KR102200074B1 - Light emitting device and lighting system - Google Patents
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Abstract
실시예에 따른 발광소자는, 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 제 2 도전형 반도체층; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제 1 도전형 반도체층; 및 상기 제 1 도전형 반도체층 상면에 배치되는 제 2 전극; 을 포함하고, 상기 제 2 전극은 적어도 하나 이상의 전극패드와, 상기 전극패드에 연결되고 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 테두리에 배치되는 에지 전극패턴과, 상기 전극패드 또는 에지 전극패턴에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내부로 연장되는 적어도 하나 이상의 브랜치 전극패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 조명유닛을 포함할 수 있다.
실시예에 의하면, 전극패턴의 구조를 최적화 하여, 전극이 차지하는 면적을 줄여 광추출 효율을 향상시키면서, 전류 스프레딩 특성은 향상시킬 수 있는 장점이 있다. The light emitting device according to the embodiment includes: a first electrode; A second conductivity type semiconductor layer on the first electrode; An active layer on the second conductivity type semiconductor layer; A first conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a second electrode disposed on an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer. Including, wherein the second electrode comprises at least one electrode pad, an edge electrode pattern connected to the electrode pad and disposed on an edge of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer, and the second electrode in the electrode pad or edge electrode pattern. It characterized in that it comprises at least one or more branch electrode patterns extending into the inside of the upper surface of the one-conductivity semiconductor layer.
In addition, the lighting system according to the embodiment may include a lighting unit including the light emitting device.
According to the embodiment, there is an advantage of optimizing the structure of an electrode pattern, reducing an area occupied by the electrode, improving light extraction efficiency, and improving current spreading characteristics.
Description
실시예는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템에 관한 것이다.The embodiment relates to a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system.
발광소자(Light Emitting Device)는 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 특성의 p-n 접합 다이오드로서, 주기율표상에서 Ⅲ족과 Ⅴ족 등의 화합물 반도체로 생성될 수 있고 화합물 반도체의 조성비를 조절함으로써 다양한 색상구현이 가능하다.Light Emitting Device is a pn junction diode that converts electrical energy into light energy. It can be created as a compound semiconductor such as Group III and Group V on the periodic table. Various colors can be realized by controlling the composition ratio of the compound semiconductor. It is possible.
발광소자는 순방향전압 인가 시 n층의 전자(electron)와 p층의 정공(hole)이 결합하여 전도대(Conduction band)와 가전대(Valance band)의 밴드갭 에너지에 해당하는 만큼의 에너지를 발산하는데, 이 에너지는 주로 열이나 빛의 형태로 방출되며, 빛의 형태로 발산되면 발광소자가 된다.When the forward voltage is applied, the electrons in the n-layer and the holes in the p-layer are combined to emit energy equivalent to the band gap energy of the conduction band and the balance band. , This energy is mainly emitted in the form of heat or light, and when radiated in the form of light, it becomes a light emitting device.
예를 들어, 질화물 반도체는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭 에너지에 의해 광소자 및 고출력 전자소자 개발 분야에서 큰 관심을 받고 있다. 특히, 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광소자, 녹색(Green) 발광소자, 자외선(UV) 발광소자 등은 상용화되어 널리 사용되고 있다.For example, nitride semiconductors are attracting great interest in the development of optical devices and high-power electronic devices due to their high thermal stability and wide band gap energy. In particular, a blue light-emitting device, a green light-emitting device, and an ultraviolet (UV) light-emitting device using a nitride semiconductor are commercialized and widely used.
최근 고효율 LED 수요가 증가함에 광도 개선이 이슈가 되고 있다. As the demand for high-efficiency LEDs has recently increased, improving luminance has become an issue.
광도를 개선하는 방안으로 활성층(MQW) 구조 개선, 전자차단층(EBL)의 개선, 활성층의 개선 및 전극패턴 개선 등의 시도가 있으나 큰 효과를 보지 못하는 상황이다.As a way to improve the luminous intensity, there are attempts to improve the structure of the active layer (MQW), improve the electron blocking layer (EBL), improve the active layer, and improve the electrode pattern, but have not seen a great effect.
특히, 활성층 전반에 걸쳐 전하를 골고루 확산시키기 위하여, 반도체층 전반에 걸쳐 전류를 공급할 수 있는 전극패턴 구조가 요구된다.In particular, an electrode pattern structure capable of supplying current throughout the semiconductor layer is required in order to evenly diffuse electric charges throughout the active layer.
이에 따라서, 단순히 반도체층 상에 전극패드만을 배치하는 종래 전극구조에서, 전극패드에서 뻗어나가는 가지 전극을 배치하여 반도체층에 전류 스프레딩을 원활하게 하는 방안 등이 제안되었다.Accordingly, in a conventional electrode structure in which only electrode pads are simply disposed on a semiconductor layer, a method of smooth current spreading on the semiconductor layer by disposing branch electrodes extending from the electrode pads has been proposed.
실시예는 광도를 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공하고자 한다.The embodiment is to provide a light emitting device capable of improving luminous intensity, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system.
실시예에 따른 발광소자는, 제 1 전극; 상기 제 1 전극 상에 제 2 도전형 반도체층; 상기 제 2 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제 1 도전형 반도체층; 및 상기 제 1 도전형 반도체층 상면에 배치되는 제 2 전극; 을 포함하고, 상기 제 2 전극은 적어도 하나 이상의 전극패드와, 상기 전극패드에 연결되고 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 테두리에 배치되는 에지 전극패턴과, 상기 전극패드 또는 에지 전극패턴에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내부로 연장되는 적어도 하나 이상의 브랜치 전극패턴을 포함하는 것을 특징으로 한다. The light emitting device according to the embodiment includes: a first electrode; A second conductivity type semiconductor layer on the first electrode; An active layer on the second conductivity type semiconductor layer; A first conductivity type semiconductor layer on the active layer; And a second electrode disposed on an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer. Including, wherein the second electrode comprises at least one electrode pad, an edge electrode pattern connected to the electrode pad and disposed on an edge of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer, and the second electrode in the electrode pad or edge electrode pattern. It characterized in that it comprises at least one or more branch electrode patterns extending into the inside of the upper surface of the one-conductivity semiconductor layer.
또한, 실시예에 따른 조명시스템은 상기 발광소자를 구비하는 조명유닛을 포함할 수 있다.In addition, the lighting system according to the embodiment may include a lighting unit including the light emitting device.
실시예에 의하면 광도를 증대시킬 수 있는 최적의 구조를 구비한 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to the embodiment, a light emitting device having an optimal structure capable of increasing luminous intensity, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system can be provided.
실시예에 의하면, 전극패턴의 구조를 최적화 하여, 전극이 차지하는 면적을 줄여 광추출 효율을 향상시키면서, 전류 스프레딩 특성은 향상시킬 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.According to an embodiment, a light-emitting device capable of improving light extraction efficiency by reducing an area occupied by an electrode by optimizing the structure of an electrode pattern and improving current spreading characteristics, a method of manufacturing a light-emitting device, a light-emitting device package, and a lighting system Can provide.
그리고, 실시예에 의하면 양자구속효과의 개선, 발광효율의 개선 및 소자신뢰성 개선할 수 있는 발광소자, 발광소자의 제조방법, 발광소자 패키지 및 조명시스템을 제공할 수 있다.In addition, according to the embodiment, it is possible to provide a light emitting device, a method of manufacturing a light emitting device, a light emitting device package, and a lighting system capable of improving quantum confinement effect, improving luminous efficiency, and improving device reliability.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 수직 단면도이다.
도 2는 제 1 실시예에 따른 발광소자의 분리 사시도이고, 도 3은 제 1 실시예에 따른 발광구조물의 평면도이다.
도 4는 제 2 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 5(a)는 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 발광효율(Po)을 비교한 그래프이다.
도 5(b)는 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 동작전압(Vf)를 비교한 그래프이다.
도 6은 전류량에 따른 크로스 패턴의 전극층과 Y 패턴의 전극층의 이미지를 나타낸다.
도 7은 제 3 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 8 은 제 4 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 9는 제 5 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 10은 제 6 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 11은 제 7 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 12는 제 8 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 13은 제 9 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 14(a)와 (b)는 제 10 실시예에 따른 도 3의 x-y의 수직 단면도이다.
도 15는 제 11 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 16은 제 12 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.
도 17은 실시예에 따른 발광소자 패키지의 단면도이다.1 is a vertical cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
2 is an exploded perspective view of a light emitting device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a plan view of a light emitting structure according to the first embodiment.
4 is a plan view of a light emitting structure according to a second embodiment.
5(a) is a graph comparing the luminous efficiency (Po) of a light-emitting device having a cross-pattern electrode layer and a light-emitting device having a Y-pattern electrode layer.
5B is a graph comparing the operating voltage Vf of a light emitting device having a cross pattern electrode layer and a light emitting device having a Y pattern electrode layer.
6 shows images of an electrode layer of a cross pattern and an electrode layer of a Y pattern according to the amount of current.
7 is a plan view of a light emitting structure according to the third embodiment.
8 is a plan view of a light emitting structure according to a fourth embodiment.
9 is a plan view of a light emitting structure according to a fifth embodiment.
10 is a plan view of a light emitting structure according to the sixth embodiment.
11 is a plan view of a light emitting structure according to the seventh embodiment.
12 is a plan view of a light emitting structure according to the eighth embodiment.
13 is a plan view of a light emitting structure according to the ninth embodiment.
14(a) and (b) are vertical cross-sectional views of xy of FIG. 3 according to the tenth embodiment.
15 is a plan view of a light emitting structure according to an eleventh embodiment.
16 is a plan view of a light emitting structure according to a twelfth embodiment.
17 is a cross-sectional view of a light emitting device package according to an embodiment.
실시 예의 설명에 있어서, 각 층(막), 영역, 패턴 또는 구조물들이 기판, 각 층(막), 영역, 패드 또는 패턴들의 "상/위(on/over)"에 또는 "아래(under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, "상/위(on/over)"와 "아래(under)"는 "직접(directly)" 또는 "다른 층을 개재하여 (indirectly)" 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 각 층의 상/위 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.
In the description of the embodiment, each layer (film), region, pattern, or structure is "on/over" or "under" of the substrate, each layer (film), region, pad, or patterns. In the case of being described as being formed in, "on/over" and "under" include both "directly" or "indirectly" formed do. In addition, standards for the top/top or bottom of each layer will be described based on the drawings.
도 1은 실시예에 따른 발광소자의 수직 단면도이다. 1 is a vertical cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment.
도 1을 참조하면, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제 1 전극(87)과, 상기 제 1 전극(87) 상에 제 2 도전형 반도체층(13)과, 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 상에 활성층(12)과, 상기 활성층(12) 상에 제 1 도전형 반도체층(11)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 제 2 전극(200)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 1, a
실시예에 따른 발광소자는(100)는 제 1 전극(87)은 지지부재(70)와, 지지부재(70) 상에 본딩층(60)과, 본딩층(60) 상에 반사층(17)과, 상기 반사층(17) 상에 오믹층(15)을 포함할 수 있다. In the
그리고, 실시예에 따른 발광소자(100)는 제 2 전극(200) 아래 배치된 제 1 전류차단층(90)(current blocking layer)과, 상기 제 1 전극(87) 상에 배치된 제 2 전류차단층(95)을 더 포함할 수 있다. In addition, the
상기 지지부재(70)는 예를 들어, Ti, Cr, Ni, Al, Pt, Au, W, Cu, Mo, Cu-W 또는 불순물이 주입된 반도체 기판(예: Si, Ge, GaN, GaAs, ZnO, SiC, SiGe 등) 중에서 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한 상기 지지부재(70)는 절연물질로 형성될 수도 있다.The
그리고, 상기 지지부재(70) 상에는 본딩층(60)이 배치될 수 있다. 상기 본딩층(60)은 베리어 금속 또는 본딩 금속 등을 포함하며, 예를 들어, Ti, Au, Sn, Ni, Cr, Ga, In, Bi, Cu, Ag, Nb, Pd 또는 Ta 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 지지부재(70)는 실시 예에 따른 발광구조물(10)을 지지하며 방열 기능을 수행할 수 있다. 상기 본딩층(60)은 시드층으로 구현될 수도 있다.In addition, a
상기 본딩층(60) 상에는 금속층(미도시)가 더 배치될 수 있다. 상기 금속층은 상기 본딩층(60)이 제공되는 공정에서 상기 본딩층(60)에 포함된 물질이 상기 반사층(17) 방향으로 확산되는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. A metal layer (not shown) may be further disposed on the
또한, 상기 본딩층(60) 상에는 반사층(17)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 반사층(17) 상에는 오믹층(15)이 배치될 수 있다. 상기 오믹층(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉이 되도록 형성될 수 있다. 상기 반사층(17)은 상기 제 2 도전형 반도체층(13)에 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 오믹층(15)은 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉되는 영역을 포함할 수 있다.In addition, a
상기 오믹층(15)은 예컨대 투명 전도성 산화막으로 형성될 수 있다. 상기 오믹층(15)은 예로서 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, Pt, Ag, Ti 중에서 선택된 적어도 하나의 물질을 포함하여 형성될 수 있다.The
상기 반사층(17)은 고 반사율을 갖는 물질로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 반사층(17)은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Cu, Au, Hf, Ti 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 반사층(17)은 상기 금속 또는 합금과 ITO(Indium-Tin-Oxide), IZO(Indium-Zinc-Oxide), IZTO(Indium-Zinc-Tin-Oxide), IAZO(Indium-Aluminum-Zinc-Oxide), IGZO(Indium-Gallium-Zinc-Oxide), IGTO(Indium-Gallium-Tin-Oxide), AZO(Aluminum-Zinc-Oxide), ATO(Antimony-Tin-Oxide) 등의 투광성 전도성 물질을 이용하여 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. The
또한, 상기 오믹층(15)은 상기 반사층(17) 상에 배치되어, 상기 발광구조물(10)과 오믹 접촉될 수도 있다.In addition, the
한편, 상기 제 1 전극(87)의 둘레에는 채널층(40)이 더 배치될 수 있다. Meanwhile, a
상기 채널층(40)은 금속 산화물 또는 절연 물질 중에서 선택될 수 있으며, 예컨대 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 상기 채널층(40)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있으며, 반사층과 같은 금속이 발광 구조물(10)의 층들을 쇼트시키는 것을 방지할 수 있다The
상기 제 1 전극(87) 상에는 제 2 도전형 반도체층(13)이 배치될 수 있다. A second conductivity
상기 제 2 도전형 반도체층(13)은 예를 들어, p형 반도체층으로 구현될 수 있다. 상기 제 2 도전형 반도체층(13)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제 2 도전형 반도체층(13)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlInN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.The second conductivity-
그리고, 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 상에는 활성층(12)이 배치될 수 있다. In addition, an
상기 활성층(12)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 상기 제 2 도전형 반도체층(13)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 상기 활성층(12)의 형성 물질에 따른 에너지 밴드(Energy Band)의 밴드갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출하는 층이다. 상기 활성층(12)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 그리고, 상기 활성층(12)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 활성층(12)이 상기 다중 우물 구조로 형성된 경우, 상기 활성층(12)은 복수의 우물층과 복수의 장벽층이 적층되어 형성될 수 있으며, 예를 들어, InGaN 우물층/GaN 장벽층의 주기로 형성될 수 있다.In the
상기 활성층(12) 상에는 제 1 도전형 반도체층(13)이 배치될 수 있다. A first conductivity
상기 제 1 도전형 반도체층(11)은 예를 들어, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제 1 도전형 반도체층(11)은 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. 상기 제 1 도전형 반도체층(11)은, 예를 들어 InAlGaN, GaN, AlGaN, AlInN, InGaN, AlN, InN 등에서 선택될 수 있으며, Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.The first conductivity-
한편, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)이 p형 반도체층을 포함하고 상기 제 2 도전형 반도체층(13)이 n형 반도체층을 포함할 수도 있다. 또한, 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 위에는 n형 또는 p형 반도체층을 포함하는 반도체층이 더 형성될 수도 있으며, 이에 따라, 상기 발광구조물(10)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나를 가질 수 있다. 또한, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 및 상기 제 2 도전형 반도체층(13) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 상기 발광구조물(10)의 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.Meanwhile, the first conductivity
한편, 상기 제 2 전극(200)의 전극패드(211, 212)와 접하는 제 1 도전형 반도체층(11)에는 제 1 전류차단층(95)이 배치될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 전류차단층(95)은 전극패드(211, 212)의 크기보다 작게 형성될 수 있다. 상기 전류차단층(90)은 절연물질을 포함하여, 상기 전극패드(211, 212)의 주위에 전류가 집중(current crowiding)되는 현상을 방지할 수 있다. Meanwhile, a first
이러한 상기 제 1 전류차단층(95)은 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면 일부를 식각한 후 절연물질을 채워 형성할 수 있다. 또한, 상기 제 1 전류차단층(95)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 제 2 도전형 도펀트를 도핑하여 형성할 수도 있다.The first
그리고, 상기 제 2 전극(200)에 대응되는 제 1 전극(87) 상에는 제 2 전류차단층(90)이 배치될 수 있다. 상기 제 2 전류차단층(90)은 상기 제 2 전극(200)의 폭과 동일하거나 좀더 넓게 형성될 수 있다. 상기 제 2 전류차단층(90)은 절연물질을 포함하여, 상기 제 2 전극(200)과 제 1 전극(87)의 수직방향으로 흐르는 전류를 억제함으로써, 전류 확산을 촉진할 수 있다.In addition, a second
이러한 제 2 전류차단층(90)은 절연 물질로 형성될 수 있다. 예컨대, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, Al2O3, TiO2 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다. 그리고, 제 2 전류차단층(90)은 스퍼터링 방법 또는 증착 방법 등을 이용하여 형성할 수 있다. The second
상기 제 2 전극(200)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 전기적으로 연결될 수 있다. 그리고, 상기 제 2 전극(200)의 일부 영역은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 접촉될 수도 있다. The
실시 예에 의하면, 상기 제 2 전극(200) 및 상기 제 1 전극(87)을 통하여 상기 발광구조물(10)에 전원이 인가될 수 있게 된다. According to the embodiment, power may be applied to the
종래의 수직형 발광소자에서 상기 제 2 전극(200)은 제 1 도전형 반도체층(11) 상에 배치된 전극패드(211, 212)로만 구성된다. 이러한 전극패드(211, 212)는 제 1 도전형 반도체층(11) 전반에 걸쳐 전류를 공급하지 못하고, 전극패드(211, 212)와 인접한 발광구조물(10)에 전류를 집중시켜, 발광효율이 떨어지는 문제가 있다.In a conventional vertical light emitting device, the
이러한 문제점을 극복하기 위하여, 이하 실시예에서는 발광구조물(100) 전반에 걸쳐 전류를 스프레딩하여 주입할 수 있는 다양한 전극층 구조를 실시예를 달리하여 제안하고자 한다.
In order to overcome this problem, in the following embodiments, various electrode layer structures capable of spreading and injecting current throughout the
(제 1 실시예)(Example 1)
도 2는 제 1 실시예에 따른 발광소자의 분리 사시도이고, 도 3은 제 1 실시예에 따른 발광구조물의 평면도이다. 도 1을 제 1 실시예에 적용하였을 때, 도 1은 도 2의 m-n의 단면으로 볼 수 있다. 도 1 내지 3을 참조하면, 제 1 실시예에 따른 제 2 전극(200)은 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면에 배치되며, 전극패드(210)와, 상기 전극패드(210)에서 연결되고 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 테두리에 배치된 에지 전극패턴(220)과, 상기 전극패드(210) 또는/및 에지 전극패턴(220)에서 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 중앙으로 연장되는 브랜치 전극패턴(230)을 포함할 수 있다. 2 is an exploded perspective view of a light emitting device according to the first embodiment, and FIG. 3 is a plan view of a light emitting structure according to the first embodiment. When FIG. 1 is applied to the first embodiment, FIG. 1 can be seen as a cross-section of m-n of FIG. 2. 1 to 3, the
이하 모든 실시예의 설명에서는, 상기 제 2 전극(200)이 배치되는 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 형상이 사각형일 때, 상기 제 2 전극(200)이 제 1 도전형 반도체층(11)으로 전류를 충분히 확산시켜 공급할 수 있는 구조를 설명하기로 한다. In the following description of all embodiments, when the top surface of the first conductivity
그리고, 이하에서는 모든 실시예의 설명에서는 설명의 편의를 위하여, 도 2에 도시된 제 1 도전형 반도체층 상면의 y축 방향을 제 1 도전형 반도체층의 가로 또는 가로방향(y)으로 지칭하고, 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 x 축 방향을 세로 또는 세로방향으로 지칭하기로 한다. And, hereinafter, in the description of all embodiments, for convenience of explanation, the y-axis direction of the top surface of the first conductivity type semiconductor layer shown in FIG. The x-axis direction of the top surface of the first conductivity type semiconductor layer will be referred to as a vertical or vertical direction.
먼저, 이하의 실시예에서는 전극패드(210)가 2개(211,212)가 배치되는 것으로 도시하였으나, 상기 전극패드(210)는 적어도 하나 이상 형성될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 모서리 또는 코너(corner)에 배치될 수 있으나, 이에 한정하지 않으며 설계에 따라 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 모서리나 코너(corner)가 아닌 다른 영역에 배치될 수도 있다. First, in the following embodiment, it is shown that two electrode pads 210 (211, 212) are disposed, but at least one
이러한 상기 전극패드(210)는 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속층들을 포함할 수 있으며, 투광성 또는 비 투광성으로 이루어질 수 있으나, 이에 대해서 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 전극패드(210)는 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. The
상기 에지 전극패턴(220)은 제 1 전극패드(211) 또는/및 제 2 전극패드(212)와 전기적으로 연결될 수 있으며, 상기 면의 사방의 모서리에 배치될 수 있다The
그리고, 상기 전극패드(210)를 통해서 주입되는 전류는 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 배치된 에지 전극패턴(220)을 통해 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 스프레딩되며 주입될 수 있다. 구체적으로, 도 3에서 상기 에지 전극패턴(220)은 상기 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)를 연결하는 세로 방향(x)의 모서리에 배치된 제 1 에지 전극(221)과, 상기 제 1 전극패드(211)을 통해 상기 제 1 에지 전극(221)과 연결되어 가로방향(y)(y)의 모서리에 배치되는 제 2 에지 전극(222)과, 상기 제 2 에지 전극(222)과 연결되어 상기 제 1 에지 전극(211)의 맞은편의 세로 방향(x)의 모서리에 배치되는 제 3 에지 전극(223)과, 상기 제 3 에지 전극(223) 및 상기 제 2 전극패드(212)를 통해 제 1 에지 전극(221)과 연결되며 상기 제 2 에지 전극(222)의 맞은편의 가로방향(y)(y)의 모서리에 배치되는 제 4 에지 전극(224)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 에지 전극(221, 222, 223, 224)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면의 테두리에 배치될 수 있다. In addition, the current injected through the
한편, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면 내측으로도에 전류를 확산시키기 위하여, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면 안쪽에는 브랜치 전극패턴(230)이 더 배치될 수 있다. 상기 브랜치 전극패턴(230)은 상기 전극패드(210) 또는/및 에지 전극패턴(220)과 연결되어 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면 내부로 전류를 스프레딩 시킬 수 있다. Meanwhile, a
좀더 상세히, 상기 브랜치 전극패턴(230)은 상기 제 2 에지 전극(222)과 제 4 에지 전극(224)의 사이에 세로방향(x)으로 배치되는 제 1 브랜치 전극(231)과, 상기 제 1 에지 전극(221)과 제 3 에지 전극(223)의 사이에 가로방향(y)(y)으로 배치되는 제 2 브랜치 전극(232)을 포함할 수 있다. 이때, 상기 제 1 브랜치 전극(231)과 제 2 브랜치 전극(232) 이 교차하는 교차점(a)이 형성될 수 있다. 이하에서는 이러한 패턴의 브랜치 전극을 크로스 패턴(cross pattern)으로 지칭한다. In more detail, the
상기 크로스 패턴에서 교차점(a)은 제 1 에지 전극(221) 보다 제 3 에지 전극(223)으로 치우치게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1 브랜치 전극(231)은 제 1 에지 전극(221) 보다 제 3 에지 전극(223)에 가깝게 배치될 수 있다. 상기 제 1 에지 전극(221) 주위의 제 1 도전형 반도체층(11)은 전극패드(210)가 가깝게 배치되어 전류 공급이 쉽다. 반면, 상기 제 3 에지 전극(223) 주위의 제 1 도전형 반도체층(11)은 전극패드(210)와 멀어 전류 공급이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 제 3 에지 전극(223)에 가깝운 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 브랜치 전극패턴(230)이 배치된 면적을 늘려 상기 전극패드(210)에서 멀리 떨어진 제 1 도전형 반도체층(11)에도 골고루 전류를 스프레딩할 수 있다. In the cross pattern, the intersection point (a) may be arranged to be biased toward the
이러한 상기 에지 전극패턴(220)과 브랜치 전극패턴(230)은 오믹 접촉, 접착층, 본딩층의 특성을 갖는 금속층들을 포함할 수 있으며, 투광성 또는 비 투광성으로 이루어질 수 있으나, 이에 대해서 한정하지는 않는다. 예를 들어, 상기 전극패턴은 Ti, Ru, Rh, Ir, Mg, Zn, Al, In, Ta, Pd, Co, Ni, Si, Ge, Ag 및 Au와 이들의 선택적인 합금 중에서 선택될 수 있으며 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다.The
상기 브랜치 전극패턴(230)은 적어도 1개 이상 형성될 수 있으며 이에 한정하지 않는다. 이하에서는 제 2 전극(200)의 구조를 변경한 다양한 패턴을 실시예를 나누어 설명하며, 같은 개념의 구성은 동일한 도면부호를 삽입하기로 하고, 중복되는 설명에 대해서는 기재를 생략하기로 한다.
At least one
(제 2 실시예)(Second Example)
도 4는 제 2 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 4 is a plan view of a light emitting structure according to a second embodiment.
도 4를 참조하면, 제 2 실시예에 따른 제 2 전극(200)은 제 1,2 전극패드(211,212)을 포함하는 전극패드(210)와, 제 1 도전형 반도체층(11)상면의 테두리에 배치된 에지 전극패턴(220)과, 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 테두리 내에 배치된 브랜치 전극패턴(230)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 4, the
상기 에지 전극패턴(220)은 상기 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)를 연결하는 세로 방향의 모서리에 배치된 제 1 에지 전극(221)과, 상기 제 1 전극패드(211)을 통해 상기 제 1 에지 전극(221)과 연결되어 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 2 에지 전극(222)과, 상기 제 2 에지 전극(222)과 연결되어 상기 제 1 에지 전극(211)의 맞은편의 세로방향(x)의 모서리에 배치되는 제 3 에지 전극(223)과, 상기 제 3 에지 전극(223) 및 상기 제 2 전극패드(212)를 통해 제 1 에지 전극(221)과 연결되며 상기 제 2 에지 전극(222)의 맞은편의 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 4 에지 전극(224)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 에지 전극(221, 222, 223, 224)은 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면의 테두리에 배치될 수 있다. The
그리고, 상기 브랜치 전극패턴(230)은 상기 제 1 전극패드(211)에서 상기 제 2 에지 전극(222)와 일정 각도(θ1)를 이루며 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 내부로 연장되는 제 1 브랜치 전극(231)과, 상기 제 2 전극패드(212)에서 상기 제 4 에지 전극(224)와 일정 각도(θ2)를 이루며 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면 내부로 연장되는 제 2 브랜치 전극(232)과, 상기 제 1 브랜치 전극(231)과 제 2 브랜치 전극(232)이 만난 지점과 상기 제 3 에지 전극(223)을 연결하는 제 3 브랜치 전극(233)을 포함할 수 있다. 이하에서는 이러한 패턴의 브랜치 전극패턴(230) 형태를 Y 패턴으로 지칭한다. In addition, the
상기 제 1 브랜치 전극(231), 제 2 브랜치 전극(232), 제 3 브랜치 전극(233)이 만나는 지점(a)은 제 1 에지 전극(221)보다 제 3 에지 전극(223)으로 치우치게 배치될 수 있다. 즉, 상기 제 1,2,3 브랜치 전극(231,232,233)이 만나는 지점(a)는 제 1 에지 전극(221)보다 제 3 에지 전극(223)에 가깝게 배치될 수 있다.The point (a) where the
상기 제 3 에지 전극(223) 주변에 제 1 도전형 반도체(11) 상면은 전극패드(210)와 멀어 전류 확산이 어려울 수 있으므로, 상기 제 3 에지 전극(223) 주변에 전극 면적을 향상시키기 위함이다. Since the top surface of the first
상기 만나는 지점(a)을 제 3 에지 전극(223)에 치우치도록 배치하기 위하여, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면이 정사각형일 때 상기 제 1 브랜치 전극(231)과 제 2 에지 전극(222)이 이루는 각(θ1)과 상기 제 2 브랜치 전극(232)과 제 4 에지 전극(224)이 이루는 각(θ2)은 45도 이하로 형성될 수 있다. 상기 제 1 에지 전극(221)은 전극패드(210)와 가깝게 배치되어 상기 제 3 에지 전극(223)에 비해 전류가 잘 공급될 수 있으며 상기 제 3 에지 전극(223)은 전극패드(210)와 멀어 전류 공급이 어려울 수 있다. 따라서, 상기 제 3 에지 전극(223)에 가깝게 상기 브랜치 전극(230)을 배치함으로써 상기 전극패드(210)에서 먼 제 1 도전형 반도체층(11)에도 골고루 전류를 스프레딩할 수 있다. The
표 1은 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 광도(Po)을 비교한 표이고, 표 2는 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 동작전압(Vf)를 비교한 표이다.Table 1 is a table comparing the luminous intensity (Po) of a light emitting device having a cross pattern electrode layer and a light emitting device having a Y pattern electrode layer, and Table 2 is a light emitting device having a cross pattern electrode layer and a light emitting device having a Y pattern electrode layer. This is a table comparing the operating voltage (Vf) of the device.
도 5(a)는 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 동작전압(Vf) 비교한 그래프이고, 도 5(b)는 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자와 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자의 광도(Po)를 비교한 그래프이다. 5(a) is a graph comparing the operating voltage (Vf) of a light-emitting device having a cross-pattern electrode layer and a light-emitting device having a Y-pattern electrode layer, and FIG. 5(b) shows a light-emitting device having a cross-pattern electrode layer and Y This is a graph comparing the luminous intensity (Po) of a light emitting device having a patterned electrode layer.
도 6은 전류량에 따른 크로스 패턴의 전극층과 Y 패턴의 전극층의 이미지를 나타낸다. 6 shows images of an electrode layer of a cross pattern and an electrode layer of a Y pattern according to the amount of current.
표 1과 도 5(b)를 보면, 제 1 실시예의 크로스 패턴을 갖는 발광소자는 제 2 실시예의 Y 패턴을 갖는 발광소자에 비하여 광도가 낮은 것을 알 수 있다. 특히, 전류량이 증가할수록 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자가 크로스 패턴의 전극층을 갖는 발광소자에 비해 광도가 더욱 개선되는 것을 확인할 수 있다. 이는 Y 패턴의 전류 확산 특성이 크로스 패턴에 비하여 향상 되었기 때문임을 알 수 있다. Referring to Table 1 and FIG. 5(b), it can be seen that the light emitting device having the cross pattern of the first embodiment has a lower luminous intensity than the light emitting device having the Y pattern of the second embodiment. In particular, it can be seen that as the amount of current increases, the light-emitting device having the Y-pattern electrode layer is further improved in luminosity than the light-emitting device having the cross-pattern electrode layer. It can be seen that this is because the current spreading characteristics of the Y pattern are improved compared to the cross pattern.
도 6을 보면, 크로스 패턴에 비하여 Y 패턴의 에미션 패턴의 밝은 영역이 증가한 것을 알 수 있고, 이는 전류 확산이 원활하게 이루어지고 있다는 것을 나타낸다. Referring to FIG. 6, it can be seen that the bright area of the emission pattern of the Y pattern is increased compared to the cross pattern, which indicates that current diffusion is smoothly performed.
표 2와 도 5(a)를 보면, 제 1 실시예의 크로스 패턴을 갖는 발광소자는 제 2 실시예의 Y 패턴을 갖는 발광소자에 비하여 동작전압이 높은 것을 알 수 있다. 특히, 전류량이 증가할수록, 동작전압 측면에서 Y 패턴의 전극층을 갖는 발광소자가 더욱 개선되는 것을 확인할 수 있다. 이는 크로스 패턴 보다 Y 패턴의 전류 확산 특성이 크로스 패턴에 비하여 향상 되었기 때문이며, 이는 전극패드 부근의 전류 집중현상(Current crowding)이 전극 패턴에 의하여 완화되었기 때문이다. 도 6을 보면, Y 패턴의 전극패드 근처의 밝기가 크로스 패턴의 전극패드 근처의 밝기 보다 어두운 것을 알 수 있으며, 이는 전류 집중현상이 완화된 것을 나타낸다. Referring to Table 2 and FIG. 5A, it can be seen that the light emitting device having the cross pattern of the first embodiment has a higher operating voltage than the light emitting device having the Y pattern of the second embodiment. In particular, it can be seen that as the amount of current increases, the light emitting device having the Y-pattern electrode layer is further improved in terms of operating voltage. This is because the current spreading characteristics of the Y pattern are improved compared to the cross pattern, and this is because the current crowding near the electrode pad is alleviated by the electrode pattern. 6, it can be seen that the brightness near the electrode pad of the Y pattern is darker than the brightness near the electrode pad of the cross pattern, which indicates that the current concentration phenomenon is alleviated.
도 6을 좀더 상세히 살펴보면, Y 패턴의 전극층이 크로스 패턴의 전극층에 비하여 전류 집중현상이 완화되고, 전류 스프레딩 특성이 향상된 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 6 in more detail, it can be seen that the current concentration phenomenon in the Y pattern electrode layer is alleviated and the current spreading characteristic is improved compared to the cross pattern electrode layer.
또한, 상기 전류 스프레딩 특성 향상으로, 발광소자 전반에 걸쳐 전류가 흘러 소자의 열 특성 또한 향상되어, 발광소자의 수명 및 신뢰성이 개선되었음을 알 수 있다. In addition, it can be seen that due to the improvement of the current spreading characteristic, current flows throughout the light emitting device, thereby improving thermal characteristics of the device, thereby improving the lifespan and reliability of the light emitting device.
이는, Y 패턴은 초기에 전극패드(210)로 공급되는 전류가 확산되어 나갈 수 있는 방향이 크로스 패턴에 비하여 증가하여, 상기 전극패드(210)에 전류가 집중(crowding) 현상을 완화할 수 있기 때문이다.
This is, in the Y pattern, the direction in which the current supplied to the
(제 3 실시예)(Third Example)
도 7은 제 3 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 7 is a plan view of a light emitting structure according to the third embodiment.
도 7을 참조하면, 제 3 실시예에 따른 제 2 전극(200)은 제 1,2 전극패드(211,212)와, 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 테두리에 배치된 에지 전극패턴(220)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 테두리 내에 배치된 브랜치 전극패턴(230)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 7, the
상기 전극패드(210)는 면의 한 모서리를 공유하는 두 개의 코너에 각각 배치된 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)를 포함할 수 있다. The
그리고, 상기 에지 전극패턴(220)은 상기 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)를 연결하는 세로방향(x)의 모서리에 배치된 제 1 에지 전극(221)과, 상기 제 1 전극패드(211)을 통해 상기 제 1 에지 전극(221)과 연결되어 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 2 에지 전극(222)과, 상기 제 2 에지 전극(222)과 연결되어 상기 제 1 에지 전극(211)의 맞은편의 세로방향(x)의 모서리에 배치되는 제 3 에지 전극(223)과, 상기 제 3 에지 전극(223) 및 상기 제 2 패드 전극(212)을 통해 제 1 에지 전극(221)과 연결되며 상기 제 2 에지 전극(222)의 맞은편의 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 4 에지 전극(224)을 포함할 수 있다. 즉, 상기 제 1 내지 제 4 에지 전극(224)은 사각 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면의 테두리에 배치될 수 있다. In addition, the
그리고, 상기 브랜치 전극패턴(230)은 상기 제 1 전극패드(211)에서 연장되어 상기 제 2 에지 전극(222)와 일정 각도(θ1)를 이루며 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 내부로 연장되는 제 1 브랜치 전극(241)과, 상기 제 1 브랜치 전극(241)의 단부에서 가로방향(y)으로 제 3 에지 전극(223)까지 연장되는 제 2 브랜치 전극(242)을 포함할 수 있고, 상기 제 2 전극패드(212)에서 연장되어 상기 제 4 에지 전극(224)와 일정 각도(θ2)를 이루며 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 내부로 연장되는 제 3 브랜치 전극(243)과, 상기 제 3 브랜치 전극(243) 단부에서 제 3 에지 전극(223)까지 연장되는 제 4 브랜치 전극(244)을 포함할 수 있다. In addition, the
예를 들어, 상기 제 1 브랜치 전극(241)은 제 2 에지 전극(222)과 40~50도 사이의 각(θ3)을 이루며 면 내부의 제 1 특정 지점(b)까지 연장될 수 있다. 상기 각(θ3)이 40도 미만일 때, 상기 제 1 브랜치 전극(241)은 제 2 에지 전극(222)측으로 치우치게 되어 양 전극 사이에 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 각(θ3)이 50도 이상일 때, 상기 제 1 브랜치 전극이(241)이 제 1 에지 전극(221)측으로 치우치게 되어 양 전극 사이에 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 따라서, 40~50도 사이값으로 상기 제 1 브랜치 전극(241)과 제 2 에지 전극(222) 사이의 각(θ3)이 형성될 경우, 제 1 에지 전극(221)과 제 2 에지 전극(222)로 균일하게 전류 분산을 할 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 제 1 브랜치 전극(241)과 제 2 에지 전극(222)의 각(θ3)이 45도일 때, 제 1 전극패드(211) 주위에 전류 집중현상을 최소화할 수 있다. 위와 마찬가지로, 상기 제 3 브랜치 전극(243)은 제 4 에지 전극(224)과 40~50도 사이의 각(θ4)을 이루며 면 내부의 제 2 특정 지점(b)까지 연장될 수 있다. 상기 각(θ4)이 40도 미만일 때, 상기 제 3 브랜치 전극(243)은 제 4 에지 전극(224)측으로 치우치게 되어 양 전극 사이에 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 각(θ4)이 50도 이상일 때, 상기 제 3 브랜치 전극이(243)이 제 1 에지 전극(221)측으로 치우치게 되어 양 전극 사이에 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 좀더 구체적으로, 상기 제 3 브랜치 전극(241)과 제 4 에지 전극(224)의 각(θ4)은 초기 제 2 전극패드(212) 주위에 전류가 집중되는 것을 막기 위해 45도로 형성될 수 있으나 이에 한정하지 않는다 For example, the
그리고, 상기 제 2 브랜치 전극(242)은 제 1 특정 지점(b)에서 제 3 에지 전극(223)을 최단거리로 연결하도록 배치될 수 있다. 상기 제 4 브랜치 전극(244)은 제 2 특정 지점(c)에서 제 3 에지 전극(223)을 최단거리로 연결하도록 배치될 수 있다. 상기 제 2 브랜치 전극(242)과 제 4 브랜치 전극(244)은 최단거리 연결하여 전극패드(210)로부터 공급되는 캐리어를 빠르게 제 3 에지 전극(223)측으로 전달할 수 있다. In addition, the
제 3 실시예의 제 2 전극(200)은 전극패드(210)에 전류 집중 현상을 방지하기 위하여, 제 1 에지 전극(221)과 제 2 에지 전극(222) 사이에서 방사되는 제 1 브랜치 전극(241)과, 제 1 에지 전극(221)과 제 4 에지 전극(224) 사이에서 방사되는 제 3 브랜치 전극(243)을 더 포함할 수 있다. In the
그리고, 상기 제 3 에지 전극(223) 주변에도 충분히 전류를 확산시키기 위하여, 상기 제 1 브랜치 전극(241)과 제 3 에지 전극(223)을 연결하는 제 2 브랜치 전극(242)와, 상기 제 3 브랜치 전극(243)과 제 3 에지 전극(223)을 연결하는 제 4 브랜치 전극(244)을 더 포함하여, 제 2 전극(200)의 패턴 면적을 넓힐 수 있다. In addition, in order to sufficiently spread the current around the
그리고, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 세로방향(x)에 골고루 전류를 확산시키기 위하여, 상기 제 2 브랜치 전극(242)과 제 2 에지 전극(222)의 제 1 최단거리(d1)와 상기 제 4 브랜치 전극(244)과 제 4 에지 전극(224)의 제 3 최단거리(d3)는 제 2 브랜치 전극(242)과 제 4 브랜치 전극(244)의 제 2 최단거리(d2)보다 크게 형성될 수 있다. 상기 제 2,3 에지 전극(222,223) 및 제 1,2 브랜치 전극(241,242)으로 둘러 싸이는 영역과 상기 제 3,4 에지 전극(223,224) 및 제 3,4 브랜치 전극(243,244)로 둘러 싸이는 영역의 경우 각각 제 1 또는 제 2 전극패드(211,212)와의 거리가 가깝게 배치되어 제 1 및 제 2 전극패드(211,212)와의 거리가 멀고 제 3 에지 전극(223)과 제 2,4 브랜치 전극(242,244)으로 둘러 싸이는 영역에 비해 전류 스프레딩 효과가 뛰어날 수 있다. 이에 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면의 영역 중 제 1 및 제 2 전극패드(211,212)와 거리가 먼 영역에 제 2 브랜치 전극(242)과 제 4 브랜치 전극(244)의 거리(d2)를 가깝게 배치함으로써 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면에 골고루 전류를 확산시켜 발광소자(100)의 광도를 향상시킬 수 있다. And, in order to spread the current evenly in the vertical direction (x) of the upper surface of the first conductivity
(제 4 실시예)(Example 4)
도 8은 제 4 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 8 is a plan view of a light emitting structure according to a fourth embodiment.
제 4 실시예의 따른 제 2 전극(200)의 패턴은 제 3 실시예와 유사하므로, 양 패턴의 차이점을 중심으로 서술하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다. Since the pattern of the
제 4 실시예의 제 2 전극(200)은 제 3 실시예의 제 2 전극(200)이 차지하는 전극 면적을 줄이기 위하여, 패턴 중 일부를 단락할 수 있다. 따라서, 단락된 부분에는 전극이 형성되지 않아 활성층(12)에서 발생하는 광이 전극에 의해 방출이 저하되는 영역이 줄어들어 광추출 효율이 향상될 수 있다. In the
즉, 상기 에지 전극패턴(220) 또는/및 브랜치 전극패턴(230) 중 일부를 단락 시킬 수 있다. That is, some of the
예를 들어, 도 8을 보면, 상기 제 1 에지 전극(221) 및 제 3 에지 전극(223)의 중앙구간에 전극을 형성하지 않을 수 있다. 이때, 단선되는 구간의 길이는 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 세로 길이(x)의 12.5% 이하로 형성할 수 있다. For example, referring to FIG. 8, an electrode may not be formed in the center section of the first and
만약, 상기 1 내지 3 에지 전극(221, 223)의 단선 구간의 길이가 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 세로 길이(x)의 12.5% 를 초과하여 형성되면, 단선 구간 영역에 전류가 원활하게 확산되지 않아 발광효율이 떨어질 수 있다.If the length of the disconnection section of the first to
그리고, 상기 제 2 브랜치 전극(242)과 제 4 브랜치 전극(244)은 제 3 에지 전극(223)과 연결되는 구간에 전극을 형성하지 않아 단선시킬 수 있다. 이때, 상기 제 2 브랜치 전극(242)의 단부와 제 3 에지 전극(223)과의 단선 구간은 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 가로 길이(y)의 12.5% 이하일 수 있다. 마찬가지로, 상기 제 4 브랜치 전극(244)의 단부와 제 3 에지 전극(223)과의 단선 구간은 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 가로 길이(y)의 12.5% 이하일 수 있다. In addition, the
만약, 상기 2 내지 4 브랜치 전극(242, 244)의 단선 구간의 길이가 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 가로 길이(y)의 12.5% 를 초과하여 형성되면, 단선 구간 영역에 전류가 원활하게 확산되지 않아 발광효율이 떨어질 수 있기 때문이다.If the length of the disconnection section of the 2 to 4
다른 측면에서, 상기 1 내지 3 에지 전극(221, 223)의 단선 구간의 길이 또는/및 상기 제 2 브랜치 전극(242)의 단부와 제 3 에지 전극(223)과의 단선 구간의 길이는 50um 내지 250um 사이일 수 있다. In another aspect, the length of the disconnection section of the first to
상기 단선 구간의 길이가 50um 미만일 경우, 단선 구간을 통해 방출되는 빛의 양이 줄어들어 광추출 효율이 떨어질 수 있다. 반면, 상기 단선 구간의 길이가 250um를 초과할 경우, 단선 구간에 배치된 제 1 도전형 반도체층(11)에 전류 주입이 어려워 광도가 감소될 수 있다. 따라서, 단선 구간 길이가 증가/감소함에 따라 광추출 효율과 광도가 상충관계에 있으므로, 양 효과를 절충하여 단선 구간 길이가 50um 내지 250um 사이일 때, 발광효율이 최대로 향상될 수 있다. When the length of the disconnection section is less than 50um, the amount of light emitted through the disconnection section is reduced, so that light extraction efficiency may decrease. On the other hand, when the length of the disconnection section exceeds 250um, it is difficult to inject current into the first conductivity
제 4 실시예에서 상기 브랜치 전극패턴(230) 또는/및 상기 에지 전극패턴(220)의 일부가 단선되어도, 모든 브랜치 전극 및 에지 전극은 전극패드(210)와 전기적으로 연결되어 전류가 흐르는데 문제가 없으며 단선된 구간만큼 전극이 형성되지 않아, 광추출 효율이 향상될 수 있다.
In the fourth embodiment, even if a part of the
(제 5 실시예)(Fifth Example)
도 9는 제 5 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다.9 is a plan view of a light emitting structure according to a fifth embodiment.
제 5 실시예의 제 2 전극(200)은 제 2 실시예와 유사하므로, 양 패턴의 차이점을 중심으로 서술하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다. Since the
제 5 실시예의 제 2 전극(200)은 제 2 실시예의 제 2 전극(200)이 차지하는 전극 면적을 줄이기 위하여, 패턴 중 일부를 단락할 수 있다. 따라서, 단락된 부분에는 전극이 형성되지 않아 활성층(12)에서 발생하는 광이 전극에 의해 방출이 저하되는 영역이 줄어들어 광추출 효율이 향상될 수 있다. In the
도 9를 보면, 상기 제 1 에지 전극(221) 및 제 3 에지 전극(223)의 중앙구간에 전극을 형성하지 않아 단선시킬 수 있다. 이때, 단선되는 구간의 길이는 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 세로 길이(x)의 12.5% 이하로 형성할 수 있다. 만약, 에지 전극의 단선 구간의 길이가 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 세로 길이(x)의 12.5% 를 초과하여 형성되면, 단선 구간 영역에 전류가 원활하게 확산되지 않아 발광효율이 떨어질 수 있다.Referring to FIG. 9, the
그리고, 상기 제 3 브랜치 전극(233)은 제 3 에지 전극(223)과 연결되는 구간에 전극을 형성하지 않아 단선시킬 수 있다. 이때, 상기 제 3 브랜치 전극(233)의 단부와 제 3 에지 전극(223)과의 단선 구간의 길이는 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 가로 길이(y)의 12.5% 이하일 수 있다. In addition, the
만약, 단선 구간의 길이가 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 전체 가로 길이(y)의 12.5% 를 초과하여 형성되면, 단선 구간 영역에 전류가 원활하게 확산되지 않아 발광효율이 떨어질 수 있기 때문이다. If the length of the disconnection section exceeds 12.5% of the total horizontal length (y) of the top surface of the first conductivity
상기 브랜치 전극과 상기 에지 전극의 일부가 단선되어도, 모든 브랜치 전극 및 에지 전극은 전극패드(210)와 연결되어 전류가 흐르는데 문제가 없을 것이다. Even if the branch electrode and part of the edge electrode are disconnected, all branch electrodes and edge electrodes are connected to the
따라서, 단선된 구간만큼 전극이 형성되지 않아, 광추출 효율이 향상될 수 있다.
Accordingly, the electrode is not formed as much as the disconnected section, so that the light extraction efficiency can be improved.
(제 6 실시예)(Example 6)
도 10은 제 6 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 10 is a plan view of a light emitting structure according to the sixth embodiment.
제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 제 5 실시예와 유사하므로, 양 패턴의 차이점을 중심으로 서술하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다. Since the
제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 제 5 실시예의 브랜치 전극패턴(230) 또는 에지 전극패턴(220)의 단락 단부에서 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면 내부방향으로 연장되는 연장전극(271, 272)을 더 포함할 수 있다. The
도 10을 보면, 제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 가로방향(y)으로 배치된 제 3 브랜치 전극의(233)의 단부에서 일단이 제 2 에지 전극(222)을 향해 연장되고, 타단이 제 4 에지 전극(224)을 향해 연장되는 제 1 연장 전극(271)을 더 포함할 수 있다. Referring to FIG. 10, the
또한, 제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 세로방향(x)으로 배치된 제 1 에지 전극(221)의 단부에서 제 1 도전형 반도체층(11) 상면 내부를 향해 연장되는 제 2 연장 전극(272)을 더 포함할 수 있다. In addition, the
이러한 제 1,2 연장 전극(271, 272)을 에지 전극패턴(220)과 브랜치 전극(230)의 일측에 더 형성함으로써 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면에 전류 확산을 촉진할 수 있고, 이를 통해 발광 효율을 향상시킬 수 있다. By further forming the first and
도 10에서는 제 1 에지 전극(221) 및 제 3 브랜치 전극(233)의 단부에서 연장 전극이 형성된 것으로 설명하였으나 이에 한정하지 않으며, 제 3 에지 전극(223) 등의 단부 에서도 연장 전극이 형성될 수 있다.
In FIG. 10, it has been described that an extension electrode is formed at the ends of the
(제 7 실시예)(Seventh Example)
도 11은 제 7 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 11 is a plan view of a light emitting structure according to the seventh embodiment.
도 11을 참조하면, 제 7 실시예에 따른 제 2 전극(200)은 제 1,2 전극패드(211, 212)와, 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 테두리에 배치된 에지 전극패턴(220)과, 상기 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 테두리 내에 배치된 브랜치 전극패턴(230)을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 11, the
그리고, 상기 에지 전극패턴(220)은 상기 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)를 연결하는 세로방향(x)의 모서리에 배치된 제 1 에지 전극(221)과, 상기 제 1 전극패드(211)을 통해 상기 제 1 에지 전극(221)과 연결되어 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 2 에지 전극(222)과, 상기 제 2 에지 전극(222)과 연결되어 상기 제 1 에지 전극(211)의 맞은편의 세로방향(x)의 모서리에 배치되는 제 3 에지 전극(223)과, 상기 제 3 에지 전극(223) 및 상기 제 2 전극패드(212)를 통해 제 1 에지 전극(221)과 연결되며 상기 제 2 에지 전극(222)의 가로방향(y)의 모서리에 배치되는 제 4 에지 전극(224)을 포함할 수 있다.In addition, the
상기 브랜치 전극패턴(230)은 상기 제 1 전극패드(211)에서 연장되어 상기 면 내부로 연장되는 제 1 브랜치 전극(251)과 제 2 브랜치 전극(252)을 포함할 수 있다. 상기 제 1 브랜치 전극(251)과 제 2 브랜치 전극(252)가 형성되어 하나의 브랜치 전극이 형성될 때 보다 전류 스프레딩 효과가 증가하여 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 상기 제 1 브랜치 전극(251)은 제 2 에지 전극(222)으로부터 25~35도의 제 1 방향각(θ4)을 가지며 연장될 수 있고, 제 2 브랜치 전극(252)은 제 1 브랜치 전극(251)으로부터 25~35도의 제 2 방향각(θ5)을 가지며 연장될 수 있다. 상기 방향각(θ4, θ5)이 25도 미만일 때, 상기 제 1, 제 2 브랜치 전극(251, 252) 및 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격이 좁아 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 그리고, 상기 방향각(θ4, θ5)이 35도 이상일 때, 상기 제 1, 제 2 브랜치 전극(251, 252) 및 제 1 에지 전극(221) 사이의 간격이 좁아 전류 집중현상이 발생할 수 있다. 예를 들어, 상기 방향각(θ4, θ5)이 각각 30도로 형성되어 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면에 균일하게 전류 스프레딩 효과를 가져올 수 있다. The
상기 제 1 브랜치 전극(251)은 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 제 1 특정 지점(d)까지 연장될 수 있다. 그리고, 상기 제 1 브랜치 전극(251)은 제 1 특정 지점(d)에서 연장방향을 제 2 에지 전극(222)을 향하도록 변경하여 연장될 수 있다. The
이때, 상기 제 1 특정 지점(d)과 제 2 에지 전극(222) 사이의 길이는 제 1 도전형 반도체층(11)의 전체 세로길이에 33.3% 내지 45% 사이로 형성될 수 있다. In this case, a length between the first specific point d and the
상기 제 1 브랜치 전극(251)의 연장된 제 1 특정 지점(d)과 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격이 제 1 도전형 반도체층(11) 전체 세로길이의 33.3% 미만일 경우, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)의 중앙 영역에 제 1 브랜치 전극(251)이 배치되지 않아, 이 영역으로 전류 스프레딩이 원활하지 않을 수 있다. 반면, 상기 제 1 브랜치 전극(251)의 제 1 특정 지점(d)과 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격이 제 1 도전형 반도체층(11)의 전체 세로길이의 45%를 초과할 경우, 상기 제 1 특정 지점(d)과 제 2 에지 전극(222) 사이에 위치한 제 1 도전형 반도체층(11)의 상면에 전극패턴이 형성되지 않아, 이 부분에 전류 스프레딩이 원활하지 않을 수 있다. When the distance between the extended first specific point (d) of the
그리고, 상기 제 1 도전형 반도체층(11)에 가로방향(y)에서, 상기 제 1 브랜치 전극(251)이 연장된 제 1 특정 지점(d)의 위치는 상기 제 1 에지 전극(221) 보다 제 3 에지 전극(223) 측에 가깝게 배치될 수 있다. 왜냐하면, 상기 제 1 에지 전극(221)과 제 1 브랜치 전극(251) 사이에는 제 2 브랜치 전극(252)이 더 배치되어 제 1 에지 전극(221)측에 전류 스프레딩이 원활할 수 있으므로, 상기 제 3 에지 전극(223) 측에 가깝도록 제 1 브랜치 전극(251)의 제 1 특정 지점(d)을 연장 배치하여, 제 3 에지 전극(223) 측에 가까운 제 1 도전형 반도체층(11)의 영역에 전류 스프레딩을 촉진하기 위함이다. And, in the horizontal direction (y) to the first conductivity
제 1 브랜치 전극(251)이 연장된 제 1 특정 지점(d)에서 연장된 연장전극이 더 배치되어 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 전류 스프레딩을 원활하게 할 수 있다. 예를 들어, 연장전극은 제 1 특정 지점(d)에서 일정 길이와 일정 각도를 가지고 연장되어 형성될 수 있다. 연장 전극의 형태나 연장되는 개수는 실시예에 한정하지 않는다.An extended electrode extending from the first specific point d in which the
그리고, 상기 제 1 브랜치 전극(251)에서 연장된 연장전극과 상기 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격은 제 1 도전형 반도체층(11)의 전체 세로길이의 5% ~ 20% 로 형성될 수 있다. 상기 연장전극과 상기 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격이 5% 미만으로 형성될 경우 상기 연장전극이 길게 형성되어 발광면을 가리게 되어 전체적인 발광효율을 저하시킬 수 있으며 상기 제 1 브랜치 전극(251)의 연장전극과 상기 제 2 에지 전극(222) 사이의 간격이 20%를 초과하면, 상기 제 1 브랜치 전극(251)의 연장전극과 상기 제 2 에지 전극(222) 사이에 위치하는 제 1 도전형 반도체층(11)의 일부 영역에 전류 스프레딩이 원활하지 않을 수 있다. In addition, the distance between the extension electrode extending from the
이러한 제 1 브랜치 전극(251)과 제 2 브랜치 전극(252)에 대칭되어, 상기 제 2 전극패드(212)에 연장되는 제 3 브랜치 전극(253)과 제 4 브랜치 전극(254)이 배치될 수 있다. 상기 제 3 브랜치 전극(253)과 제 4 브랜치 전극(254)을 상기 제 1 브랜치 전극(251)과 제 2 브랜치 전극(252)와 대칭되도록 배치할 수 있다. 상기 제 3 브랜치 전극(253)과 제 4 브랜치 전극(254)에 관한 설명은 상술한 제 1, 2 브랜치 전극(251,252)와 동일하므로 생략하기로 한다.A
제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 각 전극패드(210)에서 초기에 4방향으로 전류가 흐를 수 있어, 전극패드(210) 주위에 전류가 집중되는 현상을 방지할 수 있다. In the
또한, 제 6 실시예의 제 2 전극(200)은 제 1 도전형 반도체층(11) 상면 에 균형있게 브랜치 전극패턴(230)을 배치하여, 전류를 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 골고루 확산시킬 수 있다.
In addition, in the
(제 8 실시예)(Eighth Example)
도 12는 제 8 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 12 is a plan view of a light emitting structure according to the eighth embodiment.
제 8 실시예의 제 2 전극(200)은 제 7 실시예와 유사하므로, 양 패턴의 차이점을 중심으로 서술하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다. Since the
제 8 실시예의 제 2 전극(200)은 제 1 전극패드(211)에서 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 안쪽으로 연장되는 제 1 브랜치 전극(261)과 제 2 브랜치 전극(262)을 포함하고, 제 2 전극패드(212)에서 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 안쪽으로 연장되는 제 3 브랜치 전극(263)과 제 4 브랜치 전극(264)을 포함할 수 있다. The
상기 제 1 브랜치 전극(261)은 제 2 에지 전극(222)으로부터 25도 내지 35도 사이의 각(θ4)을 가지며 제 1 도전형 반도체층(11) 상면 내의 제 1 특정지점(d)까지 연장된 후, 상기 제 1 특정지점(d)에서 연장방향을 변경하여 제 4 에지 전극(224)을 향하도록 형성될 수 있다. The
그리고, 상기 제 2 브랜치 전극(262)은 제 1 브랜치 전극(261)으로부터 25도 내지 35도 사이의 각(θ5)를 가지며 제 1 도전형 반도체층(11) 상면의 내측으로 연장될 수 있다. In addition, the
그리고, 상기 제 3 브랜치 전극(263)은 상기 제 1 브랜치 전극(261)에 상하 대칭되도록 배치될 수 있고, 상기 제 4 브랜치 전극(264)는 상기 제 2 브랜치 전극(262)에 상하 대칭되도록 배치될 수 있다. In addition, the third branch electrode 263 may be disposed to be symmetrical vertically to the
이러한 제 7 실시예의 제 2 전극(200)은 각 전극패드(210)에서 초기에 4방향으로 전류가 흐를 수 있어, 전극패드(210) 주위에 전류가 집중되는 현상을 방지할 수 있다. In the
또한, 제 7 실시예의 제 2 전극(200)은 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 균형있게 브랜치 전극패턴(230)을 배치하여, 전류를 제 1 도전형 반도체층(11) 상면에 골고루 확산시킬 수 있다. In addition, in the
표 3은 크로스 패턴(ref)과 제 4 내지 제 8 실시예들의 발광효율을 비교하는 표이다. 표 3에서 유효접합면적은 크로스 패턴을 레퍼런스로 100%로 설정하였을 때, 실시예의 패턴에 따라 레퍼런스에 비해 유효접합면적이 향상된 정도를 퍼센트로 나타낸 것이다. Table 3 is a table comparing the cross pattern ref and the luminous efficiency of the fourth to eighth embodiments. In Table 3, when the cross pattern is set to 100% as a reference, the effective junction area in Table 3 indicates the degree of improvement in the effective junction area compared to the reference according to the pattern of the embodiment in percent.
표 3을 보면, 제 4 내지 제 8 실시예의 발광효율은 크로스 패턴을 갖는 발광소자에 비하여 향상된 것을 알 수 있다. Referring to Table 3, it can be seen that the luminous efficiency of the fourth to eighth embodiments is improved compared to the light emitting device having a cross pattern.
이는 크로스 패턴에 비하여 제 4 내지 제 8 실시예의 유효접합면적(Effective junction area)이 증가하였기 때문이다. 일반적으로 전극면적이 줄면서 유효집합면적이 증가할 경우 광도는 증가하되 동작전압(Vf) 특성이 저하되는 양상을 보이나 실시예의 경우, 적절한 전극패턴 배치로 향상된 전류확산특성으로 인하여 전극의 면적이 감소하였음에도 동작전압 특성이 향상되었으며, 광도(Po) 또한 증가하였다.
This is because the effective junction area of the fourth to eighth embodiments is increased compared to the cross pattern. In general, when the electrode area decreases and the effective assembly area increases, the luminous intensity increases but the operating voltage (Vf) characteristics decrease. However, in the case of the embodiment, the electrode area decreases due to the improved current diffusion characteristics by appropriate electrode pattern arrangement. In spite of that, the operating voltage characteristics were improved and the luminous intensity (Po) was also increased.
(제 9 실시예)(Example 9)
도 13은 제 9 실시예에 따른 발광구조물의 평면도다. 13 is a plan view of a light emitting structure according to the ninth embodiment.
제 9 실시예의 제 2 전극(200)은 제 2 실시예와 유사하므로, 양 패턴의 차이점을 중심으로 서술하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략하기로 한다. Since the
제 9 실시예의 제 2 전극(200)의 에지 전극패턴(220) 또는/및 브랜치 전극패턴(230)은 전극패드(210)에서 멀어질수록 그 폭이 점차 증가할 수 있다. The
도 13을 보면, 제 2 에지 전극(222)과 제 4 에지 전극(224)은 각각 제 1 전극패드(211)와 제 2 전극패드(212)에 멀어질수록 그 폭이 증가할 수 있다. 또한, 제 1 및 브랜치 전극(231, 232)도 제 1 전극패드(211) 및 제 2 전극패드(212)에 멀어질수록 그 폭이 증가할 수 있다. 전극의 저항은 전극의 폭에 비례하므로, 전류를 공급하는 전극패드(210)에서 멀어질수록 그 폭을 증가시켜 저항을 낮춤으로써, 전극패드(210)와 멀리 떨어진 전극패턴까지 전류를 스프레딩할 수 있다. 이때, 증가하는 에지 전극 및 브랜치 전극패턴(230) 폭의 최대치는 시작점인 전극패드(210)와 연결된 부분의 폭의 3배 이내로 한다. 에지 전극 및 브랜치 전극의 폭이 전극패드(210)와 연결된 부분에 비해 3배 이상 증가할 경우 증가한 폭에 의해서 활성층(12)에서 발광된 빛을 차단하여 광추출 효율을 하락시킬 수 있기 때문이다.Referring to FIG. 13, widths of the
그리고, 상기 제 1 및 제 2 브랜치 전극(231, 232)가 만나는 지점(a)과 상기 제 3 에지 전극(223)을 연결하는 제 3 브랜치 전극(233)은 상기 제 1 및 제 2 브랜치 전극(231, 232)이 최대로 증가된 폭과 같은 일정한 폭으로 형성될 수 있다. In addition, the
도 13에 도시된 바와 다르게, 상기 제 3 브랜치 전극(232)도 제 3 에지 전극(223)에 가까워질수록 폭이 점차 증가되도록 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. As shown in FIG. 13, the
전류의 스프레딩 거리는 전극의 폭에 비례한다. 따라서, 제 9 실시예의 제 2 전극(200)의 경우, 전극패턴의 폭을 전극패드(210)에서 멀어지는 방향으로 증가하도록 형성하여, 전류 스프레딩 특성을 향상시킬 수 있다. 도 13을 보면, 상기 제 2 에지 전극(222), 제 4 에지 전극(224), 제 1 브랜치 전극(231) 및 제 2 브랜치 전극(232)은 폭이 점차 증가된 모습으로 도시되어 있으나, 폭이 단계적으로 증가되는 형태도 가능할 것이다. The spreading distance of the current is proportional to the width of the electrode. Therefore, in the case of the
또한, 도 13과 다르게, 각 전극패턴 별로 폭을 달리하여 전류 확산을 촉진시킬 수도 있다. 예를 들어, 상기 전극패드(210)와 인접한 제 1, 2, 4 에지 전극(221, 222, 224) 보다 제 3 에지 전극(223)의 폭을 두껍게 형성할 수 있다. 그리고, 상기 전극패드(210)와 인접한 제 1, 2 브랜치 전극(231, 232) 보다 제 3 브랜치 전극(233)의 폭을 두껍게 형성할 수 있다. 즉, 상기 전극패드(210)에서 멀이 떨어진 전극패턴의 폭을 두껍게 형성하여 전류 확산을 촉진할 수 있다. In addition, unlike FIG. 13, current diffusion may be promoted by varying the width for each electrode pattern. For example, the width of the
이러한 제 9 실시예의 기술적인 특징은 제 1 내지 제 8 실시예도 적용될 수 있다.
The technical features of the ninth embodiment can also be applied to the first to eighth embodiments.
(제 10 실시예)(Tenth Example)
도 14(a)와 (b)는 제 10 실시예에 따른 제 2 전극의 수직 단면도이다. 14A and 14B are vertical cross-sectional views of the second electrode according to the tenth embodiment.
도 3에 제 10 실시예를 적용하였을 때, 도 14(a)와 (b)는 도 3의 제 2 전극(200)을 X-Y 방향으로 자른 수직 단면도로 이해할 수 있다. When the tenth embodiment is applied to FIG. 3, FIGS. 14A and 14B can be understood as vertical cross-sectional views of the
일반적으로 제 2 전극(200)은 균일한 두께로 형성되나, 제 10 실시예의 제 2 전극(200)은 도 14에 도시된 것처럼 위치에 따라 두께를 달리하여 형성될 수 있다. In general, the
도 14(a)를 보면, 제 2 전극(200)을 이루는 전극패턴의 두께는 전극패드(210)에서 멀어지는 방향으로 단계적으로 증가할 수 있다. Referring to FIG. 14A, the thickness of the electrode pattern forming the
이때, 상기 전극패턴의 두께를 증가시키기 위해, 전극패턴의 증착을 적어도 두번 이상 실행하여, 상기 전극패턴의 두께를 단계적으로 증가시킬 수 있다. In this case, in order to increase the thickness of the electrode pattern, the electrode pattern may be deposited at least twice, thereby increasing the thickness of the electrode pattern step by step.
또는, 도 14(b)를 보면, 제 2 전극(200)을 이루는 전극패턴의 두께는 전극패드(210)에서 멀어지는 방향으로 선형적으로 증가할 수 있다. Alternatively, referring to FIG. 14B, the thickness of the electrode pattern forming the
수식 1Equation 1
수식 1을 보면, 전류의 스프레딩 거리(LS, spreading length)는 전극의 두께(t)에 비례한다. In Equation 1, the spreading length (LS) of the current is proportional to the thickness (t) of the electrode.
따라서, 제 10 실시예의 제 2 전극(200)의 경우, 전극패턴의 두께를 패드에서 멀어지는 방향으로 증가하도록 형성하여, 전류 스프레딩 특성을 향상시킬 수 있다. Accordingly, in the case of the
이러한 제 10 실시예의 기술적인 특징은 제 1 내지 제 8 실시예에 적용될 수 있으며, 제 9 실시예와 병행하여 적용될 수도 있을 것이다.
The technical features of the tenth embodiment can be applied to the first to eighth embodiments, and may be applied in parallel with the ninth embodiment.
(제 11 실시예)(Eleventh Example)
도 15는 제 11 실시예에 따른 발광구조물의 평면도이다. 15 is a plan view of a light emitting structure according to an eleventh embodiment.
제 11 실시예는 전극패드(210)와, 전극패드(210) 아래 배치된 전류차단층(90)을 변형한 것으로, 변형된 차이점을 중심으로 설명하며 중복되는 내용에 대한 설명은 생략한다. In the eleventh embodiment, the
도 15를 보면, 전극패드(210)에는 홀(H)이 배치될 수 있다. 상기 홀(H)은 전극패드(210)를 관통하여 상기 제 1 도전형 반도체층(11)까지 형성될 수 있다. 만약, 상기 홀(H) 아래에 제 1 전류차단층(95)이 배치된다면, 이를 관통하여 제 1 도전형 반도체층(11)까지 형성될 수 있다. Referring to FIG. 15, a hole H may be disposed in the
상기 홀(H)은 전극패드(210)의 수직방향으로 전류가 흐를 수 있도록 하여, 상기 전극패드(210) 주위에 전류가 집중되는 현상을 억제할 수 있다.The hole H allows current to flow in a vertical direction of the
그리고, 상기 홀(H) 형태는 원형 또는 다각형 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 또한, 상기 홀(H)이 원형일 때, 직경은 5um 내지 15um 사이일 수 있다. 상기 홀(H)의 직경이 5um 미만일 때, 상기 홀(H)의 전류 주입효과가 감소되어 그 실효성이 떨어질 수 있다. 또한, 상기 홀(H)의 직경이 15um 초과할 때, 전류가 홀(H)을 통해서만 흘러 전류 확산이 어려울 수 있다. In addition, the shape of the hole H may be formed in various shapes such as a circle or a polygon. In addition, when the hole H is circular, the diameter may be between 5um and 15um. When the diameter of the hole H is less than 5 μm, the current injection effect of the hole H may be reduced, and the effectiveness thereof may be reduced. In addition, when the diameter of the hole H exceeds 15 μm, current flows only through the hole H, and current diffusion may be difficult.
이러한 제 11 실시예의 기술적 특징은 제 1 내지 10 실시예에 적용될 수 있을 것이다.
The technical features of the eleventh embodiment may be applied to the first to tenth embodiments.
(제 12 실시예)(Twelfth Example)
도 16은 제 12 실시예에 따른 발광구조물의 평면도이다. 16 is a plan view of a light emitting structure according to a twelfth embodiment.
제 12 실시예는 전극패턴의 단락된 단부에 포인트 전극(P)을 배치하여, 전류 확산 효율을 향상시키려는 것으로, 변형된 차이점을 중심으로 설명하며, 중복되는 설명은 생략한다. In the twelfth embodiment, the point electrode P is disposed at the short-circuited end of the electrode pattern to improve the current diffusion efficiency, and the modified difference will be mainly described, and redundant description will be omitted.
도 16을 보면, 상기 제1, 2, 3, 4 브랜치 전극(251,252,253,254) 또는 상기 제 1, 3 에지 전극(221,223)의 단부에는 전극의 면적이 확장된 포인트 전극(P)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 16, point electrodes P having an extended electrode area may be disposed at ends of the first, second, third, and
상기 단부에 면적이 확장된 포인트 전극(P)이 배치됨에 따라서, 상기 제1, 2, 3, 4 브랜치 전극(251,252,253,254) 또는 상기 제 1, 3 에지 전극(221, 223)의 저항이 줄어들고 제 1 도전형 반도체층(11)과의 접촉 면적을 넓혀, 각 전극의 단부까지 충분히 전류가 흐르도록 하여, 전류 스프레딩 특성을 향상시킬 수 있다. As the point electrode P having an expanded area is disposed at the end, the resistance of the first, second, third, and
상기 포인트 전극(P)의 모양은 원형 또는 다각형 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다. The shape of the point electrode P may be formed in various shapes such as a circle or a polygon.
이러한 제 12 실시예의 기술적 특징은 광추출 효율 향상을 위하여 전극패턴을 단락시킨 제 4 내지 제 8 실시예에 적용될 수 있을 것이다.
The technical features of the twelfth embodiment may be applied to the fourth to eighth embodiments in which the electrode patterns are short-circuited to improve light extraction efficiency.
이러한 제 1 내지 제 11 실시예의 제 2 전극(200)을 포함하는 발광소자(100)는 발광소자 패키지에 설치될 수 있다. The
도 17은 실시 예에 따른 발광소자가 적용된 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.17 is a diagram illustrating a light emitting device package to which a light emitting device according to an embodiment is applied.
도 17을 참조하면, 실시 예에 따른 발광소자 패키지는 몸체(120)와, 상기 몸체(120)에 배치된 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과, 상기 몸체(120)에 제공되어 상기 제1 리드전극(131) 및 제2 리드전극(132)과 전기적으로 연결되는 실시 예에 따른 발광소자(100)와, 상기 발광소자(100)를 포위하는 몰딩부재(140)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 17, a light emitting device package according to an embodiment includes a body 120, a first lead electrode 131 and a second lead electrode 132 disposed on the body 120, and the body 120 The
그리고, 실시예에 따른 발광소자가 설치된 발광소자 패키지는 복수개가 기판 상에 어레이되며, 상기 발광 소자 패키지에서 방출되는 광의 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트, 형광 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능하거나 조명 유닛으로 기능할 수 있으며, 예를 들어, 조명시스템은 백라이트 유닛, 조명 유닛, 지시 장치, 램프, 차량용 램프, 가로등을 포함할 수 있다.
In addition, in the light emitting device package in which the light emitting device according to the embodiment is installed, a plurality of light emitting device packages are arranged on a substrate, and an optical member such as a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, a fluorescent sheet, etc. are disposed on a path of light emitted from the light emitting device package. I can. Such a light emitting device package, a substrate, and an optical member may function as a backlight unit or a lighting unit. For example, the lighting system may include a backlight unit, a lighting unit, an indication device, a lamp, a vehicle lamp, and a street light. .
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 실시예를 한정하는 것이 아니며, 실시예가 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 설정하는 실시예의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Although the embodiments have been described above, these are only examples and are not intended to limit the embodiments, and those of ordinary skill in the field to which the embodiments belong are not departing from the essential characteristics of the embodiments. It will be seen that branch transformation and application are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be modified and implemented. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the embodiments set in the appended claims.
Claims (17)
상기 제 1 전극 상에 제 2 도전형 반도체층;
상기 제 2 도전형 반도체층 상에 활성층;
상기 활성층 상에 제 1 도전형 반도체층; 및
상기 제 1 도전형 반도체층 상면에 배치되는 제 2 전극; 을 포함하고,
상기 제 2 전극은 적어도 하나 이상의 전극패드와, 상기 전극패드에 연결되고 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 테두리에 배치되는 에지 전극패턴과, 상기 전극패드 또는 에지 전극패턴에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내부로 연장되는 적어도 하나 이상의 브랜치 전극패턴을 포함하고,
상기 전극패드는 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 한 모서리를 공유하는 두 개의 코너에 각각 배치된 제 1 전극패드와 제 2 전극패드는 포함하고,
상기 에지 전극패턴은 상기 제 1 전극패드와 제 2 전극패드를 연결하는 세로방향의 모서리에 배치된 제 1 에지 전극과, 상기 제 1 전극패드를 통해 상기 제 1 에지 전극과 연결되어 가로방향의 모서리에 배치되는 제 2 에지 전극과, 상기 제 2 에지 전극과 연결되어 상기 제 1 에지 전극의 맞은편의 세로방향의 모서리에 배치되는 제 3 에지 전극과, 상기 제 3 에지 전극 및 상기 제 2 전극패드를 통해 제 1 에지 전극과 연결되며 상기 제 2 에지 전극의 맞은편의 가로방향의 모서리에 배치되는 제 4 에지 전극을 포함하고,
상기 브랜치 전극패턴은 상기 제 1 전극패드에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내부로 연장되는 제 1 브랜치 전극과, 상기 제 2 전극패드에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내부로 연장되는 제 2 브랜치 전극과, 상기 제 1 브랜치 전극과 제 2 브랜치 전극이 만난 지점과 상기 제 3 에지 전극을 연결하는 제 3 브랜치 전극을 포함하는 발광소자.A first electrode;
A second conductivity type semiconductor layer on the first electrode;
An active layer on the second conductivity type semiconductor layer;
A first conductivity type semiconductor layer on the active layer; And
A second electrode disposed on an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer; Including,
The second electrode includes at least one electrode pad, an edge electrode pattern connected to the electrode pad and disposed on an edge of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer, and the first conductivity type semiconductor in the electrode pad or edge electrode pattern. At least one branch electrode pattern extending into the upper surface of the layer,
The electrode pad includes a first electrode pad and a second electrode pad respectively disposed at two corners sharing one corner of an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer,
The edge electrode pattern has a first edge electrode disposed at a corner in a vertical direction connecting the first electrode pad and a second electrode pad, and the edge electrode pattern is connected to the first edge electrode through the first electrode pad, A second edge electrode disposed at, a third edge electrode connected to the second edge electrode and disposed at a vertical edge opposite the first edge electrode, the third edge electrode, and the second electrode pad And a fourth edge electrode connected to the first edge electrode through the second edge electrode and disposed at a corner in the horizontal direction opposite the second edge electrode,
The branch electrode pattern includes a first branch electrode extending from the first electrode pad into an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer, and a second branch electrode extending from the second electrode pad into an upper surface of the first conductivity type semiconductor layer. A light emitting device comprising a second branch electrode, and a third branch electrode connecting the third edge electrode to a point where the first branch electrode and the second branch electrode meet.
상기 제 1 브랜치 전극과 상기 제 2 에지 전극이 이루는 각과, 상기 제 2 브랜치 전극과 상기 제 4 에지 전극이 이루는 각은 45도 이하인 발광소자. The method of claim 1,
An angle formed by the first branch electrode and the second edge electrode, and an angle formed by the second branch electrode and the fourth edge electrode is 45 degrees or less.
상기 제 1 에지 전극 및 제 3 에지 전극의 일부에 단선되는 단선구간이 형성되고, 상기 제 3 브랜치 전극은 상기 제 3 에지 전극과 연결되는 일부에 단선구간이 형성되는 발광소자. The method of claim 1,
A light emitting device in which a disconnected section is formed in a part of the first edge electrode and a third edge electrode, and a disconnected section is formed in a part of the third branch electrode connected to the third edge electrode.
상기 브랜치 전극패턴 또는 에지 전극패턴의 단선구간의 단부에서 상기 제 1 도전형 반도체층 상면의 내측을 향해 연장되는 적어도 하나 이상의 연장전극을 더 포함하는 발광소자. The method of claim 6,
The light emitting device further comprises at least one extension electrode extending from an end of the disconnected section of the branch electrode pattern or the edge electrode pattern toward the inside of the upper surface of the first conductivity type semiconductor layer.
상기 브랜치 전극패턴 또는 에지 전극패턴은 상기 전극패드에서 멀어지는 방향으로 폭이 증가하는 발광소자.The method according to any one of claims 1, 5, 6, and 7,
The branch electrode pattern or the edge electrode pattern is a light emitting device whose width increases in a direction away from the electrode pad.
상기 브랜치 전극패턴 또는 에지 전극패턴의 두께는 상기 전극패드에서 멀어지는 방향으로 단계적으로 증가하거나, 선형적으로 증가하는 발광소자.The method according to any one of claims 1, 5, 6, and 7,
The thickness of the branch electrode pattern or the edge electrode pattern increases in steps in a direction away from the electrode pad, or increases linearly.
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