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KR102373677B1 - 발광소자 - Google Patents

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KR102373677B1
KR102373677B1 KR1020150118801A KR20150118801A KR102373677B1 KR 102373677 B1 KR102373677 B1 KR 102373677B1 KR 1020150118801 A KR1020150118801 A KR 1020150118801A KR 20150118801 A KR20150118801 A KR 20150118801A KR 102373677 B1 KR102373677 B1 KR 102373677B1
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light emitting
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성연준
최광용
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쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드
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Abstract

실시예는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 선택적으로 배치되는 복수 개의 도전층; 및 상기 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 반사 전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.

Description

발광소자{LIGHT EMITTNG DEVICE}
실시예는 발광소자에 관한 것이다.
GaN, AlGaN 등의 3-5 족 화합물 반도체는 넓고 조정이 용이한 밴드 갭 에너지를 가지는 등의 많은 장점으로 인해 광 전자 공학 분야(optoelectronics)와 전자 소자를 위해 등에 널리 사용된다.
특히, 반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있으며, 최근에는 자외선 파장 영역의 광을 방출하는 발광소자가 각종 살균 장치에 사용되고 있다.
도 1은 종래의 발광소자를 나타낸 도면이다.
종래의 발광소자(100)는 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(122)과 활성층(124) 및 제2 도전형 반도체층(126)을 포함하는 발광구조물(120)이 형성되고, 발광 구조물(120)의 상부에 투광성 도전층(140)이 배치되고, 투광성 도전층(140) 상에는 제2 전극(166)이 배치되고, 제1 도전형 반도체층(122) 상에는 제1 전극(162)이 배치될 수 있다.
발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(122)을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층(126)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(124)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 활성층(124)에서 방출되는 빛은 활성층(124)을 이루는 물질의 조성에 따라 다를 수 있다.
제2 전극(166)으로부터 제2 도전형 반도체층(126) 방향으로 전류 주입 특성이 좋지 않아서 투광성 도전층(140)을 배치하는데, 투광성 도전층(140)은 제2 도전형 반도체층(126)과의 컨택 특성이 우수하여 전류 주입 효율은 우수하나 활성층(124)에서 방출된 광을 흡수하여, 발광소자(100)의 광효율이 저하될 수 있다.
실시예는 발광소자 특히 자외선 영역의 광을 방출하는 발광 다이오드에서, 제2 도전형 반도체층에의 전류 주입 특성을 향상시키며 동시에 광효율을 향상시키고자 한다.
실시예는 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 선택적으로 배치되는 복수 개의 도전층; 및 상기 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 반사 전극을 포함하는 발광소자를 제공한다.
제2 도전형 반도체층으로부터 상기 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되고, 노출된 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극이 배치될 수 있다.
제1 전극은 상기 발광 구조물의 중앙 영역에 배치될 수 있다.
도전층은 상기 제1 전극을 둘러싸고 배치될 수 있다.
반사 전극은 상기 도전층에 따라 요철 구조를 이룰 수 있다.
반사 전극의 표면은 플랫(flat)할 수 있다.
도전층과 상기 반사 전극의 사이 또는 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사 전극의 사이에 배치되는 투광성 도전층을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 기판; 상기 기판 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하며, 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 상기 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 발광 구조물; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 선택적으로 배치되는 복수 개의 도전층; 상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역 상에 배치되는 제1 전극; 및 상기 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 도전층에 따라 요철 구조를 이루는 발광소자를 제공한다.
제2 전극은 반사 전극일 수 있다.
제2 전극은 투광성 도전층과 반사 전극으로 이루어질 수 있다.
도전층의 단면은 다각형 또는 원형일 수 있다.
각각의 도전층의 폭은 20 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터일 수 있다.
발광 구조물은 자외선 영역의 광을 방출할 수 있다.
제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층은 AlGaN을 포함할 수 있다.
도전층은 GaN을 포함할 수 있다.
GaN은 상기 제2 도전형 도펀트로 도핑될 수 있다.
실시예들에 따른 발광소자는, p형 도펀트로 도핑된 GaN으로 이루어진 도전층이 선택적으로 제2 도전형 반도체층 상에 배치되어, 제2 도전형 반도체층과 제2 전극과의 컨택 특성이 우수하면서도 p-GaN에 의한 자외선 영역의 광 흡수를 줄일 수 있어서 광 효율이 우수할 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자를 나타낸 도면이고,
도 2a 및 도 2b는 발광소자의 제1 실시예와 제2 실시예를 나타낸 도면이고,
도 2c는 도 2a의 발광소자가 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 3a는 도 2a의 I-I'축 방향의 단면도이고,
도 3b는 도 2a의 H-H'축 방향의 단면도이고,
도 4a는 발광소자의 제3 실시예를 나타낸 도면이고,
도 4b는 도 4a의 J-J'축 방향의 단면도이고,
도 5는 도전층의 다양한 형상을 나타낸 도면이고,
도 6은 발광소자가 배치된 살균장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 상(위) 또는 하(아래)(on or under) 등으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도 2a는 발광소자의 제1 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자(200)는 기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(222)과 활성층(224)과 제2 도전형 반도체층(226)을 포함하는 발광 구조물(220)이 배치되고, 제2 도전형 반도체층(226) 상에는 복수 개의 도전층(240)이 선택적으로 배치되며, 반사 전극(266)이 도전층(240)을 둘러싸며 제2 도전형 반도체층(226) 상에 배치된다.
기판(210)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질이나 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있으며, 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있고, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 사파이어(Al2O3), SiO2, SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
기판(210)과 발광 구조물(220)은 이종의 재료이므로 격자 상수 부정합(lattice mismatch)이 매우 크고 이들 사이에 열 팽창 계수 차이도 매우 크기 때문에, 결정성을 악화시키는 전위(dislocation), 멜트 백(melt-back), 크랙(crack), 피트(pit), 표면 모폴로지(surface morphology) 불량 등이 발생할 수 있으므로, 기판(210)과 발광 구조물(220)의 사이에 버퍼층(215)을 형성할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(222)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(222)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(224)은 제1 도전형 반도체층(222)과 제2 도전형 반도체층(226) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
활성층(224)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 AlGaN/AlGaN, InGaN/GaN, InGaN/InGaN, AlGaN/GaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 활성층(224)이 심자외선(deep UV) 파장의 빛을 생성할 때, 활성층(224)은 다중양자우물 구조로 이루어질 수 있고, 상세하게는 AlxGa(1-x)N (0<x<1)을 포함하는 양자벽과 AlyGa(1-y)N (0<x<y<1)을 포함하는 양자 우물층의 페어 구조가 1주기 이상인 다중 양자 우물 구조일 수 있고, 양자 우물층은 후술하는 제2 도전형의도펀트를 포함할 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, AlGaN, GaN AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 예를 들어 제2 도전형 반도체층(226)이 AlxGa(1-x)N으로 이루어질 수 있다.
제2 도전형 반도체층(226)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(226)은 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도시되지는 않았으나, 활성층(224)과 제2 도전형 반도체층(226)의 사이에는 전자 차단층(Electron blocking layer)이 배치될 수 있다. 전자 차단층은 초격자(superlattice) 구조로 이루어질 수 있는데, 초격자는 예를 들어 제2 도전형 도펀트로 도핑된 AlGaN이 배치될 수 있고, 알루미늄의 조성비를 달리하는 GaN이 층(layer)을 이루어 복수 개 서로 교번하여 배치될 수도 있다.
제2 도전형 반도체층(226)으로부터 활성층(224)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(222)의 일부까지 메사 식각되어, 제1 도전형 반도체층(222)의 일부가 노출되고 노출된 제1 도전형 반도체층(222) 상에 제1 전극(262)이 배치될 수 있다.
제1 전극(262)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Cu) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물(220)은 특히 AlGaN으로 이루어져서 자외선 파장 영역의 광을 방출할 수 있으며 특히 UV-BE 또는 UV-C 영역의 광을 방출할 수 있다. 자외선은 파장대에 따라 세가지(UVA, UVB, UVC)로 구분될 수 있는데, UVA는 파장대가 320nm 내지 400nm인 자외선이고, UVB는 파장대가 290nm 내지 320nm인 자외선이며, UVC는 파장대가 290nm이하인 자외선이다.
제2 도전형 반도체층(226)이 AlGaN으로 이루어질 경우 제2 전극을 이루는 반사 전극(266)과의 컨택 특성이 좋지 않을 수 있으므로, 제2 도전형 반도체층(226) 상에 도전층(240)을 배치할 수 있다.
도전층(240)은 제2 도전형 반도체층(226)과의 컨택 특성이 우수하고, 자외선 특히 UV-C의 흡수율이 적을수록 유리하다. 도전층(240)의 재료로 p형 도펀트로 도핑된 GaN을 사용할 수 있는데, p-GaN의 UV-C 흡수율이 낮지 않다.
따라서, 본 실시예에서는 도전층(240)을 p-GaN으로 배치하되, 제2 도전형 반도체층(226) 상에 선택적으로 도전층(240)을 배치할 수 있다.
도전층(240)과 제2 도전형 반도체층(226) 상에 배치되는 반사 전극(266)은 반사율이 높은 재료로 이루어질 수 있고, 예를 들면 금속으로 이루어질 수 있고, 보다 상세하게는 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Cu) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 반사 전극(266)과 도전층(240)의 사이 또는 반사 전극(266)과 제2 도전형 반도체층(226)의 사이에는 투광성 도전층(미도시)이 배치될 수 있으며, 이때 투광성 도전층과 반사 전극(266)이 제2 전극으로 작용할 수 있다. 투광성 도전층은 예를 들면 ITO(indium tin oxide)일 수 있다.
도 2b는 발광소자의 다른 실시예를 나타낸 도면이다. 도 2b의 발광소자는 도 2a의 발광소자와 동일하되, 도 2a에서는 반사 전극(266)이 도전층(240)의 둘레를 둘러싸고 배치되며 반사 전극(266)은 도전층(240)에 따라 요철 구조를 이루며 반사 전극(266)의 두께(t3)가 일정하나, 도 2b의 발광소자에서는 반사 전극(266)의 두께(t3)가 일정하지 않고 반사 전극(266)의 하부면이 플랫(flat)할 수 있다.
도 2a와 도 2b에서 제1 전극(262)의 두께(t1)는 나노미터 스케일 내지 마이크로 미터 스케일 일 수 있고, 도전층(240)의 두께(t2)는 수십 나노미터 내지 수백 나노미터일 수 있다.
도 3a는 도 2a의 I-I'축 방향의 단면도이고, 도 3b는 도 2a의 H-H'축 방향의 단면도이다.
도 3a에서 제1 도전형 반도체층(222)의 중앙에 메사 영역(M)이 배치되고, 메사 영역(M)에 제1 전극(262)이 배치될 수 있다.
도 3b에서 중앙에 메사 영역(M)이 배치되고, 메사 영역(M)에 제1 전극(262)이 배치될 수 있으며, 주변 영역에 복수 개의 도전층(240)이 배치되는데, 도전층(240)은 도시된 셀(cell) 형상 외에 스트라이프(stripe) 형상으로 배치될 수도 있다.
도전층(240) 하나의 폭(W2)은 20 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터일 수 있는데, 도전층(240)의 폭(W2)이 20 마이크로 미터보다 작으면 컨택 특성이 저하될 수 있고 400 마이크로 미터보다 크면 자외선 영역의 광 흡수가 증가할 수 있다. 그리고, 도전층(240) 사이의 거리(d)는 도전층(240)의 폭(W2)과 같거나 보다 작으며, 수 마이크로 미터 내지 수백 마이크로 미터 스케일일 수 있다.
도 3a에서 제1 전극(262)의 폭(W1)은 도전층(240)의 폭(W2)과 동일할 수 있다.
도 2c는 도 2a의 발광소자가 배치된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
도 2c에서 기판(310)에 발광소자 도전성 접착제(352, 356)를 통하여 플립 칩 본딩(flip chip bonding)될 수 있다. 기판(310)의 제1 도전층(322)과 제2 도전층(236)이 각각 도전성 접착제(352, 356)를 통하여 발광소자의 제1 전극(262)과 제2 전극인 반사 전극(266)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 4a는 발광소자의 제3 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자(400)는 기판(410) 상에 제1 도전형 반도체층(422)과 활성층(424)과 제2 도전형 반도체층(426)을 포함하는 발광 구조물(420)이 배치되고, 제2 도전형 반도체층(426) 상에는 복수 개의 도전층(440)이 선택적으로 배치되며, 반사 전극(466)이 도전층(440)을 둘러싸며 제2 도전형 반도체층(426) 상에 배치된다.
본 실시예에 따른 발광소자(400)의 구성은 도 2a 및 도 2b의 발광소자와 유사하나, 발광 구조물(420)의 메사 식각이 발광 구조물(420)의 중앙이 아니고 가장 자리에서 이루어진 차이점이 있다.
도 4b는 도 4a의 J-J'축 방향의 단면도이다.
도 4b에서 가장 자리의 영역 2곳에 메사 영역(M)이 배치되고, 메사 영역(M)에 제1 전극(462)이 배치될 수 있으며, 주변 영역에 복수 개의 도전층(440)이 배치되는데, 도전층(440)은 도시된 셀(cell) 형상 외에 스트라이프(stripe) 형상으로 배치될 수도 있다.
도전층(440)의 폭과 이격 거리 등은 상술한 실시예와 동일할 수 있다.
도 5는 도전층의 다양한 형상을 나타낸 도면이다.
도전층(440)은 (b) 원형 외에 (a) 사각형, (c) 육각형, (d) 삼각형 등 다각형의 단면을 가질 수 있으며, 상술한 실시예들에서도 동일할 수 있다.
도 2c에서 하나의 발광소자 패키지에 하나의 발광소자가 배치되나, 발광소자 패키지는 상술한 실시예들에 따른 발광소자를 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상술한 발광소자 패키지는 살균 장치에 사용되거나 또는 조명 시스템의 광원으로 사용될 수 있으며, 예를 들면 영상표시장치와 조명장치에 사용될 수 있다.
상술한 발광소자는 회로 기판 상에 하나의 라인(line) 형상으로 배치되어 조명 장치에 사용되거나 영상표시장치에서 에지 타입의 광원으로 사용될 수 있다.
그리고, 발광소자는 회로 기판에 복수 개의 발광소자가 복수 개의 열과 행으로 배치될 수도 있으며, 특히 영상표시장치에서 직하 타입의 광원으로 사용될 수 있다.
상술한 발광소자들이 영상표시장치나 조명장치의 광원으로 사용될 때, p형 도펀트로 도핑된 GaN으로 이루어진 도전층이 선택적으로 제2 도전형 반도체층 상에 배치되어, 제2 도전형 반도체층과 제2 전극과의 컨택 특성이 우수하면서도 p-GaN에 의한 자외선 영역의 광 흡수를 줄일 수 있어서 광 효율이 우수할 수 있다.
도 6은 발광소자가 배치된 살균장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 살균장치(500)는, 하우징(501)의 일면에 실장된 발광 모듈부(510)와, 방출된 심자외선 파장 대역의 광을 난반사시키는 난반사 반사 부재(530a, 530b)와, 발광 모듈부(510)에서 필요한 가용전력을 공급하는 전원 공급부(520)를 포함한다.
먼저 하우징(501)은 장방형 구조로 이루어지며 발광 모듈부(510)와 난반사 반사부재(530a, 530b) 및 전원 공급부(520)를 모두 내장하는 일체형 즉 콤팩트한 구조로 형성될 수 있다. 또한, 하우징(501)은 살균장치(500) 내부에서 발생된 열을 외부로 방출시키기에 효과적인 재질 및 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(501)의 재질은 Al, Cu 및 이들의 합금 중 어느 하나의 재질로 이루어 질 수 있다. 따라서, 하우징(501)의 외기와의 열전달 효율이 향상되어, 방열 특성이 개선될 수 있다.
또는, 하우징(501)은 특유한 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 하우징(501)은 예를 들어 코러게이션(corrugation) 또는 메쉬(mesh) 또는 불특정 요철 무늬 형상으로 돌출 형성되는 외부 표면 형상을 가질 수 있다. 따라서, 하우징(501)의 외기와의 열전달 효율이 더욱 향상되어 방열 특성이 개선될 수 있다.
한편, 이러한 하우징(501)의 양단에는 부착판(550)이 더 배치될 수 있다. 부착판(550)은 예시된 바와 같이 하우징(501)을 전체 설비 장치에 구속시켜 고정하는데 사용되는 브라켓 기능의 부재를 의미한다. 이러한 부착판(550)은 하우징(501)의 양단에서 일측 방향으로 돌출 형성될 수 있다. 여기서, 일측 방향은 심자외선이 방출되고 난반사가 일어나는 하우징(501)의 내측 방향일 수 있다.
따라서, 하우징(501)으로부터 양단 상에 구비된 부착판(550)은 전체 설비 장치와의 고정 영역을 제공하여, 하우징(501)이 보다 효과적으로 고정 설치될 수 있도록 한다.
부착판(550)은 나사 체결 수단, 리벳 체결 수단, 접착 수단 및 탈착 수단 중 어느 하나의 형태를 가질 수 있으며, 이들 다양한 결합 수단의 방식은 당업자의 수준에서 자명하므로, 여기서 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 발광 모듈부(510)는 전술한 하우징(501)의 일면 상에 실장 되는 형태로 배치된다. 발광 모듈부(510)는 공기 중의 미생물을 살균 처리하도록 심자외선을 방출하는 역할을 한다. 이를 위해, 발광 모듈부(510)는 기판(512)과, 기판(512)에 탑재된 다수의 발광 소자 패키지를 포함한다.
기판(512)은 하우징(501)의 내면을 따라 단일 열로 배치되어 있으며, 회로 패턴(미도시)을 포함하는 PCB일 수 있다. 다만, 기판(512)은 일반 PCB 뿐 아니라, 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성(flexible) PCB 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다음으로, 난반사 반사부재(530a, 530b)는 전술한 발광 모듈부(510)에서 방출된 심자외선을 강제로 난반사시키도록 형성되는 반사판 형태의 부재를 의미한다. 이러한 난반사 반사부재(530a, 530b)의 전면 형상 및 배치 형상은 다양한 형상을 가질 수 있다. 난반사 반사부재(530a, 530b)의 면상 구조(예: 곡률반경 등)를 조금씩 변경하여 설계함에 따라, 난반사된 심자외선이 중첩되게 조사되어 조사 강도가 강해지거나, 또는 조사 영역되는 영역의 폭이 확장될 수 있다.
전원 공급부(520)는 전원을 도입 받아 전술된 발광 모듈부(510)에서 필요한 가용전력을 공급하는 역할을 한다. 이러한 전원 공급부(520)는 전술한 하우징(501) 내에 배치될 수 있다.
도 6에 예시된 바와 같이, 전원 연결부(540)의 형태는 면상일 수 있으나, 외부의 전원 케이블(미도시)이 전기적으로 접속될 수 있는 소켓 또는 케이블 슬롯의 형태를 가질 수 있다. 그리고 전원 케이블은 플렉시블한 연장 구조를 가져, 외부 전원과의 연결이 용이한 형태로 이루어질 수 있다.
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.
100, 200, 400: 발광소자 120, 220, 420 : 발광 구조물
122, 222, 422: 제1 도전형 반도체층
124, 224, 424: 활성층 126, 226, 426: 제2 도전형 반도체층
140, 240, 440: 도전층 162, 262, 462: 제1 전극
166, 266, 466: 제2 전극 215, 415: 버퍼층
300: 발광소자 패키지 310: 기판
322: 제1 도전층 326: 제2 도전층
352, 356: 도전성 접착제 500: 살균 장치

Claims (16)

  1. 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조물;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 선택적으로 배치되는 복수 개의 도전층; 및
    상기 복수 개의 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되는 반사 전극을 포함하고,
    상기 복수 개의 도전층은 서로 이격 배치되고,
    상기 제2 도전형 반도체층으로부터 상기 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되고, 노출된 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 전극이 배치되고,
    상기 제1 전극은 상기 발광 구조물의 중앙 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 도전층은 상기 제1 전극을 둘러싸도록 배치되고,
    상기 복수 개의 도전층의 각각의 폭은 20 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터인 발광소자.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 전극은 상기 복수 개의 도전층에 따라 요철 구조를 이루는 발광소자.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 전극의 표면은 플랫(flat)한 발광소자.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 복수 개의 도전층과 상기 반사 전극의 사이 또는 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 반사 전극의 사이에 배치되는 투광성 도전층을 더 포함하는 발광소자.
  8. 기판;
    상기 기판 상에 배치되고, 제1 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층 상의 활성층, 및 상기 활성층 상의 제2 도전형 반도체층을 포함하며, 상기 제2 도전형 반도체층으로부터 상기 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층의 일부까지 식각되어 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 발광 구조물;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 선택적으로 배치되는 복수 개의 도전층;
    상기 제1 도전형 반도체층의 노출된 영역 상에 배치되는 제1 전극; 및
    상기 복수 개의 도전층과 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되고, 상기 복수 개의 도전층에 따라 요철 구조를 이루는 제2 전극을 포함하고,
    상기 복수 개의 도전층은 서로 이격 배치되고,
    상기 제1 전극은 상기 발광 구조물의 중앙 영역에 배치되고, 상기 복수 개의 도전층은 상기 제1 전극을 둘러싸도록 배치되고,
    상기 복수 개의 도전층의 각각의 폭은 20 마이크로 미터 내지 400 마이크로 미터인 발광소자.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 반사 전극인 발광소자.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 제2 전극은 투광성 도전층과 반사 전극으로 이루어지는 발광소자.
  11. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전층의 단면은 다각형 또는 원형인 발광소자.
  12. 삭제
  13. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 발광 구조물은 자외선 영역의 광을 방출하는 발광소자.
  14. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층은 AlGaN을 포함하는 발광소자.
  15. 제1항, 제5항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 도전층은 GaN을 포함하는 발광소자.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 GaN은 제2 도전형 도펀트로 도핑된 발광소자.
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