KR101075354B1 - Light-emitting device - Google Patents

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Abstract

형광체층의 활용도가 높은 고효율의 발광소자가 제안된다. 제안된 발광소자는 기판, 제1반도체층, 활성층, 제2반도체층, 제1반도체층 상의 제1전극 및 제2반도체층 상의 제2전극을 포함하는 발광부로서, 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나의 상부에 투명층이 형성된 발광부와 발광부로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 포함하는 형광체층을 포함한다. A high efficiency light emitting device having high utilization of the phosphor layer is proposed. The proposed light emitting device is a light emitting part including a substrate, a first semiconductor layer, an active layer, a second semiconductor layer, a first electrode on the first semiconductor layer, and a second electrode on the second semiconductor layer. And a phosphor layer including a light emitting unit having a transparent layer formed on at least one of the light emitting units, and a phosphor which is excited by light from the light emitting unit and emits light.

Description

발광소자{Light-emitting device}Light-emitting device

본 발명은 발광소자에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 형광체층의 활용도가 높은 발광소자에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device having high utilization of the phosphor layer.

발광소자는 소자 내에 포함되어 있는 물질이 빛을 발광하는 소자로서, 발광다이오드(Light emitting diode, LED)와 같이 다이오드를 이용하여 반도체를 접합한 형태로 전자/정공 재결합에 따른 에너지를 광으로 변환하여 방출하는 소자이다. 이러한 발광소자는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다. A light emitting device is a device that emits light from a material included in the device. A light emitting diode (LED), such as a light emitting diode (LED), is a form of a semiconductor bonded using a diode to convert energy from electron / hole recombination into light. It is an emitting device. Such light emitting devices are widely used as lighting, display devices, and light sources, and their development is being accelerated.

특히, 최근 그 개발 및 사용이 활성화된 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드를 이용한 휴대폰 키패드, 사이드 뷰어, 카메라 플래쉬 등의 상용화에 힘입어, 최근 발광다이오드를 이용한 일반 조명 개발이 활기를 띠고 있다. 대형 TV의 백라이트 유닛 및 자동차 전조등, 일반 조명 등 그의 응용제품이 소형 휴대제품에서 대형화, 고출력화, 고효율화, 신뢰성화된 제품으로 진행하여 해당 제품에 요구되는 특성을 나타내는 광원을 요구하게 되었다. In particular, the development of general lighting using light emitting diodes has recently been fueled by the commercialization of mobile phone keypads, side viewers, camera flashes, etc. using gallium nitride (GaN) based light emitting diodes, which have been actively developed and used. Its applications such as backlight units of large TVs, automotive headlamps, and general lighting have moved from small portable products to large size, high output, high efficiency, and reliable products, requiring light sources that exhibit the characteristics required for such products.

LED는 반도체층 사이에 활성층을 포함하고, 각 반도체층의 극성에 따른 전극을 설치하여, 외부전원을 연결하여 발광한다. 전극은 외부전원과의 연결을 위한 본딩전극 및 반도체층 상에 전류를 분산시키기 위한 전극라인을 포함하는데, 일반적으로 전도성 및 비용상의 문제로 불투명한 전도성있는 물질을 이용하여 전극을 형성한다.The LED includes an active layer between semiconductor layers, and provides an electrode according to the polarity of each semiconductor layer, and emits light by connecting an external power source. The electrode includes a bonding electrode for connecting to an external power source and an electrode line for distributing a current on the semiconductor layer. Generally, the electrode is formed using an opaque conductive material due to conductivity and cost.

발광소자 내에서 생성되는 광은 캐리어 주입에 비례할 것이므로, 발광소자는 전극이 형성된 위치에 대응하는 영역에서 빛이 발생한 확률이 높다. 그러나, 불투명한 전극이 광이 진행하는 면에 위치하는 경우, 전극에 의하여 광이 흡수되거나 또는 반사되어 다시 발광소자 내부로 진행할 수 있다. Since light generated in the light emitting device will be proportional to carrier injection, the light emitting device has a high probability of generating light in a region corresponding to the position where the electrode is formed. However, when the opaque electrode is located on the surface where the light travels, the light may be absorbed or reflected by the electrode and then travel back into the light emitting device.

발광소자의 표면을 빠져나가지 못한 광은 소자 내부를 이동하다가 열로서 소실될 수 있고, 이는 발광소자의 외부광추출효율을 낮출 뿐만 아니라 발광소자의 열 발생량을 늘려 발광소자의 수명을 단축시킬 수 있다. 또한, 발광소자에 형광체를 포함시켜 발광소자로부터의 광을 변환하여 원하는 컬러의 발광소자를 얻고자 하는 경우 전극 상부에 위치하는 형광체층은 전극때문에 광이 투과하지 않아 파장변환기능을 하지 못하게 되어 비효율적인 문제점이 있다.
The light that has not escaped the surface of the light emitting device may be lost as heat while moving inside the device, which may reduce the external light extraction efficiency of the light emitting device and increase the amount of heat generated by the light emitting device, thereby shortening the life of the light emitting device. . In addition, when the phosphor is included in the light emitting device to convert light from the light emitting device to obtain a light emitting device having a desired color, the phosphor layer located on the upper electrode is inefficient because the light does not transmit due to the electrode. There is a problem that is.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 형광체층의 활용도가 높은 고효율의 발광소자를 제공하는데 있다.
The present invention is to solve the above problems, an object of the present invention to provide a high-efficiency light emitting device having high utilization of the phosphor layer.

이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 측면에 따른 발광소자는 제1반도체층, 활성층, 제2반도체층, 제1반도체층 상의 제1전극 및 제2반도체층 상의 제2전극을 포함하는 발광부로서, 제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나의 상부에 투명층이 형성된 발광부; 및 발광부로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 포함하는 형광체층;을 포함한다. A light emitting device according to an aspect of the present invention for achieving the above object comprises a first semiconductor layer, an active layer, a second semiconductor layer, a first electrode on the first semiconductor layer and a second electrode on the second semiconductor layer. A light emitting unit comprising: a light emitting unit having a transparent layer formed on at least one of a first electrode and a second electrode; And a phosphor layer including a phosphor that is excited by light from the light emitting unit and emits light.

투명층의 두께는, 투명층이 형성된 제1전극 또는 제2전극의 두께 이상일 수 있고, 또는 투명층의 두께는, 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다. The thickness of the transparent layer may be greater than or equal to the thickness of the first electrode or the second electrode on which the transparent layer is formed, or the thickness of the transparent layer may be 1 μm to 100 μm.

투명층은 폴리이미드, 에폭시, 및 유리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The transparent layer may comprise at least one of polyimide, epoxy, and glass.

형광체층은 형광체 및 형광체가 분산된 분산매질을 포함할 수 있고, 투명층 및 분산매질은 굴절률이 동일한 물질 또는 굴절률의 차이가 0.3이하일 수 있고, 투명층 및 분산매질은 동일한 물질일 수 있다. The phosphor layer may include a phosphor and a dispersion medium in which the phosphor is dispersed, the transparent layer and the dispersion medium may have the same refractive index or a difference in refractive index of 0.3 or less, and the transparent layer and the dispersion medium may be the same material.

투명층은 돔(dome)형태일 수 있다. The transparent layer may be in the form of a dome.

투명층은, 투명층이 형성된 제1전극 또는 제2전극의 측면까지 형성될 수 있고, 투명층은 표면에 요철이 형성될 수 있다. The transparent layer may be formed up to the side surface of the first electrode or the second electrode on which the transparent layer is formed, and the transparent layer may have irregularities formed on the surface thereof.

제1전극 및 제2전극 중 적어도 하나는 복수의 전극핑거를 포함할 수 있는데, 이 때, 투명층은 복수의 전극핑거의 상면에 형성될 수 있다. At least one of the first electrode and the second electrode may include a plurality of electrode fingers, wherein the transparent layer may be formed on the upper surface of the plurality of electrode fingers.

발광부는 청색을 발광할 수 있고, 형광체는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색형광체 중 적어도 어느 하나일 수 있다.
The light emitting unit may emit blue, and the phosphor may be at least one of a yellow phosphor, a red phosphor, and a green phosphor.

본 발명에 따른 발광소자는 활성층에서 발광된 광에 의해 여기되는 형광체층이 형성된 발광소자로서, 형광체를 사용할 수 없는 영역이 감소함에 따라 형광체층을 보다 효율적으로 사용할 수 있는 효과가 있다.
The light emitting device according to the present invention is a light emitting device in which a phosphor layer excited by light emitted from an active layer is formed, and the phosphor layer can be used more efficiently as the area where the phosphor cannot be used decreases.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자에서 제1반도체층 상의 제1전극, 투명층 및 형광체층을 나타낸 도면이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 투명층이 형성된 제1전극을 나타낸 도면들이다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
2 is a view showing a first electrode, a transparent layer and a phosphor layer on a first semiconductor layer in a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
3 to 6 are diagrams illustrating a first electrode on which a transparent layer is formed according to other embodiments of the present invention.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 그러나, 본 발명의 실시형태는 여러가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시형태는 당업계에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 특정 패턴을 갖도록 도시되거나 소정두께를 갖는 구성요소가 있을 수 있으나, 이는 설명 또는 구별의 편의를 위한 것이므로 특정패턴 및 소정두께를 갖는다고 하여도 본 발명이 도시된 구성요소에 대한 특징만으로 한정되는 것은 아니다.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. However, embodiments of the present invention may be modified in various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. In the accompanying drawings, there may be a component having a specific pattern or having a predetermined thickness, but this is for convenience of description or distinction. It is not limited only.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자(100)는 제1반도체층(110), 활성층(120), 제2반도체층(130),제1반도체층(110) 상의 제1전극(140) 및 제2반도체층(130) 상의 제2전극(150)을 포함하는 발광부로서, 제1전극(140) 및 제2전극(150) 중 적어도 하나의 상부에 투명층(160)이 형성된 발광부; 및 발광부로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체(171)를 포함하는 형광체층(170);을 포함한다. 1 is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention. The light emitting device 100 according to the exemplary embodiment of the present invention may include the first semiconductor layer 110, the active layer 120, the second semiconductor layer 130, the first electrode 140 on the first semiconductor layer 110, and A light emitting part including a second electrode 150 on the second semiconductor layer 130, the light emitting part having a transparent layer 160 formed on at least one of the first electrode 140 and the second electrode 150; And a phosphor layer 170 including a phosphor 171 that is excited by light from the light emitting unit and emits light.

발광소자에서 제2반도체층 상에 직접 제2전극이 형성될 수 있으나, 발광소자의 지지를 위하여 도 1에서와 같이, 제2반도체층(130) 및 제2전극(150) 사이에 도전성인 지지기판(180)을 포함할 수 있다. 또한, 도 1에서 발광소자(100)는 수직형 발광소자로서 도시되어 있으나, 이와 달리 제1반도체층(110), 활성층(120) 및 제2반도체층(130)의 일부가 제거되고, 제2반도체층(130) 상에 직접 제2전극(150)이 형성된 수평형 발광소자일 수도 있다. The second electrode may be formed directly on the second semiconductor layer in the light emitting device, but as shown in FIG. 1, the conductive support is supported between the second semiconductor layer 130 and the second electrode 150 to support the light emitting device. It may include a substrate 180. In addition, although the light emitting device 100 is illustrated as a vertical light emitting device in FIG. 1, a part of the first semiconductor layer 110, the active layer 120, and the second semiconductor layer 130 is removed, and the second light emitting device 100 is removed. It may be a horizontal light emitting device in which the second electrode 150 is formed directly on the semiconductor layer 130.

제1반도체층(110) 및 제2반도체층(130)은, 예를 들면, GaN계반도체, ZnO계반도체, GaAs계반도체, GaP계반도체, 및 GaAsP계반도체와 같은 반도체로 구성되어 각각 p형 반도체층 및 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 반도체층의 형성은 공지의 성막방법, 예를 들면, 분자선 에피택시(Molecular beam epitaxy, MBE)방법을 이용하여 수행될 수 있다. 이외에도, 반도체층들은 III-V 족 반도체, II-VI 족 반도체 및 Si로 구성된 군으로부터 적절히 선택되어 구현될 수 있다. The first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 130 are each composed of semiconductors such as GaN semiconductor, ZnO semiconductor, GaAs semiconductor, GaP semiconductor, and GaAsP semiconductor, respectively. It may be implemented as a semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. The formation of the semiconductor layer may be performed using a known film formation method, for example, a molecular beam epitaxy (MBE) method. In addition, the semiconductor layers may be appropriately selected from the group consisting of a III-V semiconductor, a II-VI semiconductor, and Si.

n형 반도체층의 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, 및 Sn 중 선택하여 사용할 수 있다. 한편, p형 반도체층의 불순물로는, Mg, Zn, 및 Be 중 선택하여 사용할 수 있다. As an impurity of an n-type semiconductor layer, it can select from Si, Ge, and Sn, for example. In addition, as an impurity of a p-type semiconductor layer, it can select and use among Mg, Zn, and Be.

활성층(120)은 발광을 활성화시키는 층으로서, 제1반도체층(110) 및 제2반도체층(130)의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질을 이용하여 형성한다. 예를 들어 제1반도체층(110) 및 제2반도체층(130)이 GaN계 화합물 반도체인 경우, GaN계 화합물 반도체의 에너지 밴드 갭보다 적은 에너지 밴드 갭을 갖는 InGaN계 화합물 반도체를 이용하여 활성층(120)을 형성할 수 있다. 이때, 활성층(120)의 특성상, 불순물은 도핑되지 않는 것이 바람직하며, 장벽의 높이나 우물층의 두께, 조성, 우물의 개수를 조정하여 파장이나 양자효율을 조절할 수 있다. The active layer 120 is a layer that activates light emission and is formed using a material having an energy band gap less than that of the first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 130. For example, when the first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 130 are GaN-based compound semiconductors, the active layer may be formed using an InGaN-based compound semiconductor having an energy band gap less than that of the GaN-based compound semiconductor. 120). At this time, it is preferable that the impurities are not doped due to the characteristics of the active layer 120, and the wavelength or the quantum efficiency can be adjusted by adjusting the height of the barrier, the thickness of the well layer, the composition, and the number of the wells.

제1반도체층(110) 상의 제1전극(140) 및 제2반도체층(130) 상의 제2전극(150)은 각각 제1반도체층(110) 및 제2반도체층(130)에 외부 전원을 연결하여 전류를 인가하기 위한 전극이다. The first electrode 140 on the first semiconductor layer 110 and the second electrode 150 on the second semiconductor layer 130 respectively supply external power to the first semiconductor layer 110 and the second semiconductor layer 130. It is an electrode for connecting and applying a current.

지지기판(180)은 발광소자(100)가 수직형 발광소자인 경우, 반도체층과 활성층을 지지하기 위한 기판이고, 수평형 발광소자인 경우, 반도체층과 활성층을 성장시키고 지지하기 위한 기판이다. 기판은 사파이어 또는 스피넬(MgAl2O4)과 같은 부도전성 기판, 또는 SiC, Si, ZnO, GaAs, GaN, 및 금속기판과 같은 도전성 기판 등을 이용할 수 있다. 이 중, 수직형 발광소자의 경우에는 Ni, Cu 또는 Si 기판과 같은 도전성 기판을 사용할 수 있다. The support substrate 180 is a substrate for supporting the semiconductor layer and the active layer when the light emitting device 100 is a vertical light emitting device, and a substrate for growing and supporting the semiconductor layer and the active layer when the light emitting device 100 is a vertical light emitting device. The substrate may be a non-conductive substrate such as sapphire or spinel (MgAl 2 O 4 ), or a conductive substrate such as SiC, Si, ZnO, GaAs, GaN, and a metal substrate. Among these, in the case of the vertical light emitting device, a conductive substrate such as a Ni, Cu, or Si substrate can be used.

본 실시예의 발광소자(100)에서는, 제1전극(140)의 상부에 투명층(160)이 형성되어 있다. 투명층(160)은 제1전극(140)의 상부면에 위치하며 발광소자(100)내부로부터 진행하는 광을 투과시킨다. 투명층(160)은 폴리이미드, 에폭시, 및 유리 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.In the light emitting device 100 of the present embodiment, the transparent layer 160 is formed on the first electrode 140. The transparent layer 160 is positioned on the upper surface of the first electrode 140 and transmits the light traveling from the inside of the light emitting device 100. The transparent layer 160 may include at least one of polyimide, epoxy, and glass.

투명층(160)의 두께는, 투명층(160)이 형성된 제1전극(140)의 두께와 같거나 그 이상일 수 있다. 특히, 투명층(160)의 두께는 수㎛이상으로, 1㎛ 내지 100㎛일 수 있다.The thickness of the transparent layer 160 may be equal to or greater than the thickness of the first electrode 140 on which the transparent layer 160 is formed. In particular, the transparent layer 160 may have a thickness of several μm or more and 1 μm to 100 μm.

투명층(160)에 대하여는 이하 도 2를 참조하여 더 설명하기로 한다. The transparent layer 160 will be further described below with reference to FIG. 2.

제1전극(140)가 형성된 제1반도체층(110) 상에는 발광소자(100) 내부로부터 진행하는 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체(171)를 포함하는 형광체층(170)이 위치한다. 형광체(171)는 발광소자(100) 내부에서, 즉 활성층(120)에서 발생한 광이 제1반도체층(110)을 지나 형광체층(170)으로 진행하면 이를 흡수하여 이와 다른 파장의 광을 발광한다. 따라서, 형광체층(170)을 포함하는 발광소자에서는 활성층(120) 및 기타 발광소자 내부로부터의 광과 형광체(171)로부터 파장변환된 광이 혼합되어 얻어진다. On the first semiconductor layer 110 on which the first electrode 140 is formed, the phosphor layer 170 including the phosphor 171 which is excited and emitted by light traveling from the inside of the light emitting device 100 is positioned. The phosphor 171 absorbs light generated in the light emitting device 100, that is, the active layer 120, passes through the first semiconductor layer 110 to the phosphor layer 170 to emit light having a different wavelength. . Therefore, in the light emitting device including the phosphor layer 170, light from the inside of the active layer 120 and other light emitting devices is mixed with light converted from the phosphor 171.

형광체(171)는 질화물계, 산화물계, 또는 황화물계 형광체 중 원하는 파장에 따라 사용할 수 있다. 형광체(171)는 파장변환된 광이 황색인 황색형광체, 파장변환된 광이 녹색인 녹색형광체 또는 파장변환된 광이 적색인 적색형광체일 수 있다. 일반적으로 형광체층(170)은 투명한 수지 등과 같은 분산매질(172)에 형광체를 균일하게 분산시키고 이를 발광부 상에 위치시켜 형성한다. The phosphor 171 can be used according to a desired wavelength among nitride-based, oxide-based, or sulfide-based phosphors. The phosphor 171 may be a yellow phosphor whose wavelength converted light is yellow, a green phosphor whose wavelength converted light is green, or a red phosphor whose wavelength converted light is red. In general, the phosphor layer 170 is formed by uniformly dispersing the phosphor in a dispersion medium 172 such as a transparent resin and placing the phosphor on the light emitting unit.

발광소자(100)가 특히 백색발광소자인 경우, 활성층(120)으로부터의 광이 청색광이면 형광체(171)는 황색형광체이거나 녹색 및 적색형광체의 혼합형광체일 수 있다.
In the case where the light emitting device 100 is particularly a white light emitting device, when the light from the active layer 120 is blue light, the phosphor 171 may be a yellow phosphor or a mixture of green and red phosphors.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광소자에서 제1반도체층 상의 제1전극, 투명층 및 형광체층을 나타낸 도면이다. 도 2에서, 제1반도체층(110) 상에 제1전극(140), 그 위에 투명층(160), 그리고, 제1반도체층(110)의 상면에 형광체(171) 및 분산매질(172)을 포함하는 형광체층(170)이 위치하고 있다. 2 is a view showing a first electrode, a transparent layer and a phosphor layer on a first semiconductor layer in a light emitting device according to an embodiment of the present invention. In FIG. 2, the phosphor 171 and the dispersion medium 172 are disposed on the first electrode 140, the transparent layer 160, and the upper surface of the first semiconductor layer 110 on the first semiconductor layer 110. The phosphor layer 170 is included.

도 2에서, 제1반도체층(110)으로부터 각각 광 L1, 광 L2, 광 L3, 광 L4, 광 L5, 광 L6, 광 L7, 및 광 L8이 발광소자(100)의 상면으로 진행하고 있다. 발광소자(100)의 상면은 형광체층(170)이 위치한 면으로서 발광한 빛이 진행하는 면이다. In FIG. 2, light L 1 , light L 2 , light L 3 , light L 4 , light L 5 , light L 6 , light L 7 , and light L 8 are respectively emitted from the first semiconductor layer 110. We are going to the top of). The upper surface of the light emitting device 100 is a surface on which the phosphor layer 170 is located, and is a surface on which the emitted light proceeds.

광 L1, 광 L2, 광 L7, 및 광 L8은 제1반도체층(110)으로부터 형광체층(170)으로 직접 진행한다. 따라서, 제1반도체층(110)으로부터 진행하는 광은 형광체층(170)의 형광체(171)에 흡수되어 이들과는 다른 파장을 갖는 광으로 변환된다. 광 L3 및 광 L6는 제1전극(140)의 측면에 따라 진행하는 광으로서, 형광체층(170)에 도달하여 형광체(171)에 의하여 파장변환될 수 있다. Light L 1 , light L 2 , light L 7 , and light L 8 proceed directly from the first semiconductor layer 110 to the phosphor layer 170. Therefore, the light propagating from the first semiconductor layer 110 is absorbed by the phosphor 171 of the phosphor layer 170 and converted into light having a wavelength different from these. The light L 3 and the light L 6 are light traveling along the side surface of the first electrode 140 and may reach the phosphor layer 170 and may be wavelength-converted by the phosphor 171.

광 L4 및 광 L5는 제1전극(140)의 하부에 도달하는 광이다. 제1전극(140)은 발광소자(100)에 전류를 인가하기 위한 것으로서 도전성있는 금속과 같은 불투명한 물질을 사용할 수 있다. Light L 4 and light L 5 are light reaching the lower portion of the first electrode 140. The first electrode 140 is for applying a current to the light emitting device 100 and may use an opaque material such as a conductive metal.

제1전극(140)에 불투명한 물질이 사용된 경우, 광 L4 및 광 L5는 제1반도체층(110)과 제1전극(140)과의 계면에서 반사되어 다시 발광소자(100)의 내부로 진행하게 된다. 따라서, 광 L4 및 광 L5는 발광소자(100)의 내부에서 진행하다 반사되어 다시 광 L1, L2, L7, 및 L8과 같이 형광체층(170)에 도달할 수도 있고, 발광소자(100)의 측면을 통해 외부로 추출되거나 계속 진행하다 열로 소실될 수 있으므로 형광체(171)를 만나 파장변환광으로 변환되지 않을 수도 있다. When an opaque material is used for the first electrode 140, the light L 4 and the light L 5 are reflected at the interface between the first semiconductor layer 110 and the first electrode 140, and thus, the light emitting device 100 may be formed. It will go inside. Accordingly, the light L 4 and the light L 5 may proceed inside the light emitting device 100 and may be reflected to reach the phosphor layer 170 such as light L 1 , L 2 , L 7 , and L 8. Since it may be extracted to the outside through the side surface of the device 100 or may continue to be lost as heat, it may not be converted into wavelength converted light by encountering the phosphor 171.

즉, 제1전극(140)의 하부에 도달하게 되는 광 L4 및 광 L5와 같은 광은 확률적으로 다른 광 L1, 광 L2, 광 L3, 광 L6, 광 L7, 및 광 L8과 같이 직접적으로 형광체층(170)에 도달하여 파장변환될 가능성이 작다. 광 L4 및 광 L5가 다시 발광소자(100) 내부로 진행하는 경우에는 내부에서 진행하다 다시 발광소자(100)의 상부로 진행하여 형광체층(170)에 도달할 가능성도 낮고, 실제 도달한다고 하여도 이미 직접 발광소자(100)의 상면으로 진행하는 광에 비하여 광경로가 너무 길게 되어 이미 대부분의 광량이 소실될 가능성이 높다. That is, light such as light L 4 and light L 5 reaching the lower portion of the first electrode 140 is different from each other by light L 1 , light L 2 , light L 3 , light L 6 , light L 7 , and Like the light L 8 , it is less likely to directly reach the phosphor layer 170 and convert the wavelength. When the light L 4 and the light L 5 proceeds back into the light emitting device 100, the light L 4 and the light L 5 travel inside the light emitting device 100, and then the upper part of the light emitting device 100 is lower. Even if the light path is too long compared to the light that proceeds directly to the upper surface of the light emitting device 100, most of the light is likely to be lost.

만약, 제1전극(140)의 상부에 형광체(171)를 포함하는 형광체층(170)이 형성되어 있는 경우에는 제1전극(140)을 투과하여 제1전극(140)의 상부로 진행하는 광이 상대적으로 적을 것이고, 이에 따라 제1전극(140)의 상부에 위치하는 형광체(171)는 활용되지 않을 가능성이 높다. 따라서, 제1전극(140)의 상부에 투명층(160)을 형성하면, 활용도가 낮은 형광체층(170)을 형성하지 않을 수 있다. 형광체층(170)은 분산매질(172)에 형광체(171)를 분산시켜 형성할 수 있으므로 이 경우, 제1전극(140)의 상부에는 형광체(171)를 위치시키지 않고, 그 이외의 광이 더 많이 진행하는 영역에 형광체(171)를 더 많이 위치시켜 동일한 양의 형광체(171)를 보다 효과적으로 사용할 수 있다.
If the phosphor layer 170 including the phosphor 171 is formed on the first electrode 140, the light passes through the first electrode 140 and proceeds to the upper portion of the first electrode 140. This will be relatively small, and therefore, the phosphor 171 positioned on the upper portion of the first electrode 140 is unlikely to be utilized. Therefore, when the transparent layer 160 is formed on the first electrode 140, the phosphor layer 170 having low utilization may not be formed. The phosphor layer 170 may be formed by dispersing the phosphor 171 in the dispersion medium 172. In this case, the phosphor 171 is not placed on the upper portion of the first electrode 140, and other light is further added. By placing more phosphors 171 in the areas that are more advanced, the same amount of phosphors 171 can be used more effectively.

도 3 내지 도 6은 본 발명의 다른 실시예들에 따른 투명층이 형성된 제1전극을 나타낸 도면이다. 도 3에서, 제1반도체층(210) 상에 제1전극(240), 그 위에 투명층(260), 그리고, 제1반도체층(210)의 상면에 형광체(271) 및 분산매질(272)을 포함하는 형광체층이 위치하고 있다. 3 to 6 are diagrams illustrating a first electrode on which a transparent layer is formed according to other embodiments of the present invention. In FIG. 3, a phosphor 271 and a dispersion medium 272 are disposed on a first electrode 240, a transparent layer 260, and an upper surface of the first semiconductor layer 210 on the first semiconductor layer 210. The phosphor layer containing is located.

도 3에서, 투명층(260)은 돔(dome)형태이다. 제1전극(240)의 측면을 따라 진행하는 광 L9 및 광 L10은 제1전극(240)의 상단에서 회절되어 광 L11 및 광 L12와 같이 진행할 수 있다. 따라서, 광 L9 및 광 L11사이의 영역 A1이나, 광 L10 및 광 L12사이의 영역 A2을 활용할 수 있도록 투명층(260)은 돔형태로 구현될 수 있다. 따라서, 도 2의 투명층(160)과 비교하여, 영역 A1이나 영역 A2와 같은 영역에서 형성되어 사용되지 못할 형광층 영역을 활용할 수 있게 된다. 투명층(260)은 광의 회절과 직진광(광 L9 및 광 L10) 및 회절광(광 L11 및 광 L12) 사이의 영역의 크기 등을 고려하여 돔의 높이나 곡률과 같은 형태를 변형시킬 수 있다.
In FIG. 3, the transparent layer 260 is in the form of a dome. The light L 9 and the light L 10 traveling along the side surface of the first electrode 240 may be diffracted at the upper end of the first electrode 240 to proceed with the light L 11 and the light L 12 . Accordingly, the transparent layer 260 may be formed in a dome shape to utilize the region A 1 between the light L 9 and the light L 11 or the region A 2 between the light L 10 and the light L 12 . Therefore, as compared with the transparent layer 160 of FIG. 2, the fluorescent layer region formed in the same region as the region A 1 or the region A 2 may not be used. The transparent layer 260 may modify a shape such as the height or curvature of the dome in consideration of the diffraction of the light and the size of the region between the straight light (light L 9 and light L 10 ) and the diffracted light (light L 11 and light L 12 ). Can be.

도 4에서, 제1반도체층(310) 상에 제1전극(340), 그 위에 투명층(360), 그리고, 제1반도체층(310)의 상면에 형광체(371) 및 분산매질(372)을 포함하는 형광체층이 위치하고 있다. 본 실시예에서, 투명층(360)은 제1전극(340)의 측면까지 형성되어 있다. 또한 투명층(360)은 그 표면에 요철이 형성되어 있다. In FIG. 4, a phosphor 371 and a dispersion medium 372 are disposed on a first electrode 340 on the first semiconductor layer 310, a transparent layer 360 thereon, and an upper surface of the first semiconductor layer 310. The phosphor layer containing is located. In the present embodiment, the transparent layer 360 is formed to the side of the first electrode 340. In addition, irregularities are formed on the surface of the transparent layer 360.

투명층(360)은 분산매질(372)과 굴절률이 동일한 것이 바람직하다. 양자의 굴절률이 동일하면, 형광체층에서 외부로 진행하지 않고 형광체층의 내부로 진행하던 광이 투명층(360) 내부로 진행할 수 있고, 투명층(360)내부에서도 다시 외부로 진행할 수 있다. 투명층(360)과 분산매질(372)의 굴절률이 상이하면 투명층(360)내부에서 형광체층으로 진행하지 못하고 투명층(360) 내부에서 계속 진행하다 제1전극(340)으로 흡수될 수 있다. 따라서, 광추출이 용이할 수 있도록 양자의 굴절률은 동일하거나 또는 유사한 것이 바람직하다. 투명층(360)과 분산매질(372)의 굴절률이 상이한 경우, 굴절률의 차이는 0.3이하인 것이 바람직하다. The transparent layer 360 preferably has the same refractive index as the dispersion medium 372. If the refractive indices are the same, the light that has traveled inside the phosphor layer without traveling to the outside in the phosphor layer may proceed to the inside of the transparent layer 360, and may also proceed to the outside in the inside of the transparent layer 360 again. When the refractive indices of the transparent layer 360 and the dispersion medium 372 are different from each other, the transparent layer 360 may not proceed to the phosphor layer in the transparent layer 360 but may continue to be absorbed by the first electrode 340 in the transparent layer 360. Therefore, the refractive index of both is preferably the same or similar so that light extraction can be facilitated. When the refractive indices of the transparent layer 360 and the dispersion medium 372 are different, the difference in refractive index is preferably 0.3 or less.

즉, 분산매질(372)의 굴절률이 투명층(360)의 굴절률보다 높고, 형광체층에서 광이 투명층(360)으로 진행한다면, 제1전극(340)에서 반사된 광은 형광체층 및 투명층(360)의 계면에서 전반사될 가능성이 있다. 따라서, 이 경우에는 특히 도 4에서와 같이 투명층(360)에 요철을 형성하면 광추출효율이 증가된다. That is, if the refractive index of the dispersion medium 372 is higher than the refractive index of the transparent layer 360, and the light from the phosphor layer proceeds to the transparent layer 360, the light reflected from the first electrode 340 is the phosphor layer and the transparent layer 360. There is a possibility of total reflection at the interface. Therefore, in this case, in particular, when the unevenness is formed in the transparent layer 360 as shown in FIG. 4, the light extraction efficiency is increased.

특히 투명층(360) 및 분산매질(372)은 동일한 물질로 구현되면 광추출효율이 증가함과 동시에 공정상 동일 물질을 사용하기 때문에 하나의 물질로 투명층(360)을 형성하고 그 후 동일 물질에 형광체(371)를 분산시켜 제1반도체층(310)을 도포할 수 있어 공정상 유리하다.
In particular, when the transparent layer 360 and the dispersion medium 372 are made of the same material, the light extraction efficiency increases and the same material is used in the process. Thus, the transparent layer 360 is formed of one material, and then the phosphor is formed on the same material. The first semiconductor layer 310 can be applied by dispersing the 371, which is advantageous in the process.

도 5에서는, 제1반도체층(410) 상에 제1전극(440), 그 위에 투명층(460), 그리고, 제1반도체층(410)의 상면에 형광체(471) 및 분산매질(472)을 포함하는 형광체층이 위치하고 있다. 본 실시예에서, 투명층(460)은 제1전극(440)의 측면까지 형성되어 있다. In FIG. 5, a phosphor 471 and a dispersion medium 472 are disposed on a first electrode 440 on the first semiconductor layer 410, a transparent layer 460 thereon, and an upper surface of the first semiconductor layer 410. The phosphor layer containing is located. In the present embodiment, the transparent layer 460 is formed to the side of the first electrode 440.

도 5의 투명층(460)은 전체적으로 돔형태이나 도 3의 투명층(260)과는 달리, 제1전극(440)을 모두 둘러싸고 있다. 투명층(460)을 형성할 때, 제1전극(440)의 크기가 작은 경우, 도 5에서와 같이 제1전극(440)을 전체적으로 둘러싸도록 하면 보다 공정상 간단하게 투명층(460)을 형성할 수 있다. The transparent layer 460 of FIG. 5 is entirely domed, but unlike the transparent layer 260 of FIG. 3, the transparent layer 460 surrounds all of the first electrodes 440. When the transparent layer 460 is formed, when the size of the first electrode 440 is small, the transparent layer 460 can be formed more simply in a process by enclosing the first electrode 440 as shown in FIG. 5. have.

예를 들어, 투명층(460)을 수지로 형성한다면, 액상의 수지를 제1전극(440) 상에 떨어뜨리고, 이를 경화시켜 투명층(460)을 형성할 수 있다. 도 3의 경우, 영역 A1 및 영역 A2까지 형광체층으로 사용할 수 있다는 장점이 있으나, 제1전극(240) 상에 정확한 위치에 돔형의 투명층(260)을 형성하는 것은 공정상 어려울 수 있으므로 도 5에서와 같이 제1전극(440)의 측면까지 덮도록 투명층(460)을 형성하여 보다 간단한 공정으로 투명층(460)을 형성할 수 있다.
For example, if the transparent layer 460 is formed of a resin, the liquid resin may be dropped on the first electrode 440 and cured to form the transparent layer 460. In the case of FIG. 3, although the region A 1 and the region A 2 can be used as the phosphor layer, it may be difficult to form the domed transparent layer 260 at the correct position on the first electrode 240. As illustrated in FIG. 5, the transparent layer 460 may be formed to cover the side surface of the first electrode 440, thereby forming the transparent layer 460 in a simpler process.

도 6에서는, 제1반도체층(510) 상에 제1전극(540), 그 위에 투명층(561, 562, 563, 564, 565), 그리고, 제1반도체층(510)의 상면에 형광체(571) 및 분산매질(572)을 포함하는 형광체층이 위치하고 있다. In FIG. 6, the first electrode 540 on the first semiconductor layer 510, the transparent layers 561, 562, 563, 564, and 565 thereon, and the phosphor 571 on the top surface of the first semiconductor layer 510. ) And a dispersion layer 572 is located.

본 실시예에서는 제1전극(540)은 복수의 전극핑거들(541, 542, 543, 544, 545)를 포함한다. 전극핑거들(541, 542, 543, 544, 545) 상면에는 각각 투명층(561, 562, 563, 564, 565)이 형성되어 있다. 제1전극(540)이 복수의 전극핑거들(541, 542, 543, 544, 545)로 형성되어 하나의 전극라인이 아닌 미세한 핑거형태로 형성되므로 동일한 면적의 전극과 비교하여 전류분산효과는 높아지고 각 전극핑거들(541, 542, 543, 544, 545) 사이의 공간으로 광을 추출할 수 있어서 광추출효율이 우수하다. 그러나, 전극핑거들(541, 542, 543, 544, 545)의 상면은 여전이 광이 투과되지 않으므로 각각 투명층(561, 562, 563, 564, 565)을 형성하여 형광체층을 효율적으로 사용할 수 있다. In the present embodiment, the first electrode 540 includes a plurality of electrode fingers 541, 542, 543, 544, and 545. Transparent layers 561, 562, 563, 564, and 565 are formed on the upper surfaces of the electrode fingers 541, 542, 543, 544, and 545, respectively. Since the first electrode 540 is formed of a plurality of electrode fingers 541, 542, 543, 544, and 545 and is formed in a fine finger shape instead of one electrode line, the current dispersing effect is higher than that of the electrode having the same area. Since light can be extracted into the space between the electrode fingers 541, 542, 543, 544, and 545, the light extraction efficiency is excellent. However, since the upper surfaces of the electrode fingers 541, 542, 543, 544, and 545 are still not transmitted, the transparent layers 561, 562, 563, 564, and 565 may be formed, respectively, to effectively use the phosphor layer. .

다만, 전극을 미세한 전극핑거 형태로 구현한 경우, 전술한 바와 같이 전극의 상단에서 회절되는 광이 더욱 많아지므로 도 3과 같이 투명층(561, 562, 563, 564, 565)은 돔형태인 것이 바람직하다.
However, when the electrode is implemented in the form of a fine electrode finger, as described above, since the light diffracted at the upper end of the electrode is increased, the transparent layers 561, 562, 563, 564, and 565 are preferably domed as shown in FIG. 3. .

본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니라, 첨부된 청구범위에 의해 해석되어야 한다. 또한, 본 발명에 대하여 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것은 당해 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에게 자명할 것이다.
The invention is not to be limited by the foregoing embodiments and the accompanying drawings, but should be construed by the appended claims. In addition, it will be apparent to those skilled in the art that various forms of substitution, modification, and alteration are possible within the scope of the present invention without departing from the technical spirit of the present invention.

100 발광소자
110, 210, 310, 410, 510 제1반도체층
120 활성층
130 제2반도체층
140, 240, 340, 440, 540 제1전극
150 제2전극
160, 260, 360, 460, 561, 562, 563, 564, 565 투명층
170 형광체층
171, 271, 371, 471, 571 형광체
172, 272, 372, 472, 572 분산매질
180 지지기판
541, 542, 543, 544, 545 전극핑거
A1, A2 직진광 및 회절광 사이의 영역
L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10, L11, L12 광100 light emitting device
110, 210, 310, 410, 510 First semiconductor layer
120 active layers
130 Second Semiconductor Layer
140, 240, 340, 440, 540 first electrode
150 second electrode
160, 260, 360, 460, 561, 562, 563, 564, 565 transparent layer
170 phosphor layer
171, 271, 371, 471, 571 phosphor
172, 272, 372, 472, 572 dispersion medium
180 support substrate
541, 542, 543, 544, 545 electrode finger
A 1 , A 2 area between straight and diffracted light
L 1 , L 2 , L 3 , L 4 , L 5 , L 6 , L 7 , L 8 , L 9 , L 10 , L 11 , L 12

Claims (13)

제1반도체층, 활성층, 제2반도체층, 상기 제1반도체층 상의 제1전극 및 상기 제2반도체층 상의 제2전극을 포함하는 발광부로서, 상기 제1전극 및 상기 제2전극 중 적어도 하나의 상부에 투명층이 형성된 발광부; 및
상기 발광부의 상부에, 상기 발광부로부터의 광에 의해 여기되어 발광하는 형광체를 포함하는 형광체층;을 포함하고,
상기 투명층은 '상기 투명층이 형성된 상기 제1전극 또는 상기 제2전극' 및 상기 형광체층 사이에 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자. A light emitting part including a first semiconductor layer, an active layer, a second semiconductor layer, a first electrode on the first semiconductor layer, and a second electrode on the second semiconductor layer, wherein at least one of the first electrode and the second electrode is provided. A light emitting part in which a transparent layer is formed on an upper portion of the light emitting part; And
And a phosphor layer on the light emitting part, the phosphor layer including a phosphor which is excited by light from the light emitting part and emits light.
The transparent layer is a light emitting device, characterized in that formed between the 'first electrode or the second electrode on which the transparent layer is formed' and the phosphor layer. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층의 두께는, 상기 투명층이 형성된 상기 제1전극 또는 상기 제2전극의 두께 이상인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The thickness of the transparent layer is a light emitting device, characterized in that more than the thickness of the first electrode or the second electrode on which the transparent layer is formed. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층의 두께는, 1㎛ 내지 100㎛인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The transparent layer has a thickness of 1 μm to 100 μm. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 폴리이미드, 에폭시, 및 유리 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The transparent layer is a light emitting device comprising at least one of polyimide, epoxy, and glass. 청구항 1에 있어서,
상기 형광체층은 상기 형광체 및 상기 형광체가 분산된 분산매질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The phosphor layer comprises a phosphor and a dispersion medium in which the phosphor is dispersed. 청구항 5에 있어서,
상기 투명층 및 상기 분산매질은 굴절률이 동일하거나 굴절률의 차이가 0.3이하인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 5,
The transparent layer and the dispersion medium, the light emitting device, characterized in that the same refractive index or the difference in refractive index is 0.3 or less. 청구항 5에 있어서,
상기 투명층 및 상기 분산매질은 동일한 물질인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 5,
The transparent layer and the dispersion medium is a light emitting device, characterized in that the same material. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 돔(dome)형태인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The transparent layer is a light emitting device, characterized in that the dome (dome) form. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층은, 상기 투명층이 형성된 상기 제1전극 또는 상기 제2전극의 측면까지 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The transparent layer is a light emitting device, characterized in that formed to the side of the first electrode or the second electrode on which the transparent layer is formed. 청구항 1에 있어서,
상기 투명층은 표면에 요철이 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The transparent layer is a light emitting device, characterized in that irregularities formed on the surface. 청구항 1에 있어서,
상기 제1전극 및 상기 제2전극 중 적어도 하나는 복수의 전극핑거를 포함하고,
상기 투명층은 상기 복수의 전극핑거의 상면에 형성된 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
At least one of the first electrode and the second electrode includes a plurality of electrode fingers,
The transparent layer is a light emitting device, characterized in that formed on the upper surface of the plurality of electrode fingers. 청구항 1에 있어서,
상기 발광부는 청색을 발광하는 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The light emitting device is characterized in that the light emitting portion emits blue. 청구항 1에 있어서,
상기 형광체는 황색형광체, 적색형광체 및 녹색형광체 중 적어도 어느 하나인 것을 특징으로 하는 발광소자.The method according to claim 1,
The phosphor is at least one of a yellow phosphor, a red phosphor and a green phosphor.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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