KR101679502B1 - Fabriction of nanostructure embedded LED device - Google Patents

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Abstract

본 발명은 나노구조체를 이용하여 높은 광추출효율을 갖는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 있어서, 상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.An object of the present invention is to provide a light emitting diode device in which a nanostructure having a high light extraction efficiency is inserted using a nanostructure.
In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, wherein the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper surface of a protective layer, the electrode being in contact with the nanostructure.

Description

나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자{Fabriction of nanostructure embedded LED device}[0001] The present invention relates to a nanostructure-embedded LED device,

본 발명은 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 높은 광추출효율을 제공하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0001] The present invention relates to a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, and more particularly, to a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein to provide high light extraction efficiency.

근래 엘이디 소자는 기존 조명을 대체할 수 있는 부품으로 각광받으면서, 수요가 급격히 늘고있다.Recently, the demand for LED devices has been rapidly increasing, as it is widely regarded as a substitute for existing lighting.

엘이디 소자는 높은 효율을 기반으로 적은 전력으로 높은 휘도의 빛을 얻을 수 있는 장점은 있으며, 추가적인 특성 향상을 위하여 다양한 연구들이 진행되고 있다.The LED device is advantageous in that it can obtain high luminance light with low power based on high efficiency, and various studies are being carried out in order to further improve the characteristics.

예를 들면, 공개특허 제2001-0084332호에는 질화물 반도체 발광소자에 이차여기 가시광 발광층을 추가로 형성하여 발광소자 내부에서 적색, 녹색 및 청색의 삼원색 발광을 구현하여 상기 발광소자의 내부에서 직접 발광하는 형식의 질화물 반도체 발광소자를 제공하기 위하여, 기판 상에 n형 접촉층, 질화물 반도체 활성층, p형 접촉층이 순차적으로 적층되고, 상기 n형 및 p형 접촉층 상에 각각 n형 및 p형 전극이 형성되는 질화물 반도체 발광소자에 있어서, 상기 p형 접촉층과 상기 p형 전극 사이에 형성되는 이차여기 가시광 발광층을 포함하는 발광소자의 구성이 개시되어 있다.For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-0084332 discloses a nitride-based semiconductor light emitting device in which a secondary excitation visible light emitting layer is additionally formed to realize three primary colors of red, green and blue in the light emitting device, Type nitride semiconductor active layer and a p-type contact layer are sequentially laminated on a substrate, and an n-type and p-type contact layer are formed on the n-type and p- And a second excited visible light emitting layer formed between the p-type contact layer and the p-type electrode, the nitride semiconductor light emitting device comprising:

또한, 등록특허 제1035866호에는 미세구조에 의한 양자 구속 효과(quantum confinement effect)를 이용하여, 실리콘질화물 내 형성된 실리콘 나노 구조로부터 발광을 얻을 수 있는 발광 소자의 구성이 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent No. 1035866 discloses a structure of a light emitting device capable of emitting light from a silicon nanostructure formed in silicon nitride by using a quantum confinement effect due to a microstructure.

또한, 공개특허 제2009-0103343호에는 n형 오믹접촉 전극구조체; 상기 n형 오믹접촉 전극구조체 하부에 n형 질화물계 클래드층, 질화물계 활성층, p형 질화물계 클래드층, 커런트스프레딩층이 순차적으로 적층된 그룹 3족 질화물계 반도체 발광다이오드 소자용 다층구조체; 상기 발광다이오드 소자용 다층구조체의 상부에 형성된 참호(trench) 형태의 커런트 블라킹 구조를 포함한 p형 전극구조체; 상기 p형 전극구조체가 형성된 발광다이오드 소자용 다층구조체 하부에 형성된 히트씽크 지지대;로 구비된 것을 주요한 특징으로 함으로써, 질화물계 활성층에서의 빛 생성 효율 및 외부 양자 효율을 증가시킬 수 있는 이점이 있는 발광 소자의 구성이 개시되어 있다.In addition, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2009-0103343 discloses an n-type ohmic contact electrode structure; A multi-layer structure for a group III nitride-based semiconductor light-emitting diode device in which an n-type nitride-based clad layer, a nitride-based active layer, a p-type nitride-based clad layer, and a current spreading layer are sequentially laminated below the n-type ohmic contact electrode structure; A p-type electrode structure including a current blocking structure in the form of a trench formed on an upper portion of the multilayer structure for the light emitting diode device; And a heat sink support formed below the multi-layer structure for a light emitting diode device in which the p-type electrode structure is formed. According to an aspect of the present invention, the light generation efficiency and the external quantum efficiency The structure of the device is disclosed.

상기의 구성들은 소자의 구조 또는 재질의 변화시켜 다양한 형태의 발광소자를 제공하는 장점이 있는 구성들에 해당한다.The above-described configurations correspond to configurations in which the structure or material of the device is changed to provide various types of light emitting devices.

한편, 나노 구조체 또는 나노 와이어는 직경이 나노미터 영역이고, 길이가 직경에 비해 훨씬 큰 수백 나노미터, 마이크로미터 또는 더 큰 밀리미터 단위를 갖는 선형 재료로 자체의 물성은 그들이 갖는 직경과 길이에 의존한다.On the other hand, nanostructures or nanowires are linear materials with hundreds of nanometers, micrometers or even larger millimeters in diameter, and are much larger in diameter than their diameter, and their physical properties depend on their diameter and length .

상기 나노와이어는 작은 크기로 인하여 미세 소자에 다양하게 응용될 수 있으며, 특정 방향에 따른 전자의 이동 특성이나 편광 현상을 나타내는 광학 특성을 이용할 수 있는 장점이 있어, FET와 같이 각종 전자소자의 핵심부품인 트랜지스터로 이용될 수 있고, 각종 화학센서 및 바이오센서 등에 응용이 가능한 장점이 있다.Since the nanowire has a small size, it can be applied to various kinds of fine devices and has an advantage of being able to use an optical characteristic that shows the movement characteristic of electrons or the polarization phenomenon according to a specific direction. Thus, And can be applied to various chemical sensors and biosensors.

따라서, 상기와 같은 나노구조체를 발광다이이오드와 결합하는 경우 높은 광특성을 가진 발광다이오드를 제공할 수 있을 것으로 예상되므로 상기와 같은 새로운 형태의 발광다이오드가 필요한 실정이다.Therefore, it is expected that a light emitting diode having a high optical characteristic can be provided when the above-described nano structure is coupled with a light emitting diode. Thus, a new type of light emitting diode as described above is needed.

본 발명은 상기와 같은 필요에 의하여 안출된 것으로, 나노구조체를 이용하여 높은 광추출효율을 갖는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode device in which a nanostructure having a high light extraction efficiency is inserted using a nanostructure.

상기의 목적 달성을 위하여 본 발명은, 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 있어서, 상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein, wherein the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper surface of a protective layer, the electrode being in contact with the nanostructure.

바람직하게는, 상기 발광다이오드의 측면에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.Preferably, the light emitting diode further includes a nanostructure formed on a side surface of the light emitting diode.

더욱 바람직하게는, 상기 발광다이오드는 엔형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.More preferably, the light emitting diode further includes a nanostructure formed on an upper end of a protection layer contacting the circular electrode.

더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 직경은 1 내지 100nm인 것을 특징으로 한다.More preferably, the nanostructure has a diameter of 1 to 100 nm.

더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 길이는 0.001 내지 50㎛인 것을 특징으로 한다.More preferably, the length of the nanostructure is 0.001 to 50 mu m.

더욱 바람직하게는, 상기 나노 구조체의 재질은 ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.More preferably, the material of the nanostructure is one selected from the group consisting of ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al 2 O 3, and TiO 2 .

바람직하게는, 상기 나노 구조체의 재질은 GaN, GaAs, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the material of the nanostructure is any one selected from GaN, GaAs, Si, and Glass.

바람직하게는, 상기 나노 구조체는 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 공침법에 의하여 생성되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the nanostructure is formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or coprecipitation.

바람직하게는, 상기 보호층의 재질은 SiO2, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 한다.Preferably, the material of the protective layer is selected from the group consisting of SiO 2 , Al 2 O 3, and TiO 2 .

바람직하게는, 상기 나노 구조체는 별도의 공정에 의하여 선 제조된 뒤 상기 보호층에 부착되는 것을 특징으로 한다.Preferably, the nanostructure is pre-fabricated by a separate process and then attached to the protective layer.

본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자는 보호층 상단에 나노 구조체를 형성하는 것을 특징으로 하고, 상기 나노 구조체는 종래 발광다이오드에 비하여 20%이상의 광추출 효율 증가를 나타내는 효과가 있다.The light emitting diode device having the nanostructure embedded therein according to the present invention is characterized by forming a nanostructure on the top of the protective layer, and the nanostructure has an effect of increasing the light extraction efficiency by 20% or more as compared with the conventional light emitting diode.

도 1은 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 모식도이며,
도 2는 나노 구조체의 일실시예이며,
도 3은 도 2의 투과율 그래프이며,
도 4는 도 2의 적분구 내의 투과율 그래프이며,
도 5는 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 L-I 그래프이며,
도 6은 종래 방식의 발광다이오드의 발광 이미지이며,
도 7은 본 발명에 따른 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자의 발광 이미지이며,
도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타내는 모식도이다.1 is a schematic diagram of a light emitting diode device in which a nanostructure according to the present invention is inserted,
2 is an embodiment of a nanostructure,
3 is a graph of the transmittance of FIG. 2,
4 is a graph of transmittance in the integrating sphere of FIG. 2,
5 is an LI graph of a light emitting diode device having a nanostructure inserted therein according to the present invention,
6 is a light emission image of a conventional light emitting diode,
7 is a light emission image of a light emitting diode device having a nanostructure embedded therein according to the present invention,
8 is a schematic diagram showing another embodiment of the present invention.

이하 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

먼저 본 발명에 따른 발광다이드 소자(100)는 도 1에 도시된 바와 같이, 기판(10), 상기 기판(10) 상단에 적층되는 버퍼층(20), 상기 버퍼층(20) 상단에 형성되는 엔형 클래드층(30), 상기 엔형 클래드층(30) 상단에 형성되는 활성층(40), 상기 활성층(40) 상단에 형성되는 피형 클래드층(50), 상기 피형 클래드층(50) 상단에 형성되는 컨택트층(60), 상기 컨택트층(60) 상단에 형성되는 피형 전극(70), 상기 엔형 클래드층(30) 중 일부에 식각되어 제거된 함몰부(31), 상기 함몰부(31) 상단에 형성되는 엔형 전극(80), 상기 컨택트층(60) 상단, 비함몰부(32)의 측면(33)과 함몰부(31)에 형성되는 엔형 클래드층(30) 상단에 형성되는 보호층(65), 상기 보호층(65) 중 비함몰부(32)에 형성되는 나노 구조체(90)를 포함하여 구성된다.1, a light emitting diode device 100 according to the present invention includes a substrate 10, a buffer layer 20 stacked on the substrate 10, an encapsulant 20 formed on the top of the buffer layer 20, A clad layer 30, an active layer 40 formed on top of the circularly-clad layer 30, a clad layer 50 formed on the top of the active layer 40, Type cladding layer 30 formed on the top of the contact layer 60 and a recessed portion 31 that is etched and removed on a part of the circular-type cladding layer 30, A protective layer 65 formed on the upper surface of the circular-shaped cladding layer 30 formed on the side surface 33 of the non-depressed portion 32 and the depressed portion 31 at the upper end of the contact layer 60, And a nano structure 90 formed on the non-depressed portion 32 of the protective layer 65.

여기서 상기 활성층(40), 피형 클래드층(50), 컨택트층(60)은 상기 함몰부(31)를 제외한 비함몰부(32) 상단에만 형성된다.The active layer 40, the cladding layer 50 and the contact layer 60 are formed only on the top of the non-depressed portion 32 except for the depressed portion 31.

한편, 상기 기판(10)은 사파이어(Al2O3), 실리콘카바이드(SiC), 아연산화물(ZnO), 실리콘(Si), 갈륨비소(GaAs), 또는 이미 많은 문헌 등에서 공지된 일렉트로프레이팅(electroplating)/본딩 트랜스퍼(bonding transfer) 방법에 의해서 형성되는 금속(Cu, Ni, Al, 등) 또는 합금(alloy)등과 같은 물질들 중 어느 하나로 형성된 것이 바람직하다.The substrate 10 may be formed of a material such as sapphire (Al 2 O 3), silicon carbide (SiC), zinc oxide (ZnO), silicon (Si), gallium arsenide (GaAs), or electroplating / It is preferable to be formed of any one of materials such as a metal (Cu, Ni, Al, etc.) or an alloy formed by a bonding transfer method.

그리고, 버퍼층(20)으로부터 피형 클래드층(50)까지의 각 층은 3족 질화물계 화합물의 일반식인 AlxInyGazN(x, y, z : 정수) 중 선택된 어느 화합물을 기본으로 하여 형성되고, 엔형 클래드층(30) 및 피형 클래드층(60)은 해당 도펀트가 첨가되나, 본 발명에서는 일실시예로 질화갈륨(GaN)로 적용한다.Each layer from the buffer layer 20 to the cladding layer 50 is formed on the basis of any compound selected from AlxInyGazN (x, y, z: integer), which is a general formula of a Group III nitride compound, The dopant is added to the cladding layer 30 and the cladding layer 60, but the present invention is applied to gallium nitride (GaN) in one embodiment.

또한, 활성층(40)은 단층, 다중 양자 우물(multi quantum well : MQW), 다중 양자 점/선(multiquantum dot/wire), 또는 양자 점/선 및 우물이 섞여 있는 층 등 공지된 다양한 방식으로 구성될 수 있다.The active layer 40 may be formed in various known ways such as a single layer, a multi quantum well (MQW), a multi quantum dot / wire, or a layer in which quantum dots / .

상기와 같이, 질화갈륨(GaN) 화합물을 적용하는 경우, 버퍼층(20)은 GaN으로 형성되고, 엔형 클래드층(30)은 GaN에 엔형 도펀트로서 Si, Ge, Se, Te등이 첨가되어 형성되고, 활성층(40)은 InGaN/GaN MQW 또는 AlGaN/GaN MQW로 형성되며, 피형 질화물계 클래드층(50)은 GaN에 피형 도펀트로서 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등이 첨가되어 형성된다.As described above, when a gallium nitride (GaN) compound is applied, the buffer layer 20 is formed of GaN, and the circular-type cladding layer 30 is formed by adding Si, Ge, Se, Te, or the like as a circular dopant to GaN The active layer 40 is formed of InGaN / GaN MQW or AlGaN / GaN MQW and the formed nitride-based cladding layer 50 is formed by adding Mg, Zn, Ca, Sr, Ba or the like as a dopant to GaN.

상기 컨택트층(60)은 ITO로 구성하는 것이 바람직하다.The contact layer 60 is preferably made of ITO.

상기 피형 전극(70) 및 엔형 전극(80)은 니켈(Ni)/금(Au), 은(Ag)/금(Au), 타이타늄(Ti)/금(Au), 니켈(Ni)/금(Au), 팔라듐(Pd)/금(Au), 또는 크롬(Cr)/금(Au) 등이 순차적으로 적층된 층구조가 적용될 수 있다.The electrode 70 and the electrode 80 may be formed of one selected from the group consisting of Ni / Au, Ag / Au, Ti / Au, Ni / A layer structure in which Au, Au, Pd, Au or Cr / Au are sequentially stacked can be applied.

이때 각 층의 형성방법은 전자빔 또는 열 증착기(e-beam or thermal evaporator), 레이저 에너지원을 이용한 PLD(pulsed laser deposition), 이중형의 열증착기(dual-type thermal evaporator) 스퍼터링(sputtering) 등의 물리적인 증착 방법(physical vapor deposition : PVD)와 일렉트로플레이팅(electroplating), 금속 유기 화학 증기 증착법(metaloganic chemical vapor deposition)등의 화학반응을 이용하는 화학적인 증착 방법(chemical vapor deposition : CVD)에 의해 형성 된다.At this time, the formation method of each layer may be physical (eg, physical or chemical) such as electron beam or thermal evaporator, pulsed laser deposition (PLD) using a laser energy source, and dual-type thermal evaporator sputtering Is formed by chemical vapor deposition (CVD) using a chemical reaction such as physical vapor deposition (PVD), electroplating, and metaloganic chemical vapor deposition .

한편, 본 발명은 상기 컨택트층(60) 상단에 위치하는 보호층(65)에 나노 구조체(90)를 추가적으로 형성하는 것에 그 특징이 있다.The present invention is characterized in that the nanostructure 90 is additionally formed on the protective layer 65 located on the top of the contact layer 60.

상기 보호층(65)은 SiO2, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나의 재질로 구성하는 것이 바람직하다.The protective layer 65 is preferably made of any one material selected from SiO 2 , Al 2 O 3, and TiO 2 .

한편, 상기 나노 구조체(90)는 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 공침법에 의하여 생성할 수 있으며, 재질은 ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나로 구성할 수 있다.The nanostructure 90 may be formed by a chemical vapor deposition method, a physical vapor deposition method, or a coprecipitation method. The material may be any one selected from the group consisting of ITO, ZnO, AZO, IZGO, Al 2 O 3, and TiO 2 . have.

또한 상기 나노 구조체(90)의 재질은 GaN, GaAs, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나로 구성할 수 있다.The material of the nanostructure 90 may be any one selected from GaN, GaAs, Si, and Glass.

물리기상증착법을 이용하여 생성한 나노 구조체(90)의 일 실시예를 도 2에 도시하였다.An embodiment of the nanostructure 90 produced by the physical vapor deposition method is shown in Fig.

이때 구체적인 조건은 e-beam evaporation에서 증착 방법 중 하나인 Oblique angle deposition(OAD)에서 온도를 변화시키고, 증착 분위기는 -6 torr로 Vacuum 분위기에서 아무런 reactive Gas를 삽입 하지 않고 생성하였다.At this time, the specific conditions were changed by oblique angle deposition (OAD), which is one of the deposition methods in e-beam evaporation, and the deposition atmosphere was formed without introducing any reactive gas in a vacuum atmosphere at -6 torr.

즉, 상기 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명은 종래 평면 구조의 보호층(65)은 3차원적인 구조를 적용하는 것을 그 특징으로 한다.That is, as shown in FIG. 2, the protective layer 65 of the conventional planar structure has a three-dimensional structure.

또한 상기 나노 구조체(90)의 단위 구조체의 직경은 1 내지 100nm의 직경으로 구성하는 것이 바람직하다.The diameter of the unit structure of the nanostructure 90 is preferably 1 to 100 nm.

상기 직경이 1nm미만인 경우에는 나노 구조체(90)로 생성이 어려운 단점이 있으며, 100nm를 초과하는 경우 광특성이 저하되는 단점이 있다.When the diameter is less than 1 nm, it is difficult to produce the nanostructure 90, and when the diameter is more than 100 nm, the optical characteristics are deteriorated.

또한 상기 나노 구조체(90)의 길이는 0.001 내지 50㎛가 바람직하다.The length of the nanostructure 90 is preferably 0.001 to 50 mu m.

여기서, 상기 나노 구조체(90)의 길이가 0.001㎛ 미만인 경우에는 광특성이 미미한 단점이 있으며, 50㎛를 초과하는 경우에는 투과율이 저하되며, 또한 제조가 어려운 단점이 있다.If the length of the nanostructure 90 is less than 0.001 탆, the optical characteristics are insufficient. If the length is more than 50 탆, the transmittance is lowered and further, the nanostructure 90 is difficult to manufacture.

또한 상기 나노 구조체(90)는 필요한 경우 상기 보호층(65)과 일정한 경사로 성장하는 형태로도 구성할 수 있다.
In addition, the nanostructure 90 may be formed to have a predetermined inclination with respect to the protective layer 65 if necessary.

나노 구조체의 투과율 시험Transmittance test of nanostructure

한편, 상기와 같은 나노 구조체(90)의 광특성을 파악하기 위하여 유리 기판에 옥사이드(oxide) 소스를 이용하여 나노 구조체(90)를 길이별로 형성한 후, 각 나노 구조체(90)의 투과율 변화를 측정하였다.In order to understand the optical characteristics of the nanostructure 90 as described above, a nanostructure 90 is formed on the glass substrate using an oxide source in a lengthwise manner, and then a change in transmittance of each nanostructure 90 is measured Respectively.

투과율 측정 결과를 도 3에 도시하였으며, 상기 도 3에 따라, 나노구조체의 길이가 커짐에 따라 투과율이 현저하게 떨어지는 것을 확인 할 수 있다. The results of the measurement of the transmittance are shown in FIG. 3. As shown in FIG. 3, the transmittance is remarkably decreased as the length of the nanostructure increases.

하지만, 나노 구조체(90)를 적분구 내에 투과율을 측정하는 경우 도 4에 도시된 바와 같이, 길이가 길어짐에 따라 투과율의 변화는 없는 것을 관찰 할 수 있다. 이는 일반적인 측정방법(도 3)으로 측정될 경우 나노 구조체(90)의 광스케터링 현상에 따라 입사된 광이 나노 구조체(90)를 통하여 스케터링현상이 발생하게 되며, 이에 정확하게 측정부에서 측정이 어렵다. 이를 통하여 나노 구조체(90)를 적분구 내에서 측정한 경우 나노 구조체(90)에 의하여 광흡수는 발생하지 않는 것을 확인 할 수 있으며, 이는 나노 구조체(90)에 의하여 광흡수가 존재 하지 않음을 확인할 수 있었다.
However, when the transmittance of the nanostructure 90 is measured in the integrating sphere, it can be seen that the transmittance does not change with increasing length as shown in FIG. When the measurement is performed by a general measurement method (FIG. 3), incident light occurs due to the optical skuttering phenomenon of the nanostructure 90, and the scattering phenomenon occurs through the nanostructure 90, . As a result, it can be seen that when the nanostructure 90 is measured in the integrating sphere 90, light absorption does not occur due to the nanostructure 90. This indicates that there is no absorption of light by the nanostructure 90 I could.

나노 구조체를 포함하는 발광다이오드의 발광 실험Luminescence experiments of light emitting diodes containing nanostructures

본 발명에 따라 제조된 발광다이오(나노 구조체의 길이 2㎛)로 출력을 시험한 결과를 도 5에 도시하였다.The output of the light emitting diode manufactured according to the present invention (the length of the nanostructure is 2 mu m) is shown in FIG.

상기 도 5를 통하여 본 발명에 따른 나노 구조체(90)가 삽입된 발광 다이오드의 경우 일반적인 발광다이오드에 비하여 20% 이상의 높은 광특성을 보이는 것을 확인 할 수 있었다.5, it can be seen that the light emitting diode having the nanostructure 90 inserted therein according to the present invention exhibits a light characteristic of 20% or more higher than that of a typical light emitting diode.

또한 그림 7에서와 같이 발광다이오드의 전면에서 나노 구조체(90)에 의하여 발생된 빛이 더 많이 탈출 하는 것을 종래 발광다이오드 발광 이미지인 도 6과 대비하여 확인 할 수 있었다.Also, as shown in FIG. 7, it is possible to confirm that the light generated by the nanostructure 90 from the front surface of the light emitting diode escapes more than the conventional light emitting diode light emission image of FIG.

즉, PVD 방법을 이용하여 나노 구조체(90)롤 먼저 제조하고, 이렇게 제조된 나노 구조체(90)를 이용하여 발광다이오드에 삽입하였을 경우 광추출효율 향상을 가져 온 것을 확인 할 수 있었다.
That is, it was confirmed that the light extraction efficiency was improved when the nanostructure 90 was first prepared using the PVD method and then inserted into the light emitting diode using the nanostructure 90 thus prepared.

한편, 상기 도 1은 나노 구조체(90) 피형 전극(70)이 부착되는 비함몰부(32)의 보호층(65)에만 형성되는 것으로 설명하였으나, 도 8에 도시된 바와 같이, 측면(33)과 엔형 전극(80)이 위치하는 보호층(65)에도 추가로 형성될 수 있으며, 필요한 경우 전체 보호층(65)에 형성될 수도 있다.1, only the protective layer 65 of the non-depressed portion 32 to which the nano-structure 90 electrode 70 is attached is described. However, as shown in FIG. 8, And may be formed on the entire protective layer 65 if necessary. The protective layer 65 may be formed on the entire protective layer 65, as shown in FIG.

또한, 도 1에 도시된 수평형 발광다이오드 이외에 플립형(flip chip) 및 수직형에 형성된 보호층에도 적용할 수 있다.
In addition to the horizontal light emitting diode shown in FIG. 1, the present invention can be applied to a flip chip and a vertical protection layer.

이상에서는 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였으나, 본 발명은 이러한 실시예에 한정되지 않으며, 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 실시할 수 있는 다양한 형태의 실시예들을 모두 포함한다.While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments, And all of the various forms of embodiments that can be practiced without departing from the technical spirit.

10: 기판 20: 버퍼층
30: 엔형 클래드층 31: 함몰부
32: 비함몰부 33: 측면
40: 활성층 50: 피형 클래드층
60: 컨택트층 65: 보호층
70: 피형 전극 80: 엔형 전극
90: 나노 구조체 100: 발광다이오드10: substrate 20: buffer layer
30: Yen-shaped cladding layer 31:
32: non-depressed portion 33: side surface
40: active layer 50:
60: contact layer 65: protective layer
70: Specified electrode 80:
90: nano structure 100: light emitting diode

Claims (10)

나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자에 있어서,
상기 발광다이오드는 피형 전극이 접촉하는 컨텍트층 상단에 피형 전극을 제외한 컨택트층 상단에 형성되는 보호층과 상기 보호층 상단에 형성되는 3차원 구조이며, 1 nm 내지 10 nm 의 직경과 1 ㎛ 내지 50 ㎛ 길이를 갖는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하고,
상기 나노 구조체의 재질은 ITO, AZO, IZGO, GaN, Si 및 Glass 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
In a light emitting diode device in which a nanostructure is inserted,
The light emitting diode has a three-dimensional structure formed on the top of the contact layer and the top of the contact layer except for the electrode under the contact layer on which the electrode is to be contacted. The light emitting diode has a diameter of 1 nm to 10 nm, M < / RTI > length,
Wherein the material of the nanostructure is one selected from the group consisting of ITO, AZO, IZGO, GaN, Si, and Glass.
청구항 1에 있어서, 상기 발광다이오드의 측면에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
The light emitting diode device according to claim 1, further comprising a nanostructure formed on a side surface of the light emitting diode.
청구항 2에 있어서, 상기 발광다이오드는 엔형 전극이 접촉하는 보호층 상단에 형성되는 나노 구조체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
[3] The light emitting diode device of claim 2, wherein the light emitting diode further comprises a nanostructure formed on an upper end of a protective layer in contact with the circular electrode.
삭제delete 삭제delete 삭제delete 삭제delete 청구항 1에 있어서, 상기 나노 구조체는 화학기상증착법, 물리기상증착법 또는 공침법에 의하여 생성되는 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
The light emitting diode device according to claim 1, wherein the nanostructure is formed by chemical vapor deposition, physical vapor deposition, or coprecipitation.
청구항 3에 있어서, 상기 보호층의 재질은 SiO2, Al2O3 및 TiO2 중 선택된 어느 하나인 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
The method according to claim 3, the material of the protective layer is a nano-structure, characterized in that any one selected from SiO 2, Al 2 O 3 and TiO 2 inserted into the light-emitting diode device.
청구항 3에 있어서, 상기 나노 구조체는 별도의 공정에 의하여 선 제조된 뒤 상기 보호층에 부착되는 것을 특징으로 하는 나노 구조체가 삽입된 발광다이오드 소자.
[4] The light emitting diode device of claim 3, wherein the nanostructure is pre-fabricated by a separate process and then attached to the protective layer.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2011187961A (en) * 2010-03-09 2011-09-22 Lg Innotek Co Ltd Light emitting element
KR101296265B1 (en) * 2012-06-12 2013-08-14 순천대학교 산학협력단 Semiconductor light emitting device, semiconductor light emitting device package and methods for manufacturing the same

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