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KR20130024151A - Light emitting device - Google Patents

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KR20130024151A
KR20130024151A KR1020110087407A KR20110087407A KR20130024151A KR 20130024151 A KR20130024151 A KR 20130024151A KR 1020110087407 A KR1020110087407 A KR 1020110087407A KR 20110087407 A KR20110087407 A KR 20110087407A KR 20130024151 A KR20130024151 A KR 20130024151A
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electron blocking
blocking layer
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한대섭
문용태
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엘지이노텍 주식회사
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Abstract

PURPOSE: A light emitting device is provided to maintain the barrier height of an electron barrier layer and to reduce a leakage current. CONSTITUTION: An active layer(114) includes a quantum well and a quantum wall. The active layer is formed on a first conductive semiconductor layer(112). An electron barrier layer(126) is formed on the active layer. A second conductive semiconductor layer(116) is formed on the electron barrier layer. The energy band gap of the electron barrier layer gradually increases from the active layer to the second conductive semiconductor layer.

Description

발광소자{LIGHT EMITTING DEVICE}[0001] LIGHT EMITTING DEVICE [0002]

실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.Embodiments relate to a light emitting device, a method of manufacturing the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system.

발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지를 빛에너지로 변환되는 특성의 소자로서, 예를 들어 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.A light emitting device is a device that converts electrical energy into light energy, and for example, various colors can be realized by adjusting a composition ratio of a compound semiconductor.

종래기술에 의한 발광소자는 사파이어 기판 상에 N형 GaN층, InGaN 양자우물과 GaN 양자벽으로 이루어지는 다중양자우물구조와, P형 GaN층으로 구성되며, N형 GaN층에서 공급된 전자와 P형 GaN층에서 공급된 정공이 활성층 내에서 서로 결합하여 빛을 방출한다.The light emitting device according to the prior art has a multi-quantum well structure composed of an N-type GaN layer, an InGaN quantum well and GaN quantum walls on a sapphire substrate, a P-type GaN layer, and electrons and P-type supplied from the N-type GaN layer. Holes supplied from the GaN layer combine with each other in the active layer to emit light.

도 1은 종래기술에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램 예시도이다.1 is an exemplary energy band diagram of a light emitting device according to the prior art.

종래기술에 의하면 C축에 (001) 방향으로 성장된 우르차이트(Wurtzite) GaN 기반 양자 우물(Quantum well) 구조는 자발 분극(spontaneous polarization)과 압전 분극(piezoelectric polarization)에 의해서 큰 내부장 (internal field)을 가지게 된다.According to the prior art, the wurtzite GaN-based quantum well structure grown in the (001) direction on the C axis has a large internal field due to spontaneous polarization and piezoelectric polarization. field).

이러한 분극 현상은 양자 우물의 에너지 밴드 구조를 변형(A1)시켜, 전자와 홀의 파동함수(wave function, 전자와 홀의 존재 확률)를 공간적으로 서로 분리시키는 결과를 초래하고, 전자와 홀을 효과적으로 우물에 속박시키지 못함으로써, 결과적으로 재발광 결합율(radiative recombination rate)을 상당 부분 감소시키기게 된다.This polarization phenomenon deforms the energy band structure of the quantum well (A1), resulting in the spatial separation of the wave function (electron and hole existence probability) of electrons and holes from each other. Failure to confine results in a significant reduction in the radiative recombination rate.

압전분극(Piezoelectric polarization)은 구조적인 변형(strain)에 의해 발생한다. GaN 기반 LED 구조는 다수의 성장층으로 구성되어 있고, Al, In의 첨가에 의해 각각의 층(layer)의 특성이 변형된다. Piezoelectric polarization is caused by structural strain. The GaN-based LED structure is composed of a plurality of growth layers, and the characteristics of each layer are modified by the addition of Al and In.

Al, In의 합금에 의해 각 층의 격자 상수(lattice constant)나 열팽창 계수 (thermal coefficient)의 불일치를 초래하며, 이로 인해 구조적인 변형(strain)을 갖게 된다. 따라서, 각각 층들은 서로 응력을 받게 되며, 이는 압전분극(polarization)의 원인이 된다.Alloys of Al and In lead to inconsistencies in the lattice constant or thermal coefficient of each layer, resulting in structural strain. Thus, each of the layers is stressed with each other, which causes the polarization.

압전분극(Piezoelectric polarization)에 따라 전자의 파동함수와 정공의 파동함수는 양자양자우물 내에서 서로 반대쪽에 위치하게 됨에 따라, 전자와 정공의 발광재결합 효율이 두 파동함수가 겹치는 중첩 면적에 비례하는 특성에 의해, 전자와 정공의 발광 재결합 효율은 감소하게 되어 발광량 또한 감소하게 된다.Due to the piezoelectric polarization, the wave function of the electron and the wave function of the hole are located opposite to each other in the quantum quantum well, so that the efficiency of electron recombination of electrons and holes is proportional to the overlapping area where the two wave functions overlap. As a result, the light emission recombination efficiency of electrons and holes is reduced, and the amount of light emitted is also reduced.

이와 같이 재결합을 하지 못한 전자와 정공은 양자장벽을 넘어 전자는 p측 전극 쪽으로, 정공은 n측 전극 쪽으로 누설되는데, 이러한 현상은 종래의 GaN계 질화물 반도체 발광소자의 전형적인 약점인, 전류 밀도가 증가할수록 고전류에서 발광 효율이 감소하는 문제점(소위 "Droop 현상") 중의 하나이다. 그러므로, 격자 상수 및 열팽창 계수의 차이로 인한 압전 분극 현상의 해소는 고출력 고효율 발광소자를 제조하기 위한 필수적인 요건이 된다.As such, electrons and holes that do not recombine cross the quantum barrier and electrons leak toward the p-side electrode, and holes leak toward the n-side electrode. This phenomenon is a typical weakness of the conventional GaN-based nitride semiconductor light emitting device. It is one of the problems (so-called "Droop phenomenon") that the luminous efficiency decreases at high current. Therefore, elimination of the piezoelectric polarization phenomenon due to the difference between the lattice constant and the coefficient of thermal expansion becomes an essential requirement for manufacturing a high output high efficiency light emitting device.

또한, 내부장(internal field)은 양자우물의 마지막 양자벽(last barrier)과 전자 차단층(Electron blocking layer) 사이에서도 분극 현상을 유발(A2)하며, 이는 에너지 밴드 구조를 변형시키고, 이는 실제 설계된 전자차단층의 밴드 모양을 변형 시킨다. 따라서, 결과적으로 에너지 차단 장벽의 높이가 감소하여, 전자차단의 효율성을 감소시키며, 더구나 효율적인 홀의 주입 또한 방해하게 된다. In addition, the internal field causes polarization (A2) between the last quantum barrier of the quantum well and the electron blocking layer (A2), which deforms the energy band structure, which is actually designed. The band shape of the electron blocking layer is modified. As a result, the height of the energy blocking barrier is reduced, which reduces the efficiency of the electron blocking, and furthermore, prevents the efficient injection of holes.

이는 일반적으로 AlGaN으로 구성된 전자차단층과 GaN으로 구성된 양자 장벽의 분극(polarization ) 차이로 인한 계면에 양전하(positive charge)가 모이게 되어 발생한다.This is generally caused by the accumulation of positive charges at the interface due to the polarization difference between the electron blocking layer made of AlGaN and the quantum barrier made of GaN.

또한, 고출력, 고효율의 발광소자의 개발을 위해서는 발광소자의 신뢰성의 확보가 필요하다.In addition, it is necessary to secure the reliability of the light emitting device in order to develop a high output, high efficiency light emitting device.

실시예는 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide an efficient light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system by reducing an internal field resulting from a polarization difference between a quantum wall and an electron blocking layer.

또한, 실시예는 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a high-efficiency light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package and an illumination system that can increase the internal quantum efficiency.

또한, 실시예는 신뢰성이 개선된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package and an illumination system with improved reliability.

실시예에 따른 발광소자는 제1 도전형 반도체층; 양자우물과 양자벽을 포함하여 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층; 상기 활성층 상에 전자차단층; 및 상기 전자차단층 상에 제2 도전형 반도체층;을 포함하며, 상기 전자차단층의 에너지 밴드갭이 상기 활성층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 증가할 수 있다.The light emitting device according to the embodiment includes a first conductivity type semiconductor layer; An active layer formed on the first conductivity type semiconductor layer including a quantum well and a quantum wall; An electron blocking layer on the active layer; And a second conductive semiconductor layer on the electron blocking layer, wherein an energy band gap of the electron blocking layer may increase in the direction of the second conductive semiconductor layer in the active layer.

실시예에 의하면 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high efficiency light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system by reducing the internal field resulting from the polarization difference between the quantum wall and the electron blocking layer.

또한, 실시예는 전자차단층의 장벽 높이를 효과적으로 유지시킴으로써 누설전류를 감소시키고 또한 정공(hole)의 주입부에 장벽을 감소시킴으로써 홀 주입 효율을 증가시켜, 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can reduce the leakage current by effectively maintaining the barrier height of the electron blocking layer and increase the hole injection efficiency by reducing the barrier at the injection hole, thereby increasing the internal quantum efficiency. A light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성이 개선된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system with improved reliability.

도 1은 종래기술에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램 예시도.
도 2는 실시예에 따른 발광소자의 단면도.
도 3은 실시예에 따른 발광소자에서 Al과 In 조성에 따른 에너지 밴드 갭과 분극 전하량 분포도.
도 4는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램 예시도
도 5는 실시예에 따른 발광소자에서 고전류 주입시 전자 분포 예시도.
도 6은 실시예에 따른 발광소자에서 고전류 주입시 정공 분포 예시도.
도 7은 실시예에 따른 발광소자에서 주입전류에 따른 광출력 예시도.
도 8은 실시예에 따른 발광소자에서 주입전류에 따른 내부 양자효율 예시도.
도 9는 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도.
도 10은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도.
도 11은 실시예에 따른 백라이트 유닛의 사시도.
1 is an exemplary energy band diagram of a light emitting device according to the prior art.
2 is a cross-sectional view of a light emitting device according to the embodiment.
3 is an energy band gap and polarized charge distribution according to Al and In compositions in the light emitting device according to the embodiment;
4 is an exemplary energy band diagram of a light emitting device according to an embodiment;
5 is an exemplary distribution of electrons at the time of high current injection in the light emitting device according to the embodiment.
6 is a view illustrating a hole distribution during high current injection in the light emitting device according to the embodiment.
7 is a view illustrating light output according to injection current in the light emitting device according to the embodiment;
8 is an exemplary diagram illustrating internal quantum efficiency according to injection current in a light emitting device according to an embodiment.
9 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to the embodiment.
10 is a perspective view of a lighting unit according to an embodiment.
11 is a perspective view of a backlight unit according to an embodiment.

실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.In the description of the embodiments, it is to be understood that each layer (film), area, pattern or structure may be referred to as being "on" or "under" the substrate, each layer Quot; on "and" under "are intended to include both" directly "or" indirectly " do. Also, the criteria for top, bottom, or bottom of 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. In addition, the size of each component does not necessarily reflect the actual size.

(실시예)(Example)

도 2는 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다.2 is a cross-sectional view of a light emitting device 100 according to the embodiment.

실시예에 따른 발광소자(100)는 제1 도전형 반도체층(112)과, 양자우물과 양자벽을 포함하여 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 형성된 활성층(114)과, 상기 활성층(114) 상에 전자차단층(126) 및 상기 전자차단층(126) 상에 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다.The light emitting device 100 according to the embodiment includes a first conductive semiconductor layer 112, an active layer 114 formed on the first conductive semiconductor layer 112, including a quantum well and a quantum wall, and the active layer. An electron blocking layer 126 and a second conductivity type semiconductor layer 116 may be included on the electron blocking layer 126.

상기 제1 도전형 반도체층(112), 상기 활성층(114) 및 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 발광구조물(110)을 구성할 수 있다.The first conductivity type semiconductor layer 112, the active layer 114, and the second conductivity type semiconductor layer 116 may form a light emitting structure 110.

상기 발광구조물(110)은 기판(105) 상에 형성될 수 있으며, 상기 기판(105)은 열전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 예를 들어 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(105)은 사파이어(Al2O3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.The light emitting structure 110 may be formed on the substrate 105, and the substrate 105 may be formed of a material having excellent thermal conductivity. For example, the light emitting structure 110 may be a conductive substrate or an insulating substrate. For example, the substrate 105 is a sapphire (Al 2 O 3), SiC, Si, GaAs, GaN, ZnO, GaP, InP, Ge, and Ga 2 0 3 May be used.

상기 제1 도전형 반도체층(112)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1 도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. The first conductivity type semiconductor layer 112 may be formed of a semiconductor compound. It may be implemented as a compound semiconductor, such as Group 3-5, Group 2-6, and the first conductivity type dopant may be doped. When the first conductivity type semiconductor layer 112 is an N type semiconductor layer, the first conductivity type dopant may be Si type Ge, but may include Si, Ge, Sn, Se, Te, but is not limited thereto. The first conductive semiconductor layer 112 may include a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0? X? 1, 0? Y? 1, 0? X + .

상기 활성층(114)은 단일 및 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 활성층(114)에 대해서는 후에 상술하기로 한다.The active layer 114 may include at least one of a single and multiple well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well structure (MQW), a quantum-wire structure, or a quantum dot structure. Can be formed. The active layer 114 will be described later in detail.

상기 제2 도전형 반도체층(116)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 예를 들어, 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(116)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second conductivity type semiconductor layer 116 may be formed of a semiconductor compound. For example, the compound semiconductor may be implemented as a compound semiconductor such as Group 3-5, Group 2-6, and the second conductive dopant may be doped. For example, the composition formula of the second conductive semiconductor layer 116 is In x Al y Ga 1 -x- y N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x + y≤1) It may include a semiconductor material having. When the second conductivity type semiconductor layer 116 is a P type semiconductor layer, the second conductivity type dopant may include Mg, Zn, Ca, Sr, Ba, or the like as a P type dopant.

실시예에서 상기 제1 도전형 반도체층(112)은 N형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층(116)은 P형 반도체층으로 구현할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 또한 상기 제2 도전형 반도체층(116) 위에는 상기 제2 도전형과 반대의 극성을 갖는 반도체 예컨대 N형 반도체층(미도시)을 형성할 수 있다. 이에 따라 발광구조물(110)은 N-P 접합 구조, P-N 접합 구조, N-P-N 접합 구조, P-N-P 접합 구조 중 어느 한 구조로 구현할 수 있다.In an exemplary embodiment, the first conductive semiconductor layer 112 may be an N-type semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 116 may be a P-type semiconductor layer, but is not limited thereto. In addition, a semiconductor, for example, an N-type semiconductor layer (not shown) having a polarity opposite to that of the second conductive type may be formed on the second conductive type semiconductor layer 116. Accordingly, the light emitting structure 110 may be implemented as any one of an N-P junction structure, a P-N junction structure, an N-P-N junction structure, and a P-N-P junction structure.

실시예는 신뢰성이 개선된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.Embodiments provide a light emitting device having improved reliability, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system.

실시예는 신뢰성 개선을 위해, 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 전류확산층(122), 전자주입층(미도시) 및 스트레인 제어층(124)을 형성한 후 활성층(114)을 형성함으로써 발광소자의 신뢰성을 개선하여 고효율의 발광소자를 제공할 수 있다.In an embodiment, in order to improve reliability, an active layer 114 is formed after forming a current spreading layer 122, an electron injection layer (not shown), and a strain control layer 124 on the first conductivity-type semiconductor layer 112. As a result, the reliability of the light emitting device can be improved to provide a high efficiency light emitting device.

상기 전류확산층(122)은 상기 제1 도전형 반도체층(112) 상에 형성된다. 상기 전류확산층(122)은 언도프트 질화갈륨층(undoped GaN layer)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 전류확산층(122)은 50nm ~ 200nm의 두께일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The current spreading layer 122 is formed on the first conductivity type semiconductor layer 112. The current diffusion layer 122 may be an undoped gallium nitride layer, but is not limited thereto. The current spreading layer 122 may have a thickness of 50 nm to 200 nm, but is not limited thereto.

이후, 상기 전류확산층(122) 상에 전자주입층(미도시)이 형성될 수 있다.Thereafter, an electron injection layer (not shown) may be formed on the current spreading layer 122.

상기 전자주입층(미도시)은 제1 도전형 질화갈륨층일 수 있다. 예를 들어, 상기 전자주입층은 n형 도핑원소가 6.0x1018atoms/cm3~8.0x1018atoms/cm3의 농도로 도핑 됨으로써 효율적으로 전자주입을 할 수 있다. The electron injection layer (not shown) may be a first conductivity type gallium nitride layer. For example, the electron injection layer may be the electron injection efficiently by being doped at a concentration of the n-type doping element 6.0x10 18 atoms / cm 3 ~ 8.0x10 18 atoms / cm 3.

또한, 실시예는 전자주입층(미도시) 상에 스트레인 제어층(124)을 형성할 수 있다. 예를 들어, 전자주입층 상에 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1)/GaN 등으로 형성된 스트레인 제어층(124)을 형성할 수 있다.In addition, the embodiment may form the strain control layer 124 on the electron injection layer (not shown). For example, the strain control layer 124 formed of In y Al x Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1, 0 ≦ y ≦ 1) / GaN may be formed on the electron injection layer.

상기 스트레인 제어층(124)은 제1 도전형 반도체층(112)과 활성층(114) 사이의 격자 불일치에 기이한 응력을 효과적으로 완화시킬 수 있다. The strain control layer 124 may effectively alleviate stresses that are odd due to lattice mismatch between the first conductivity-type semiconductor layer 112 and the active layer 114.

또한, 상기 스트레인 제어층(124)은 제1 Inx1GaN 및 제2 Inx2GaN 등의 조성을 갖는 적어도 6주기로 반복 적층됨에 따라, 더 많은 전자가 활성층(114)의 낮은 에너지 준위로 모이게 되며, 결과적으로 전자와 정공의 재결합 확률이 증가되어 발광효율이 향상될 수 있다.In addition, as the strain control layer 124 is repeatedly stacked in at least 6 cycles having a composition of 1 In x 1 GaN, 2 In x 2 GaN, and the like, more electrons are collected at a lower energy level of the active layer 114, and as a result, As a result, the probability of recombination of electrons and holes may be increased, thereby improving luminous efficiency.

또한, 실시예는 상기 활성층(114)과 상기 제2 도전형 반도체층(116) 사이에 전자차단층(EBL)(126)이 형성되어 전자 차단(electron blocking) 및 활성층의 클래딩(MQW cladding) 역할을 해줌으로써 발광효율을 개선할 수 있다.In an embodiment, an electron blocking layer (EBL) 126 is formed between the active layer 114 and the second conductive semiconductor layer 116 to serve as electron blocking and cladding of the active layer. By improving the luminous efficiency can be improved.

예를 들어, 상기 전자차단층(126)은 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(114)의 에너지 밴드 갭보다는 높은 에너지 밴드 갭을 가질 수 있으며, 약 100Å~ 약 600Å의 두께로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. For example, the electron blocking layer 126 may be formed of an In y Al x Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1) based semiconductor. It may have a higher energy band gap than the energy band gap, and may be formed to a thickness of about 100 kPa to about 600 kPa, but is not limited thereto.

상기 전자차단층(126)은 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(126)은 Mg이 약 1018~1020/cm3 농도 범위로 도핑되어 오버플로우되는 전자를 효율적으로 차단하고, 홀의 주입효율을 증대시킬 수 있다.The electron blocking layer 126 may efficiently block electrons that overflow, and increase the injection efficiency of holes. For example, the electron blocking layer 126 may effectively block electrons that overflow due to Mg doping in a concentration range of about 10 18 to 10 20 / cm 3 , and increase injection efficiency of holes.

실시예에 의하면, 전류확산층, 전자주입층, 스트레인 제어층 또는 전자차단층 등을 구비하여 고 효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high efficiency light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system, including a current diffusion layer, an electron injection layer, a strain control layer, or an electron blocking layer.

한편, 실시예는 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.On the other hand, the embodiment is to provide a high efficiency light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package and an illumination system by reducing the internal field resulting from the polarization difference between the quantum wall and the electron blocking layer.

또한, 실시예는 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.In addition, the embodiment is to provide a high-efficiency light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package and an illumination system that can increase the internal quantum efficiency.

도 3은 실시예에 따른 발광소자에서 Al과 In 조성에 따른 에너지 밴드 갭과 분극 전하량 분포도이다.3 is a distribution diagram of energy band gap and polarization charge according to Al and In compositions in the light emitting device according to the embodiment.

실시예에 따른 발광소자에서 전자차단층(EBL)(126)은 인듐(In)을 포함하는 4원계 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 전자차단층(126)은 InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)을 포함할 수 있다.In the light emitting device according to the embodiment, the electron blocking layer (EBL) 126 may include a quaternary material including indium (In). For example, the electron blocking layer 126 may include In y Al x Ga (1-xy) N (0 ≦ x ≦ 1,0 ≦ y ≦ 1).

실시예는 4원계 InyAlxGa(1-x-y)N 물질의 에너지 밴드 갭과 분극 전하량을 계산하였다. 계산된 결과에 의하며, 일반적으로 사용되는 전자 차단층인 Al0 .17Ga0 .83N과 양자벽 GaN 사이에 분극 전하량는 각각 - 0.05 Cm-2, - 0.034 Cm- 2 로 계산되었고, 이 분극 전하량의 차이로 인해서 에너지 밴드가 변형 되게 된다.The example calculated the energy band gap and the polarization charge amount of the quaternary In y Al x Ga (1-xy) N material. Uihamyeo to the calculated result, each generally used as the electron blocking layer is an Al 0 .17 Ga 0 .83 N and both wall polarization jeonharyangneun between GaN - 0.05 Cm -2, - 0.034 Cm - was calculated to be 2, the polarization charge amount Due to the difference of the energy band will be deformed.

따라서, 전자 차단층을 양자벽 GaN의 분극 전하량과 일치시키기 위해서, 4원계조성의 변형이 필요하게 된다. 하지만, 조성의 변화는 밴드갭도 변화시키기 때문에, 전자차단층으로써 역할을 유지하기 위해서는 양자우물과 양자벽의 사이의 에너지 준위 차이인 밴드 오프셋(band offset)이 감소하지 않아야 하므로 조성에 따른 밴드갭의 변화를 고려하여야 한다.Therefore, in order to match the electron blocking layer with the amount of polarized charges in the quantum wall GaN, a modification of the quaternary tone is required. However, because the change in composition also changes the band gap, in order to maintain its role as an electron blocking layer, the band gap, which is the difference in energy level between the quantum well and the quantum wall, must not be reduced. The change in should be taken into account.

실시예에서는 에너지 장벽과 전자 차단층의 분극 전하량을 최소화시키기 위해 도 3에서 GaN과 분극 전하량이 일치하는 선상에 조성(C)을 사용할 수 있다.In an embodiment, the composition (C) may be used on a line in which the polarization charges of GaN and the polarization charges of FIG. 3 coincide with each other to minimize the polarization charges of the energy barrier and the electron blocking layer.

기존의 에너지 밴드갭보다 작으면, 전자 차단층으로써의 역할이 작아지며, Al 조성이 너무 높으면, 에피 성장 시 크랙(crack) 발생이나 표면 형성 및 품질이 나쁘게 되므로 전자 차단층(Electron blocking layer)의 Al의 조성을 약 17%로 유지하면서, In 양을 상기 활성층(114)의 라스트 양자벽에서 상기 제2 도전형 반도체층(116) 방향으로 약 8%에서 0% 로 그레이딩(grading)을 줄 수 있다.If smaller than the existing energy bandgap, the role of the electron blocking layer is small, and if the Al composition is too high, the crack generation, the surface formation and the quality are worsened during epitaxial growth. While maintaining the Al composition at about 17%, the In amount may be graded from about 8% to 0% in the direction of the second conductive semiconductor layer 116 on the last quantum wall of the active layer 114. .

따라서, 에너지 장벽과 전자 차단층의 계면에서는 분극 전하량을 최소화하며, 계면에서 멀어질수록 In 조성을 적게 함으로써, 유효 전자 차단층 높이를 증가 시키게 된다.Therefore, the polarization charge is minimized at the interface between the energy barrier and the electron blocking layer, and the In composition decreases as the distance from the interface decreases, thereby increasing the effective electron blocking layer height.

도 4는 실시예에 따른 발광소자의 에너지 밴드 다이어그램 예시도이다.4 is an exemplary energy band diagram of a light emitting device according to an embodiment.

실시예에 의하면 계면에 분극 전하량의 일치로 인하여, 양전하에 의한 전도대(conduction band)의 밴드 하강 현상이 발생하지 않았고, 또한 가전자대(valence band)의 장벽이 사라졌다. 따라서, 종래기술 구조(도 1 참조)에 비해서 전자 차단층(Electron blocking layer)의 에너지 밴드갭의 크기(h)가 상승하였고, 이로 인하여 전자 차단층 이후의 제2 도전형 반도체층인 p-GaN 층의 QFL(Quasi-Fermi level)이 상승하였다. According to the embodiment, due to the coincidence of the amount of polarization charge at the interface, the band drop of the conduction band due to positive charge did not occur, and the barrier of the valence band disappeared. Accordingly, the size (h) of the energy bandgap of the electron blocking layer is increased compared to the prior art structure (see FIG. 1), and thus p-GaN, which is the second conductive semiconductor layer after the electron blocking layer, is increased. The QFL (Quasi-Fermi level) of the layer was raised.

실시예에서 상기 전자차단층(126)은 전류 주입시 상기 활성층(114)에서 상기 제2 도전형 반도체층(116) 방향으로 갈수록 에너지 밴드 다이어그램의 기울기가 증가될 수 있다. 한편, 종래기술에서는 전류 주입시 활성층에서 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드 다이어그램의 기울기가 감소한다.In the embodiment, the inclination of the energy band diagram may increase from the active layer 114 toward the second conductive semiconductor layer 116 when the current blocking layer 126 is injected. Meanwhile, in the related art, the slope of the energy band diagram decreases from the active layer toward the second conductive semiconductor layer during the current injection.

실시예에 의하면 전류에 의해 형성되는 전자의 QFL(quasi-fermi energy level)이 실시예의 구조에서 전도대 에지(conduction band edge)에서 더 멀리 떨어져 있는 것으로 그 효과를 예상할 수 있다.According to the embodiment, the effect can be expected that the quasi-fermi energy level (QFL) of electrons formed by the current is farther from the conduction band edge in the structure of the embodiment.

도 5는 실시예에 따른 발광소자에서 고전류 주입시 전자 분포 예시도이며, 도 6은 실시예에 따른 발광소자에서 고전류 주입시 정공 분포 예시도이다.5 is a diagram illustrating electron distribution during high current injection in the light emitting device according to the embodiment, and FIG. 6 is a view illustrating hole distribution during high current injection in the light emitting device according to the embodiment.

도 5에 의하면, 종래기술의 전자분포(A3)에 비해 실시예는 고전류 주입시 전자 분포(B3)가 전자차단층 이후 p-GaN 층에서 현저하게 감소되어 오브플로우(over flow) 하는 전자가 현저히 감소함을 알 수 있다.According to FIG. 5, in comparison with the electron distribution A3 of the prior art, the electron distribution B3 during the high current injection is significantly reduced in the p-GaN layer after the electron blocking layer. It can be seen that the decrease.

또한, 도 6에 의하면 종래기술(A4)에 비해, 실시예에서의 홀의 주입 효율(B4)이 개선됨을 보였다.6 shows that the injection efficiency B4 of the hole in the embodiment is improved compared to the prior art A4.

도 7은 종래기술(A5)과 비교한 실시예에 따른 발광소자에서 주입전류에 따른 광출력(B5) 예시도이다.FIG. 7 is an exemplary view illustrating light output B5 according to an injection current in a light emitting device according to an embodiment compared with the prior art A5.

실시예에 의하면 전류 밀도가 증가할수록 고전류에서 발광 효율이 감소하는 "Droop 현상"을 개선하여 고출력 고효율 발광소자를 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high output high-efficiency light emitting device by improving the "drop phenomenon" in which the luminous efficiency decreases at high current as the current density increases.

도 8은 종래기술(A6)과 비교한 실시예에 따른 발광소자에서 주입전류에 따른 내부 양자효율(B6) 예시도로서, 전류밀도가 증가하더라도 종래기술에 비해 내부 양자효율이 증가한 상태로 유지될 수 있다.8 is a diagram illustrating an internal quantum efficiency B6 according to an injection current in a light emitting device according to an embodiment compared to the prior art A6. Can be.

실시예에 의하면 종래기술에 비해 전자차단층 이후 p-GaN 층에서 오브플로우(over flow) 하는 전자가 현저히 감소함과 아울러 홀의 주입 효율이 개선됨으로써 고전류 주입시 광출력과 내부 양자 효율이 개선됨을 보인다.According to the embodiment, compared to the prior art, the electrons overflowed in the p-GaN layer after the electron blocking layer is significantly reduced, and the injection efficiency of the hole is improved, thereby improving the light output and the internal quantum efficiency at high current injection. .

실시예에 의하면 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high efficiency light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system by reducing the internal field resulting from the polarization difference between the quantum wall and the electron blocking layer.

또한, 실시예는 전자차단층의 장벽 높이를 효과적으로 유지시킴으로써 누설전류를 감소시키고 또한 정공(hole)의 주입부에 장벽을 감소시킴으로써 홀 주입 효율을 증가시켜, 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can reduce the leakage current by effectively maintaining the barrier height of the electron blocking layer and increase the hole injection efficiency by reducing the barrier at the injection hole, thereby increasing the internal quantum efficiency. A light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system can be provided.

다시, 도 2를 참조하면, 실시예는 메사식각에 의해 노출되는 제1 도전형 반도체층(112) 상에 제1 전극(140) 및 상기 투명전극층(129) 상에 제2 전극(130)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(140), 제2 전극(130)은 전기 전도성이 우수한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 전극(140), 제2 전극(130)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나로 형성될 수도 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.Referring back to FIG. 2, an embodiment provides a first electrode 140 and a second electrode 130 on the transparent electrode layer 129 on the first conductive semiconductor layer 112 exposed by mesa etching. It may include. The first electrode 140 and the second electrode 130 may be formed of a material having excellent electrical conductivity. For example, the first electrode 140 and the second electrode 130 may include titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), and tungsten. (W) and molybdenum (Mo) may be formed of at least one, but is not limited thereto.

상기 투명전극층(129)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The transparent electrode layer 129 may be formed of indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), indium gallium zinc oxide (IGZO), and indium gallium tin (IGTO). oxide), aluminum zinc oxide (AZO), antimony tin oxide (ATO), gallium zinc oxide (GZO), IZO (IZO Nitride), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx / ITO, Ni / IrOx / Au, and Ni / IrOx / Au / ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf It may be formed to include at least one of, and is not limited to these materials.

실시예에 의하면 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high efficiency light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system by reducing the internal field resulting from the polarization difference between the quantum wall and the electron blocking layer.

또한, 실시예는 전자차단층의 장벽 높이를 효과적으로 유지시킴으로써 누설전류를 감소시키고 또한 정공(hole)의 주입부에 장벽을 감소시킴으로써 홀 주입 효율을 증가시켜, 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment reduces the leakage current by effectively maintaining the barrier height of the electron blocking layer and increases the hole injection efficiency by reducing the barrier at the injection hole, thereby increasing the internal quantum efficiency. A light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성이 개선된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system with improved reliability.

도 9는 실시예들에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지(200)를 설명하는 도면이다.9 is a view illustrating a light emitting device package 200 in which a light emitting device is installed, according to embodiments.

실시예에 따른 발광소자 패키지(200)는 패키지 몸체부(205)와, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치된 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과, 상기 패키지 몸체부(205)에 설치되어 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)과 전기적으로 연결되는 발광 소자(100)와, 상기 발광 소자(100)를 포위하는 몰딩부재(230)가 포함된다.The light emitting device package 200 according to the embodiment may include a package body 205, a third electrode layer 213 and a fourth electrode layer 214 installed on the package body 205, and the package body 205. The light emitting device 100 is installed at and electrically connected to the third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214, and a molding member 230 surrounding the light emitting device 100 is included.

상기 패키지 몸체부(205)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 상기 발광 소자(100)의 주위에 경사면이 형성될 수 있다.The package body 205 may include a silicon material, a synthetic resin material, or a metal material, and an inclined surface may be formed around the light emitting device 100.

상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 서로 전기적으로 분리되며, 상기 발광 소자(100)에 전원을 제공하는 역할을 한다. 또한, 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)은 상기 발광 소자(100)에서 발생된 빛을 반사시켜 광 효율을 증가시키는 역할을 할 수 있으며, 상기 발광 소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 are electrically isolated from each other and provide power to the light emitting device 100. The third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 may function to increase light efficiency by reflecting the light generated from the light emitting device 100, And may serve to discharge heat to the outside.

상기 발광 소자(100)는 도 2에 예시된 수평형 타입의 발광 소자가 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 수직형 발광소자도 적용될 수 있다.The light emitting device 100 may be a light emitting device of the horizontal type illustrated in FIG. 2, but is not limited thereto. A vertical light emitting device may also be applied.

상기 발광 소자(100)는 상기 패키지 몸체부(205) 상에 설치되거나 상기 제3 전극층(213) 또는 제4 전극층(214) 상에 설치될 수 있다.The light emitting device 100 may be installed on the package body 205 or on the third electrode layer 213 or the fourth electrode layer 214.

상기 발광 소자(100)는 상기 제3 전극층(213) 및/또는 제4 전극층(214)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 실시예에서는 상기 발광 소자(100)가 상기 제3 전극층(213) 및 제4 전극층(214)와 와이어를 통해 전기적으로 연결된 것이 예시되어 있다.The light emitting device 100 may be electrically connected to the third electrode layer 213 and / or the fourth electrode layer 214 by a wire, flip chip, or die bonding method. In the exemplary embodiment, the light emitting device 100 is electrically connected to the third electrode layer 213 and the fourth electrode layer 214 through a wire.

상기 몰딩부재(230)는 상기 발광 소자(100)를 포위하여 상기 발광 소자(100)를 보호할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부재(230)에는 형광체(232)가 포함되어 상기 발광 소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The molding member 230 may surround the light emitting device 100 to protect the light emitting device 100. In addition, the molding member 230 may include a phosphor 232 to change the wavelength of the light emitted from the light emitting device 100.

실시예에 따른 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 가로등을 포함할 수 있다.A plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, or the like, which is an optical member, may be disposed on a path of light emitted from the light emitting device package. The light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a backlight unit or function as a lighting unit. For example, the lighting system may include a backlight unit, a lighting unit, a pointing device, a lamp, and a streetlight.

도 10은 실시예에 따른 조명 유닛의 사시도(1100)이다. 다만, 도 10의 조명 유닛(1100)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.10 is a perspective view 1100 of a lighting unit according to an embodiment. However, the lighting unit 1100 of FIG. 10 is an example of a lighting system, but is not limited thereto.

실시예에서 상기 조명 유닛(1100)은 케이스몸체(1110)와, 상기 케이스몸체(1110)에 설치된 발광모듈부(1130)과, 상기 케이스몸체(1110)에 설치되며 외부 전원으로부터 전원을 제공받는 연결 단자(1120)를 포함할 수 있다.In the embodiment, the lighting unit 1100 is connected to the case body 1110, the light emitting module unit 1130 installed on the case body 1110, and the case body 1110 and receive power from an external power source. It may include a terminal 1120.

상기 케이스몸체(1110)는 방열 특성이 양호한 재질로 형성되는 것이 바람직하며, 예를 들어 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있다.The case body 1110 may be formed of a material having good heat dissipation characteristics. For example, the case body 1110 may be formed of a metal material or a resin material.

상기 발광모듈부(1130)은 기판(1132)과, 상기 기판(1132)에 탑재되는 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)를 포함할 수 있다.The light emitting module unit 1130 may include a substrate 1132 and at least one light emitting device package 200 mounted on the substrate 1132.

상기 기판(1132)은 절연체에 회로 패턴이 인쇄된 것일 수 있으며, 예를 들어, 일반 인쇄회로기판(PCB: Printed Circuit Board), 메탈 코아(Metal Core) PCB, 연성(Flexible) PCB, 세라믹 PCB 등을 포함할 수 있다. The substrate 1132 may be a circuit pattern printed on an insulator, and for example, a general printed circuit board (PCB), a metal core PCB, a flexible PCB, a ceramic PCB, and the like. It may include.

또한, 상기 기판(1132)은 빛을 효율적으로 반사하는 재질로 형성되거나, 표면이 빛이 효율적으로 반사되는 컬러, 예를 들어 백색, 은색 등으로 형성될 수 있다.In addition, the substrate 1132 may be formed of a material that reflects light efficiently, or the surface may be formed of a color that reflects light efficiently, for example, white, silver, or the like.

상기 기판(1132) 상에는 상기 적어도 하나의 발광소자 패키지(200)가 탑재될 수 있다. 상기 발광소자 패키지(200) 각각은 적어도 하나의 발광 다이오드(LED: Light Emitting Diode)(100)를 포함할 수 있다. 상기 발광 다이오드(100)는 적색, 녹색, 청색 또는 백색의 유색 빛을 각각 발광하는 유색 발광 다이오드 및 자외선(UV, UltraViolet)을 발광하는 UV 발광 다이오드를 포함할 수 있다.The at least one light emitting device package 200 may be mounted on the substrate 1132. Each of the light emitting device packages 200 may include at least one light emitting diode (LED) 100. The light emitting diodes 100 may include colored light emitting diodes emitting red, green, blue, or white colored light, and UV light emitting diodes emitting ultraviolet (UV) light.

상기 발광모듈부(1130)는 색감 및 휘도를 얻기 위해 다양한 발광소자 패키지(200)의 조합을 가지도록 배치될 수 있다. 예를 들어, 고 연색성(CRI)을 확보하기 위해 백색 발광 다이오드, 적색 발광 다이오드 및 녹색 발광 다이오드를 조합하여 배치할 수 있다.The light emitting module unit 1130 may be disposed to have a combination of various light emitting device packages 200 to obtain color and luminance. For example, a white light emitting diode, a red light emitting diode, and a green light emitting diode may be combined to secure high color rendering (CRI).

상기 연결 단자(1120)는 상기 발광모듈부(1130)와 전기적으로 연결되어 전원을 공급할 수 있다. 실시예에서 상기 연결 단자(1120)는 소켓 방식으로 외부 전원에 돌려 끼워져 결합되지만, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 연결 단자(1120)는 핀(pin) 형태로 형성되어 외부 전원에 삽입되거나, 배선에 의해 외부 전원에 연결될 수도 있는 것이다.The connection terminal 1120 may be electrically connected to the light emitting module unit 1130 to supply power. In an embodiment, the connection terminal 1120 is coupled to the external power source by a socket, but is not limited thereto. For example, the connection terminal 1120 may be formed in a pin shape and inserted into an external power source, or may be connected to the external power source by a wire.

도 11은 실시예에 따른 백라이트 유닛의 분해 사시도(1200)이다. 다만, 도 11의 백라이트 유닛(1200)은 조명 시스템의 한 예이며, 이에 대해 한정하지는 않는다.11 is an exploded perspective view 1200 of a backlight unit according to an embodiment. However, the backlight unit 1200 of FIG. 11 is an example of the illumination system, and the present invention is not limited thereto.

실시예에 따른 백라이트 유닛(1200)은 도광판(1210)과, 상기 도광판(1210)에 빛을 제공하는 발광모듈부(1240)와, 상기 도광판(1210) 아래에 반사 부재(1220)와, 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220)를 수납하는 바텀 커버(1230)를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The backlight unit 1200 according to the embodiment includes a light guide plate 1210, a light emitting module unit 1240 that provides light to the light guide plate 1210, a reflective member 1220 under the light guide plate 1210, and the light guide plate. 1210, a bottom cover 1230 for accommodating the light emitting module unit 1240 and the reflective member 1220, but is not limited thereto.

상기 도광판(1210)은 빛을 확산시켜 면광원화 시키는 역할을 한다. 상기 도광판(1210)은 투명한 재질로 이루어지며, 예를 들어, PMMA(polymethyl metaacrylate)와 같은 아크릴 수지 계열, PET(polyethylene terephthlate), PC(poly carbonate), COC(cycloolefin copolymer) 및 PEN(polyethylene naphthalate) 수지 중 하나를 포함할 수 있다.The light guide plate 1210 serves to surface light by diffusing light. The light guide plate 1210 is made of a transparent material, for example, an acrylic resin series such as polymethyl metaacrylate (PMMA), polyethylene terephthlate (PET), polycarbonate (PC), cycloolefin copolymer (COC), and polyethylene naphthalate (PEN). It may include one of the resins.

상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)의 적어도 일 측면에 빛을 제공하며, 궁극적으로는 상기 백라이트 유닛이 설치되는 디스플레이 장치의 광원으로써 작용하게 된다.The light emitting module unit 1240 provides light to at least one side of the light guide plate 1210 and ultimately serves as a light source of a display device in which the backlight unit is installed.

상기 발광모듈부(1240)은 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는). 구체적으로는, 상기 발광모듈부(1240)은 기판(1242)과, 상기 기판(1242)에 탑재된 다수의 발광소자 패키지(200)를 포함하는데, 상기 기판(1242)이 상기 도광판(1210)과 접할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The light emitting module unit 1240 may be in contact with the light guide plate 1210, but is not limited thereto. Specifically, the light emitting module 1240 includes a substrate 1242 and a plurality of light emitting device packages 200 mounted on the substrate 1242. The substrate 1242 is mounted on the light guide plate 1210, But is not limited to.

상기 기판(1242)은 회로패턴(미도시)을 포함하는 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board)일 수 있다. 다만, 상기 기판(1242)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.The substrate 1242 may be a printed circuit board (PCB) including a circuit pattern (not shown). However, the substrate 1242 may include not only a general PCB, but also a metal core PCB (MCPCB), a flexible PCB (FPCB), and the like.

그리고, 상기 다수의 발광소자 패키지(200)는 상기 기판(1242) 상에 빛이 방출되는 발광면이 상기 도광판(1210)과 소정 거리 이격되도록 탑재될 수 있다.The plurality of light emitting device packages 200 may be mounted on the substrate 1242 such that a light emitting surface on which light is emitted is spaced apart from the light guide plate 1210 by a predetermined distance.

상기 도광판(1210) 아래에는 상기 반사 부재(1220)가 형성될 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 상기 도광판(1210)의 하면으로 입사된 빛을 반사시켜 위로 향하게 함으로써, 상기 백라이트 유닛의 휘도를 향상시킬 수 있다. 상기 반사 부재(1220)는 예를 들어, PET, PC, PVC 레진 등으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The reflective member 1220 may be formed under the light guide plate 1210. The reflection member 1220 reflects the light incident on the lower surface of the light guide plate 1210 so as to face upward, thereby improving the brightness of the backlight unit. The reflective member 1220 may be formed of, for example, PET, PC, or PVC resin, but is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1230)는 상기 도광판(1210), 발광모듈부(1240) 및 반사 부재(1220) 등을 수납할 수 있다. 이를 위해, 상기 바텀 커버(1230)는 상면이 개구된 박스(box) 형상으로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.The bottom cover 1230 may accommodate the light guide plate 1210, the light emitting module unit 1240, the reflective member 1220, and the like. For this purpose, the bottom cover 1230 may be formed in a box shape having an opened upper surface, but the present invention is not limited thereto.

상기 바텀 커버(1230)는 금속 재질 또는 수지 재질로 형성될 수 있으며, 프레스 성형 또는 압출 성형 등의 공정을 이용하여 제조될 수 있다.The bottom cover 1230 may be formed of a metal material or a resin material, and may be manufactured using a process such as press molding or extrusion molding.

실시예에 의하면 양자벽과 전자차단층 사이의 분극 차이에서 오는 내부장을 감소시켜 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, it is possible to provide a high efficiency light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system by reducing the internal field resulting from the polarization difference between the quantum wall and the electron blocking layer.

또한, 실시예는 전자차단층의 장벽 높이를 효과적으로 유지시킴으로써 누설전류를 감소시키고 또한 정공(hole)의 주입부에 장벽을 감소시킴으로써 홀 주입 효율을 증가시켜, 내부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 고효율의 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can reduce the leakage current by effectively maintaining the barrier height of the electron blocking layer and increase the hole injection efficiency by reducing the barrier at the injection hole, thereby increasing the internal quantum efficiency. A light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and an illumination system can be provided.

또한, 실시예는 신뢰성이 개선된 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, the embodiment can provide a light emitting device, a manufacturing method of the light emitting device, a light emitting device package and an illumination system with improved reliability.

이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The features, structures, effects and the like described in the embodiments are included in at least one embodiment and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like illustrated in each embodiment may be combined or modified with respect to other embodiments by those skilled in the art to which the embodiments belong. Accordingly, the contents of such combinations and modifications should be construed as being included in the scope of the embodiments.

이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 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 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the invention. It can be seen that the modification and application of branches are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that the present invention may be embodied in many other specific forms without departing from the spirit or essential characteristics thereof.

Claims (8)

제1 도전형 반도체층;
양자우물과 양자벽을 포함하여 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;
상기 활성층 상에 전자차단층; 및
상기 전자차단층 상에 제2 도전형 반도체층;을 포함하며,
상기 전자차단층의 에너지 밴드갭이 상기 활성층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 증가하는 발광소자.
A first conductive semiconductor layer;
An active layer formed on the first conductivity type semiconductor layer including a quantum well and a quantum wall;
An electron blocking layer on the active layer; And
And a second conductivity type semiconductor layer on the electron blocking layer.
The energy band gap of the electron blocking layer is increased in the direction of the second conductive semiconductor layer in the active layer.
제1 항에 있어서,
상기 전자차단층은
인듐(In)을 포함하는 4원계 물질을 포함하는 발광소자.
The method according to claim 1,
The electron blocking layer is
A light emitting device comprising a quaternary material containing indium (In).
제2 항에 있어서,
상기 전자차단층은
InyAlxGa(1-x-y)N(0≤x≤1,0≤y≤1)을 포함하며,
인듐(In)의 조성(y)이 그레이딩(grading)하는 발광소자.
The method of claim 2,
The electron blocking layer is
In y Al x Ga (1-xy) N (0≤x≤1,0≤y≤1),
A light emitting device in which the composition (y) of indium (In) is graded.
제3 항에 있어서,
상기 전자차단층의
알루미늄(Al)의 조성(x)은 일정한 발광소자.
The method of claim 3,
Of the electron blocking layer
The composition (x) of aluminum (Al) is a constant light emitting device.
제4 항에 있어서,
상기 전자차단층의 인듐(In)의 조성(y)이 상기 활성층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 그레이딩(grading)하며 감소하는 발광소자.
5. The method of claim 4,
And a composition (y) of indium (In) of the electron blocking layer decreases in the direction of the second conductive semiconductor layer in the active layer.
제4 항에 있어서,
상기 전자차단층의
Al의 조성은 17%인 발광소자.
5. The method of claim 4,
Of the electron blocking layer
The light emitting device of which Al is 17%.
제6 항에 있어서,
상기 전자차단층의 In 조성은 상기 활성층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 8%에서 0%로 그레이딩(grading)하는 발광소자.
The method of claim 6,
The In composition of the electron blocking layer is graded from 8% to 0% in the direction of the second conductivity type semiconductor layer in the active layer.
제1 항에 있어서,
상기 전자차단층은
전류 주입시 상기 활성층에서 상기 제2 도전형 반도체층 방향으로 갈수록 에너지 밴드 다이어그램의 기울기가 증가되는 발광소자.
The method according to claim 1,
The electron blocking layer is
And a slope of an energy band diagram increases from the active layer toward the second conductive semiconductor layer during current injection.
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