KR20150038933A - 발광 다이오드 패키지 - Google Patents
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Abstract
광 추출 효율이 개선된 발광 다이오드 패키지를 제공된다. 발광 다이오드 패키지는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층 하부에 배치되는 유전체층을 포함하되, 상기 유전체층은 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층이 교번하여 적층된 다층 구조이고, 상기 활성층과 상기 반사층과의 거리는 mλ/4n이며, 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 n은 상기 활성층과 상기 유전체층 사이에 배치된 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수이다.
Description
본 발명은 발광 다이오드 패키지에 관한 것으로, 보다 상세하게는 분산 브래그 반사기(DBR, Distributed Bragg Reflector)을 포함하는 발광 다이오드 패키지에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전기에너지가 빛에너지로 변환되는 특성을 가진 p-n 접합 다이오드이다. 발광 다이오드는 순방향 전압 인가 시 n층의 전자와 p층의 정공(hole)이 결합하여, 전도대(Conduction band) 및 가전대(Valance band)의 에너지 갭(gap)에 해당하는 만큼의 빛 에너지를 생성할 수 있다. 질화물 반도체를 이용한 청색(Blue) 발광 다이오드, 녹색(Green) 발광 다이오드 및 자외선(UV) 발광 다이오드 등은 상용화되어 널리 사용되고 있으며 그 응용 분야 또한 점차 확대되고 있다.
발광 다이오드에서 발광 효율을 개선하는 것은 중요한 과제이며, 이를 위한 노력 및 연구는 계속되고 있다. 예컨대, 발광 다이오드의 광 방출면에 거친 표면을 형성하거나, 광 방출면의 반대쪽에 금속 반사층을 배치하여 광을 반사시켜 광 효율을 높일 수 있다. 다만 상기 방법은 개선되는 광 추출효율에 한계가 있으며, 또한 금속 반사층은 산화될 수 있어 반사율이 감소되는 문제점이 있다.
이에, 본 발명이 해결하려는 과제는 보다 광 추출 효율이 개선된 발광 다이오드 패키지를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하려는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층 및 상기 제1 도전형 반도체층 하부에 배치되는 유전체층을 포함하되, 상기 유전체층은 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층이 교번하여 적층된 다층 구조이고, 상기 활성층과 상기 반사층과의 거리는 mλ/4n이며, 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 n은 상기 활성층과 상기 유전체층 사이에 배치된 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수이다.
상기 유전체층은 상기 제1 유전체층이 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에 배치되고 상기 제2 유전체층이 상기 제1 유전체층 하부에 배치되도록 적층될 수 있다.
또한, 제1 유전체층 및 상기 제2 유전체층의 두께는 λ/4ndm일 수 있으며, 여기서 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층의 굴절률이며, 상기 m은 자연수이다.
나아가, 상기 제1 유전체층은 SiO2 또는 MgF을 포함하고, 상기 제2 유전체층은 TiO2, Si3N4, ZrO2, TaBO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예서 상기 유전체층 하부에 배치된 금속층을 더 포함할 수 있고, 상기 금속층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
나아가, 상기 제2 유전체층 상에 형성된 광 추출 패턴을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유전체층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있고, 상기 투명 전극층은 ITO, ZnO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, Ni, Ag 또는 Au 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 몇몇 실시예에서 상기 투명 전극층은 그래핀(graphene)으로 형성될 수 있다.
상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광소자 패키지는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층, 상기 제1 도전형 반도체층 하부에 배치된 투명 전극층 및 상기 투명 전극층 하부에 배치되고, 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층이 교번 적층되어 형성되는 유전체층을 포함하되, 상기 유전체층에서 제1 유전체층이 상기 투명 전극층과 접하도록 배치되며, 상기 유전체층에서, 투명 전극층과 접하는 제1 유전체층의 두께는 (λ/4ndm)-Δ이고, 상기 유전체층의 나머지 층들의 두께는 (λ/4ndm)이며, 상기 활성층과 상기 유전체층과의 거리는 (mλ/4n)+ Δ(nd/n)이고, 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층 각각의 굴절률이며, 상기 n은 상기 활성층과 상기 유전체층 사이에 배치된 투명 전극층을 포함한 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수이다.
또한, 상기 유전체층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 유전체층 하부에 배치된 금속층을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 광 추출 패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 기타 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.
즉, 본 발명의 실시예들에 따른 발광 다이오드에 의하면, 발광 다이오드의 광추출 효율이 보다 개선될 수 있다. 아울러, 두께가 보다 얇으면서 개선된 발광 효율을 가진 발광 다이오드가 제공될 수 있어 보다 다양한 영역에 적용될 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 2는 시야각에 따른 광 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 거리에 따른 광 추출 효율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 8을 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 2는 시야각에 따른 광 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 3은 거리에 따른 광 추출 효율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 8을 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층"위(on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(10)는 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130) 및 유전체층(140)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(110) 상에 배치된 활성층(120)될 수 있고, 활성층(120) 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(130)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130) 사이에 활성층(120)이 개재된 구조일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 하나의 발광 구조체(EC)를 형성할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 유기금속 화학 증착법(MOCVD, Metal Organic Chemical Vapor Deposition), 분자선 성장법(MBE, Molecular Beam Epitaxy) 또는 수소화물 기상 성장법(HVPE, Hydride Vapor Phase Epitaxy) 등으로 형성될 수 있다.
여기서 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130)의 도전형은 서로 반대일 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(110)은 n형이고, 제2 도전형 반도체층(130)이 p형일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제2 도전형 반도체층(130)은 n형이고 제1 도전형 반도체층(110)이 p형일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 (B, Al, In, Ga)N로 형성된 GaN 계열의 반도체층일 수 있다. 즉 n형 반도체층은 Si를 도핑하여 형성될 수 있고, p형 반도체층은 Mg를 도핑하여 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 몇몇 실시예에서 발광 구조체(EC)를 이루는 반도체층들은 AlGaAs, AlGaInP 등의 화합물로 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 도 1에 도시된 바와 같이 단일층일 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며 몇몇 실시예에서 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 다층 구조일 수 있다.
활성층(120)은 이를 구성하는 조성 원소 및 조성비에 따라 방출되는 파장의 광이 달라질 수 있다. 활성층(120)은 단일 양자 우물 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 활성층(120)은 웰층(미도시)과 장벽층(미도시)이 교대로 반복되어 적층된 구조인 다중 양자 우물 구조(MQW, Multiple Quantum Wells) 또는 양자선 구조(Quantum Wires)일 수 있다. 활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)으로부터 제공되는 전자(electron) 및 정공(hole)의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 발광 다이오드 패키지(10)는 제1 도전형 반도체층(110)과 활성층(120) 사이에 배치된 초격자층(미도시)를 더 포함할 수 있다. 상기 초격자층은 조성이 서로 상이한 적어도 두개의 AlGaN층이 반복하여 적층된 구조일 수 있다. 초격자층(미도시)는 제1 도전형 반도체층(110)으로부터 활성층(120)으로 전위(dislocation) 또는 결함(defect) 등이 전달되는 것을 방지할 수 있고, 활성층(120)은 보다 양호한 결정성을 가질 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110)의 하부에는 유전체층(140)이 배치될 수 있다. 유전체층(140)은 분산 브래그 반사기(DBR, Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 즉, 유전체층(140)은 활성층(120)에서 하부로 방출된 빛을 상부로 반사할 수 있다. 유전체층(140)에서 반사된 빛은 활성층(120)에서 상부로 방출된 빛과 보강 간섭될 수 있으며, 이에 따라 광 추출효율이 향상될 수 있다. 이하, 유전체층(140)의 구조에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
유전체층(140)은 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층(140a)과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층(140b)이 교번하여 적층된 다층 구조일 수 있다.
유전체층(140)은 제1 유전체층(140a)이 제1 도전형 반도체층(110)의 하부에 배치되고 제2 유전체층(140b)이 제1 유전체층(140a)의 하부에 배치되도록 적층될 수 있다. 즉, 제1 유전체층(140a)은 활성층(110)에서 하부로 방출되는 광과 먼저 접하는 유전체층일 수 있다. 상기와 같이 배치된 제1 유전체층(140a)과 제2 유전체층(140b)은 하나의 쌍(pair)으로써 하나의 분산 브래그 반사기(DBR)를 형성할 수 있다. 유전체층(140)은 도 1에 도시된 바와 같이 두개의 분산 브래그 반사기(DBR)이 적층된 구조일 수 있다. 다만, 유전체층(140)를 형성하는 분산 브래그 반사기(DBR)의 수는 이에 한정되는 것이 아니며, 후술할 활성층(120)과의 거리(D1) 및 각 층의 두께(D2, D3)에 관련한 조건을 충족한다면 보다 많은 유전체층(140)은 보다 많은 분산 브래그 반사기(DBR)로 형성될 수 있다.
제1 유전체층(140a)의 굴절률은 제2 유전체층(140b)의 굴절률보다 낮을 수 있다. 즉, 제1 유전체층(140a)은 약 1.5의 굴절률을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예컨데 제1 유전체층(140a)은 SiO2 또는 MgF을 포함할 수 있다. 제2 유전체층(140b)는 약 2.5의 굴절률을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예컨데 제2 유전체층(140b)은 TiO2, Si3N4, ZrO2, TaBO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
활성층(120)과 유전체층(140)과의 거리(D1)는 mλ/4n일 수 있다. 여기서 활성층(120)이 다중 양자 우물 구조(MQW, Multiple Quantum Wells)인 경우, 거리(D1)는 활성층(120)을 구성하는 우물(well) 중 유전체층(140)과 가장 가깝게 위치한 우물(well)과 유전체층(140) 표면 사이의 거리일 수 있다. 여기서 상기 λ은 활성층(120)에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 n은 활성층(120)과 유전체층(140) 사이에 배치된 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수일 수 있다. 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(10)에서 활성층(120)과 유전체층(140)사이에 배치된 층은 제1 도전형 반도체층(110)이므로, 상기 n은 제1 도전형 반도체층(110)의 굴절률일 수 있으며, 거리(D1)은 제1 도전형 반도체층(110)의 두께일 수 있다.
여기서 유전체층(140)의 각 층의 두께는 λ/4ndm일 수 있다. 상기 λ은 활성층(120)에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 제1 유전체층(140a) 또는 제2 유전체층의 굴절률(140b)이며, 상기 m은 자연수일 수있다. 제1 유전체층(140a)의 굴절률(nd)은 제2 유전체층(140b)의 굴절률(nd)보다 작기 때문에 제1 유전체층(140a)의 두께(D2)는 제2 유전체층(140b)의 두께(D3)보다 두꺼울 수 있다.
상기 조건에 부합하여 배치된 유전체층(140)은 활성층(120)에서 하부로 방출된 광을 위상의 변화없이 반사시킬 수 있다. 위상의 변화없이 반사된 광은 활성층(120)에서 상부로 방출된 광과 동일한 위상으로 만날 수 있으며, 보강 간섭이 발생될 수 있어 특정 빛의 진행 방향에 대해 광의 세기 커질 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(10)는 상기 조건에 부합하는 두께(D2, D3)를 가진 유전체층(140)을 상기 조건에 부합하는 거리(D1)에 배치하여 보다 높은 광 추출 효율을 제공할 수 있다. 이하, 도 2 및 도 3을 참조하여 상기 효과에 대해 보다 상세하게 설명하도록 한다.
도 2는 시야각에 따른 광 반사율을 나타낸 그래프이며, 도 3은 거리에 따른 광 추출 효율을 나타낸 그래프이다.
구체적으로 설명하면 도 2는 Ag 금속층, 2쌍의 분산 브래그 반사기(DBR) 유전체층(140) 및 4쌍의 분산 브래그 반사기(DBR) 유전체층(140)의 시야각(Incident angle)에 따른 광 반사율(Reflectivity)을 측정한 그래프이다.
여기서 시야각(Incident angle)이 0도 라는 것은 입사광과 유전체층(140)은 수직을 형성한다는 것을 의미하며, 시야각(Incident angle)이 90도라는 것은 입사광과 유전체층(140)이 수평을 형성한다는 것을 의미한다. 도 2를 참조하면, 4쌍의 분산 브래그 반사기(DBR)로 형성된 유전체층(140)은 20도 이하의 좁은 시야각(Incident angle)에서 Ag 금속층보다 높은 반사율을 나타내는 것을 알 수 있다. 즉, 유전체층(140)은 전 시야각(Incident angle)에 반사효과를 제공하는 Ag 금속판과 달리, 효과적인 수직 반사 효과를 제공할 수 있다. 이에 따라 유전체층(140)은 입사된 방출광의 대부분을 수직으로 반사할 수 있다. 수직으로 반사된 상기 광은 활성층(120)에서 상부로 방출되는 광과 보다 용이하게 보강 간섭을 일으킬 수 있으켜 증폭될 수 있다.
도 3을 참조하면, 광 추출 효율(Extraction efficiency)이 최대가 되는 거리는 상술한 보강 간섭 효과가 발생하는 거리일 수 잇다. 여기서 유전체층(140)과 Ag 금속판의 광 추출 효율(Extraction efficiency)은 상이한 거리(d)에서 최대값을 형성하는 것을 알 수 있다. 이는, 유전체층(140)은 위상 변화없이 광을 반사시키지만, Ag 금속판은 π+α 만큼의 위상 변화를 유발하기 때문이다. 여기서 α 는 금속판의 침투 깊이(skin depth)로 결정되는 고유 상수이다. 따라서 보강 간섭에 의해 나타나는 광 추출 효율(Extraction efficiency)은 상이한 거리(d)에서 최대값을 형성할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, Ag 금속판은 120nm에서 가장 높은 광 추출 효율(Extraction efficiency)를 제공하나, 활성층(120)과의 거리가 가까워 질수록 광 추출 효율(Extraction efficiency)이 감소되는 것을 알 수 있다. 이에 달리 유전체층(140)은 활성층(120)과의 거리가 가까워질수록 보다 높은 광 추출 효율(Extraction efficiency)을 제공하는 것을 알 수 있으며, Ag 금속판에 의한 광 추출 효율(Extraction efficiency)보다 높은 광추출 효과를 제공하는 것을 알 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(10)의 유전체층(140)은 상술한 보강 간섭 효과에 의해 보다 높은 광 추출 효율을 제공할 수 있으면서 활성층(120)과 보다 가까운 거리(d)를 형성할 수 있다. 따라서 발광 다이오드 패키지(10)는 보다 얇은 두께로 형성될 수 있으며 소형화 박막화될 수 있으면서 보다 개선된 광 추출 효율을 제공할 수 있다.
이어서, 발광 다이오드 패키지에 포함될 수 있는 기타 구성에 대해서 도 4를 참조하여 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지를 나타낸 단면도이다.
도 4를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(11)는 기판(150), 전극 패드(111, 131)를 더 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 기판(150)은 유전체층(140) 하부에 배치될 수 있다. 다만 이에 한정되는 것은 아니며 기판(150)은 발광 구조체(EC)와 유전체층(140) 사이에 배치될 수 있다. 기판(150)은 투명 기판일 수 있다. 예를 들어 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 또는 Ge 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
또한 몇몇 실시예에서 기판(150)은 광 추출 효율을 향상시키기 위해 경사지게 형성될 수 있으며, 상부면 또는 발광 구조체 내부에 특정 패턴이 형성될 수 있다. 상기 특정 패턴은 랜덤(random)한 러프니스(roughness) 형상 또는 일정한 규칙을 가진 형상일 수 있다. 또한 몇몇 실시예에서 발광 다이오드 패키지(11)는 기판(150) 상에 더 형성된 버퍼층(미도시)을 더 포함 할 수 있다. 상기 버퍼층은 발광 구조체(EC) 형성시 완충 역할을 할 수 있다.
전극 패드(111,131)는 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)에 각각 형성될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이, 제1 전극 패드(111)는 식각된 제1 도전형 반도체층(110)의 상부에 형성될 수 있으며, 제2 전극 패드(131)는 제2 도전형 반도체층(130)의 상부에 형성될 수 있다. 다만, 전극 패드가 형성되는 위치 및 전극 패드의 형상은 이에 한정되는 것은 아니다. 전극패드(111, 131)은 각 도전형 반도체층의 도전형에 따라 n-전극 패드 또는 p-전극 패드일 수 있다. 전극 패드(111,131)는 발광 구조체(EC)에 전원을 공급할 수 있어 발광 구조체(EC)를 구동할 수 있다.
그 밖의 발광 다이오드 패키지(11)에 대한 설명은 동일한 명칭 및 부호를 갖는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광 다이오드 패키지(10)의 구성에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로, 생략하도록 한다.
이어서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지에 대하여 설명하도록 한다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 5를 참조하면, 발광 다이오드 패키지(12)는 투명 전극층(160)을 더 포함할 수 있다. 투명 전극층(160)은 제1 도전형 반도체층(110)과 유전체층(140)사이에 배치될 수 있다. 다만, 이에 한정된 것은 아니며 몇몇 실시예에서 투명 전극층(160)은 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성될 수 있다. 투명 전극층(160)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)보다 비저항이 낮아 전류를 효과적으로 분산시킬 수 있다. 따라서 보다 효과적으로 도전형 반도체층(110)에 전류를 주입할 수 있으며, 이에 따라 활성층(120)에서의 발광은 보다 효율적일 수 있다.
또한 상술한 보강 간섭 효과를 나타내기 위한 활성층(120)과 유전체층(140)과의 거리(D1)는 mλ/4n일 수 있다. 여기서 활성층(120)이 다중 양자 우물 구조(MQW, Multiple Quantum Wells)인 경우, 거리(D1)는 활성층(120)을 구성하는 우물(well) 중 유전체층(140)과 가장 가깝게 위치한 우물(well)과 유전체층(140) 표면 사이의 거리일 수 있다. 여기서 상기 λ은 활성층(120)에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 n은 활성층(120)과 유전체층(140) 사이에 배치된 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수일 수 있다. 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(12)에서 활성층(120)과 유전체층(140)사이에 배치된 층은 제1 도전형 반도체층(110) 및 투명 전극층(160)이므로, 상기 n은 제1 도전형 반도체층(110) 및 투명 전극층(160)의 유효 굴절률일 수 있다. 보다 상세히 설명하면 상기 유효 굴절률(n)은 제1 도전형 반도체층(110)과 투명 전극층(160)의 굴절률을 각 층의 두께에 비례하여 계산한 값일 수 있다.
투명 전극층(160)은 ITO, ZnO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, Ni, Ag 또는 Au 중 적어도 하나의 물질로 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 몇몇 실시예에서, 투명 전극층(160)은 그래핀(graphene)으로 형성될 수 있다. 얇은 두께를 제공할 수 있는 그래핀(graphene)으로 형성된 투명 전극층(160)은 상술한 보강 간섭 효과를 보다 용이하게 충족할 수 있으며, 또한 보다 효과적인 전류 분산 효과를 제공할 수 있다. 따라서 발광 다이오드 패키지(12)는 개선된 광 추출 효율을 제공할 수 있다.
그 밖의 발광 다이오드 패키지(12)에 대한 설명은 동일한 명칭 및 부호를 갖는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광 다이오드 패키지(10)의 구성에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로, 생략하도록 한다.
도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이며, 도 7은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 반사율을 나타낸 그래프이다.
도 6을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(13)는 유전체층(140) 하부에 배치된 금속층(170)을 더 포함할 수 있다.
금속층(170)은 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성될 수 있다.
금속층(170)은 발광 구조체(EC)에서 하부로 방출되는 광을 상부로 반사할 수 있어 보다 발광 다이오드 패키지(13)의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 금속층(170)은 유전체층(140)의 하부에 배치되어 유전체층(140)의 수직 반사율을 보다 향상시킬 수 있다. 도 2 및 도 7을 비교하면, 발광 다이오드 패키지(13)의 수직 반사율은 금속층(170)이 배치되지 않은 발광 다이오드 패키지(10)의 반사율보다 높은 것을 알 수 있다. 즉, 발광 다이오드 패키지(13)은 약 1에 가까운 수직 반사율을 제공할 수 있다. 즉, 금속층(170)은 유전체층(140)의 수직 반사효과를 극대화시킬 수 있으며 보다 많은 양의 광을 상부로 반사시킬 수 있다. 이에 따라 보다 많은 광이 수직 방향에 대해 보강 간섭 효과를 가질 수 있어, 광 추출 효율은 극대화 될 수 있다. 즉, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(13)는 보다 더 개선된 광추출 효과를 제공할 수 있다.
그 밖의 발광 다이오드 패키지(13)에 대한 설명은 동일한 명칭 및 부호를 갖는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광 다이오드 패키지(10)의 구성에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로, 생략하도록 한다.
도 8을 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 발광 다이오드 패키지(14)는 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성된 광 추출 패턴(180)을 더 포함할 수 있다. 광 추출 패턴(180)은 특정 파장대의 빛을 선택적으로 투과 또는 반사하는 광 결정(photonic crystal)구조일 수 있다. 광 추출 패턴(180)은 도 8에 도시된 바와 같이, 50nm 내지 3000nm의 주기를 가진 일정 패턴일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 몇몇 실시예에서 광 추출 패턴(180)은 랜덤(random)한 러프니스(roughness) 형상일 수 있다. 광 추출 패턴(180)은 보강 간섭 효과에 의해 증폭되어 방출되는 광을 회절하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(14)는 보다 개선된 광 추출 효율을 제공할 수 있다.
그 밖의 발광 다이오드 패키지(14)에 대한 설명은 동일한 명칭 및 부호를 갖는 도 1 내지 도 3에서 설명한 발광 다이오드 패키지(10)의 구성에 대한 설명과 실질적으로 동일하므로, 생략하도록 한다.
도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지의 단면도이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(15)는 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120), 제2 도전형 반도체층(130), 투명 전극층(160) 및 유전체층(140)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(110) 상에 배치된 활성층(120)될 수 있고, 활성층(120) 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(130)이 배치될 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130) 사이에 활성층(120)이 개재된 구조일 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 하나의 발광 구조체(EC)를 형성할 수 있다.
여기서 제1 도전형 반도체층(110)과 제2 도전형 반도체층(130)의 도전형은 서로 반대일 수 있다. 즉, 제1 도전형 반도체층(110)은 n형이고, 제2 도전형 반도체층(130)이 p형일 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 제2 도전형 반도체층(130)은 n형이고 제1 도전형 반도체층(110)이 p형일 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110), 활성층(120) 및 제2 도전형 반도체층(130)은 (B, Al, In, Ga)N로 형성된 GaN 계열의 반도체층일 수 있다. 즉 n형 반도체층은 Si를 도핑하여 형성될 수 있고, p형 반도체층은 Mg를 도핑하여 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며 몇몇 실시예에서 발광 구조체(EC)를 이루는 반도체층들은 AlGaAs, AlGaInP 등의 화합물로 형성될 수 있다.
활성층(120)은 이를 구성하는 조성 원소 및 조성비에 따라 방출되는 파장의 광이 달라질 수 있다. 활성층(120)은 단일 양자 우물 구조일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며 활성층(120)은 웰층(미도시)과 장벽층(미도시)이 교대로 반복되어 적층된 구조인 다중 양자 우물 구조(MQW, Multi Quantum Well) 또는 양자선 구조(Quantum Wires)일 수 있다. 활성층(120)은 제1 도전형 반도체층(110) 및 제2 도전형 반도체층(130)으로부터 제공되는 전자 및 정공의 재결합(recombination) 과정에서 발생되는 에너지에 의해 빛을 생성할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110)의 하부에는 투명 전극층(160)이 배치될 수 있다. 투명 전극층(160)은 제1 도전형 반도체층(110)으로의 전류 확산을 용이하게 할 수 있으며 ITO, ZnO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, Ni, Ag, Au 또는 그래핀(graphene)으로 형성될 수 있다.
투명 전극층(160)의 하부에는 유전체층(140)이 배치될 수 있다. 유전체층(140)은 분산 브래그 반사기(DBR, Distributed Bragg Reflector)일 수 있다. 즉, 유전체층(140)은 활성층(120)에서 하부로 방출된 빛을 상부로 반사할 수 있다. 유전체층(140)에서 반사된 빛은 활성층(120)에서 상부로 방출된 빛과 보강 간섭될 수 있으며, 이에 따라 광 추출효율이 향상될 수 있다. 이하, 유전체층(140)의 구조에 대하여 보다 상세히 설명하도록 한다.
유전체층(140)은 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층(140a)과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층(140b)이 교번하여 적층된 다층 구조일 수 있다.
유전체층(140)은 제1 유전체층(140a)이 투명 전극층(160)의 하부에 배치되고 제2 유전체층(140b)이 제1 유전체층(140a)의 하부에 배치되도록 적층될 수 있다. 즉, 제1 유전체층(140a)은 활성층(110)에서 하부로 방출되는 광과 먼저 접하는 유전체층일 수 있다. 제1 유전체층(140a)과 제2 유전체층(140b)은 하나의 쌍(pair)으로써 하나의 분산 브래그 반사기(DBR)를 형성할 수 있다. 유전체층(140)은 도 9에 도시된 바와 같이 두개의 분산 브래그 반사기(DBR)이 적층된 구조일 수 있다. 다만, 유전체층(140)를 형성하는 분산 브래그 반사기(DBR)의 수는 이에 한정되는 것이 아니다.
제1 유전체층(140a)의 굴절률은 제2 유전체층(140b)의 굴절률보다 낮을 수 있다. 즉, 제1 유전체층(140a)은 약 1.5의 굴절률을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예컨데 제1 유전체층(140a)은 SiO2 또는 MgF을 포함할 수 있다. 제2 유전체층(140b)는 약 2.5의 굴절률을 가진 물질을 포함할 수 있다. 예컨데 제2 유전체층(140b)은 TiO2, Si3N4, ZrO2, TaBO3 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
여기서, 유전체층(140)의 각 층의 두께는 λ/4ndm일 수 있다. 상기 λ은 활성층(120)에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 제1 유전체층(140a) 또는 제2 유전체층의 굴절률(140b)이며, 상기 m은 자연수일 수있다. 제1 유전체층(140a)의 굴절률(nd)은 제2 유전체층(140b)의 굴절률(nd)보다 작기 때문에 제1 유전체층(140a)의 두께(D2)는 제2 유전체층(140b)의 두께(D3)보다 두꺼울 수 있다.
또한, 투명 전극층(160)과 접하는 제1 유전체층(140a')의 두께는 (λ/4ndm)-Δ일 수 있다. 즉, 제1 유전체층(140a')의 두께(D2')는 다른 제1 유전체층(140a)의 두께(D2)보다 얇게 형성될 수 있다.
활성층(120)과 유전체층(140)과의 거리는 (mλ/4n)+ Δ(nd/n)일 수 있다. 여기서 활성층(120)이 다중 양자 우물 구조(MQW, Multiple Quantum Wells)인 경우, 거리(D1)는 활성층(120)을 구성하는 우물(well) 중 유전체층(140)과 가장 가깝게 위치한 우물(well)과 유전체층(140) 표면 사이의 거리일 수 있다. 여기서 상기 λ은 활성층(120)에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 제1 유전체층(140a) 또는 제2 유전체층의 굴절률(140b)이며, 상기 n은 활성층(120)과 유전체층(140) 사이에 배치된 투명 전극층(160)을 포함한 매질들의 유효 굴절률일 수 있다.
상기 조건에 부합하여 배치된 유전체층(140)은 활성층(120)에서 하부로 방출된 광을 위상의 변화없이 반사시킬 수 있다. 위상의 변화없이 반사된 광은 활성층(120)에서 상부로 방출된 광과 동일한 위상으로 만날 수 있으며, 보강 간섭이 발생될 수 있어 수직 방향에 대한 광의 세기가 커질 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(15)는 투명 전극층(160)과 접하는 제1 유전체층(140a')의 두께를 축소함에 따라, 투명 전극층(160)을 배치하더라도 보다 용이하게 보강 간섭이 발생할 수 있는 거리(D1) 조건을 충족시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 발광 다이오드 패키지(15)는 보다 개선된 광 추출 효과를 제공할 수 있다.
또한, 몇몇 실시예에서 발광 다이오드 패키지(15)는 제2 도전형 반도체층(130) 상에 형성된 광 추출 패턴을 더 포함할 수 있다. 상기 광 추출 패턴은 주기를 가진 일정 패턴일 수 있다. 다만, 이에 한정 되는 것은 아니며 상기 광 추출 패턴은 랜덤(random)한 러프니스(roughness) 형상일 수 있다. 상기 광 추출 패턴은 보강 간섭 효과에 의해 증폭되어 방출되는 광을 회절하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서 보다 개선된 광 추출 효율을 제공할 수 있다.
나아가, 몇몇 실시예에서 발광 다이오드 패키지(15)는 유전체층(140) 하부에 배치된 금속층을 더 포함할 수 있다. 상기 금속층은 활성층(120)에서 하부로 방출되는 광을 상부로 반사할 수 있어 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한 상기 금속층은 유전체층(140)의 수직 반사효과를 극대화시킬 수 있다. 이에 따라 보다 많은 광이 보강 간섭 효과를 가질 수 있어 광 추출 효율은 극대화 될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10, 11, 12, 13, 14, 15: 발광 다이오드 패키지
110: 제1 도전형 반도체층 130: 제2 도전형 반도체층
120: 활성층 140: 유전체층
140a: 제1 유전체층 140b: 제2 유전체층
150: 기판 160: 투명 전극층
170: 금속층 180: 광 추출 패턴
110: 제1 도전형 반도체층 130: 제2 도전형 반도체층
120: 활성층 140: 유전체층
140a: 제1 유전체층 140b: 제2 유전체층
150: 기판 160: 투명 전극층
170: 금속층 180: 광 추출 패턴
Claims (13)
- 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층; 및
상기 제1 도전형 반도체층 하부에 배치되는 유전체층을 포함하되,
상기 유전체층은 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층을 교번하여 적층된 다층 구조이고,
상기 활성층과 상기 유전체층과의 거리는 mλ/4n이며, 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 n은 상기 활성층과 상기 유전체층 사이에 배치된 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수인 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 유전체층은 상기 제1 유전체층이 상기 제1 도전형 반도체층의 하부에 배치되고, 상기 제2 유전체층이 상기 제1 유전체층의 하부에 배치되도록 적층된 다층 구조인 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유전체층 및 상기 제2 유전체층의 두께는 λ/4ndm이며, 여기서, 상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd는 상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층의 굴절률이며, 상기 m은 자연수인 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 제1 유전체층은 SiO2 또는 MgF을 포함하고,
상기 제2 유전체층은 TiO2, Si3N4, ZrO2, TaBO3 중 적어도 하나를 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 광 추출 패턴을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 유전체층 하부에 배치된 금속층을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 제6 항에 있어서,
상기 금속층은 은(Ag), 알루미늄(Al), 팔라듐(Pd), 구리(Cu), 백금(Pt) 중 적어도 하나를 포함하는 금속 또는 합금으로 형성된 발광 다이오드 패키지. - 제1 항에 있어서,
상기 유전체층과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 투명 전극층을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 제8 항에 있어서,
상기 투명 전극층은 ITO, ZnO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO, GZO, IrOx, RuOx, Ni, Ag 또는 Au 중 적어도 하나의 물질로 형성된 발광 다이오드 패키지. - 제8 항에 있어서,
상기 투명 전극층은 그래핀(graphene)으로 형성된 발광 다이오드 패키지. - 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층;
상기 제1 도전형 반도체층 하부에 배치된 투명 전극층; 및
상기 투명 전극층 하부에 배치되고, 상대적으로 낮은 굴절률을 가진 제1 유전체층과 상대적으로 높은 굴절률을 가진 제2 유전체층이 교번 적층되어 형성되는 유전체층을 포함하되,
상기 유전체층에서 제1 유전체층이 상기 투명 전극층과 접하도록 배치되며,
상기 유전체층에서, 투명 전극층과 접하는 제1 유전체층의 두께는 (λ/4ndm)-Δ이고, 상기 유전체층의 나머지 층들의 두께는 (λ/4ndm)이며, 상기 활성층과 상기 유전체층과의 거리는 (mλ/4n)+ Δ(nd/n)이고,
상기 λ은 상기 활성층에서 방출되는 빛의 파장이고, 상기 nd은 상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층 각각의 굴절률이며, 상기 n은 상기 활성층과 상기 유전체층 사이에 배치된 투명 전극층을 포함한 매질들의 유효 굴절률이며, 상기 m은 자연수인 발광 다이오드 패키지. - 제11 항에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 광 추출 패턴을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지. - 제11 항에 있어서,
상기 유전체층 하부에 배치된 금속층을 더 포함하는 발광 다이오드 패키지.
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2019146737A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2021-01-07 | 丸文株式会社 | 深紫外ｌｅｄ及びその製造方法 |
| WO2022025372A1 (ko) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | 고려대학교 산학협력단 | 전방위 반사경 구조를 가지는 마이크로 발광소자 및 그 제조방법 |
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| KR101459764B1 (ko) * | 2008-01-21 | 2014-11-12 | 엘지이노텍 주식회사 | 질화물계 발광 소자 |
| KR101667817B1 (ko) * | 2010-03-08 | 2016-10-19 | 엘지이노텍 주식회사 | 발광 소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 |
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-
2013
- 2013-10-01 KR KR1020130117331A patent/KR101521081B1/ko active IP Right Grant
Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPWO2019146737A1 (ja) * | 2018-01-26 | 2021-01-07 | 丸文株式会社 | 深紫外ｌｅｄ及びその製造方法 |
| WO2022025372A1 (ko) * | 2020-07-29 | 2022-02-03 | 고려대학교 산학협력단 | 전방위 반사경 구조를 가지는 마이크로 발광소자 및 그 제조방법 |
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