KR100998018B1 - Semiconductor light emitting device having diffractive optical element pattern - Google Patents

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반도체 발광소자가 개시된다. 본 반도체 발광소자는, 기판, 기판 상에 형성된 제1 도전형 반도체층, 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층 및, 제2 도전형 반도체층 상에 형성되며 회절 광학 소자(DOE)로 제공되도록 투명 물질로 이루어진 DOE 패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. A semiconductor light emitting device is disclosed. The semiconductor light emitting device includes a substrate, a first conductive semiconductor layer formed on the substrate, an active layer formed on the first conductive semiconductor layer, a second conductive semiconductor layer formed on the active layer, and a second conductive semiconductor layer. And a DOE pattern formed of a transparent material to be formed and provided to the diffractive optical element (DOE).

발광소자, DOE 패턴, 회절 Light emitting element, DOE pattern, diffraction

Description

DOE 패턴을 구비한 반도체 발광소자 {Semiconductor light emitting device having diffractive optical element pattern}Semiconductor light emitting device having a DOE pattern {Semiconductor light emitting device having diffractive optical element pattern}

본 발명의 DOE 패턴을 구비한 반도체 발광소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 광 방출면을 포함하는 구성 상에 DOE 패턴을 구비한 반도체 발광소자에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light emitting device having a DOE pattern of the present invention, and more particularly, to a semiconductor light emitting device including a DOE pattern on a configuration including a light emitting surface.

근래에 LED(발광소자)는 기존 광원에 비해 에너지 절감 효과가 뛰어나고 거의 반영구적으로 사용할 수 있으며 휘도가 크게 개선되면서 기존의 광원을 대체하는 차세대 광원으로 각광받고 있다. 이러한 장점으로 인해 LED는 휴대폰 등과 같은 모바일 IT 기기류의 주광원으로 사용될 뿐만 아니라 대형 디스플레이의 광원, 카메라의 플레쉬 등 그 응용분야도 급속도로 확산되고 있는 실정이다. Recently, LEDs (light emitting devices) are much more energy-saving than conventional light sources, and can be used almost semi-permanently. Due to these advantages, LED is not only used as the main light source of mobile IT devices such as mobile phones, but also its applications such as light sources of large displays and flashes of cameras are rapidly spreading.

이러한 LED는 사용되는 분야에 따라 서로 다른 광학적 성능이 요구된다. 예를 들어, 카메라 플레쉬에 이용되는 LED는 필요되는 영역 내에서 광 효율이 커야한다. 하지만, 면 광원인 LED는, 비교적 넓은 각도(예를 들어, 120° 이상)로 광을 출력하는 것으로, 광의 조사되는 영역(각도)를 조절하는 것이 요구되었다. These LEDs require different optical performances depending on the field of use. For example, LEDs used in camera flashes must have high light efficiency within the area required. However, the LED which is a surface light source outputs light at a relatively wide angle (for example, 120 degrees or more), and it was required to adjust the area (angle) to which light is irradiated.

이를 위해, LED 상부에 렌즈를 부착하여 LED에서 출력되는 광의 조사 영역을 조절하는 방안이 개발되었다. 하지만, 별도의 렌즈 구성을 이용하더라도, 일정 영역에 균일하면서도 높은 광 효율을 갖는 LED를 구현하는 것이 어려우며, 별도의 렌즈 구성을 이용하는 것에 의해서 공정 및 비용 증가에 따른 문제점이 있었다.To this end, a method of adjusting the irradiation area of the light output from the LED has been developed by attaching a lens on the LED. However, even when using a separate lens configuration, it is difficult to implement a LED having a uniform and high light efficiency in a certain area, there is a problem due to the process and cost increase by using a separate lens configuration.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 광 방출면을 포함하는 구성 상에 DOE 패턴을 구비함으로서, 외부로 방출되는 광을 회절시키는 반도체 발광소자를 제공하기 위한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide a semiconductor light emitting device which diffracts light emitted to the outside by providing a DOE pattern on a configuration including a light emitting surface.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자는, 기판, 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층, 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되며 회절 광학 소자(DOE:Diffractvie Optical Element)로 제공되도록 투명 물질로 이루어진 DOE 패턴을 포함한다. 이 경우, 상기 DOE 패턴을 구성하는 투명한 물질은 상기 제2 도전형 반도체층의 일부가 될 수 있다. A semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object, a substrate, a first conductive semiconductor layer formed on the substrate, an active layer formed on the first conductive semiconductor layer, the active layer And a DOE pattern formed on the second conductive semiconductor layer, and a DOE pattern formed of a transparent material to be provided as a diffractvie optical element (DOE). In this case, the transparent material constituting the DOE pattern may be part of the second conductivity type semiconductor layer.

한편, 상기 반도체 발광소자는 투명 전극층을 더 포함할 수 있으며, 상기 DOE 패턴은 상기 투명 전극층으로 이루어질 수 있다. 이 경우, 상기 투명 전극층은, ITO, ZnO2 및 ZnO 중 어느 하나의 물질로 이루어질 수 있다. The semiconductor light emitting device may further include a transparent electrode layer, and the DOE pattern may be formed of the transparent electrode layer. In this case, the transparent electrode layer may be made of any one material of ITO, ZnO 2 and ZnO.

본 발명에서, 상기 DOE 패턴은 다수의 동심원 형상 패턴으로 이루어질 수 잇다. 이 경우, 상기 다수의 동심원 형상 패턴은, 400㎚ 내지 10㎛의 간격을 가질 수 있으며, 상기 다수의 동심원 형상 패턴은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 간격이 작아질 수 있다. In the present invention, the DOE pattern may be formed of a plurality of concentric circular patterns. In this case, the plurality of concentric circular patterns may have a spacing of 400 nm to 10 μm, and the plurality of concentric circular patterns may have a smaller interval from the center to the outside.

본 상기 반도체 발광소자는, 상기 기판 하부에 형성된 제1 전극층 및, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극층을 더 포함하며, 상기 DOE 패턴은 제2 전극층으로 이루어질 것일 수 있다. The semiconductor light emitting device may further include a first electrode layer formed under the substrate and a second electrode layer formed on the second conductive semiconductor layer, and the DOE pattern may be formed of a second electrode layer.

한편, 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 메사 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극 및, 상기 제2 도전형 반도체층 중 상기 DOE 패턴이 형성되지 않은 영역에 형성된 제2 전극을 더 포함할 수 있다. The active layer and the second conductive semiconductor layer may have a mesa structure to expose a portion of the first conductive semiconductor layer. In this case, the display device may further include a first electrode formed on the exposed first conductive semiconductor layer and a second electrode formed in a region where the DOE pattern is not formed among the second conductive semiconductor layer.

또는, 상기 기판의 하면에 형성된 제1 전극층 및, 상기 제2 도전형 반도체층 중 상기 DOE 패턴이 형성되지 않은 영역에 형성된 제2 전극을 더 포함할 수 있다. The display device may further include a first electrode layer formed on a lower surface of the substrate and a second electrode formed in a region where the DOE pattern is not formed among the second conductive semiconductor layers.

본 발명에 따르면, 반도체 발광소자에서 광 방출면을 포함하는 구성 상에 회절 광학 소자(DOE:Diffractvie Optical Element)로 제공되는 투명 물질의 DOE 패턴을 형성한다. 이에 따라, DOE 패턴을 통해 외부로 방출되는 광을 회절시킴으로써 반도체 발광소자는 일정 영역으로 균일하면서도 높은 광을 출력할 수 있게 된다. According to the present invention, a DOE pattern of a transparent material provided as a diffractvie optical element (DOE) is formed on a structure including a light emitting surface in a semiconductor light emitting device. Accordingly, by diffracting the light emitted to the outside through the DOE pattern, the semiconductor light emitting device can output uniform and high light to a predetermined region.

또한, 반도체 발광소자에서 광 방출면을 포함하는 구성 상에 DOE 패턴을 직접 형성함으로써, 회절을 위해 렌즈와 같은 별도의 구성을 채용할 필요가 없게 되어 반도체 발광소자의 구성이 간소화되며, 공정 및 비용 역시 감소될 수 있게 된다. In addition, by directly forming a DOE pattern on the configuration including the light emitting surface in the semiconductor light emitting device, there is no need to adopt a separate configuration such as a lens for diffraction, simplifying the configuration of the semiconductor light emitting device, process and cost It can also be reduced.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 보다 자세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the present invention.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 도면이다. 도 1b는 도 1a에 도시된 반도체 발광소자를 A-A' 라인을 따라 절단한 단면도를 나타내는 것으로, 도 1a 및 도 1b는 실질적으로 동일한 반도체 발광소자를 나타낸다. 1A and 1B are diagrams illustrating a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention. FIG. 1B is a cross-sectional view of the semiconductor light emitting device shown in FIG. 1A taken along the line A-A ', and FIGS. 1A and 1B show substantially the same semiconductor light emitting device.

도 1b를 참조하면, 본 반도체 발광소자(100)는 수직 구조의 발광소자로, 기판(110), 제1 도전형 반도체층(120), 활성층(130), 제2 도전형 반도체층(140)을 포함하며, 기판(110)의 하면에 형성된 제1 전극층(150) 및 제2 도전형 반도체층(140) 상에 형성된 제2 전극(160)을 포함한다. Referring to FIG. 1B, the semiconductor light emitting device 100 is a vertical light emitting device, and includes a substrate 110, a first conductivity type semiconductor layer 120, an active layer 130, and a second conductivity type semiconductor layer 140. And a first electrode layer 150 formed on the bottom surface of the substrate 110 and a second electrode 160 formed on the second conductive semiconductor layer 140.

반도체 발광소자(100)는 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(120), 활성층(130) 및 제2 도전형 반도체층(140)이 차례로 적층된 구조를 갖는다. 이러한 구조는, 사파이어 기판 또는 SiC 기판 등과 같은 성장 기판(미도시)에 제1 도전형 반도체층(120), 활성층(130) 및 제2 도전형 반도체층(140)을 성장시킨 후, 도전성을 갖는 기판(110) 상에 이동 접합하는 공정을 통해 형성될 수 있다. 이 경우, 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(120), 활성층(130) 및 제2 도전형 반도체층(140)이 접합되면, 레이저 리프트 오프 등을 이용하여 성장 기판을 제거한다. 그리고, 기판(110)의 하면에 제1 전극층(150)을 형성하고, 제2 도전형 반도체층(140) 상에 제2 전극(160)을 형성한다. The semiconductor light emitting device 100 has a structure in which a first conductive semiconductor layer 120, an active layer 130, and a second conductive semiconductor layer 140 are sequentially stacked on the substrate 110. Such a structure is characterized in that the first conductive semiconductor layer 120, the active layer 130, and the second conductive semiconductor layer 140 are grown on a growth substrate (not shown), such as a sapphire substrate or a SiC substrate. It may be formed through a process of moving bonding on the substrate 110. In this case, when the first conductive semiconductor layer 120, the active layer 130, and the second conductive semiconductor layer 140 are bonded to the substrate 110, the growth substrate is removed using a laser lift-off or the like. The first electrode layer 150 is formed on the bottom surface of the substrate 110, and the second electrode 160 is formed on the second conductive semiconductor layer 140.

도 1b에 도시된 반도체 발광소자(100)에서 제1 도전형 반도체층(120)은 p형 반도체층일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(130)은 n형 반도체층일 수 있다. 또한, 제1 전극층(150)은 p형 전극일 수 있으며, 제2 전극층(160)은 n형 전극일 수 있다. In the semiconductor light emitting device 100 illustrated in FIG. 1B, the first conductivity-type semiconductor layer 120 may be a p-type semiconductor layer, and the second conductivity-type semiconductor layer 130 may be an n-type semiconductor layer. In addition, the first electrode layer 150 may be a p-type electrode, and the second electrode layer 160 may be an n-type electrode.

한편, 반도체 발광소자(100)는 제2 도전형 반도체층(140) 상에 형성된 DOE(Diffractvie Optical Element)(141)을 포함한다. 이 경우, DOE 패턴(141)은 도 1a 및 도 1b에 도시된 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(140) 구성의 일부가 될 수 있다. 이 같은 DOE 패턴(141)은 제2 도전형 반도체층(140)의 상부면을 요구되는 패턴에 대응되도록 습식 또는 건식 식각함으로써 형성될 수 있다. Meanwhile, the semiconductor light emitting device 100 includes a DOE (Diffractvie Optical Element) 141 formed on the second conductive semiconductor layer 140. In this case, the DOE pattern 141 may be part of the second conductive semiconductor layer 140 configuration, as shown in FIGS. 1A and 1B. The DOE pattern 141 may be formed by wet or dry etching the upper surface of the second conductive semiconductor layer 140 to correspond to the required pattern.

또한, DOE 패턴(141)은 투명 물질로 이루어진 것으로, 활성층(130)으로부터 발생된 광이 외부로 출력되는 경우, 광의 회절을 위한 회절 광학 소자(DOE)로 제공되는 것이다. In addition, the DOE pattern 141 is made of a transparent material, and when light generated from the active layer 130 is output to the outside, the DOE pattern 141 is provided to a diffractive optical element (DOE) for diffraction of light.

도 1a에 도시된 바와 같이, DOE 패턴(141)은 다수의 동심원 형상의 패턴으로 이루어질 수 있으며, 이들 다수의 동심원 형상의 패턴 각각은 이웃하는 패턴과 400㎚ 내지 10㎛ 범위 내의 간격을 갖는 것이 바람직하다. As shown in FIG. 1A, the DOE pattern 141 may be formed of a plurality of concentric circular patterns, and each of the plurality of concentric circular patterns may have a spacing within a range of 400 nm to 10 μm with a neighboring pattern. Do.

한편, 활성층(130)에서 발생된 광이 제2 도전형 반도체층(140)을 거쳐 DOE 패턴(141)을 통과하는 경우, 다수의 동심원 형상의 패턴을 통해서 광이 출력되며, 다수의 동심원 형상의 패턴 사이의 간격을 통해서도 광이 출력된다. 특히, 다수의 동심원 형상의 패턴 사이의 간격들은 복수의 슬릿으로 이용되는 것으로, 활성층(130)에서 발생된 광은 이 복수의 슬릿을 통과하면서 회절하게 된다. 이 같이 광이 회절됨에 따라, 넓게 퍼지지 않고 광이 일정 영역으로 조사되어 필요한 영역에서 균일하면서도 높은 광 효율을 얻을 수 있게 된다. 이 경우, 일정 영역이란, 발광 소자가 적용되는 제품에 따라 달라질 수 있으나, 일 예로, 카메라 플레쉬에 이용되는 경우에는 발광소자를 기준으로 90°이하의 영역이 될 수 있다.On the other hand, when the light generated in the active layer 130 passes through the DOE pattern 141 through the second conductivity-type semiconductor layer 140, the light is output through a plurality of concentric circular pattern, a plurality of concentric circular Light is also output through the gaps between the patterns. In particular, the gaps between the plurality of concentric patterns are used as a plurality of slits, and light generated in the active layer 130 is diffracted while passing through the plurality of slits. As the light is diffracted as described above, the light is irradiated to a predetermined area without spreading widely, so that a uniform and high light efficiency can be obtained in a required area. In this case, the predetermined area may vary depending on the product to which the light emitting device is applied. For example, when the light emitting device is used in the camera flash, the predetermined area may be 90 ° or less based on the light emitting device.

또한, 제2 도전형 반도체층(140)을 식각하여 그 상부면에 DOE 패턴(141)을 형성하는 것으로, 렌즈와 같은 별도의 구성을 채용하여 회절 기능을 구현할 필요가 없게 되어 반도체 발광소자(100)가 간소화되며, 공정 및 비용을 감소시킬 수 있게 된다. In addition, the second conductive semiconductor layer 140 is etched to form a DOE pattern 141 on an upper surface thereof, so that a separate structure such as a lens is not required to implement a diffraction function, thereby providing a semiconductor light emitting device 100. ), And the process and cost can be reduced.

도 2 내지 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 도면이다. 도 2 내지 도 4에 도시된 반도체 발광소자들은 DOE 패턴이 형성된 구성에 따른 차이가 있는 것으로, DOE 패턴의 기능은 도 1a 및 도 1b에 도시된 것과 동일하다.2 to 4 are diagrams illustrating a semiconductor light emitting device according to another exemplary embodiment of the present invention. The semiconductor light emitting devices shown in FIGS. 2 to 4 have a difference according to the configuration in which the DOE pattern is formed, and the function of the DOE pattern is the same as that shown in FIGS. 1A and 1B.

먼저, 도 2에 도시된 반도체 발광소자(200)는 수평 구조의 발광소자로, 기판(210), 제1 도전형 반도체층(220), 활성층(230), 제2 도전형 반도체층(240), 투명 전극층(250)을 포함한다. 그리고, 메사 구조에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(220) 상에 형성된 제1 전극(260) 및 투명 전극층(250)의 일부 영역 상에 형성된 제2 전극(270)을 포함한다. First, the semiconductor light emitting device 200 illustrated in FIG. 2 is a light emitting device having a horizontal structure, and includes a substrate 210, a first conductive semiconductor layer 220, an active layer 230, and a second conductive semiconductor layer 240. And a transparent electrode layer 250. The first electrode 260 formed on the first conductive semiconductor layer 220 exposed by the mesa structure and the second electrode 270 formed on a portion of the transparent electrode layer 250 are included.

도 2에 도시된 반도체 발광소자(200)는 사파이어 기판 또는 SiC 기판 등으로 이루어지는 기판(210) 상에 제1 도전형 반도체층(220), 활성층(230) 및 제2 도전형 반도체층(240)을 적층하여 제조한다. The semiconductor light emitting device 200 illustrated in FIG. 2 includes a first conductive semiconductor layer 220, an active layer 230, and a second conductive semiconductor layer 240 on a substrate 210 formed of a sapphire substrate or a SiC substrate. It is prepared by laminating.

한편, 제2 도전형 반도체층(240) 상에는 투명 전극층(250)이 형성되어 있으며, DOE(Diffractvie Optical Element)(241) 패턴을 포함한다. 이 경우, DOE 패턴(241)은 제2 도전형 반도체층(240) 상에 직접 형성되며, DOE 패턴(241)이 형성된 제2 도전형 반도체층(240) 상에 투명 전극층(250)을 증착시킴으로써 투명 전극층(250) 역시 DOE 패턴을 갖는 구조를 갖게 된다. Meanwhile, the transparent electrode layer 250 is formed on the second conductivity type semiconductor layer 240, and includes a DOE (Diffractvie Optical Element) 241 pattern. In this case, the DOE pattern 241 is directly formed on the second conductive semiconductor layer 240, and the transparent electrode layer 250 is deposited on the second conductive semiconductor layer 240 on which the DOE pattern 241 is formed. The transparent electrode layer 250 also has a structure having a DOE pattern.

DOE 패턴(241)은 도 1a에 도시된 것과 같이, 다수의 동심원 형상 패턴을 가지며 다수의 동심원 형상의 패턴은 400㎚ 내지 10㎛의 간격을 갖는다. DOE 패턴(241)을 통과하는 경우, 광의 회절 현상은 광의 파장이 길수록, 그리고 패턴 사이의 간격이 작을수록 잘 일어난다. 따라서, 활성층(230)에서 발생된 광의 파장을 고려하여 400㎚ 내지 10㎛ 범위 내에서 다수의 동심원 형상의 패턴들 사이의 간격을 조절할 수 있다. DOE pattern 241 has a plurality of concentric circular patterns, and the plurality of concentric circular patterns have a spacing of 400 nm to 10 μm, as shown in FIG. 1A. When passing through the DOE pattern 241, the diffraction phenomenon of light occurs as the wavelength of the light is longer and the interval between the patterns is smaller. Therefore, in consideration of the wavelength of the light generated in the active layer 230, it is possible to adjust the interval between the plurality of concentric patterns within the range of 400nm to 10㎛.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 다수의 동심원 형상의 패턴은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 간격이 작아진다. 이는, 다수의 동심원 형상의 패턴 사이의 간격 들이 복수의 슬릿으로 이용되는 것으로, 슬릿의 길이가 작을수록 회절이 잘 일어나는 점을 이용한 것이다. 즉, 반도체 발광소자(200)의 중심에서는 간격을 넓게 하여 평형광을 출력하고, 외곽에서 간격을 상대적으로 좁게 하여 상대적으로 광이 잘 회절되도록 한다. 이에 따라, 외곽으로 갈수록 광의 회절이 증가하게 되어 중심 영역에 가깝게 광이 집중하게 되어 일정 영역에 전체적으로 균일하면서도 효율이 높은 광을 제공할 수 있게 된다. In addition, as shown in FIG. 2, a plurality of concentric circular patterns have smaller intervals from the center to the outside. This is because gaps between a plurality of concentric patterns are used as a plurality of slits, and the smaller the length of the slits is, the more the diffraction occurs. That is, in the center of the semiconductor light emitting device 200, the interval is widened to output the balanced light, and the interval is relatively narrowed so that the light is diffracted relatively well. Accordingly, the light diffraction increases toward the outside, so that the light is concentrated close to the center area, thereby providing light uniformly and highly efficient in a certain area.

한편, 도 3에 도시된 반도체 발광소자(300)는 수평 구조의 발광소자로, 기판(310), 제1 도전형 반도체층(320), 활성층(330), 제2 도전형 반도체층(340), 투명 전극층(350)을 포함한다. 그리고, 메사 구조에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층(320) 상에 형성된 제1 전극(360) 및 제2 도전형 반도체층(340)의 일부 영역 상에 형성된 제2 전극(370)을 포함한다. Meanwhile, the semiconductor light emitting device 300 illustrated in FIG. 3 is a light emitting device having a horizontal structure, and includes a substrate 310, a first conductive semiconductor layer 320, an active layer 330, and a second conductive semiconductor layer 340. And a transparent electrode layer 350. And a first electrode 360 formed on the first conductive semiconductor layer 320 exposed by the mesa structure and a second electrode 370 formed on a portion of the second conductive semiconductor layer 340. do.

도 3은 도 2와 동일한 구조를 가지되, DOE 패턴(351)이 형성되어 있는 구성이 상이하다. 구체적으로, 도 3에 도시된 반도체 발광소자(300)는 제2 도전형 반도체층(340)이 아닌, 투명 전극층(350) 상에 DOE 패턴(351)이 형성될 수 있다. 즉, 제2 도전형 반도체층(340) 상에 투명 전극층(350)을 형성한 후, 투명 전극층(350)을 식각하여 DOE 패턴(351)을 형성할 수 있다. 이 경우, 투명 전극층(350)의 식각 방법으로는, 습식 식각, 레이저 조사, 홀로그래픽 또는 마스터 패턴을 이용한 임프린팅 등을 이용할 수 있다. 이와 같이, 투명 전극층(350)에 형성된 DOE 패턴(351) 을 이용하여 광을 회절시킴으로써, 일정 영역으로 전체적으로 균일하면서도 효율이 높은 광을 제공할 수 있게 된다. FIG. 3 has the same structure as that of FIG. 2, but the configuration in which the DOE pattern 351 is formed is different. Specifically, in the semiconductor light emitting device 300 illustrated in FIG. 3, the DOE pattern 351 may be formed on the transparent electrode layer 350 instead of the second conductive semiconductor layer 340. That is, after the transparent electrode layer 350 is formed on the second conductive semiconductor layer 340, the DOE pattern 351 may be formed by etching the transparent electrode layer 350. In this case, as the etching method of the transparent electrode layer 350, wet etching, laser irradiation, imprinting using a holographic pattern or a master pattern may be used. As such, by diffracting the light using the DOE pattern 351 formed on the transparent electrode layer 350, it is possible to provide light uniformly and highly efficient in a predetermined area.

도 4에 도시된 반도체 발광소자(400)는 수직 구조의 발광소자로, 기판(410), 제1 도전형 반도체층(420), 활성층(430) 및 제2 도전형 반도체층(440)을 포함하며, 기판(410)의 하면에 형성된 제1 전극층(450) 및 제2 도전형 반도체층(440) 상에 형성된 제2 전극층(460)을 포함한다. The semiconductor light emitting device 400 illustrated in FIG. 4 is a vertical light emitting device, and includes a substrate 410, a first conductive semiconductor layer 420, an active layer 430, and a second conductive semiconductor layer 440. And a first electrode layer 450 formed on the bottom surface of the substrate 410 and a second electrode layer 460 formed on the second conductive semiconductor layer 440.

한편, 도 4에 도시된 반도체 발광소자(400)에서는, 제2 전극층(460)에 DOE 패턴(461)이 형성된다. 구체적으로, 제2 도전형 반도체층(420) 상에 포토 레지스트를 이용하여 마스크 패턴을 형성한 후, 금속 물질을 증착함으로써 도 4에 도시된 것과 같이, DOE 패턴(461)이 형성된 제2 전극층(460)을 형성할 수 있다. Meanwhile, in the semiconductor light emitting device 400 illustrated in FIG. 4, a DOE pattern 461 is formed on the second electrode layer 460. Specifically, after forming a mask pattern using a photoresist on the second conductivity-type semiconductor layer 420, by depositing a metal material, as shown in FIG. 4, the second electrode layer having the DOE pattern 461 formed thereon ( 460 may be formed.

도 4에서 제2 전극층(460)은 투명 물질이 아닌, 불투명 물질로 형성될 수도 있다. 이 경우에는, 제2 전극층(460)에 형성된 DOE 패턴(461) 사이의 간격을 통해서 광이 추출될 수 있으며, 이 간격을 통과하는 과정에서 광이 회절된다. In FIG. 4, the second electrode layer 460 may be formed of an opaque material instead of a transparent material. In this case, light may be extracted through an interval between the DOE patterns 461 formed on the second electrode layer 460, and light is diffracted in the course of passing the interval.

이와 같이, 제2 전극층(460)에 형성된 DOE 패턴(461)을 이용하여 광을 회절시킴으로써, 일정 영역으로 전체적으로 균일하면서도 효율이 높은 광을 제공할 수 있게 된다. As such, by diffracting the light using the DOE pattern 461 formed on the second electrode layer 460, it is possible to provide light uniformly and highly efficient in a predetermined area.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 적정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.While the above has been shown and described with respect to preferred embodiments of the present invention, the present invention is not limited to the above-described appropriate embodiments, it is usually in the art without departing from the gist of the invention claimed in the claims. Various modifications can be made by those skilled in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or the prospect of the present invention.

도 1a 및 도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 도면, 그리고,1A and 1B illustrate a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention, and

도 2 내지 도 4는 본 발명의 다양한 실시예에 따른 반도체 발광소자를 나타낸 도면이다. 2 to 4 illustrate a semiconductor light emitting device according to various embodiments of the present disclosure.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

100, 200, 300, 400 : 반도체 발광소자100, 200, 300, 400: semiconductor light emitting device

110, 210, 310, 410 : 기판 110, 210, 310, 410: substrate

120, 220, 320, 420 : 제1 도전형 반도체층120, 220, 320, 420: first conductive semiconductor layer

130, 230, 330, 430 : 활성층130, 230, 330, 430: active layer

140, 240, 340, 440 : 제2 도전형 반도체층140, 240, 340, 440: second conductive semiconductor layer

141, 241, 351, 461 : DOE 패턴141, 241, 351, 461: DOE pattern

Claims (11)

기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 반도체층;A first conductivity type semiconductor layer formed on the substrate; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;An active layer formed on the first conductivity type semiconductor layer; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; 및A second conductivity type semiconductor layer formed on the active layer; And 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되며 회절 광학 소자(DOE:Diffractive Optical Element)로 제공되도록 투명 물질로 이루어진 DOE 패턴을 포함하고,A DOE pattern formed on the second conductive semiconductor layer and formed of a transparent material to be provided as a diffractive optical element (DOE), 상기 DOE 패턴은 투명 전극층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The DOE pattern is a semiconductor light emitting device, characterized in that consisting of a transparent electrode layer. 삭제delete 삭제delete 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 투명 전극층은, ITO, ZnO2 및 ZnO 중 어느 하나의 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. The transparent electrode layer is a semiconductor light emitting device, characterized in that made of any one material of ITO, ZnO 2 and ZnO. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 DOE 패턴은 다수의 동심원 형상 패턴으로 이루어진 것을 특징으로 하는 것을 특징으로하는 반도체 발광소자.The DOE pattern is a semiconductor light emitting device, characterized in that consisting of a plurality of concentric pattern. 기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 반도체층;A first conductivity type semiconductor layer formed on the substrate; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;An active layer formed on the first conductivity type semiconductor layer; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; 및A second conductivity type semiconductor layer formed on the active layer; And 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되며 회절 광학 소자(DOE: Diffractive Optical Element)로 제공되도록 투명 물질로 이루어진 DOE 패턴을 포함하며, 상기 DOE 패턴은 다수의 동심원 형상 패턴으로 이루어지고,A DOE pattern formed on the second conductive semiconductor layer and formed of a transparent material to be provided as a diffractive optical element (DOE), wherein the DOE pattern is formed of a plurality of concentric circular patterns, 상기 다수의 동심원 형상 패턴은, 400nm 내지 10㎛의 간격을 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.The plurality of concentric pattern is a semiconductor light emitting device, characterized in that having a spacing of 400nm to 10㎛. 제5항에 있어서,The method of claim 5, 상기 다수의 동심원 형상 패턴은 중심에서 외곽으로 갈수록 그 간격이 작아지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. The plurality of concentric circular pattern is a semiconductor light emitting device, characterized in that the interval becomes smaller from the center to the outside. 기판;Board; 상기 기판 상에 형성된 제1 도전형 반도체층;A first conductivity type semiconductor layer formed on the substrate; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층;An active layer formed on the first conductivity type semiconductor layer; 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층; A second conductivity type semiconductor layer formed on the active layer; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성되며 회절 광학 소자(DOE: Diffractive Optical Element)로 제공되도록 투명 물질로 이루어진 DOE 패턴;A DOE pattern formed on the second conductive semiconductor layer and made of a transparent material to provide a diffractive optical element (DOE); 상기 기판 하부에 형성된 제1 전극층; 및A first electrode layer formed under the substrate; And 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제2 전극층을 더 포함하며, 상기 DOE 패턴은 제2 전극층으로 이루어진 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. And a second electrode layer formed on the second conductive semiconductor layer, wherein the DOE pattern comprises a second electrode layer. 제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 활성층 및 제2 도전형 반도체층은 상기 제1 도전형 반도체층의 일부가 노출되도록 메사 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. The active layer and the second conductive semiconductor layer has a mesa structure so that a portion of the first conductive semiconductor layer is exposed. 제9항에 있어서, 10. The method of claim 9, 상기 노출된 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 전극; 및, A first electrode formed on the exposed first conductive semiconductor layer; And, 상기 제2 도전형 반도체층 중 상기 DOE 패턴이 형성되지 않은 영역에 형성된 제2 전극;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. And a second electrode formed in a region in which the DOE pattern is not formed in the second conductive semiconductor layer. 제1항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서, The method according to any one of claims 1 to 6, 상기 기판의 하면에 형성된 제1 전극층; 및, A first electrode layer formed on the bottom surface of the substrate; And, 상기 제2 도전형 반도체층 중 상기 DOE 패턴이 형성되지 않은 영역에 형성된 제2 전극;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. And a second electrode formed in a region in which the DOE pattern is not formed in the second conductive semiconductor layer.
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