KR20130049316A - Light emitting device - Google Patents
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Abstract
실시예의 발광 소자는 각각이 비극성 또는 반극성 방향으로 성장된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물 및 발광 구조물 상에 배치되는 표면 격자 반사체를 포함하고, 표면 격자 반사체의 구조에 상응하는 파장을 갖는 편광이 발광 소자로부터 방출된다.The light emitting device of the embodiment includes a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, each of which is grown in a nonpolar or semipolar direction. Polarized light including a light emitting structure and a surface grating reflector disposed on the light emitting structure, and having a wavelength corresponding to the structure of the surface grating reflector is emitted from the light emitting element.
Description
실시예는 발광소자에 관한 것이다.An embodiment relates to a light emitting element.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Light 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, 형광등이나 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성 및 환경 친화성의 장점을 가진다.Light emitting devices such as light emitting diodes or laser diodes using semiconductors of Group 3-5 or 2-6 compound semiconductor materials of semiconductors have various colors such as red, green, blue, and ultraviolet rays due to the development of thin film growth technology and device materials. By using fluorescent materials or by combining colors, efficient white light can be realized, and low power consumption, semi-permanent life, fast response speed, safety and environmental friendliness compared to conventional light sources such as fluorescent and incandescent lamps can be realized. Has an advantage.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, 액정 표시 장치(LCD:Liquid Crystal Display)의 백라이트를 구성하는 냉음극 형광 램프(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)를 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호 등에까지 그 응용이 확대되고 있다.Therefore, it is possible to replace the LED backlight, fluorescent lamp or incandescent bulb which replaces the cold cathode fluorescent lamp (CCFL) constituting the transmission module of the optical communication means, the backlight of the liquid crystal display (LCD). Its application is expanding to white light emitting diode lighting devices, automobile headlights and signals, and the like.
실시예는 원하는 파장을 갖는 편광을 방출할 수 있는 발광 소자를 제공한다.The embodiment provides a light emitting device capable of emitting polarized light having a desired wavelength.
실시예의 발광 소자는, 각각이 비극성 또는 반극성 방향으로 성장된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 및 상기 발광 구조물 상에 배치되는 표면 격자 반사체를 포함하고, 상기 표면 격자 반사체의 구조에 상응하는 파장을 갖는 편광이 상기 발광 소자로부터 방출된다.The light emitting device of the embodiment includes an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer, the second conductive semiconductor layer, and the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, each of which is grown in a nonpolar or semipolar direction. Light emitting structure comprising a; And a surface grating reflector disposed on the light emitting structure, wherein polarized light having a wavelength corresponding to the structure of the surface grating reflector is emitted from the light emitting element.
상기 편광은 M-면, a-면 또는 R-면에 수직한 방향으로 방출된다. 상기 표면 격자 반사체는 요철 구조를 갖는다. The polarized light is emitted in a direction perpendicular to the M-plane, a-plane or the R-plane. The surface grating reflector has an uneven structure.
상기 표면 격자 반사체는 상기 제1 도전형 반도체층과 동일한 재료 또는 다른 재료로 이루어진다.The surface grating reflector is made of the same material or a different material from that of the first conductivity type semiconductor layer.
또한, 발광 소자는, 상기 발광 구조물의 위에 형성되고 상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 제1 전극층; 및 상기 발광 구조물의 아래에 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 접하는 제2 전극층을 더 포함한다. 또는, 발광 소자는 제1 전극층; 및 상기 발광 구조물의 아래에 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 접하는 제2 전극층을 더 포함하고, 상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접하며 상기 제2 전극층의 아래에 형성된다.The light emitting device may further include: a first electrode layer formed on the light emitting structure and in contact with the first conductive semiconductor layer; And a second electrode layer formed under the light emitting structure and in contact with the second conductive semiconductor layer. Alternatively, the light emitting device may include a first electrode layer; And a second electrode layer formed under the light emitting structure and in contact with the second conductive semiconductor layer, wherein the first electrode layer penetrates through the second electrode layer, the second conductive semiconductor layer, and the active layer. In contact with the first conductive semiconductor layer is formed below the second electrode layer.
상기 요철 구조는 규칙적으로 배열될 수 있고, 상기 요철 구조의 주기, 상기 요철 구조에서 철부의 측부 엣지가 경사진 각도, 상기 요철 구조에의 필링 팩터 또는 상기 철부의 높이 중 적어도 하나는 상기 편광의 파장에 상응하는 값을 갖는다.The uneven structure may be arranged regularly, wherein at least one of the period of the uneven structure, the angle at which the side edge of the convex portion is inclined in the uneven structure, the peeling factor to the uneven structure, or the height of the convex portion is the wavelength of the polarized light. Has a value corresponding to
상기 활성층으로부터 방출되는 광의 파장은 상기 주기보다 작을 수 있다.The wavelength of the light emitted from the active layer may be smaller than the period.
또한, 높이는 100㎚ 내지 250㎚ 이고, 상기 주기는 250㎚ 내지 450㎚일 때, 상기 파장은 370㎚ 내지 500㎚이다. 또는, 높이는 450㎚ 내지 700㎚ 이고, 상기 주기는 150㎚ 내지 450㎚일 때, 상기 파장은 370㎚ 내지 500㎚이다. 또는, 높이는 114㎚이고, 상기 주기는 450㎚이고, 상기 필링 팩터는 0.3 내지 0.7일 때, 상기 파장은 450㎚이다. 또는, 높이는 114㎚이고, 상기 필링 팩터는 0.4이고, 상기 각도는 0 내지 20°일 때, 상기 파장은 450㎚이다.Also, when the height is 100 nm to 250 nm, and the period is 250 nm to 450 nm, the wavelength is 370 nm to 500 nm. Alternatively, when the height is 450 nm to 700 nm and the period is 150 nm to 450 nm, the wavelength is 370 nm to 500 nm. Alternatively, when the height is 114 nm, the period is 450 nm, and the filling factor is 0.3 to 0.7, the wavelength is 450 nm. Alternatively, when the height is 114 nm, the peeling factor is 0.4, and the angle is 0 to 20 °, the wavelength is 450 nm.
실시예에 따른 발광 소자는 원하는 파장을 갖는 편광을 방출할 수 있다.The light emitting device according to the embodiment may emit polarized light having a desired wavelength.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 사파이어 결정의 구조를 도시한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 표면 격자 반사체를 확대 도시한 단면도이다.
도 4a 내지 도 4c는 회절 효과 스펙트라를 보이는 도면들이다
도 5a 내지 도 5c들은 각 파장별 주기와 높이에 따른 반사율을 나타내는 그래프이다.
도 6은 높이가 114㎚이고 주기가 450㎚일 때, 필링 팩터별 파장의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 7은 높이가 114㎚이고, 필링 팩터가 0.4일 때, 경사진 각도별 파장의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 8은 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.
도 9는 실시예에 의한 발광 소자의 응용례를 나타내는 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 도 1에 도시된 발광소자의 제조방법의 실시예를 나타낸 도면이다.
도 11은 발광소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 12는 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도 13은 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
2 is a diagram showing a structure of sapphire crystal.
3 is an enlarged cross-sectional view of the surface grating reflector illustrated in FIG. 1.
4A to 4C are diagrams showing diffraction effect spectra.
5A to 5C are graphs showing reflectance according to period and height for each wavelength.
6 is a graph showing the relationship between the wavelengths of the filling factors when the height is 114 nm and the period is 450 nm.
FIG. 7 is a graph showing the relationship between inclined angle wavelengths when the height is 114 nm and the filling factor is 0.4.
8 is a cross-sectional view of a light emitting device according to another embodiment.
9 is a diagram illustrating an application example of a light emitting device according to an embodiment.
10A to 10E are views illustrating an embodiment of a manufacturing method of the light emitting device shown in FIG. 1.
11 is a view showing an embodiment of a light emitting device package.
12 is a diagram illustrating an embodiment of a head lamp including a light emitting device package.
13 is a view illustrating an embodiment of a display device including a light emitting device package.
이하 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.Hereinafter, embodiments will be described with reference to the accompanying drawings.
본 발명에 따른 실시 예의 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)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment according to the present invention, in the case of being described as being formed on the "upper" or "on or under" of each element, on or under includes both elements being directly contacted with each other or one or more other elements being indirectly formed between the two elements. In addition, when expressed as "up" or "on (under)", it may include not only an upward direction but also a downward direction based on one element.
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.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
실시예에 따른 발광소자(100)는 도전성 지지기판(metal support, 110)상에 접합층(120), 반사층(134), 오믹(ohmic)층(132), 발광 구조물(140), 표면 격자 반사체(SGR:Surface Grating Reflector)(150) 및 제1 전극층(160)을 포함한다.The
발광 구조물(140)의 아래에 형성되는 도전성 지지기판(110)은 오믹층(132) 및 반사층(134)과 함께 제2 전극층의 역할을 할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 발광 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.The
예를 들어, 도전성 지지기판(110)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.For example, the
또한, 도전성 지지기판(110)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.In addition, the
접합층(120)은 반사층(134)과 도전성 지지기판(110)을 결합하는 결합층(adhesion layer)에 해당한다. 그러나, 반사층(134)이 결합층의 기능을 수행할 수도 있다. 예를 들어, 접합층(120)은 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다The
반사층(134)은 약 2500 옹스르통(Å)의 두께일 수 있다. 예를 들어, 반사층(134)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(144)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광 소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.The
발광 구조물(140), 특히 제2 도전형 반도체층(146)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있으므로, 이러한 오믹 특성을 개선하기 위해 오믹층(132)으로 투명 전극 등을 형성할 수 있다.Since the
오믹층(132)은 약 200 옹스트롱(Å)의 두께일 수 있다. 예를 들어, 오믹층(132)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, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.The
발광 구조물(140)은 제1 도전형 반도체층(142), 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)을 포함한다. 여기서, 제2 도전형 반도체층(146)은 오믹층(132)의 상부에 형성되고, 활성층(144)은 제2 도전형 반도체층(146)과 제1 도전형 반도체층(142) 사이에 형성되어 광을 방출한다.The
제1 도전형 반도체층(142)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 반도체층(142)이 N형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.The first conductivity
제1 도전형 반도체층(142)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(142)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN, AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.The first conductivity
활성층(144)은 제1 도전형 반도체층(142)을 통해서 주입되는 전자(또는, 정공)와 제2 도전형 반도체층(146)을 통해서 주입되는 정공(또는, 전자)이 서로 만나서, 활성층(144)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.In the
활성층(144)은 단일 우물 구조(Double Hetero Structure), 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. 예를 들어, 활성층(144)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The
활성층(144)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The well layer / barrier layer of the
활성층(144)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 도전형 클래드층은 활성층(144)의 장벽층의 밴드 갭보다 더 넓은 밴드 갭을 가지는 반도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 도전형 클래드층은 GaN, AlGaN, InAlGaN 또는 초격자 구조 등을 포함할 수 있다. 또한, 도전형 클래드층은 n형 도는 p형으로 도핑될 수 있다.A conductive clad layer (not shown) may be formed on or under the
제2 도전형 반도체층(146)은 반도체 화합물로 형성될 수 있다. 3족-5족, 2족-6족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 제2 도전형 반도체층(146)이 P형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.The second
제1 도전형 반도체층(142)은 P형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(146)은 N형 반도체층으로 구현할 수 있다. 또는, 제1 도전형 반도체층(142)은 N형 반도체층으로, 제2 도전형 반도체층(146)은 P형 반도체층으로 구현할 수도 있다. The first
발광 구조물(140)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.The
이하에서 설명되는 본 실시예에서 편의상 제1 도전형 반도체 층(142)은 N형 반도체층으로서, 제2 도전형 반도체층(146)은 P형 반도체층으로서 설명하지만 본 실시예들은 이에 국한되지 않는다.In the present embodiment described below, for convenience, the first conductivity-
발광 구조물(140)의 표면, 즉 제1 도전형 반도체층(142)의 표면에는 표면 격자 반사체(150)가 마련될 수 있다. 표면 격자 반사체(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 요철 구조를 가질 수 있으며, 이러한 요철 구조는 규칙적으로 배열될 수 있다.The
표면 격자 반사체(150)의 특성에 대해서는 전술한 OPTICS EXPRESS 22535~22542, Vol. 17, No. 25, 7 December 2009, "Polarization-dependent GaN surface grating reflector for short wavelength applications", Joonhee Lee et al.를 참조할 수 있다.As for the characteristics of the
표면 격자 반사체(150)는 도 1에 도시된 바와 같이 발광 구조물(140)과 별개의 층으로 발광 구조물(140)의 상부에 형성될 수도 있지만, 도 1에 도시된 바와 달리 발광 구조물(140)의 제1 도전형 반도체층(142)에 직접 형성될 수도 있다. 즉, 표면 격자 반사체(150)는 제1 도전형 반도체층(142)과 다른 재료로 이루어질 수도 있고 제1 도전형 반도체층(142)과 동일한 재료로 이루어질 수도 있다.The
만일, 표면 격자 반사체(150)가 제1 도전형 반도체층(142)과 다른 재료로 이루어질 경우, 예를 들면, 표면 격자 반사체(150)는 굴절률이 1.5 내지 2.5인 물질로 이루어질 수 있다. 산화물을 포함할 수 있으며, 예를 들어 ITO, SiO2, Al2O3, ZnO, TiO2, 폴리머 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 또는, 표면 격자 반사체(150)의 재료는 TiO2, ZnO,Al2O3 등의 나노 파티클이 분산되어 있는 임프린트 레진(imprint resin)이나 졸-겔 솔루션(sol-gel solution)일 수 있다.If the
도 2는 사파이어 결정의 구조를 도시한 도면이다.2 is a diagram showing a structure of sapphire crystal.
실시예에 의하면, 기판(110)으로 사파이어 기판을 사용하는 경우, 사파이어 기판의 결정면으로 반극성(semi-polar)면인 R-면(1-102)을 사용하여 R-면(1-102) 위에 수직한 방향으로 반극성 질화물 반도체층을 성장시킨다.According to the embodiment, when the sapphire substrate is used as the
다른 실시예에서 기판(110)은 SiC 기판을 사용할 수도 있다. SiC 기판을 사용할 경우, SiC의 M-면(10-10)을 사용하여 M-면(10-10) 위에 수직한 방향으로 비극성(non-polar) 질화물 반도체층을 성장시킨다.In another embodiment, the
또한, 기판(110)은 GaN 기판을 사용할 수도 있다. GaN 기판을 사용할 경우, GaN의 M-면(10-10)을 사용하여 M-면(10-10) 위에 수직한 방향으로 비극성(non-polar) 질화물 반도체층을 성장시킨다.In addition, the
이와 같이, 실시예에 의하면, 제1 도전형 반도체층(142), 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)은 기판(110) 상에서 모두 비극성 또는 반극성으로 성장된다. As described above, according to the embodiment, the first
발광 구조물(140)이 비극성으로 성장될 경우, M-면 또는 a-면 위에 수직한 방향으로 편광이 방출된다. 또한, 발광 구조물(140)이 반극성으로 성장될 경우, R-면 위에 수직한 방향으로 편광이 방출된다.When the
한편, 실시예에 의하면, 도 1에 도시된 발광 소자로부터 방출되는 편광의 파장은 표면 격자 반사체(150)의 요철 구조에 상응하여 달라질 수 있다. 즉, 발광 소자로부터 방출하고자 하는 편광의 파장에 따라, 요철 구조를 형성하면 된다. On the other hand, according to the embodiment, the wavelength of the polarized light emitted from the light emitting device shown in FIG. 1 may vary according to the concave-convex structure of the
도 1에 도시된 표면 격자 반사체(150)의 요철 구조는 요부(152)와 철부(154)로 구성되며, 요부(152)가 철부(154)보다 낮게 배치된다. 또한, 요철 구조는, 요철 구조의 주기(Λ), 철부(154)의 측부 엣지가 수직으로부터 경사진 각도(θ), 필링 팩터(F:Filling factor) 또는 철부(154)의 높이(또는, 두께)(h) 중 적어도 하나로 정의될 수 있다. The concave-convex structure of the
실시예에 의하면, 주기(Λ), 각도(θ), 필링 팩터(F) 또는 높이(h) 중 적어도 하나에 의해, 발광 소자로부터 방출되는 편광의 파장이 결정된다.According to the embodiment, the wavelength of the polarized light emitted from the light emitting element is determined by at least one of the period Λ, the angle θ, the filling factor F or the height h.
여기서, 필링 팩터(F)란, 다음 수학식 1과 같이 표현된다.Here, the filling factor F is represented by following formula (1).
여기서, l은 철부(154)의 길이를 의미한다.Here, l means the length of the
도 3은 도 1에 도시된 표면 격자 반사체(150)를 확대 도시한 단면도이다.3 is an enlarged cross-sectional view of the
도 3을 참조하면, 활성층(144)에서 발광되어 제1 도전형 반도체층(142)을 통해 입사되는 빛(incident wave)(180)은 표면 격자 반사체(150)의 격자에서 반사되면서 회절된다. 그러나, 표면 격자 반사체(150)에서 요철 구조의 주기(Λ)가 빛(180)의 파장보다 작은 경우, 격자에서 회절이 일어나지 않는다. 이 경우, 입사 빛(180)과 공기(air)로부터 표면 격자 반사체(150)로 들어가는 빛(186)의 반사율은 서로 달라질 수 있다.Referring to FIG. 3, the incident light 180 emitted from the
도 4a 내지 도 4c는 회절 효과(diffraction efficiency) 스펙트라(spectra)를 보이는 도면들이다. 도 4a는 TE(Transverse Electric) 편광의 경우 회절 효율과 파장(λ) 간의 관계를 나타내는 그래프로서, 횡축은 파장(λ)을 나타내고 종축은 회절 효율을 각각 나타낸다. 도 4b는 TM(Transverse Magnetic) 편광의 경우 회절 효율과 파장(λ) 간의 관계를 나타내는 그래프로서, 횡축은 파장(λ)을 나타내고 종축은 회절 효율을 각각 나타낸다. 도 4c는 집중 전계를 나타내는 도면들로서, 횡축은 집중 전계(Integrated Electric Field)를 나타내고 종축은 전파 방향(propagation direction)을 각각 나타낸다.4A to 4C are diagrams showing diffraction efficiency spectra. 4A is a graph illustrating a relationship between diffraction efficiency and wavelength λ in case of TE (Transverse Electric) polarization, and the horizontal axis represents wavelength λ and the vertical axis represents diffraction efficiency, respectively. 4B is a graph showing the relationship between the diffraction efficiency and the wavelength [lambda] in the case of TM (Transverse Magnetic) polarization. The horizontal axis represents the wavelength [lambda] and the vertical axis represents the diffraction efficiency, respectively. 4C is a diagram showing a concentrated electric field, where the horizontal axis represents an integrated electric field and the vertical axis represents a propagation direction, respectively.
도 4a에 도시된 바와 같이, 입사되는 빛(180)의 반사율은 격자에 평행한 TE 편광의 경우 100%의 반사율을 갖는다. 이때, FDTD(Finite-Difference Time-Domain) 방법에 의한 시뮬레이션 결과 도 4c에 도시된 바와 같이 격자로 입사된 빛(180)은 격자에서 모두 반사(182)되고 있음을 알 수 있다.As shown in FIG. 4A, the reflectance of
따라서, M-면 또는 a-면 위에 수직한 방향으로 평행한 발광이 일어나고, 이는 표면 격자 반사체(150)에 대해 반사가 많이 일어나는 방향이므로 공진(resonance)이 발생한다. 따라서, 편광 효율이 극대화된 원하는 파장(λ)을 갖는 편광이 발광 소자로부터 발광될 수 있다.Therefore, parallel light emission occurs in a direction perpendicular to the M-plane or the a-plane, which is a direction in which reflection occurs with respect to the
실시예에 의하면, 주기(Λ), 각도(θ), 필링 팩터(F) 및 높이(h)가 소정 값을 가질 경우, 소정 파장을 갖는 편광(184)이 발광 소자로부터 방출될 수 있다.According to the embodiment, when the period Λ, the angle θ, the filling factor F, and the height h have a predetermined value, the
도 5a 내지 도 5c들은 각 파장(λ)별 주기(Λ)와 높이(h)에 따른 반사율을 나타내는 그래프로서, 종축은 주기(Λ)를 나타내고 횡축은 높이(h)를 각각 나타낸다.5A to 5C are graphs showing reflectances according to periods Λ and heights h for each wavelength λ, with the vertical axis representing the period Λ and the horizontal axis representing the height h, respectively.
도 5a 내지 도 5c에 도시된 바와 같이, 두 개의 고 반사 영역들(190A 및 190B)에서 중심 부분(192A 및 192B)은 80% 이상의 반사율을 갖는다. 이로부터, 첫 번째 고 반사 영역(190A)에서 높이(h)가 100㎚ 내지 250㎚ 이고, 주기(Λ)가 250㎚ 내지 450㎚일 때, 발광 소자로부터 방출되는 편광의 파장(λ)은 370㎚ 내지 500㎚임을 알 수 있다. 또한, 두 번째 고 반사 영역(190B)에서, 높이(h)가 450㎚ 내지 700㎚ 이고, 주기(Λ)가 150㎚ 내지 450㎚일 때, 파장(λ)은 370㎚ 내지 500㎚임을 알 수 있다.As shown in FIGS. 5A-5C, the
도 6은 높이(h)가 114㎚이고 주기(Λ)가 450㎚일 때, 필링 팩터별 파장의 관계를 나타내는 그래프로서, 종축은 필링 팩터를 나타내고, 횡축은 파장(λ)을 나타낸다.Fig. 6 is a graph showing the relationship between wavelengths for each peeling factor when the height h is 114 nm and the period Λ is 450 nm, with the vertical axis representing the filling factor and the horizontal axis representing the wavelength lambda.
도 6에 도시된 고 반사 영역(194)으로부터, 필링 팩터가 0.3 내지 0.7일 때, 파장(λ)은 450㎚임을 알 수 있다.From the
도 7은 높이(h)가 114㎚이고, 필링 팩터(F)가 0.4일 때, 경사진 각도(θ)별 파장(λ)의 관계를 나타내는 그래프로서, 종축은 경사진 각도(θ)를 나타내고 횡축은 파장(λ)을 나타낸다.FIG. 7 is a graph showing the relationship of the wavelength? For each tilted angle θ when the height h is 114 nm and the filling factor F is 0.4. The vertical axis represents the tilted angle θ. The abscissa represents the wavelength λ.
도 7에 도시된 그래프로부터 경사진 각도(θ)가 0 내지 20°일 때, 파장(λ)은 450㎚임을 알 수 있다.It can be seen from the graph shown in FIG. 7 that when the inclined angle θ is 0 to 20 °, the wavelength λ is 450 nm.
한편, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(142) 상에는 제1 전극층(160)이 표면 격자 반사체(150)와 접촉하여 형성될 수 있다. 제1 전극층(160)은 금속으로 형성될 수 있다. 또한, 제1 전극층(160)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 형성될 수 있다. 예를 들어, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.1, the
또는, 도 1에 도시된 바와 달리, 표면 격자 반사체(150)는 제1 전극층(160)이 형성된 영역을 제외한 제1 도전형 반도체층(142)에 형성될 수도 있다.Alternatively, as shown in FIG. 1, the
그리고, 발광 구조물(140)의 측면에는 패시베이션층(passivation layer, 미도시)이 형성될 수 있다. 패시베이션층은 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 절연 물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있으며, 일 예로서 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.In addition, a passivation layer (not shown) may be formed on a side surface of the
도 1에 도시된 본 실시예에 의한 발광 소자는 수직형 발광 소자이다. 또는, 다른 실시예에 의한 발광 소자는 다음과 같이 다른 형태의 수직형 구조를 가질 수도 있다. The light emitting device according to the embodiment shown in FIG. 1 is a vertical light emitting device. Alternatively, the light emitting device according to another embodiment may have another type of vertical structure as follows.
도 8은 다른 실시예에 의한 발광 소자의 단면도를 나타낸다.8 is a sectional view showing a light emitting device according to another embodiment.
도 8에 도시된 발광소자(200)는 지지 기판(210), 제1 전극층(220), 절연층(222), 제2 전극층(230), 발광 구조물(240), 표면 격자 반사체(250) 및 전극 패드(260)를 포함한다. The
도 8에 도시된 지지기판(210), 발광 구조물(240) 및 표면 격자 반사체(250)는 도 1에 도시된 지지 기판(110), 발광 구조물(140) 및 표면 격자 반사체(150)와 각각 동일하므로 이들에 대한 상세한 설명은 생략한다.The
제1 전극층(220)은 제2 전극층(230), 제2 도전형 반도체층(246) 및 활성층(244)을 관통하여 제1 도전형 반도체층(242)과 접하며, 제2 전극층(230)의 아래에서 지지 기판(210) 상에 형성된다.The
제1 전극층(220)은 지지 기판(210)과 접하는 하부 전극층과, 하부 전극층으로부터 분기하여 제1 도전형 반도체층(242)에 전기적으로 접촉하는 적어도 하나의 접촉 전극(224)을 갖는다.The
제1 전극층(220)의 접촉 전극(224)은 제1 도전형 반도체층(242)에 전류 공급을 원활하게 수행할 수 있도록 복수 개가 서로 이격되어 형성될 수 있다. 접촉 전극(224)은 방사형 패턴, 십자형 패턴, 라인형 패턴, 곡선형 패턴, 루프 패턴, 고리 패턴, 및 링 패턴 중 적어도 하나의 패턴일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.A plurality of
예를 들어, 제1 전극층(220)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 및 이들의 선택적인 조합으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 전극층(220)은 오믹 특성을 갖는 반사 전극 재료로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 전극층(220)은 금속과 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), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 이러한 재료로 한정하지는 않는다. 제1 전극층(220)이 오믹 역할을 수행할 경우, 오믹층은 형성되지 않을 수도 있다.For example, the
제2 전극층(230)은 발광 구조물(240)의 아래에서 제2 도전형 반도체층(246)과 접하며 제1 전극층(220) 상에 형성된다.The
제2 전극층(230)은 오믹층/반사층/본딩층의 구조이거나, 반사층(오믹 포함)/본딩층의 구조로 적층될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 예컨대, 제2 전극층(230)은 절연층(222) 상에 반사층(234) 및 오믹층(232)이 순차로 적층된 형태일 수 있다. 반사층(234) 및 오믹층(232)은 도 1에 도시된 반사층(134) 및 오믹층(132)과 대체로 유사하므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. The
제1 전극층(220)과 제2 전극층(230) 사이에 배치되는 절연층(222)은 제1 전극층(220)의 둘레에 형성되어, 제1 전극층(220)과 다른 층들(230, 246 및 244)을 전기적으로 절연시켜, 전기적인 쇼트를 차단하게 된다. 절연층(222)은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.An insulating layer 222 disposed between the
한편, 도시되지는 않았지만, 발광 구조물(240)의 측면에는 보호층이 형성될 수도 있다. 또한, 보호층은 제1 도전형 반도체층(242)의 상면에도 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다. 보호층은 발광 구조물(240)을 전기적으로 보호하기 위해 절연 물질로 형성된다. 보호층은 SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3 로 형성될 수 있으나, 이에 대해 한정하지는 않는다.Although not shown, a protective layer may be formed on the side surface of the
오믹층(232) 및/또는 반사층(234)의 일측 영역은 개방될 수 있으며, 전극 패드(260)는 개방된 일측 영역 상에 형성된다. 전극 패드(260)는 전극 형태일 수 있다.One region of the
도 9는 실시예에 의한 발광 소자의 응용례를 나타내는 도면이다.9 is a diagram illustrating an application example of a light emitting device according to an embodiment.
도 9에 도시된 바와 같이, 서로 다른 굴절율들(n1, n2 및 n3)을 각각 갖는 매질들(292, 294 및 296)에서, 소정의 파장을 갖는 편광이 발광 소자(290)로부터 발광할 경우, 분극(polarization)화된 고유 모드(eigen mode)의 빛이 전달이 잘 되기 때문에, 그에 맞는 편광을 매질(294)을 통해 전송할 경우, 좀 더 효율적인 도광판이 만들어질 수 있다.As shown in Fig. 9, in the
도 9에 도시된 발광 소자(290)는 도 1 또는 도 8에 도시된 발광 소자(100 또는 200)에 해당한다.The
도 10a 내지 도 10e는 도 1에 도시된 발광소자의 제조방법의 실시예를 나타낸 도면이다.10A to 10E are views illustrating an embodiment of a manufacturing method of the light emitting device shown in FIG. 1.
도 10a에 도시된 바와 같이, 기판(80) 상에 버퍼층(90) 및 제1 도전형 반도체층(142), 활성층(144) 및 제2 도전형 반도체층(146)을 포함하는 발광 구조물(140)을 비극성 또는 반극성으로 성장시킨다.As shown in FIG. 10A, a
발광 구조물(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.The
기판(80)은 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하며, 예컨대 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP, Ge, and Ga203 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. 기판(80) 위에는 요철 구조가 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 기판(80)에 대해 습식세척을 하여 표면의 불순물을 제거할 수 있다.The
발광 구조물(140)과 기판(80) 사이에는 버퍼층(90)을 성장시킬 수 있는데, 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 버퍼층(90)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다. 버퍼층(90) 위에는 언도프드(undoped) 반도체층이 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
발광 구조물(140)은, MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy)법과 같은 기상 증착법에 의해 비극성 또는 반극성으로 성장될 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(142)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 화학증착방법(CVD) 혹은 분자선 에피택시 (MBE) 혹은 스퍼터링 혹은 수산화물 증기상 에피택시(HVPE) 등의 방법을 사용하여 N형 GaN층을 비극성 또는 반극성으로 형성할 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(142)은 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 실리콘(Si)와 같은 n 형 불순물을 포함하는 실란 가스(SiH4)가 주입되어 비극성 또는 반극성으로 형성될 수 있다.The composition of the first
활성층(144)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 예를 들어 상기 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조로 비극성 또는 반극성으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The composition of the
제2 도전형 반도체층(146)의 조성은 상술한 바와 동일하며, 챔버에 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 마그네슘(Mg)과 같은 p 형 불순물을 포함하는 비세틸 사이클로 펜타디에닐 마그네슘(EtCp2Mg){Mg(C2H5C5H4)2}가 주입되어 p형 GaN층으로 비극성 또는 반극성으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.The second
도 10b에 도시된 바와 같이 발광 구조물(140) 위에 오믹층(132)과 반사층(134)을 형성할 수 있다. 오믹층(132)과 반사층(134)의 조성은 상술한 바와 같으며, 스퍼터링법이나 전자빔 증착법에 의하여 형성될 수 있다.As illustrated in FIG. 10B, an
도 10c에 도시된 바와 같이 반사층(134) 상에 접합층(120)과 도전성 지지기판(110)을 형성할 수 있다. 도전성 지지기판(110)을 형성시키는 방법은 전기화학적인 금속증착방법이나 유테틱(Eutetic) 메탈을 이용한 본딩 방법 등을 사용하거나, 별도의 접합층(120)을 형성할 수 있다.As illustrated in FIG. 10C, the
그리고, 도 10d에 도시된 바와 같이 기판(80)을 분리하다. 기판(80)의 제거는 엑시머 레이저 등을 이용한 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off: LLO)의 방법으로 할 수도 있으며, 건식 및 습식 식각의 방법으로 할 수도 있다.Then, the
레이저 리프트 오프법을 예로 들면, 기판(80) 방향으로 일정 영역의 파장을 가지는 엑시머 레이저 광을 포커싱(focusing)하여 조사하면, 기판(80)과 발광 구조물(140)의 경계면에 열 에너지가 집중되어 경계면이 갈륨과 질소 분자로 분리되면서 레이저 광이 지나가는 부분에서 순간적으로 기판(80)의 분리가 일어나며, 버퍼층(90)도 함께 분리될 수 있다.For example, when the laser lift-off method focuses and irradiates excimer laser light having a predetermined wavelength toward the
그리고, 각각의 발광 구조물(140)을 소자 단위로 다이싱(dicing)할 수 있다.In addition, each
도 10e에 도시된 바와 같이 도 10d에 도시된 구조물을 뒤집은 후, 제1 도전형 반도체층(142)의 표면에 표면 격자 반사체층(150)을 적층하는데, 스핀 코팅 등의 방법으로 적층할 수 있다. After inverting the structure shown in FIG. 10D as illustrated in FIG. 10E, the surface
이후, 표면 격자 반사체층(150)을 패터닝하여 도 1에 도시된 바와 같은 표면 격자 반사체(150)를 형성한다. 이후, 제1 전극층(160)을 통상의 방법으로 형성한다.The surface grating
도 11은 발광소자 패키지의 일 실시예를 나타낸 도면이다.11 is a view showing an embodiment of a light emitting device package.
실시예에 따른 발광소자 패키지(300)는 패키지 몸체(310)와, 패키지 몸체(310)에 설치된 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과, 패키지 몸체(310)에 설치되어 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 전기적으로 연결되는 따른 발광소자(100)와, 발광소자(100)의 표면 또는 측면을 덮는 몰딩부(350)를 포함한다.The light emitting
패키지 몸체(310)는 실리콘 재질, 합성수지 재질, 또는 금속 재질을 포함하여 형성될 수 있으며, 발광소자(100)의 주위에 경사면이 형성되어 광추출 효율을 높일 수 있다.The
제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 서로 전기적으로 분리되며, 발광소자(100)에 전원을 제공한다. 또한, 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)은 발광소자(100)에서 발생된 광을 반사시켜 광 효율을 증가시킬 수 있으며, 발광소자(100)에서 발생된 열을 외부로 배출시키는 역할을 할 수도 있다.The
발광소자(100)는 패키지 몸체(310) 상에 설치되거나 제1 리드 프레임(321) 또는 제2 리드 프레임(322) 상에 설치될 수 있다. 발광소자(100)는 제1 리드 프레임(321) 및 제2 리드 프레임(322)과 와이어 방식, 플립칩 방식 또는 다이 본딩 방식 중 어느 하나에 의해 전기적으로 연결될 수도 있다. 본 실시예에서 발광소자(100)는 제1 리드 프레임(321)과 도전성 접착층(330)으로 연결되고 제2 리드 프레임(322)과 와이어(340) 본딩되고 있다.The
몰딩부(350)는 발광소자(100)를 둘러싸며 보호할 수 있다. 또한, 몰딩부(350)에 형광체(355)가 포함되어 발광소자(100)에서 방출된 광의 파장을 변화시킬 수 있다.The
실시예에 따른 발광소자 패키지(300)에서, 발광소자(100) 내에서 광추출 구조가 배치되어 광추출 특성이 향상될 수 있다.In the light emitting
발광소자 패키지(300)는 상술한 실시예들에 따른 발광소자 중 하나 또는 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The light emitting
실시 예에 따른 발광소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이되며, 발광소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광소자 패키지, 기판, 광학 부재는 라이트 유닛으로 기능할 수 있다. 또 다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 반도체 발광소자 또는 발광소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 시스템으로 구현될 수 있으며, 예를 들어, 조명 시스템은 램프, 가로등을 포함할 수 있다. 이하에서는 상술한 발광소자 패키지가 배치된 조명 시스템의 일실시예로서, 헤드 램프와 백라이트 유닛을 설명한다.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, or the like, which is an optical member, may be disposed on an optical path of the light emitting device package. Such a light emitting device package, a substrate, and an optical member can function as a light unit. Another embodiment may be implemented as a display device, an indicator device, or a lighting system including the semiconductor light emitting device or the light emitting device package described in the above embodiments, and for example, the lighting system may include a lamp or a street lamp. . Hereinafter, a head lamp and a backlight unit will be described as an embodiment of an illumination system in which the above-described light emitting device package is disposed.
도 12는 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.12 is a diagram illustrating an embodiment of a head lamp including a light emitting device package.
실시예에 따른 헤드 램프(400)는 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 모듈(401)에서 방출된 빛이 리플렉터(402)와 쉐이드(403)에서 반사된 후 렌즈(404)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다.The light emitted from the light emitting
상술한 바와 같이, 발광소자 모듈(401)에 사용되는 발광소자의 광추출 효율이 향상될 수 있으므로, 헤드 램프 전체의 광특성이 향상될 수 있다.As described above, since the light extraction efficiency of the light emitting device used in the light emitting
발광소자 모듈(401)에 포함된 발광소자 패키지는 전술한 발광소자를 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.The light emitting device package included in the light emitting
도 13은 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.13 is a view illustrating an embodiment of a display device including a light emitting device package.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 반사판(520)의 전방에 배치되며 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시 장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550) 및 제2 프리즘시트(560)와, 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.As shown, the
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)는 도 11에서 설명한 바와 같다.The light source module comprises a light emitting device package 535 on a
바텀 커버(510)는 표시 장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.The
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.The
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(540)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.The
제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.The
제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.In the
본 실시예에서 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.In the present embodiment, the
패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)이 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.The liquid crystal display panel (Liquid Crystal Display) may be disposed in the
패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.The
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.A liquid crystal display panel used in a display device is an active matrix type, and a transistor is used as a switch for controlling a voltage supplied to each pixel.
패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.The front surface of the
실시예에 따른 표시장치(500)는 발광소자 패지지(535)에 사용되는 발광소자의 광추출 효율이 향상될 수 있으므로, 표시장치의 광특성이 향상될 수 있다.In the
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.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 will be understood that various modifications and applications are possible. For example, each component specifically shown in the embodiments can be modified and implemented. It is to be understood that all changes and modifications that come within the meaning and range of equivalency of the claims are therefore intended to be embraced therein.
80: 기판 90: 버퍼층
100, 200, 290: 발광 소자 110, 210: 도전성 지지 기판
120: 접착층 134, 234: 반사층
132, 232: 오믹층 140, 240: 발광 구조물
142, 242: 제1 도전형 반도체층 144, 244: 활성층
146, 246: 제2 도전형 반도체층 150, 250: 표면 격자 반사체
160, 220: 제1 전극층 222: 절연층
224: 접촉 전극 230: 제2 전극층
292, 294, 296: 매질 300: 발광 소자 패키지
310: 패키지 몸체 321: 제1 리드 프레임
322: 제2 리드 프레임 330: 도전성 접착층
340: 와이어 350: 몰딩부
355: 형광체 400: 헤드 램프
401: 발광소자 모듈 402: 리플렉터
403: 쉐이드 404: 렌즈
500: 표시장치 510: 바텀 커버
520: 반사판 540: 도광판
550: 제1 프리즘 시트 560: 제2 프리즘 시트
570: 패널 580: 컬러 필터80: substrate 90: buffer layer
100, 200, 290:
120:
132 and 232:
142 and 242: first
146 and 246: Second conductivity type semiconductor layers 150 and 250: Surface grating reflector
160 and 220: first electrode layer 222: insulating layer
224: contact electrode 230: second electrode layer
292, 294, and 296: medium 300: light emitting device package
310: package body 321: first lead frame
322: second lead frame 330: conductive adhesive layer
340: wire 350: molding part
355: phosphor 400: headlamp
401 light emitting
403: Shade 404: Lens
500: display unit 510: bottom cover
520: reflector 540: light guide plate
550: first prism sheet 560: second prism sheet
570: panel 580: color filter
Claims (17)
각각이 비극성으로 방향으로 성장된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 및
상기 발광 구조물 상에 배치되는 표면 격자 반사체를 포함하고,
상기 표면 격자 반사체의 구조에 상응하는 파장을 갖는 편광이 상기 발광 소자로부터 방출되는 발광 소자.In the light emitting device,
A light emitting structure including a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, each of which is grown in a non-polar direction; And
A surface grating reflector disposed on the light emitting structure,
And a polarization light having a wavelength corresponding to the structure of the surface grating reflector is emitted from the light emitting element.
각각이 반극성 방향으로 성장된 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 포함하는 발광 구조물; 및
상기 발광 구조물 상에 배치되는 표면 격자 반사체를 포함하고,
상기 표면 격자 반사체의 구조에 상응하는 파장을 갖는 편광이 상기 발광 소자로부터 방출되는 발광 소자.In the light emitting device,
A light emitting structure comprising a first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer, and an active layer disposed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer, each of which is grown in a semipolar direction; And
A surface grating reflector disposed on the light emitting structure,
And a polarization light having a wavelength corresponding to the structure of the surface grating reflector is emitted from the light emitting element.
상기 발광 구조물의 위에 형성되고 상기 제1 도전형 반도체층과 접하는 제1 전극층; 및
상기 발광 구조물의 아래에 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 접하는 제2 전극층을 더 포함하는 발광 소자.The method according to claim 1 or 4,
A first electrode layer formed on the light emitting structure and in contact with the first conductive semiconductor layer; And
And a second electrode layer formed under the light emitting structure and in contact with the second conductive semiconductor layer.
제1 전극층; 및
상기 발광 구조물의 아래에 형성되고, 상기 제2 도전형 반도체층과 접하는 제2 전극층을 더 포함하고,
상기 제1 전극층은 상기 제2 전극층, 상기 제2 도전형 반도체층 및 상기 활성층을 관통하여 상기 제1 도전형 반도체층과 접하며 상기 제2 전극층의 아래에 형성되는 발광 소자.The method according to claim 1 or 4,
A first electrode layer; And
A second electrode layer formed under the light emitting structure and in contact with the second conductive semiconductor layer;
The first electrode layer is formed under the second electrode layer and in contact with the first conductive semiconductor layer through the second electrode layer, the second conductive semiconductor layer and the active layer.
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| KR1020110114263A KR20130049316A (en) | 2011-11-04 | 2011-11-04 | Light emitting device |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20130049316A true KR20130049316A (en) | 2013-05-14 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20150092899A (en) * | 2014-02-06 | 2015-08-17 | 엘지이노텍 주식회사 | Light Emitting Device |
| KR20160038127A (en) * | 2014-09-29 | 2016-04-07 | 엘지이노텍 주식회사 | Light emitting device and lighting system |
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2011
- 2011-11-04 KR KR1020110114263A patent/KR20130049316A/en not_active Ceased
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Legal Events
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| PA0109 | Patent application |
Patent event code: PA01091R01D Comment text: Patent Application Patent event date: 20111104 |
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Patent event code: PA02012R01D Patent event date: 20161031 Comment text: Request for Examination of Application Patent event code: PA02011R01I Patent event date: 20111104 Comment text: Patent Application |
|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| PE0902 | Notice of grounds for rejection |
Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20170814 Patent event code: PE09021S01D |
|
| E601 | Decision to refuse application | ||
| PE0601 | Decision on rejection of patent |
Patent event date: 20180322 Comment text: Decision to Refuse Application Patent event code: PE06012S01D Patent event date: 20170814 Comment text: Notification of reason for refusal Patent event code: PE06011S01I |