KR101223225B1 - Light emitting diode having light extracting layer formed in boundary regions and light emitting diode package - Google Patents
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Abstract
본 발명의 기술적 사상은, 테두리 영역에 광 추출층을 형성하여 광 추출 효율을 증가시키고, 이에 따라 외부양자효율을 향상시킬 수 있는 전류 저지층을 갖는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지를 제공한다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는, 주 영역과 상기 주 영역 주위에 위치한 테두리 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상의 상기 주 영역 내에 위치한 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 활성층; 상기 활성층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층; 및 상기 기판 상의 상기 테두리 영역 내에 위치한 광 추출층;을 포함한다.The technical idea of the present invention is to provide a light emitting diode and a light emitting diode package having a current blocking layer capable of increasing the light extraction efficiency by forming a light extraction layer in the edge region, thereby improving the external quantum efficiency. According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode comprising: a substrate including a main region and an edge region positioned around the main region; A first conductivity type semiconductor layer located in the main region on the substrate; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a light extraction layer positioned in the edge region on the substrate.
Description
본 발명의 기술적 사상은 발광 다이오드에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 테두리 영역에서 광 추출을 증가시킬 수 있는 테두리 영역에 형성된 광 추출층을 포함하는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.The technical idea of the present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode and a light emitting diode package including a light extraction layer formed in the edge region that can increase light extraction in the edge region.
발광다이오드는 공기에 비하여 높은 굴절률을 가지므로, 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 광의 많은 부분이 소자 내부에 잔존하게 된다. 이러한 광자는 외부로 탈출하기 전에 박막, 기판, 전극 등 여러 경로를 거치게 되며, 이에 따른 흡수에 의하여 외부양자효율이 감소된다. 이러한 외부양자효율의 증가를 위한 다양한 연구가 계속되고 있다. 발광 영역의 외측에 위치하는 테두리 영역에서의 광추출이 저하되어 암부가 형성되고, 광이 소실되는 문제점이 있다. Since the light emitting diode has a higher refractive index than air, much of the light generated by the recombination of electrons and holes remains in the device. These photons pass through various paths such as a thin film, a substrate, and an electrode before escaping to the outside, and the external quantum efficiency is reduced by absorption. Various studies for increasing the external quantum efficiency are continuing. There is a problem in that light extraction in the edge region located outside the light emitting region is reduced, so that a dark portion is formed and light is lost.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는, 테두리 영역에 광 추출층을 형성하여 광 추출 효율을 증가시키고, 이에 따라 외부양자효율을 향상시킬 수 있는 전류 저지층을 갖는 발광 다이오드 및 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.The technical problem to be achieved by the present invention is to provide a light emitting diode and a light emitting diode package having a current blocking layer that can form a light extraction layer in the edge region to increase the light extraction efficiency, thereby improving the external quantum efficiency. .
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는, 주 영역과 상기 주 영역 주위에 위치한 테두리 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상의 상기 주 영역 내에 위치한 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 활성층; 상기 활성층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층; 및 상기 기판 상의 상기 테두리 영역 내에 위치한 광 추출층;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode comprising: a substrate including a main region and an edge region positioned around the main region; A first conductivity type semiconductor layer located in the main region on the substrate; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a light extraction layer positioned in the edge region on the substrate.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 울퉁불퉁(roughened)한 표면을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may have a roughened surface.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 상기 주 영역을 둘러싸도록 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may be positioned to surround the main area.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 투명한 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may include a transparent material.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 상기 기판과 동일한 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may include the same material as the substrate.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 전류 분산층을 더 포함하고, 상기 광 추출층은 상기 전류 분산층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the second conductive semiconductor layer may further include a current spreading layer, and the light extraction layer may include the same material as the current spreading layer.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.In some embodiments, the light extraction layer may be electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 분말 입자들을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may include powder particles.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 분말 입자들은 상기 기판과 동일하거나 작은 굴절률을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the powder particles may have a refractive index equal to or less than that of the substrate.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 분말 입자들은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the powder particles may have different refractive indices.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 복수의 층으로 구성될 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer may be composed of a plurality of layers.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은, 제1 굴절률을 가지는 제1 분말 입자들을 포함하는 제1 층; 및 상기 제1 굴절률에 비하여 작은 제2 굴절률을 가지는 제2 분말 입자들을 포함하는 제2 층;을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extracting layer comprises: a first layer comprising first powder particles having a first refractive index; And a second layer including second powder particles having a second refractive index smaller than the first refractive index.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은, 제1 크기를 가지는 제3 분말 입자들을 포함하는 제3 층; 및 상기 제1 크기에 비하여 작은 제2 크기를 가지는 제4 분말 입자들을 포함하는 제4 층;을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the light extraction layer comprises: a third layer comprising third powder particles having a first size; And a fourth layer including fourth powder particles having a second smaller size than the first size.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제4 층은 상기 제3 층 상에 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the fourth layer may be located on the third layer.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제3 층은 상기 제4 층 상에 위치할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the third layer may be located on the fourth layer.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제3 분말 입자들과 상기 제4 분말 입자들은 서로 다른 물질을 포함할 수 있다.In some embodiments of the present invention, the third powder particles and the fourth powder particles may include different materials.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 제3 분말 입자들과 상기 제4 분말 입자들은 서로 다른 굴절률을 가질 수 있다.In some embodiments of the present invention, the third powder particles and the fourth powder particles may have different refractive indices.
본 발명의 일부 실시예들에 있어서, 상기 광 추출층은 상기 기판의 일부 영역을 제거하여 형성할 수 있다.In some embodiments of the present disclosure, the light extraction layer may be formed by removing a portion of the substrate.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는, 주 영역과 상기 주 영역 주위에 위치한 테두리 영역을 포함하는 기판; 상기 기판의 상기 주 영역 상에 위치한 발광 구조물; 상기 발광 구조물에 전류를 공급하는 전극들; 및 상기 기판 상에 위치하고, 상기 테두리 영역 상에 위치한 광 추출층;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode comprising: a substrate including a main region and an edge region positioned around the main region; A light emitting structure on the main region of the substrate; Electrodes for supplying current to the light emitting structure; And a light extraction layer positioned on the substrate and positioned on the edge region.
상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드 패키지는, 주 영역과 상기 주 영역 주위에 위치한 테두리 영역을 포함하는 기판; 상기 기판 상의 상기 주 영역 내에 위치한 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 활성층; 상기 활성층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층; 및 상기 기판 상의 상기 테두리 영역 내에 위치한 광 추출층; 상기 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제1 전극; 및 상기 제2 도전형 반도체층에 전기적으로 연결된 제2 전극;을 포함하는 발광 다이오드; 상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 또는 이들 모두와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 및 상기 발광 다이오드와 상기 리드프레임을 덮어 보호하는 투명 보호층;을 포함한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode package, comprising: a substrate including a main region and an edge region positioned around the main region; A first conductivity type semiconductor layer located in the main region on the substrate; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a light extraction layer located in the edge region on the substrate. A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer; A lead frame electrically connected to the first electrode, the second electrode, or both; And a transparent protective layer covering and protecting the light emitting diode and the lead frame.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는, 테두리 영역에 광 추출층을 형성함으로써, 다이오드 내부에서 전반사되는 광을 테두리 영역에서도 외부로 추출할 수 있고, 이에 따라 광의 방출되는 발광 구조물의 면적을 더 크게 하여 외부 양자효율을 증가시킬 수 있다.In the light emitting diode according to the technical concept of the present invention, by forming a light extraction layer in the edge region, the light totally reflected inside the diode can be extracted from the edge region to the outside, thereby increasing the area of the light emitting structure that emits light The external quantum efficiency can be increased.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 발광 다이오드의 상면도이다.
도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 선 III-III을 따라 절취된 발광 다이오드의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 선 IV-IV를 따라 절취된 발광 다이오드의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 광 추출층을 도시하는 단면도이다.
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 광 추출층을 도시하는 단면도들이다.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.1 is a perspective view of a light emitting diode according to some embodiments of the present invention.
2 is a top view of the light emitting diode of FIG. 1 in accordance with some embodiments of the present invention.
3 is a cross-sectional view of a light emitting diode taken along line III-III of FIG. 2 in accordance with some embodiments of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a light emitting diode taken along line IV-IV of FIG. 2 in accordance with some embodiments of the present invention.
5 is a cross-sectional view illustrating a light extraction layer of a light emitting diode according to some embodiments of the present invention.
6 to 10 are cross-sectional views illustrating a light extraction layer of a light emitting diode according to some embodiments of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a light emitting diode according to some embodiments of the present invention.
12 is a cross-sectional view of a light emitting diode package including a light emitting diode according to some embodiments of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다. 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명의 기술적 사상을 더욱 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 오히려 이들 실시예들은 본 개시를 더욱 충실하고 완전하게 하고, 당업자에게 본 발명의 기술적 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다. 또한, 도면에서 각 층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장된 것이다. 본 명세서에서 동일한 부호는 동일한 요소를 지칭한다. 명세서 전체에 걸쳐서 층, 영역, 또는 기판 등과 같은 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 위치한다고 언급할 때는, 상기 하나의 구성요소가 직접적으로 다른 구성요소 "상에", "연결되어", 또는 "하에" 접촉하거나, 그 사이에 개재되는 또 다른 구성요소들이 존재할 수 있다고 해석될 수 있다. 반면에, 하나의 구성요소가 다른 구성요소 "직접적으로 상에", "직접적으로 연결되어", 또는 "직접적으로 하에" 위치한다고 언급할 때는, 그 사이에 개재되는 다른 구성요소들이 존재하지 않는다고 해석된다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. Embodiments of the present invention are provided to more fully explain the technical idea of the present invention to those skilled in the art, and the following embodiments may be modified in many different forms, and The scope of the technical idea is not limited to the following examples. Rather, these embodiments are provided so that this disclosure will be thorough and complete, and will fully convey the inventive concept to those skilled in the art. In addition, the thickness or size of each layer in the drawings is exaggerated for convenience and clarity of description. Like numbers refer to like elements herein. Throughout the specification, when referring to one component, such as a layer, region, or substrate, being located on, “connected”, or “under” another component, the one component is directly in another configuration. It may be interpreted that there may be other components in contact with or interposed between, or “on,” “connected”, or “under” an element. On the other hand, when one component is referred to as being located on another component "directly on", "directly connected", or "directly under", it is interpreted that there are no other components intervening therebetween. do.
도면에서 전류의 흐름은 실선 화살표로 도시되어 있고, 광의 진행은 점선 화살표로 도시되어 있다.In the figure the flow of current is shown by solid arrows and the progress of light is shown by dashed arrows.
도 1은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드(1)의 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 1의 발광 다이오드(1)의 상면도이다. 도 3은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 선 III-III을 따라 절취된 발광 다이오드(1)의 단면도이다. 도 4는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 도 2의 선 IV-IV를 따라 절취된 발광 다이오드(1)의 단면도이다.1 is a perspective view of a
도 1 내지 도 4를 참조하면, 발광 다이오드(1)는 주 영역(10)과 주 영역(10) 주위에 위치한 테두리 영역(20)을 포함하는 기판(100), 기판(100)의 주 영역(10) 상에 위치한 발광 구조물(110), 발광 구조물(110)에 전류를 공급하는 전극들(140, 150), 및 기판(100)상에 위치하고 테두리 영역(20) 상에 위치한 광 추출층(130)을 포함한다. 본 명세서에서, 주 영역(10)은 발광 구조물이 형성되어 광을 발광하는 영역일 수 있고, 테두리 영역(20)은 발광 다이오드(1)의 개별화를 위한 스크라이빙(scribing) 공정을 수행하도록 준비된 여유 공간일 수 있다.1 to 4, the
발광 다이오드(1)는 기판(100) 및 기판(100)의 제1 면(102) 상에 위치한 발광 구조물(110), 전류 확산층(120, current spreading layer), 광 추출층(130, light extracting layer), 제1 전극(140), 및 제2 전극(150)을 포함한다. 또한, 선택적으로(optionally), 발광 다이오드(1)는 기판(100)의 제2 면(104)에 위치한 제1 반사 부재(170), 제2 반사 부재(180), 또는 이들 모두를 더 포함할 수 있다. 기판(100)의 주 영역(10)에는 발광 구조물(110), 전류 확산층(120), 제1 전극(140), 및 제2 전극(150)이 위치할 수 있다. 기판(100)의 테두리 영역(20)에는 광 추출층(130)이 위치할 수 있다.The
기판(100)은 사파이어(Al2O3), 실리콘 탄화물(SiC), 갈륨 질화물(GaN), 갈륨 비소(GaAs), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 아연 산화물(ZnO), 마그네슘 산화물(MgO), 알루미늄 질화물(AlN), 붕산 질화물(BN), 갈륨 인화물(GaP), 인듐 인화물(InP), 리튬-알루미늄 산화물(LiAl2O3) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기판(100)의 상면, 하면, 또는 이들 모두에는 광을 반사시킬 수 있는 요철 패턴(미도시)이 형성될 수 있으며, 상기 요철 패턴은 스트라이프 형태, 렌즈 형태, 기둥 형태, 뿔 형태 등 다양한 형상을 가질 수 있다.The
기판(100)의 제1 면(102) 상에는 기판(100)과 발광 구조물(110) 사이의 격자 부정합을 완화하기 위한 버퍼층(106)이 위치할 수 있다. 버퍼층(106)은 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있고, 예를 들어, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, AlGaInN, AlInN 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 도시되지는 않았으나, 기판(100) 또는 버퍼층(106) 상에 언도프드(undoped) 반도체층(미도시)이 위치할 수 있고, 상기 언도프드 반도체층은 GaN를 포함할 수 있다.A
발광 구조물(110)은 기판(100) 상에 위치할 수 있고, 또한 버퍼층(106) 상에 위치할 수 있다. 발광 구조물(110)은 복수의 도전형 반도체층이 기판(100)을 기준으로 n-p 접합 구조, p-n 접합 구조, n-p-n 접합 구조, p-n-p 접합 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 이하에서는 발광 구조물(110)이 n-p 접합 구조인 경우를 일 예로 설명하기로 한다.The
발광 구조물(110)은 순차적으로 적층된 제1 도전형 반도체층(112), 활성층(114), 및 제2 도전형 반도체층(116)을 포함할 수 있다. 발광 구조물(110)은, 예를 들어 전자빔 증착(electron beam evaporation), 물리기상증착(physical vapor deposition, PVD), 화학기상증착(chemical vapor deposition, CVD), 플라즈마 강화 CVD(plasma enhanced CVD, PECVD), 플라즈마 레이저 증착(plasma laser deposition, PLD), 듀얼 타입 열증착(dual-type thermal evaporator), 스퍼터링(sputtering), 유기금속 화학기상증착(metal organic chemical vapor deposition, MOCVD), 분자빔 에피택시(Molecular Beam Epitaxy, MBE), 수소화물 기상 에피택시(Hydride Vapor Phase Epitaxy, HVPE) 등을 이용하여 형성할 수 있다.The
발광 구조물(110)에 순방향으로 전압을 인가하면, 활성층(114)의 전도대에 있는 전자와 가전자대에 있는 정공이 천이되어 재결합하고, 에너지 갭에 해당하는 에너지가 광으로 방출된다. 활성층(114)을 구성하는 물질의 종류에 따라서 방출되는 광의 파장이 결정된다. 또한, 제1 도전형 반도체층(112) 및 제2 도전형 반도체층(116)은 상기 인가되는 전압에 따라 전자 또는 정공을 활성층(114)에 제공하는 기능을 수행할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(112)과 제2 도전형 반도체층(116)은 서로 다른 도전형을 가지도록 서로 다른 불순물들을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 도전형 반도체층(112)은 n-형 불순물들을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(116)은 p-형 불순물들을 포함할 수 있다. 이러한 경우에는, 제1 도전형 반도체층(112)는 전자를 제공할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(116)은 정공을 제공할 수 있다. 또한, 이와 반대로, 제1 도전형 반도체층(112)이 p-형이고, 제2 도전형 반도체층(116)이 n-형인 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함된다. 제1 도전형 반도체층(112) 및 제2 도전형 반도체층(116)은 각각 III족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 갈륨 질화물계 물질을 포함할 수 있다.When a voltage is applied to the
제1 도전형 반도체층(112)은 n-형 도판트가 도핑된 n-형 반도체층으로 구현될 수 있고, 예를 들어 n-형 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있다. 예를 들어 제1 도전형 반도체층(112)은 n-형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 n-형 도판트는 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 및 텔루륨(Te) 중 적어도 어느 하나일 수 있다.The first conductivity-
제2 도전형 반도체층(116)은 p-형 도판트가 도핑된 p-형 반도체층으로 구현될 수 있고, 예를 들어 p-형 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있다. 예를 들어 제2 도전형 반도체층(116)은 p-형 GaN을 포함할 수 있다. 상기 n-형 도판트는 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 베릴륨(Be), 및 바륨(Ba) 중 적어도 어느 하나일 수 있다. 도시되지는 않았으나, 제2 도전형 반도체층(116)은 광을 산란 및/또는 굴절시켜 외부로 방출시키도록 요철 패턴(미도시)이 상측 표면에 형성될 수 있다.The second conductivity-
활성층(114)은 제1 도전형 반도체층(112) 및 제2 도전형 반도체층(116)에 비하여 낮은 에너지 밴드갭을 가지므로 발광을 활성화할 수 있다. 활성층(114)은 다양한 파장의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들어 적외선, 가시 광선, 또는 자외선을 방출할 수 있다. 활성층(114)은 III족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1)을 포함할 수 있고, 예를 들어 InGaN 또는 AlGaN을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(114)은 단일양자우물(single quantum well, SQW) 또는 다중양자우물(multi quantum well, MQW)을 포함할 수 있다. 활성층(114)은 양자 우물층과 양자 장벽층의 적층 구조를 가질 수 있고, 상기 양자 우물층과 상기 양자 장벽층의 갯수는 설계 상의 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 활성층(114)은, 예를 들어 GaN/InGaN/GaN MQW 구조 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조를 포함할 수 있다. 그러나 이는 예시적이며, 활성층(114)은 구성 물질에 따라 방출되는 광의 파장이 달라지며, 예를 들어, 인듐의 양이 약 22%의 경우에는 청색 광을 발광할 수 있고, 약 40%의 경우에는 녹색 광을 발광할 수 있다. 본 발명의 기술적 사상은 활성층(114)의 구성 물질에 대해 한정하는 것은 아니다.Since the
발광 구조물(110)은 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)의 일부 영역이 제거된 메사(mesa) 영역을 가질 수 있고, 또한 제1 도전형 반도체층(112)의 일부가 제거될 수 있다. 활성층(114)은 상기 메사 영역에 한정되어 광을 방출할 수 있다. 상기 메사 영역을 형성함에 따라, 제1 도전형 반도체층(112)의 일부 영역이 노출될 수 있다. 상기 메사 영역은 유도결합 플라즈마 반응성 이온 식각(inductively coupled plasma reactive ion etching, ICP-RIE), 습식 식각 또는 건식 식각을 이용하여 형성할 수 있다.The
전류 확산층(120)은 제2 도전형 반도체층(116) 상에 위치할 수 있다. 전류 확산층(120)은 제2 전극(140)으로부터 주입되는 전류를 제2 도전형 반도체층(116)에 대하여 균일하게 분산하는 기능을 수행할 수 있다. 전류 확산층(120)은 전체적으로 패턴이 없는 박막 형태를 가지거나 또는 일정한 패턴 형태를 가질 수 있다. 전류 확산층(120)은 제2 도전형 반도체층(116)과의 접착성을 위해 메쉬(mesh) 구조의 패턴으로 형성될 수 있다. 전류 확산층(120)은 투명하고 전도성이 있는 물질을 포함할 수 있으며, 투명 전극층으로 지칭될 수 있다. 전류 확산층(120)은 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 니켈(Ni)과 금(Au)의 복합층일 수 있다. 또한, 전류 확산층(120)은 산화물을 포함할 수 있고, 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), IGO(indium gallium oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), ATO(aluminum tin oxide), IWO(indium tungsten oxide), CIO(cupper indium oxide), MIO(magnesium indium oxide), MgO, ZnO, In2O3, TiTaO2, TiNbO2, TiOx, RuOx, 및 IrOx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 전류 확산층(120)은 예를 들어 증착(Evaporation) 또는 스퍼터링을 이용하여 형성할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전류 확산층(120)은 광을 산란 및/또는 굴절시켜 외부로 방출시키도록 요철 패턴(미도시)이 상측 표면에 형성될 수 있다.The current spreading
제1 전극(140)은 상기 메사 영역으로부터 노출된 제1 도전형 반도체층(112) 상에 위치할 수 있고, 제1 도전형 반도체층(112)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(140)은 광 추출층(130) 상에 위치할 수 있다. 제1 전극(140)은 제1 도전형 반도체층(112)과 오믹 콘택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 텅스텐(W), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어 탄소나노튜브(carbon nano tube)를 포함할 수 있다. 제1 전극(140)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ti/Al, Cr/Au, Ti/Au, Au/Sn과 같은 다중층으로 구성될 수 있다. 제1 전극(140)는 패키지 공정에서 본딩 와이어가 연결될 수 있다.The
제2 전극(150)은 제2 도전형 반도체층(114) 상에 위치할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(114)과 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 전극(150)은 전류 확산층(120) 상에 위치할 수 있다. 제1 전극(140)과 제2 전극(150)은 서로 대향하도록 위치할 수 있다. 제2 전극(150)은 제1 전류 확산층(120)과 오믹 콘택을 형성하는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 백금(Pt), 텅스텐(W), 코발트(Co), 이리듐(Ir), 로듐(Rh), 루테늄(Ru), 아연(Zn), 마그네슘(Mg) 또는 이들의 합금을 포함할 수 있고, 예를 들어 탄소나노튜브를 포함할 수 있다. 제2 전극(150)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ni/Au, Pd/Au, Pd/Ni 과 같은 다중층으로 구성될 수 있다. 제2 전극(150)은 패키지 공정에서 본딩 와이어가 연결될 수 있다.The
제1 전극(140)과 제2 전극(150)은 열증착, 전자빔 증착(e-beam evaporation), 스퍼터링(sputtering), 또는 화학기상증착(chemical vapor deposition)을 이용하여 형성할 수 있으며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 제1 전극(140)과 제2 전극(150)은 리프트 오프(lift-off), 도금법 등 다양한 방법을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 제1 전극(140)과 제2 전극(150)은 오믹 콘택을 향상시키기 위하여 열처리될 수 있다.The
제2 전극(150)은 본딩 와이어가 연결되는 전극 패드부(152) 및 제1 전극(140)을 향하여 연장된 전극 핑거부(154)를 더 포함할 수 있다. 전극 핑거부(154)는 전류를 전류 확산층(120)에 더 균일하게 분산시킬 수 있다. 전극 핑거부(154)는 전극 패드부(152)와 동일한 물질로 형성될 수 있고, 전극 패드부(152)와 동시에 형성될 수 있다.The
제2 전극(150)의 하측에는 반사 전극층(148)을 더 포함할 수 있다. 반사 전극층(148)은 광을 반사하여 제2 전극(150)이 광을 흡수하는 것을 방지할 수 있다. 반사 전극층(148)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 이들의 합금, 은(Ag)계 산화물(Ag-O) 또는 APC 합금(Ag, Pd, Cu를 포함하는 합금)을 포함할 수 있다. 또한, 반사 전극층(148)은 로듐(Rh), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir) 및 백금(Pt) 중의 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 또한, 반사 전극층(148)은 제1 전류 확산층(120)과 제2 전극(150) 사이의 오믹 접촉을 증가시키는 물질로 구성될 수 있다. 도시되지는 않았지만, 이러한 반사 전극층(148)은 제1 전극(140)의 하측에도 형성될 수 있다.The reflective electrode layer 148 may be further included below the
전류 저지층(160)은 제2 전극(150)의 하측에 위치할 수 있다. 또한, 전류 저지층(160)은 전류 확산층(120)과 제2 도전형 반도체층(116) 사이에 위치할 수 있다. 전류 저지층(160)은 제2 도전형 반도체층(116)과 쇼트키 콘택을 이루도록 형성할 수 있다. 전류 저지층(160)은 제2 전극(150)으로부터 직접적으로 하측 방향으로의 전류의 흐름을 저지시킬 수 있고 제1 전극(140)과 상대적으로 가까운 제2 전극(150)의 부분에 전류가 집중되어 흐르는 것을 방지할 수 있다. 이에 따라, 전류 저지층(160)은 제2 도전형 반도체층(116)에 전류가 균일하게 분산되는 기능을 할 수 있다. 전류 저지층(160)은 제2 전극(150)에 전체적으로 대응하여 형성될 수 있고, 제2 전극(150)의 면적과 동일한 면적을 가지거나 더 큰 면적을 가질 수 있다. 전류 저지층(160)은 제2 전극(150)의 형상과 대응하는 형상을 가질 수 있고, 예를 들어 전극 패드부(152) 및 전극 핑거부(154)의 형상과 대응하는 형상을 가질 수 있다. 따라서, 전극 핑거부(154)의 하측에 위치하는 전류 저지층(160)은 상대적으로 좁은 폭을 가질 수 있고, 전극 패드부(152)의 하측에 위치하는 전류 저지층(160)은 상대적으로 넓은 폭을 가질 수 있다. 전류 저지층(160)은, 예를 들어 산화물과 같은 절연체일 수 있다. 전류 저지층(160)은 불투명하거나 또는 투명할 수 있다. 전류 저지층(160)은, 예를 들어 산화물 또는 질화물일 수 있고, 예를 들어 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물 등일 수 있고, 제2 도전형 반도체층(116)의 일부 영역을 산소 플라즈마 공정을 이용하여 산화시켜 형성한 갈륨 산화물(GaxOy)일 수 있다. 이와 같은 전류 저지층(160)을 구성하는 물질은 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상이 이에 한정되는 것은 아니다.The
선택적으로(optionally), 반사 방지층(190, anti-reflection layer)이 제1 전류 확산층(120) 상에 위치할 수 있다. 반사 방지층(190)은 광의 내부 반사를 감소시키고, 내부에서 방출된 광을 산란 및/또는 굴절시켜 외부로 더 용이하게 방출시키는 기능을 할 수 있다. 반사 방지층(190)은 울퉁불퉁한(roughened) 표면을 가질 수 있고, 규칙적인 패턴 또는 불규칙적 패턴일 수 있고, 또는 광결정(photonic crystal) 구조를 가질 수 있다. 반사 방지층(190)은 투명한 절연물을 포함할 수 있고, 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2), 다공질 SiO2, KH2PO4(KDP), NH4H2PO4, CaCO3, BaB2O4, NaF, 및 Al2O3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 반사 방지층(190)은 제1 전류 확산층(120) 상에 투명한 절연층을 형성하고, 상기 투명한 절연층을 식각하여 형성할 수 있다.Optionally, an
제1 반사 부재(170)와 제2 반사 부재(180)는 기판(100)의 제2 면(104) 상에 위치할 수 있고, 활성층(114)으로부터 방출된 광을 반사시키는 기능을 수행할 수 있다. 도면에서는, 기판(100)의 제2 면(104)으로부터 제1 반사 부재(170)와 제2 반사 부재(180)의 순서로 위치하고 있으나, 이와 반대로 제2 반사 부재(180)와 제2 반사 부재(180)의 순서로 위치할 수 있다.The first reflecting
제1 반사 부재(170)는 분산 브래그 반사기(distributed Bragg reflector, DBR)일 수 있다. 제1 반사 부재(170)는 "mλ/4n" 의 두께를 각각 가지고 교대로 적층된 복수의 층들로 구성될 수 있다. 여기에서, λ는 방출되는 광의 파장, n은 매질의 굴절률, m은 홀수이다. 제1 반사 부재(170)은 저굴절률층(172)과 고굴절률층(174)의 적층 구조가 연속적으로 반복되어 적층 구조를 가질 수 있다. 저굴절률층(172)은, 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2, 굴절률 1.4) 또는 알루미늄 산화물(Al2O3, 굴절률 1.6)을 포함할 수 있다. 굴절률층(174)은, 예를 들어, 실리콘 질화물(Si3N4, 굴절률 2.05~2.25) 티타늄 질화물(TiO2, 굴절률 2 이상), 또는 Si-H(굴절률 3 이상)를 포함할 수 있다.The first reflecting
제2 반사 부재(180)는, 예를 들어 금속을 포함할 수 있고, 예를 들어 은(Ag), 알루미늄(Al), 로듐(Rh), 구리(Cu), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 루테늄(Ru), 이리듐(Ir), 백금(Pt) 또는 이들을 합금을 포함할 수 있다. 제2 반사 부재(180)는 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있다.The second
도시되지는 않았지만, 외부로부터의 전기적 단락 방지와 충격 방지를 위하여, 실리콘 산화막과 같은 봉지 부재(미도시)로 발광 다이오드(1)의 전체 구조를 덮을 수 있다.Although not shown, the entire structure of the
이하에서는, 기판(100)의 테두리 영역(20)에 위치하는 광 추출층(130)에 대하여 상세하게 설명하기로 한다.Hereinafter, the
도 5는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 광 추출층(130)을 도시하는 단면도이다.5 is a cross-sectional view illustrating a
도 1 내지 도 5를 참조하면, 광 추출층(130)은 기판(100) 상의 테두리 영역(20) 내에 위치할 수 있다. 광 추출층(130)은 주 영역(10)에서 발광한 광, 즉 활성층(114)에서 방출된 광을 산란 및/또는 굴절시켜 외부로 추출시킨다. 이에 따라, 광 추출층(130)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다. 도 3 및 도 4에는 광 추출층(130)에 의한 예시적인 광 추출이 점선 화살표로 도시되어 있다.1 to 5, the
광 추출층(130)은 울퉁불퉁한(roughened) 표면을 가질 수 있고, 규칙적인 패턴 또는 불규칙적 패턴일 수 있고, 또는 광결정(photonic crystal) 구조를 가질 수 있다.The
광 추출층(130)은 주 영역(10)의 적어도 일 측에 인접하여 위치할 수 있고, 예를 들어 주 영역(10)을 둘러싸도록 위치할 수 있다. 광 추출층(130)은 기판(100)의 테두리 영역(20)을 전체적으로 덮을 수 있다. The
광 추출층(130)은 투명한 물질을 포함할 수 있고, 절연물을 포함할 수 있다. 광 추출층(130)은, 예를 들어 실리콘 산화물(SiO2), 다공질 SiO2, KH2PO4(KDP), NH4H2PO4, CaCO3, BaB2O4, NaF, 및 Al2O3 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 광 추출층(130)은 기판(100)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.The
광 추출층(130)은 투명한 물질을 포함할 수 있고, 도전물을 포함할 수 있다. 또한, 광 추출층(130)은 전류 확산층(120)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 광 추출층(130), 예를 들어 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), GZO(gallium zinc oxide), IGO(indium gallium oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), ATO(aluminum tin oxide), IWO(indium tungsten oxide), CIO(cupper indium oxide), MIO(magnesium indium oxide), MgO, ZnO, In2O3, TiTaO2, TiNbO2, TiOx, RuOx, 및 IrOx 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.The
광 추출층(130)이 도전물로 형성된 경우에는, 광 추출층(130)은 제1 도전형 반도체층(112)과 직접적으로 접촉하거나 또는 적어도 전기적으로 연결될 수 있고, 이에 따라 제1 도전형 반도체층(112)으로부터 제1 전극(140)으로의 전류 경로를 제공할 수 있다. 이러한 경우에, 광 산란층(130)은 활성층(114) 및 제2 도전형 반도체층(116)으로부터 전기적으로 단락됨에 유의한다.When the
광 추출층(130)은 기판(100)의 테두리 영역(20)에 투명한 물질층을 형성하고, 상기 투명한 물질층을 식각하여 형성할 수 있다. 또한, 광 추출층(130)은 전류 확산층(120), 또는 반사 방지층(190)과 동일한 물질을 이용하여 동시에 형성할 수 있다. The
도 6 내지 도 10은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드의 광 추출층을 도시하는 단면도들이다. 도 6 내지 도 10에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예와 비교하여 상기 광 추출층이 상이한 경우에 관한 것이다. 따라서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.6 to 10 are cross-sectional views illustrating a light extraction layer of a light emitting diode according to some embodiments of the present invention. 6 to 10 relate to the case where the light extraction layer is different compared to the embodiment shown in FIGS. 1 to 5. Therefore, a description overlapping with the embodiment described with reference to FIGS. 1 to 5 will be omitted.
도 6을 참조하면, 광 추출층(130a)은 분말 입자들(135)을 포함할 수 있다. 분말 입자들(135)에 의하여 광 추출층(130a)은 울퉁불퉁한 표면을 가질 수 있다.Referring to FIG. 6, the
분말 입자들(135)은 상술한 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 분말 입자들(135)은 투명한 물질을 포함할 수 있고, 절연물 또는 도전물을 포함할 수 있다. 분말 입자들(135)은 기판(100)과 동일한 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 사파이어(굴절률은 약 1.77) 분말일 수 있다. 또는, 분말 입자들(135)은 기판(100)에 비하여 작은 굴절률을 가지는 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어 실리콘 산화물(굴절률은 약 1.46) 분말일 수 있다. The
울퉁불퉁한 표면을 형성하는 제1 분말 입자(135)에 의하여 및/또는 기판(100)에 비하여 작은 굴절율을 가지는 제1 분말 입자(135)에 의하여, 기판(100)으로부터 진행된 광은 제1 분말 입자(135)에서 산란 및/또는 굴절되어 외부로 용이하게 추출될 수 있다. 이에 따라, 광 추출층(130a)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.Light propagated from the
분말 입자들(135)을 포함하는 광 추출층(130a)의 예시적인 형성 방법은 다음과 같다. 기판(100) 상에 고상의 분말 입자들(135)을 도포한 후 열처리하여 기판(100)에 융착시켜, 분말 입자들(135)을 포함하는 광 추출층(130a)을 형성할 수 있다. 또는, 분말 입자들(135)을 포함하는 수용액을 스핀 코팅 등의 방식으로 도포한 후, 베이크(bake)하여 분말 입자들(135)을 기판에 부착시켜, 분말 입자들(135)을 포함하는 광 추출층(130a)을 형성할 수 있다.An exemplary method of forming the
도 7을 참조하면, 광 추출층(130b)은 서로 다른 굴절률을 가지는 제1 분말 입자들(136)과 제2 분말 입자들(137)을 포함할 수 있다. 제1 분말 입자들(136)과 제2 분말 입자들(137)은 상술한 물질을 포함할 수 있다. 제1 분말 입자들(136)은 제1 굴절률을 가질 수 있고, 제2 분말 입자들(137)은 상기 제1 굴절률에 비하여 낮은 제2 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 분말 입자들(136)은 사파이어 분말일 수 있고, 제2 분말 입자들(137)은 실리콘 산화물 분말일 수 있다. 여기서, 광 추출층(130b)에 포함되는 제1 분말 입자들(136)과 제2 분말 입자들(137)의 비율은 굴절률을 극대화할 수 있는 적정 비율로 최적화될 수 있다. 기판(100)으로부터 진행된 광은 제1 분말 입자들(136)과 제2 분말 입자들(137)에서 각각 산란 및/또는 굴절되어 외부로 용이하게 추출될 수 있다. 이에 따라, 광 추출층(130b)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 7, the
도 8을 참조하면, 광 추출층(130c)은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 추출층(130c)은 제1 굴절률을 가지는 제1 분말 입자들(136)을 포함하는 제1 층(131c)과, 제1 층(131c) 상에 위치하고 상기 제1 굴절률에 비하여 작은 제2 굴절률을 가지는 제2 분말 입자들(136)을 포함하는 제2 층(132c)이 적층된 복합층일 수 있다. 기판(100)으로부터 진행된 광은 점차적으로 작아지는 굴절률을 가지는 광 추출층(130c)에 의하여 외부로 용이하게 추출될 수 있다. 이에 따라, 광 추출층(130c)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다. 제1 층(131c)과 제2 층(132c)이 반대로 적층된 경우 및 제1 층(131c)과 제2 층(132c)이 교번하여 적층되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함될 수 있다.Referring to FIG. 8, the
도 9를 참조하면, 광 추출층(130d)은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 추출층(130d)은 제1 크기를 가지는 제3 분말 입자들(138)을 포함하는 제1 층(131d)과, 제1 층(131d) 상에 위치하고 상기 제1 크기에 비하여 작은 제2 크기를 가지는 제4 분말 입자들(139)을 포함하는 제2 층(132d)이 적층된 복합층일 수 있다. 제3 분말 입자들(138)과 제4 분말 입자들(139)은 상술한 물질들을 포함할 수 있다. 제3 분말 입자들(138)과 제4 분말 입자들(139)은 동일한 물질 또는 서로 다른 물질일 수 있다. 기판(100)으로부터 진행된 광은 광 추출층(130d)을 구성하는 분말 입자들(138, 139)의 크기 변화에 의하여 변화하는 굴절률에 따라 외부로 용이하게 추출될 수 있다. 이에 따라, 광 추출층(130d)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 9, the light extraction layer 130d may be composed of a plurality of layers. For example, the light extraction layer 130d may be disposed on the first layer 131d including the first layer 131d including the
도 10을 참조하면, 광 추출층(130e)은 복수의 층으로 구성될 수 있다. 예를 들어, 광 추출층(130e)은 제2 크기를 가지는 제4 분말 입자들(139)을 포함하는 제2 층(132e)과 제1 층(131e) 상에 위치하고 상기 제2 크기에 비하여 큰 제1 크기를 가지는 제3 분말 입자들(138)을 포함하는 제2 층(131e)이 적층된 복합층일 수 있다. 기판(100)으로부터 진행된 광은 광 추출층(130e)을 구성하는 분말 입자들(138, 139)의 크기 변화에 의하여 변화하는 굴절률에 따라 외부로 용이하게 추출될 수 있다. 이에 따라, 광 추출층(130e)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 10, the
또한, 상술한 실시예들은 예시적이며, 도 6 내지 도 10을 참조하여 설명한 실시예들이 조합되는 경우도 본 발명의 기술적 사상에 포함될 수 있다.In addition, the above-described embodiments are exemplary, and a case where the embodiments described with reference to FIGS. 6 to 10 are combined may also be included in the technical idea of the present invention.
도 11은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드(2)의 단면도이다. 도 11에 도시된 실시예는 도 1 내지 도 5에 도시된 실시예와 비교하여 상기 광 추출층이 상이한 경우에 관한 것이다. 따라서, 도 1 내지 도 5를 참조하여 설명한 실시예와 중복되는 설명은 생략하기로 한다.11 is a cross-sectional view of a
도 11을 참조하면, 발광 다이오드(2)는 기판(100)의 일부 영역을 식각 등을 이용하여 제거하여 형성된 광 추출층(230)을 포함한다. 따라서, 광 추출층(230)은 기판(100)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 광 추출층(230)은 울퉁불퉁한 표면을 가질 수 있고, 규칙적인 패턴 또는 불규칙적 패턴일 수 있고, 또는 광결정 구조를 가질 수 있다. 광 추출층(230)은 주 영역(10)에서 발광한 광, 즉 활성층(114)에서 방출된 광을 산란 및/또는 굴절시켜 외부로 추출시킨다. 이에 따라, 광 추출층(230)은 광의 내부 전반사를 방지할 수 있고, 외부로의 광추출 효율을 증가시킬 수 있다.Referring to FIG. 11, the
상술한 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드가 래터럴(lateral) 형태를 가지는 경우에 대하여 설명되었으나, 이는 예시적이다. 본 발명의 기술적 사상에 따른 발광 다이오드는 플립칩(flip-chip)형, 버티컬(vertical)형, 또는 다양한 형상을 가질 수 있음을 본 발명이 속하는 분야의 당업자는 이해할 수 있다.In the above-described embodiments, the case where the light emitting diode has a lateral shape has been described, but this is exemplary. Those skilled in the art may understand that the light emitting diode according to the spirit of the present invention may have a flip-chip type, a vertical type, or various shapes.
도 12는 본 발명의 일부 실시예들에 따른 발광 다이오드(1)를 포함하는 발광 다이오드 패키지(1000)의 단면도이다.12 is a cross-sectional view of a light emitting
도 12를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(1000)는 리드프레임(1100)상에 페이스트와 같은 접착 부재(1200)에 의해 부착된 발광 다이오드(1)를 포함한다. 발광 다이오드(1), 즉 발광 다이오드(1)의 전극들과 리드프레임(1100)은 본딩 와이어(1300)에 의하여 전기적으로 연결된다. 발광 다이오드(1)는 전체적으로 에폭시와 같은 투명 보호층(1400)으로 덮인다. 리드프레임(1100)을 통하여 전류가 제공되면, 발광 다이오드(1)의 발광 구조물에서 광이 방출되고, 이어서 투명 보호층(1400)을 통하여 발광된다. 이러한, 발광 다이오드 패키지(1000)는 예시적이며, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되는 것은 아니다.Referring to FIG. 12, the light emitting
1, 2: 발광 다이오드, 10: 주 영역, 20: 테두리 영역
100: 기판, 102: 제1 면, 104: 제2 면, 106: 버퍼층,
110: 발광 구조물, 112: 제1 도전형 반도체층, 114: 활성층,
116: 제2 도전형 반도체층, 120: 전류 확산층,
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 230: 광 추출층
135, 136, 137, 138, 139: 분말 입자
140: 제1 전극, 150: 제2 전극, 152: 전극 패드부, 154: 전극 핑거부,
158: 반사 전극층, 160: 전류 저지층,
170: 제1 반사 부재, 172: 저굴절률층, 174: 고굴절률층,
180: 제2 반사 부재, 190: 반사 방지층
1000: 발광 다이오드 패키지, 1100: 리드프레임
1200: 접착 부재, 1300: 본딩 와이어, 1400: 투명 보호층1, 2: light emitting diode, 10: main region, 20: border region
100: substrate, 102: first side, 104: second side, 106: buffer layer,
110: light emitting structure, 112: first conductive semiconductor layer, 114: active layer,
116: second conductivity type semiconductor layer, 120: current diffusion layer,
130, 130a, 130b, 130c, 130d, 130e, 230: light extraction layer
135, 136, 137, 138, 139: powder particles
140: first electrode, 150: second electrode, 152: electrode pad portion, 154: electrode finger portion,
158: reflective electrode layer, 160: current blocking layer,
170: first reflective member, 172: low refractive index layer, 174: high refractive index layer,
180: second reflection member, 190: antireflection layer
1000: light emitting diode package, 1100: leadframe
1200: adhesive member, 1300: bonding wire, 1400: transparent protective layer
Claims (20)
상기 기판 상의 상기 주 영역 내에 위치한 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 활성층;
상기 활성층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층; 및
상기 기판 상의 상기 테두리 영역 내에 위치하되 분말 입자들을 포함하는 광 추출층;을 포함하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.A substrate comprising a main region and an edge region positioned around the main region;
A first conductivity type semiconductor layer located in the main region on the substrate;
An active layer on the first conductivity type semiconductor layer;
A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And
And a light extraction layer positioned in the edge region on the substrate, the light extraction layer including powder particles.
상기 광 추출층은 울퉁불퉁(roughened)한 표면을 가지는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The light extraction layer having a light extraction layer, characterized in that the light extraction layer has a roughened (roughened) surface.
상기 광 추출층은 상기 주 영역을 둘러싸도록 위치하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
And the light extracting layer is positioned to surround the main region.
상기 광 추출층은 투명한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The light extraction layer having a light extraction layer, characterized in that the light extraction layer comprises a transparent material.
상기 광 추출층은 상기 기판과 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The light extraction layer having a light extraction layer, characterized in that the light extraction layer comprises the same material as the substrate.
상기 제2 도전형 반도체층 상에 전류 분산층을 더 포함하고,
상기 광 추출층은 상기 전류 분산층과 동일한 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
Further comprising a current spreading layer on the second conductivity type semiconductor layer,
And the light extracting layer comprises the same material as the current spreading layer.
상기 광 추출층은 상기 제1 도전형 반도체층과 전기적으로 연결된 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
And the light extracting layer is electrically connected to the first conductivity type semiconductor layer.
상기 분말 입자들은 상기 기판과 동일하거나 작은 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
And the powder particles have a refractive index equal to or less than that of the substrate.
상기 분말 입자들은 서로 다른 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The light emitting diode having a light extraction layer, characterized in that the powder particles have a different refractive index.
상기 광 추출층은 복수의 층으로 구성된 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The light extraction layer has a light extraction layer, characterized in that composed of a plurality of layers.
상기 분말 입자는 제1 굴절률을 가지는 제1 분말 입자들; 및 상기 제1 굴절률에 비하여 작은 제2 굴절률을 가지는 제2 분말 입자들;을 포함하며,
상기 광 추출층은 상기 제1 분말 입자들을 포함하는 제1 층; 및 상기 제2 분말 입자들을 포함하는 제2 층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The powder particles may include first powder particles having a first refractive index; And second powder particles having a second refractive index smaller than that of the first refractive index.
The light extraction layer comprises a first layer comprising the first powder particles; And a second layer comprising the second powder particles;
A light emitting diode having a light extraction layer comprising a.
상기 분말 입자는 제1 크기를 가지는 제3 분말 입자들; 및 상기 제1 크기에 비하여 작은 제2 크기를 가지는 제4 분말 입자들;을 포함하며,
상기 광 추출층은 상기 제3 분말 입자들을 포함하는 제3 층; 및 상기 제4 분말 입자들을 포함하는 제4 층;
을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 1,
The powder particles may include third powder particles having a first size; And fourth powder particles having a second size smaller than the first size.
The light extracting layer comprises a third layer comprising the third powder particles; And a fourth layer comprising the fourth powder particles;
A light emitting diode having a light extraction layer comprising a.
상기 제4 층은 상기 제3 층 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 13,
And said fourth layer is located on said third layer.
상기 제3 층은 상기 제4 층 상에 위치하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 13,
And the third layer is located on the fourth layer.
상기 제3 분말 입자들과 상기 제4 분말 입자들은 서로 다른 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 13,
The light emitting diode having a light extraction layer, wherein the third powder particles and the fourth powder particles include different materials.
상기 제3 분말 입자들과 상기 제4 분말 입자들은 서로 다른 굴절률을 가지는 것을 특징으로 하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.The method of claim 13,
The light emitting diode having a light extraction layer, wherein the third powder particles and the fourth powder particles have different refractive indices.
상기 기판의 상기 주 영역 상에 위치한 발광 구조물;
상기 발광 구조물에 전류를 공급하는 전극들; 및
상기 기판 상에 위치하고, 상기 테두리 영역 상에 위치하되 분말 입자들을 포함하는 광 추출층;
을 포함하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드.A substrate comprising a main region and an edge region positioned around the main region;
A light emitting structure on the main region of the substrate;
Electrodes for supplying current to the light emitting structure; And
A light extraction layer positioned on the substrate and positioned on the edge region, wherein the light extraction layer comprises powder particles;
Light emitting diode having a light extraction layer comprising a.
상기 제1 전극, 상기 제2 전극, 또는 이들 모두와 전기적으로 연결되는 리드프레임; 및
상기 발광 다이오드와 상기 리드프레임을 덮어 보호하는 투명 보호층;
을 포함하는 광 추출층을 갖는 발광 다이오드 패키지.A substrate comprising a main region and an edge region positioned around the main region; A first conductivity type semiconductor layer located in the main region on the substrate; An active layer on the first conductivity type semiconductor layer; A second conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a light extraction layer positioned in the edge region on the substrate and including powder particles; A first electrode electrically connected to the first conductive semiconductor layer; And a second electrode electrically connected to the second conductivity type semiconductor layer;
A lead frame electrically connected to the first electrode, the second electrode, or both; And
A transparent protective layer covering and protecting the light emitting diode and the lead frame;
Light emitting diode package having a light extraction layer comprising a.
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