KR101539994B1 - 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 반사층; n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하고, 상기 기판의 제2 면 상에 위치하는 반도체 적층 구조물; 및 상기 반도체 적층 구조물 상에 위치하는 제2 반사층을 포함하는 측면 발광 다이오드를 제조함으로써 고효율의 측면 광추출 효율이 가능한 측면 발광 다이오드 및 이를 포함하는 백라이트 유닛, 면광원를 제공하는 것이 가능하다.

Description

측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법{Edge light emitting diode and method of fabricating the same}
본 발명은 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로 측면으로 발광하도록 하는 렌즈를 필요로 하지 않아서 두께를 얇게 하는 것이 가능하고, 측면 방향으로 광추출 효율이 개선된 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
별도의 광원을 필요로 하는 액정표시장치는 광원으로서 CCFL(Cold Cathode Fluorescent Lamp), EEFL(External Electrode Fluorescent Lamp) 등과 같은 여러 개의 형광램프가 사용되거나 복수개의 발광 다이오드(LED)가 사용되며, 이러한 광원은 백라이트 유닛(Back Light Unit; BLU)에 도광판, 복수의 광학 시트, 반사판 등과 같이 구비된다.
특히, 화합물 반도체의 특성을 이용하여 전기를 적외선 또는 빛으로 변환시켜서 신호를 주고 받거나, 광원으로 사용되는 발광 다이오드(Light Emitting Diode : LED)와 같은 반도체 발광소자는 현재 조명, 표시장치 및 광원으로서 널리 이용되며, 적은 전력으로 원하는 파장의 빛을 발광하고 수은과 같은 환경유해물질 방출을 억제할 수 있어서 에너지 절약 및 환경보호 측면을 고려하여 그 개발이 가속화되고 있는 추세이다. 그러나, 광원으로 발광 다이오드를 사용하는 경우에는 빛이 좁은 영역으로 집중하여 발산하는 경향이 있어서, 이를 표시 장치와 같은 면 광원에 적용하기 위해서는 빛을 넓은 영역에 고르게 분포하도록 할 필요가 있다.
백라이트 유닛(BLU)는 표시면에 대한 램프의 위치에 따라 에지형과 직하형으로 크게 구분된다. 이중에서 직하형 백라이트 유닛은 광 이용률이 높고, 취급이 간단하며, 표시면의 크기에 제한이 없기 때문에 대형 액정 표시장치에 널리 사용되고 있다.
직하형 백라이트 유닛에 사용되는 발광 다이오드는 광 출사 방식에 따라 상부 방출(top emitting), 하부 방출(bottom emitting), 또는 측면 방출(edge emitting) 방식으로 구분되는데, 발광 다이오드의 광 효율로 인하여 상부 방출 혹은 하부 방출 방식이 일반적으로 사용된다. 그러나, 상부 방출 또는 하부 방출 방식의 발광 다이오드 백라이트 유닛은 광 분포 및 광 균일도가 측면 방출 방식에 비하여 떨어지는 단점이 있다.
미국특허 제6,679,621호에 개시된 바와 같이, 일반적으로 사용되는 측면 방출 방식의 발광 다이오드(10)는 LED 패키지 베이스(11), 발광 다이오드 칩(12), 및 발광 다이오드 칩으로부터 도달하는 빛을 측면 방향으로 발광하도록 하는 렌즈(13)를 포함한다(도 1 참조).
상기 렌즈(13)는 렌즈의 중심축에 대해 대칭인 깔때기 모양(funnel-shape)의 전반사면(total internal reflection surface; 14) 및 굴절면(15)을 포함한다. 상기 전반사면(14)은 렌즈(13)로부터 광이 상기 중심축에 수직 방향으로 출사하도록 광을 반사시키고, 상기 굴절면(15)은 톱니 모양으로 형성되어 광을 상기 중심축에 수직 방향으로 굴절시켜 방출한다.
이러한 일반적인 측면 방출 방식의 발광 다이오드(10)들은 도광판에 형성된 홀들의 내부에 탑재되어, 상기 발광 다이오드 칩(12)에서 방출된 광은 상기 렌즈(13)의 측면으로 방출되어 상기 도광판에 입사된다.
일반적인 측면 방출 방식의 발광 다이오드(10)들은 도 1에서 알 수 있는 바와 같이, 발광 다이오드 칩(12)의 높이에 비하여 매우 큰 높이를 갖는 렌즈(13)를 반드시 필요로 하는 구조이어서, 발광 다이오드(10)의 두께는 렌즈(13)의 두께에 따라서 결정되는 구조일 수 밖에 없다. 따라서 측면 방출 방식의 발광 다이오드(10)를 포함하는 직하형 백라이트 유닛(BLU)이나 면광원도 마찬가지로 그 두께를 줄이는데 한계가 있기 마련이다. 이러한 기술적 한계는 최근 들어 평판 디스플레이의 두께를 줄이고자 하는 노력에 치명적인 단점으로 작용하게 된다.
또한, 발광 다이오드 칩(12)에서 방출된 광이 상기 렌즈(13)로 입사할 때, 일부는 상기 렌즈(13)의 하부면에서 반사가 일어나고, 상기 렌즈(13)의 전반사면(14) 및 굴절면(15)의 정밀한 가공이 어렵게 되어 광의 산란이 발생하게 되어, 결과적으로 상기 발광 다이오드(10)에서 방출되는 광의 추출효율이 감소되는 문제점도 있다.
미국특허 제6,679,621호.
본 발명은 측면 방출 방식의 발광 다이오드에서 렌즈를 제거함으로써, 발광 다이오드의 높이를 현저히 낮출 수 있는 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 측면으로 방출되는 광의 추출 효율을 증가시켜 고성능의 백라이트 유닛(BLU) 또는 면광원으로 사용할 수 있는 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는데 그 다른 목적이 있다.
본 발명에 따른 측면 발광 다이오드는 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 갖는 기판; 상기 기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 반사층; n형 발도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하고, 상기 기판의 제2 면 상에 위치하는 반도체 적층 구조물; 및 상기 반도체 적층 구조물 상에 위치하는 제2 반사층을 포함한다.
이 때, 상기 기판의 제1 면 내지 제2 면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에는 광추출 구조가 마련할 수 있으며,
상기 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조는 상기 기판을 패터닝하여 형성한 돌출부 또는 오목부이거나, 상기 기판 상에 산화물층을 형성하고, 상기 산화물층을 패터닝하여 형성한 돌출부일 수도 있고, 또는 상기 반도체 적층 구조물의 일부를 패터닝하여 형성한 오목부일 수 있으며,
상기 기판의 제1 면 측에 마련된 광추출 구조는 상기 기판의 제1 면 내측으로 삽입되는 삽입체 또는 상기 기판의 제1 면으로부터 돌출된 돌출부일 수 있으며,
상기 기판의 내부에 형성된 광추출 구조를 더 포함할 수도 있으며,
상기 제1 반사층 또는 제2 반사층은 금속 반사층 또는 분산 브레그 반사층(DBR층)일 수 있으며,
상기 반도체 적층 구조물의 측면 중 적어도 일부는 상기 기판에 수직인 방향에 대하여 경사질 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 다른 실시예로서 측면 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛 또는 면조명 장치일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 제조 방법은 기판의 하부면 상에 제1 반사층을 형성하는 단계; 기판의 상부면 상에 n형 발도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조물을 형성하는 단계; 및 상기 반도체 적층 구조물 상에 제2 반사층를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 기판의 하부면 및 상부면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에는 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
상기 기판의 하부면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 제1 반사층을 형성하는 과정 중에 상기 오목부를 채워서 상기 기판의 하부면 내측으로 삽입되는 삽입체인 광추출 구조를 형성할 수 있으며, 또는 상기 기판의 하부면을 패터닝하여 볼록부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며,
상기 기판의 상부면을 패터닝하여 돌출부 또는 오목부인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함하거나, 상기 기판의 상부면에 산화물층을 형성하는 단계; 및 상기 산화물층을 패터닝하여 돌출부인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드 제조 방법은 성장기판 상에 n형 발도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조물을 형성하는 단계; 상기 반도체 적층 구조물 상에 제2 반사층을 형성하는 단계; 상기 제2 반사층 상에 지지기판을 형성하는 단계; 상기 성장기판을 상기 반도체 적층 구조로부터 분리하는 단계; 및 제1 면 상에 제1 반사층이 형성된 투명기판의 제2 면을 반도체 적층 구조의 노출면에 접합하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 상기 투명기판의 제1 면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계; 및 상기 오목부가 형성된 제1 면 상에 상기 제1 반사층을 형성하면서 상기 오목부를 채워 상기 기판의 하부면 내측으로 삽입되는 삽입체인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
상기 투명기판의 내부에 광추출 구조를 형성하는 단계 혹은 상기 투명기판의 제2 면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계를 더 포함할 수도 있으며,
상기 반도체 적층 구조를 형성하기 전에, 상기 성장기판 상에 산화물층을 형성하는 단계; 및 상기 산화물층을 패터팅하여 돌출부인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
상기 성장기판을 상기 반도체 적층 구조로부터 분리한 후에, 상기 반도체 적층 구조의 노출면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있으며,
상기 지지기판을 제2 반사층으로부터 분리하는 단계를 더 포함할 수도 있으며,
상기 반도체 적층 구조물의 측면 중 적어도 일부를 상기 기판 또는 상기 성장기판의 수직 방향에 대하여 경사지도록 하는 단계를 더 포함할 수도 있다.
본 발명에 따른 측면 발광 다이오드에 의하면, 발광하는 반도체 적층 구조의 상-하부에 각각 반사층을 형성하여 빛을 발광 다이오드의 측면으로 방출하므로 기존의 측면 방출 방식의 발광 다이오드에서 필수적으로 사용되는 렌즈가 불필요하게 되어서, 측면 발광 다이오드의 높이를 현저히 줄일 수 있고, 이러한 측면 발광 다이오드를 포함하는 직하형 백라이트 유닛(BLU), 면광원, 또는 평판 디스플레이 패널의 두께를 효과적으로 줄일 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 기판의 양면 중 적어도 하나에는 광추출 구조물을 형성하고, 측면 발광 다이오드의 측면을 경사지게 함으로써, 반도체 적층 구조에서 발광된 빛을 효과적으로 측면 방향으로 추출되도록 하여 측면 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 이러한 측면 발광 다이오드를 포함하는 직하형 백라이트 유닛(BLU), 또는 면광원의 광 특성을 향상시킬 수 있게 된다.
도 1은 종래기술에 따른 측면 방출 방식의 발광 다이오드를 나타내는 단면도이고,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 측면 발광 다이오드의 다양한 형태를 나타내는 단면도이고,
도 3는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 측면 발광 다이오드의 광출력 크기를 나타내는 그래프이고,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 측면 발광 다이오드의 배광특성을 나타내는 그래프이고,
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 광추출 구조를 형성하는 과정을 나타내는 단면도이고,
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드를 나타내는 단면도이고,
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 측면 발광 다이오드를 형성하는 과정을 나타내는 순서도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 측면 발광 다이오드 및 그 제조 방법의 바람직한 실시의 예들을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드의 다양한 형태를 나타내는 단면도이다.
도 2(A)를 참조하면, 본 발명의 측면 발광 다이오드(100)은 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 갖는 기판(110); 상기 기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 반사층(130); n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(124)을 포함하고, 상기 기판의 제2 면 상에 위치하는 반도체 적층 구조물(120); 및 상기 반도체 적층 구조물(120) 상에 위치하는 제2 반사층(140)을 포함한다.
상기 기판(110)은 화합물 반도체를 단결정 혹은 에피택셜로 성장시키기에 적합한 기판으로 형성되며, 사파이어, 질화갈륨(GaN), 징크 옥사이드(ZnO), 실리콘 카바이드(SiC), 질화 알루미늄(AlN), 유리, 실리콘 또는 PET 등의 투광성 재료일 수 있으나 이들 재료에 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 n형 반도체층(122), 활성층(123) 및 p형 반도체층(124)은 각 도전형 불순물이 도핑된 화합물 반도체 재료로 형성될 수 있는데, 예를 들어 InxAlyGa1-x-yN 조성식(여기서, 0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1임)을 갖는 질화갈륨계 화합물 반도체 물질로 형성될 수 있으나, 이들 재료에 특별히 한정되는 것은 아니다.
상기 n형 반도체층(122)은 n형 도전형 불순물이 도핑된 화합물 반도체층으로 형성될 수 있으며, 상기 n형 도전형 불순물로는 예를 들어, Si, Ge, Sn 등을 사용할 수 있고, 바람직하게는 Si를 주로 사용한다. 상기 활성층(123)은 하나의 양자우물층 또는 더블헤테로(double heterostructure) 구조 또는 InGaN/GaN층으로 구성된 다중양자우물층(Multi-Quantum-Well)으로 형성될 수 있다. 상기 p형 반도체층(124)은 p형 도전형 불순물이 도핑된 GaN층 또는 GaN/AlGaN층으로 형성될 수 있으며, 상기 p형 도전형 불순물 도핑으로는 예를 들어, Mg, Zn, Be 등을 사용하고, 바람직하게는 Mg를 주로 사용한다. 한편, 반도체 적층 구조물(120)은 기판(110) 상에 사파이어와 같은 물질로 형성된 기판과의 격자정합을 향상시키기 위한 GaN 완충층(121), n형/p형 클래드층, p형 캡층 등의 여러 가지 기능을 수행하는 기능성 층들을 추가적으로 더 포함할 수 있다.
그리고, 식각 공정을 통하여 반도체 적층 구조물(120)의 일부를 제거하여 노출된 n형 반도체층(122)과 p형 반도체층(124)에는 각각 n형 전극과 p형 전극(미도시)이 전기적으로 오믹 접촉되도록 형성될 수 있다.
측면 발광 다이오드(100)에 포함되는 제1 반사층(130)과 제2 반사층(140)는 반도체 적층 구조(120)의 활성층(123)에서 발광된 빛을 상부면이나 하부면으로 방출되지 않도록 하고, 내부로 반사하여 측면에서만 방출되도록 하는 층(layer)로서, 금속으로 이루어져 거울면을 형성하는 금속 반사층이나, 서로 다른 굴절율을 갖는 산화물층들(예를 들어, SiO2와 TiO2)을 교번 적층하여 형성하는 분산 브레그 반사층(Disttributed Bragg Reflecting layer; DBR층)일 수 있다. 기판(110)의 하부면에 형성되는 제1 반사층(130)의 경우에는 기판과의 접합성을 향상시키기 위하여 금속 반사층과 기판 사이에 SiO2 층을 더 포함하거나, 분산 브레그 반사층에서 SiO2 층을 기판에 접하도록 형성할 수 있다.
한편, 상기 기판(110)의 제1 면 내지 제2 면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에는 활성층(123)에서 발광된 빛을 산란시켜 측면 발광 다이오드(100)의 측면으로 광을 더욱 효과적으로 방출할 수 있도록 광추출 구조(150)를 마련할 수 있다(도 2(B) 내지 도 2(D) 참조). 광추출 구조(150)은 화합물 반도체 구조와 다른 굴절율을 갖고 있거나 반사면을 갖고 있어서, 활성층(123)으로부터의 광이 화합물 반도체 구조를 통과하여 도달하면 광의 경로가 굴절되거나 반사면서 광산란이 일어나게 되어 광이 효과적으로 발광 다이오드의 측면으로 방출되도록 하는 것으로, 그 형상은 반구형, 피라미드형, 콘형, 쐐기형, 삼각뿔형, 사각뿔형 또는 일방향으로 연장되는 형상 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
기판(110)의 제2 면 측에 마련되는 광추출 구조(150)는 기판의 제2 면에서 반도체 적층 구조(120)을 향하여 돌출된 돌출부(151)일 수 있는데, 돌출부(151)는 식각 마스크를 이용하여 기판(110)을 건식 또는 습식으로 패터닝하여 형성하여 기판과 동일한 재료로 이루어질 수 있다(도 5(a) 참조). 예를 들어 사파이어 기판의 경우 광추출 구조인 돌출부도 사파이어로 이루어져 그 굴절율이 1.6이어서, 굴절율이 2.4인 질화갈륨계 반도체 적층 구조를 광이 통과하여 돌출부에 도달하면 굴절율 차이로 인하여 돌출부에서 광의 경로가 굴절하게 된다. 한편, 기판의 제2 면에 마련되는 광추출 구조인 돌출부(151)은 기판(110) 상에 산화물층(115, 예를 들어 굴절율이 1.4인 SiO2 층)을 형성하고, 상기 산화물층(115)을 식각 마스크를 이용하여 패터닝하여 형성할 수도 있다(도 5(b) 참조). 한편, 기판의 제2 면 측에 형성되는 광추출 구조인 돌출부(151)은 기판 상에 형성되는 반도체 적층 구조물의 성장을 위한 핵생성 위치를 제공하기 위하여 서로 떨어져서 제공될 수 있다. 이와 같이 돌출부(151) 사이에 일부가 노출된 기판 상에 반도체 적층 구조물을 형성하게 되면, 반도체 적층 구조물이 돌출부 사이에 빈 공간을 형성하지 아니한 채 단결정으로 혹은 액피택셜로 성장할 수 있게 된다.
아울러, 기판(110)의 제2 면 측에 마련되는 광추출 구조(150)는 기판의 제2 면에서 기판(110) 내측으로 오목한 오목부(미도시)로 형성될 수도 있다. 상기 오목부에는 공기(굴절율 1), 산화물(예를 들어 굴절율 1.4의 SiO2), 또는 반도체층 중의 적어도 하나로 채워질 수 있다. 기판(110)의 제2 면 측에 형성된 오목부를 형성한 경우에는 굴절율이 2.4인 질화갈륨계 반도체 적층 구조를 광이 통과하여 오목부에 도달하면 공기/반도체, 산화물/반도체, 반도체/기판 사이의 굴절율 차이로 인하여 오목부에서 광의 경로가 굴절하게 된다.
반도체 적층 구조(120)이 제공되는 제2 면과 대향되는 기판(110)의 제1 면에는 기판의 제1 면 내측으로 삽입되는 삽입체(152)인 광추출 구조(150)을 마련할 수 있다. 기판의 제1 면 상에 원하는 형상의 개구부를 갖는 식각 마스크를 형성하고, 습식 식각 또는 건식 식각방법으로 기판(110)을 패터닝하여 오목부(미도시)를 형성한 후에, 오목부가 형성된 기판의 제1 면 상에 제1 반사층(130)을 형성하는 과정 중에 제1 반사층을 이루는 물질이 오목부의 적어도 일부를 채움으로써 기판의 제1 면 내측으로 삽입되는 삽입체(152, 또는 제1 반사층에서 연장되는 돌출부)인 광추출 구조를 형성하게 된다. 아울러, 기판(110)의 제1 면을 패터닝하여 돌출부(미도시)인 광추출 구조를 형성하는 것도 가능하다.
상기 삽입체(152)는 기판을 패터닝한 후에 제1 반사층(130)을 형성하면서 제1 반사층을 형성하는 재료로 채워져서 형성되므로, 삽입체(152) 형상의 반사면에 의하여 활성층(123)으로부터 발광되는 빛이 반사되어 측면 발광 다이오드(100)의 측면을 통하여 효과적으로 광추출될 수 있게 된다.
도 3 내지 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 다양한 형태의 측면 발광 다이오드의 광출력 크기와 배광특성을 나타내는 그래프이다. 즉, 도 2(A)와 같이 제1 내지 제2 반사층만을 포함하는 구조(이하 A 타입이라 함), 도 2(B)와 같이 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조와 제1 내지 제2 반사층을 포함하는 구조(이하 B 타입이라 함), 도2(C)와 같이 기판의 제1 면 측에 마련된 광추출 구조와 제1 내지 제2 반사층을 포함하는 구조(이하 C 타입이라 함), 및 도 2(D)와 같이 기판의 제1~2 면 측 모두에 마련된 광추출 구조와 제1 내지 제2 반사층을 포함하는 구조(이하 D 타입이라 함)의 측면 발광 다이오드의 광출력 크기와 배광특성을 나타내는 그래프이다.
도 3 내지 도 4에서 알 수 있듯이, A 타입의 경우에는 발광 다이오드의 하부면이나 상부면을 통하여 방출되는 광의 광출력 크기에 비해서 측면으로 방출되는 광의 크기가 상대적으로 큰 것을 알 수 있다. 즉, 반도체 적층 구조(120)의 활성층(123)에서 발광된 빛이 발광 다이오드(100)의 하부면이나 상부면으로 향하는 경우에는 제1 반사층(130) 내지 제2 반사층(140)에서 반사되므로, 발광 다이오드의 측면을 통해서만 광이 방출되는 것이다.
한편, A 타입의 경우에 활성층(123)에서 방출된 광이 제1 반사층(130) 내지 제2 반사층(140)에서 반복적으로 수회동안 반사된 이후에 다이오드의 측면으로 방출되면, 복수회 동안 통과하는 반도체 적층 구조(120)와 기판(110) 등에 의해서 광흡수 등이 일어나게 되므로 최종적으로 발광 다이오드의 측면으로 방출되는 빛의 양이 최초에 활성층(123)에서 생성된 빛의 양에 비해서 줄어들게 되어, 측면 발광 다이오드(100)의 광추출 효율이 줄어들 수 있다.
이에, 활성층(123)에서 발광된 빛을 산란시켜 측면 발광 다이오드(100)의 측면으로 광을 더욱 효과적으로 방출할 수 있도록 광추출 구조(150)를 상기 기판(110)의 제1 면 내지 제2 면 중에서 적어도 어느 하나의 면에 마련한 B 타입 내지 D 타입의 경우에는 제1 반사층 내지 제2 반사층만을 포함하는 A 타입에 비하여 측면 발광의 광출력과 배광 특성이 매우 효과적으로 향상되는 것을 확인할 수 있다.
특히 C 타입과 D 타입의 경우에는 A 타입이나 B타입에 비하여 측면 방출되는 광량이 매우 클 뿐만 아니라, 정중앙의 측면방향(90도 및 270도)의 발광과 함께 방출되는 측-후방 발광보다는 측-전방 발광이 상대적으로 커서, C 타입과 D 타입의 측면 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛(BLU)나 면조명의 경우에 정면 방향으로의 면발광 특성을 양호하게 할 수 있다.
또한, 상기 기판(110)의 제1 면 내지 제2 면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에 광추출 구조(150)를 형성하는 것 이외에도 측면 발광 다이오드(100)의 측면 중 적어도 일부를 기판(110)에 수직인 방향에 대하여 경사지도록 형성하면, 제1 반사층(130) 내지 제2 반사층(140) 사이에서 반사되는 광을 더욱 효과적으로 방출하게 할 수도 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 수직형 측면 발광 다이오드를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참고하면, 지지기판(210) 상에 마련된 제2 반사층(240), p형 반도체층(224), 활성층(223), n형 반도체층(222)을 포함하고, 상기 제2 반사층 상에 위치하는 반도체 적층 구조물(220), 상기 반도체 적층 구조물(220) 상에 위치하는 기판(260), 및 기판(260) 상에 위치하는 제1 반사층(230)을 포함한다. 이 때, 층들 사이의 관계에서 상-하의 기재는 절대적으로 반드시 위 혹은 아래에 위치하여야 함을 나타내는 것이 아니고, 설명의 편의를 위하여 사용할 뿐이고, 복수의 층들이 서로 직접 접할 필요도 없고, 층들 사이에 다른 층들을 삽입하여도 무방하다.
일반적인 수직 발광 다이오드의 제조 방법에 의하여 지지기판(240) 상에 형성된 제2 반사층(240)과 반도체 적층 구조물(220)을 제1 면 상에 제1 반사층(230)이 위치하는 기판(260)에 접합하여 구성될 수 있다(도 6(a) 참조).
본 실시예에서 상기 기판(260)은 반도체 적층 구조물(220)이 성장하는 기판이 아니므로 투명한 재질이면 족한데, 유리일 수 있다.
기판(260)의 제1 면 내지 제2 면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에는 활성층(223)에서 발광된 빛을 산란시켜 측면 발광 다이오드(200)의 측면으로 광을 더욱 효과적으로 방출할 수 있도록 광추출 구조(250)를 마련할 수 있다(도 6 참조).
반도체 적층 구조(220)이 제공되는 제2 면과 대향되는 기판(260)의 제1 면에는 식각 마스크를 이용하여 습식 식각 또는 건식 식각으로 기판(110)을 패터닝하여 형성한 오목부에 제1 반사층 물질이 채워져서 형성되는 기판(260)의 제1 면 내측으로 삽입되는 삽입체(252)인 광추출 구조(250)을 마련할 수 있다. 상기 삽입체(252)는 기판을 패터닝한 후에 제1 반사층(230)을 형성하면서 제1 반사층을 형성하는 재료로 채워져서 형성되므로, 삽입체(252) 형상의 반사면에 의하여 활성층(223)으로부터 발광되는 빛이 반사되어 측면 발광 다이오드(200)의 측면을 통하여 효과적으로 광추출될 수 있게 된다. 아울러, 기판(260)의 제1 면을 패터닝하여 볼록부(미도시)인 광추출 구조를 형성하고, 그 위에 제1 반사층을 형성할 수도 있다.
또한, 활성층(223)에서 발광되어 기판(260)으로 향하는 빛이 보다 효과적으로 산란되어 발광 다이오드(200)의 측면 방향으로 방출될 수 있도록 기판(260)의 내부에 형성된 광추출 구조(253)를 더 포함할 수도 있다. 기판(260) 내부의 광추출 구조(253)는 유리 기판의 내부를 식각방법으로 또는 레이저로 조사하여 가공함으로써 형성할 수 있다.
기판(260)의 제2 면 측에 제공되는 광추출 구조는 기판(260) 측으로 노출되는 반도체 적층 구조물(220)의 노출면을 패터닝하여 형성한 오목부(251)일 수 있는데, 상기 오목부(251)와 기판(260)의 제2 면에 의하여 둘러싸이는 공간은 굴절율 1인 공기나 산화물로 채워질 수 있다. 이러한 구조에 의해서 굴절율이 2.4인 질화갈륨계 반도체 적층 구조를 광이 통과하여 오목부(251)에 도달하면, 굴절율 차이로 인하여 오목부인 광추출 구조에서 광의 경로가 굴절하게 된다.
한편, 기판(260)의 제2 면 측에 마련되는 광추출 구조는 반도체 적층 구조물(220) 형성 전에 산화물층(280, 예를 들어 굴절율이 1.4인 SiO2 층)을 형성하고, 상기 산화물층(280)을 식각 마스크를 이용하여 패터닝하여 기판의 제2 면으로부터 돌출된 돌출부(254)로 형성할 수도 있다(도 7(a) 내지 도 7(b) 참조). 또한, 기판(260)의 제2 면 측에 마련되는 광추출 구조는 기판의 제2 면에서 기판 내측으로 오목하게 형성된 오목부(미도시)일 수도 있다. 상기 오목부에는 공기(굴절율 1), 산화물(예를 들어 굴절율 1.4의 SiO2), 또는 반도체층 중의 적어도 하나로 채워질 수 있다.
앞에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 측면 발광 다이오드는 발광 다이오드의 상부면과 하부면에 형성된 제1 반사층 내지 제2 반사층을 구비하여 발광 다이오드의 상부면 또는 하부면으로 광의 방출이 일어나지 못하도록 하고, 발광 다이오드의 측면을 통해서만 광이 방출되도록 함으로써, 종래의 측면 방출 방식의 발광 다이오드에서 사용되던 렌즈가 없이도 측면 발광이 가능하게 하여 측면 발광 다이오드의 높이를 현저하게 줄일 수 있게 되고, 궁극적으로 직하형 백라이트 유닛(BLU), 면광원, 또는 평판 디스플레이 패널의 두께를 효과적으로 줄이는 것을 기대할 수 있게 된다.
또한 본 발명에서는 기판의 양면 중 적어도 하나의 면 측에 광추출 구조물을 형성하고, 측면 발광 다이오드의 측면을 경사지게 함으로써, 반도체 적층 구조에서 발광된 빛을 효과적으로 측면 방향으로 추출되도록 하여 측면 광추출 효율을 향상시킬 수 있고, 우수한 광특성을 갖는 직하형 백라이트 유닛(BLU), 또는 면광원을 제조하는 것이 가능하게 된다.
도 2 및 도 5를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드를 제조하는 방법을 보다 상세히 살펴보는데, 측면 발광 다이오드의 구조와 관련하여 앞서 설명된 부분과 중복되는 사항들은 생략한다.
본 발명에 따른 측면 발광 다이오드 제조 방법은 기판(110)의 하부면 상에 제1 반사층(130)을 형성하는 단계; 기판(110)의 상부면 상에 n형 발도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(124)을 포함하는 반도체 적층 구조물(120)을 형성하는 단계; 및 상기 반도체 적층 구조물(120) 상에 제2 반사층(140)를 형성하는 단계를 포함한다.
한편, 기판(110)의 하부면 및 상부면 중에서 적어도 어느 하나의 면 측에는 광추출 구조를 형성할 수 있다. 광추출 구조의 형상은 반구형, 피라미드형, 콘형, 쐐기형, 또는 일방향으로 연장되는 형상 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
기판(110)의 하부면 상에 일정 부분에 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 패너팅하여 오목부(미도시)를 형성하고, 오목부가 형성된 하부면 상에 제1 반사층을 형성한다. 제1 반사층 형성 과정 중에 오목부가 채워지게 되어 기판(110)의 하부면 내측으로 삽입되는 삽입체(152, 또는 제1 반사층으로부터 돌출되는 돌출부)인 광추출 구조(150)를 형성하게 된다. 아울러, 기판(110)의 하부면 측에 마련되는 광추출 구조(150)는 기판의 하부면을 패터닝하여 볼록부(미도시)로 형성할 수도 있다.
한편, 기판(110)의 상부면에 마련된 돌출부(151)인 광추출 구조(150)는 기판(110)의 상부면 상에 일정 부분에 원하는 형상의 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 패터팅하여 돌출부(151)인 광추출 구조(150)를 형성할 수 있다. 아울러, 기판(110)의 상부면 측에 마련되는 광추출 구조(150)는 기판의 상부면을 패터닝하여 기판(110) 내측으로 오목한 오목부(미도시)로 형성될 수도 있다. 상기 오목부에는 공기(굴절율 1), 산화물(예를 들어 굴절율 1.4의 SiO2), 또는 반도체층 중의 적어도 하나로 채워질 수 있다.
또는, 기판(110)의 상부면에 산화물층(115)을 형성하고, 그 위에 일정 부분에 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 산화물층을 패터닝하여 돌출부(151)인 광추출 구조(150)를 형성할 수도 있다.
이후에 기판(110)의 상부면 상에 n형 반도체층(122), 활성층(123), p형 반도체층(124)을 차례로 적층하여 화합물 반도체 적층 구조물(120)을 형성하고, 이후에 상기 반도체 적층 구조물(120) 상에 제2 반사층(140)을 형성한다.
그리고, 전기적 접속을 위하여 상기 n형 반도체층(122)과 p형 반도체층(124)의 일부를 노출하고, 그 노출면에 n형 전극 및 p형 전극(미도시)을 형성한다. 한편, 제2 반사층(140)을 p형 전극으로 사용하는 것도 가능하다.
또한, 측면 발광 다이오드(100)의 측면으로 방출되는 광효율을 높이기 우하여 반도체 적층 구조물(120) 상에 마스크를 형성하고 습식식각 또는 건식식각 방법으로 반도체 적층 구조물의 일부를 제거함으로써 반도체 적층 구조물(120)의 측면 중 적어도 일부를 기판(110)의 수직 방향에 대해서 경사지게 형성할 수도 있다.
이하에서는 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 측면 발광 다이오드를 제조하는 방법을 살펴본다.
먼저, 사파이어 등으로 구성된 구성된 성장기판층(270)을 준비하고, 상기 성장기판층(270) 상에 n형 반도체층(222), 다중우물구조인 활성층(223) 및 p형 반도체층(224)을 차례로 증착하여 반도체 적층 구조물(220)을 형성하고, 그런 다음 반도체 적층 구조물(220) 상에 제2 반사층(240)을 증착한다.
그 이후에 제2 반사층(240) 상에 지지기판(210)을 형성하는데, 지지기판은 전도성 물질로 형성될 수 있으며, 반도체 발광 다이오드의 열 방출을 효과적으로 유도하고, 이후에 성장기판을 분리하게 되면 발광 다이오드를 지지하는 역할을 수행하게 되며, 1002000 두께를 갖는 단층 또는 적층 구조로 형성될 수 있다.
다음으로, 지지기판(210)이 마련된 반도체 적층 구조물(220)으로부터 성장기판(270)을 이탈시키게 되는데, 레이저 리프트 오프(laser lift off, LLO) 기술을 이용하여 상기 반도체 적층 구조물(220)에서 성장기판(270)을 분리시킨다. 강한 에너지원인 레이저 빔(laser beam)을 성장기판 후면을 통해서 조사시키면 상기 반도체 적층 구조물(220)과 상기 성장기판(270) 사이인 계면에서 강하게 레이저 흡수가 일어나고, 이로 인해 계면에 존재하는 질화갈륨의 열화학 분해 반응에 의해서 투명 사파이어로 구성된 성장기판층 분리(lift off)된다. 이어서, 상기 레이저 리프트 오프 공정을 수행한 후에, 상기 성장기판이 이탈되면서 노출된 표면 부분을 세정하기 위한 에칭(etching) 공정을 추가로 수행할 수 있다.
그 이후에 성장기판(270)이 제거되어 노출된 반도체 적층 구조물(270)의 노출면에 투명기판(260)을 접합한다. 이때 투명기판(260)의 제1 면 상에는 제1 반사층(230)이 형성되어 있고, 제1 면과 대향하는 기판의 제2 면을 반도체 적층 구조물(220)의 노출면에 접합하게 된다. 이러한 접합을 위하여 반도체 적층 구조물(220)과 투명기판(260) 사이에는 접착층을 더 구비할 수도 있으나, 접합 방법에 특별한 제한은 없다.
한편, 투명기판(260)을 반도체 적층 구조물(220)에 접합하기 전에, 투명기판(260)의 제1 면 상에 원하는 모양의 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 패터닝하여 오목부(미도시)를 형성하고, 오목부가 형성된 하부면 상에 제1 반사층을 형성하는데, 제1 반사층 형성 과정 중에 오목부가 채워지게 되어 투명기판(260)의 하부면 내측으로 삽입되는 삽입체(252, 또는 제1 반사층으로부터 돌출되는 돌출부)인 광추출 구조(250)를 형성할 수 있다. 또는 투명기판(260)의 제1 면을 패터닝하여 볼록부(미도시)인 광추출 구조를 형성할 수도 있다. 이러한 광추출 구조의 형상은 반구형, 피라미드형, 콘형, 쐐기형, 또는 일방향으로 연장되는 형상 등으로 다양하게 구성될 수 있다.
그리고, 투명기판(260)의 내부에는 식각방법을 이용하거나, 레이저광을 조사하여 가공하여 광추출 구조(253)를 더 형성할 수도 있다.
또한, 투명기판(260)의 제2 면 측에 광추출 구조를 형성하기 위해서, 성장기판(270)을 반도체 적층 구조물(220)으로부터 분리한 후에 반도체 적층 구조물(220)의 노출면에 원하는 형상의 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 패터닝하여 오목부(251)를 형성한다. 이후에 투명기판(260)을 접합하게 되면 반도체 적층 구조물(260)의 오목부와 투명기판(260)의 제2 면에 의하여 주변과 분리되는 빈 공간을 형성하고, 그 공간에는 공기로서 채워질 수 있다. 오목부(251)에 굴절율이 1인 공기가 채워지는 구조에 의해서 굴절율이 2.4인 질화갈륨계 반도체 적층 구조를 광이 통과하여 오목부(251)에 도달하면, 굴절율 차이로 인하여 오목부인 광추출 구조에서 광의 경로가 굴절하게 된다.
한편, 도 7을 참고하면 투명기판(260)의 제2 면 측에 광추출 구조를 형성하는 다른 방법으로, 성장기판(270)에 반도체 적층 구조물(220)을 형성하기 전에, 성장기판(270)의 상부면에 산화물층(280, 예를 들어 SiO2 층)을 형성하고, 그 위에 원하는 모양의 개구부를 갖는 식각 마스크 패턴을 형성한 후에 습식 식각, 건식 식각 등의 방법으로 산화물층(280)을 패터닝하여 돌출부(254)인 광추출 구조(250)를 형성할 수도 있다. 돌출부(254)가 형성된 성장기판(270)에 반도체 적층 구조물(220), 제2 반사층(240), 지지기판(210)을 차례로 형성하고, 성장기판(270)을 제거한 후에 투명기판(260)을 접합하면, 돌출부(254)는 투명기판(260)의 제2 면 측의 광추출 구조로서 작용하게 된다. 또한, 투명기판(260)의 제2 면 측에 광추출 구조를 형성하는 또 다른 방법으로, 투명기판(260)의 제2 면을 패터닝하여 투명기판(260) 내측으로 오목한 오목부(미도시)로 형성될 수도 있다. 상기 오목부에는 공기(굴절율 1), 산화물(예를 들어 굴절율 1.4의 SiO2), 또는 반도체층 중의 적어도 하나로 채워질 수 있다.
그리고, 측면 발광 다이오드(100)의 측면으로 방출되는 광효율을 높이기 우하여 반도체 적층 구조물(220) 상에 마스크를 형성하고 습식식각 또는 건식식각 방법으로 반도체 적층 구조물의 일부를 제거함으로써 반도체 적층 구조물(220)의 측면 중 적어도 일부를 성장기판(2700)의 수직 방향에 대해서 경사지게 형성할 수도 있다.
한편, 반도체 적층 구조물(220)의 노출면에 투명기판(260)을 접합하게 되면 투명기판(260)는 지지기판과 함께 더욱 안정적으로 발광 다이오드를 지지할 수 도 있고, 혹은 지지기판이 없이도 측면 발광 다이오드에 기계적인 안정성을 제공하면서 전체 구조를 지지할 수도 있다. 따라서, 지지기판(210)을 물리적 또는 화학적 식각 방법 등으로 제2 반사층(240)으로부터 분리할 수도 있다.
한편, 성장기판(270), 지지기판(210) 등을 분리하여 제거한 다음에는 성장기판과 지지기판이 제거되면서 결과물에 남게 되는 잔류물들을 제거하기 위하여 화학적 에칭, 자기-리프팅(magnetic-lifting), 초음파, 열적인 제거, 기계적인 가공, 접착테이프 중에서 어느 하나의 방법을 사용한 클리닝(cleaning) 공정을 수행할 수도 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 또한 설명하였으나, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
11: 발광 다이오드 12: 발광 다이오드 칩
13: 렌즈 14: 전반사면
15: 굴절면 100, 200: 측면 발광 다이오드
110: 기판 115, 280: 산화물층
120, 220: 반도체 적층 구조물 121, 221: 버퍼층
122, 222: n형 반도체층 123, 223: 활성층
124, 224: p형 반도체층 130, 230: 제1 반사층
140, 240: 제2 반사층 150, 250: 광추출 구조
151, 251, 254: 돌출부 152, 252: 삽입체
210: 지지기판 253: 기판 내부 광추출 구조
260: 투명기판 270: 성장기판

Claims (24)

  1. 서로 대향하는 제1 면 내지 제2 면을 갖는 기판;
    상기 기판의 제1 면 상에 위치하는 제1 반사층;
    n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하고, 상기 기판의 제2 면 상에 위치하는 반도체 적층 구조물;
    상기 반도체 적층 구조물 상에 위치하는 제2 반사층; 및
    상기 기판의 제1 면 내측으로 돌출되어 상기 활성층으로부터 입사하는 광을 측면 방향으로 반사하는 반사형 돌출부를 포함하며,
    상기 제 1 반사층 및 반사형 돌출부는 동일한 물질로서 이루어지고, 일체로서 형성되며,
    상기 기판의 내부에 형성된 광추출 구조를 더 포함하는 측면 발광 다이오드.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조를 더 포함하는 측면 발광 다이오드.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조는 상기 기판을 패터닝하여 형성한 돌출부 또는 오목부인 측면 발광 다이오드.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조는 상기 기판 상에 산화물층을 형성하고, 상기 산화물층을 패터닝하여 형성한 돌출부인 측면 발광 다이오드.
  5. 제2 항에 있어서,
    상기 기판의 제2 면 측에 마련된 광추출 구조는 상기 반도체 적층 구조물의 일부를 패터닝하여 형성한 오목부인 측면 발광 다이오드.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사층 또는 제2 반사층은 금속 반사층 또는 분산 브레그 반사층(DBR층)인 측면 발광 다이오드.
  9. 제1 항 내지 제5 항, 및 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 반도체 적층 구조물의 측면 중 적어도 일부는 상기 기판에 수직인 방향에 대하여 경사진 측면 발광 다이오드.
  10. 제1 항 내지 제5 항, 및 제8 항 중 어느 한 항의 측면 발광 다이오드를 포함하는 백라이트 유닛.
  11. 제1 항 내지 제5 항, 및 제8 항 중 어느 한 항의 측면 발광 다이오드를 포함하는 면조명 장치.
  12. 삭제
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  17. 성장기판 상에 n형 발도체층, 활성층, p형 반도체층을 포함하는 반도체 적층 구조물을 형성하는 단계;
    상기 반도체 적층 구조물 상에 제2 반사층을 형성하는 단계;
    상기 제2 반사층 상에 지지기판을 형성하는 단계;
    상기 성장기판을 상기 반도체 적층 구조로부터 분리하는 단계; 및
    제1 면 상에 제1 반사층이 형성된 투명기판의 제2 면을 반도체 적층 구조물의 노출면에 접합하는 단계를 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 투명기판의 제1 면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계; 및
    상기 오목부가 형성된 제1 면 상에 상기 제1 반사층을 형성하면서 상기 오목부를 채워 상기 기판의 하부면 내측으로 삽입되는 삽입체인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 투명기판의 제2 면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 투명기판의 내부에 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  21. 제17 항에 있어서,
    상기 반도체 적층 구조물을 형성하기 전에,
    상기 성장기판 상에 산화물층을 형성하는 단계; 및
    상기 산화물층을 패터닝하여 돌출부인 광추출 구조를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  22. 제17 항에 있어서,
    상기 성장기판을 상기 반도체 적층 구조물로부터 분리한 후에,
    상기 반도체 적층 구조물의 노출면을 패터닝하여 오목부를 형성하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  23. 제17 항 내지 제22 항 중에서 어느 한 항에 있어서,
    상기 지지기판을 제2 반사층으로부터 분리하는 단계를 더 포함하는 측면 발광 다이오드 제조 방법.
  24. 삭제
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JP2018148016A (ja) * 2017-03-06 2018-09-20 株式会社ディスコ 発光ダイオードチップの製造方法及び発光ダイオードチップ
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050049390A (ko) * 2003-11-20 2005-05-25 스미토모덴키고교가부시키가이샤 발광 다이오드 및 반도체 발광 장치
KR20110111799A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 서울옵토디바이스주식회사 비극성 기판을 채택한 발광 다이오드
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20050049390A (ko) * 2003-11-20 2005-05-25 스미토모덴키고교가부시키가이샤 발광 다이오드 및 반도체 발광 장치
KR20110111799A (ko) * 2010-04-05 2011-10-12 서울옵토디바이스주식회사 비극성 기판을 채택한 발광 다이오드
KR20120130445A (ko) * 2011-05-23 2012-12-03 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 및 그 제조방법

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