KR101659739B1 - Light emitting device and fabrication method thereof - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자는, 지지기판, 지지기판의 제1 면 상에 제1 전극층, 제1 전극층 위주부에 위치하는 보호층 및 제1 전극층 및 보호층 상에 배치되고, 제1 도전성 반도체층, 제2 도전성 반도체층 및 제1 도전성 반도체층과 제2 도전성 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 지지기판은 투광성 지지기판이며, 지지기판의 밴드갭은 2.0eV 내지 4.0eV일 수 있다. 이에 의해, 형광체가 여기 되는 면적을 향상시킬 수 있게 되어, 고효율 백색광 구현이 가능하다.The light emitting device according to the embodiment includes a support substrate, a first electrode layer on the first surface of the support substrate, a protection layer located on the periphery above the first electrode layer, a first electrode layer, A second conductive semiconductor layer, and a light emitting structure including an active layer between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, wherein the supporting substrate is a light transmitting supporting substrate, and the band gap of the supporting substrate is 2.0 eV to 4.0 eV . As a result, the area of excitation of the phosphor can be improved, and high-efficiency white light can be realized.
Description
실시예는 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.The embodiments relate to a light emitting device and a manufacturing method thereof.
발광소자(Light Emitting Device, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 또는 빛의 형태로 변환시키는 소자로, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 표시기, 각종 자동화 기기 등에 사용되고, 점차 LED의 사용 영역이 넓어지고 있는 추세이다.A light emitting device (LED) is an element that converts an electric signal into an infrared ray, a visible light or a light by utilizing the characteristics of a compound semiconductor. It is used in household electric appliances, remote controllers, display boards, The use area of LED is becoming wider.
발광소자 패키지는 발광소자를 실장하고, 발광소자에서 발생하는 광과 발광소자에서 발생하는 광의 종류에 따라 선택된 형광체의 여기 광과의 혼합에 의해 백색광을 구현할 수 있다.The light emitting device package may implement a light emitting device, and white light may be realized by mixing the light generated in the light emitting device and the excitation light of the selected phosphor according to the type of light generated in the light emitting device.
발광소자 패키지에 실장되는 발광소자는 수평형, 수직형, 플립형 등일 수 있으나, 특히 수직형 발광소자의 경우는, 발광소자에서 발생한 광이 수직방향으로 방출되기 때문에 형광체 여기 광이 발광소자의 상부에 집중될 수 있다.In the vertical type light emitting device, the light emitted from the light emitting device is emitted in the vertical direction, so that the phosphor excitation light is emitted to the upper portion of the light emitting device Can be concentrated.
형광체가 여기 되는 면적을 넓힘으로써 고효율 백색광 구현이 가능한 발광소자 및 그 제조방법을 제공함에 있다.The present invention provides a light emitting device capable of realizing high-efficiency white light by widening the area of excitation of the phosphor and a manufacturing method thereof.
실시예에 따른 발광소자는, 지지기판, 지지기판의 제1 면 상에 제1 전극층, 제1 전극층 위주부에 위치하는 보호층 및 제1 전극층 및 보호층 상에 배치되고, 제1 도전성 반도체층, 제2 도전성 반도체층 및 제1 도전성 반도체층과 제2 도전성 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광 구조물을 포함하고, 지지기판은 투광성 지지기판이며, 지지기판의 밴드갭은 2.0eV 내지 4.0eV일 수 있다.The light emitting device according to the embodiment includes a support substrate, a first electrode layer on the first surface of the support substrate, a protection layer located on the periphery above the first electrode layer, a first electrode layer, A second conductive semiconductor layer, and a light emitting structure including an active layer between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, wherein the supporting substrate is a light transmitting supporting substrate, and the band gap of the supporting substrate is 2.0 eV to 4.0 eV .
또한, 지지기판의 굴절율은 1.5 내지 2.3일 수 있다.Further, the refractive index of the supporting substrate may be 1.5 to 2.3.
또한, 지지기판은 지지기판의 제1 면과 반대편에 위치하는 제2 면을 포함하고, 지지기판의 제2 면으로부터 지지기판의 제1 면까지 관통하는 홀을 적어도 하나 포함할 수 있다.Further, the supporting substrate may include at least one hole including a second surface located opposite to the first surface of the supporting substrate and penetrating from the second surface of the supporting substrate to the first surface of the supporting substrate.
또한, 지지기판의 제2 면에 제2 전극층을 포함하고, 제1 전극층은 적어도 홀의 내부 벽면으로 연장되어, 제2 전극층과 접속할 수 있다.Further, the second electrode layer may be formed on the second surface of the supporting substrate, and the first electrode layer may extend to at least the inner wall surface of the hole, and may be connected to the second electrode layer.
또한, 실시예에 따른 발광소자 제조방법은, 기판상에 적어도 제1 도전성 반도체층, 활성층 및 제2 도전성 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 형성하는 단계, 발광 구조물 상에 보호층과 제1 전극층을 형성하는 단계 및 제1 전극층 및 보호층 상에 지지기판을 형성하는 단계를 포함하고, 지지기판은 투광성 지지기판이며, 지지기판의 굴절율은 2.0eV 내지 4.0eV일 수 있다.According to another embodiment of the present invention, there is provided a method of manufacturing a light emitting device, comprising: forming a light emitting structure including at least a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on a substrate; And forming a supporting substrate on the first electrode layer and the protective layer, wherein the supporting substrate is a light-transmitting supporting substrate, and the refractive index of the supporting substrate may be 2.0 eV to 4.0 eV.
또한, 지지기판에 적어도 하나의 홀을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.The method may further include forming at least one hole in the support substrate.
또한, 홀의 적어도 내측 벽면에 도전층을 형성하는 단계 및 지지기판상에 제2 전극층을 형성하는 단계를 포함하고, 제2 전극층은 제1 전극층과 접속할 수 있다.Forming a conductive layer on at least the inner wall surface of the hole, and forming a second electrode layer on the supporting substrate, wherein the second electrode layer can be connected to the first electrode layer.
실시예의 발광소자는 형광체가 여기 되는 면적을 향상시킬 수 있게 되어, 고효율 백색광 구현이 가능하다.The light emitting device of the embodiment can improve the area of excitation of the fluorescent material, thereby realizing high-efficiency white light.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도,
도 2 내지 도 5는 도 1의 발광 소자의 제조방법을 도시한 도, 그리고
도 6은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment,
FIGS. 2 to 5 illustrate a method of manufacturing the light emitting device of FIG. 1, and FIGS.
6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
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.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), region, pattern or structure is formed "on" or "under" a substrate, each layer The terms " on "and " under " encompass both being formed" directly "or" indirectly " In addition, the criteria for above or below each layer will be described with reference to the drawings.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.The thickness and size of each layer in the drawings are exaggerated, omitted, or schematically shown for convenience and clarity of explanation. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
이하에서는 도면을 참조하여 실시예를 보다 상세하게 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면을 도시한 단면도이다.1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment.
도 1의 발광소자(100)는 지지기판(110), 지지기판(110)의 제1 면 상에 제1 전극층(120), 제1 전극층(120) 위주부에 위치하는 보호층(130) 및 제1 전극층(120) 및 보호층(130) 상에 발광 구조물(150)을 포함할 수 있다.The
먼저, 발광구조물(150)은 적어도 제1 도전성 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 도전성 반도체층(153)을 포함할 수 있고, 제1 도전성 반도체층(151)과 제2 도전성 반도체층(153) 사이에 활성층(152)이 개재된 구성으로 이루어질 수 있다. 또한, 발광 구조물 상에는 요철(154)이 형성될 수 있으며, 전극패드(160)를 포함할 수 있다.The
제1 도전성 반도체층(151)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, n형 반도체층은 GaN층, AlGaN층, InGAN층 등과 같은 GaN계 화합물 반도체 중 어느 하나로 이루어질 수 있고, Si, Ge, Sn 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first
제1 도전성 반도체층(151) 상부에는 니켈(Ni) 등으로 이루어지는 전극패드(160)가 위치할 수 있고, 전극패드(160)가 형성되지 않은 제1 도전성 반도체층(151)의 표면 일부 영역 또는 전체 영역에 대해 PEC(photo electro chemical) 등의 방법으로 광 추출효율을 향상시키기 위한 요철(154)을 형성해 줄 수 있다. An
제1 도전성 반도체층(151)의 아래에는 활성층(152)이 위치할 수 있다. 활성층(152)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
활성층(152)은 예를 들어, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료를 포함하여 형성할 수 있으며, 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물 구조(MQW : Multi Quantum Well)로 형성될 수 있다.The
따라서, 더 많은 전자가 양자우물층의 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. Therefore, more electrons are collected at the lower energy level of the quantum well layer, and as a result, the recombination probability of electrons and holes is increased, and the luminous efficiency can be improved. It may also include a quantum wire structure or a quantum dot structure.
활성층(152) 아래에는 제2 도전성 반도체층(153)이 위치할 수 있다. 제2 도전성 반도체층(153)은 p형 반도체층으로 구현되어, 활성층(152)에 정공을 주입할 수 있다. 예를 들어 p형 반도체층은 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 도펀트가 도핑될 수 있다.The second
또한 제2 도전성 반도체층(153)의 아래에는 제3 도전성 반도체층(미도시)을 형성할 수도 있다. 여기서 제3 도전성 반도체층은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. A third conductive semiconductor layer (not shown) may be formed under the second
상술한 제1 도전성 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 도전성 반도체층(153)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD; Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 화학 증착법(CVD; Chemical Vapor Deposition), 플라즈마 화학 증착법(PECVD; Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE; Molecular Beam Epitaxy), 수소화물 기상 성장법(HVPE; Hydride Vapor Phase Epitaxy), 스퍼터링(Sputtering) 등의 방법을 이용하여 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The first
또한, 상술한 바와는 달리 실시예에서 제1 도전성 반도체층(151)이 p형 반도체층으로 구현되고, 제2 도전성 반도체층(153)이 n형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다.In addition, the first
지지기판(110)은 투광성 기판일 수 있으며, 이에 따라 활성층(152)에서 발생한 광은 발광소자(100)의 수직방향뿐 아니라, 지지기판(110)을 통한 측방향으로도 방출이 가능하다, 따라서, 발광소자(100)가 실장 되는 발광소자패키지(미도시)에 포함될 수 있는 형광체(미도시)의 여기 면적이 넓어져 발광소자패키지(미도시)는 고효율의 백색광 구현이 가능할 수 있다. 이에 관하여서는 도 6을 참조하여 후술한다.The supporting
지지기판(110)의 밴드갭은 2.0eV 이상일 수 있다. 지지기판(110)의 밴드갭이 2.0eV보다 작은 경우는 활성층(152)에서 발생할 수 있는 적색(R, 618nm), 녹색(G, 520nm), 청색(B, 460nm) 및 자외선(UV, 365nm) 광을 모두 흡수하여 광효율이 저하될 수 있다. 또한, 지지기판(110)의 밴드갭이 4.0eV보다 큰 경우는 지지기판(110)의 부도체의 성질이 커지므로, 지지기판(110)의 밴드갭은 2.0eV 내지 4.0eV인 것이 바람직하다. 다만, 후술하는 바와 같이 지지기판(110)이 4.0eV을 초과하는 밴드갭을 가져, 절연성에 가까운 경우는 지지기판(110)에 홀(170)을 형성하여 제2 도전성 반도체층(153)과 외부 전극(미도시)을 전기적으로 연결시 킬 수 있다.The band gap of the supporting
또한, 지지기판(110)은 제2도전성 반도체층(153)에서 지지기판(110) 방향으로 빛이 이동될 수 있도록 제2도전성 반도체층(153) 봉지재(미도시) 사이의 굴절율인 1.5 ∼ 2.3일 수 있다. 따라서, 제2도전성 반도체층(153)의 큰 굴절율에서 기인한 광의 트랩현상을 방지할 수 있다. The supporting
이러한 지지기판(110)은 SiO, Al2O3, TiO2, TiO, Ti2O3, HfO2, Ta2O5, ZrO2, Y2O3, CeO2, Gd2O3, Sm2O3, MgO, ZnO, NiO, CeF3, BaTiO3, PrTiO3, Zn1 - xMgxO, Zn1 - yBeO, Zn1 -x-yMgxBeyO, Zn1 - zCdzO, ITO, SiNx, MgAl2O4, AlON, PbF2 및 LaF3 중 적어도 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.The
한편, 지지기판(110)의 두께(T1)는 1㎛ ∼ 1000㎛으로 형성될 수 있다. 지지기판(110)의 두께(T1)가 1㎛보다 얇은 경우는 빛의 산란효과가 감소하고, 발광소자(100)의 제조과정 중 충분한 지지를 할 수 없다. 또한, 지지기판(110)의 두께가 두꺼워질수록 빛의 산란 효과가 증가하나, 이에 따라 하부 전도층(150)과 하부 컨택트층(120)의 거리가 증가하므로, 1㎛ ∼ 1000㎛의 두께로 형성되는 것이 바람직하다. On the other hand, the thickness T 1 of the supporting
지지기판(110)과 발광구조물(150) 사이에는 제1 전극층(120) 및 제1 전극층(120) 위주부에 위치하는 보호층(130)이 위치할 수 있다.The
제1 전극층(120) 및 보호층(130)과 지지기판(110)은 접착층(111)에 의해 부착될 수 있다. 접착층(111)은 SOG(spin on glass) 또는 고온 분위기에서 접착성이 유지되고 용융되지 않도록 고온용 폴리머접착체일 수 있다.The
제1 전극층(120)은 투광성을 가질 수 있으며, 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 있다.The
보호층(130)은 일 예로 DBR(Distributed Bragg Reflector)층 일 수 있다. 따라서, 활성층(152)에서 발생하고 하부 측 방향으로 이동하는 광이 보호층(130)에서 반사되어 발광소자(100)의 상부로 향할 수 있으므로 광 추출효율이 향상될 수 있다. The
다시 도 1을 참조하면, 고온용 폴리머접착체 등에 의해 제1 전극층(120) 및 보호층(130)과 접착하는 지지기판(110)은 지지기판(110)의 제1 면으로부터 지지기판(110)의 제1 면과 반대편에 위치하는 지지기판(110)의 제2 면까지 관통하는 홀(170)을 적어도 하나 포함할 수 있으며, 홀(170)의 적어도 내측벽면에는 도전층(180)이 형성될 수 있다. 1, the supporting
또한, 전극층(120)과 접착되는 지지기판(110)의 제1 면과 대향하는 지지기판(110)의 제2 면에는 제2 전극층(190)이 위치할 수 있다.The
도전층(180)은 제1 전극층(120)과 동일한 재질, 즉 투광성 물질로 형성될 수 있고, 도전층(180)에 의해 제1 전극층(120)과 제2 전극층(190)은 전기적으로 접속할 수 있다. 다시 말해, 제1 전극층(120)은 적어도 홀(170)의 내측 벽면으로 연장되어 도전층(180)을 이루며, 제2 전극층(190)과 접속할 수 있다. 이에 의해, 외부의 전극(미도시)과 제2 도전성 반도체층(153)은 전기적으로 도통할 수 있게 된다.The
제2 전극층(190)은 제1 전극층(120)과 같이 투광성 재질로 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 발광 구조물(150)의 활성층(152)에서 발생한 광 중 일부가 지지기판(110)을 투과하여 하부로 진행한 경우, 이를 반사하여 발광소자(100)의 광 추출효율을 향상시킬 수 있도록 광반사도가 높은 재질로도 형성할 수 있다. 이러한 제2 전극층은 Ag, Al ,Pt ,Ni, Au, Pd 및 Rh 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
도 2 내지 도 5는 도 1의 발광소자의 제조방법을 도시한 도이다.2 to 5 are views showing a method of manufacturing the light emitting device of FIG.
도 2를 참조하면, 기판(101) 상에 발광 구조물(150) 및 보호층(130)을 형성한다.Referring to FIG. 2, a
기판(101)은 사파이어 기판(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, 그리고 GaAs 등으로 이루어진 군에서 선택될 수 있으며, 도면에 도시하지는 않았으나 기판(101)과 발광 구조물(150) 사이에는 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다. The
버퍼층(미도시)은 3족과 5족 원소가 결합된 형태이거나 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중에서 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 도펀트가 도핑될 수도 있다. The buffer layer (not shown) may be a combination of Group 3 and Group 5 elements, or may be formed of any one of GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, and AlInN, and dopant may be doped.
이러한 기판(101) 또는 버퍼층(미도시) 위에는 언도프드 반도체(미도시)층이 형성될 수 있으며, 버퍼층(미도시)과 언도프드 반도체층(미도시) 중 어느 한 층 또는 두 층 모두 형성하거나 형성하지 않을 수도 있으며, 이러한 구조에 대해 한정되지는 않는다.An undoped semiconductor layer (not shown) may be formed on the
발광 구조물(150)은 적어도 제1 도전성 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 도전성 반도체층(153)을 포함할 수 있으며, 이는 도 1에서 상술한 바와 동일하므로 자세한 설명은 생략한다.The
보호층(130)은 발광 구조물(150) 상에 굴절율이 상이한 복수의 층을 교번적으로 반복 적층하여 형성할 수 있다. 즉, 저굴절율을 가지는 층과 고굴절율을 가지는 층을 교대로 반복 적층하여 특정 파장대의 광에서 95% 이상의 반사율을 얻을 수 있는 반도체 적층 구조로 이루어질 수 있다. 따라서, 활성층(152)에서 발생한 광을 직접적으로 반사하여 발광소자(100)의 광추출효율을 향상시킬 수 있다.The
이어서 도 3과 같이, 보호층(130) 사이에 제1 전극층(120)을 형성한다. 제1 전극층(120)은 투과성 재질로 형성될 수 있음은 도 1에서 설명한 바와 같다. 한편, 상술한 보호층(130) 및 제1 전극층(120)의 형성 순서는 서로 바뀌어도 무방하다.Next, as shown in FIG. 3, a
제1 전극층(120) 및 보호층(130)을 형성한 후에는 제1 전극층(120) 및 보호층(130) 위에 지지기판(110)을 형성할 수 있다. 지지기판(110)은 고온용 폴리머접착체 등으로 형성될 수 있는 접착층(111)에 의해 접착할 수 있다. 지지기판(110)은 투광성 기판으로 형성될 수 있어, 광은 발광소자(100)의 수직방향뿐 아니라, 지지기판(110)을 통한 측방향으로도 방출이 가능하다.After the
다음, 도 4를 참조하면, 지지기판(110)에 적어도 하나의 홀(170)을 형성할 수 있다. 홀(170)은 지지기판(110)과 접착층(111)을 관통하여 형성되며, 도 4에서 도시하는 바와 같이 도전층(180)이 형성될 수 있다. 도전층(180)은 적어도 홀(170)의 내측 벽면에 형성될 수 있으며, 도전층(180)은 제1 전극층(120)과 동일한 재질로 형성되어 투광성을 가질 수 있다.Next, referring to FIG. 4, at least one
홀(170)이 형성되고, 홀(170)의 적어도 내측 벽면에 도전층(180)이 형성된 지지기판(110)의 상에는 제2 전극층(190)이 형성될 수 있다. 제2 전극층(190)과 제1 전극층(120)은 도전층(180)에 의해 전기적으로 접속할 수 있다. 또한, 제2 전극층(190)은 Ag, Al, Pt, Rh 등의 광반사도가 높은 재질로 형성할 수 있다.The
한편, 지지기판(110)이 형성되면, 상술한 기판(101)을 제거하게 된다. 여기서, 기판(101)은 물리적 또는/및 화학적 방법으로 제거할 수 있으며, 물리적 방법은 일 예로 LLO(laser lift off) 방식으로 제거할 수 있다. 도시하지는 않았으나, 기판(101)의 제거 후 발광 구조물(150)의 위에 배치된 버퍼층(미도시)을 제거해 줄 수 있다. 이때 버퍼층(미도시)은 건식 또는 습식 식각 방법, 또는 연마 공정을 통해 제거할 수 있다.Meanwhile, when the supporting
다음으로 도 5에 도시된 바와 같이, 발광 구조물(150)의 외곽부 영역에 에칭을 수행하여 보호층(130)의 일부가 드러나도록 할 수 있다. 이때 보호층(130)은 상술한 바와 같이 활성층(152)에서 발생한 광을 직접적으로 반사할 뿐만 아니라, 발광 구조물(150)의 에칭시 에칭 스탑층의 역할도 할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5, etching may be performed on the outer peripheral region of the
이어서, 제1 도전성 반도체층(151)의 표면 일부 영역 또는 전체 영역에 대해 PEC(photo electro chemical) 등의 소정의 식각 방법으로 요철(154)을 형성해 줄 수 있으며, 이러한 제1 도전성 반도체층(151)의 표면에 전극패드(160)를 형성할 수 있다. 여기서 요철(154) 구조는 반드시 형성하지 않을 수도 있으나, 형성하는 경우는 도 5에서 도시한 구조로 한정하지는 않는다.The
도 6은 실시예에 따른 발광소자패키지의 단면을 도시한 단면도이다.6 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device package according to an embodiment.
도 6을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자패키지(300)는 캐비티가 형성된 몸체(310), 몸체(310)의 바닥면에 실장된 광원부(320) 및 캐비티에 충진되는 봉지재(330)를 포함할 수 있고, 봉지재(330)는 형광체(340)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 6, a light emitting
몸체(310)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), 세라믹 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 몸체(310)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.The
몸체(310)의 내측면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 광원부(320)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다. The inner surface of the
몸체(310)에 형성되는 캐비티를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 특히 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The shape of the cavity formed in the
광원부(320)는 몸체(310)의 바닥면에 실장되며, 일 예로 광원부(320)는 도 1 내지 도 5에서 도시하고 설명한 발광 소자일 수 있다. 발광 소자는 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 유색 발광 소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광 소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광 소자는 한 개 이상 실장될 수 있다.The
발광소자는 도 1 내지 도 5에서 상술한 바와 같이, 투광성 기판과 기판 상의 발광구조물을 포함할 수 있다. 따라서, 발광구조물의 활성층에서 발생한 광은 발광소자의 상측방향 뿐 아니라, 기판의 측 방향으로도 광의 방출이 가능해지며, 이에 따라, 특히 광원부(320)의 측면에 위치하는 형광체(340)에 의한 여기 광이 증가할 수 있다. 따라서, 실시예에 따른 발광소자패키지(300)는 고효율 백색광 구현이 가능할 수 있다.The light-emitting device may include a light-transmitting substrate and a light-emitting structure on the substrate, as described above with reference to Figs. Accordingly, light generated in the active layer of the light emitting structure can be emitted not only in the upper direction of the light emitting device but also in the lateral direction of the substrate. Accordingly, the excitation by the
한편, 몸체(310)는 제1 전극(352) 및 제2 전극(354)을 포함할 수 있다. 제1 전극(352) 및 제2 전극(354)은 광원부(320)와 전기적으로 연결되어 광원부(320)에 전원을 공급할 수 있다.Meanwhile, the
제1 전극(352) 및 제2 전극(354)은 서로 전기적으로 분리되며, 광원부(320)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있고, 또한 광원부(320)에서 발생된 열을 외부로 배출시킬 수 있다.The
도 6에는 광원부(320)가 제2 전극(354) 상에 설치되고, 제1 전극(352)에는 와이어로 본딩된 것을 도시하나, 이에 한정되지 않으며, 광원부(320)와 제1 전극(352) 및 제2 전극(354)은 와이어 본딩 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다.6 illustrates that the
이러한 제1 전극(352) 및 제2 전극(354)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 전극(352) 및 제2 전극(354)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
봉지재(330)는 캐비티에 충진될 수 있으며, 형광체(340)를 포함할 수 있다. 봉지재(330)는 투명한 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다. The
형광체(340)는 광원부(320)에서 방출되는 광의 파장에 따라 종류가 선택되어 발광소자패키지(300)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.The
봉지재(330)에 포함되어 있는 형광체(340)는 광원부(320)에서 방출되는 광의 파장에 따라 청색 발광 형광체, 청록색 발광 형광체, 녹색 발광 형광체, 황녹색 발광 형광체, 황색 발광 형광체, 황적색 발광 형광체, 오렌지색 발광 형광체, 및 적색 발광 형광체중 하나가 적용될 수 있다. The
즉, 형광체(340)는 광원부(320)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 광원부(320)가 청색 발광 다이오드이고 형광체(340)가 황색 형광체인 경우, 황색 형광체는 청색 빛에 의해 여기되어 황색 빛을 방출할 수 있으며, 청색 발광 다이오드에서 발생한 청색 빛 및 청색 빛에 의해 여기 되어 발생한 황색 빛이 혼색됨에 따라 발광소자패키지(300)는 백색 빛을 제공할 수 있다. That is, the
이와 유사하게, 광원부(320)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체(340)를 혼용하는 경우, 광원부(320)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.Similarly, when the
이러한 형광체(340)는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 것일 수 있다.The
실시 예에 따른 발광소자 패키지(300)는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 발광소자 패키지(300)의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다.A light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like, which are optical members, may be disposed on a light path of the light emitting
이러한 발광소자 패키지(300), 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자(100) 또는 발광소자 패키지(300)를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. The light emitting
실시예에 따른 발광소자 및 발광소자 패키지는 상기한 바와 같이 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The light emitting device and the light emitting device package according to the embodiments are not limited to the configuration and the method of the embodiments described above but the embodiments may be modified so that all or part of each embodiment Or may be selectively combined.
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.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, but, on the contrary, It should be understood that various modifications may be made by those skilled in the art without departing from the spirit and scope of the present invention.
100 : 발광소자 101 : 기판
110 : 지지기판 120 : 제1 전극층
130 : 보호층 170 : 홀
180 : 도전층 190 : 제2 전극층 100: light emitting element 101: substrate
110: support substrate 120: first electrode layer
130: protection layer 170: hole
180: conductive layer 190: second electrode layer
Claims (15)
상기 지지기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 전극층;
상기 제1 전극층 외측에 위치하는 보호층; 및
상기 제1 전극층 및 상기 보호층 상에 배치되고, 제1 도전성 반도체층, 제2 도전성 반도체층 및 상기 제1 도전성 반도체층과 상기 제2 도전성 반도체층 사이에 활성층을 포함하는 발광 구조물;을 포함하고,
상기 보호층은 DBR(Distributed Bragg Reflector)층이며,
상기 지지기판은 상기 지지기판의 제1 면과 반대편에 위치하는 제2 면을 포함하고, 상기 지지기판의 제2 면으로부터 상기 지지기판의 제1 면까지 관통하는 홀을 적어도 하나 포함하고
상기 지지기판의 제2 면상에 제2 전극층이 배치되고, 상기 제1 전극층은 적어도 상기 홀을 통해 상기 제2 전극층과 전기적으로 연결되는 발광소자.A support substrate;
A first electrode layer positioned on a first surface of the support substrate;
A protective layer located outside the first electrode layer; And
And a light emitting structure disposed on the first electrode layer and the protective layer, the light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer ,
The protective layer is a DBR (Distributed Bragg Reflector) layer,
The supporting substrate includes at least one hole penetrating from the second surface of the supporting substrate to the first surface of the supporting substrate, the second surface including a second surface opposite to the first surface of the supporting substrate,
A second electrode layer is disposed on a second surface of the support substrate, and the first electrode layer is electrically connected to the second electrode layer through at least the hole.
상기 지지기판의 굴절율은 1.5 내지 2.3인 발광소자.The method according to claim 1,
And the refractive index of the supporting substrate is 1.5 to 2.3.
상기 지지기판은 투광성 지지기판이며, 밴드갭은 2.0eV 내지 4.0eV인 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the supporting substrate is a light-transmitting supporting substrate, and the band gap is 2.0 eV to 4.0 eV.
상기 지지기판은 SiO, Al2O3, TiO2, TiO, Ti2O3, HfO2, Ta2O5, ZrO2, Y2O3, CeO2, Gd2O3, Sm2O3, MgO, ZnO, NiO, CeF3, BaTiO3, PrTiO3, Zn1 - xMgxO, Zn1 - yBeO, Zn1 -x-yMgxBeyO, Zn1 - zCdzO, ITO, SiNx, MgAl2O4, AlON, PbF2 및 LaF3 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
The support substrate is SiO, Al 2 O 3, TiO 2, TiO, Ti 2 O 3, HfO 2, Ta 2 O 5, ZrO 2, Y 2 O 3, CeO 2, Gd 2 O 3, Sm 2 O 3, MgO, ZnO, NiO, CeF 3 , BaTiO 3 , PrTiO 3 , Zn 1 - x Mg x O, Zn 1 - y BeO, Zn 1 - xy Mg x Be y O, Zn 1 - z Cd z O, , MgAl 2 O 4 , AlON, PbF 2, and LaF 3 .
상기 지지기판의 두께는 1 내지 1000㎛인 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the supporting substrate is 1 to 1000 mu m.
제2 전극층은 Ag, Al ,Pt ,Ni, Au, Pd 및 Rh 중 적어도 어느 하나를 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
And the second electrode layer comprises at least one of Ag, Al, Pt, Ni, Au, Pd, and Rh.
상기 발광 구조물의 상면은 요철구조를 포함하는 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the upper surface of the light emitting structure includes a concave-convex structure.
상기 제1 전극층은 투광성 전극층인 발광소자.The method according to claim 1,
Wherein the first electrode layer is a translucent electrode layer.
제1 면에서 상기 제1 면의 반대편인 제2 면까지 관통하는 적어도 하나의 홀이 형성된 지지기판의 제1 면을 상기 보호층과 상기 제1 전극층에 본딩하고, 상기 제2 면으로는 상기 홀에 형성된 도전층을 통해 상기 제1 전극층과 전기적으로 접속되는 제2 전극층을 형성하는 단계;
상기 제1 기판을 제거하는 단계;
상기 발광 구조물의 외곽부 영역을 제거해 상기 보호층의 일부를 드러내는 단계; 그리고,
상기 제1 도전성 반도체층의 표면에 요철과 전극 패드를 형성하는 단계,
를 포함하는 발광소자 제조방법.A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer is formed on a first substrate, a first electrode layer positioned between the protective layer located outside the second conductive semiconductor layer and the protective layer, ;
A first surface of a supporting substrate on which at least one hole penetrating from a first surface to a second surface opposite to the first surface is formed is bonded to the protective layer and the first electrode layer, Forming a second electrode layer electrically connected to the first electrode layer through a conductive layer formed on the second electrode layer;
Removing the first substrate;
Exposing a portion of the protective layer by removing an outer region of the light emitting structure; And,
Forming concave-convex and electrode pads on the surface of the first conductive semiconductor layer,
Emitting device.
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