KR101229830B1 - 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법 - Google Patents

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본 발명은 교류용 발광다이오드에 관한 것으로서, 기판에서의 광 흡수와, 기판 및/또는 발광셀에서의 광의 내부 전반사를 줄여 광의 상향 방출을 높일 수 있는 광반사부를 포함하는 발광다이오드 및 그 제조방법의 제공을 그 기술적 과제로 한다.
이를 위해, 본 발명에 따른 교류용 발광다이오드는, 광 투과성의 기판과; 상기 기판의 상면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 발광셀과; 상기 기판의 상면을 향해 돌출 형성되어, 광의 상향 방출량을 높이는 광반사부를; 포함한다.
교류, 발광다이오드, 기판, 사파이어, 발광셀, 광반사부, 반사막, 돔형

Description

교류용 발광다이오드 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE FOR AN ALTERNATING CURRENT AND METHOD FOR FABRICATING THE SAME}
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드를 개략적으로 도시한 단면도.
도 2 내지 도 4는 도 1에 도시된 교류용 발광다이오드를 제조하는 방법을 설명하기 위한 개략적인 단면도들.
도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따라 교류용 발광다이오드의 광반사부를 형성하는 방법을 도시한 단면도들.
도 7은 본 발명의 또 따른 실시예에 따른 교류용 발광다이오드를 설명하기 위한 도면.
<도면의 주요부분에 대한 부호설명>
100: 기판 120, 120': 광반사부
122, 122': 돔형 패턴 124, 124': 광 반사막
200: 발광셀 220: N형 반도체층
240: 활성층 260: P형 반도체층
290: 투명전극층
본 발명은 교류용 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 기판에서의 광 흡수와, 기판 및/또는 발광셀에서의 광의 내부 전반사를 줄여 광의 상향 방출을 높일 수 있는 광반사부를 포함하는 발광다이오드 및 그 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드는 N형 반도체와 P형 반도체가 서로 접합된 구조를 갖는 광전 변환 반도체 광 반사로서, 전자와 정공의 재결합에 의하여 광을 발산하도록 구성된다. 위와 같은 발광다이오드로는 질화갈륨(GaN)계 발광다이오드가 공지되어 있다. 질화갈륨계 발광다이오드는 광 투과성을 갖는 사파이어 기판 상에 GaN계의 발광셀이 형성되어 이루어지며, 상기 발광셀은 기판 상에 N형 반도체층, 활성층, P형 반도체층이 순차적으로 적층된 구조로 되어 있다. 그리고, P형 반도체층 상면에는 P형 전극의 제공을 위한 투명 코팅층이 형성되고 N형 반도체층의 일부는 N형 전극의 형성을 위해 P형 반도체층 및 활성층 아래쪽에서 그 일부가 노출된 구조로 형성된다.
일반적인 발광다이오드는 순방향 전류에 의해 광을 방출하며, 직류 전류의 공급을 필요로 한다. 따라서, 위와 같은 발광다이오드는 교류전원에 직접 연결하여 사용될 경우 전류의 방향에 따라 온/오프를 반복하여 결과적으로 빛을 방출하지 못하고 역방향 전류에 의해 쉽게 파손된다. 이에 대해, 종래에는 서로 인접하는 발광셀들이 전기적으로 연결된 채 고전압의 교류전원에 의해 동작되는 교류용 발광다이 오드가 제안된 바 있다. 이러한 종래의 교류용 발광다이오드는 국제특허공개번호 WO2004/023568(A1)호에 "발광요소를 갖는 발광장치(LIGHT-EMITTING DEVICE HAVING LIGHT-EMITTING ELEMENTS)"라는 제목으로 사카이 등(SAKAI et. al.)에 의해 출원되어 개시된 바 있다.
한편, 직류 또는 교류 전원에 의해 동작되는 종래 발광다이오드들은 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency; EQE)이 10% 미만으로 매우 낮다. 이는 활성층에서 생성된 광자가 발광셀의 상부뿐만 아니라 발광셀 하부의 사파이어 기판을 통해서도 방출되기 때문이다. 이때, 발광셀의 상부로 발산되는 광자의 일부는 매끄러운 투명전극층 표면에서 반사되기도 하며, 이렇게 반사된 광자가 활성층에서 생성된 다른 광자와 상쇄되기도 한다. 또한, 종래에는 하부의 사파이어 기판을 향해 나아가는 광자의 반사를 위해 편평한 사파이어 기판 저면에 금속 반사층을 형성한 기술이 제안된 바 있으며, 이러한 기술은 국제특허공개번호 WO3036691호에 개시되어 있다.
하지만, 금속 반사층을 기판의 편평한 저면에 형성한 종래의 발광다이오드에 있어서, 발광셀 하부로 향한 상당량의 광자가 소실되는데, 이는 광자가 기판에 흡수되거나 기판 내부 또는 발광셀 내부에서 광 방출 방향이 아닌 측면 방향을 향해 내부 전반사 방식으로 진행하면서 활성층에서 새로이 생성된 다른 광자에 의해 상쇄되기 때문이다.
전술한 종래의 문제점을 해결하기 위해, 직류 또는 교류전원에 의해 동작되 는 발광다이오드에서, 기판에서의 광 흡수와, 기판 및/또는 발광셀에서의 광의 내부 전반사를 줄여 광의 상향 방출을 높일 수 있는 발광다이오드에 대한 연구가 진행되어 왔으며, 본 발명은 그 중에서도 특히 교류용 발광다이오드의 외부 양자 효율을 높이기 위한 발명에 관한 것이다.
따라서, 본 발명의 목적은 기판에서의 광 흡수와, 기판 및/또는 발광셀에서의 광의 내부 전반사를 줄여 광의 상향 방출을 높일 수 있는 광반사부를 포함하는 발광다이오드 및 그 제조방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일측면에 따라, 광 투과성의 기판과, 상기 기판의 상면에 서로 이격되게 형성되는 복수의 발광셀과; 상기 기판의 상면을 향해 돌출 형성되어, 광의 상향 방출량을 높이는 광반사부를 포함하는 교류용 발광다이오드가 제공된다. 여기에서, 상기 광반사부는 적어도 하나의 돔형을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 돔형의 광반사부는 각각의 발광셀과 대응되게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 광반사부는 그 배후에 코팅 또는 채움 방식으로 형성되는 금속 또는 금속화합물 재질의 반사막을 더 포함하는 것이 바람직하다. 또한, 본 발명의 실시예에 따라, 상기 복수의 발광셀 각각은 N형 반도체층과, 상기 N형 반도체층 상의 소정영역에 형성되는 활성층과, 상기 활성층 상에 형성된 P형 반도체층과, 상기 P형 반도체층 상에 형성된 투명전극층을 포함한다.
본 발명의 다른 측면에 따라, 광 투과성의 기판과 그 상면에 형성된 발광셀들을 포함하는 교류용 발광다이오드의 제조방법이 제공되며, 본 발명에 따른 교류 용 발광다이오드 제조방법은, (a) 상기 기판의 상면에 복수의 발광셀을 서로 이격되게 형성하는 단계와, (b) 상기 기판의 상면을 향해 돌출 형성되어 광의 방출량을 높이는 광반사부를 형성하는 단계를 포함한다. 여기에서, 상기 (b) 단계에서 형성되는 광반사부는 적어도 하나의 돔형을 포함하는 것이 바람직하다. 그리고, 상기 (b) 단계는, (b1) 씨닝(thinning) 공정을 통해 상기 기판의 하측 일부를 제거하고 평탄화 하는 단계와, (b2) 평탄화된 상기 기판의 저면 일부를 제거하여 미리 정해진 돔형의 형상으로 형성하는 단계를 포함하다. 또한, 상기 (b2) 단계는, 레이저 빔을 상기 기판 저면에 조사하거나, 상기 기판 저면에 다수의 입자들을 고압 분사하는 방식으로 상기 기판 저면에 상기 돔형을 형성하는 것이 바람직하며, 상기 (b) 단계에서 형성되는 광반사부는 각 발광셀에 대응되게 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 상기 (b) 단계는 상기 광반사부의 배후에 채움 방식 또는 코팅 방식으로 금속 또는 금속 화합물로 이루어진 반사막을 형성하는 것을 더 포함하는 것이 바람직하다.
<실시예>
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 교류용 발광다이오드를 설명하기 위한 단면도이다. 도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 발광다이오드(1)는 베이스를 이루는 기판(100)과 복수의 발광셀(200)을 포함한다. 이 때, 상기 기판(100)으로는 광 투과성을 갖는 사파이어 기판이 이용되며, 상기 복수의 발광셀(200)은 GaN계의 반도체층들로 형성된다.
또한, 상기 기판(100)과 발광셀(200)들 사이에는 발광셀(200) 하층과 기 판(100) 사이의 격자 부정합을 완화시키기 위한 버퍼층(110)이 개재될 수 있다. 본 실시예에서와 같이, 상기 기판(100)이 사파이어 소재로 되어 절연성인 경우에는, 상기 버퍼층(110)은 도전성 물질로 형성될 수 있다. 이 경우, 상기 버퍼층(110)은 발광셀(200)들을 전기적으로 분리시키기 위해 각 발광셀(200)에 대응하여 서로 이격된다.
상기 복수의 발광셀(200) 각각은 N형 반도체층(220), 활성층(240), 그리고, P형 반도체층(260)이 연속적으로 적층된 구조를 이룬다. 도시된 바와 같이, 활성층(240)은 전술한 메사 형성에 의해 N형 반도체층(220)의 일부 영역 위에 한정적으로 형성되며, 상기 활성층(240) 위로는 P형 반도체층(260)이 형성된다. 따라서, 상기 N형 반도체층(220)의 상면 일부 영역은 활성층(240)과 접합되어 있으며, 상면의 나머지 일부 영역은 전술한 P형 반도체층(260) 및 활성층(240)의 부분적인 제거에 의해 외부로 노출된다.
본 발명의 실시예에서, 발광셀(200) 각각의 P형 반도체층(260) 및 N형 반도체층(220)에는 발광다이오드(1)에 대한 전류 인가를 위한 전극 구조가 각각 마련된다. 상기 P형 반도체층(260) 상면에는 예를 들면, Ni/Au, ITO 또는 ZnO로 이루어진 투명전극층(290)이 형성되며, 투명전극층(290)의 상면에는 P형 전극패드(292)가 형성된다. 그리고, 상기 N형 반도체층(220)에는 N형의 전극패드(222)가 형성된다.
본 명세서에서는, 용어 "발광셀"을 전술한 N형 반도체층(220), 활성층(240) 및 P형 반도체층(260)과 함께 투명전극층(290)을 포함하는 의미로 정의한다.
각 발광셀(200)의 구성요소들을 보다 구체적으로 살펴보면, N형 반도체 층(220)은 N형 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, N형 클래드층을 포함할 수 있다. 또한, P형 반도체층(260)은 P형 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성될 수 있으며, P형 클래드층을 포함할 수 있다. 상기 N형 반도체층(220)은 실리콘(Si)을 도우핑하여 형성할 수 있으며, P형 반도체층(260)은 아연(Zn) 또는 마그네슘(Mg)을 도우핑하여 형성할 수 있다.
또한, 활성층(240)은 전자 및 정공이 재결합되는 영역으로서, InGaN을 포함하여 이루어진다. 상기 활성층(240)을 이루는 물질의 종류에 따라 발광셀에서 추출되는 발광 파장이 결정된다. 상기 활성층(240)은 양자우물층과 장벽층이 반복적으로 형성된 다층막일 수 있다. 상기 장벽층과 우물층은 일반식 AlxInyGa1-x-yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 표현되는 2원 내지 4원 화합물 반도체층들일 수 있다.
한편, 상기 사파이어 기판(100)은 각각의 발광셀(200)의 활성층(240)으로부터 전달된 광을 위쪽으로 반사키는 광반사부(120)를 포함한다. 상기 광반사부(120)는 광이 기판(100)과 발광셀(200)을 거치는 과정에서 광의 측면 방향으로의 내부 전반사량 및 이에 따른 광의 손실을 줄여주도록 구성되며, 이는 이하에서 보다 구체적으로 설명된다.
본 실시예에서, 상기 광반사부(120)는 기판(100) 상면을 향해 돌출하는 복수의 돔형을 포함하는 돔형 패턴(122)과 그 돔형 패턴 배후의 오목한 부분에 채워지는 금속 또는 금속 화합물로 이루어진 반사막(124)을 포함한다. 광반사부(120), 특히, 그 광반사부(120)의 돔형들 각각은 기판(100) 상면의 발광셀과 각각에 대응되 는 위치로 형성된다. 그리고, 상기 반사막(124)은 광반사부(120)의 돔형 패턴(122) 배후에서 오목한 부분을 매립시키는 형태로 채워진다.
상기 돔형 패턴(122)은 그 배후의 반사막(124)과 상호작용하면서 활성층(240)으로부터 전달된 광에 대해 상향 지향성을 부여한다. 즉, 상기 돔형 패턴(122)은 종래 발광다이오드 기판의 편평한 반사면에서 측면 방향으로 향하던 광의 방향을 상측 방향으로 바꾸어 줌으로써, 종래 발광다이오드의 기판 또는 발광셀에서 내부 전반사를 거듭하면서 소실되던 광의 양을 크게 줄여줄 수 있다. 따라서, 본 실시예에서는, 상기 돔형 패턴(122)의 돔형들 각각이 해당 발광셀(200)들 각각에 대하여 광의 상향 방출량을 높여주는 역할을 하게 된다.
한편, 본 실시예에 따른 발광다이오드(1)는, 교류용 발광다이오드로서, 서로 인접한 발광셀(200)들의 P형 전극패드(292)와 N형 전극패드(222)가 에어브리지 또는 도금/증착으로 형성되는 스텝커버(step cover) 배선에 의해 전기적으로 연결되고, 그 배선이 교류 전원에 연결되며, 이는 본 발명의 기술적 사상과 직접적인 연관성이 작으므로 도면에서의 구체적인 도시와 상세한 설명을 생략한다.
이하, 도 2 내지 도 4를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드 제조방법을 설명한다.
도 2를 참조하면, 먼저 충분한 두께를 갖는 사파이어 기판(100) 상에 GaN계의 N형 반도체층(220), 활성층(240), P형 반도체층(260) 및 투명전극층(290) 등을 형성한다. 본 실시예에서는, 기판(100) 상면에 버퍼층(110)을 형성하고, 상기 버퍼층(110) 상에 N형 반도체층(220), 활성층(240), 그리고, P형 반도체층(260)을 차례 로 형성한다. 상기 버퍼층(110) 및 반도체층들(220, 240, 260)은 금속유기 화학기상증착(MOCVD), 분자선 성장(MBE) 또는 수소화물 기상 성장(HVPE) 방법 등을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 반도체층들(220, 240, 260)은 동일한 공정챔버에서 연속적으로 형성될 수 있다. 그리고, 상기 P형 반도체층(260) 위에 투명전극층(290)이 형성된다. 상기 투명전극층(290)으로 ITO층을 이용하는 경우에는, 그 ITO층과 P형 반도체층(260) 사이의 오믹콘택 형성을 위해 대략 5~50Å의 델타토핑층으로 된 터널구조를 형성하는 공정이 수행될 수도 있다. 이 때, 상기 투명전극층(290)은 복수의 발광셀을 형성하고 N형 반도체층 일부를 노출시키는 메사 형성 공정 후에 이루어질 수도 있다.
도 3을 참조하면, 메사 형성 공정에 의해 복수의 발광셀(200)이 기판(100) 위에 형성된다. 이 공정은 노광을 이용하는 식각 방식에 의해 이루어지는 것으로, N형 반도체층(220), 활성층(240), P형 반도체층(260), 그리고 투명전극층(290)을 포함하는 복수의 발광셀(200)을 기판(100) 위에서 서로 이격되게 형성시키며. 또한, P형 반도체층(260) 및 활성층(240) 일부가 제거되어 N형 반도체층(220)의 상면 일부가 위쪽으로 노출된다. 이와 연속하여, 상기 투명전극층(290)과 N형 반도체층(220)의 노출영역에는 각각 P형 전극패드(292)와 N형 전극패드(222)가 각각 형성된다.
그 다음, 기판(100) 저면에 광반사부(120)를 형성하는 공정이 수행되며, 이와 같은 공정은 도 1, 도 3 그리고, 도 4 참조하여 이하에서 구체적으로 설명된다. 이때, 광반사부(120)의 형성 공정을 상기 발광셀(200)들을 형성하는 공정 전에 수 행하는 것도 고려될 수 있다.
도 3을 참조하면, 씨닝(thinning) 공정을 통해 사파이어 기판(100)의 저면 일부가 제거된다. 상기 씨닝공정은 사파이어 기판(100)을 그라인더로 소정 두께 만큼 제거한 다음, 폴리싱 하여 그 표면을 매끄럽게 하여 이루어진다. 이 때, 제거되는 사파이어 기판(100)의 두께는 목표로 하는 발광다이오드의 두께를 기준으로 다양하게 변화 될 수 있다. 즉, 사파이어 기판(100)의 두께가 약 300 내지 500㎛이고, 목표로 하는 발광다이오드의 두께가 70 내지 90㎛일 경우 사파이어 기판(100)의 제거는 약 200 내지 450㎛정도를 제거한다. 도 3에서는 사파이어 기판(100)에서 제거되는 부분이 가상선으로 표시되어 있다.
도 4를 참조하면, 씨닝 공정을 거쳐 얇아진 사파이어 기판(100)의 저면에 광의 상향 지향성을 높이기 위한 돔형 패턴(122)의 형성 공정이 수행된다. 본 실시예에서, 상기 돔형 패턴(122)은, 자체 돔형들 각각이 발광셀(200)들 각각에 대응되도록, 기판(100) 저면으로부터 기판(100) 상면을 향해 돌출하는 형태로 형성된다.
또한, 상기 돔형 패턴(122)의 형성 공정에는, 충분한 경도를 갖는 다수의 입자를 사파이어 기판(100) 저면에 고압 분사하여 이에 따른 충돌에너지로써 사파이어 기판(110)의 돔 형성 부분을 제거하는 고압 분사 방법이 이용될 수 있다. 즉, 사파이어 보다 경도가 큰 모래 또는 다이아몬드와 같은 작은 입자들을 사파이어 기판(100) 저면에 고압으로 분사시켜 사파이어 기판(100)의 목표 영역을 타격하게 되면 그 영역에서 사파이어 기판이 떨어져 나가 기판(100)의 상면을 향하는 돔형들이 기판(100) 저면에 형성될 수 있다.
대안적으로, 상기 돔형 패턴(122)의 형성 공정에 레이저 가공 방법이 이용될 수 있다. 이는 사파이어 기판(100)의 저면에 레이저 빔을 조사하여 원하는 돔형 패턴(122)을 상기 기판(100) 저면에 형성하는 것이다. 일반적으로 사파이어 기판(100)의 가공은 매우 어려운 것으로 알려져 있지만, 상술한 레이저 가공 방법 및 입자 고압 분사 방법을 이용하여 목표로 하는 형상 및 크기의 돔형 패턴(122)을 씨닝된 사파이어 기판(100) 저면에 형성할 수 있다.
그 다음, 상기 돔형 패턴(122)의 배후 오목면에 금속 또는 금속 화합물로 이루어진 반사막(124)을 형성하는 공정이 수행되어 도 1에 도시된 것과 같은 교류용 발광다이오드(1)가 제조된다. 본 실시예에서는, 상기 반사막(124)이 상기 돔형 패턴(122)의 배후 오목면들 각각을 채워 매립하는 방식으로 형성된다. 이 때, 상기 반사막(124)을 매립하는 방법으로는 도금 또는 증착 등의 방식이 이용될 수 있다.
위와 같이 제조된 도 1에 도시된 것과 같은 발광다이오드(1)는 기판(100) 및/또는 발광셀(200)에서 광이 내부 전반사되면서 소실되는 것을 막을 수 있는 광반사부(120)를 갖게 된다. 이와 같은 광반사부(120)는 각 발광셀(200)의 활성층(240)으로부터 다양한 각도로 전달되는 광들을 기판(100) 상면을 향해 돌출하는 돔형상을 통해 다시 상부 방향으로 반사하여 외부 양자 효율을 증가시킬 수 있다.
도 5 및 도 6은 위에서 설명된 것과 다른 방식으로 광 반사막(124)을 형성하는 공정을 설명하기 위한 도면들이다. 도 5를 참조하면, 먼저 돔형 패턴(122)의 배후 오목면에 금속성의 물질막을 일정 두께로 코팅하여 광 반사막(124)을 형성한다. 이 때, 상기 코팅의 방식은 도금 또는 증착 방식이 이용된다. 그 다음, 도 6에 도 시된 바와 같이, 절연성의 물질(125)을 이용하여 광 반사막(124) 아래쪽의 오목한 부분을 매립시킨다.
위에서 설명한 것과 달리, 광 반사막(124)을 코팅 형성한 후 돔형 패턴(122)의 배후 오목면을 매립하지 않을 수도 있다. 더 나아가, 상기 돔형이 형성된 부분에 국한되지 않고 사파이어 기판(100)의 저면 전체에 걸쳐 광 반사막(124)을 형성할 수도 있으며, 이 또한 본 발명의 범위 내에 있다.
도 7의 (a) 및 (b) 본 발명의 다른 실시예들에 따른 광반사부(120')를 포함하는 교류용 발광다이오드들을 도시한다.
도 7의 (a) 및 (b)에 도시된 발광다이오드들을 살펴보면, 광반사부(120')가 기판(100)의 저면 전반에 걸쳐 일정 간격으로 기판 상면을 향해 돌출 형성된 돔형들로 이루어진 돔형 패턴(122')을 포함하며, 그 돔형 패턴(122')을 따라 광 반사막(12')이 채움 또는 코팅 방식으로 형성된다. 이 때, 상기 돔형 패턴(122')도 앞서 설명한 레이저 조사 방법 및 입자 고압 분사 방법에 의해 기판(100) 저면 전반에 걸쳐 형성되는 돔형들로 이루어진다.
위의 실시예들에서 설명된 바와 같이, 상기 광반사부(120)의 돔형 패턴(122, 122')은 각 발광셀(200)에 대하여 하나의 돔형을 포함할 수도 있으며 또한 복수의 오돔형을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 돔형 패턴(122, 122')은 복수의 볼록한 돔형과 복수의 오목한 돔형이 서로 이웃하면서 연속되는 요철면을 또한 포함할 수도 있다. 그리고, 상기 돔형 패턴(122, 122')에 형성되는 광 반사막은 각 돔의 배후 오목면을 매립하는 방식으로 형성될 수 있고 그 오목면을 매립함 없이 돔형 패턴을 따라 일정 두께로 형성될 수도 있다.
추가로, 전술한 돔형 패턴(122, 122')의 상측 꼭지점과 사파이어 기판(100)의 저면 사이의 거리(d, d'; 도 1 및 도 7 참조)는 기판의 휨 또는 부서짐과 같은 현상을 방지하기 위하여 대략 1 내지 70㎛, 더욱 바람직하게는 20 내지 50㎛이 되도록 한다. 또한, 돔형 패턴의 돔 곡률은 레이저 빔의 세기와 기판에 조사되는 입자의 에너지에 따라 다양하게 변화 될 수 있다. 또한, 투명전극층을 ITO층으로 하는 경우, 그 ITO층과 P형 반도체층과의 임계면에 대략 0.001㎛ 내지 2.0㎛ 두께의 반사성 금속(Reflector metal)층을 증착 또는 성장시키는 것도 고려될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 교류전원에 의해 동작되는 발광다이오드에 있어서, 기판에서의 광 흡수와, 기판 및/또는 발광셀에서의 광의 내부 전반사를 줄여 광의 상향 방출을 높일 수 있다. 또한, 본 발명은, 레이저 빔 또는 고압의 입자를 이용하여 사파이어 기판의 저면을 가공하여 원하는 광반사부의 돔형 패턴을 쉽게 형성할 수 있다.

Claims (22)

  1. 상면 및 상기 상면에 대향하는 저면을 갖는 광 투과성 기판;
    상기 기판의 상면에 서로 이격되게 형성된 복수의 발광셀들; 및
    상기 기판의 저면에서 상기 기판의 상면을 향해 리세스된 패턴을 갖는 광반사부를
    포함하는 교류용 발광다이오드.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 패턴 상에 제1 위치와 제2 위치를 포함하며,
    상기 제1 위치와 상기 기판의 상면 사이의 수직 거리와 상기 제2 위치와 상기 기판의 상면 사이의 수직 거리가 다른 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 제1 위치는 상기 발광셀의 테두리 부근에 대응되게 정해지고,
    상기 제2 위치는 상기 발광셀의 가운데 부분에 대응되게 정해지되,
    상기 제1 위치에서 상기 패턴 상의 기울기와 상기 제2 위치에서 상기 패턴의 상의 기울기가 다른 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 패턴은 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 연속적으로 증가하거나 감소되는 기울기들을 갖는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 발광셀에 대응되는 위치에 형성된 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 발광셀에 대응되는 위치에 형성되고,
    상기 광반사부는 다각형 단면 형상 또는 돔형을 갖도록 형성된 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 광반사부는 상부에 꼭지점을 갖는 단면 형상을 포함하며,
    상기 꼭지점과 상기 기판의 저면 사이의 수직 거리는 1~70㎛인 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 패턴의 오목한 면에 코팅된 금속 또는 금속 화합물 재질의 반사막을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 반사막 상에 형성되어 상기 패턴을 메우는 절연물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  10. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사부는 상기 패턴의 오목한 면에 형성되어 상기 패턴을 메우는 금속 또는 금속 화합물 재료를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드.
  11. 상면과 그에 대향되는 저면을 갖는 광 투과성의 기판과, 상기 기판의 상면에 형성된 복수의 발광셀들을 포함하는 발광다이오드의 제조방법에 있어서,
    상기 기판의 상면에 복수의 발광셀들을 서로 이격되게 형성하는 단계와;
    상기 기판의 저면에 상기 기판의 상면을 향해 리세스되는 패턴을 갖는 광반사부를 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 광반사부를 형성하는 단계는 상기 기판의 저면에 제1 위치와 제2 위치를 갖는 패턴을 형성하는 단계를 포함하며,
    상기 패턴은, 상기 제1 위치와 상기 기판의 상면 사이의 수직 거리와 상기 제2 위치와 상기 기판의 상면 사이의 수직 거리가 다르도록 형성되는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 제1 위치는 상기 발광셀의 테두리 부근에 대응되게 정해지고,
    상기 제2 위치는 상기 발광셀의 가운데 부분에 대응되게 정해지되,
    상기 제1 위치에서 상기 패턴의 기울기와 상기 제2 위치에서 상기 패턴의 기울기가 다른 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  14. 청구항 13에 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계에서, 상기 패턴은 상기 제1 위치와 상기 제2 위치 사이에서 연속적으로 증가하거나 감소되는 기울기들을 갖도록 형성되는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 광반사부를 형성하는 단계에서, 상기 광반사부가 상기 발광셀에 대응되는 위치에 형성되는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  16. 청구항 12 있어서,
    상기 패턴을 형성하는 단계는 상기 패턴을 다각형 단면 형상 또는 돔형을 갖도록 형성하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 광반사부를 형성하는 단계는, 상부에 꼭지점을 갖는 단면 형상으로 상기 패턴을 형성하는 단계를 포함하며, 상기 꼭지점과 상기 기판의 저면 사이의 수직 거리는 1~70㎛인 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  18. 청구항 13 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광반사부를 형성하는 단계는, 상기 패턴의 오목한 면에 금속 또는 금속 화합물 재질의 반사막을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  19. 청구항 18에 있어서,
    상기 광반사부를 형성하는 단계는 상기 패턴을 메우도록 상기 반사막 상에 절연물질을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이드 제조방법.
  20. 청구항 13 내지 청구항 17 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광반사부를 형성하는 단계는, 상기 패턴의 오목한 면에 상기 패턴을 메우는 금속 또는 금속 화합물 재료를 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  21. 청구항 11에 있어서, 상기 광반사부를 형성하는 단계는,
    씨닝(thinning) 공정을 통해 상기 기판의 하측 일부를 제거하고 평탄화 하는 단계와;
    평탄화된 상기 기판의 저면 일부를 제거하여 미리 정해진 패턴을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
  22. 청구항 21에 있어서, 상기 패턴을 형성하는 단계는, 레이저 빔을 상기 기판 저면에 조사하거나, 상기 기판 저면에 다수의 입자들을 고압 분사하는 방식으로 상기 기판의 저면에 상기 패턴을 형성하는 것을 특징으로 하는 교류용 발광다이오드 제조방법.
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