KR100661913B1

KR100661913B1 - 소형 발광 다이오드의 전극배치구조

Info

Publication number: KR100661913B1
Application number: KR1020060006484A
Authority: KR
Inventors: 공명국; 임혁창; 박태용; 전정은; 오배환
Original assignee: (주)에피플러스
Priority date: 2006-01-20
Filing date: 2006-01-20
Publication date: 2006-12-28

Abstract

본 발명은 최적의 전극배치구조를 가지는 소형 발광 다이오드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 본딩패드의 크기를 고려함과 동시에 전류분산이 원활히 이루어지도록 본딩패드의 형태에 대응하는 전극배치구조를 형성함으로써 외부저항의 감소에 따라 구동전압을 낮추며 전류분산을 고르게 하여 광출력을 증가시킴과 동시에 발광 다이오드의 수명 또한 연장시킬 수 있는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 하나의 N본딩패드와 P본딩패드를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서, 상기 P본딩패드는 일측 하부 모서리부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드는 타측 하부 모서리부에 위치하되, 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극은 P본딩패드의 높이 1/2에 해당하는 내측부와 연결되어 N본딩패드측과 일정간격 이격되는 직선상에 위치하며 N본딩패드와 전기적으로 연결되는 N형전극은 N본딩패드의 내측 상부 모서리와 연결되어 타측 길이방향으로 활성층 높이의 1/2에 해당하는 선상에 위치하며 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 2 P형전극은 일정부분이 P본딩패드와 P본딩패드의 상부 모서리와의 직선상에 위치하며 나머지부분은 타측 길이방향으로 상기 N형전극과 대응되도록 일정간격 이격되어 위치한다.

발광다이오드, LED, 발광소자, 본딩패드, 전극배치, 배치구조

Description

소형 발광 다이오드의 전극배치구조{Disposition Structure of Electrode in Small-sized LED}

도 1은 종래의 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면,

도 3은 도 2의 A-A 단면도,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면,

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면,

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : N형영역층 20 : P형영역층

30 : N형전극 31 : 제 1 N형전극

32 : 제 2 N형전극 40 : P형전극

40a : 분지전극 41 : 제 1 P형전극

42 : 제 2 P형전극 50 : N본딩패드

60 : P본딩패드 70 : 활성층

일반적으로 발광다이오드(LED : Light Emitting Diode)는 소형, 저소비전력, 고신뢰성 등의 특징을 겸비하여 표시용 광원으로서 널리 이용되고 있으며, 실용화되어 있는 LED의 재료로서는 AlGaAs, GaAlP, GaP, InGaAlP 등의 5족 원소로 As, P를 사용한 3-5족 화합물 반도체가 적색, 등색(橙色), 황색, 녹색 발광용으로서 이용되고, 녹색, 청색, 자외(紫外)영역용으로서는 GaN계 화합물 반도체가 이용되며, 발광강도가 높은 LED가 실현되고 있다.

이와 같은 일반적인 질화 갈륨계 LED 소자에 있어서, 리드 프레임에 인가되는 전압을 통해 반도체 LED 발광소자에 전류가 주입되면, 주입된 전류는 도전성이 높은 투명전극에 의해 확장되고, N형 GaN층 및 P형 GaN층으로 주입된다. 그리고, 이 PN접합에 의해 발생하는 에너지 hυ(h : 프랭크상수, υ = c/λ, c : 광속, λ : 파장)의 발생은 LED 발광소자의 외부로 방출된다.

그리고, 이러한 LED 발광소자에서 발생한 빛의 효율을 높이기 위한 여러 가지 방법 중 하나로서 전류분산을 원활히 하여 광출력을 증가시키는 방법이 있다.

상기와 같은 원활한 전류분산은 P본딩패드, N본딩패드 및 이에 각각 연결되는 P형전극, N형전극을 LED 발광소자에 어떻게 설계하는가에 의해 결정된다.

여기서 P본딩패드 및 N본딩패드를 각각 하나 가지는 소형 발광 다이오드에 있어서는 P본딩패드와 N본딩패드의 크기를 무시할 수 없으므로 이를 감안한 전극배치구조가 요구된다.

도 1은 종래의 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면 종래에는 P본딩패드(2)와 N본딩패드(1)가 각각 대각방향으로 대향되도록 모서리부에 위치하고 길이방향으로 직선형태의 P형전극(4) 및 N형전극(3)이 위치되도록 구성된다.

이러한 전극배치구조는 각 전극간의 이격거리가 비교적 크기 때문에 전류분산이 원활히 이루어지지 않게 되어 광출력이 떨어지는 문제점이 발생한다.

이에 보다 전류분산이 원활한 전극배치구조의 개선이 요구된다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 본딩패드의 크기를 고려함과 동시에 전류분산이 원활히 이루어지도록 본딩패드의 형태에 대응하는 전극배치구조를 형성함으로써 외부저항의 감소에 따라 구동전압을 낮추며 전류분산 을 고르게 하여 광출력을 증가시킴과 동시에 발광 다이오드의 수명 또한 연장시킬 수 있는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명의 일실시예는 하나의 N본딩패드와 P본딩패드를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서, 상기 P본딩패드는 일측 하부 모서리부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드는 타측 하부 모서리부에 위치하되, 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극은 P본딩패드의 상하 간격 1/2에 해당하는 내측부와 연결되어 N본딩패드측과 일정간격 이격되는 직선상에 위치하며 N본딩패드와 전기적으로 연결되는 N형전극은 N본딩패드의 내측 상부 모서리와 연결되어 타측 길이방향으로 활성층 상하 간격의 1/2에 해당하는 선상에 위치하며 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 2 P형전극은 일정부분이 P본딩패드와 P본딩패드의 상부 모서리와의 직선상에 위치하며 나머지부분은 타측 길이방향으로 상기 N형전극과 대응되도록 일정간격 이격되어 위치한다.

아울러 본 발명의 다른 실시예는 하나의 N본딩패드와 P본딩패드를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서, 상기 P본딩패드는 일측 중앙부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드는 타측 중앙부에 위치하며, 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 P형전극은 일정부분이 P본딩패드와 P본딩패드의 상부 및 하부 모서리와의 직선상에 위치하며 이에 연장형성된 나머지부분이 타측 모서리부와의 직선상에 위치하며, 상기 N본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 1 N형전극은 N본딩 패드의 내측 중앙부와 연결되어 일정부분이 P본딩패드측으로 일정간격 이격되어 직선상에 위치하며 이에 연장형성되는 나머지부분이 상/하부로 각각 분기되어 P본딩패드와 일정간격을 유지하도록 P본딩패드의 외측과 형상적으로 대응되는 선상에 위치하며, 상기 N본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 2 N형전극은 N본딩패드 상/하부 각각에 연결되어 폭방향으로 상기 P형전극과 이격되어 위치한다.

또한 본 발명의 또 다른 실시예는 하나의 N본딩패드와 P본딩패드를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서, 상기 P본딩패드는 일측 중앙부에 위치하고 N본딩패드는 타측 상부 모서리부에 위치하며, 상기 P본딩패드에 전기적으로 연결되는 제 1, 2 P형전극은 일단이 상기 P본딩패드의 하측부와 상측부 좌우 간격의 1/2에 해당하는 지점에 연결되고 타단이 상기 N본딩패드가 위치하는 타측의 직선상에 일정간격 이격되어 위치하되, 활성층 상하 간격의 각각 1/4과 3/4에 해당하는 선상에 나란하게 위치한다.

아울러 본 발명의 또 다른 실시예는 하나의 N본딩패드와 P본딩패드를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서, 상기 P본딩패드는 일측 중앙부에 위치하고 N본딩패드는 타측 상부 모서리부에 위치하며, 상기 P본딩패드와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극은 P본딩패드 중앙부와 연결되어 길이방향으로 직선상에 위치하되, N본딩패드와 일정간격 이격되는 지점에서 하향 절곡되고 발광 다이오드 하단부에서 길이방향으로 재차 절곡된다.

이하, 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 첨부 도면을 참조하여 자세히 설명한다.

(제 1실시예)

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면이고, 도 3은 도 2의 A-A 단면도이다.

도면을 참조하면, 본 실시예는 크게 하부 모서리 각각에 위치하는 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60) 및 상기 본딩패드(50, 60) 각각에 전기적으로 연결되어 N형영역층(10)과 P형영역층(20)에 전류를 공급하는 N형전극(30) 및 제 1, 2 P형전극(41, 42)로 이루어진 P형전극으로 구성된다.

본 실시예는 P본딩패드(60) 및 N본딩패드(50)를 각각 모서리부에 배치한 후 폭의 길이에서 본딩패드의 크기를 제외한 나머지 길이의 1/2을 기준으로 하여 배치하는 구조이다.

상기 P본딩패드(60)는 일측 하부 모서리부에 위치하고 N본딩패드(50)는 이와 대응되도록 타측 하부 모서리부에 위치하게 되는데, 본 발명은 이에 한정되지 않고 각각 상부 모서리부에 위치할 수 있음은 물론이다.

한편 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극(41)은 P본딩패드(60) 상하 간격의 1/2에 해당하는 내측부와 연결되어 N본딩패드(50)측과 일정간격 이격되는 직선상에 위치하게 된다.

또한 N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 N형전극(30)은 N본딩패드(50)의 내측 상부 모서리와 연결되어 타측 길이방향으로 활성층(70) 상하 간격의 1/2에 해당하는 선상에 위치하는데, 여기서 상기 N형전극(30)이 N본딩패드(50)의 내측 상부 모서리와 연결되는 것은 상기 제 1 P형전극(41)과 본딩패드(50, 60)의 상하 간격 1/2만큼 이격거리를 유지하기 위함이다.

따라서 목적하는 발광 다이오드의 크기가 보다 증대되거나 감소되게 되면 바람직한 이격거리의 수정이 요구되어 N형전극(30)과 N본딩패드(50)간의 연결지점이 달라질 수 있음은 물론이다.

이는 곧 본 발명의 요지가 본딩패드(50, 60)의 크기를 고려하여 N형전극(30)과 P형전극(40)이 소정의 이격거리를 유지하도록 구성함으로써 고른 전류분산을 달성할 수 있는 전극배치구조이므로 이에 일정부분 변형될 수 있는 전극배치구조 또한 본 발명의 범주를 벗어나지 않음을 명심해야 한다.

한편 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 제 2 P형전극(42)은 일정부분이 P본딩패드(60)와 P본딩패드(60)의 상부 모서리와의 직선상에 위치하며 이에 연장형성된 나머지부분이 타측 길이방향으로 상기 N형전극(30)과 대응되도록 일정간격 이격되어 위치한다.

(제 2실시예)

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 실시예는 크게 일측과 타측 중앙부 각각에 위치하는 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60) 및 상기 본딩패드(50, 60) 각각에 전기적으로 연결되어 N형영역층(10)과 P형영역층(20)에 전류를 공급하는 제 1, 2 N형전극(31, 32)으로 이루어진 N형전극 및 분지전극(40a)을 포함한 P형전극(40)으로 구성된다.

본 실시예는 전술한 실시예와는 달리 발광 다이오드의 폭의 길이가 보다 큼에 따라 본딩패드(50, 60)의 크기를 제외한 나머지 폭의 길이를 3등분한 크기로 설정한 경우이다.

이에 따라 상기 P본딩패드(60)는 일측 중앙부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드(50)는 타측 중앙부에 위치함이 요구된다.

또한 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 P형전극(40)은 일정부분이 P본딩패드(60)와 P본딩패드(60)의 상부 및 하부 모서리와의 직선상에 위치하며 이에 연장형성된 나머지부분이 타측 모서리부와의 직선상에 위치하게 되고 상기 N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 제 1 N형전극(31)은 N본딩패드(50)의 내측 중앙부와 연결되어 일정부분이 P본딩패드(50)측으로 일정간격 이격되어 직선상에 위치하며 이에 연장형성되는 나머지부분이 상/하부로 각각 분기되어 P본딩패드(50)와 일정간격을 유지하도록 P본딩패드(50)의 외측과 형상적으로 대응되는 선상에 위치하도록 구성한다.

아울러 상기 N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 제 2 N형전극(32)은 N본딩패드(50) 상/하부 각각에 연결되어 폭방향으로 상기 P형전극(40)과 이격되어 위치하게 되고, 보다 원활한 전류 분산을 위해 상기 P형전극(40)의 상/하 모서리 중앙부에 발광 다이오드 중앙부측으로 분지되는 분지전극(40a)가 제 1 N형전극(31)과 제 2 N형전극(32)사이에 개재되도록 구성한다.

또한 상기 P형전극(40)의 양단부가 제 2 N형전극(32)과 N본딩패드(50)의 형태에 대응하여 소정의 이격거리를 유지하도록 내측으로 2단절곡 됨이 바람직하다.

(제 3실시예)

도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 실시예는 크게 일측 중앙부에 위치하는 P본딩패드(60)와 타측 상부 모서리부에 위치하는 N본딩패드(50) 및 상기 P본딩패드(60)에 전기적으로 연결되어 P형영역층(20)에 전류를 공급하는 제 1, 2 P형전극(41, 42)으로 구성된다.

여기서, 상기 제 1, 2 P형전극(41, 42)은 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는데, 상기 제 1, 2 P형전극(41, 42)의 일정부분이 P본딩패드(60)의 상/하측 중앙부에 각각 연결되어 상/하 수직방향으로 일직선상에 위치하며, 상기 제 1, 2 P형전극(41, 42)의 연장형성된 나머지 부분이 타측 길이방향으로 절곡되어 위치하되, 각각 활성층 폭 상하 간격의 1/4과 3/4에 해당하는 선상에 나란하게 위치한다.

또한, 상기 제 1, 2 P형전극(41, 42)의 연장형성된 나머지 부분은 각각 P본딩패드(60)를 제외한 상/하측 활성층 폭의 1/2에 해당하는 지점에서 N본딩패드(50)가 위치한 타측의 길이방향으로 절곡되는 것이 바람직하며, 상기 P본딩패드(60) 및 N본딩패드(50)의 크기에 따라 절곡되는 위치 및 형성이 달라지는데, 도 5의 (a)와 (b)와 같이 나타나게 되며, 일정부분 변형될 수 있다.

이에 따라 발광다이오드는 제 1 P형전극(41)과 제 2 P형전극(42)에 의해 폭방향으로 원활한 전류분산이 이루어질 수 있게 된다.

(제 4실시예)

도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 소형 발광 다이오드의 전극배치구조를 나타내는 도면이다.

여기서 상기 제 1 P형전극(41)은 P본딩패드(60) 중앙부와 연결되어 길이방향으로 직선상에 위치하되, N본딩패드(50)와 일정간격 이격되는 지점에서 하향 절곡되고 발광 다이오드 하단부에서 길이방향으로 재차 절곡되어 형성되며, 제 2 P형전극(42)은 제 1 P형전극(41)의 절곡되기 전 지점과 연결되어 발광 다이오드의 폭방향으로 형성 배치된다.

이러한 상기 전극배치구조는 N본딩패드(50)의 크기 및 위치를 고려하여 제 1 P형전극(41) 및 제 2 P형전극(42)을 최적 배치한 구조이다.

이에 따라 발광 다이오드는 제 1 P형전극(41)과 제 2 P형전극(42) 및 N본딩패드(50)간의 최적 이격 간격에 의해 원활한 전류분산이 이루어질 수 있게 된다.

상기에서 기술된 바와 같이 본 발명은 본딩패드의 크기를 고려함과 동시에 전류분산이 원활히 이루어지도록 본딩패드의 형태에 대응하는 전극배치구조를 형성 함으로써 외부저항의 감소에 따라 구동전압을 낮추는 효과가 있다.

또한 전류분산을 고르게 하여 광출력을 증가시킴과 동시에 발광 다이오드의 수명 또한 연장시킬 수 있다.

Claims

하나의 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60)를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서,

상기 P본딩패드(60)는 일측 하부 모서리부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드(50)는 타측 하부 모서리부에 위치하며, 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극(41)은 P본딩패드(60) 상하 간격의 1/2에 해당하는 내측부와 연결되어 N본딩패드(50)측과 일정간격 이격되는 직선상에 위치하며, N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 N형전극(30)은 N본딩패드(50)의 내측 상부 모서리와 연결되어 타측 길이방향으로 활성층(70) 상하 간격의 1/2에 해당하는 선상에 위치하며, 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 제 2 P형전극(42)은 일정부분이 P본딩패드(60)와 P본딩패드(60)의 상부 모서리와의 직선상에 위치하며 이에 연장형성된 나머지부분이 타측 길이방향으로 상기 N형전극(30)과 대응되도록 일정간격 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
하나의 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60)를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서,

상기 P본딩패드(60)는 일측 중앙부에 위치하고 이와 대응되도록 N본딩패드(50)는 타측 중앙부에 위치하며, 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 P형전극(40)은 일정부분이 P본딩패드(60)와 P본딩패드(60)의 상부 및 하부 모서리와의 직선상에 위치하며 이에 연장형성된 나머지부분이 타측 모서리부와의 직선상에 위치하며, 상기 N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 제 1N형전극(31)은 N본딩패드(50)의 내측 중앙부와 연결되어 일정부분이 P본딩패드(50)측으로 일정간격 이격되어 직선상에 위치하며 이에 연장형성되는 나머지부분이 상/하부로 각각 분기되어 P본딩패드(50)와 일정간격을 유지하도록 P본딩패드(50)의 외측과 형상적으로 대응되는 선상에 위치하며, 상기 N본딩패드(50)와 전기적으로 연결되는 제 2 N형전극(32)은 N본딩패드(50) 상/하부 각각에 연결되어 폭방향으로 상기 P형전극(40)과 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
제 2항에 있어서,

상기 P형전극(40)의 상/하 모서리 중앙부에는 전류분산이 원활히 되도록 발광 다이오드 중앙부측으로 분지되는 분지전극(40a)가 제 1 N형전극(31)과 제 2 N형전극(32)사이에 위치되는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
하나의 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60)를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서,

상기 P본딩패드(60)는 일측 중앙부에 위치하고 N본딩패드(50)는 타측 상부 모서리부에 위치하며, 상기 P본딩패드(60)에 전기적으로 연결되는 제 1, 2 P형전극(41, 42)은 일정부분이 P본딩패드(60)의 상/하측 중앙부에 각각 연결되어 상/하 수직방향으로 일직선상에 위치하며, 연장형성된 나머지 부분이 타측 길이방향으로 절 곡되어 위치하되, 각각 활성층 폭 상하간격의 1/4과 3/4에 해당하는 선상에 나란하게 위치하며, 연장형성된 나머지 부분의 끝단이 각각 타측의 직선상에 일정간격 이격되어 위치하는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
제 4항에 있어서,

상기 제 1, 2 P형전극(41, 42)의 연장형성된 나머지 부분은 각각 P본딩패드(60)를 제외한 상/하측 활성층 폭의 1/2에 해당하는 지점에서 N본딩패드(50)가 위치한 타측의 길이방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
하나의 N본딩패드(50)와 P본딩패드(60)를 가지는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조에 있어서,

상기 P본딩패드(60)는 일측 중앙부에 위치하고 N본딩패드(50)는 타측 상부 모서리부에 위치하며, 상기 P본딩패드(60)와 전기적으로 연결되는 제 1 P형전극(41)은 P본딩패드(60) 중앙부와 연결되어 길이방향으로 직선상에 위치하되, N본딩패드(50)와 일정간격 이격되는 지점에서 하향 절곡되고 발광 다이오드 하단부에서 길이방향으로 재차 절곡되는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.
제 6항에 있어서,

상기 제 1 P형전극(41)에는 폭방향으로 위치하는 제 2 P형전극(42)이 형성되되, 상기 제 2 P형전극(42)은 제 1 P형전극(41)의 절곡되기 전 지점과 연결 형성되는 것을 특징으로 하는 소형 발광 다이오드의 전극배치구조.