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KR20160017849A - 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

고출력 발광 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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KR20160017849A
KR20160017849A KR1020140101156A KR20140101156A KR20160017849A KR 20160017849 A KR20160017849 A KR 20160017849A KR 1020140101156 A KR1020140101156 A KR 1020140101156A KR 20140101156 A KR20140101156 A KR 20140101156A KR 20160017849 A KR20160017849 A KR 20160017849A
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KR
South Korea
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light emitting
emitting diode
layer
conductive pattern
substrate
Prior art date
Application number
KR1020140101156A
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English (en)
Inventor
임창익
모토노부 타케야
이정훈
마이클 임
Original Assignee
서울바이오시스 주식회사
서울반도체 주식회사
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Filing date
Publication date
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Priority to US14/820,509 priority patent/US9997669B2/en
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Abstract

발광 장치 및 그 제조 방법이 개시된다. 본 발명의 발광 장치는, 제1 리드 및 제2 리드를 포함하는 기판; 기판의 제1 리드 상에 위치하고, 제2 도전형 반도체층, 활성층, 및 제1 도전형 반도체층을 포함하며, 자외선 광을 방출하는 발광 다이오드; 및 발광 다이오드 상에 위치하며, 발광 다이오드와 이격된 파장변환부를 포함하고, 발광 구조체는 반극성 또는 비극성 특성을 갖고, 파장변환부는 제1 형광체층 및 제2 형광체층을 포함하는 다층 구조를 포함하며, 발광 다이오드는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동된다. 이에 따라, 고출력 발광 장치가 제공될 수 있다.

Description

고출력 발광 장치 및 그 제조 방법{HIGH POWER LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MAKING THE SAME}
본 발명은 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는, 높은 전류 밀도로 동작 시 효율 드룹 및 파장변환부의 열화를 방지할 수 있는 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드는 다양한 광원 어플리케이션에 적용되고 있으며, 특히, 질화물계 반도체를 이용하여 제조된 발광 다이오드가 폭넓게 이용되고 있다.
최근 고출력 발광 다이오드에 대한 요구가 증가하면서, 방열 효율이 우수하고, 발광 효율이 높은 수직형 발광 다이오드에 대한 수요가 증가하고 있다. 수직형 발광 다이오드는 성장 기판을 반도체층으로부터 분리하여, 분리면의 거칠기를 증가시킴으로써 광 추출 효율을 높일 수 있고, 또한, P형 반도체층 상에 금속 기판을 전면에 부착하여 방열 효율 역시 높일 수 있다. 이에 따라, 수직형 발광 다이오드는 높은 전류 밀도로 구동되는 고출력 발광 다이오드에 적용될 수 있다.
한편, 종래의 질화물계 수직형 발광 다이오드는 C면의 성장면을 갖는 성장 기판 상에 성장시켜 제조되었다. 그러나, C면의 성장면은 극성을 가지므로, 성장된 질화물계 반도체층에 자발 분극 및 압전 분극이 발생하여 발광 다이오드의 내부 양자 효율이 떨어지며, 효율 드룹이 발생한다. 이러한 점을 개선하기 위하여, 비극성 또는 반극성의 성장 기판을 이용하여 수직형 발광 다이오드를 제조하는 방법이 제시되었다. 비극성 또는 반극성 특성을 갖는 발광 다이오드는 종래의 C면에서 제조된 발광 다이오드보다 고전류에서 구동이 가능하며, 상대적으로 효율 드룹 및 발열이 감소한다.
이러한 비극성 또는 반극성의 성장면을 따라 성장되어 제조된 발광 다이오드의 구동 시, 방출되는 광은 편광성을 가진다. 예를 들어, JP 2009-038292에는 비극성 또는 반극성 특성을 갖는 발광 다이오드의 편광 특성을 이용한 발광 다이오드 패키지 구조가 개시되어 있다.
그러나, 발광이 편광특성을 갖는 발광 다이오드를 광원으로 하는 경우, 편광의 종류에 따라 광이 입사되는 물체 표면에서의 반사율이 다르다. 예컨대, P편광과 S편광에 따라 입사되는 물체 표면에서의 반사율이 다르다. 편광 특성을 이용하는 어플리케이션에는 편광도의 향상이 중요하지만, 조명용도에서는 편광을 가지면 조명 장치에 방출되는 광의 균일성이 떨어져 성능이 악화된다. 특히, 고출력의 광을 방출하는 조명 용도의 발광 장치의 경우, 편광에 의한 광의 불균일성은 더욱 두드러진다.
이에 따라, 고밀도의 전류로 구동이 가능하여 출력이 높음과 동시에 효율이 우수하고, 균일한 발광 특성을 갖는 발광 장치가 요구된다.
JP 2009-038292 A
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 고밀도의 전류로 구동 시, 효율, 신뢰성 및 발광 특성이 우수한 발광 장치 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 장치는, 제1 리드 및 제2 리드를 포함하는 기판; 상기 기판의 제1 리드 상에 위치하고, 제2 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층을 포함하며, 근자외선 광을 방출하는 발광 다이오드; 및 상기 발광 다이오드 상에 위치하는 파장변환부를 포함하고, 상기 발광 다이오드는 반극성 또는 비극성의 성장면을 갖고, 상기 파장변환부는 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 상에 위치하는 제2 형광체층을 포함하는 다층 구조를 포함하며, 상기 발광 다이오드는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동된다.
이에 따라, 고전류 밀도에서 구동가능하며, 신뢰성이 우수하고, 균일한 광을 방출하여 발광 특성이 우수한 고출력 발광 장치가 제공될 수 있다.
상기 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 활성층은 질화물계 반도체층을 포함할 수 있고, 상기 질화물계 반도체층은 성장면이 m면, a면 또는 반극성의 결정면일 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 상기 발광 구조체의 하면에 형성되며, 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 적어도 하나의 홈; 상기 적어도 하나의 홈에 노출된 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되며, 상기 발광 구조체의 아래에 위치하는 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층의 하면 상에 위치하며, 상면이 부분적으로 노출된 제2 전극을 포함할 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드는, 상기 제2 전극이 노출된 영역 상에 위치하는 제2 전극 패드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전극은 상기 제1 리드와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 제2 리드는 상기 제2 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제2 전극은 반사층 및 상기 반사층을 덮는 커버층을 포함할 수 있고, 상기 부분적으로 노출된 제2 전극의 부분은 상기 커버층의 일부분일 수 있다.
상기 활성층은 380 내지 420nm 범위 내의 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다.
상기 제1 형광체층은 레드 형광체를 포함하고, 상기 제2 형광체층은 시안 형광체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 형광체층은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부 및 오목부를 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 파장변환부는 상기 제2 형광체층 상에 위치하는 제3 형광체층을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 레드 형광체, 그린 형광체, 및 블루 형광체를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 형광체층 및/또는 상기 제2 형광체층은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부 및 오목부를 포함할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 기판 상에 위치하고, 상기 발광 다이오드의 측면을 둘러싸는 리플렉터를 더 포함할 수 있고, 상기 파장변환부는 플레이트 형상을 가질 수 있으며, 상기 리플렉터에 의해 지지될 수 있다.
상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드로부터 이격되며, 상기 발광 다이오드의 상면으로부터 상기 파장변환부의 하면까지의 이격 거리는 상기 발광 다이오드의 두께의 0.5 내지 5.0배일 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지부를 더 포함할 수 있고, 상기 파장변환부는 상기 봉지부 상에 위치할 수 있다.
상기 기판은 상부 절연기판, 하부 절연기판을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 리드는 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 제1 하부 도전 패턴, 제1 상부 비아, 및 제1 하부 비아를 포함할 수 있고, 상기 제2 리드는 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 제2 하부 도전 패턴, 제2 상부 비아, 및 제2 하부 비아를 포함할 수 있으며, 상기 제1 상부 도전 패턴 및 제2 상부 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판 상에 위치할 수 있고, 상기 제1 중간 도전 패턴 및 제2 중간 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판 사이에 개재되며, 상기 제1 하부 도전 패턴 및 제2 하부 도전 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치할 수 있고, 상기 제1 상부 비아는 및 제1 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 및 제1 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제2 상부 비아는 및 제2 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 및 제2 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다.
상기 기판은 방열 리드를 더 포함할 수 있고, 상기 방열 리드는 상부 방열 패턴, 하부 방열 패턴, 및 방열 비아를 포함하며, 상기 상부 방열 패턴은 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판의 사이에 개재되고, 상기 하부 방열 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하며, 상기 방열 비아는 상기 하부 절연기판을 관통하여 상기 상부 방열 패턴과 상기 하부 방열 패턴을 열적으로 연결할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 발광 다이오드의 측면을 덮는 수지부를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 장치는, 상기 발광 다이오드를 적어도 부분적으로 덮는 광 투과층을 더 포함하고, 상기 파장변환부는 상기 광 투과층 상에 위치하여 상기 발광 다이오드와 이격될 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 장치 제조 방법은, 제2 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층을 포함하며 근자외선 광을 방출하는 발광 구조체를 포함하는 발광 다이오드를 준비하고; 제1 리드 및 제2 리드를 포함하는 기판의 상기 제1 리드 상에 상기 발광 다이오드를 실장하고; 및 상기 발광 다이오드 상에 파장변환부를 형성하는 것을 포함하되, 상기 발광 다이오드는 반극성 또는 비극성의 성장면을 갖고, 상기 파장변환부는 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 상에 위치하는 제2 형광체층을 포함하는 다층 구조를 포함하며, 상기 발광 다이오드는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동된다.
상기 발광 다이오드를 준비하는 것은, 성장면이 비극성 또는 반극성인 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체를 형성하고; 상기 발광 구조체를 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층이 부분적으로 노출되는 적어도 하나의 홈을 형성하고; 상기 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮는 제2 전극을 형성하고; 상기 제2 전극을 덮되, 상기 적어도 하나의 홈을 통해 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함하는 절연층을 형성하고; 상기 적어도 하나의 홈에 노출된 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 전극을 형성하고; 상기 성장 기판을 상기 발광 구조체로부터 분리하고; 및 상기 발광 구조체의 일부를 제거하여 상기 제2 전극을 부분적으로 노출시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드를 준비하는 것은, 상기 제2 전극이 부분적으로 노출된 영역 상에 제2 전극 패드를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드는 상기 제1 리드 상에 실장되어 상기 제1 리드와 상기 제1 전극이 전기적으로 연결될 수 있고, 상기 제2 리드는 상기 제2 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제조 방법은, 상기 제2 리드와 상기 제2 전극 패드를 전기적으로 연결하는 와이어를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
다른 실시예들에 있어서, 상기 제조 방법은, 상기 파장변환부를 형성하기 전에, 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지부를 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 파장변환부는 상기 봉지부 상에 위치할 수 있다.
또한, 상기 파장변환부는 몰딩을 통해 형성될 수 있다.
상기 파장변환부를 형성하는 것은, 상기 봉지부 상에 레드 형광체를 포함하는 제1 형광체층을 몰딩하여 형성하고, 상기 제1 형광체층 상에 시안 형광체를 포함하는 제2 형광체층을 몰딩하여 형성하는 것을 포함할 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 파장변환부를 형성하는 것은, 상기 봉지부 상에 레드 형광체를 포함하는 제1 형광체층을 몰딩하여 형성하고, 상기 제1 형광체층 상에 그린 형광체를 포함하는 제2 형광체층을 몰딩하여 형성하고, 상기 제2 형광체층 상에 블루 형광체를 포함하는 제3 형광체층을 몰딩하여 형성하는 것을 포함할 수 있다.
상기 파장변환부를 형성하는 것은, 플레이트 형태의 파장변환부를 상기 발광 다이오드와 이격시켜 상기 발광 다이오드 상에 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 제조 방법은, 상기 기판 상에 상기 파장변환부를 지지하며, 상기 발광 다이오드를 둘러싸는 리플렉터를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드로부터 이격되며, 상기 발광 다이오드의 상면으로부터 상기 파장변환부의 하면까지의 이격 거리는 상기 발광 다이오드 두께의 0.5 내지 5.0 배일 수 있다.
청구항 19에 있어서, 상기 기판은 상부 절연기판, 하부 절연기판을 더 포함할 수 있고, 상기 제1 리드는 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 제1 하부 도전 패턴, 제1 상부 비아, 및 제1 하부 비아를 포함할 수 있고, 상기 제2 리드는 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 제2 하부 도전 패턴, 제2 상부 비아, 및 제2 하부 비아를 포함할 수 있으며, 상기 제1 상부 도전 패턴 및 제2 상부 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판 상에 위치하고, 상기 제1 중간 도전 패턴 및 제2 중간 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판 사이에 개재되며, 상기 제1 하부 도전 패턴 및 제2 하부 도전 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치할 수 있고, 상기 제1 상부 비아는 및 제1 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 및 제1 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결할 수 있고, 상기 제2 상부 비아는 및 제2 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 및 제2 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결할 수 있다.
나아가, 상기 기판은 방열 리드를 더 포함할 수 있고, 상기 방열 리드는 상부 방열 패턴, 하부 방열 패턴, 및 방열 비아를 포함할 수 있으며, 상기 상부 방열 패턴은 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판의 사이에 개재되고, 상기 하부 방열 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하며, 상기 방열 비아는 상기 하부 절연기판을 관통하여 상기 상부 방열 패턴과 상기 하부 방열 패턴을 열적으로 연결할 수 있다.
상기 발광 장치 제조 방법은, 상기 발광 다이오드의 측면을 덮는 수지를 형성하고, 상기 수지를 경화시켜 수지부를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 제조 방법은, 상기 발광 다이오드 및 상기 수지부를 적어도 부분적으로 덮는 광 투과층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 파장변환부는 상기 광 투과층 상에 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 발광 다이오드의 효율 드룹 및 발열이 개선되어 고전류 밀도에서 구동가능하며, 파장변환부 및 발광 다이오드의 파손이 효과적으로 방지되어 신뢰성이 우수하고, 균일한 백색광을 방출하여 발광 특성이 우수한 발광 장치가 제공될 수 있다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 12는 본 발명의 다른 실시예들에 따른 파장변환부들을 설명하기 위한 확대 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1 내지 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른, 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들 및 단면도들이다.
도 1을 참조하면, 성장 기판(110) 상에 발광 구조체(120)를 형성한다.
성장 기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 및 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함하는 질화물계 기판일 수 있다. 또한, 성장 기판(110)은 비극성 또는 반극성의 성장면을 갖는다.
특히, 본 실시예에 있어서, 성장 기판(110)은 m면의 패밀리면({1-100}) 중 적어도 하나 또는 a면의 패밀리면({11-20}) 중 적어도 하나를 성장면으로 갖는 질화물계 기판일 수 있다. 이와 달리, 성장 기판(110)은 (1122)와 같은 면(다만, 이에 한정되는 것은 아님)을 성장면으로 갖는 반극성 질화물계 기판일 수 있다. 나아가, 성장 기판(110)의 성장면은 비극성 또는 반극성의 결정면에서 소정의 오프컷 각을 가질 수도 있다.
다만, 본 발명의 성장 기판(110)은 상술한 질화물계 기판에 한정되는 것은 아니며, 사파이어 기판과 같은 이종 기판 중 반극성 또는 비극성 질화물계 반도체층을 성장시킬 수 있는 기판일 수도 있다. 예를 들어, 성장 기판(110)은 r면 사파이어 기판, m면 사파이어 기판, 또는 a면 사파이어 기판일 수도 있다.
발광 구조체(120)를 형성하는 것은, 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123), 및 제2 도전형 반도체층(125)은 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy) 또는 HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등의 기술을 이용하여 성장 기판(110) 상에 성장될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(121) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 불순물 (예를 들어, Si)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(125)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg)을 포함할 수 있다. 또한, 그 반대일 수도 있다. 나아가, 제1 도전형 반도체층(121) 및/또는 제2 도전형 반도체층(125)은 단일층일 수 있고, 또한 다중층을 포함할 수도 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(121) 및/또는 제2 도전형 반도체층(125)은 클래드층 및 컨택층을 포함할 수 있고, 초격자층을 포함할 수도 있다.
활성층(123)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있고, 원하는 광의 피크 파장에 따라 그 조성이 결정될 수 있다. 또한, 활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있다. 본 실시예에 있어서, 활성층(123)에서 방출되는 광은 자외선광을 포함할 수 있고, 예를 들어, 방출되는 광의 피크 파장이 380 내지 420nm의 범위 내에 있을 수 있다.
또한, 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 성장 기판(110)의 성장면의 결정면을 따라 성장될 수 있고, 이에 따라, 반극성 또는 비극성 특성을 가질 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 a면 또는 m면의 성장면(또는 주면)을 가질 수 있고, 또한, (1122)와 같은 반극성의 성장면을 가질 수도 있다. 상기 반도체층들(121, 123, 125)이 반극성 또는 비극성 특성을 가짐으로써, 발광 다이오드의 내부 양자 효율이 향상될 수 있고, 효율 드룹 정도가 감소할 수 있으며, 또한, 발광 시 발열이 상대적으로 감소할 수 있다.
도 2를 참조하면, 발광 구조체(120)를 부분적으로 제거하여 제1 도전형 반도체층(121)이 노출되는 적어도 하나의 홈(127)을 형성한다. 도 2의 (a)의 발광 구조체(120)의 상면을 도시하는 평면도이고, 도 2의 (b)는 (a)의 A-A선에 대응하는 부분의 단면을 도시한다.
적어도 하나의 홈(127)은 사진 및 식각 기술을 이용하여 발광 구조체(120)를 패터닝함으로써 형성될 수 있고, 적어도 하나의 홈(127) 내부에는 제2 도전형 반도체층(125)의 측면, 활성층(123)의 측면 및 제1 도전형 반도체층(121)의 상면이 부분적으로 노출될 수 있다. 적어도 하나의 홈(127)의 측면은 경사를 가질 수 있고, 도시된 바와 같이, 적어도 하나의 홈(127)의 측면의 경사각은 90°(점선으로 도시함)보다 작은 각일 수 있다.
적어도 하나의 홈(127)은 도시된 바와 같이 복수로 형성될 수 있고, 또한, 다양한 형태로 발광 구조체(120)에 배치될 수 있다. 도시된 바와 같이, 복수의 홈(127)은 닷 형태로 일정한 피치 간격을 갖도록 형성될 수도 있고, 이와 달리 복수의 스트라이프 형태 또는 닷 형태와 스트라이프 형태가 혼합된 형태로 형성될 수도 있다. 홈(127)이 복수로 형성되는 경우, 복수의 홈(127)들은 발광 구조체(120)의 전면에 걸쳐 형성될 수 있다. 이에 따라, 후술하는 바와 같이, 발광 다이오드 구동 시 전류 분산 효율이 향상될 수 있다.
도 3을 참조하면, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 제2 전극(130)을 형성한다.
제2 전극(130)은 제2 도전형 반도체층(125)의 상면을 적어도 부분적으로 덮을 수 있고, 제2 도전형 반도체층(125)에 전기적으로 접속될 수 있다. 특히, 제2 전극(130)은 적어도 하나의 홈(127)이 형성된 영역을 제외한 영역 상에 위치할 수 있다.
또한, 제2 전극(130)은 반사층(131) 및 상기 반사층(131)을 덮는 커버층(133)을 포함할 수 있다.
반사층(131)은 광을 반사시키는 기능을 할 수 있고, 또한, 제2 도전형 반도체층(125)과 전기적으로 연결되는 일종의 전극 기능을 할 수도 있다. 따라서, 반사층(131)은 높은 반사도를 가지면서 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 접촉을 형성할 수 있는 금속을 포함할 수 있다. 예를 들어, 반사층(131)은 Ni, Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Ag 및 Au 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 반사 금속층(131)은 단일층 또는 다중층을 포함할 수 있다. 반사층(131)은 제2 도전형 반도체층(125)의 상면 중 적어도 하나의 홈(127)이 형성된 영역을 제외한 영역 상에 위치할 수 있다. 또한, 반사층(131)은 제2 도전형 반도체층(125)의 상면 면적보다 작은 면적을 갖도록 형성될 수 있다.
특히, 반사층(131)은 제2 도전형 반도체층(125) 상면의 일부 영역 상에는 형성되지 않을 수 있다. 상기 일부 영역에 대응하는 부분은 제2 전극 패드(180)의 형성 영역으로 정의될 수 있고, 이와 관련하여서는 후술하여 상세하게 설명한다.
커버층(133)은 반사층(131)의 하면 및 측면을 덮을 수 있다. 커버층(133)은 반사층(131)과 다른 물질 간의 상호 확산을 방지할 수 있고, 이에 따라, 반사층(131)에 외부의 다른 물질이 확산되어 반사층(131)이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 커버층(133)은 발광 다이오드의 전체에 걸쳐 일체로 형성될 수 있고, 적어도 하나의 홈(127)에 대응하는 영역에 위치하는 적어도 하나의 개구부들을 포함할 수 있다.
나아가, 커버층(133)은 제2 도전형 반도체층(125)의 상면 중 반사층(131)이 형성되지 않은 일부 영역 상에도 형성될 수 있다. 상기 반사층(131)이 형성되지 않고, 커버층(133) 만이 형성된 영역에 대응하는 부분에 제2 전극 패드(180)가 형성될 수 있다. 이와 관련하여서는 후술하여 상세하게 설명한다.
커버층(133)은 반사층(131)과 함께 제2 도전형 반도체층(125)과 전기적으로 연결될 수 있고, 반사층(131)과 함께 일종의 전극 역할을 할 수 있다. 커버층(133)은, 예를 들어, Au, Ni, Ti, Cr 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층을 포함할 수도 있다.
상술한 바와 같이, 제2 전극(130)은 금속을 포함할 수 있고, 금속을 증착 및/또는 도금하여 형성할 수 있다. 제2 전극(130)이 다중층을 포함하는 경우, 각각의 층들을 단계적으로 적층함으로써 다중층 구조의 제2 전극(130)이 제공될 수 있다.
한편, 도 2 및 도 3의 순서는 제한되지 않으며, 제2 전극(130)을 먼저 형성한 후, 적어도 하나의 홈(127)을 형성할 수도 있다.
이어서, 도 4를 참조하면, 발광 구조체(120) 상에 제2 전극(130) 및 적어도 하나의 홈(127)을 덮는 절연층(140)을 형성할 수 있다. 특히, 절연층(140)은 적어도 하나의 홈(127)을 채워, 홈(127)의 측면을 덮을 수 있다.
절연층(140)은 SiNx 또는 SiO2 등을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 전자선 증착 또는 공지의 다른 증착 기술 등을 이용하여 형성할 수 있다. 절연층(140)은 다중층으로 형성될 수 있고, 예를 들어, 굴절률이 다른 유전체층들이 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다. 절연층(140)이 분포 브래그 반사기를 포함하는 경우, 제2 전극(130)에 의해 커버되지 않는 영역으로 향하는 광을 반사시킬 수 있어서, 발광 다이오드의 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다.
다음, 도 5를 참조하면, 발광 구조체(120) 상에 위치하고, 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결된 제1 전극(150)을 형성한다.
제1 전극(150)을 형성하는 것은, 절연층(140)을 부분적으로 제거하여 적어도 하나의 홈(127)에 대응하는 영역의 제1 도전형 반도체층(121)을 노출시키는 적어도 하나의 개구부(140a)를 형성하고, 상기 개구부를 채우며 절연층(140)을 덮는 제1 전극(140)을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 적어도 하나의 홈(127)의 측면은 절연층(140)에 덮여 있으며, 이에 따라, 제1 전극(150)과 제2 도전형 반도체층(125) 및 활성층(123)의 측면이 전기적으로 접속되는 것을 방지할 수 있다.
적어도 하나의 홈(127)이 복수로 형성되고, 발광 구조체(120)의 전면에 걸쳐 형성되는 경우, 제1 전극(150)은 제1 도전형 반도체층(121)에 전체적으로 골고루 접촉된다. 이에 따라, 발광 다이오드의 전류 분산 효율이 향상될 수 있다.
한편, 제1 전극(150)에서 절연층(140)의 적어도 하나의 홈(140a)을 채우는 부분과 절연층(140)의 상면을 덮는 부분은 별도로 형성될 수도 있고, 한번의 공정을 통해 일체로 형성될 수도 있다. 이때, 제1 전극(150)에서 적어도 하나의 홈(140a)을 채우는 부분과 절연층(140)의 상면을 덮는 부분은 별도로 형성되는 경우, 서로 다른 물질을 포함할 수도 있다.
제1 전극(150)은 제1 도전형 반도체층(121)과 전기적으로 연결될 수 있는 물질을 포함할 수 있으며, 특히, 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택을 형성할 수 있는 금속 물질을 포함할 수 있다. 나아가, 제1 전극(150)은 자외선 광에 대해서 높은 반사율을 갖는 금속 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(150)은 Ti, Ni, Au, Ag, Al, Cu 등을 포함할 수 있다. 제1 전극(150)에서 절연층(140)의 적어도 하나의 홈(140a)을 채우는 부분과 절연층(140)의 상면을 덮는 부분은 서로 다른 물질로 형성되는 경우, 적어도 하나의 홈(140a)을 채우는 부분은 제1 도전형 반도체층(121)과 오믹 컨택을 형성할 수 있는 금속 물질을 포함하고, 상기 절연층(140)의 상면을 덮는 부분은 고반사성 금속 물질을 포함할 수도 있다.
절연층(140)의 적어도 하나의 개구부(140a)는 사진 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있고, 제1 전극(140)은 증착 및 리프트 오프 기술 등을 이용하여 형성할 수 있다.
도 6을 참조하면, 발광 구조체(120) 상에 지지 기판(170)을 형성하되, 상기 지지 기판(170)과 제1 전극(150) 사이에 본딩층(160)을 더 형성할 수 있다.
본딩층(160)은 지지 기판(170)과 제1 전극(150)을 본딩하기 위하여 개재될 수 있으며, 이들을 본딩할 수 있으면 한정되지 않는다. 예를 들어, AuSn을 이용하여 제1 전극(150)과 지지 기판(170)을 공정 본딩할 수 있고, 이에 따라, 본딩층(160)은 AuSn을 포함할 수 있다. AuSn을 이용한 공정 본딩은, AuSn을 AuSn의 공정 온도(Eutectic temperature, 약 280℃) 이상의 온도(예컨대, 약 350℃)로 가열한 후, 상기 가열된 AuSn을 제1 전극(150)과 지지 기판(170) 사이에 배치하고, 상기 AuSn을 냉각시켜 수행될 수 있다.
또한, 본딩층(160)은 제1 전극(150)과 지지 기판(170)을 전기적으로 연결할 수 있고, 이에 따라, 지지 기판(170)과 제1 도전형 반도체층(121)은 전기적으로 접속될 수 있다. 이 경우, 지지 기판(170)은 제1 전극(150)에 전기적으로 연결된 전극 패드와 같은 역할을 할 수 있다. 지지 기판(170)이 전극 패드와 같은 역할을 하는 경우, 지지 기판(170)이 별도의 2차 기판과 접착됨으로써 발광 다이오드가 상기 별도의 2차 기판 상에 실장될 수 있다. 이때, 지지 기판(170)은 발광 다이오드의 전면에 걸쳐 형성되므로, 발광 다이오드 구동 시 발생하는 열을 효과적으로 2차 기판으로 전도시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드는 고전류로 구동되더라도 효과적으로 열을 방출시킬 수 있어, 신뢰성이 우수하다.
다음, 도 7을 참조하면, 발광 구조체(120)로부터 성장 기판(110)을 분리한다.
성장 기판(110)은, 예를 들어, 레이저 리프트 오프, 화학적 리프트 오프, 또는 응력 리프트 오프 등 다양한 방법으로 제거될 수 있다. 성장 기판(110)을 제거하는 방법에 따라, 발광 구조체(120)와 성장 기판(110) 사이에 추가적인 층들이 더 개재될 수 있다. 예를 들어, 성장 기판(110)이 발광 구조체(120)와 동종의 질화물 기판인 경우, 성장 기판(110)과 발광 구조체(120) 사이에 희생층(미도시)이 더 개재될 수 있다. 이때, 상기 희생층의 일부를 화학적으로 제거하여 성장 기판(110)을 발광 구조체(120)로부터 분리할 수도 있고, 상기 희생층에 응력을 가하여 성장 기판(110)을 발광 구조체(120)로부터 분리할 수도 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이어서, 도 8의 (a)는 발광 구조체(120)의 상면을 도시하는 평면도이고, 도 8의 (b)는 (a)의 B-B선에 대응하는 부분을 도시하는 단면도이다. 도 8을 참조하면, 발광 구조체(120)를 부분적으로 제거하여 제2 전극(130)의 일부, 특히 커버층(133)이 노출되는 영역(120a)을 형성할 수 있다. 나아가, 발광 구조체(120)에서 성장 기판(110)이 분리되어 노출된 표면 상에 러프니스(121a)를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
커버층(133)이 노출되는 영역(120a)은 사진 및 식각 공정을 통해 형성될 수 있다. 한편, 제1 도전형 반도체층(121)의 상면에 러프니스(121a)를 형성하는 것은 습식 및/또는 건식 식각을 수행하는 것을 포함할 수 있고, 예를 들어, PEC(Photo-Enhanced Chemical) 식각을 이용할 수 있다.
상술한 바와 같이, 제2 전극(130)이 노출되는 부분에는 반사층(131)이 노출되지 않고, 커버층(133)만 노출된다. 따라서 반사층(131)이 외부로 노출되어 확산에 의해 반사 특성이 저하되는 것을 방지할 수 있다.
도 9을 참조하면, 반사 금속층(130)이 노출된 영역(120a) 상에 제2 전극(180)을 형성한다. 제2 전극(180)은 증착 및 리프트 오프 기술을 이용하여 형성될 수 있으며, 반사 금속층(130)과 접촉되어 전기적으로 접속된다. 이에 따라, 도 9에 도시된 바와 같은 발광 다이오드(100)가 제공된다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치 및 그 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
상기 발광 장치는 발광 다이오드(100)를 준비하고, 발광 다이오드(100)를 기판(210) 상에 실장하고, 발광 다이오드(100)와 이격된 파장변환부(240)를 형성하여 제공될 수 있다. 이하, 각각의 구성 및 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 발광 장치는, 기판(210), 발광 다이오드(100) 및 파장변환부(240)를 포함한다. 나아가, 상기 발광 장치는, 리플렉터(220), 봉지부(230) 및 와이어(260)를 더 포함할 수 있다.
기판(210)은 발광 다이오드(100)가 실장될 수 있는 지지판 역할을 할 수 있고, 나아가, 발광 다이오드(100)에 외부 전원을 연결할 수 있는 역할도 할 수 있다. 예를 들어, 기판(210)은 제1 리드(211) 및 제2 리드(213)를 포함할 수 있고, 또한, 제1 및 제2 리드(211, 213)의 사이에 위치하여 이들을 절연시키는 절연부(215)를 더 포함할 수 있다.
제1 리드(211)와 제2 리드(213)는 서로 이격되어 배치될 수 있고, 각각 서로 다른 극성으로 외부 전원과 연결될 수 있다. 따라서, 제1 리드(211)와 제2 리드(213)는 전기적 도전성을 가지며, 열 전도성이 우수한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, Al, Ag, Cu, Ni 등과 같은 금속을 포함할 수 있다.
리플렉터(220)는 기판(210) 상에 위치할 수 있고, 기판(210)의 외곽 테두리를 따라 배치되어 중앙에 제1 리드(211) 및 제2 리드(213) 중 적어도 하나를 노출시키는 캐비티를 포함할 수 있다. 리플렉터(220)의 내측 측면은 경사질 수 있고, 상기 측면의 기울기는 기판(210)의 상면에 대해서 30 내지 60°일 수 있다.
리플렉터(220)는 발광 다이오드(100)에서 방출된 광을 반사시켜 발광 장치의 발광 효율을 향상시키는 역할을 하므로, 방출 광에 대한 반사도가 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 리플렉터(220)는 EMC와 같은 고반사성 폴리머, 고반사성 세라믹 물질, 또는 Al, Ag와 같은 고반사성 금속 물질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 기판(210)과 리플렉터(220)는 일체로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 하우징 방식을 통해 기판(210)과 리플렉터(220)를 형성할 수도 있다. 즉, 기판(210)과 리플렉터(220)는, 상부에 캐비티를 포함하는 하우징을 형성하여 리플렉터(220)와 기판(210)의 베이스 기판을 제공하고, 상기 캐비티에 노출되는 제1 리드 및 제2 리드가 노출되는 형태로 제공될 수도 있다.
다만, 본 발명의 기판(210)과 리플렉터(220)는 상술한 바에 한정되지 않는다.
발광 다이오드(100)는 도 1 내지 도 9의 실시예에 따른 발광 다이오드(100)와 동일한 발광 다이오드일 수 있다. 따라서, 발광 다이오드(100)는 그 하면을 전체적으로 커버하는 제1 전극(150)과, 그 상부에 위치하는 제2 전극 패드(180)를 포함한다.
발광 다이오드(100)는 기판(210) 상에 실장되며, 제1 전극(150)은 제1 리드(211)와 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극 패드(180)는 제2 리드(213)와 전기적으로 연결될 수 있다. 특히, 발광 다이오드(100)는 제1 리드(211) 상에 위치할 수 있고, 이에 따라, 제1 전극(150)과 제1 리드(211)는 접촉을 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 전극 패드(180)는 와이어(260)를 통해 제2 리드(213)와 전기적으로 연결될 수 있다.
나아가, 발광 다이오드(100)는 접착층(250)을 통해 제1 리드(150) 상에 실장될 수 있다. 접착층(250)은 발광 다이오드(100)와 제1 리드(150)를 접착할 수 있는 층이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 접착층(250)은 솔더, 도전성 접착제 또는 공정 본딩된 AuSn을 포함할 수 있다. 특히, 접착층(250)이 솔더 또는 공정 본딩된 AuSn을 포함하는 경우, 발광 다이오드 구동 시 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방출시킬 수 있다.
도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 바와 같이, 발광 다이오드(100)는 반극성 또는 비극성의 발광 구조체(120)를 포함하고, 구조적으로 적어도 하나의 홈(127)을 포함하는 수직형 발광 다이오드의 형태를 갖는다. 이러한 발광 다이오드(100)는 효율 드룹이 상대적으로 감소되고, 구동 시 발열도 감소된다. 또한, 본 실시예에서, 발광 다이오드(100)는 제1 리드(211) 상에 실장되고, 발광 다이오드(100)의 전면에 걸쳐 형성된 제1 전극(150)이 제1 리드(211)와 접촉되므로, 구동 시 방열 효율이 우수한다. 따라서, 발광 다이오드(100)를 포함하는 본 실시예의 발광 장치는 고전류에서도 동작이 가능하고, 예를 들어, 상기 발광 장치는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동 가능하다. 이에 따라, 고출력의 광을 방출하면서도, 발열로 인한 불량 및 파손이 방지될 수 있는 발광 장치가 제공될 수 있다.
파장변환부(240)는 발광 다이오드(100) 상에 위치하되, 발광 다이오드(100)와 이격되어 위치한다. 또한, 파장변환부(240)는 다층 구조를 포함할 수 있다.
파장변환부(240)는 다양한 종류의 형광체를 포함할 수 있고, 이하, 도 12를 참조하여 본 발명의 다양한 실시예에 따른 파장변환부(240)들을 설명한다.
도 12의 (a)를 참조하면, 파장변환부(240)는 레드 형광체(R)와 시안 형광체(C)를 포함할 수 있다. 레드 형광체(R)와 시안 형광체(C)는 수지 내에 담지되어 불규칙하게 배치될 수 있다. 상기 수지는 에폭시 수지나 아크릴 수지와 같은 폴리머 수지, 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 형광체를 분산시키는 매트릭스 역할을 할 수 있다. 레드 형광체(R)와 시안 형광체(C)는 통상의 기술자에게 널리 알려진 다양한 형광체들을 포함할 수 있고, 가넷형 형광체, 알루미네이트 형광체, 황화물 형광체, 산질화물 형광체, 질화물 형광체, 불화물계 형광체, 규산염 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 레드 형광체(R)는 CaAlSiN3:Eu2 +을 포함할 수 있고, 시안 형광체(C)는 M2MgSi2O7:Eu2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종)을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 레드 형광체(R)와 시안 형광체(C) 각각은 발광 다이오드(100)에서 방출되는 자외선광을 적색계열의 광과 시안계열의 광으로 파장 변환시켜, 상기 발광 장치가 백색광을 방출하도록 할 수 있다.
레드 형광체는 CaAlSiN3:Eu2 +형광체 이외에, 예를 들면, SrAlSi4O7:Eu2 +, M2Si5N8:Eu2+(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종), MSiN2:Eu2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종), MSi2O2N2:Yb2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종), Y2O2S:Eu3 +,Sm3 +, La2O2S:Eu3 +,Sm3 +, CaWO4:Li1 +,Eu3 +,Sm3 +, M2SiS4:Eu2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종), LaCuO2 -σ:Eu3 +,Ba2 + 등을 포함할 수 있다.
시안형광체는 M2MgSi2O7:Eu2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종) 형광체 이외에, 예를 들면, SrSi5AlO2N7:Eu2 +, BaSi2O2N2:Eu2 +, BaAl2O4:Eu2 +, BaZrSi3O9:Eu2+, M2SiO4:Eu2 +(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종), M2SiS4:Eu2+(M = Ba, Sr 및 Ca로부터 선택되는 적어도 1종)등의 발광 중심으로서 Eu2 +를 이용한 형광체를 이용할 수 있다. 또한, CaSi12 -(m+n)Al(m+n)OnN16 -n:Ce3 + 등을 포함할 수 있다.
도 12의 (b)를 참조하면, 파장변환부(240)는 레드 형광체(R)를 포함하는 제1 형광체층(241) 및 제1 형광체층(241) 상에 위치하며 시안 형광체(C)를 포함하는 제2 형광체층(242)을 포함할 수 있다.
각각의 형광체층(241, 242)에 있어서, 레드 형광체(R)와 시안 형광체(C)는 수지 내에 담지되어 불규칙하게 배치될 수 있다. 발광 다이오드에서 방출된 자외선 광은 제1 형광체층(241)에 의해 적색계열의 광으로 변환되고, 제2 형광체층(242)에 의해 시안계열의 광으로 변환된다. 적색계열의 광은 시안계열의 광보다 장파장에 해당하므로, 제1 형광체층(241)에 의해 변환된 광이 제2 형광체층(242)에 의해 다시 변환되는 것이 방지될 수 있다. 따라서, 파장변환부(240) 내에서 의도하지 않은 파장변환이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 파장변환부(240)가 제1 형광체층(241) 및 제2 형광체층(242)을 포함하는 다층 구조로 형성됨으로써, 발광 다이오드(100)에서 방출되는 광의 편광 특성에 따른 광의 불균일성이 해소될 수 있다. 구체적으로 설명하면, 상술한 바와 같이 발광 구조체(120)의 반극성 또는 비극성 특성에 의해 발광 다이오드(100)에서 방출된 광은 편광 특성을 갖는다. 본 실시예에 따르면, 상기 편광 특성을 갖는 광이 제1 형광체층(241)에서 1차로 파장 변환되고, 제1 형광체층(241) 상에 위치하는 제2 형광체층(242)에서 2차로 파장 변환되므로, 편광 특성으로 반사율이 달라져 방출 광이 불균일해지는 것을 방지할 수 있다.
도 12의 (c)를 참조하면, 파장변환부(240)는 (b)의 경우와 대체로 유사하나, 제1 형광체층(241)이 복수의 돌출부 및 오목부를 포함하는 점에서 차이가 있다. 제1 형광체층(241)이 돌출부와 오목부를 포함함으로써, 제1 형광체층(241)과 제2 형광체층(242) 사이의 계면에서 광을 산란시키고, 또한, 광이 반사되는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 발광 장치의 발광 효율이 더욱 향상될 수 있다.
도 12의 (d)를 참조하면, 파장변환부(240)는 레드 형광체(R)와 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B)를 포함할 수 있다. 레드 형광체(R)와 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B)는 수지 내에 담지되어 불규칙하게 배치될 수 있다. 상기 수지는 에폭시 수지나 아크릴 수지와 같은 폴리머 수지, 또는 실리콘 수지를 포함할 수 있으며, 형광체를 분산시키는 매트릭스 역할을 할 수 있다. 레드 형광체(R)와 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B)는 통상의 기술자에게 널리 알려진 다양한 형광체들을 포함할 수 있고, 예를 들어, 가넷형 형광체, 알루미네이트 형광체, 황화물 형광체, 산질화물 형광체, 질화물 형광체, 불화물계 형광체, 규산염 형광체 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
레드 형광체(R)와 그린 형광체(G) 및 블루 형광체(B) 각각은 발광 다이오드(100)에서 방출되는 자외선광을 적색계열의 광, 녹색계열의 광 및 청색계열의 광으로 파장 변환시켜, 상기 발광 장치가 백색광을 방출하도록 할 수 있다.
도 12의 (e)를 참조하면, 파장변환부(240)는 레드 형광체(R)를 포함하는 제1 형광체층(241), 그린 형광체(G)를 포함하는 제3 형광체층(243), 및 블루 형광체(B)를 포함하는 제4 형광체층(244)을 포함할 수 있다.
각각의 형광체층(241, 243, 244)에 있어서, 형광체들(R, G, B)은 수지 내에 담지되어 불규칙하게 배치될 수 있다. 발광 다이오드에서 방출된 자외선 광은 제1 형광체층(241)에 의해 적색계열의 광으로 변환되고, 제3 형광체층(243)에 의해 녹색계열의 광으로 변환되며, 제4 형광체층(244)에 의해 청색계열의 광으로 변환된다. 적색계열의 광은 녹색계열의 광보다 장파장이고, 녹색계열의 광은 청색계열의 광보다 장파장에 해당하므로, 제1 형광체층(241)에 의해 변환된 광이 제3 형광체층(243) 및/또는 제4 형광체층(244)에 의해 다시 변환되는 것과, 제3 형광체층(243)에 의해 변환된 광이 제4 형광체층(244)에 의해 다시 변환되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 파장변환부(240) 내에서 의도하지 않은 파장변환이 발생하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 파장변환부(240)가 제1 형광체층(241), 제3 형광체층(243) 및 제4 형광체층(244)을 포함하는 다층 구조로 형성됨으로써, 발광 다이오드(100)에서 방출되는 광의 편광 특성에 따른 광의 불균일성이 해소될 수 있다.
한편, 제1 형광체층(241)과 제3 형광체층(243) 각각은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부 및 오목부(미도시)를 포함할 수도 있다. 이 경우, 형광체층들 간의 계면에 발생하는 광의 반사를 방지할 수 있다.
본 발명은 상술한 다양한 형태의 파장변환부(240)를 포함함으로써, 상기 발광 장치의 광 균일성을 향상시킬 수 있다. 이에 따라, 상기 발광 장치가 조명 용도로 적용될 때, 발광 특성이 우수한 조명 장치가 제공될 수 있다.
다시 도 10을 참조하면, 파장변환부(240)는 발광 다이오드(100)와 이격되어 배치될 수 있다. 파장변환부(240)와 발광 다이오드(100)가 소정 거리로 이격되어 배치됨으로써, 발광 다이오드(100) 구동 시 발생하는 열에 의해 파장변환부(240)가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 발광 다이오드(100)는 350mA/mm2 이상의 고밀도의 전류에서 구동되어 발열 정도가 크므로, 파장변환부(240)를 발광 다이오드(100)로부터 이격시킴으로써 파장변환부(240)가 열에 의해 손상되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
이때, 발광 다이오드(100)와 파장변환부(240) 간의 이격 거리(D)는 발광 다이오드(100) 두께(T)의 0.5 내지 5.0배일 수 있다. 즉, D = (0.5 ~ 5.0)×T의 관계가 성립될 수 있다.
한편, 파장변환부(240)는 몰딩 방식을 통해 형성될 수도 있고, 세라믹 플레이트 또는 형광체 시트와 같은 미리 제조된 플레이트 형태의 파장변환부(240)를 발광 다이오드(100) 상에 배치시킴으로써 제공될 수도 있다.
파장변환부(240)를 몰딩 방식으로 형성하는 경우, 파장변환부(240)를 형성하기 전에 발광 다이오드(100)를 봉지하는 봉지부(230)를 더 형성할 수 있다. 봉지부(230)는 광 투과성을 가지며, 몰딩 또는 도팅 등의 방법을 이용하여 발광 다이오드(100)를 봉지하도록 형성될 수 있다. 파장변환부(240)는 봉지부(230) 상에 형성될 수 있으며, 공지의 몰딩 방식을 통해 형성될 수 있다. 또한, 파장변환부(240)는 복수의 몰딩 단계를 거쳐 형성될 수 있으며, 이 경우 다층 구조의 파장변환부(240)가 제공될 수 있다. 예컨대, 도 12의 (b), (c) 및 (e)와 같은 구조의 파장변환부(240)는 복수의 몰딩 단계를 거쳐 제공될 수 있다.
한편, 플레이트 형태의 파장변환부(240)를 발광 다이오드(100) 상에 배치하는 것은, 봉지부(230) 상에 파장변환부(240)를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 이때, 봉지부(230)와 파장변환부(240) 사이에 접착제가 더 개재될 수 있다. 이 경우, 파장변환부(240)는 발광 장치와는 별도로 제조된다.
이와 달리, 도 11에 도시된 바와 같이, 파장변환부(240a)는 리플렉터(230)에 안착되는 형태로 배치될 수도 있다.
도 11을 참조하면, 파장변환부(240a)는 플레이트 형태로 제공되며, 리플렉터(230)에 의해 지지되어 발광 다이오드(100)와 이격된다. 이때, 리플렉터(230)는 파장변환부(240a)를 안정적으로 지지하도록, 그 측면에 형성된 단부(221)를 더 포함할 수 있다. 도 11에 따른 발광 장치의 경우, 봉지부(230)는 생략될 수도 있다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
상기 발광 장치는 발광 다이오드(100)를 준비하고, 발광 다이오드(100)를 기판(300) 상에 실장하고, 발광 다이오드(100)의 측면을 덮는 수지부(350)를 형성하고, 발광 다이오드(100)와 이격된 파장변환부(240)를 형성하여 제공될 수 있다. 이하, 각각의 구성 및 제조 방법에 대하여 상세하게 설명한다.
상기 발광 장치는, 기판(300), 발광 다이오드(100) 및 파장변환부(370)를 포함한다. 나아가, 상기 발광 장치는, 수지부(350), 봉지부(390), 접착층(355) 및 와이어(380)를 더 포함할 수 있다.
기판(300)은 절연기판(310), 제1 리드(320), 제2 리드(330)를 포함할 수 있고, 나아가 방열 리드(340)를 더 포함할 수 있다. 절연기판(310)은 상부 절연기판(311) 및 하부 절연기판(313)을 포함할 수 있다. 제1 리드(320)는 제1 상부 도전 패턴(321), 제1 상부 비아(322), 제1 중간 도전 패턴(323), 제1 하부 비아(324) 및 제1 하부 도전 패턴(325)를 포함할 수 있고, 제2 리드(330)는 이와 유사하게 제2 상부 도전 패턴(331), 제2 상부 비아(332), 제2 중간 도전 패턴(333), 제2 하부 비아(334) 및 제2 하부 도전 패턴(335)를 포함할 수 있다. 방열 리드(340)는 상부 방열 패턴(341), 방열 비아(342), 하부 방열 패턴(343)을 포함할 수 있다. 이하, 기판(300)의 구성 및 구조와 관련하여 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
도면을 참조하면, 상부 절연기판(311)과 하부 절연기판(313)은 상하로 적층된 형태로 배치될 수 있다. 상부 절연기판(311)과 하부 절연기판(313)은 절연성 물질을 포함할 수 있고, 또한, 열전도율이 높은 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 고 열전도성 폴리머 물질 및/또는 세라믹 물질을 포함할 수 있다.
제1 상부 도전 패턴(321) 및 제2 상부 도전 패턴(331)은 상부 절연기판(311) 상에 서로 이격되어 위치할 수 있다. 제1 상부 도전 패턴(321)은 발광 다이오드(100)가 실장되는 영역을 제공할 수 있고, 또한, 발광 다이오드(100)의 제1 전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 상부 도전 패턴(331)은 발광 다이오드(100)의 제2 전극 패드(180)와 와이어(380)를 통해 전기적으로 연결될 수 있다. 한편, 제1 및 제2 상부 도전 패턴(321, 331) 간의 이격 영역에는 절연 물질이 더 형성될 수도 있다.
제1 중간 도전 패턴(323)과 제2 중간 도전 패턴(333)은 상부 절연기판(311)의 아래에 위치할 수 있고, 이에 따라, 상부 절연기판(311)과 하부 절연기판(313)에 개재될 수 있다. 제1 중간 도전 패턴(323)과 제2 중간 도전 패턴(333)은 각각 상부 절연기판(311)을 관통하는 제1 상부 비아(322)와 제2 상부 비아(332)를 통해 제1 상부 도전 패턴(321) 및 제2 상부 도전 패턴(331)에 전기적으로 연결된다.
상부 절연기판(311)과 하부 절연기판(313)의 사이에는 상부 방열 패턴(341)이 배치될 수 있다. 상부 방열 패턴(341)은 제1 중간 도전 패턴(323) 및 제2 중간 도전 패턴(333)과 이격되어 전기적으로 절연될 수 있다. 또한, 상부 방열 패턴(341), 제1 중간 도전 패턴(323) 및 제2 중간 도전 패턴(333)이 서로 이격된 영역에는 절연 물질이 더 형성될 수도 있다. 나아가, 상부 방열 패턴(341)은 제1 및 제2 중간 도전 패턴(323, 333)의 사이에 위치할 수 있다.
특히, 상부 방열 패턴(341)은 발광 다이오드(100)의 하부에 위치할 수 있고, 이에 따라, 발광 다이오드(100) 동작 시 발생하는 열이 효과적으로 상부 방열 패턴(341)으로 전도되어 발광 다이오드(100)의 열 방출 효율이 향상될 수 있다.
제1 하부 도전 패턴(325)과 제2 하부 도전 패턴(335)은 하부 절연기판(313)의 아래에 위치할 수 있다. 제1 하부 도전 패턴(325)과 제2 하부 도전 패턴(335)은 각각 하부 절연기판(313)을 관통하는 제1 하부 비아(324)와 제2 하부 비아(334)를 통해 제1 중간 도전 패턴(323) 및 제2 중간 도전 패턴(333)에 전기적으로 연결된다.
따라서 제1 하부 도전 패턴(325) 및 제2 하부 도전 패턴(335)은 각각 제1 상부 도전 패턴(321) 및 제2 상부 도전 패턴(331)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 상기 발광 장치가 추가적인 기판(예컨대, 인쇄회로기판) 등에 실장되는 경우, 제1 하부 도전 패턴(325) 및 제2 하부 도전 패턴(335)은 외부 전원에 연결되어 발광 다이오드(100)에 전원을 공급하는 역할을 할 수 있다.
하부 방열 패턴(343)은 하부 절연기판(313)의 하면 상에 위치할 수 있다. 하부 방열 패턴(343)은 제1 하부 도전 패턴(325) 및 제2 하부 도전 패턴(335)과 이격되어 전기적으로 절연될 수 있다. 나아가, 하부 방열 패턴(343)은 방열 비아(342)를 통해 상부 방열 패턴(341)과 연결될 수 있고, 따라서 상부 방열 패턴(341)으로 전도된 열은 방열 비아(342)를 통해 하부 방열 패턴(343)으로 전도될 수 있다. 특히, 방열 비아(342)는 하부 절연기판(313)을 수직 방향으로 관통하여 배치되어, 하부 방열 패턴(343)은 상부 방열 패턴(341)의 아래에 위치할 수 있다. 또한, 하부 방열 패턴(343)은 제1 및 제2 하부 도전 패턴(325, 335)의 사이에 위치할 수 있다.
방열 리드(340)는 히트 싱크와 유사한 역할을 할 수 있고, 따라서 발광 다이오드(100)의 동작 시 발생하는 열을 효과적으로 방출할 수 있도록 한다. 예를 들어, 상기 발광 장치가 추가적인 기판(예컨대, 인쇄회로기판) 등에 실장되는 경우, 방열 리드(340), 특히 하부 방열 패턴(343)은 상기 추가적인 기판의 방열 부재에 접속될 수 있다.
제1 리드(320), 제2 리드(330)는 전기 전도성이 우수한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, Ni, Pt, Pd, Rh, W, Ti, Al, Ag, Au, Cu 등의 금속 물질을 증착 및/또는 도금하여 형성할 수 있다. 특히, 제1 및 제2 상부 도전 패턴(321, 331)은 전기 전도성에 더하여 고 반사성 물질을 포함할 수 있고, 예컨대, Au, Al, Ag 등을 포함할 수 있다. 방열 리드(340)는 열전도성이 우수한 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, W, Au 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
발광 다이오드(100)는 도 1 내지 도 9의 실시예에 따른 발광 다이오드(100)와 동일한 발광 다이오드일 수 있다. 따라서, 발광 다이오드(100)는 그 하면을 전체적으로 커버하는 제1 전극(150)과, 그 상부에 위치하는 제2 전극 패드(180)를 포함한다.
발광 다이오드(100)는 제1 리드(320) 상에 실장될 수 있으며, 제1 전극(150)은 제1 상부 도전 패턴(321)과 전기적으로 연결될 수 있고, 제2 전극 패드(180)는 제2 상부 도전 패턴(331)과 전기적으로 연결될 수 있다.
나아가, 발광 다이오드(100)는 접착층(355)을 통해 제1 리드(150) 상에 실장될 수 있다. 접착층(355)은 발광 다이오드(100)와 제1 리드(150)를 접착할 수 있는 층이면 제한되지 않으며, 예를 들어, 접착층(355)은 솔더, 도전성 접착제 또는 공정 본딩된 AuSn을 포함할 수 있다. 특히, 접착층(355)이 솔더 또는 공정 본딩된 AuSn을 포함하는 경우, 발광 다이오드 구동 시 발생하는 열을 더욱 효과적으로 방출시킬 수 있다.
수지부(350)는 발광 다이오드(100)의 측면의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
수지부(350)는 에폭시 수지, 아크릴 수지 또는 이미드 수지와 같은 폴리머 수지 및 실리콘 수지 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 또한, 광 투과성, 반투과성 또는 광 반사성 특성을 가질 수 있다. 나아가, 수지부(350)는 확산제 등을 더 포함하여, 광을 산란시킬 수도 있다. 수지부(350)는 발광 다이오드(100)의 측면 상에 수지를 도포한 후 경화시킴으로써 제공될 수 있고, 원하는 위치에 수지부(350)를 형성하기 위하여 마스크를 이용할 수도 있다.
수지부(350)가 광 투과성을 갖는 경우, 수지부(350)는 확산제를 포함할 수 있고, 또한, 수지부(350)의 굴절률은 질화물 반도체층보다 낮을 수 있다. 발광 다이오드의 외부면에서 광이 내부로 전반사되는 확률을 감소시킬 수 있다. 또한, 수지부(350)과 확산제를 포함하는 광 투과성 물질인 경우, 측면으로 향하는 광자의 비율이 높아질 수 있으므로, 발광 장치의 지향 분포가 넓어질 수 있다. 한편, 수지부(350)과 광 반사성 특성을 갖는 경우, 발광 다이오드(100)에서 방출된 광을 상부로 반사시키는 역할을 할 수 있다. 따라서, 발광 장치에서 얻고자하는 지향 특성 등을 고려하여, 수지부(350)의 특성이 조절될 수 있다.
나아가, 수지부(350)의 외부 측면은, 도시된 바와 같이, 경사를 가질 수 있다. 수지부(350)의 측면에 경사가 형성됨으로써, 봉지부(390)와 외부의 계면에서 내부로 다시 전반사되는 광을 효율적으로 반사시킬 수 있어서, 발광 장치의 발광 효율이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명의 수지부(350)를 구성하는 물질 및 수지부(350)의 형태는 상술한 바에 한정되지 않는다.
파장변환부(370)는 발광 다이오드(100) 상에 위치하되, 발광 다이오드(100)와 이격되어 위치한다. 이때, 파장변환부(370)와 발광 다이오드(100)가 이격되도록, 발광 다이오드(100)와 파장변환부(370) 사이에는 광투과층(360)이 더 배치될 수 있다.
파장변환부(370)는 도 10을 참조하여 설명한 파장변환부(240)와 대체로 유사한바, 이하 상세한 설명은 생략한다.
광투과층(360)은 광 투과성을 가지며, 질화물 반도체층의 굴절률보다 낮고, 파장변환부(240)의 굴절률보다 높은 굴절률을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 광투과층(360)은 파장변환부(240)와 발광 다이오드(100) 간의 굴절률 그레이딩층과 유사한 역할을 하여, 각각의 계면들에서 광이 전반사되는 확률을 감소시킬 수 있다. 예를 들어, 광투과층(360)은 SiO2, SiNx 등과 같은 물질을 포함할 수 있고, 나아가, 확산제 등을 더 포함할 수도 있다.
이와 같이, 광투과층(360)에 의해 발광 다이오드(100)와 파장변환부(370)는 소정 거리로 이격될 수 있으며, 따라서 광투과층(360)의 두께는 발광 다이오드(100)와 파장변환부(370)의 이격 거리에 대응된다. 이때, 광투과층(360)의 두께(발광 다이오드(100)와 파장변환부(370) 간의 이격 거리)는 발광 다이오드(100) 두께의 0.5 내지 5.0배일 수 있다.
본 실시예에 따른 파장변환부(370)와 광투과층(360)은 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치된 것으로 설명되나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 도 14에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(100)를 전체적으로 덮도록 형성될 수도 있다. 도 14를 참조하면, 광투과층(360)은 발광 다이오드(100)를 덮을 수 있고, 나아가, 수지부(350)를 더 덮을 수 있다. 파장변환부(370)는 광투과층(360) 상에 형성될 수 있다.
광투과층(360)이 발광 다이오드(100)를 전반적으로 덮도록 형성됨으로써, 외부로부터 발광 다이오드(100)를 보호할 수 있다. 또한, 파장변환부(370)가 광투과층(360) 상에 형성되어, 발광 다이오드(100)에서 방출된 광이 대부분 파장변환부(370)로 입사된다. 따라서 발광 다이오드(100)에서 방출된 자외선 광이 파장변환부(370)에 의해 파장변환되지 않고 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있고, 대부분의 자외선 광이 파장변환부(370)를 거치게 되어 발광 장치에서 방출되는 가시광선 광량을 향상시킬 수 있다.
다시, 도 13을 참조하면, 봉지부(390)는 기판(300) 상에 형성되며, 발광 다이오드(100)를 봉지할 수 있다. 봉지부(390)는 폴리머 또는 실리콘 수지를 몰딩 또는 도팅하여 형성할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반극성 또는 비극성 특성을 갖는 발광 구조체를 포함하는 발광 다이오드가 적용된 발광 장치가 제공된다. 이에 따라, 발광 다이오드의 효율 드룹 및 발열이 개선되어 350mA/mm2이상의 전류 밀도에서 구동가능하며, 파장변환부 및 발광 다이오드의 파손이 효과적으로 방지되어 신뢰성이 우수하고, 균일한 백색광을 방출하여 발광 특성이 우수한 발광 장치가 제공될 수 있다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.

Claims (34)

  1. 제1 리드 및 제2 리드를 포함하는 기판;
    상기 기판의 제1 리드 상에 위치하고, 제2 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층을 포함하며, 근자외선 광을 방출하는 발광 다이오드; 및
    상기 발광 다이오드 상에 위치하는 파장변환부를 포함하고,
    상기 발광 다이오드는 반극성 또는 비극성 성장면을 갖고,
    상기 파장변환부는 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 상에 위치하는 제2 형광체층을 포함하는 다층 구조를 포함하며,
    상기 발광 다이오드는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동되는 발광 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 활성층은 질화물계 반도체층을 포함하고, 상기 질화물계 반도체층은 성장면이 m면, a면 또는 반극성의 결정면인 발광 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드는,
    상기 발광 구조체의 하면에 형성되며, 상기 제1 도전형 반도체층이 노출되는 적어도 하나의 홈;
    상기 적어도 하나의 홈에 노출된 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되며, 상기 발광 구조체의 아래에 위치하는 제1 전극; 및
    상기 제2 도전형 반도체층의 하면 상에 위치하며, 상면이 부분적으로 노출된 제2 전극을 포함하는 발광 장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 발광 다이오드는, 상기 제2 전극이 노출된 영역 상에 위치하는 제2 전극 패드를 더 포함하는 발광 장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제1 전극은 상기 제1 리드와 전기적으로 연결되며, 상기 제2 리드는 상기 제2 전극 패드와 전기적으로 연결된 발광 장치.
  6. 청구항 3에 있어서,
    상기 제2 전극은 반사층 및 상기 반사층을 덮는 커버층을 포함하고,
    상기 부분적으로 노출된 제2 전극의 부분은 상기 커버층의 일부분인 발광 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드는, 380 내지 420nm 범위 내의 피크 파장을 갖는 광을 방출하는 발광 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 제1 형광체층은 레드 형광체를 포함하고, 상기 제2 형광체층은 시안 형광체를 포함하는 발광 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 제1 형광체층은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부 및 오목부를 포함하는 발광 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 제2 형광체층 상에 위치하는 제3 형광체층을 더 포함하고,
    상기 제1 내지 제3 형광체층은 각각 레드 형광체, 그린 형광체, 및 블루 형광체를 포함하는 발광 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제1 형광체층 및/또는 상기 제2 형광체층은 그 상면에 형성된 복수의 돌출부 및 오목부를 포함하는 발광 장치.
  12. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판 상에 위치하고, 상기 발광 다이오드의 측면을 둘러싸는 리플렉터를 더 포함하고,
    상기 파장변환부는 플레이트 형상을 가지며, 상기 리플렉터에 의해 지지되는 발광 장치.
  13. 청구항 1에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드로부터 이격되며,
    상기 발광 다이오드의 상면으로부터 상기 파장변환부의 하면까지의 이격 거리는 상기 발광 다이오드의 두께의 0.5 내지 5.0배인 발광 장치.
  14. 청구항 1에 있어서,
    상기 발광 다이오드를 덮는 봉지부를 더 포함하고, 상기 파장변환부는 상기 봉지부 상에 위치하는 발광 장치.
  15. 청구항 1에 있어서,
    상기 기판은 상부 절연기판, 하부 절연기판을 더 포함하고,
    상기 제1 리드는 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 제1 하부 도전 패턴, 제1 상부 비아, 및 제1 하부 비아를 포함하고,
    상기 제2 리드는 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 제2 하부 도전 패턴, 제2 상부 비아, 및 제2 하부 비아를 포함하며,
    상기 제1 상부 도전 패턴 및 제2 상부 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판 상에 위치하고, 상기 제1 중간 도전 패턴 및 제2 중간 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판 사이에 개재되며, 상기 제1 하부 도전 패턴 및 제2 하부 도전 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하고,
    상기 제1 상부 비아는 및 제1 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 및 제1 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결하고,
    상기 제2 상부 비아는 및 제2 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 및 제2 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결하는 발광 장치.
  16. 청구항 15에 있어서,
    상기 기판은 방열 리드를 더 포함하고,
    상기 방열 리드는 상부 방열 패턴, 하부 방열 패턴, 및 방열 비아를 포함하며,
    상기 상부 방열 패턴은 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판의 사이에 개재되고, 상기 하부 방열 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하며, 상기 방열 비아는 상기 하부 절연기판을 관통하여 상기 상부 방열 패턴과 상기 하부 방열 패턴을 열적으로 연결하는 발광 장치.
  17. 청구항 15에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 측면을 덮는 수지부를 더 포함하는 발광 장치.
  18. 청구항 15에 있어서,
    상기 발광 다이오드를 적어도 부분적으로 덮는 광 투과층을 더 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 광 투과층 상에 위치하여 상기 발광 다이오드와 이격되는 발광 장치.
  19. 제2 도전형 반도체층, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제1 도전형 반도체층을 포함하며 근자외선 광을 방출하는 발광 구조체를 포함하는 발광 다이오드를 준비하고;
    제1 리드 및 제2 리드를 포함하는 기판의 상기 제1 리드 상에 상기 발광 다이오드를 실장하고; 및
    상기 발광 다이오드 상에 파장변환부를 형성하는 것을 포함하되,
    상기 발광 다이오드는 반극성 또는 비극성 성장면을 갖고,
    상기 파장변환부는 제1 형광체층 및 상기 제1 형광체층 상에 위치하는 제2 형광체층을 포함하는 다층 구조를 포함하며,
    상기 발광 다이오드는 350mA/mm2 이상의 전류 밀도에서 구동되는 발광 장치 제조 방법.
  20. 청구항 19에 있어서,
    상기 발광 다이오드를 준비하는 것은,
    성장면이 비극성 또는 반극성인 성장 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 활성층, 및 상기 활성층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광 구조체를 형성하고;
    상기 발광 구조체를 패터닝하여 상기 제1 도전형 반도체층이 부분적으로 노출되는 적어도 하나의 홈을 형성하고;
    상기 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮는 제2 전극을 형성하고;
    상기 제2 전극을 덮되, 상기 적어도 하나의 홈을 통해 상기 제1 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함하는 절연층을 형성하고;
    상기 적어도 하나의 홈에 노출된 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되며, 상기 발광 구조체 상에 위치하는 제1 전극을 형성하고;
    상기 성장 기판을 상기 발광 구조체로부터 분리하고; 및
    상기 발광 구조체의 일부를 제거하여 상기 제2 전극을 부분적으로 노출시키는 것을 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  21. 청구항 20에 있어서,
    상기 발광 다이오드를 준비하는 것은, 상기 제2 전극이 부분적으로 노출된 영역 상에 제2 전극 패드를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  22. 청구항 21에 있어서,
    상기 발광 다이오드는 상기 제1 리드 상에 실장되어 상기 제1 리드와 상기 제1 전극이 전기적으로 연결되고, 상기 제2 리드는 상기 제2 전극 패드와 전기적으로 연결되는 발광 장치 제조 방법.
  23. 청구항 21에 있어서,
    상기 제2 리드와 상기 제2 전극 패드를 전기적으로 연결하는 와이어를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  24. 청구항 19에 있어서,
    상기 파장변환부를 형성하기 전에, 상기 발광 다이오드를 덮는 봉지부를 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 봉지부 상에 위치하는 발광 장치 제조 방법.
  25. 청구항 24에 있어서,
    상기 파장변환부는 몰딩을 통해 형성되는 발광 장치 제조 방법.
  26. 청구항 25에 있어서,
    상기 파장변환부를 형성하는 것은,
    상기 봉지부 상에 레드 형광체를 포함하는 제1 형광체층을 몰딩하여 형성하고,
    상기 제1 형광체층 상에 시안 형광체를 포함하는 제2 형광체층을 몰딩하여 형성하는 것을 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  27. 청구항 19에 있어서,
    상기 파장변환부를 형성하는 것은,
    상기 봉지부 상에 레드 형광체를 포함하는 제1 형광체층을 몰딩하여 형성하고,
    상기 제1 형광체층 상에 그린 형광체를 포함하는 제2 형광체층을 몰딩하여 형성하고,
    상기 제2 형광체층 상에 블루 형광체를 포함하는 제3 형광체층을 몰딩하여 형성하는 것을 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  28. 청구항 19에 있어서,
    상기 파장변환부를 형성하는 것은, 플레이트 형태의 파장변환부를 상기 발광 다이오드와 이격시켜 상기 발광 다이오드 상에 위치시키는 것을 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  29. 청구항 28에 있어서,
    상기 기판 상에 상기 파장변환부를 지지하며, 상기 발광 다이오드를 둘러싸는 리플렉터를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  30. 청구항 19에 있어서,
    상기 파장변환부는 상기 발광 다이오드로부터 이격되며,
    상기 발광 다이오드의 상면으로부터 상기 파장변환부의 하면까지의 이격 거리는 상기 발광 다이오드 두께의 0.5 내지 5.0 배인 발광 장치 제조 방법.
  31. 청구항 19에 있어서,
    상기 기판은 상부 절연기판, 하부 절연기판을 더 포함하고,
    상기 제1 리드는 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 제1 하부 도전 패턴, 제1 상부 비아, 및 제1 하부 비아를 포함하고,
    상기 제2 리드는 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 제2 하부 도전 패턴, 제2 상부 비아, 및 제2 하부 비아를 포함하며,
    상기 제1 상부 도전 패턴 및 제2 상부 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판 상에 위치하고, 상기 제1 중간 도전 패턴 및 제2 중간 도전 패턴은 서로 이격되어 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판 사이에 개재되며, 상기 제1 하부 도전 패턴 및 제2 하부 도전 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하고,
    상기 제1 상부 비아는 및 제1 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제1 상부 도전 패턴, 제1 중간 도전 패턴, 및 제1 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결하고,
    상기 제2 상부 비아는 및 제2 하부 비아는 각각 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판을 관통하여 상기 제2 상부 도전 패턴, 제2 중간 도전 패턴, 및 제2 하부 도전 패턴을 전기적으로 연결하는 발광 장치 제조 방법.
  32. 청구항 31에 있어서,
    상기 기판은 방열 리드를 더 포함하고,
    상기 방열 리드는 상부 방열 패턴, 하부 방열 패턴, 및 방열 비아를 포함하며,
    상기 상부 방열 패턴은 상기 상부 절연기판과 하부 절연기판의 사이에 개재되고, 상기 하부 방열 패턴은 상기 하부 절연기판의 하면 상에 위치하며, 상기 방열 비아는 상기 하부 절연기판을 관통하여 상기 상부 방열 패턴과 상기 하부 방열 패턴을 열적으로 연결하는 발광 장치 제조 방법.
  33. 청구항 31에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 측면을 덮는 수지를 형성하고, 상기 수지를 경화시켜 수지부를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 장치 제조 방법.
  34. 청구항 33에 있어서,
    상기 발광 다이오드 및 상기 수지부를 적어도 부분적으로 덮는 광 투과층을 형성하는 것을 더 포함하고,
    상기 파장변환부는 상기 광 투과층 상에 형성되는 발광 장치 제조 방법.
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