KR100889614B1 - Nitrides light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명의 발광소자는 활성층을 사이에 두고 P형 구조물과 N형 구조물을 갖으며, 상기 P형 구조물에 연결되는 P형 전극패드와 상기 N형 구조물에 연결되는 N형 전극패드가 서로 동일 선상에 소정간격 이격되어 배치되도록 형성된 발광다이오드 구조체; 상기 N형 전극과 P형전극이 연결하는 가상의 선상에 인접한 좌/우영역에 각각 배치되는 자기장 발생장치를 갖는 전하분포 변경장치를 포함한다. The light emitting device of the present invention has a P-type structure and an N-type structure with an active layer interposed therebetween, and a P-type electrode pad connected to the P-type structure and an N-type electrode pad connected to the N-type structure are arranged on the same line. A light emitting diode structure formed to be spaced apart from a predetermined interval; And a charge distribution changing device having a magnetic field generating device disposed in a left / right region adjacent to an imaginary line connected between the N-type electrode and the P-type electrode.
따라서 본 발명에 따른 발광소자는 전하분포 변경장치를 구비하고, 상기 전하분포 변경장치로 로렌츠의 법칙을 이용하여 상기 발광다이오드 구조체에 자기장을 제공하여 광포화 현상, 소자의 열화 등의 소자의 효율을 저하시키는 전류 집중현상을 개선시켜 상기 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. Therefore, the light emitting device according to the present invention includes a charge distribution changing device, and provides a magnetic field to the light emitting diode structure using Lorentz's law as the charge distribution changing device to improve the efficiency of devices such as light saturation phenomenon and device deterioration. There is an effect that can improve the luminous efficiency of the light emitting device by improving the current concentration phenomenon to decrease.
Description
도 1은 종래의 메사형 발광소자의 구조를 나타낸 단면도. 1 is a cross-sectional view showing the structure of a conventional mesa type light emitting device.
도 2는 종래의 메사형 발광소자에서 전하 분포를 도시한 도면. 2 is a view showing charge distribution in a conventional mesa type light emitting device.
도 3은 본 발명에 따른 발광소자의 구조를 나타낸 도면. 3 is a view showing the structure of a light emitting device according to the present invention;
도 4는 본 발명에 따른 발광소자에서 전하분포 변경장치의 작용을 도시한 평면도. Figure 4 is a plan view showing the action of the charge distribution changing device in the light emitting device according to the present invention.
도 5는 본 발명에 따른 발광소자를 구비한 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 도면. 5 is a view schematically showing a backlight unit having a light emitting device according to the present invention.
도 6은 본 발명에 따른 발광소자를 구비하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면. 6 schematically illustrates a liquid crystal display device having a light emitting device according to the present invention.
* 도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명 * Explanation of symbols on main parts of the drawings
30 : 발광소자 50 : 백라이트 유닛30: light emitting element 50: backlight unit
60 : 액정표시장치 310 : 기판60
320 : 버퍼층 330 : N형 클래딩층320: buffer layer 330: N-type cladding layer
340 : 활성층 350 : P형 클래딩층340: active layer 350: P-type cladding layer
360 : 다기능성 오믹콘택층 370 : P형 전극패드360: multi-functional ohmic contact layer 370: P-type electrode pad
380 : N형 전극패드 380 N-type electrode pad
본 발명은 광을 발광할 수 있는 발광다이오드에 전류의 분포를 변경시켜 주는 자기장 발생장치를 구비한 발광소자에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device having a magnetic field generating device for changing a current distribution in a light emitting diode capable of emitting light.
현재 청,녹색에서부터 (근)자외선 발광다이오드, 레이저 다이오드 및 광센서 등의 광전소자에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있으며, 이들 중 단결정 질화물계 반도체는 광관련 산업분야에서 가장 중요한 물질들 중 하나로 여겨지고 있는 상황이다. Currently, research on photoelectric devices such as (near) ultraviolet light emitting diodes, laser diodes, and optical sensors has been actively conducted. Among them, single crystal nitride semiconductors are considered to be one of the most important materials in the optical industry. It is a situation.
도 1은 종래의 메사형 발광소자의 구조를 나타낸 단면도이고, 도 2는 종래의 메사형 발광소자에서 전하 분포를 도시한 도면이다.1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a conventional mesa type light emitting device, and FIG. 2 is a view illustrating charge distribution in a conventional mesa type light emitting device.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 메사형 발광소자(10)는 사파이어 기판(110, Al2O3 substrate), 질화물계 버퍼층(120), N형 질화물계 클래딩층(130), 질화물계 활성층(140), P형 질화물계 클래딩층(150), 다기능성 오믹 컨택층(160, Multifunctional Ohmic contact layer)이 순차적으로 적층된 구조를 가지고 있다. As shown in FIG. 1, the conventional mesa type
상기 다기능성 오믹 컨택층(160) 상에 P형 전극패드(170)가 형성되고, 상기 N형 질화물계 클래딩층(130)의 일부영역을 식각시키고, 상기 식각된 N형 질화물계 클래딩층(130)의 위에 N형 전극패드(180)가 형성된다. A P-
상기 사파이어 기판(110)으로부터 P형 질화물계 클래딩층(150)까지가 발광구조체에 해당하고, P형 질화갈륨 클래딩층(150) 상부의 다기능성 오믹 컨택층(160)이 P형 전극구조체에 해당한다. The
여기서 상기 메사형 발광소자를 구동시키면 전류는 도면에 표시된 "A"와 같은 경로로 흐르게 된다. In this case, when the mesa type light emitting device is driven, current flows in a path such as "A" shown in the drawing.
이와 같이 형성된 종래의 메사형 발광소자(10)는 구조 특성상 효율, 대면적화, 전류의 표면집중 등의 문제점이 있다. The conventional mesa type
도 2를 참조하면, 상기 메사형 발광소자(10)를 구동시키게 되면, 전류는 활성층(140) 전영역에 흐르지 못하고 메사형 발광소자(10)의 가장자리에 집중하게 된다. Referring to FIG. 2, when the mesa type
이는 질화갈륨계 화합물의 특성상 P형 질화갈륨(P-type GaN layer)의 비저항(Resistivity)이 N형 질화갈륨(N-type GaN layer))의 비저항보다 크기 때문에 발생하는 현상으로 전하의 이동(Carrier transport)에 있어서 상기 전류가 최단거리를 선택하여 흐르기 때문이다. This phenomenon occurs because the resistivity of gallium nitride (P-type GaN layer) is larger than that of gallium nitride (N-type GaN layer) due to the characteristics of the gallium nitride compound. This is because the current flows by selecting the shortest distance in the transport.
상기의 전류의 표면집중(Current crowding) 현상은 좁은 영역의 활성층(140)에서 전자(electron)와 홀(hole)의 재결합(recombination)이 일어나 발광 다이오드의 발광효율을 저하시키게 된다. The current crowding phenomenon of the current causes recombination of electrons and holes in the
또한, 메사형 발광소자(10)의 가장자리 외부표면의 결함(dangling bond, etc)과 캐리어들이 재결합(recombination)을 하게 되어 광자(photon)을 생성시키는 전자와 홀들의 재결합(radiative recombination)이 아닌 열(Phonon)을 발생시키는 재결합(non radiative recombination)을 하게 되어 소자의 열화(degradation)를 발생시키게 문제점이 있다. In addition, heat is not a radial recombination of electrons and holes that cause photons due to recombination of defects and the like on the outer surface of the edge of the mesa type
이와 같이, 종래의 메사형 발광소자(10)는 재결합하는 면적이 재결합효율, 소자의 열화 등을 발생시켜는 전류 집중현상으로 인해 상기 메사형 발광소자(10)의 발광효율을 저하시키는 문제점이 있다. As described above, the conventional mesa type
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로, 발광다이오드 주변에 전하분포 변경장치를 배치하여 광포화현상, 소자의 열화 등 소자의 효율을 저하시키는 전류 집중현상을 해소함에 따라 발광효율을 향상시킨 발광소자를 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been made to solve the above problems, by disposing a charge distribution changer around the light emitting diode to solve the current concentration phenomenon that reduces the efficiency of the device, such as light saturation, deterioration of the device, the luminous efficiency is improved It is an object to provide an improved light emitting device.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 수직형 발광소자는 활성층을 사이에 두고 P형 구조물과 N형 구조물을 갖으며, 상기 P형 구조물에 연결되는 P형 전극패드와 상기 N형 구조물에 연결되는 N형 전극패드가 서로 동일 선상에 소정간격 이격되어 배치되도록 형성된 발광다이오드 구조체 및 상기 N형 전극패드와 상기 P형전극패드를 연결하는 가상의 선상에 인접한 좌/우영역에 상기 발광다이오드 구조체와 이격된 상태로 각각 배치되되, 상기 발광다이오드 구조체 내부에 패키징된 형태로 구비되고 상기 P형전극패드와 상기 N형전극패드 사이에서 전류가 통과하는 방향과 서로 수직한 방향으로 자기장이 흐르도록 배치되어, 이동하는 전하의 분포를 상기 활성층 전체의 영역으로 분산시키는 자기장 발생장치를 갖는 전하분포 변경장치를 포함한다. Vertical light emitting device for achieving the object of the present invention has a P-type structure and an N-type structure with an active layer between, the P-type electrode pad connected to the P-type structure and the N-type connected to the N-type structure A light emitting diode structure in which electrode pads are disposed to be spaced apart from each other on the same line by a predetermined distance, and a state in which the light emitting diode structure is spaced apart from the light emitting diode structure in a left / right region adjacent to a virtual line connecting the N-type electrode pad and the P-type electrode pad. Disposed in each of the light emitting diode structures, and disposed so that a magnetic field flows between the P-type electrode pad and the N-type electrode pad so that a current flows in a direction perpendicular to each other. And a charge distribution changing device having a magnetic field generating device for distributing charge distribution to the entire area of the active layer.
상기 자기장 발생장치는 전자석 또는 영구자석을 포함하는 것을 특징으로 한다. The magnetic field generating device is characterized in that it comprises an electromagnet or a permanent magnet.
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상기 자기장 발생장치의 자기장 세기는 0.1 내지 3 테슬라(Tesla)인 것을 특징으로 한다. Magnetic field strength of the magnetic field generating device is characterized in that 0.1 to 3 Tesla (Tesla).
한편, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 백라이트 유닛은 본 발명에 따른 다수의 발광소자로 형성되는 광원; 상기 광원에서 발광하는 광을 집광, 확산 및 가이드하는 다수의 광학부재; 및 상기 광원 및 상기 광학부재를 보호하는 몰드프레임을 포함하는 것을 특징으로 한다. On the other hand, the backlight unit for achieving the object of the present invention is a light source formed of a plurality of light emitting elements according to the present invention; A plurality of optical members for collecting, diffusing and guiding light emitted from the light source; And a mold frame protecting the light source and the optical member.
그리고, 본 발명의 목적을 달성하기 위한 액정표시장치는 액정을 갖는 액정패널; 상기 액정패널 배면에서 광을 제공하는 본 발명으로 형성된 다수의 발광소자를 광원으로 사용하는 백라이트 유닛을 포함하는 것을 특징으로 한다. In addition, a liquid crystal display device for achieving the object of the present invention comprises a liquid crystal panel having a liquid crystal; It characterized in that it comprises a backlight unit using a plurality of light emitting elements formed by the present invention for providing light from the liquid crystal panel back as a light source.
본 발명의 목적을 달성하기 위한 조명장치는 상기와 같이 형성되는 발광소자; 상기 발광소자를 커버하는 패키지; 상기 발광소자에 전원을 공급하는 공급장치를 포함한다. Illumination device for achieving the object of the present invention is formed as described above; A package covering the light emitting device; It includes a supply device for supplying power to the light emitting device.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention and methods for achieving them will be apparent with reference to the embodiments described below in detail with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but may be implemented in various different forms, only the present embodiments to make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains. It is provided to fully inform the person having the scope of the invention, which is defined only by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout.
또한, 도면에서 층과 막 또는 영역들의 크기 두께는 명세서의 명확성을 위하여 과장되어 기술된 것이며, 어떤 막 또는 층이 다른 막 또는 층의 "상에" 형성된다라고 기재된 경우, 상기 어떤 막 또는 층이 상기 다른 막 또는 층의 위에 직접 존재할 수도 있고, 그 사이에 제3의 다른 막 또는 층이 개재될 수도 있다. In addition, in the drawings, the size and thickness of layers and films or regions are exaggerated for clarity of description, and when any film or layer is described as being formed "on" of another film or layer, It may be directly on top of the other film or layer, and a third other film or layer may be interposed therebetween.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 3는 본 발명에 따른 발광소자의 구조를 나타낸 도면이다.3 is a view showing the structure of a light emitting device according to the present invention.
도 3를 참조하면, 본 발명에 따른 발광소자(30)는 질화물계 반도체 박막을 성장시킨 질화물계 발광소자를 실시예로 설명한다. Referring to FIG. 3, the
상기 질화물계(GaN) 반도체물질은 녹색으로부터 청색 및 자색을 발광할 수 있는 발광물질로서 3.4eV의 넓은 에너지밴드 구조, 높은 열적 안정성 및 전기적, 광학적 특성을 갖는 화합물 반도체 재료이다. The nitride-based (GaN) semiconductor material is a compound semiconductor material having a broad energy band structure of 3.4 eV, high thermal stability, and electrical and optical properties as a light emitting material capable of emitting blue and purple light from green.
본 발명에 따른 발광소자(20)는 발광다이오드 구조체(300)와 전하분포 변경장치(200)가 상기 발광다이오드 구조체(300)의 주변에 배치되어 있다. In the light emitting device 20 according to the present invention, a light
상기 발광다이오드 구조체(300)는 기판(310), 버퍼층(320), N형 클래딩층(330), 활성층(340), P형 클래딩층(350), 다기능성 오믹콘택층(360), P형 전극패드(370)가 순차적으로 적층되어 있다.The light
여기서 상기 N형 클래딩층(330)의 일부와 상기 N형 클래딩층(330) 상부에 형 성되는 다수의 층을 식각하고, 상기 식각된 영역에 N형 전극패드(380)를 형성하여 상기 발광다이오드 구조체(300)를 형성한다. 이와 같이, 본 발명에서는 상기 발광다이오드 구조체(300)를 메사형의 발광다이오드를 실시예로써 설명한다. The light emitting diode may be formed by etching a portion of the N-
상기 기판(310)은 절연성 사파이어(Al2O3) 물질을 사용할 수 있다. 상기 사파이어 기판(310)은 질화물계 반도체와 결정구조가 같은 HCP(Hexagonal Closed Packings)의 결정구조를 갖고 있다. 상기 기판(310) 상에는 버퍼층(320)이 형성된다.The
상기 버퍼층(320)은 상기 기판(310)과 질화물계 반도체 간에 존재하는 큰 격자상수 및 열팽창계수 차이로 인해 발생할 수 있는 결함 즉, 전위(Dislocations)를 억제하기 위해서 490℃ 내지 570℃ 온도에서 질화갈륨(GaN) 또는 질화알루미늄(AlN)을 성장시켜 형성할 수 있다. The
상기 N형 클래딩층(330)은 알루미늄-인듐-갈륨-질소(AlxInyGazN :x+y+z=1, 0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)로 구성된 N형 질화갈륨층이고, 상기 N형 클래딩층(330)은 질화갈륨에 Si, Ge, Se, Te 등의 N형 도펀트를 첨가하여 형성할 수 있다. The N-
상기 활성층(340)은 AlxInyGazN(x,y,z : x+y+z=1, 0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)의 층으로 형성할 수 있으며, 단층 또는 복층의 양자우물(single or multi quantum well, 이하 MQW)로 형성할 수 있다. 상기 활성층(340)은 InGaN/GaN MQW 또는 AlGaN/GaN MQW로 형성할 수 있다. The
상기 P형 클래딩층(350)은 알루미늄-인듐-갈륨-질소(AlxInyGazN : x+y+z=1, 0≤x≤1,0≤y≤1,0≤z≤1)로 구성된 P형 질화갈륨층이다. 여기서 상기 P형 클래딩층(350)은 질화갈륨(GaN)에 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 P형 도펀트를 첨가하여 형성할 수 있다. The P-
여기서 상기 기판(310)으로부터 상기 P형 클래딩층(350)까지 발광구조체에 해당하고, 상기 P형 클래딩층(350) 상부에 적층되는 상기 다기능성 오믹콘택층(360)은 P형 전극 구조체에 해당한다. Herein, the multi-functional
상기 다기능성 오믹콘택층(360)은 P형전극 구조체로써 상기 활성층(340)에서 발생되는 빛을 상기 다기능성 오믹콘택층(340)을 통해서 외부로 방출시키는 상부발광소자(Top-Emitting Device)로 형성할 수도 있고, 또는 이와 반대로 투명한 사파이어 기판(310)을 통해서 빛을 방출하는 플립칩(Flip-chip Device)으로 형성할 수도 있다. The multifunctional
이와 같이, 상기 다기능성 오믹콘택층(360)은 상기 P형 클래딩층(350) 상부에 투명전도성 박막층 또는 반사성 후막층을 선택적으로 형성할 수 있다. As such, the multifunctional
상기 N, P형 전극패드(370, 380)는 P, N형 클래딩층(320, 350) 상에 각각 형성할 수 있다. The N and
상기 P형 전극패드(370)는 상기 P형 클래딩층(350) 즉, 다기능성 오믹콘택층(360) 상부에 형성할 수 있으며, 니켈/금 또는 은/금을 순차적으로 적층시킨 구조로 형성할 수 있다. The P-
그리고 상기 N형 전극패드(380)는 상기 N형 클래딩층(330)부터 상기 다기능성 오믹콘택층(360)까지 일부 영역을 식각한 영역에 상기 N형 클래딩층(330) 상에 형성할 수 있다. In addition, the N-
여기서 상기 N형 클래딩층(330)과 상기 N형 전극패드(380) 사이에는 N형 오믹콘택층(미도시)을 더 형성할 수 있다. 상기 N형 오믹콘택층은 티타늄/알루미늄이 순차적으로 적층된 구조, 또는 다양한 구조의 후막으로 형성할 수도 있다. Here, an N-type ohmic contact layer (not shown) may be further formed between the N-
여기서 각 층은 전자빔 증착기, MOCVD(metal organic CVD), PVD(physical vapor deposition), CVD(chemical vapor deposition), PLD(plasma laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator), 스퍼터링(sputtering) 등의 증착장치에 의해서 형성할 수 있다. Where each layer is an electron beam evaporator, metal organic CVD (MOCVD), physical vapor deposition (PVD), chemical vapor deposition (CVD), plasma laser deposition (PLD), dual-type thermal evaporator, sputtering Can be formed by a vapor deposition apparatus.
상기와 같이, 질화물계 반도체를 적층하여 메사 구조로 본 발명에 따른 발광 다이오드 구조체(300)를 형성할 수 있다. As described above, the nitride-based semiconductor may be stacked to form the light emitting
여기서 상기 발광다이오드 구조체(300)의 전하의 흐름을 설명하면, 상기 발광다이오드 구조체(300)를 구동시키게 되면 질화갈륨계 화합물의 특성상 P형 질화갈륨(P-type GaN layer)의 비저항(Resistivity)이 N형 질화갈륨(N-type GaN layer))의 비저항보다 크기 때문에 발생하는 현상으로 전하의 이동(Carrier transport)에 있어서 상기 전류가 최단거리를 선택하여 흐르게 된다. Herein, the flow of charge in the light emitting
이와 같이, 상기 전류가 최단거리를 선택하여 흐름에 따라 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 상기 전류는 상기 활성층(340) 전영역에 흐르지 못하고 발광다이오드 구조체(300)의 가장자리에 집중되어 흐를 수 있다. As such, as the current flows by selecting the shortest distance, the current may not flow in the entire area of the
따라서, 상기 전류가 집중되어 상기 활성층(340)의 좁은 영역에서만 전자와 홀이 재결합을 하게 되어 상기 발광다이오드 구조체(300)의 발광효율을 저하시킬 수 있다. Therefore, the current is concentrated, and electrons and holes are recombined only in a narrow region of the
그래서 본 발명에 따른 발광소자(30)는 상기 발광다이오드 구조체(300)의 주변에 홀과 전자의 재결합 효율을 향상시킬 수 있는 전하분포 변경장치(200)를 구비하고 있다. Therefore, the
상기 전하분포 변경장치(200)는 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 소정간격 이격되도록 배치된 상기 N형전극패드(380)와 상기 P형전극패드(370)를 연결하는 가상의 선상에 인접한 좌/우영역에 자기장 발생장치(210)를 각각 배치시킬 수 있다. 이때, 자기장 발생장치(210)는 발광다이오드 구조체(300)와 함께 발광소자(30) 내에 패키징 되는 것이 바람직하다.The charge
바람직하게는 상기 발광다이오드 구조물(300)에서 전류가 통과하는 방향과 상기 자기장 발생장치(210)에서 형성되는 자기장의 흐름은 서로 수직한 방향이 되도록 배치시킬 수 있다. Preferably, the direction in which the current passes in the light emitting
상기 자기장 발생장치(210)는 하나 이상의 구조물 형성할 수 있고 또는, 다수의 구조물을 마련하여 상기 전하분포 변경장치(200)를 형성할 수도 있다. 이때, 자기장 발생장치(210)는 발광다이오드 구조체(300)의 적층 구조에 따라서 적층된 형태로 구비되거나, N형전극패드(380)와 상기 P형전극패드(370)를 연결하는 가상의 선을 포함하는 평면 상에 배열된 형태로 구비될 수 있다.The magnetic
상기 전하분포 변경장치(200)는 전자석 또는 영구자석을 사용할 수 있으며, 상기 자석뿐만 아니라 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 전하의 분포를 변경할 수 있는 즉, 전하운동 방향을 변경할 수 있는 장치를 사용할 수 있다. 여기서, 영구자석을 사용하는 경우 상기 좌/우영역에 각각 N극과 S극을 배치시키면 자연적으로 N극에서 S극 방향으로 자기장이 발생하게 된다. 전자석을 사용하는 경우 상기 좌/우영역에 서로 다른 극성이 발생되도록 전류를 인가하는 별도의 전원공급장치와 연결되어야 하며, 전하분포 변경장치(200)는 이와 같은 장치를 모두 포함하여 구비되는 것이 바람직하다.The charge
이와 같이, 본 발명에 따른 발광소자(30)는 상기 발광다이오드 구조체(300)와 상기 발광다이오드 구조체(300) 주변에 상기 전하분포 변경장치(200)를 이용하여 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다. As such, the
도 4는 본 발명에 따른 발광소자에서 전하분포 변경장치의 작용을 도시한 평 면도이다. Figure 4 is a plan view showing the action of the charge distribution changing device in the light emitting device according to the present invention.
본 발명에서는 용이한 설명을 위해 실시예로써 전하분포 변경장치에 자기장 발생장치가 마련된 것을 설명한다. In the present invention, a magnetic field generating device is provided in the charge distribution changing device as an embodiment for easy description.
도 4를 참조하면, 전하분포 변경장치(200)에 마련되는 자기장 발생장치(210)는 자석으로 N극과 S극을 각각 마련할 수 있다. Referring to FIG. 4, the magnetic
상기 N극과 상기 S극은 자기장을 발생시킬 수 있으며, 상기 자기장 내에 있는 전하는 상기 자기장에 의해 소정의 방향으로 힘을 받는다는 로렌츠 법칙을 이용하여 상기 전하의 방향을 변경시킬 수 있다. The N pole and the S pole may generate a magnetic field, and the charge in the magnetic field may be changed by using the Lorentz law, in which a charge in the magnetic field is forced by the magnetic field in a predetermined direction.
상기 로렌츠의 법칙은 하전입자가 자기장 속에서 받는 힘을 말하며, 상기 힘은 운동하는 전하만 받고, 정자기장에서는 자기장이 전하의 운동방향에만 영향을 미친다. Lorenz's law refers to the force that the charged particles receive in the magnetic field, and the force receives only the moving charge, and in the static magnetic field, the magnetic field only affects the direction of charge movement.
즉, 전하가 받는 힘 F는That is, the force F of the charge
F= e*[v*B]/c 가 된다. F = e * [v * B] / c
여기서 B는 자속밀도, v는 속도, c는 광속이다. Where B is magnetic flux density, v is velocity, and c is luminous flux.
다시 말해서, 운동하는 전하에 대해서 힘을 미치나, 힘의 방향은 자속과 속도방향과 수직이므로 전자기장은 운동하는 하전입자에 대해서 일을 하지 않고, 다만 그 운동방향만 변경시켜 준다. In other words, it exerts a force on the moving charge, but the direction of the force is perpendicular to the direction of the magnetic flux and velocity, so the electromagnetic field does not work on the moving charged particles, but only changes the direction of movement.
상기 로렌츠의 법칙을 본 발명에 따른 발광소자(30)에 대입하여 설명하면, 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 전류는 위에서 아래로 진행하게 된다. 즉, P형 전극패드(370)에서 N형 전극패드(380) 방향으로 최단거리로 진행하게 된다. 여기서 는 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 빛을 발광하는 영역인 상기 활성층(340)을 기준으로 전류방향을 설명한다. When Lorentz's law is substituted into the
그리고 상기 전하분포 변경장치(200)를 상기 전류방향에 수직한 방향을 이루며, 또한 상기 전하가 상기 활성층(340)의 일부영역(가장자리에)에 반대방향으로 힘을 받도록 자기장 발생장치(210)인 자석을 배치시킨다. In addition, the charge
여기서 상기 자기장 발생장치의 자기장 세기는 0.1 내지 3 테슬라(Tesla)인 것이 바람직하다. The magnetic field strength of the magnetic field generating device is preferably 0.1 to 3 Tesla.
이에 따라, 상기 전하들은 상기 활성층(340)의 가장자리 영역에서 반대 방향으로 힘을 받아 전하는 상기 활성층(340)의 넓은 영역으로 분포하게 된다. Accordingly, the charges are distributed to a wide area of the
즉, 상기 발광다이오드 구조체(300)에서 구조상으로 형성될 수 있는 전류 표면집중 현상을 개선하여 전하가 활성층(340)의 넓은 영역으로 분포하게 되어 전자와 홀의 재결합 효율을 향상시킬 수 있게 된다. That is, by improving the current surface concentration phenomenon that may be structurally formed in the light emitting
이와 같이, 상기 전하분포 변경장치(200)는 로렌츠의 법칙을 이용하여 상기 발광다이오드 구조체(300)에 자기장을 제공하여 광포화 현상, 소자의 열화 등의 소자의 효율을 저하시키는 전류 집중현상을 개선시켜 상기 발광소자(30)의 발광효율을 향상시킬 수 있게 된다. As described above, the charge
도 5는 본 발명에 따른 발광소자를 구비한 백라이트 유닛을 개략적으로 도시한 도면이다. 5 is a view schematically showing a backlight unit having a light emitting device according to the present invention.
도 5를 참조하면, 백라이트 유닛(50)은 본 발명에 따른 발광소자(30)를 다수개 구비하는 광원(35)과 상기 광원(35)에서 발광하는 빛을 가이드, 확산 및 집광하 는 다수의 광학부재(510)를 구비하며, 상기 광학부재(510) 및 상기 광원(35)을 수용하는 몰드프레임(520)을 구비한다. Referring to FIG. 5, the
상기 광원(35)은 본 발명에 따른 발광소자(30)를 다수를 구비하여 백색광을 외부로 발산할 수 있다. 여기서 상기 광원(35)으로 사용되는 상기 발광소자(30)는 하나의 소자에 패키지를 하여 백색광을 발광시킬 수도 있고, 상기 발광소자(30)가 다수가 모여 백색광을 발광할 수도 있다. The
상기 광학부재(510)는 상기 광원(35)에서 발광하는 광을 가이드하는 도광판, 광을 확산시켜주는 확산시트, 상기 광을 집광하는 프리즘쉬트 등을 구비할 수 있다. The
상기 몰드프레임(520)은 상기 광원(35), 상기 광학부재(510)를 수용할 수 있는 용기 형상으로 형성되며, 상기 광학부재(510), 광원(35)의 유동 및 외부의 충격으로부터 보호하도록 형성할 수 있다. The
도 6은 본 발명에 따른 발광소자를 구비하는 액정표시장치를 개략적으로 도시한 도면이다. 6 is a view schematically showing a liquid crystal display device having a light emitting device according to the present invention.
도 6을 참조하면, 액정표시장치(60)는 자체발광형 소자가 아니라 수광형 소자이기 때문에 광을 제공받을 수 있는 수단이 필요하다. Referring to FIG. 6, since the
그래서 상기 액정표시장치(60)는 액정을 갖는 액정패널(610)과 상기 액정패널(610)에 광을 제공하는 백라이트 유닛(50)을 구비하여 형성할 수 있다. 즉, 상기 액정표시장치(60)는 상기 백라이트 유닛(50)에서 제공되는 빛을 투과시켜 영상을 표시하는 장치이다. Thus, the liquid
이와 같이, 상기 액정표시장치(60)는 상기 백라이트 유닛(50)의 광원(35)을 발광효율을 향상시킨 본 발명에 따른 발광소자(30)를 사용함으로써 색재현성 등을 향상시켜 선명한 영상을 표시할 수 있는 효과가 있다. As described above, the liquid
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 발광소자는 전하분포 변경장치를 구비하고, 상기 전하분포 변경장치로 로렌츠의 법칙을 이용하여 상기 발광다이오드 구조체에 자기장을 제공하여 광포화 현상, 소자의 열화 등의 소자의 효율을 저하시키는 전류 집중현상을 개선시켜 상기 발광소자의 발광효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있다. As described above, the light emitting device according to the present invention includes a charge distribution changing device, and provides a magnetic field to the light emitting diode structure by using Lorentz's law as the charge distribution changing device. There is an effect that can improve the luminous efficiency of the light emitting device by improving the current concentration phenomenon that reduces the efficiency of the device.
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