KR100862447B1 - High-transmissive optical thin film and semicondutor light emitting device having the same - Google Patents

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조제희
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손철수
김종규
송준오
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삼성전기주식회사
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Abstract

반도체 발광소자에서 광추출시 반도체 물질과 공기 또는 봉합물질과의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생을 억제하여 광출력 손실을 줄이고 광투과 효율을 최대화 할 수 있도록 그 구조가 개선된 고투과 광학 박막 및 이를 구비한 반도체 발광소자가 개시된다. 본 발명에 따른 광학 박막은, 제1 굴절률을 갖는 제1 물질층, 상기 제1 물질층 상에 형성된 것으로, 상기 제1 굴절률 보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질층 및 상기 제1 물질층과 제2 물질층 사이에 개재되는 것으로, 상기 제1 물질층쪽에서 제2 물질층쪽으로 진행할수록 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된 그레이드식-굴절률층(graded-refractive index layer)을 포함한다.

Figure R1020070012368

High-permeability optical thin film with improved structure to reduce light output loss and maximize light transmission efficiency by suppressing light reflection caused by difference in refractive index between semiconductor material and air or encapsulant during light extraction from semiconductor light emitting device One semiconductor light emitting device is disclosed. The optical thin film according to the present invention includes a first material layer having a first refractive index, and a second material layer having a second refractive index smaller than the first refractive index and formed on the first material layer. A grade-refractive index layer formed between the second material layers and having a multilayer structure in which the refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index and the second refractive index as it progresses from the first material layer to the second material layer. (graded-refractive index layer).

Figure R1020070012368

Description

고투과 광학 박막 및 이를 구비하는 반도체 발광소자{High-transmissive optical thin film and semicondutor light emitting device having the same}High-transmissive optical thin film and semicondutor light emitting device having the same

도 1의 (a), (b) 및 (c) 각각은 본 발명에 따른 광학 박막의 단면구조, 상기 광학 박막의 굴절률 분포 및 광학 박막의 조성분포를 보여준다.1 (a), (b) and (c) each shows a cross-sectional structure of the optical thin film according to the present invention, the refractive index distribution of the optical thin film and the composition distribution of the optical thin film.

도 2는 본 발명에 따른 광학 박막의 형성물질들의 굴절률 분포도이다.2 is a refractive index distribution diagram of materials for forming an optical thin film according to the present invention.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 단면구조를 보여주는 SEM 사진이다.3A is a SEM photograph showing a cross-sectional structure of an optical thin film implemented according to a first embodiment of the present invention.

도 3b는 상기 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 굴절률 분포를 보여주는 그래프이다.3B is a graph showing the refractive index distribution of the optical thin film implemented according to the first embodiment.

도 3c는 상기 제1 실시예에 따른 광학 박막의 형성을 위한 장치도이다.3C is an apparatus diagram for forming an optical thin film according to the first embodiment.

도 4a는 상기 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 투과도를 측정한 결과그래프이다.4A is a graph illustrating a result of measuring transmittance of an optical thin film implemented according to the first embodiment.

도 4b는 상기 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 반사도를 측정한 결과그래프이다.4B is a graph illustrating a result of measuring reflectivity of the optical thin film implemented according to the first embodiment.

도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막에서 증착각도(deposition angle 또는 oblique angle) 변화에 따른 공극률(porosity density) 분포를 보여주는 단면 SEM 사진이다.FIG. 5A is a cross-sectional SEM photograph showing a porosity density distribution according to a change in deposition angle or oblique angle in an optical thin film implemented according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 5b는 상기 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 굴절률 분포를 보여주는 그래프이다.5B is a graph showing a refractive index distribution of the optical thin film implemented according to the second embodiment.

도 5c는 상기 제2 실시예에 따른 광학 박막의 형성을 위한 장치도이다.5C is an apparatus diagram for forming an optical thin film according to the second embodiment.

도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막에서 증착각도 변화에 따른 굴절률 분포의 변화룰 보여주는 그래프이다.5D is a graph showing a change in refractive index distribution according to a deposition angle change in an optical thin film implemented according to a second exemplary embodiment of the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 고투과 광학 박막을 구비하는 반도체 발광소자의 개략적 단면도이다.6 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device having a high transmissive optical thin film according to the present invention.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 ><Description of Symbols for Major Parts of Drawings>

10:기판 11:제1 물질층10: substrate 11: first material layer

12:그레이드식-굴절률층 12: Grade-Refractive Index Layer

12a, 12b, 12c, 12d, 12e:그레이드식-굴절률층의 구성층12a, 12b, 12c, 12d, 12e: constituent layers of the graded-index layer

14:제2 물질층 20:광학 박막14: second material layer 20: optical thin film

40:n형 반도체층 50:활성층40: n-type semiconductor layer 50: active layer

60:p형 반도체층 110:n-전극60: p-type semiconductor layer 110: n-electrode

112:반사전극 120:p-전극112: reflecting electrode 120: p-electrode

본 발명은 반도체 발광소자에 관한 것으로, 반도체 발광소자에서 광추출시 반도체 물질과 공기 또는 봉합물질(encapsulating materials)과의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생을 억제하여 광출력 손실을 줄이고 광투과 효율을 최대화 할 수 있도록 그 구조가 개선된 고투과 광학 박막 및 이를 구비한 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device, which reduces light output loss and maximizes light transmission efficiency by suppressing light reflection caused by a difference in refractive index between a semiconductor material and air or encapsulating materials during light extraction from the semiconductor light emitting device. The present invention relates to a highly transmissive optical thin film and a semiconductor light emitting device having the same, the structure of which is improved.

발광소자(Light Emitting Device), 예를 들어 발광다이오드(Light Emitting Diode, 이하 'LED'라 함)는 기본적으로 반도체 PN 접합 다이오드이다. 실리콘 PN 접합이 전자정보 혁명의 주역이었다면 Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체의 PN 접합은 빛 혁명의 주역이다. Ⅲ-Ⅴ족 화합물 반도체는 원소 주기율표 상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소가 화합하여 만들어진 것으로, 발광효율이 거의 100%에 가깝다는 장점이 있다. 이는 실리콘보다 약 1만 배 정도 높은 효율이며, 따라서 물질개발 초기부터 LED가 다이오드 레이저 등 발광소자에 널리 응용되어 광 혁명의 주역이 되었다. 또한, LED는 전자의 이동속도가 높고 고온 동작이 가능하여 고속·고전력 전자소자에도 널리 사용되고 있다. 특히, Ⅲ족과 Ⅴ족의 여러 원소가 혼합함으로써 매우 다양한 물질 조성과 특성의 반도체를 만들어 낼 수 있다는 장점을 갖는다. A light emitting device, for example a light emitting diode (LED), is basically a semiconductor PN junction diode. Whereas silicon PN junctions were the key to the electronic information revolution, PN junctions of group III-V compound semiconductors are the key to the light revolution. Group III-V compound semiconductors are made by combining elements of group III and group V on the periodic table of elements, and have an advantage that the luminous efficiency is almost 100%. This is about 10,000 times higher than that of silicon. Therefore, LED has been widely applied to light emitting devices such as diode lasers since the early stage of material development. In addition, LEDs are widely used in high-speed and high-power electronic devices because of their high movement speed and high temperature operation. In particular, by mixing various elements of Group III and Group V has the advantage that it can produce a semiconductor of a wide variety of material compositions and properties.

발광다이오드의 기본적인 특성으로 가시광선 영역의 발광다이오드에서는 광도[단위: 칸델라(Candela, cd)]가 사용되며, 비가시광선 영역에서는 방사속[단위: 와트(Watt)]로 표시된다. 광도는 단위 입체각당의 광속으로 표시되며, 휘도는 단위 면적당의 광도로서 표시되는데 이런 광도를 측정하기 위해서는 광도계가 사용된다. 방사속은 LED에서 모든 파장에 대해 방사되는 전출력을 나타내며, 단위 시간당 방사되는 에너지로 표시된다.As a basic characteristic of the light emitting diode, a light intensity (Candela, cd) is used in a light emitting diode in the visible light region, and a radiant flux [in Watts] in the invisible light region. Luminance is expressed as luminous flux per unit solid angle, and luminance is expressed as luminous intensity per unit area. A photometer is used to measure such luminous intensity. Radiation flux represents the total power emitted for all wavelengths in an LED and is expressed as the energy emitted per unit of time.

가시광선 LED 성능을 판별하는 주된 평가요소는 바로 발광효율(Luminous Efficiency)로서, 와트 당 루멘(lm/W)으로 표시된다. 이는 사람의 눈의 시감도를 고려한 Wall-Plug 효율(광출력/입력 전기 파워양)에 해당한다. 그리고, 이러한 LED의 발광효율은 내부 양자 효율(Internal Quantum Efficiency), 추출 효율(Extraction Efficiency), 동작 전압(Operating Voltage) 등의 세 가지 요소에 의해 주로 결정될 수 있으며, 이러한 발광효율의 개선을 위한 연구개발이 현재도 계속 수행되고 있다.The main evaluation factor for determining visible LED performance is Luminous Efficiency, expressed in lumens per watt (lm / W). This corresponds to the wall plug efficiency (light output / input electric power) considering the visibility of the human eye. In addition, the luminous efficiency of the LED can be mainly determined by three factors such as internal quantum efficiency, extraction efficiency, operating voltage, and research for improving the luminous efficiency. Development is still ongoing.

종래 LED는, 사파이어/n-GaN/MQW/p-GaN의 구조로 형성되는 것이 일반적이었으며, 종래의 이와 같은 구조의 LED에서는 첫째, MQW층의 내부양자 효율 향상, 둘째, 고출력의 LED 제조라는 기술과제들을 해결하는데 있어서 그 구조상의 한계가 있었다. 따라서, 이러한 한계를 극복하여 광의 외부추출 효율이 증가될 수 있도록 LED의 구조를 개선할 필요가 있었다.Conventional LEDs are generally formed of a sapphire / n-GaN / MQW / p-GaN structure. In the conventional LEDs having such a structure, first, the internal quantum efficiency of the MQW layer is improved, and second, high power LED manufacturing technology There were structural limitations in solving the challenges. Therefore, it was necessary to improve the structure of the LED to overcome this limitation so that the light extraction efficiency can be increased.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 상술한 종래기술의 문제점을 개선하기 위한 것으로, 반도체 발광소자에서 광추출시 반도체 물질과 공기 또는 봉합물질(encapsulating materials)과의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생을 억제하여 광출력 손실을 줄이고 광투과 효율을 최대화 할 수 있도록 그 구조가 개선된 고투과 광학 박막 및 이를 구비한 반도체 발광소자를 제공함에 있다.The technical problem to be achieved by the present invention is to improve the above problems of the prior art, by suppressing the occurrence of light reflection due to the difference in refractive index between the semiconductor material and air or encapsulating materials during light extraction in the semiconductor light emitting device The present invention provides a high-permeability optical thin film and a semiconductor light emitting device having the same, the structure of which is improved to reduce light output loss and maximize light transmission efficiency.

본 발명에 따른 광학 박막은,The optical thin film according to the present invention,

제1 굴절률을 갖는 제1 물질층;A first material layer having a first refractive index;

상기 제1 물질층 상에 형성된 것으로, 상기 제1 굴절률 보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질층; 및A second material layer formed on the first material layer and having a second refractive index smaller than the first refractive index; And

상기 제1 물질층과 제2 물질층 사이에 개재되는 것으로, 상기 제1 물질층쪽에서 제2 물질층쪽으로 진행할수록 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된 그레이드식-굴절률층(graded-refractive index layer);을 포함한다.It is interposed between the first material layer and the second material layer, a multi-layer structure in which the refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index and the second refractive index as it proceeds from the first material layer toward the second material layer And a graded-refractive index layer formed.

또한, 본 발명에 따른 반도체 발광소자는,In addition, the semiconductor light emitting device according to the present invention,

n-전극, n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층과 p-전극; 및an n-electrode, an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer and a p-electrode; And

상기 활성층으로부터 생성된 광이 출사되는 광출사면 상에 형성되는 것으로, 광투과 경로를 제공하는 광학 박막;을 포함하고, 상기 광학 박막은,The light generated from the active layer is formed on the light exit surface is emitted, and comprises an optical thin film for providing a light transmission path, the optical thin film,

상기 광출사면 상에 형성된 것으로, 제1 굴절률을 갖는 제1 물질층;A first material layer formed on the light exit surface and having a first refractive index;

상기 제1 물질층 상에 형성된 것으로, 상기 제1 굴절률 보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질층; 및A second material layer formed on the first material layer and having a second refractive index smaller than the first refractive index; And

상기 제1 물질층과 제2 물질층 사이에 개재되는 것으로, 상기 제1 물질층쪽에서 제2 물질층쪽으로 진행할수록 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된 그레이드식-굴절률층;을 포함한다.It is interposed between the first material layer and the second material layer, a multi-layer structure in which the refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index and the second refractive index as it proceeds from the first material layer toward the second material layer And a graded-refractive index layer formed.

본 발명에 따른 광학 박막 및 반도체 발광소자에서, 상기 제1 굴절률과 제2 굴절률은 1 이상 5 이하의 범위에서 선택될 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 물질층 과 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 여기에서, 상기 그레이드식-굴절률층은 (상기 제1 물질)x(상기 제2 물질)1-x(0<x<1) 조성으로 형성되며, 상기 제2 물질층에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층을 구성하는 각 구성층에 함유된 제2 물질의 조성비가 점차로 증가된다. 또한, 상기 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층은 미세공극을 포함하는 다공성 구조체로 형성될 수 있으며, 상기 제2 물질층에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층을 구성하는 각 구성층의 공극률이 점차로 증가된다.In the optical thin film and the semiconductor light emitting device according to the present invention, the first refractive index and the second refractive index may be selected in the range of 1 to 5. Preferably, each of the first material layer, the second material layer, and the grade-refractive index layer may include TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , At least one selected from the group consisting of CaF 2 and MgF 2 . Here, the grade-refractive index layer is formed of (the first material) x (the second material) 1-x (0 <x <1) composition, and the closer to the second material layer, the higher the grade- The composition ratio of the second material contained in each component layer constituting the refractive index layer is gradually increased. In addition, the second material layer and the grade-refractive index layer may be formed of a porous structure including micropores, and the porosity of each component layer constituting the grade-refractive index layer is closer to the second material layer. Gradually increasing.

이하에서는 본 발명에 따른 고투과 광학 박막 및 이를 구비한 반도체 발광소자의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 이 과정에서 도면에 도시된 층이나 영역들의 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되게 도시된 것이다.Hereinafter, a preferred embodiment of a high transmissive optical thin film and a semiconductor light emitting device having the same according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the process, the thicknesses of layers or regions illustrated in the drawings are exaggerated for clarity.

도 1의 (a), (b) 및 (c) 각각은 본 발명에 따른 광학 박막의 단면구조, 상기 광학 박막의 굴절률 분포 및 광학 박막의 조성분포를 보여준다. 그리고, 도 2는 본 발명에 따른 광학 박막의 형성물질들의 굴절률 분포도이다.1 (a), (b) and (c) each shows a cross-sectional structure of the optical thin film according to the present invention, the refractive index distribution of the optical thin film and the composition distribution of the optical thin film. And, Figure 2 is a refractive index distribution of the material forming the optical thin film according to the present invention.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 고투과 광학 박막(20)은 기판(10) 상에 순차로 적층된 제1 물질층(11), 그레이드식-굴절률층(12, graded-refractive index layer) 및 제2 물질층(14)을 포함한다. 여기에서 각각의 물질층은 스퍼터링(sputtering) 또는 증발법(evaporation)에 의해 형성될 수 있다.Referring to FIG. 1, the high transmission optical thin film 20 according to the present invention may include a first material layer 11, a graded-refractive index layer 12, which are sequentially stacked on the substrate 10, and The second material layer 14 is included. Here each layer of material can be formed by sputtering or evaporation.

상기 제1 물질층(11)은 제1 굴절률(nH)을 가지며, 상기 제2 물질층(14)은 상기 제1 굴절률(nH) 보다 작은 제2 굴절률(nL, nL<nH)을 가진다. 여기에서, 상기 제1 굴절률(nH)과 제2 굴절률(nL)은 1 이상 5 이하의 범위에서 선택될 수 있다. 바람직하게, 상기 제1 물질층(11)과 제2 물질층(14) 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 이들 열거된 물질들은 1 이상 5 이하의 굴절률을 가진다. 여기에서, 상기 굴절률은 350㎚ 내지 700㎚의 파장(wavelength)의 광에 대한 굴절률이다.The first material layer (11) has a first refractive index (n H) for having the second material layer 14 is the first small second index of refraction than the first refractive index (n H) (n L, n L <n H ) The first refractive index n H and the second refractive index n L may be selected from a range of 1 to 5, inclusive. Preferably, each of the first material layer 11 and the second material layer 14 may be formed of TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , At least one selected from the group consisting of CaF 2 and MgF 2 . These listed materials have a refractive index of 1 or more and 5 or less. Here, the refractive index is a refractive index for light having a wavelength of 350 nm to 700 nm.

상기 그레이드식-굴절률층(12)은 상기 제1 물질층(11)과 제2 물질층(14) 사이에 개재되며, 상기 제1 물질층(11)쪽에서 제2 물질층(14)쪽으로 진행할수록 제1 굴절률(nH)과 제2 굴절률(nL)의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된다. 예를 들어, 상기 그레이드식-굴절률층(12)은 각각 n1, n2, n3, ......, nm,(nL<n1<n2<n3<......<nm<nH, m은 양의 정수)의 굴절률을 갖는 다수의 구성층들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)을 포함할 수 있다. 이들 구성층들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e) 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.The grade-refractive index layer 12 is interposed between the first material layer 11 and the second material layer 14 and progresses toward the second material layer 14 from the first material layer 11. The refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index n H and the second refractive index n L. For example, the grade-refractive index layer 12 is n 1 , n 2 , n 3 , ......, n m , (n L <n 1 <n 2 <n 3 <... m <n H, m is a positive integer), and may comprise a plurality of constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, 12e. Each of these constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, 12e is composed of TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , CaF 2 and MgF It may be formed of at least one selected from the group consisting of two .

본 발명에서, 상기 그레이드식-굴절률층(12) 내에서 굴절률이 점차로 변화되는 구조를 구현하기 위해 다음의 두 가지 실시예가 가능할 수 있었으며, 이들 두 실시예는 각각으로 또는 혼용되어 실시될 수 있었다.In the present invention, in order to implement a structure in which the refractive index gradually changes in the grade-refractive index layer 12, the following two embodiments may be possible, and these two embodiments may be carried out individually or in combination.

먼저 제1 실시예로, 상기 그레이드식-굴절률층(12)의 각 구성층(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)을 멀티 타겟-스퍼터링(co-sputtering)에 의해 (상기 제1 물질)x(상기 제2 물질)1-x(0<x<1) 조성으로 형성하였으며, 이 때 상기 제2 물질층(14)에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층(12)을 구성하는 각 구성층(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)에 함유된 제2 물질의 조성비를 점차로 증가시켰다. 상기 그레이드식-굴절률층(12)은 서로 다른 굴절률을 갖는 상기 제1 물질과 제2 물질의 혼합조성으로 형성되며, 여기에서 상기 제2 물질의 굴절률(nL)이 상기 제1 물질의 굴절률(nH) 보다 더 작기 때문에, 상기 제2 물질의 조성비 증가에 따라 상기 그레이드식-굴절률층(12)의 구성층들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)의 굴절률이 점차로 작아질 수 있다. First, in the first embodiment, each of the constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e of the graded-refractive index layer 12 is co-sputtered (the first material) x (The second material) 1-x (0 <x <1), and each component layer constituting the grade-refractive index layer 12 is closer to the second material layer 14 The composition ratio of the second material contained in 12a, 12b, 12c, 12d, 12e) was gradually increased. The grade-refractive index layer 12 is formed of a mixed composition of the first material and the second material having different refractive indices, wherein the refractive index n L of the second material is the refractive index of the first material ( Since it is smaller than n H ), the refractive indices of the constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e of the graded-index layer 12 may gradually decrease as the composition ratio of the second material increases.

제2 실시예로, 상기 제2 물질층(14) 및 그레이드식-굴절률층(12)을 미세공극을 포함하는 다공성 구조체(porous structure)로 형성하였다. 이 때, 상기 제2 물질층(14)의 공극률(porosity density)이 상기 그레이드식-굴절률층(12)을 구성하는 각 구성층(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)의 공극률 보다 더 크며, 또한 상기 제2 물질층(14)에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층(12)을 구성하는 각 구성층(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)의 공극률이 점차로 증가된다. 바람직하게, 상기 제2 물질층(14)의 공극률은 최대 90% 정도까지 형성될 수 있으며, 상기 그레이드식-굴절률 층(12)의 공극률은 90% 이하가 되도록 제어될 수 있다. 여기에서, 상기 미세공극은 미세직경의 에어포어, 즉 나노-에어 포어(nano-air pore)를 포함하는 개념이다. 상기 미세공극은 에어(air)를 포함하며 상기 에어의 굴절률은 1 정도로 매우 작기 때문에, 상기 미세공극의 공극률(porosity density)이 증가함에 따라, 상기 그레이드식-굴절률층(12)을 구성하는 구성층들(12a, 12b, 12c, 12d, 12e)의 굴절률이 점차로 작아질 수 있다. 상기 미세공극은 박막의 증착공정시, 기상 소스(vapor source)의 흐름(flux)에 대하여 기판의 증착각도(θ, deposition angle 또는 oblique angle)를 변화시킴으로써 형성될 수 있으며, 상기 증착각도의 변화에 따라 공극률(porosity density)의 제어가 가능할 수 있다. 여기에서, 상기 증착각도는 기상 소스(vapor source)의 흐름(flux)에 대하여 기판 상의 증착면이 이루는 각으로 정의하기로 한다. 상기 제2 실시예에서, 바람직하게, 상기 제1 물질층(11)과 제2 물질층(14) 및 그레이드식-굴절률층(12)은 동일한 화학성분의 물질로 형성될 수 있다.In a second embodiment, the second material layer 14 and the grade-refractive index layer 12 were formed of a porous structure including micropores. At this time, the porosity density of the second material layer 14 is greater than the porosity of each of the constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e constituting the graded-refractive index layer 12, In addition, the porosity of each of the constituent layers 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e constituting the grade-refractive index layer 12 increases gradually as the second material layer 14 is adjacent to the second material layer 14. Preferably, the porosity of the second material layer 14 may be formed up to about 90%, and the porosity of the grade-refractive index layer 12 may be controlled to be 90% or less. Herein, the micropores are a concept including a micropore air pore, that is, a nano-air pore. Since the microvoids contain air and the refractive index of the air is very small as about 1, as the porosity density of the microvoids increases, a component layer constituting the grade-refractive index layer 12 The refractive indices of the fields 12a, 12b, 12c, 12d, and 12e may gradually decrease. The micro-pores may be formed by changing the deposition angle (θ, deposition angle or oblique angle) of the substrate with respect to the flux of the vapor source during the deposition process of the thin film, the change in the deposition angle Accordingly, control of porosity density may be possible. Here, the deposition angle is defined as an angle formed by the deposition surface on the substrate with respect to the flux of the vapor source. In the second embodiment, preferably, the first material layer 11, the second material layer 14, and the grade-refractive index layer 12 may be formed of a material having the same chemical composition.

본 발명에 따르면, 1과 5 사이의 굴절률(refractive index) 범위에서, 그 굴절률 분포가 연속적으로 감소되는 구조를 가지는 광학 박막을 얻을 수 있다. 이와 같이 굴절률 분포가 연속적으로 변화하는 광학 박막을 통해 350㎚ 내지 700㎚의 파장의 광이 투과될 경우, 공기와의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생이 억제되어 광투과도가 매우 우수할 수 있다. 특히, 이와 같은 광학 박막을 반도체 발광소자의 광출사면에 형성할 경우, 반도체 발광소자에서 광추출시 반도체 물질과 공기 또는 봉합물질(encapsulating materials)과의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생을 최소로 억제하여 광출력 손실을 줄이고 광투과 효율을 최대화 할 수 있다. 여기에서, 봉합물질이란, 반도체 발광소자를 덮는 봉합층(encapsulating layer)을 형성하는 물질로, 실리콘(silicone) 또는 에폭시 수지(epoxy resin) 등이 있다. According to the present invention, an optical thin film having a structure in which the refractive index distribution is continuously reduced in the refractive index range between 1 and 5 can be obtained. As such, when light having a wavelength of 350 nm to 700 nm is transmitted through the optical thin film in which the refractive index distribution is continuously changed, light reflection may be suppressed due to a difference in refractive index with air, and thus light transmittance may be excellent. In particular, when the optical thin film is formed on the light emitting surface of the semiconductor light emitting device, the light reflection caused by the difference in refractive index between the semiconductor material and the air or encapsulating materials during light extraction from the semiconductor light emitting device is minimized. It can reduce the light output loss and maximize the light transmission efficiency. Here, the encapsulation material is a material for forming an encapsulating layer covering the semiconductor light emitting device, and may include silicon or epoxy resin.

도 3a는 본 발명의 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 단면구조를 보여주는 SEM 사진이며, 도 3b는 상기 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 굴절률 분포를 보여주는 그래프이다. 그리고, 도 3c는 상기 제1 실시예에 따른 광학 박막의 형성을 위한 장치도이다.3A is a SEM photograph showing a cross-sectional structure of an optical thin film implemented according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 3B is a graph showing a refractive index distribution of the optical thin film implemented according to the first embodiment. 3C is an apparatus diagram for forming an optical thin film according to the first embodiment.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 광학 박막은 기판 상에 순차로 적층된 2.3정도의 고굴절률(550㎚의 광파장 기준)을 갖는 TiO2층, (TiO2)x(SiO2)1-x(0<x<1) 조성의 그레이드식-굴절률층 및 1.44정도의 저굴절률을 갖는 SiO2층을 포함한다. 여기에서, 상기 그레이드식-굴절률층은 (TiO2)x(SiO2)1-x(0<x<1) 조성에 따라 2.3과 1.44 범위내에서 점차로 감소되는 굴절률 분포(상기 SiO2층에 인접할수록 SiO2의 조성비가 증가하면서, 그 굴절률 분포는 점차로 감소됨)를 가지도록 형성되었으며, 이 때 도 3c에 도시된 바와 같은 멀티 타겟-스퍼터링(co-sputtering) 장치가 이용되었다. 상기 장치도에서, 타겟1과 타겟2 각각은 TiO2 소스 및 SiO2 소스이다.3A and 3B, the optical thin film according to the first embodiment of the present invention is a TiO 2 layer having a high refractive index (a wavelength of 550 nm) of about 2.3, (TiO 2 ) sequentially stacked on a substrate. and a grade-refractive index layer having a composition of x (SiO 2 ) 1-x (0 <x <1) and a SiO 2 layer having a low refractive index of about 1.44. Herein, the grade-refractive index layer has a refractive index distribution gradually decreasing in the range of 2.3 and 1.44 depending on the composition of (TiO 2 ) x (SiO 2 ) 1-x (0 <x <1) (adjacent to the SiO 2 layer As the composition ratio of SiO 2 increases, the refractive index distribution gradually decreases), and a multi-target co-sputtering apparatus as shown in FIG. 3C was used. In the device diagram, each of the target 1 and the target 2 is a TiO 2 source and a SiO 2 source.

도 4a 및 도 4b 각각은 상기 제1 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 투과도 및 반사도를 측정한 결과그래프이다. 본 발명에 따른 그레이드식-굴절률층을 포함 하는 광학 박막의 투과도 특성이 우수함을 알 수 있었다. 4A and 4B are graphs showing the results of measuring the transmittance and reflectance of the optical thin film implemented according to the first embodiment. It was found that the transmittance characteristics of the optical thin film including the grade-refractive index layer according to the present invention were excellent.

도 5a는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막에서 기상 소스(vapor source)의 흐름(flux) 대한 기판의 증착각도(θ, deposition angle 또는 oblique angle) 변화에 따른 SiO2층내의 공극률(porosity density) 분포를 보여주는 단면 SEM 사진이다. 도 5b는 상기 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막의 광파장에 따른 굴절률 분포를 보여주는 그래프이다. 도 5c는 상기 제2 실시예에 따른 광학 박막의 형성을 위한 장치도이다. 그리고, 도 5d는 본 발명의 제2 실시예에 따라 구현된 광학 박막에서 증착각도 변화에 따른 굴절률 분포의 변화를 보여주는 그래프이다.5A is a porosity in the SiO 2 layer according to the deposition angle (θ, deposition angle or oblique angle) change of the substrate with respect to the flux of the vapor source in the optical thin film implemented in accordance with the second embodiment of the present invention SEM image showing the distribution of porosity density. 5B is a graph showing refractive index distribution according to the light wavelength of the optical thin film implemented according to the second embodiment. 5C is an apparatus diagram for forming an optical thin film according to the second embodiment. 5D is a graph showing a change in refractive index distribution according to a deposition angle change in the optical thin film implemented according to the second embodiment of the present invention.

도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 상기 제2 실시예에 따른 광학 박막은 제1 물질층, 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층을 모두 SiO2 물질로 형성하였으며, 상기 SiO2층내의 미세공극의 공극률을 제어하여 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 구조를 구현하였다. 구체적으로, 0°내지 90°범위에서, 상기 증착각도(θ)의 증가에 따라, 상기 SiO2층내에 미세공극의 공극률이 점차로 증가되었으며, 상기 공극률 증가에 따라 상기 SiO2층의 굴절률이 1.46에서 1.1까지 점차로 감소될 수 있었다. 여기에서, 상기 증착각도(θ)는 기상 소스(vapor source)의 흐름(flux)에 대하여 기판 상의 증착면이 이루는 각으로 정의하기로 한다.5A to 5D, in the optical thin film according to the second embodiment, the first material layer, the second material layer, and the grade-refractive index layer are all formed of SiO 2 material, and micropores in the SiO 2 layer By controlling the porosity of the structure, the refractive index distribution is gradually reduced. Specifically, in the range of 0 ° to 90 °, as the deposition angle θ increases, the porosity of the micropores in the SiO 2 layer is gradually increased, and as the porosity increases, the refractive index of the SiO 2 layer is 1.46. Could be gradually reduced to 1.1. Here, the deposition angle θ is defined as the angle formed by the deposition surface on the substrate with respect to the flux of the vapor source.

도 6은 본 발명에 따른 고투과 광학 박막을 구비하는 반도체 발광소자의 개 략적 단면도이다. 상기 고투과 광학 박막(20)의 구조, 형성물질 및 효과에 대하여는 도 1 내지 도 5d에서 이미 상세히 기술한 바 있으므로, 동일한 구성요소에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.6 is a schematic cross-sectional view of a semiconductor light emitting device having a high transmissive optical thin film according to the present invention. Since the structures, forming materials, and effects of the highly transparent optical thin film 20 have been described in detail with reference to FIGS. 1 to 5D, redundant descriptions of the same components will be omitted.

도 6을 참조하면, 본 발명에 따른 반도체 발광소자는, n-전극(110)과 p-전극(120) 사이에 순차로 적층된 n형 반도체층(40), 활성층(50) 및 p형 반도체층(60)을 포함하며, 또한 상기 활성층(50)으로부터 생성된 광이 출사되는 광출사면 상에 형성되어 광투과 경로를 제공하는 광학 박막(20)을 포함한다. 그리고, 상기 p형 반도체층(60)과 p-전극(120) 사이에 Ag와 같은 광반사 물질로 형성된 반사전극(112)이 형성되었다.Referring to FIG. 6, the semiconductor light emitting device according to the present invention includes an n-type semiconductor layer 40, an active layer 50, and a p-type semiconductor sequentially stacked between the n-electrode 110 and the p-electrode 120. It includes a layer 60, and also includes an optical thin film 20 formed on the light exit surface from which the light generated from the active layer 50 is emitted to provide a light transmission path. A reflective electrode 112 formed of a light reflective material such as Ag is formed between the p-type semiconductor layer 60 and the p-electrode 120.

상기 n형 반도체층(40)은 AlInGaN계 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체 물질로 형성하되, 특히 n-GaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 p형 반도체층(60)은 p-GaN 계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 p-GaN층 또는 p-GaN/AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다.The n-type semiconductor layer 40 is formed of an AlInGaN-based III-V nitride semiconductor material, but preferably an n-GaN layer. In addition, the p-type semiconductor layer 60 is formed of a p-GaN-based III-V nitride semiconductor layer, preferably, a p-GaN layer or a p-GaN / AlGaN layer.

상기 활성층(50)은 InxAlyGa1-x-yN(0≤x<1, 0≤y<1 그리고 0≤x+y<1)인 GaN계열의 Ⅲ-Ⅴ족 질화물 반도체층으로 형성하되, 특히 InGaN층 또는 AlGaN층으로 형성하는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 활성층(50)은 다중양자우물(multi-quantum well, 이하 'MQW'라 함) 또는 단일양자우물 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 이러한 활성층의 구조는 본 발명의 기술적 범위를 제한하지 않는다. 예를 들어, 상기 활성층(50)은 GaN/InGaN/GaN MQW 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조로 형성되 는 것이 가장 바람직할 수 있다. 그리고, 상기 n-전극(110) 및 p-전극(120)은 Au, Al, Ag와 같은 금속물질 또는 투명한 전도성 물질로 형성될 수 있다.The active layer 50 is formed of a GaN-based group III-V nitride semiconductor layer having In x Al y Ga 1-xy N (0 ≦ x <1, 0 ≦ y <1 and 0 ≦ x + y <1). In particular, it is preferable to form an InGaN layer or an AlGaN layer. Here, the active layer 50 may have a structure of any one of a multi-quantum well (hereinafter referred to as 'MQW') or a single quantum well, the structure of the active layer is within the technical scope of the present invention Do not limit. For example, the active layer 50 may be most preferably formed of a GaN / InGaN / GaN MQW or GaN / AlGaN / GaN MQW structure. The n-electrode 110 and the p-electrode 120 may be formed of a metal material such as Au, Al, Ag, or a transparent conductive material.

이와 같은 구조의 반도체 발광소자에서, 상기 n-전극(110)과 p-전극(120) 사이에 소정의 전압이 인가되면, 상기 n형 반도체층(40)과 p형 반도체층(60)으로부터 각각 전자들(electrons)과 정공들(holes)이 상기 활성층(50)으로 주입되어, 이들이 활성층(50) 내에서 결합함으로써 활성층(50)으로부터 광이 생성될 수 있다.In the semiconductor light emitting device having such a structure, when a predetermined voltage is applied between the n-electrode 110 and the p-electrode 120, the n-type semiconductor layer 40 and the p-type semiconductor layer 60 are respectively provided. Electrons and holes may be injected into the active layer 50 so that light may be generated from the active layer 50 by combining in the active layer 50.

상기 광학 박막(20)은 광출사면, 즉 n형 반도체층(40)의 상면에 순차로 적층된 제1 물질층(11), 그레이드식-굴절률층(12, graded-refractive index layer) 및 제2 물질층(14)을 포함한다. 여기에서 각각의 물질층은 스퍼터링(sputtering) 또는 증발법(evaporation)에 의해 형성될 수 있다.The optical thin film 20 may include a first material layer 11, a graded-refractive index layer 12, and a first material layer 11 sequentially stacked on a light exit surface, that is, an upper surface of the n-type semiconductor layer 40. Two material layers 14. Here each layer of material can be formed by sputtering or evaporation.

상기 제1 물질층(11)은 제1 굴절률(nH)을 가지며, 상기 제2 물질층(14)은 상기 제1 굴절률(nH) 보다 작은 제2 굴절률(nL, nL<nH)을 가진다. 여기에서, 상기 제1 굴절률(nH)과 제2 굴절률(nL)은 1 이상 5 이하의 범위에서 선택될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 물질층(11)과 제2 물질층(14) 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 특히, 상기 제1 물질층(11)은 상기 광출사면을 이루는 물질, 여기서는 n형 반도체층의 형성물질인 n-GaN의 굴절률과 동일한 굴절률을 가지는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 여기에서, 상기 굴절률은 350 ㎚ 내지 700㎚의 파장(wavelength)의 광에 대한 굴절률을 지칭하는 개념으로 정의하기로 한다. 상기 그레이드식-굴절률층(12)은 상기 제1 물질층(11)과 제2 물질층(14) 사이에 개재되며, 상기 제1 물질층(11)쪽에서 제2 물질층(14)쪽으로 진행할수록 제1 굴절률(nH)과 제2 굴절률(nL)의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된다.The first material layer (11) has a first refractive index (n H) for having the second material layer 14 is the first small second index of refraction than the first refractive index (n H) (n L, n L <n H ) The first refractive index n H and the second refractive index n L may be selected from a range of 1 to 5, inclusive. Specifically, each of the first material layer 11 and the second material layer 14 may be formed of TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , At least one selected from the group consisting of CaF 2 and MgF 2 . In particular, the first material layer 11 may be formed of a material having the light exit surface, that is, a material having the same refractive index as that of n-GaN, which is a material of the n-type semiconductor layer. Here, the refractive index will be defined as a concept that refers to the refractive index for light having a wavelength of 350 nm to 700 nm. The grade-refractive index layer 12 is interposed between the first material layer 11 and the second material layer 14 and progresses toward the second material layer 14 from the first material layer 11. The refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index n H and the second refractive index n L.

상기 광출사면은 반도체 발광소자의 구조, 예를 들어 탑에미트형, 플립칩형 에 따라 그 지칭하는 면이 달라질 수 있기 때문에, 여기에서 상기 광출사면은 상기 활성층(50)으로부터 생성된 광이 외기(대기 혹은 봉합물질층)로 출사되는 최외곽면 또는 경계면을 지칭하는 것으로 정의하기로 한다. 따라서, 상기 광출사면은 기판(미도시), n-전극(110), n형 반도체층(40), p형 반도체층(60) 및 p-전극(120)으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 어느 하나에 의해 제공될 수 있다. 도 6에 도시된 반도체 발광소자 구조에서는 상기 n형 반도체층(40)의 상면이 광출사면이 될 수 있으며, 상기 n형 반도체층(40)의 상면 상에 광학 박막(20)이 형성된다.Since the light emitting surface may vary according to a structure of a semiconductor light emitting device, for example, a top emitter type and a flip chip type, the light emitting surface may include light generated from the active layer 50. It is defined as referring to the outermost surface or boundary surface emitted to the outside air (air or suture layer). Accordingly, the light exit surface is any one selected from the group consisting of a substrate (not shown), an n-electrode 110, an n-type semiconductor layer 40, a p-type semiconductor layer 60, and a p-electrode 120. Can be provided by In the semiconductor light emitting device structure illustrated in FIG. 6, an upper surface of the n-type semiconductor layer 40 may be a light exit surface, and an optical thin film 20 is formed on the upper surface of the n-type semiconductor layer 40.

하지만, 다른 구조의 반도체 발광소자의 경우(미도시), 예를 들어 상기 광출사면이 상기 n-전극(110)에 의해 제공되어질 경우, 상기 n-전극(110)은 광투과 물질, 예를 들어 투명전도성 질화물 또는 투명전도성 산화물로 형성되어져야 할 것이다. 마찬가지로, 상기 광출사면이 상기 p-전극(120)에 의해 제공되어질 경우, 상기 p-전극(110)은 광투과 물질, 예를 들어 투명전도성 질화물 또는 투명전도성 산화물로 형성되어져야 할 것이다. 이러한 투명전극 형성물질의 예로, ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide; 아연 인듐 산화물), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), In4Sn3O12 또는 Zn(1-x)MgxO(Zinc Magnesium Oxide, 0≤x≤1)으로 이루어지는 그룹에서 선택된 어느 하나일 수 있으며, 구체적인 예로서, Zn2In2O5, GaInO3, ZnSnO3, F-doped SnO2, Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, MgO, ZnO 등이 있다.However, in the case of a semiconductor light emitting device having a different structure (not shown), for example, when the light exit surface is provided by the n-electrode 110, the n-electrode 110 may be a light transmitting material, for example. For example, it should be formed of a transparent nitride or a transparent conductive oxide. Likewise, when the light exit surface is provided by the p-electrode 120, the p-electrode 110 should be formed of a light transmitting material, for example, a transparent conductive nitride or a transparent conductive oxide. Examples of such transparent electrode forming materials include indium tin oxide (ITO), zinc-doped indium tin oxide (ZITO), zinc indium oxide (ZIO), gallium indium oxide (GIO), zinc tin oxide (ZTO), Fluorine-doped Tin Oxide (FTO), Aluminum-doped Zinc Oxide (AZO), Gallium-doped Zinc Oxide (GZO), In 4 Sn 3 O 12 or Zn (1-x) Mg x O (Zinc Magnesium Oxide, 0≤ x≤1), and may be any one selected from the group consisting of Zn 2 In 2 O 5 , GaInO 3 , ZnSnO 3 , F-doped SnO 2 , Al-doped ZnO, Ga-doped ZnO, MgO, ZnO and the like.

본 발명에 따르면, 반도체 발광소자에서 광추출시 반도체 물질과 공기 또는 봉합물질과의 굴절률 차이에 따른 광반사 발생을 억제하여 광출력 손실을 줄이고 광투과 효율을 최대화 할 수 있도록 그 구조가 개선된 고투과 광학 박막을 얻을 수 있다. 본 발명에 따른 고투과 광학 박막이 반도체 발광소자의 광출사면 상에 형성될 경우, 반도체 발광소자의 광출력 손실이 최소로 억제되어, 기존 보다 반도체 발광소자의 광출력 효율을 향상시킬 수 있다.According to the present invention, the structure is improved high transmission so as to reduce the light output loss and maximize the light transmission efficiency by suppressing the light reflection caused by the difference in refractive index between the semiconductor material and air or the sealing material during light extraction in the semiconductor light emitting device An optical thin film can be obtained. When the high-transmissive optical thin film according to the present invention is formed on the light exit surface of the semiconductor light emitting device, the light output loss of the semiconductor light emitting device is minimized, thereby improving the light output efficiency of the semiconductor light emitting device.

이상에서, 이러한 본원 발명의 이해를 돕기 위하여 몇몇의 모범적인 실시예가 설명되고 첨부된 도면에 도시되었으나, 이러한 실시예들은 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상적 지식을 가진 자라면 상기 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점이 이해되어야 할 것이다. 따라서, 본 발명은 도시되고 설명된 구조와 공정순서에만 국한되는 것은 아니며, 특허청구범위에 기재된 발명의 기술사상을 중심으로 보호되어야 할 것이다.In the above, some exemplary embodiments have been described and illustrated in the accompanying drawings in order to facilitate understanding of the present invention, but these embodiments are merely exemplary and various modifications from the embodiments can be made by those skilled in the art. And it should be understood that other equivalent embodiments are possible. Therefore, the present invention is not limited to the illustrated and described structures and process sequences, but should be protected based on the technical spirit of the invention described in the claims.

Claims (24)

제1 굴절률을 갖는 제1 물질층;A first material layer having a first refractive index; 상기 제1 물질층 상에 형성된 것으로, 상기 제1 굴절률 보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질층; 및A second material layer formed on the first material layer and having a second refractive index smaller than the first refractive index; And 상기 제1 물질층과 제2 물질층 사이에 개재되는 것으로, 상기 제1 물질층쪽에서 제2 물질층쪽으로 진행할수록 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된 그레이드식-굴절률층(graded-refractive index layer);을 포함하며, It is interposed between the first material layer and the second material layer, a multi-layer structure in which the refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index and the second refractive index as it proceeds from the first material layer toward the second material layer A graded-refractive index layer formed; 상기 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층은 미세공극을 포함하는 다공성 구조체로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 박막.And the second material layer and the grade-refractive index layer are formed of a porous structure including micropores. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제1 굴절률과 제2 굴절률은 1 이상 5 이하의 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광학 박막.The first and second refractive indices are selected from the range of 1 to 5, the optical thin film. 제 2 항에 있어서,The method of claim 2, 상기 제1 물질층과 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 박막.The first material layer, the second material layer, and the grade-refractive index layer each include TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , CaF 2 and An optical thin film formed from at least one selected from the group consisting of MgF 2 . 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 제2 물질층의 공극률(porosity density)이 상기 그레이드식-굴절률층의 공극률 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 광학 박막.And a porosity density of the second material layer is greater than a porosity of the grade-refractive index layer. 제 7 항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 제2 물질층에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층을 구성하는 각 구 성층의 공극률이 점차로 증가되는 것을 특징으로 하는 광학 박막.Adjacent to the second material layer is an optical thin film, characterized in that the porosity of each component layer constituting the grade-index layer gradually increases. 제 8 항에 있어서,The method of claim 8, 상기 제2 물질층과 그레이드식-굴절률층은 동일한 성분의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 광학 박막.And the second material layer and the grade-refractive index layer are formed of a material of the same component. 제 1 항에 있어서,The method of claim 1, 상기 미세공극은 나노-에어 포어(nano-air pore)를 포함하는 것을 특징으로 하는 광학 박막.The micropores are optical thin film, characterized in that it comprises a nano-air pore (nano-air pore). n-전극, n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층과 p-전극; 및an n-electrode, an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer and a p-electrode; And 상기 활성층으로부터 생성된 광이 출사되는 광출사면 상에 형성되는 것으로, 광투과 경로를 제공하는 광학 박막;을 포함하고, 상기 광학 박막은,The light generated from the active layer is formed on the light exit surface is emitted, and comprises an optical thin film for providing a light transmission path, the optical thin film, 상기 광출사면 상에 형성된 것으로, 제1 굴절률을 갖는 제1 물질층;A first material layer formed on the light exit surface and having a first refractive index; 상기 제1 물질층 상에 형성된 것으로, 상기 제1 굴절률 보다 작은 제2 굴절률을 갖는 제2 물질층; 및A second material layer formed on the first material layer and having a second refractive index smaller than the first refractive index; And 상기 제1 물질층과 제2 물질층 사이에 개재되는 것으로, 상기 제1 물질층쪽에서 제2 물질층쪽으로 진행할수록 제1 굴절률과 제2 굴절률의 사이범위에서 그 굴절률 분포가 점차로 감소되는 다층구조로 형성된 그레이드식-굴절률층(graded-refractive index layer);을 포함하며, It is interposed between the first material layer and the second material layer, a multi-layer structure in which the refractive index distribution is gradually reduced in the range between the first refractive index and the second refractive index as it proceeds from the first material layer toward the second material layer A graded-refractive index layer formed; 상기 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층은 미세공극을 포함하는 다공성 구조체로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The second material layer and the grade-refractive index layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that formed of a porous structure containing micropores. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 광출사면은 상기 n-전극, n형 반도체층, p형 반도체층 및 p-전극으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 어느 하나에 의해 제공되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the light emitting surface is provided by any one selected from the group consisting of the n-electrode, the n-type semiconductor layer, the p-type semiconductor layer and the p-electrode. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제1 굴절률과 제2 굴절률은 1 이상 5 이하의 범위에서 선택되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The first and second refractive index is a semiconductor light emitting device, characterized in that selected in the range of 1 to 5. 제 13 항에 있어서,The method of claim 13, 상기 제1 물질층과 제2 물질층 및 그레이드식-굴절률층 각각은 TiO2, SiC, GaN, GaP, SiNy, ZrO2, ITO, AlN, Al2O3, MgO, SiO2, CaF2 및 MgF2 으로 이루어지는 그룹으로부터 선택된 적어도 어느 하나로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The first material layer, the second material layer, and the grade-refractive index layer each include TiO 2 , SiC, GaN, GaP, SiN y , ZrO 2 , ITO, AlN, Al 2 O 3 , MgO, SiO 2 , CaF 2 and And at least one selected from the group consisting of MgF 2 . 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 제1 물질층은 상기 광출사면을 이루는 물질의 굴절률과 동일한 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the first material layer has the same refractive index as that of the material constituting the light exit surface. 삭제delete 삭제delete 삭제delete 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 제2 물질층의 공극률(porosity density)이 상기 그레이드식-굴절률층의 공극률 보다 더 큰 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And a porosity density of the second material layer is greater than that of the grade-refractive index layer. 제 19 항에 있어서,The method of claim 19, 상기 제2 물질층에 인접할수록 상기 그레이드식-굴절률층을 구성하는 각 구성층의 공극률이 점차로 증가되는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the porosity of each component layer constituting the grade-refractive index layer gradually increases closer to the second material layer. 제 20 항에 있어서,The method of claim 20, 상기 제2 물질층과 그레이드식-굴절률층은 동일한 성분의 물질로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the second material layer and the grade-refractive index layer are formed of the same material. 제 11 항에 있어서,The method of claim 11, 상기 미세공극은 나노-에어 포어(nano-air pore)를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The micro-pore is a semiconductor light emitting device, characterized in that it comprises a nano-air pore (nano-air pore). 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 광학 박막이 상기 n-전극 상에 형성되고, 상기 n-전극이 투명전도성 질화물 또는 투명전도성 산화물로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the optical thin film is formed on the n-electrode, and the n-electrode is formed of a transparent conductive nitride or a transparent conductive oxide. 제 14 항에 있어서,The method of claim 14, 상기 광학 박막이 상기 p-전극 상에 형성되고, 상기 p-전극이 투명전도성 질화물 또는 투명전도성 산화물로 형성된 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.And the optical thin film is formed on the p-electrode, and the p-electrode is formed of a transparent conductive nitride or a transparent conductive oxide.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8248683B2 (en) 2010-08-05 2012-08-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Variable light transmittance window
KR20140087394A (en) * 2012-12-28 2014-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 Method for forming oblique deposition and apparatus for forming oblique angle deposition

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20110038517A (en) * 2009-10-08 2011-04-14 엘지이노텍 주식회사 Planer member for touch panel and method for manufacturing same
KR20110038518A (en) * 2009-10-08 2011-04-14 엘지이노텍 주식회사 Planer member for touch panel and method for manufacturing same and touch panel using the planer member
KR101028314B1 (en) 2010-01-29 2011-04-12 엘지이노텍 주식회사 Light emitting device and method for fabricating the same
KR101505512B1 (en) * 2013-09-27 2015-03-24 고려대학교 산학협력단 Transparent electrode and manufacturing method of the same
KR102323706B1 (en) 2015-06-24 2021-11-09 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 Light emitting device

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060014383A (en) * 2003-04-30 2006-02-15 크리 인코포레이티드 Light-emitting devices having an antireflective layer that has a graded index of refraction and methods of forming the same
KR20070016897A (en) * 2005-08-03 2007-02-08 삼성전기주식회사 Omni-directional reflector and light emitting diode adopting the same

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20060014383A (en) * 2003-04-30 2006-02-15 크리 인코포레이티드 Light-emitting devices having an antireflective layer that has a graded index of refraction and methods of forming the same
KR20070016897A (en) * 2005-08-03 2007-02-08 삼성전기주식회사 Omni-directional reflector and light emitting diode adopting the same

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8248683B2 (en) 2010-08-05 2012-08-21 Samsung Sdi Co., Ltd. Variable light transmittance window
KR20140087394A (en) * 2012-12-28 2014-07-09 재단법인 포항산업과학연구원 Method for forming oblique deposition and apparatus for forming oblique angle deposition

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