layer, a non-doped semiconductor layer, an electron blocking layer, and a strain buffer layer.
다음으로, 도 5 내지 도 7에 도시된 예와 같이, 제1 도전형 반도체층(102)이 노출되도록 제2 도전형 반도체층(104)으로부터 메사 식각을 수행하여 복수의 메사 영역을 형성하고, 노출된 제2 도전형 반도체층(104) 상에 반사 전극층(106)을 형성한다. Next, a plurality of mesa regions are formed by performing a mesa etching from the second conductivity
복수의 메사 영역은 중앙 영역의 제1 메사 영역들(105)과 제1 메사 영역들(105) 중 가장자리에 위치하는 제1 메사 영역들 외곽의 일 변에 형성되는 제2 메사 영역(105)을 포함한다. The plurality of mesa regions may include a
도 5에서는 상변에만 제2 메사 영역(105a)이 형성된 예를 나타내었으나, 도 2 및 도 3에 도시된 예와 같은 라인-형 전극을 구현하기 위하여 다른 변에도 제2 메사 영역(105a)이 형성될 수 있다. 5, the
또한, 제2 메사 영역(105a)은 라인-형 전극이 형성될 수 있도록 제방(leeve) 형태로 형성될 수 있다. 제방 형태의 제2 메사 영역(105a)의 경우, 공정 마진을 유지할 수 있도록 작은 선폭으로 형성하는 것이 가능하다. In addition, the
보다 구체적으로, 도 7에 도시된 예와 같이, 복수의 제1 메사 영역(105) 및 제2 메사 영역(105a)이 형성된 결과물의 전면에 SiO2 등과 같은 절연막(114)을 형성한다. More specifically, as shown in FIG. 7, an insulating
그리고, 절연막(114) 일부를 제거하여 제2 도전형 반도체층(104)을 노출시키고, 노출된 제2 도전형 반도체층(104) 상에 반사 전극층(106)을 형성한다.A part of the insulating
반사 전극층(104)의 일부는 절연층(114)과 접촉하며, 반사 전극층(106)에는 확산 금속층의 관통이 가능하도록 개구부가 형성된다. A part of the
반사 전극층(106)은 절연막(114)에 의해 각각의 메사 영역 측면 등에 접촉되는 것을 방지할 수 있다.The
도 5에서는 메사 영역(105)이 4개 형성된 예를 도시하였다.5 shows an example in which four
다만, 메사 영역의 수는 이에 한정되지 않고, 필요에 따라 2개부터 100개 까지 형성될 수도 있다. However, the number of the mesa regions is not limited to this, and from 2 to 100 mesa regions may be formed as necessary.
각각의 제1 메사 영역들(105) 및 제2 메사 영역(105a)은 제2 도전형 반도체층(104)에 의해 둘러싸여 있다.Each of the
반사 전극층(106)은 전기전도성 및 반사 특성이 우수한 Ag, Al, Pt 또는 Ni 등과 같은 물질로 구성될 수 있다. 또는, Ni/Ag, NiZn/Ag 또는 TiO/Ag 등과 같은 합금으로 구성될 수 있다.
The
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 반사 전극층(106)이 형성된 결과물의 상부에 커버 금속층(107)이 형성된다. 도 9는 도 8의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이며, 도 10은 도 8의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.Next, as shown in FIG. 8, a
커버 금속층(107)은 도 8에 도시된 예와 같이 반도체 발광소자의 모서리 부분에만 형성되거나 반도체 발광소자의 외곽을 감싸는 형태로 형성되어 반사 전극층(106)의 일부분을 감쌀 수 있다. The
커버 금속층(107)이 반도체 발광소자의 외곽을 감싸는 형태로 형성될 경우, 커버 금속층(107)의 일부는 반사 전극층(106)을 감싸도록 형성된다.When the
이 때, 커버 금속층(107)의 일부는 제2 도전형 반도체층(104)과 접촉한다. At this time, a part of the
다만, 커버 금속층(107)을 반도체 발광소자의 모서리 부분에만 형성하는 경우, 발광 구조체로부터 발생되는 광을 반사시킬 수 있는 반사 면적을 넓혀 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.However, when the
반도체 발광소자의 모서리 부분에 형성되는 커버 금속층은 후술하는 전극 패드(113)의 형성을 고려하여 반도체 발광소자의 외곽 영역에 형성되는 커버 금속층보다 넓은 폭으로 형성되는 것이 바람직하다. The cover metal layer formed at the corner portion of the semiconductor light emitting device is preferably formed to have a wider width than the cover metal layer formed in the outer region of the semiconductor light emitting device in consideration of the formation of the
반도체 발광소자의 모서리 부분에 형성되는 커버 금속층은 제2 도전형 반도체층(104)의 모서리 부분과 일치하도록 형성할 수 있다. The cover metal layer formed at the corner portion of the semiconductor light emitting device can be formed to coincide with the corner portion of the second conductivity
전술한 바와 같이, 커버 금속층(107)은 반사 전극층(106)과 전극 패드(113)를 연결함과 동시에 전극 패드(113)의 형성을 위한 모서리 식각할 때 식각정지막(etching stopper) 역할을 한다. As described above, the
커버 금속층(107)은 전기전도성이 우수하고, 식각정지막 역할을 할 수 있도록, 크롬(Cr), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 이리듐(Ir), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈(Ta), 코발트(Co), 철(Fe), 텅스텐(W) 및 티타늄(Ti) 중 1종 이상을 포함하는 재질로 형성될 수 있다.The
커버 금속층(107)은 일반적로 400 nm의 파장대역에서 반사율이 은(Ag) 또는 알루미늄(Al)보다 낮다.
The
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 커버 금속층(107)의 상부에 절연층(108)을 형성한다. 도 12는 도 11의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이며, 도 13은 도 11의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.Next, an insulating
이어서, 제1 도전형 반도체층(102)이 노출되도록 복수의 제1 메사 영역(105)의 중앙부에 제1 개구부(109a)를 형성하며, 제2 메사 영역(105a)의 중앙부에 제2 개구부(130a)를 형성한다. A
여기서, 제1 개구부(109a)는 홀-형 전극(109)을 형성하기 위한 원형의 개구부이며, 제2 개구부(130a)는 내부에 제1 라인-형 전극(130)을 형성하기 위한 직선형의 개구부이다.
Here, the
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 개구부(109a)의 내부에 홀-형 전극(109)을 형성하고, 제2 개구부(130a)의 내부에 제1 라인-형 전극(130)을 형성한 후 절연층(108) 상부에 확산 금속층(110)을 형성한다. 도 15는 도 14의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이며, 도 16은 도 14의 B-B 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.Next, as shown in Fig. 14, a hole-
홀-형 전극(109) 및 제1 라인-형 전극(130)은 제1 도전형 반도체층과 오믹 특성을 갖는 도전성 물질로 형성될 수 있으며, 단일층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.The hole-shaped
도전성 물질로는 Au, Ag, Cu, Zn, Al, In, Ti, Si, Ge, Sn, Mg, Ta, Cr, W, Ru, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt 등이나 이들 중 1종 이사을 포함하는 합금이 사용될 수 있다.As the conductive material, Au, Ag, Cu, Zn, Al, In, Ti, Si, Ge, Sn, Mg, Ta, Cr, W, Ru, Rh, Ir, Ni, Pd, Pt, May be used.
확산 금속층(110)은 홀-형 전극(109) 및 제1 라인-형 전극(130)과 동일한 물질로 단일 공정 내에서 일체로 형성될 수 있다.The
확산 금속층(110) 상에는 Sn/Au 또는 Sn/Ag 등과 같은 금속으로 형성된 접합 금속층(111)이 형성되며, 접합 금속층(111)은 확산 금속층(110)과 후술할 도전성 기판(112)을 접착시키는 역할을 한다.
A
다음으로, 접합 금속층(111) 상부에 도전성 기판(112)을 접합한 후, 도전성 기판(112)이 하부에 위치하도록 결과물을 상하 반전시킨다. Next, after the
즉, 도 17은 도 14의 결과물의 상부에 도전성 기판(112)을 접합하고, 결과물을 뒤집은 후, 제1 기판(101)을 제거한 반도체 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 도 18은 도 17의 A-A 선을 따라 절취한 단면도를 나타낸 것이다.17 is a plan view schematically showing a semiconductor light emitting device in which the
도전성 기판(112)은 접합 금속층(111)에 의해 확산 금속층(110)과 전기적으로 연결된다. The
도전성 기판(112)은 금속성 기판이거나 반도체 기판일 수 있다. The
예를 들어, 도전성 기판(112)은 Au, Ni, Cu, Mo 및 W 중 어느 하나의 금속으로 형성된 금속성 기판이거나, Si, Ge, GaN, AlN 및 GaAs 중 어느 하나의 반도체 물질로 형성된 반도체 기판일 수 있다. For example, the
도전성 기판(112)은 성장 기판이거나 상대적으로 격자 부정합이 작은 사파이어 기판과 같은 부도전성 기판을 성장기판으로 사용한 후, 부도전성 기판을 제거하고 접합된 지지 기판일 수 있다.The
도전성 기판(112)이 지지 기판일 때, 도금 씨드층을 형성하여 기판을 형성하는 도금법이나, 도전성 기판(112)을 별도로 준비하여 Au, Au-Sn, 또는 Pb-Sr과 같은 도전성 접착제를 이용하여 접합시키는 기판 접합법이 이용될 수 있다.
A plating method in which a plating seed layer is formed to form a substrate when the
다음으로, 도 19 및 도 20에 도시된 바와 같이, 상하 반전된 결과물의 상부로부터 메사 식각을 수행하여, 반도체 발광소자의 가장자리 부분은 절연층(108)이 노출되고, 반도체 발광소자의 모서리의 일부 영역에 커버 금속층(107) 노출되도록 한다.Next, as shown in FIGS. 19 and 20, the mesa etching is performed from the upper part of the resultant of the vertically inverted result to expose the insulating
보다 구체적으로, 반도체 발광소자의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 전극 패드(113)를 형성하기 위해 커버 금속층(107)의 일부를 노출시킨다.
More specifically, a part of the
마지막으로, 도 21 및 도 22에 도시된 바와 같이, 노출된 커버 금속층(107)의 상부에 전극 패드(113)가 형성된다.Finally, as shown in FIGS. 21 and 22, an
추가적으로, 제1 도전형 반도체층(102)의 상부면에 요철 패턴을 형성할 수 있다. In addition, a concave-convex pattern can be formed on the upper surface of the first conductivity
요철 패턴은 광결정(photonic crystal) 또는 PEC 에칭에 의한 형성될 수 있다.The concavo-convex pattern can be formed by photonic crystal or PEC etching.
제1 도전형 반도체층(102)의 상부면에 요철 패턴을 형성함으로써, 발광 구조체로부터 생성된 광의 추출 효율이 더욱 증가될 수 있다.
By forming the concave-convex pattern on the upper surface of the first conductivity
도 21 및 도 22에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자의 평면도 및 단면도를 참조하여, 완성된 반도체 발광소자의 구조에 대하여 다시 상세히 설명하도록 한다.21 and 22, the structure of the completed semiconductor light emitting device will be described in detail with reference to a plan view and a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는 도전성 기판(112) 상에 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)이 적층된 발광 구조체를 포함한다.A semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a light emitting structure in which a second conductivity
특히, 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)은 아래로부터 순차적으로 적층된다.In particular, the second conductivity
도전성 기판(112) 상에는 도전성 기판(112)과 제1 도전형 반도체층(102)을 전기적으로 연결하기 위해 확산 금속층(110)이 형성된다. 이에 따라, 도전성 기판(112)과 제2 도전형 반도체층(104) 사이에는 확산 금속층(110)이 개재된다.A
추가적으로, 확산 금속층(110)과 도전성 기판(112)는 접합 금속층(111)에 의해 접합될 수 있다. In addition, the
도전성 기판(112) 상에 형성된 확산 금속층(110)의 일부는 상부를 향해 소정의 높이만큼 연장되어 형성된다.A part of the
이 때, 확산 금속층(110)은 적어도 제2 도전형 반도체층(104), 바람직하게는 제1 도전형 반도체층(102)이 형성된 영역까지 연장됨으로써 확산 금속층(110)이 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결될 수 있도록 구성된다.At this time, the
다만, 이 경우 제1 도전형 반도체층(102)이 형성된 영역까지 연장된 확산 금속층(110)이 모두 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결되는 것이 아니라, 제2 도전형 반도체층(104)과 활성층(103)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(102)의 내부까지 연장하도록 형성된 복수의 홀-형 전극(109)을 통해 제1 도전형 반도체층(102)과 전기적으로 연결된다.In this case, the
복수의 홀-형 전극(109)은 가장 높이 연장된 확산 금속층(110) 상에 형성되며, 각각의 홀-형 전극(109)이 형성된 높이는 서로 동일하다.The plurality of hole-
그리고, 확산 금속층(110) 상에는 확산 금속층(110)이 도전성 기판(112)과 제1 도전형 반도체층(102)을 제외한 다른 반도체층(예를 들어, 활성층(103), 제2 도전형 반도체층(104))과 전기적으로 연결되는 것을 방지하기 위한 절연층(108)이 형성된다.On the
절연층(108)은 확산 금속층(110)의 상부면뿐만 아니라 측면(또는 경사진 측면)에 모두 형성된다.The insulating
마찬가지로, 홀-형 전극(109)은 절연층(108)을 관통하도록 형성되며, 홀-형 전극(109)을 통해 확산 금속층(110)의 일부 영역만이 절연층(108)을 지나 상부로 노출되며, 노출된 확산 금속층(110)과 제1 도전형 반도체층(102)이 전기적 연결이 형성된다.Likewise, the hole-
제2 도전형 반도체층(104)의 하부에는 반사 전극층(106)이 전기적으로 연결된다. The
이 때, 반사 전극층(106)은 제2 도전형 반도체층(104)과 대면하는 상부면의 면적이 제2 도전형 반도체층(106)의 하부면의 면적보다 좁게 형성된다.At this time, the
즉, 반사 전극층(106)은 제2 도전형 반도체층(104), 활성층(103) 및 제1 도전형 반도체층(102)이 적층된 발광 구조체의 하부에 존재하며, 반사 전극층(106)은 외부로 노출되지 않는다.That is, the
그리고, 반사 전극층(106)의 측면 및 하부면의 적어도 일부를 감싸도록 커버 금속층(107)이 형성된다. 이 때, 커버 금속층(107)은 단일 또는 복수의 층으로 형성될 수 있다.A
커버 금속층(107)에 의해 감싸지지 않은 반사 전극층(106)의 경우, 절연층(108)에 의해 반사 전극층(106)의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것이 방지될 수 있다.In the case of the
발광 구조체의 모서리와 인접한 영역(또는 반도체 발광소자의 모서리 영역으로도 언급될 수 있으며, 이는 모두 동일한 영역을 의미하는 것으로 이해되어야 함)에서 커버 금속층(107)의 상부면 중 일부 영역이 노출되며, 커버 금속층(107)의 노출된 일부 영역 상에 전극 패드(113)가 형성된다.A portion of the upper surface of the
이와 같이, 전극 패드(113)가 발광면에 해당하는 제1 도전형 반도체층(102)의 상부면에 형성되어 있지 않으므로, 발광 면적의 손실을 최소화할 수 있다.As described above, since the
전극 패드(113)는 외부 전원으로부터 전원을 공급받아 반도체 발광소자로 이를 전달하기 위한 구성으로서, 외부 전원으로부터 공급받은 전원을 반도체 발광소자로 제공하기 위해 전극 패드(113)는 반사 전극층(106)과 전기적으로 연결되어야 한다.The
따라서, 커버 금속층(107)의 노출된 일부 영역 상에 형성된 전극 패드(113)는 커버 금속층(107)에 의하여 반사 전극층(106)과 전기적으로 연결된다.The
결국, 커버 금속층(107)은 반사 전극층(106)과 전극 패드(113)에 동시에 접촉하도록 형성된다.As a result, the
또한, 커버 금속층(107)은 전극 패드(113)를 형성하기 위한 반도체 식각 공정에서 식각 정지막(etching stopper)으로서 작용할 수도 있다. In addition, the
게다가, 커버 금속층(107)은 반사 전극층(106)의 금속 물질이 확산되거나 오염되는 것을 방지할 수 있다.
In addition, the
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반도체 발광소자는 홀-형 전극과 라인-형 전극을 형성함으로써 전극 패드 주위에 전류가 집중되는 현상을 완화하고, 발광 구조체의 전 영역에 대한 균형있는 전류 분산을 통해 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
As described above, the semiconductor light emitting device according to the present invention can relieve the concentration of current around the electrode pad by forming the hole-type electrode and the line-type electrode, and can achieve a balanced current distribution over the entire region of the light- The light emitting efficiency can be improved.
도 23은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 조명 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 분해 사시도이다.23 is an exploded perspective view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a lighting device.
도 23을 참조하면, 본 실시예에 따른 조명 장치는, 확산 커버(1010), 반도체 발광소자 모듈(1020) 및 바디부(1030)를 포함한다. Referring to FIG. 23, the illumination device according to the present embodiment includes a
바디부(1030)는 반도체 발광소자 모듈(1020)을 수용할 수 있고, 확산 커버(1010)는 반도체 발광소자 모듈(1020)의 상부를 커버할 수 있도록 바디부(1030) 상에 배치될 수 있다.The
바디부(1030)는 반도체 발광소자 모듈(1020)을 수용 및 지지하여, 반도체 발광소자 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. The
전원 공급 장치(1033)는 전원 케이스(1035) 내에 수용되어 반도체 발광소자 모듈(1020)과 전기적으로 연결되며, 적어도 하나의 IC칩을 포함할 수 있다. The
IC칩은 반도체 발광소자 모듈(1020)로 공급되는 전원의 특성을 조절, 변환 또는 제어할 수 있다. The IC chip can control, convert, or control the characteristics of the power supplied to the semiconductor light emitting
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. The
전원 접속부(115)는 전원 케이스(1035)의 하단에 배치되어, 전원 케이스(1035)와 결속될 수 있다. 이에 따라, 전원 접속부(115)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.The power connection portion 115 is disposed at the lower end of the
반도체 발광소자 모듈(1020)은 기판(1023) 및 기판(1023) 상에 배치된 반도체 발광소자(1021)를 포함한다. The semiconductor light emitting
반도체 발광소자 모듈(1020)은 바디 케이스(1031) 상부에 마련되어 전원 공급 장치(1033)에 전기적으로 연결될 수 있다.The semiconductor light emitting
기판(1023)은 반도체 발광소자(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. The substrate 1023 is not limited as long as it is a substrate capable of supporting the semiconductor
반도체 발광소자(1021)는 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 발광소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The semiconductor
확산 커버(1010)는 반도체 발광소자(1021) 상에 배치되되, 바디 케이스(1031)에 고정되어 반도체 발광소자(1021)를 커버할 수 있다. The
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.
The
도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 24 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a display device.
본 실시예의 디스플레이 장치는 표시패널(2110), 표시패널(2110)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU1) 및 표시패널(2110)의 하부 가장자리를 지지하는 패널 가이드(2100)를 포함한다.The display device of this embodiment includes a display panel 2110, a backlight unit BLU1 for providing light to the display panel 2110, and a panel guide 2100 for supporting the lower edge of the display panel 2110. [
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. The display panel 2110 is not particularly limited and may be, for example, a liquid crystal display panel including a liquid crystal layer. At the edge of the display panel 2110, a gate driving PCB for supplying a driving signal to the gate line may be further disposed.
여기서, 게이트 구동 PCB(2112, 2113)는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다.Here, the gate driving PCBs 2112 and 2113 are not formed on a separate PCB, but may be formed on a thin film transistor substrate.
백라이트 유닛(BLU1)은 적어도 하나의 기판(2150) 및 복수의 반도체 발광소자(2160)를 포함하는 광원 모듈을 포함한다. 나아가, 백라이트 유닛(BLU1)은 바텀커버(2180), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 더 포함할 수 있다.The backlight unit (BLU1) includes a light source module including at least one substrate (2150) and a plurality of semiconductor light emitting elements (2160). Further, the backlight unit BLU1 may further include a
바텀커버(2180)는 상부로 개구되어, 기판(2150), 반도체 발광소자(2160), 반사 시트(2170), 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 수납할 수 있다. The
또한, 바텀커버(2180)는 패널 가이드(2100)와 결합될 수 있다. 기판(2150)은 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. In addition, the
또한, 기판(2150)은 복수로 형성되어, 복수의 기판(2150)들이 나란히 배치된 형태로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 단일의 기판(2150)으로 형성될 수도 있다.In addition, a plurality of substrates 2150 may be arranged so that a plurality of substrates 2150 are arranged side by side, but it is not limited thereto and may be formed as a single substrate 2150.
반도체 발광소자(2160)는 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 발광소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The semiconductor
반도체 발광소자(2160)들은 기판(2150) 상에 일정한 패턴으로 규칙적으로 배열될 수 있다. The semiconductor
또한, 각각의 반도체 발광소자(2160) 상에는 렌즈(2210)가 배치되어, 복수의 반도체 발광소자(2160)들로부터 방출되는 광을 균일성을 향상시킬 수 있다.Further, a
확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)은 반도체 발광소자(2160) 상에 위치한다. 반도체 발광소자(2160)로부터 방출된 광은 확산 플레이트(2131) 및 광학 시트들(2130)을 거쳐 면 광원 형태로 표시패널(2110)로 공급될 수 있다. The diffusion plate 2131 and the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 발광소자는 본 실시예와 같은 직하형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
As described above, the semiconductor light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to the direct-type display device as in the present embodiment.
도 25는 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 디스플레이 장치에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다. 25 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment is applied to a display device.
본 실시예에 따른 백라이트 유닛이 구비된 디스플레이 장치는 영상이 디스플레이되는 표시패널(3210), 표시패널(3210)의 배면에 배치되어 광을 조사하는 백라이트 유닛(BLU2)을 포함한다. The display device having the backlight unit according to the present embodiment includes a
나아가, 상기 디스플레이 장치는, 표시패널(3210)을 지지하고 백라이트 유닛(BLU2)이 수납되는 프레임(240) 및 상기 표시패널(3210)을 감싸는 커버(3240, 3280)를 포함한다.The display device further includes a frame 240 supporting the
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. The
여기서, 게이트 구동 PCB는 별도의 PCB에 구성되지 않고, 박막 트랜지스터 기판상에 형성될 수도 있다. Here, the gate driving PCB may not be formed on a separate PCB, but may be formed on the thin film transistor substrate.
표시패널(3210)은 그 상하부에 위치하는 커버(3240, 3280)에 의해 고정되며, 하부에 위치하는 커버(3280)는 백라이트 유닛(BLU2)과 결속될 수 있다.The
표시패널(3210)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(BLU2)은 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. The backlight unit BLU2 for providing light to the
또한, 본 실시예의 백라이트 유닛(BLU2)은 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.The backlight unit BLU2 of the present embodiment is disposed on the
광원 모듈은 기판(3220) 및 상기 기판(3220)의 일면에 일정 간격으로 이격되어 배치된 복수의 반도체 발광소자(3110)를 포함한다. The light source module includes a
기판(3220)은 반도체 발광소자(3110)를 지지하고 반도체 발광소자(3110)에 전기적으로 연결된 것이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판일 수 있다. The
반도체 발광소자(3110)는 상술한 본 발명의 다양한 실시예들에 따른 반도체 발광소자 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. The semiconductor
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, 반도체 발광소자(3110)들로부터 방출된 점 광원이 면 광원으로 변형될 수 있다.The light emitted from the light source module is incident on the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 발광소자는 본 실시예와 같은 에지형 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
As described above, the semiconductor light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to an edge type display device like this embodiment.
도 26은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 헤드 램프에 적용한 예를 설명하기 위한 단면도이다.26 is a cross-sectional view illustrating an example in which a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention is applied to a headlamp.
도 26을 참조하면, 상기 헤드 램프는, 램프 바디(4070), 기판(4020), 반도체 발광소자(4010) 및 커버 렌즈(4050)를 포함한다. Referring to FIG. 26, the head lamp includes a
나아가, 상기 헤드 램프는, 방열부(4030), 지지랙(4060) 및 연결 부재(4040)를 더 포함할 수 있다.Furthermore, the head lamp may further include a
기판(4020)은 지지랙(4060)에 의해 고정되어 램프 바디(4070) 상에 이격 배치된다.
기판(4020)은 반도체 발광소자(4010)를 지지할 수 있는 기판이면 제한되지 않으며, 예컨대, 인쇄회로기판과 같은 도전 패턴을 갖는 기판일 수 있다. 반도체 발광소자(4010)는 기판(4020) 상에 위치하며, 기판(4020)에 의해 지지 및 고정될 수 있다. The
또한, 기판(4020)의 도전 패턴을 통해 반도체 발광소자(4010)는 외부의 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 반도체 발광소자(4010)는 상술한 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 발광소자를 적어도 하나 포함할 수 있다. In addition, the semiconductor
커버 렌즈(4050)는 반도체 발광소자(4010)로부터 방출되는 광이 이동하는 경로 상에 위치한다. The
예컨대, 도시된 바와 같이, 커버 렌즈(4050)는 연결 부재(4040)에 의해 반도체 발광소자(4010)로부터 이격되어 배치될 수 있고, 반도체 발광소자(4010)로부터 방출된 광을 제공하고자하는 방향에 배치될 수 있다. For example, as shown in the figure, the
커버 렌즈(4050)에 의해 헤드 램프로부터 외부로 방출되는 광의 지향각 및/또는 색상이 조절될 수 있다. The directional angle and / or color of the light emitted from the headlamp to the outside by the
한편, 연결 부재(4040)는 커버 렌즈(4050)를 기판(4020)과 고정시킴과 아울러, 반도체 발광소자(4010)를 둘러싸도록 배치되어 발광 경로(4045)를 제공하는 광 가이드 역할을 할 수도 있다. The connecting
이 때, 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, 반도체 발광소자(4010) 구동 시 발생하는 열을 외부로 방출시킨다.At this time, the
이와 같이, 본 발명의 실시예들에 따른 반도체 발광소자는 본 실시예와 같은 헤드 램프, 특히, 차량용 헤드 램프에 적용될 수 있다.
As described above, the semiconductor light emitting device according to the embodiments of the present invention can be applied to a head lamp such as the present embodiment, particularly, a headlamp for a vehicle.
이상에서는 본 발명의 실시예를 중심으로 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 기술자의 수준에서 다양한 변경이나 변형을 가할 수 있다. 이러한 변경과 변형이 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 한 본 발명에 속한다고 할 수 있다. 따라서 본 발명의 권리범위는 이하에 기재되는 청구범위에 의해 판단되어야 할 것이다.
Although the preferred embodiments of the present invention have been disclosed for illustrative purposes, those skilled in the art will appreciate that various modifications, additions and substitutions are possible, without departing from the scope and spirit of the invention as disclosed in the accompanying claims. Such changes and modifications are intended to fall within the scope of the present invention unless they depart from the scope of the present invention. Accordingly, the scope of the present invention should be determined by the following claims.
101 : 제1 기판
102 : 제1 도전형 반도체층
103 : 활성층
104 : 제2 도전형 반도체층
105 : 제1 메사 영역
105a : 제2 메사 영역
106 : 반사 전극층
107 : 커버 금속층
108 : 절연층
109 : 홀-형 전극
110 : 확산 금속층
111 : 접합 금속층
112 : 도전성 기판
113 : 전극 패드
130 : 제1 라인-형 전극101: first substrate 102: first conductivity type semiconductor layer
103: active layer 104: second conductivity type semiconductor layer
105:
106: reflective electrode layer 107: cover metal layer
108: insulating layer 109: hole-type electrode
110: diffusion metal layer 111: junction metal layer
112: conductive substrate 113: electrode pad
130: first line-type electrode
Claims (11)
상기 도전성 기판과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 확산 금속층 및 절연층이 형성되며,
상기 제2 도전형 반도체층의 하부에는 반사 전극층이 형성되며,
상기 확산 금속층으로부터 상기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하는 복수의 홀-형 전극이 형성되며,
상기 홀-형 전극을 통해 상기 확산 금속층과 상기 제1 도전형 반도체층이 전기적으로 연결되며,
상기 발광 구조체의 한 변의 양쪽 모서리 영역에 전극 패드가 각각 형성되며,
상기 변을 따라 형성된 제1 라인-형 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
A light emitting structure in which a conductive substrate, a second conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a first conductivity type semiconductor layer are stacked,
A diffusion metal layer and an insulating layer are formed between the conductive substrate and the second conductive type semiconductor layer,
A reflective electrode layer is formed under the second conductive semiconductor layer,
A plurality of hole-type electrodes extending from the diffusion metal layer through the insulating layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer to the inside of the first conductivity type semiconductor layer,
The diffusion metal layer and the first conductivity type semiconductor layer are electrically connected through the hole-type electrode,
Electrode pads are formed on both edge regions of one side of the light emitting structure,
And a first line-shaped electrode formed along the sides.
Semiconductor light emitting device.
상기 제1 라인-형 전극은 상기 확산 금속층으로부터 상기 절연층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층의 내부까지 연장하며,
상기 라인-형 전극을 통해 상기 확산 금속층과 상기 제1 도전형 반도체층이 전기적으로 연결되는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
The first line-type electrode extends from the diffusion metal layer through the insulating layer, the second conductivity type semiconductor layer, and the active layer to the inside of the first conductivity type semiconductor layer,
And the diffusion metal layer and the first conductive type semiconductor layer are electrically connected through the line-type electrode.
Semiconductor light emitting device.
상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리로부터 상기 전극 패드가 형성되지 않은 모서리를 각각 연결하는 두 변 중 적어도 하나의 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
Further comprising a second line-shaped electrode formed along at least one side of two sides connecting corners where the electrode pad is not formed, from both corners where the electrode pad is formed.
Semiconductor light emitting device.
상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리를 연결하는 변과 마주보는 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And a second line-shaped electrode formed along a side opposite to a side connecting both edges where the electrode pad is formed.
Semiconductor light emitting device.
상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리로부터 상기 전극 패드가 형성되지 않은 모서리를 각각 연결하는 두 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극과,
상기 전극 패드가 형성된 양쪽 모서리를 연결하는 변과 마주보는 변을 따라 형성된 제2 라인-형 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
A second line-shaped electrode formed along two sides connecting corners where the electrode pad is not formed, from both corners where the electrode pad is formed;
And a second line-shaped electrode formed along a side opposite to a side connecting both edges where the electrode pad is formed.
Semiconductor light emitting device.
상기 제2 라인-형 전극들은 모두 서로 연결되어 있는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
6. The method of claim 5,
And the second line-type electrodes are all connected to each other.
Semiconductor light emitting device.
상기 반사 전극층의 일부는 상기 절연층과 접촉하는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And a part of the reflective electrode layer is in contact with the insulating layer.
Semiconductor light emitting device.
상기 반사 전극층에는 상기 확산 금속층의 관통이 가능하도록 개구부가 형성된 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
And an opening is formed in the reflective electrode layer so as to allow the diffusion metal layer to pass therethrough.
Semiconductor light emitting device.
상기 전극 패드가 형성되는 상기 발광 구조체의 한 변의 양쪽 모서리 영역에는 상기 반사 전극층의 측면 및 하부면의 적어도 일부를 감싸도록 커버 금속층이 형성되는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein a cover metal layer is formed on both side edge areas of one side of the light emitting structure in which the electrode pad is formed to cover at least a part of the side surface and the bottom surface of the reflective electrode layer.
Semiconductor light emitting device.
상기 제1 도전형 반도체층의 상부면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.
The method according to claim 1,
Wherein the first conductive semiconductor layer has a concavo-convex shape on an upper surface thereof,
Semiconductor light emitting device.
상기 도전성 기판과 상기 확산 금속층 사이에 접합 금속층이 개재되는 것을 특징으로 하는,
반도체 발광소자.The method according to claim 1,
Characterized in that a bonding metal layer is interposed between the conductive substrate and the diffusion metal layer.
Semiconductor light emitting device.
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