KR100661914B1

KR100661914B1 - 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조

Info

Publication number: KR100661914B1
Application number: KR1020060006485A
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 본딩패드만을 가지는 소형 발광 다이오드에 관한 것으로서 더욱 상세하게는 N본딩패드를 테두리 일측 중심부에 위치시키거나 모서리 일측에 위치시키고 P본딩패드를 중심부에서 N본딩패드로부터 일정거리 이격된 위치에 위치시킴으로써, 외부저항을 감소시켜 구동전압을 감소시키며 전류분산을 고르게 하여 광출력을 증가시키는 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조에 관한 것이다.

이를 위해 본 발명은 P형영역층과 N형영역층 각각에 전류를 공급하기 위해 각각 하나의 P본딩패드와 N본딩패드만이 구비되는 발광 다이오드에 있어서, 상기 N본딩패드는 발광 다이오드의 일측 모서리에 위치하고 P본딩패드는 투명전극의 중앙부에 위치하되, 상기 P본딩패드는 N본딩패드의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 투명전극의 중심부에서 대각방향으로 N본딩패드와의 간격이 멀어지게 일정거리 이동된다.

발광다이오드, LED, 본딩패드, 투명전극

Description

발광 다이오드의 본딩패드 배치구조{Disposition Structure of Bonding Pad in Light-emitting Diode}

도 1은 종래의 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 나타내는 도면,

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 나타내는 도면,

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 나타내는 도면,

도 4 내지 도 9는 본딩패드의 배치형태를 나타내는 도면,

도 10은 도 4의 본딩패드 배치에 따른 투명전극의 표면전위에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 11은 도 4의 본딩패드 배치에 따른 투명전극의 광출력밀도에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면,

도 12 및 도 13은 도 4내지 도 9에 대해 20mA의 전류를 구동할 때 각각의 순전압 및 광출력을 나타내는 도면.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10 : N본딩패드 20 : P본딩패드

30 : 투명전극 100 : 발광 다이오드

일반적으로 발광 다이오드(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.

일반적으로 LED 발광소자는 기판상에 N형 영역층과, 빛이 방출되는 활성층과, P형 영역층과, 투명 전극이 순차적으로 증착되고, 외부의 전원이 인가되기 위해 N형 영역층과 P형 영역층에는 각각의 본딩패드 및 전극이 배치된다.

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 영역층 및 P형 영역층으로 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, N본딩패드의 배치구조에 따라 달라질 수 있으며, P형전극 또는 N형전극 없이 P본딩패드, N본딩패드만 위치하는 경우에는 더더욱 그러하다.

종래에는 N본딩패드와 P본딩패드를 모두 모서리나 테두리에 가까이 배치하였는데, 보다 원활한 전류분산에 따른 광출력의 증대와 외부저항 감소에 따른 구동전압의 감압을 위해 P본딩패드와 N본딩패드의 배치에 있어 배치구조의 개선이 필요한 실정이다.

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서 N본딩패드를 테두리 일측 중심부에 위치시키거나 모서리 일측에 위치시키고 P본딩패드를 중심부에서 N본딩패드로부터 일정거리 이격된 위치에 위치시킴으로써, 외부저항을 감소시켜 구동전압을 감소시키며 전류분산을 고르게 하여 광출력을 증가시키는 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 제공함에 그 목적이 있다.

본 발명은 상기의 목적을 달성하기 위해 아래와 같은 특징을 갖는다.

본 발명은 P형영역층과 N형영역층 각각에 전류를 공급하기 위해 각각 하나의 P본딩패드와 N본딩패드만이 구비되는 발광 다이오드에 있어서, 상기 N본딩패드는 발광 다이오드의 일측 모서리에 위치하고 P본딩패드는 투명전극의 중앙부에 위치하되, 상기 P본딩패드는 N본딩패드의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 투명전극의 중심부에서 대각방향으로 N본딩패드와의 간격이 멀어지게 일정거리 이동된다.

또한 본 발명은 P형영역층과 N형영역층 각각에 전류를 공급하기 위해 각각 하나의 P본딩패드와 N본딩패드만이 구비되는 발광 다이오드에 있어서, 상기 N본딩패드는 발광 다이오드의 하부 중앙부에 위치하고 P본딩패드는 투명전극의 중앙부에 위치하되, 상기 P본딩패드는 N본딩패드의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 투명전극의 중심부에서 N본딩패드 및 P본딩패드를 잇는 연장선상에서 간격이 더 멀어지도록 일정거리 이동된다.

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

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 나타내는 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조를 나타내는 도면이다.

또한, 도 4 내지 도 9는 본딩패드의 배치형태를 나타내는 도면이며, 도 10은 도 4의 본딩패드 배치에 따른 투명전극의 표면전위에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이고, 도 11은 도 4의 본딩패드 배치에 따른 투명전극의 광출력밀도에 대한 시뮬레이션 결과를 나타내는 도면이다.

아울러 도 12 및 도 13은 도 4내지 도 9에 대해 20mA의 전류를 구동할 때 각각의 순전압 및 광출력을 나타내는 도면이다.

도면을 참조하면, 본 발명에 따른 본딩패드의 배치구조는 N본딩패드(10)를 테두리 일측 중심부에 위치시키거나 모서리 일측에 위치시키고 P본딩패드(20)를 중심부에서 N본딩패드(10)로부터 일정거리 이격된 위치에 위치시킨다.

상기 N본딩패드(10) 및 P본딩패드(20)는 각각 N형영역층 및 P형영역층에 외부전원을 인가하기 위해 마련되는데, N본딩패드(10)는 투명전극(30) 및 활성층, P형영역층을 식각하여 N형영역층과 접속되게 마련된다.

본 발명의 일실시예에 따라 상기 N본딩패드(10)는 발광 다이오드의 일측 모서리에 위치하고 P본딩패드(20)는 투명전극(30)의 중앙부에 위치한다.

이때, 상기 P본딩패드(20)는 N본딩패드(10)의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 하기 위해 투명전극(30)의 중심부에서 대각방향으로 N본딩패드(10)와의 간격이 멀어지게 일정거리 이동시키는데, 여기서 일정거리라 함은, N본딩패드(10)의 직경 또는 폭의 1/4 내지 1/2정도가 바람직하다.

이와 같은 본딩패드 배치구조는 후술될 실험데이터에 의해 그 효과가 증명된다.

한편, 본 발명의 다른 실시예에서는 상기 N본딩패드(10)는 발광 다이오드의 하부 중앙부에 위치하고 P본딩패드(20)는 투명전극(30)의 중앙부에 위치한다.

이때, 상기 P본딩패드(20)는 N본딩패드(10)의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 하기 위해 투명전극(30)의 중심부에서 N본딩패드(10) 및 P본 딩패드(20)를 잇는 연장선상에서 간격이 더 멀어지도록 일정거리 이동시키는데, 여기서 일정거리라 함은 N본딩패드(10)의 직경 또는 폭의 1/4 내지 1/2정도가 바람직하다.

이와같은 사실은 도 4 내지 도 9에 따라 본딩패드를 배치하고 각각에 20mA의 전류를 공급하여 구동시킨 후 각각의 순전압 및 광출력을 측정하여 나타낸 도 12 및 도 13이 뒷받침한다.

도 12 및 도 13에서 도 6'와 도 9'는 도 6 및 도 9와 동일한 본딩패드 배치에서 투명전극의 두께를 감소시킨 경우에 순전압 및 광출력을 측정한 것이다.

또한 상기 발광 다이오드(100)의 투명전극(30)의 면크기는 224um X 224um 으로 하여 측정한 결과값이다.

도 12 및 도 13에 도시된 결과를 살펴보면, 기본적으로 순전압에 대한 측정값은 낮을수록, 광출력에 대한 측정값은 높을수록 발광 다이오드 특성이 우수한 것인데, 이를 고려하여 본다면 도 6및 도 9의 경우가 가장 우수한 특성을 나타냄을 알 수 있다.

또한 투명전극(30)을 보다 얇게 한 경우 순전압의 상승에 비해 광출력이 훨씬 증대되어 보다 우수한 특성을 나타낸다.

따라서, 본 발명의 일실시예 및 다른 실시예에 따른 본딩패드 배치구조는 낮은 순전압을 가지면서 높은 광출력을 가지는 본딩패드 배치구조이다.

상기에서 기술된 바와 같이 본 발명은 N본딩패드를 테두리 일측 중심부에 위 치시키거나 모서리 일측에 위치시키고 P본딩패드를 중심부에서 N본딩패드로부터 일정거리 이격된 위치에 위치시킴으로써, 외부저항을 감소시켜 구동전압을 감소시키며 전류분산을 고르게 하여 광출력을 증가시키는 효과가 있다.

또한 투명전극의 두께를 감소시킬 수 있게 되어 광출력을 보다 더 증가시킬 수 있게 되며, 전류의 고른 분산에 의해 발광 다이오드의 수명연장 효과 또한 가지게 된다.

Claims

P형영역층과 N형영역층 각각에 전류를 공급하기 위해 각각 하나의 P본딩패드(20)와 N본딩패드(10)만이 구비되는 발광 다이오드(100)에 있어서,

상기 N본딩패드(10)는 발광 다이오드(100)의 일측 모서리에 위치하고 P본딩패드(20)는 투명전극(30)의 중앙부에 위치하되,

상기 P본딩패드(20)는 N본딩패드(10)의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 투명전극(30)의 중심부에서 대각방향으로 N본딩패드(10)와의 간격이 멀어지게 일정거리 이동된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조.
P형영역층과 N형영역층 각각에 전류를 공급하기 위해 각각 하나의 P본딩패드(20)와 N본딩패드(10)만이 구비되는 발광 다이오드(100)에 있어서,

상기 N본딩패드(10)는 발광 다이오드(100)의 하부 중앙부에 위치하고 P본딩패드(20)는 투명전극(30)의 중앙부에 위치하되,

상기 P본딩패드(20)는 N본딩패드(10)의 크기를 보상하여 원활한 전류분산이 이루어지도록 투명전극(30)의 중심부에서 N본딩패드(10) 및 P본딩패드(20)를 잇는 연장선상에서 간격이 더 멀어지도록 일정거리 이동된 것을 특징으로 하는 발광 다이오드의 본딩패드 배치구조.