KR102065778B1

KR102065778B1 - 발광소자

Info

Publication number: KR102065778B1
Application number: KR1020130088199A
Authority: KR
Inventors: 강고운; 백지현; 이정식; 한대섭; 황정현
Original assignee: 엘지이노텍 주식회사
Priority date: 2013-07-25
Filing date: 2013-07-25
Publication date: 2020-01-13
Anticipated expiration: 2033-07-25
Also published as: KR20150012552A

Abstract

실시예에 따른 발광소자는, 기판, 상기 기판상의 제1 도전성 반도체층, 상기 제1 도전성 반도체층상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전성 반도체층을 포함하고, 상기 제1 도전성 반도체층은, 상면에 오목한 복수의 제1만입부를 포함하는 제1층, 상기 제1층 상에 배치되는 제2층 및 상기 제2층 상에 배치되는 제3층을 포함하며, 상기 제1층은 불순물이 도핑되고, 상기 제2층은 불순물이 도핑되지 않은 언도프층이고, 상기 제3층은 InAlGaN을 포함할 수 있다.

Description

발광소자{Light emitting device}

실시예는 발광소자에 관한 것이다.

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.

보통, 소형화된 발광소자는 PCB(Printed Circuit Board) 기판에 직접 장착하기 위해서 표면실장소자(Surface Mount Device)형으로 만들어지고 있고, 이에 따라 표시소자로 사용되고 있는 발광소자도 표면실장소자 형으로 개발되고 있다. 이러한 표면실장소자는 기존의 단순한 점등 램프를 대체할 수 있으며, 다양한 칼라를 내는 점등표시기용, 문자표시기 및 영상표시기 등으로 사용될 수 있다.

한편, 발광소자는 기판과 반도체층 사이의 큰 격자 불일치로 인하여 반도체층에 많은 전위(Dislocation) 등의 결정결함이 형성될 수 있으며, 이러한 결정결함은 발광소자의 누설전류를 증가시키고, 외부 정전기가 인가될 경우 발광소자의 활성층이 강한 필드에 의해서 파괴될 수 있다. 따라서, 발광 소자를 조명장치 등에 활용하기 위해서는 일정 수준 이상의 정전기 방전(Electrostatic Discharge, ESD)에 대한 내성이 요구된다.

정전기 방전에 대한 내성을 가지고, 발광효율이 향상된 발광소자를 제공함에 있다.

실시예는, 전위(Dislocation)에 의한 누설전류를 감소시키며, 정전기 방전에 대한 내성을 향상시킬 수 있다.

또한, 제3층이 InAlGaN을 포함하여서, 전위 상에 형성되는 제3만입부의 크기를 자유롭게 조절하면서도, 제3층과 활성층 사이에 발생하는 응력(Strain)을 완화하는 이점이 있다.

또한 제3만입부의 크기를 쉽게 조절할 수 있으므로, 제1 내지 제3만입부로 생성되지 못한 전위가 활성층 및 제2반도체층에 전달되는 것을 방지하여, 발광소자의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 제3만입부의 크기를 조절하여서, 활성층의 상면에 제3만입부의 형상에 의해 형성되는 오목부의 크기를 줄일 수 있어서, 발광면적을 확대하고 발광효율을 증가시키는 효과를 가진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 도시한 평면도,
도 2a은 도 1의 A-A 선을 따른 단면을 도시한 단면도,
도 2b는 도 2a의 B-B 선을 따른 단면을 도시한 단면도,
도 2c는 도 2a의 C-C 선을 따른 단면을 도시한 단면도,
도 3은 도 2a의 D 영역을 확대한 확대 단면도,
도 4은 실시예에 따른 제1층 상에 제1만입부를 설명하기 위한 참고도,
도 5은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이고,
도 6는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 7는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 표시장치의 분해 사시도,
도 8은 도 7의 표시장치의 단면도,
도 9은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 조명 장치의 분해 사시도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 소자는 다른 소자의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 소자는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시예에서 발광소자의 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 발광소자를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자를 도시한 평면도, 도 2a은 도 1의 A-A 선을 따른 단면을 도시한 단면도, 도 2b는 도 2a의 B-B 선을 따른 단면을 도시한 단면도, 도 2c는 도 2a의 C-C 선을 따른 단면을 도시한 단면도, 도 3은 도 2a의 D 영역을 확대한 확대 단면도, 도 4은 실시예에 따른 제1층 상에 제1만입부를 설명하기 위한 참고도이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는, 기판(110), 기판(110) 상의 제1 도전성 반도체층(120), 제1 도전성 반도체층(120) 상의 활성층(130), 활성층(130) 상의 제2 도전성 반도체층(140)을 포함할 수 있고, 제1 도전성 반도체층(120)은 제1층(121), 제2층(123) 및 제3층(125)을 포함할 수 있다.

또한, 제3층(125)과 활성층(130) 사이에 배치되는 스트레인 완화층(135)을 더 포함할 수 있다.

기판(110)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al₂O₃), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하여 예를 들어, 사파이어(Al₂O₃) 기판에 비해 열전도성이 큰 SiC 기판 또는 Si, GaAs, GaP, InP, Ga₂O₃ 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.

도시하지는 않았으나, 기판(110) 상에는 기판(110)과 제1 도전성 반도체층(120) 간의 격자 부정합을 완화하는 버퍼층(미도시)이 위치할 수 있다. 버퍼층(미도시)은 기판(110)상에 단결정으로 성장할 수 있으며, 단결정으로 성장한 버퍼층(미도시)은 버퍼층(미도시)상에 성장하는 제1 도전성 반도체층(120)의 결정성을 향상시킬 수 있다.

버퍼층(미도시)은 In_xAl_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 가지는 반도체 재료, 예를 들어 GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 재질 중에서 선택될 수 있다.

제1 도전성 반도체층(120)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며 제1 도전성 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전성 반도체층(120)은 n형 반도체층으로 구현되어, 활성층(140)에 전자를 제공할 수 있다. 제1 도전성 반도체층(120)은 In_xAl_yGa_1-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, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.

한편, 제1 도전성 반도체층(120)은 제1층(121), 제2층(123) 및 제3층(125)을 포함할 수 있으며, 제1층(121)의 상면에는 아래 방향으로 오목한 제1만입부(122)를 포함할 수 있다.

제1층(121)은 n형 도펀트가 도핑된 층일 수 있으며, 제1층(121)의 성장 시 온도 조절에 의해 제1만입부(122)가 형성되도록 할 수 있다.

예를 들어, 제1층(121)을 온도 550~940℃, 압력 100~500torr로 하여 성장시키면, 제1층(121)의 상면에 제1만입부(122)가 형성되도록 할 수 있다.

제1층(121)의 성장 초기에는 1000℃ 이상의 고온에서 성장시키며, 성장의 마지막 단계에서, 성장 온도를 550~940℃로 낮추게 되면, 제1만입부(122)가 형성되게 된다. 또한, 제1층(121)의 성장 초기에는 1000℃ 이상의 고온에서 성장시키고, Ga 소스(TGMA 등), N 소스(NH3 등) 및 H₂ 등을 공급하다가, 성장의 마지막 단계에서, 성장 온도를 550~940℃로 낮추고, Ga 소스와 N 소스를 중단하거나 줄임으로써 제1만입부(122)가 형성되게 된다.

한편, 제1 도전성 반도체층(120)은 In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 성장하므로, 제1만입부(122)는 도 4에서 도시하는 바와 같이, 단면이 제1층(121)의 성장면(0,0,0,1)과 이어진 두 개의 경사면인 제1 경사면(1,-1,0,2)과 제2 경사면(-1,1,0,2)에 의해 "V" 형상을 가질 수 있다. 또한, 제1만입부(122)를 평면에서 보면 육각형의 모양을 가지며 형성될 수 있다. 즉, 제1만입부(122)는 쐐기 또는 육각뿔 (헥사고날(hexagonal))의 형상을 가질 수 있다. 제1만입부(122)의 형상은 이에 한정하지 않으며 예를 들어 단면 및 평면에서 본 형상은 반원형, 원형, 다각형 등으로 형성할 수 있다.

일반적으로, 질화물 반도체층 및 그의 합성물들은 육방정계 결정구조(특히, hexagonal wurzite structure)에서 가장 안정적이다. 반도체 성장공정에서, 온도의 변화 또는 챔버 내의 소스의 변화되면, 질화물 반도체층의 안정적인 구조를 가지지 않고 결함이 생성되게 되는데, 이 결함은 확률적으로 전위(190)가 형성된 부분에 형성되게 되어 제1만입부(122)를 형성한다. 제1만입부(122)의 형상은 질화물 반도체층의 육방정계 결정구조로 인해 육각뿔 (헥사고날(hexagonal))의 형상을 가지는 것이 일반적이며 이 외에도 성장 조건등의 조절을 통해 다양한 형태의 형상을 가질 수도 있다.

이와 같은 제1만입부(122)는 전위(190)가 형성된 부분에 선택적으로 발생하게 되며, 제1만입부(122)는 꼭지점 부분의 저항(R₂)이 제1층(121)의 성장면(0,0,0,1)의 저항(R₁)보다 크므로, 전위(190)가 발생한 부위의 저항을 높일 수 있다. 따라서, 정전기가 인가될 때 전위(190)를 통해 집중되는 전류를 차단하고, 전위(190)에 의한 누설전류를 감소시켜, 발광소자(100)의 ESD (Electrostatic Discharge) 내성이 향상될 수 있다. 이때, 전류는 저항이 낮고 결정성이 우수한 제1층(121)의 성장면(0,0,0,1)을 통해 이동할 수 있다.

제1층(121)의 상면에 형성되는 제1만입부(122)는 제1층(121) 내부에 형성된 전위(190) 상에 수직적으로 중첩되게 위치될 수 있다. 또한, 제1만입부(122)의 꼭지점과 전위(190)의 일단이 접촉될 수 있다. 여기서, "수직적으로 중첩된다" 의 의미는 도 2를 기준으로 위아래방향을 따라 중첩되는 것을 의미할 수 있다.

제1만입부(122)는 제1층(121)의 상면에 복수 개가 불규칙적으로 배치될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.

제2층(123)은 제1층(121) 상에 적층될 수 있다. 제2층(123)은 불순물의 도핑이 이루어지지 않은 언도프(undoped)층일 수 있다. 제2층(123)은 제1만입부(122)와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제2만입부(124)를 포함할 수 있다.

제2만입부(124)는 제1만입부(122) 상에 제1만입부(122)와 대응되는 형상을 가지고 형성될 수 있다. 제2만입부(124)는 제2층(123)이 적층되는 과정에서 제1만입부(122)의 형상에 의해 형성될 수 있다.

예를 들면, 제2만입부(124)는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 단면이 "V" 형상을 가질 수 있고, 이를 평면에서 보면 육각형의 모양을 가지며 형성될 수 있다. 즉, 제2만입부(124)는 쐐기 또는 육각뿔의 형상을 가질 수 있다. 제2만입부(124)의 형상은 이에 한정하지 않으며 예를 들어 단면 및 평면에서 본 형상은 반원형, 원형, 다각형 등으로 형성할 수 있다.

한편, 제2만입부(124)의 크기는 제1만입부(122)의 크기 보다 클 수 있다. 여기서, 제1만입부(122) 및 제2만입부(124)의 크기는 폭, 깊이, 체적 등을 의미할 것이다.

예를 들면, 제1만입부(122) 상에 형성되는 제2만입부(124)의 깊이는 제1만입부(122)의 깊이 보다 클 수 있다. 또한, 제1만입부(122) 상에 형성되는 제2만입부(124)의 폭(L2)은 제1만입부(122)의 폭(L1) 보다 클 수 있다.

제3층(125)은 제2층(123) 상에 적층된다. 제3층(125)은 제2만입부(124)와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제3만입부(126)를 포함할 수 있다.

제3층(125)은 In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)으로 형성할 수 있다. 예를 들어, 제3층(125)는 InAlGaN을 포함하여 900℃ 이상의 온도에서 형성될 수 있다. 제3층(125)에 포함된 InAlGaN의 In, Al의 함량 조절 및 제3층(125)의 두께를 통해 제3만입부(126)의 크기 조절이 가능하다.

제3층(125)의 Al(알루미늄)은 격자 크기가 작아서 제1만입부(122) 상에 형성된 제2만입부(124)를 메울 수 있다. 따라서, Al(알루미늄은)의 함량과 제3층(125)의 두께의 조절로 인해 제3만입부(126)의 크기를 조절할 수 있다.

제3층(125)에 도핑되는 Al(알루미늄)의 함량은 0.06(6%) 내지 0.1(10%)로 형성할 수 있다. 제3층(125)의 Al(알루미늄)의 함량이 0.06(6%) 보다 작은 경우, 제2만입부(124)를 메우는 효과가 적고, 제3층(125)의 Al(알루미늄)의 함량이 0.1(10%) 보다 많은 경우, 인장 응력(tensile stress)이 커지게 되어서 발광소자의 품질이 저하되는 문제가 발생할 수 있다.

제3층(125)의 In(인듐)은 제3층(125)과 활성층(130) 사이의 격자상수 차이로 발생하는 응력(Strain)을 완화할 수 있다.

제3층(125)에 도핑되는 In(인듐)의 함량은 0.02(2%) 내지 0.05(5%)로 형성할 수 있다. 제3층(125)의 In(인듐)의 함량이 0.02(2%) 보다 작은 경우, 응력(Strain) 완화 효과가 적고, 제3층(125)의 In(인듐)의 함량이 0.05(5%) 보다 많은 경우, 표면의 질이 저하되고, 스파이럴(spiral)이 형성되는 문제가 있다.

따라서, 제3층(125)을 InAlGaN을 포함하여 형성할 경우, In(인듐)과 Al(알루미늄)의 함량 조절을 통해 전위(190) 상에 형성되는 제3만입부(126)의 크기를 자유롭게 조절하면서도, 활성층(130) 사이에 발생하는 응력(Strain)을 완화하는 이점이 있다. 제3층(125)는 InAlGaN 대신에 AlGaN을 포함하여 형성할 수도 있으나 이에 한정하지 않는다.

또한, 제3만입부(126)의 크기를 조절하여서, 제1 내지 제3만입부(126)로 생성되지 못한 전위(190)가 활성층(130) 및 제2반도체층(150)에 전달되는 것을 방지하여, 발광소자의 품질을 향상시킬 수 있는 이점이 있다.

또한, 제3만입부(126)의 크기를 조절하여서, 활성층(130)의 상면에 제3만입부(126)의 형상에 의해 형성되는 제5만입부(131)의 크기를 줄일 수 있어서, 발광면적을 확대하고 발광효율을 증가시키는 효과를 가진다.

제3만입부(126)의 크기는 제3층(125)의 두께에 의해서도 결정될 수 있다. 예를 들어, 제3층(125)의 두께는 2nm 내지 20nm의 범위로 형성할 수 있다. 제3층(125)의 두께를 2nm보다 얇게 형성할 경우, 제3만입부(126)의 크기가 커질 수 있고 이로 인해 전류 확산 효과가 줄어들어 발광 효율이 떨어지는 문제점이 생길 수 있다. 제3층(125)의 두께가 20nm보다 두껍게 형성할 경우, 제2만입부(124)를 완전히 메우게 되는 문제가 발생할 수 있다.

제3만입부(126)는 제2만입부(124) 상에 제2만입부(124)와 대응되는 형상을 가지고 형성될 수 있다. 제3만입부(126)는 제3층(125)이 적층되는 과정에서 제2만입부(124)의 형상에 의해 형성될 수 있다.

예를 들면, 제3만입부(126)는 도 3에서 도시하는 바와 같이, 단면이 "V" 형상을 가질 수 있고, 이를 평면에서 보면 육각형의 모양을 가지며 형성될 수 있다. 즉, 제3만입부(126)는 쐐기 또는 육각뿔의 형상을 가질 수 있다. 제3만입부(126)의 형상은 이에 한정하지 않으며, 예를 들어 단면 및 평면에서 본 형상은 반원형, 원형, 다각형 등으로 형성할 수 있다.

한편, 제3만입부(126)의 크기는 제2만입부(124)의 크기 보다 클 수 있다. 즉, 제2만입부(124)의 크기는 제3만입부(126)의 크기 보다 작을 수 있다.

예를 들면, 제2만입부(124) 상에 형성되는 제3만입부(126)의 폭(L3)은 제2만입부(124)의 폭(L2)보다 클 수 있다.

여기서, 제1 및 제3만입부(126)의 크기는 만입부의 폭, 깊이 또는 부피를 포함하는 개념이다.

스트레인 완화층(135)은 제3층(125)과 활성층(130) 사이에 배치된다.

예를 들면, 스트레인 완화층(135)은 In_yAl_xGa_(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)/GaN 등으로 형성된 다층 구조를 가질 수 있다.

상기 스트레인 완화층(135)은 제1 도전형 반도체층(121)과 활성층(130) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다.

또한, 스트레인 완화층(135)은 제1 In_x1GaN 및 제2 In_x2GaN 등의 조성을 갖는 적어도 5주기로 반복 적층됨에 따라, 더 많은 전자가 활성층(130)의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 결과적으로 전자와 정공의 재결합 확률 이 증가되어 발광효율이 향상될 수 있다.

스트레인 완화층(135)은 제3만입부(126)와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제4만입부(128)를 포함할 수 있다.

예를 들면, 제4만입부(128)는 제3만입부(126)와 수직적으로 중첩되는 위치에 제3만입부(126)와 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제4만입부(128)의 크기(폭, 깊이, 부피)는 제3만입부(126)의 크기 보다 작게 형성될 수 있다. 제4만입부(128)의 폭(L4)은 제3만입부(126)의 폭(L3)보다 작을 수 있다.

스트레인 완화층(135)의 두께는 20nm 내지 30nm의 범위로 형성할 수 있다. 스트레인 완화층(135)의 두께를 20nm보다 얇게 형성할 경우, 제4만입부(128)의 크기가 커질 수 있어서 활성층(130)에 형성되는 제5만입부(131)의 크기를 줄일 수 없으며, 이로 인해 전류 확산 효과가 줄어들어 발광 효율이 떨어지는 문제점이 생길 수 있다. 스트레인 완화층(135)의 두께가 30nm보다 두껍게 형성할 경우, 제3만입부(126)를 완전히 메우게 되는 문제가 발생할 수 있다.

스트레인 완화층(135) 상에 활성층(130)이 배치된다.

활성층(130)은 전자와 정공이 재결합되는 영역으로, 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.

활성층(130)은 3족-5족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 단일 또는 다중 양자 우물 구조, 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 등으로 형성될 수 있다.

활성층(130)이 양자우물구조로 형성된 경우 예컨대, In_xAl_yGa_1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 우물층과 In_aAl_bGa_1-a-bN (0≤a≤1, 0≤b≤1, 0≤a+b≤1)의 조성식을 갖는 장벽층을 갖는 단일 또는 양자우물구조를 가질 수 있다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.

예를 들어 다중 양자 우물 구조의 활성층(130)은 InGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수 있고, AlGaN과 GaN이 반복적으로 적층되어 형성될 수도 있다. 여기서, 활성층(130)을 이루는 물질의 종류에 따라 전자 및 홀이 결합하여 발생하는 발광 파장이 변화되기 때문에 목표로 하는 파장에 따라 활성층(130)에 포함되는 반도체 재료를 조절할 수 있다..

또한, 활성층(130)의 상면에는 제4만입부(128)에 대응되는 위치에 제4만입부(128)의 형상에 의해 형성되는 제5만입부(131)가 형성될 수 있다.

제5만입부(131)는 활성층(130)의 상면에 위치된다. 제5만입부(131)는 제4만입부(128)와 수직적으로 중첩되는 위치에 선택적으로 형성될 수 있다.

제5만입부(131)는 제4만입부(128)의 형상에 의해 활성층(130)이 적층되면서 형성될 수 있다.

제5만입부(131)의 형상은 제4만입부(128)에 대응한 형상을 가질 수 있다.

제5만입부(131)의 크기는 제4만입부(128)의 크기 보다 작을 수 있다.

예를 들면, 제5만입부(131)의 폭(L5)은 제4만입부(128)의 폭(L4) 보다 작을 수 있다.

따라서, 제3층(125) 또는 스트레인 완화층(135)의 두께와 조성을 조정하여서, 활성층(130)의 상면에 형성되는 제5만입부(131)의 크기를 줄일 수 있다. 활성층(130)의 상면에 형성되는 제5만입부(131)의 크기를 줄어 들게 되면, 활성층(130)에서 비발광 영역이 줄어 줄어 들게 되므로, 발광소자의 발광효율을 크게 감소시키지 않으면서, 전위를 효과적으로 차단할 수 있는 효과를 가진다.

활성층(130)의 두께는 20nm 내지 40nm의 범위로 형성할 수 있다. 활성층(130)의 두께를 20nm보다 얇게 형성할 경우, 발광영역이 줄어들게 되는 문제가 발생할 수 있다. 활성층(130)의 두께가 40nm보다 두껍게 형성할 경우, 제4만입부(128)를 완전히 메우게 되는 문제가 발생할 수 있다.

활성층(130)상에는 제2 도전성 반도체층(140)이 형성될 수 있다. 제2 도전성 반도체층(140)은 반도체 화합물로 형성될 수 있으며 제2 도전성 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제2 도전성 반도체층(140)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트를 도핑하여 p형 반도체층으로 구현될 수 있으며, 활성층(130)에 정공을 주입할 수 있다. 제2 도전성 반도체층(140)은 In_xAl_yGa_1-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 선택된 반도체 재료로 형성될 수 있다.

제2 도전성 반도체층(140)은 활성층(130)상에 형성되어 활성층(130)상에 형성되어 있는 제5만입부(131)를 메우며 형성될 수 있다..

제2 도전성 반도체층(140)이 제5만입부(131)를 메우게 되어, 활성층(130)까지 형성되는 제1 내지 제5만입부로 인해 전위를 효과적으로 차단할 수 있으며 이로 인해 발광소자의 품질이 향상될 수 있다.

한편, 활성층(130)과 제2 도전성 반도체층(140) 사이에 중간층(미도시)이 형성될 수 있으며, 중간층은 고 전류 인가 시 제1 도전성 반도체층(120)으로부터 활성층(130)으로 주입되는 전자가 활성층(130)에서 재결합되지 않고, 제2 도전성 반도체층(140)으로 흐르는 현상을 방지하는 전자 차단층(Electron blocking layer)일 수 있다. 중간층은 활성층(130)보다 상대적으로 큰 밴드갭을 가짐으로써, 제1 도전성 반도체층(120)으로부터 주입된 전자가 활성층(130)에서 재결합되지 않고 제2 도전성 반도체층(140)으로 주입되는 현상을 방지할 수 있다. 이에 따라 활성층(130)에서 전자와 정공의 재결합 확률을 높이고 누설전류를 방지할 수 있다.

한편, 상술한 중간층은 활성층(130)에 포함된 장벽층의 밴드갭 보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, 예를 들어 p 형 AlGaN 과 같은 Al 을 포함한 반도체층으로 형성될 수 있고, 이에 한정하지 아니한다.

상술한 제1 도전성 반도체층(120), 활성층(130) 및 제2 도전성 반도체층(140)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(140) 상에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 제3 도전성 반도체층(미도시)이 형성될 수도 있으며 이에 따라, 발광소자(100)는 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다.

또한, 제1 도전성 반도체층(120) 및 제2 도전성 반도체층(140) 내의 도전형 도펀트의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 복수의 반도체층의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

활성층(130)과 제2 도전성 반도체층(140)은 일부가 제거되어 제1 도전성 반도체층(120)의 일부가 노출되고, 노출된 제1 도전성 반도체층(120) 상에는 제1 전극(160)이 형성될 수 있다.

또한, 제2 도전성 반도체층(140) 상에는 투광성전극층(150)이 형성되며, 투광성전극층(150)상에는 제2 전극(152)이 형성될 수 있다.

제1 전극(160) 및 제2 전극(152)은 전도성 물질, 예를 들어 In, Co, Si, Ge, Au, Pd, Pt, Ru, Re, Mg, Zn, Hf, Ta, Rh, Ir, W, Ti, Ag, Cr, Mo, Nb, Al, Ni, Cu, 및 WTi 중에서 선택된 금속 또는 합금을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.

투광성전극층(150)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(140)상에 형성됨으로써, 전류군집현상을 방지할 수 있다.

도 5은 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 사시도이고, 도 6는 실시예에 따른 발광소자를 포함하는 발광소자 패키지를 나타낸 단면도이다.

도 5 및 도 6를 참조하면, 발광소자 패키지(500)는 캐비티(520)가 형성된 몸체(510), 몸체(510)에 실장되는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결되는 발광소자(530), 및 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진되는 봉지재(미도시)를 포함할 수 있다.

몸체(510)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. 몸체(510)는 사출 성형, 에칭 공정 등에 의해 형성될 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

몸체(510)의 내면은 경사면이 형성될 수 있다. 이러한 경사면의 각도에 따라 발광소자(530)에서 방출되는 광의 반사각이 달라질 수 있으며, 이에 따라 외부로 방출되는 광의 지향각을 조절할 수 있다.

광의 지향각이 줄어들수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 증가하고, 반대로 광의 지향각이 클수록 발광소자(530)에서 외부로 방출되는 광의 집중성은 감소한다.

한편, 몸체(510)에 형성되는 캐비티(520)를 위에서 바라본 형상은 원형, 사각형, 다각형, 타원형 등의 형상일 수 있으며, 모서리가 곡선인 형상일 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.

발광소자(530)는 제1 리드 프레임(540) 상에 실장되며, 예를 들어, 적색, 녹색, 청색, 백색 등의 빛을 방출하는 발광소자 또는 자외선을 방출하는 UV(Ultra Violet) 발광소자일 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 또한, 발광소자(530)는 한 개 이상 실장될 수 있다.

또한, 발광소자(530)는 그 전기 단자들이 모두 상부 면에 형성된 수평형 타입(Horizontal type)이거나, 또는 상, 하부 면에 형성된 수직형 타입(Vertical type), 또는 플립 칩(flip chip) 모두에 적용 가능하다.

봉지재(미도시)는 발광소자(530)를 덮도록 캐비티(520)에 충진될 수 있다.

봉지재(미도시)는 실리콘, 에폭시, 및 기타 수지 재질로 형성될 수 있으며, 캐비티(520) 내에 충진한 후, 이를 자외선 또는 열 경화하는 방식으로 형성될 수 있다.

또한 봉지재(미도시)는 형광체를 포함할 수 있으며, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 광의 파장에 종류가 선택되어 발광소자 패키지(500)가 백색광을 구현하도록 할 수 있다.

이러한 형광체는 발광소자(530)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.

즉, 형광체는 발광소자(530)에서 방출되는 제1 빛을 가지는 광에 의해 여기 되어 제2 빛을 생성할 수 있다. 예를 들어, 발광소자(530)가 청색 발광 다이오드이고 형광체가 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 발광소자 패키지(500)는 백색 빛을 제공할 수 있다.

이와 유사하게, 발광소자(530)가 녹색 발광 다이오드인 경우는 magenta 형광체 또는 청색과 적색의 형광체를 혼용하는 경우, 발광소자(530)가 적색 발광 다이오드인 경우는 Cyan형광체 또는 청색과 녹색 형광체를 혼용하는 경우를 예로 들 수 있다.

이러한 형광체는 YAG계, TAG계, 황화물계, 실리케이트계, 알루미네이트계, 질화물계, 카바이드계, 니트리도실리케이트계, 붕산염계, 불화물계, 인산염계 등의 공지된 형광체일 수 있다.

제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)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 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 단층 또는 다층 구조를 가지도록 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

제1 제2 리드 프레임(540, 550)은 서로 이격되어 서로 전기적으로 분리된다. 발광소자(530)는 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)상에 실장되며, 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)은 발광소자(530)와 직접 접촉하거나 또는 솔더링 부재(미도시)와 같은 전도성을 갖는 재료를 통해서 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 발광소자(530)는 와이어 본딩(미도시)을 통해 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다. 따라서 제1 및 제2 리드 프레임(540, 550)에 전원이 연결되면 발광소자(530)에 전원이 인가될 수 있다. 한편, 수개의 리드 프레임(미도시)이 몸체(510)내에 실장되고 각각의 리드 프레임(미도시)이 발광소자(530)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 한정하지 아니한다.

실시예에 따른 발광 소자는 조명 시스템에 적용될 수 있다. 상기 조명 시스템은 복수의 발광 소자가 어레이된 구조를 포함하며, 도 7 및 도 8에 도시된 표시 장치, 도 9에 도시된 조명 장치를 포함하고, 조명등, 신호등, 차량 전조등, 전광판 등이 포함될 수 있다.

도 7는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치의 분해 사시도이다.

도 7를 참조하면, 실시예에 따른 표시 장치(1000)는 도광판(1041)과, 상기 도광판(1041)에 빛을 제공하는 광원 모듈(1031)와, 상기 도광판(1041) 아래에 반사 부재(1022)와, 상기 도광판(1041) 위에 광학 시트(1051)와, 상기 광학 시트(1051) 위에 표시 패널(1061)과, 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022)를 수납하는 바텀 커버(1011)를 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.상기 바텀 커버(1011), 반사시트(1022), 도광판(1041), 광학 시트(1051)는 라이트유닛(1050)으로 정의될 수 있다.

상기 도광판(1041)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1041)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethylmethacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthalate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphtha late) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.

상기 광원 모듈(1031)은 상기 도광판(1041)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 표시 장치의 광원으로써 작용하게 된다.

상기 광원 모듈(1031)은 적어도 하나를 포함하며, 상기 도광판(1041)의 일 측면에서 직접 또는 간접적으로 광을 제공할 수 있다. 상기 광원 모듈(1031)은 기판(1033)과 상기에 개시된 실시 예에 따른 발광 발광 소자(1035)를 포함하며, 상기 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 소정 간격으로 어레이될 수 있다.

상기 기판(1033)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1033)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 바텀 커버(1011)의 측면 또는 방열 플레이트 상에 탑재될 경우, 상기 기판(1033)은 제거될 수 있다. 여기서, 상기 방열 플레이트의 일부는 상기 바텀 커버(1011)의 상면에 접촉될 수 있다.

그리고, 상기 복수의 발광 소자(1035)는 상기 기판(1033) 상에 빛이 방출되는 출사면이 상기 도광판(1041)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 발광 소자(1035)는 상기 도광판(1041)의 일측 면인 입광부에 광을 직접 또는 간접적으로 제공할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 도광판(1041) 아래에는 상기 반사 부재(1022)가 배치될 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 도광판(1041)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 라이트유닛(1050)의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1022)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 반사 부재(1022)는 상기 바텀 커버(1011)의 상면일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 바텀 커버(1011)는 상기 도광판(1041), 광원 모듈(1031) 및 반사 부재(1022) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1011)는 상면이 개구된 박스(box) 형상을 갖는 수납부(1012)가 구비될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 바텀 커버(1011)는 탑 커버와 결합될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 바텀 커버(1011)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다. 또한 상기 바텀 커버(1011)는 열 전도성이 좋은 금속 또는 비 금속 재료를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 표시 패널(1061)은 예컨대, LCD 패널로서, 서로 대향되는 투명한 재질의 제 1 및 제 2기판, 그리고 제 1 및 제 2기판 사이에 개재된 액정층을 포함한다. 상기 표시 패널(1061)의 적어도 일면에는 편광판이 부착될 수 있으며, 이러한 편광판의 부착 구조로 한정하지는 않는다. 상기 표시 패널(1061)은 광학 시트(1051)를 통과한 광에 의해 정보를 표시하게 된다. 이러한 표시 장치(1000)는 각 종 휴대 단말기, 노트북 컴퓨터의 모니터, 랩탑 컴퓨터의 모니터, 텔레비젼 등에 적용될 수 있다.

상기 광학 시트(1051)는 상기 표시 패널(1061)과 상기 도광판(1041) 사이에 배치되며, 적어도 한 장의 투광성 시트를 포함한다. 상기 광학 시트(1051)는 예컨대 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등과 같은 시트 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 또는/및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다. 또한 상기 표시 패널(1061) 위에는 보호 시트가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

여기서, 상기 광원 모듈(1031)의 광 경로 상에는 광학 부재로서, 상기 도광판(1041), 및 광학 시트(1051)를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.

도 8는 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 장치를 나타낸 도면이다.

도 8를 참조하면, 표시 장치(1100)는 바텀 커버(1152), 상기에 개시된 발광 소자(1124)가 어레이된 기판(1120), 광학 부재(1154), 및 표시 패널(1155)을 포함한다.

상기 기판(1120)과 상기 발광 소자(1124)는 광원 모듈(1160)로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152), 적어도 하나의 광원 모듈(1160), 광학 부재(1154)는 라이트유닛(1150)으로 정의될 수 있다. 상기 바텀 커버(1152)에는 수납부(1153)를 구비할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기의 광원 모듈(1160)은 기판(1120) 및 상기 기판(1120) 위에 배열된 복수의 발광 소자(1124)를 포함한다.

여기서, 상기 광학 부재(1154)는 렌즈, 도광판, 확산 시트, 수평 및 수직 프리즘 시트, 및 휘도 강화 시트 등에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 도광판은 PC 재질 또는 PMMA(polymethyl methacrylate) 재질로 이루어질 수 있으며, 이러한 도광판은 제거될 수 있다. 상기 확산 시트는 입사되는 광을 확산시켜 주고, 상기 수평 및 수직 프리즘 시트는 입사되는 광을 표시 영역으로 집광시켜 주며, 상기 휘도 강화 시트는 손실되는 광을 재사용하여 휘도를 향상시켜 준다.

상기 광학 부재(1154)는 상기 광원 모듈(1160) 위에 배치되며, 상기 광원 모듈(1160)로부터 방출된 광을 면 광원하거나, 확산, 집광 등을 수행하게 된다.

도 9은 실시 예에 따른 발광소자를 갖는 조명장치의 분해 사시도이다.

도 9을 참조하면, 실시 예에 따른 조명 장치는 커버(2100), 광원 모듈(2200), 방열체(2400), 전원 제공부(2600), 내부 케이스(2700), 소켓(2800)을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 부재(2300)와 홀더(2500) 중 어느 하나 이상을 더 포함할 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)은 실시 예에 따른 발광소자를 포함할 수 있다.

예컨대, 상기 커버(2100)는 벌브(bulb) 또는 반구의 형상을 가지며, 속이 비어 있고, 일 부분이 개구된 형상으로 제공될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)과 광학적으로 결합될 수 있다. 예를 들어, 상기 커버(2100)는 상기 광원 모듈(2200)로부터 제공되는 빛을 확산, 산란 또는 여기 시킬 수 있다. 상기 커버(2100)는 일종의 광학 부재일 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합될 수 있다. 상기 커버(2100)는 상기 방열체(2400)와 결합하는 결합부를 가질 수 있다.

상기 커버(2100)의 내면에는 유백색 도료가 코팅될 수 있다. 유백색의 도료는 빛을 확산시키는 확산재를 포함할 수 있다. 상기 커버(2100)의 내면의 표면 거칠기는 상기 커버(2100)의 외면의 표면 거칠기보다 크게 형성될 수 있다. 이는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 빛이 충분히 산란 및 확산되어 외부로 방출시키기 위함이다.

상기 커버(2100)의 재질은 유리(glass), 플라스틱, 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC) 등일 수 있다. 여기서, 폴리카보네이트는내광성, 내열성, 강도가 뛰어나다. 상기 커버(2100)는 외부에서 상기 광원 모듈(2200)이 보이도록 투명할 수 있고, 불투명할 수 있다. 상기 커버(2100)는 블로우(blow) 성형을 통해 형성될 수 있다.

상기 광원 모듈(2200)은 상기 방열체(2400)의 일 면에 배치될 수 있다. 따라서, 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열은 상기 방열체(2400)로 전도된다. 상기 광원 모듈(2200)은 발광소자(2210), 연결 플레이트(2230), 커넥터(2250)를 포함할 수 있다.

상기 부재(2300)는 상기 방열체(2400)의 상면 위에 배치되고, 복수의 발광소자(2210)들과 커넥터(2250)이 삽입되는 가이드홈(2310)들을 갖는다. 상기 가이드홈(2310)은 상기 발광소자(2210)의 기판 및 커넥터(2250)와 대응된다.

상기 부재(2300)의 표면은 빛 반사 물질로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 예를 들면, 상기 부재(2300)의 표면은 백색의 도료로 도포 또는 코팅된 것일 수 있다. 이러한 상기 부재(2300)는 상기 커버(2100)의 내면에 반사되어 상기 광원 모듈(2200)측 방향으로 되돌아오는 빛을 다시 상기 커버(2100) 방향으로 반사한다. 따라서, 실시 예에 따른 조명 장치의 광 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 부재(2300)는 예로서 절연 물질로 이루어질 수 있다. 상기 광원 모듈(2200)의 연결 플레이트(2230)는 전기 전도성의 물질을 포함할 수 있다. 따라서, 상기 방열체(2400)와 상기 연결 플레이트(2230) 사이에 전기적인 접촉이 이루어질 수 있다. 상기 부재(2300)는 절연 물질로 구성되어 상기 연결 플레이트(2230)와 상기 방열체(2400)의 전기적 단락을 차단할 수 있다. 상기 방열체(2400)는 상기 광원 모듈(2200)로부터의 열과 상기 전원 제공부(2600)로부터의 열을 전달받아 방열한다.

상기 홀더(2500)는 내부 케이스(2700)의 절연부(2710)의 수납홈(2719)을 막는다. 따라서, 상기 내부 케이스(2700)의 상기 절연부(2710)에 수납되는 상기 전원 제공부(2600)는 밀폐된다. 상기 홀더(2500)는 가이드 돌출부(2510)를 갖는다. 상기 가이드 돌출부(2510)는 상기 전원 제공부(2600)의 돌출부(2610)가 관통하는 홀을 구비할 수 있다.

상기 전원 제공부(2600)는 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 상기 광원 모듈(2200)로 제공한다. 상기 전원 제공부(2600)는 상기 내부 케이스(2700)의 수납홈(2719)에 수납되고, 상기 홀더(2500)에 의해 상기 내부 케이스(2700)의 내부에 밀폐된다.

상기 전원 제공부(2600)는 돌출부(2610), 가이드부(2630), 베이스(2650), 돌출부(2670)를 포함할 수 있다.

상기 가이드부(2630)는 상기 베이스(2650)의 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 가이드부(2630)는 상기 홀더(2500)에 삽입될 수 있다. 상기 베이스(2650)의 일 면 위에 다수의 부품이 배치될 수 있다. 다수의 부품은 예를 들어, 외부 전원으로부터 제공되는 교류 전원을 직류 전원으로 변환하는 직류변환장치, 상기 광원 모듈(2200)의 구동을 제어하는 구동칩, 상기 광원 모듈(2200)을 보호하기 위한 ESD(ElectroStatic discharge) 보호 소자 등을 포함할 수 있으나 이에 대해 한정하지는 않는다.

상기 돌출부(2670)는 상기 베이스(2650)의 다른 일 측에서 외부로 돌출된 형상을 갖는다. 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750) 내부에 삽입되고, 외부로부터의 전기적 신호를 제공받는다. 예컨대, 상기 돌출부(2670)는 상기 내부 케이스(2700)의 연결부(2750)의 폭과 같거나 작게 제공될 수 있다. 상기 돌출부(2670)에는 "+ 전선"과 "- 전선"의 각 일 단이 전기적으로 연결되고, "+ 전선"과 "- 전선"의 다른 일 단은 소켓(2800)에 전기적으로 연결될 수 있다.

상기 내부 케이스(2700)는 내부에 상기 전원 제공부(2600)와 함께 몰딩부를 포함할 수 있다. 몰딩부는 몰딩 액체가 굳어진 부분으로서, 상기 전원 제공부(2600)가 상기 내부 케이스(2700) 내부에 고정될 수 있도록 한다.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims

기판;
상기 기판상의 제1 도전성 반도체층;
상기 제1 도전성 반도체층 상의 스트레인 완화층;
상기 스트레인 완화층 상의 활성층; 및
상기 활성층 상의 제2 도전성 반도체층;을 포함하고,
상기 제1 도전성 반도체층은,
상면에 오목한 복수의 제1만입부를 포함하는 제1층, 상기 제1층 상에 배치되는 제2층 및 상기 제2층 상에 배치되는 제3층을 포함하며,
상기 제2층은 상기 제1만입부와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제2만입부를 포함하고,
상기 제3층은 상기 제2만입부와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제3만입부를 포함하고,
상기 제1층은 불순물이 도핑되고,
상기 제2층은 불순물이 도핑되지 않은 언도프층이고,
상기 제3층은 In_xAl_yGa_(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)을 포함하고,
상기 제1만입부는 육각뿔 또는 쐐기 형상이고,
상기 제3층의 두께는 2nm 내지 20nm인 발광소자.
제1항에 있어서,
상기 제3층은 In의 함량이 0.02(2%) 내지 0.05(5%)이고,
상기 제3층은 Al의 함량이 0.06(6%) 내지 0.1(10%)이고,
상기 제3만입부의 폭은 상기 제2만입부의 폭보다 큰 발광소자.
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제1항에 있어서,
상기 제1만입부는 상기 제1층에 형성된 전위(Dislocation) 상에 수직적으로 중첩되게 배치되는 발광소자.
제6항에 있어서,
상기 스트레인 완화층은 상기 제3만입부와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제4만입부를 포함하는 발광소자.
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제7항에 있어서,
상기 활성층은 상기 제4만입부와 수직적으로 중첩되는 위치에 형성되는 제5만입부를 포함하고,
상기 제4만입부의 크기는 상기 제3만입부의 크기보다 작고,
상기 제2 도전성 반도체층은 상기 제5만입부를 채우며 형성되는 발광소자.
제9항에 있어서,
상기 제5만입부의 폭은 상기 제4만입부의 폭보다 작은 발광소자.
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