KR20150062352A - Light emitting diode having dielectric layer - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 유전체층에 의해 외부로 방출되는 광의 발광 분포를 넓힐 수 있는 발광 다이오드에 관한 것이다.BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode capable of broadening the light emission distribution of light emitted to the outside by a dielectric layer.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 광으로 변환시키는 소자이며, 일반적으로 반대 극성을 가진 불순물로 도핑된 층들 사이에 있는 적어도 하나의 활성층에서 광이 생성된다. 즉, 활성층의 양측에 바이어스가 인가되면, 활성층 내로 정공 및 전자가 주입되어 재결합함으로써 광이 생성된다. 상기 활성층의 양측은 n형 반도체층 및 p형 반도체층이 위치하여 발광 구조체를 이룬다. 그런데, 발광 다이오드는 발광되는 영역이 광이 출사되는 출사면에 제한되기 때문에, 상기 출사면에 유전체층을 덧붙여서 발광 분포를 높이고 있다. 일반적으로, 유전체층은 굴절율이 서로 다른 유전체가 적층된 구조를 반복하여 구현한다. Light emitting diodes (LEDs) are elements that convert electrical energy into light, and light is generated in at least one active layer between layers doped with impurities, which are generally of opposite polarity. That is, when a bias is applied to both sides of the active layer, holes and electrons are injected into the active layer and recombined to generate light. On both sides of the active layer, an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer are positioned to form a light emitting structure. However, since the light emitting diode is limited to the light emitting surface where the light is emitted, a dielectric layer is added to the light emitting surface to increase the light emitting distribution. Generally, the dielectric layer repeatedly implements a structure in which dielectrics having different refractive indices are stacked.
그런데, 발광 다이오드의 상기 출사면에서 발광 분포를 넓히려면, 상기 유전체층이 단파장 및 장파장에서 투과율이 좋은 것이 요구된다. 즉, 유전체층으로 입사되는 광은 일부는 투과되고 일부는 도파되므로, 발광 분포를 넓히기 위해서 넓은 영역의 파장에서 투과율이 높은 것이 좋다. 또한, 발광 분포가 넓어지는 것과 동시에 광학적 출력도 개선될 필요가 있다. 미국등록특허 제7,367,691호는 굴절율이 가장 큰 제1층/굴절율이 가장 작은 제2층/굴절율이 중간인 제3층의 3개의 층, 예를 들어 TiO2층/SiO2층/Ta2O5층이 반복되는 유전체층을 제시하고 있다. 일본공개특허 제2004-327581호는 Al2O3/Ta2O5층이 반복되는 유전체층이 개시되어 있다. 하지만, 상기 특허들에서 제시된 유전체층으로는 넓은 발광 분포와 개선된 광학적 출력을 가진 유전체층을 얻을 수 없다. However, in order to widen the light emission distribution on the outgoing surface of the light emitting diode, it is required that the dielectric layer has good transmittance in a short wavelength and a long wavelength. That is, since the light incident on the dielectric layer is partially transmitted and partly guided, it is preferable that the transmittance at a wide wavelength range is high in order to widen the light emission distribution. In addition, it is necessary to improve the optical output as well as the emission distribution. U.S. Patent No. 7,367,691 discloses three layers of a first layer having the largest refractive index / a second layer having the smallest index of refraction / a third layer having a middle refractive index, for example, TiO 2 layer / SiO 2 layer / Ta 2 O 5 Layer is repeated. Japanese Laid-Open Patent Publication No. 2004-327581 discloses a dielectric layer in which an Al 2 O 3 / Ta 2 O 5 layer is repeated. However, a dielectric layer having a wide light emission distribution and an improved optical output can not be obtained with the dielectric layers proposed in the above patents.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 출사면에서 방출되는 광의 발광 분포를 넓히고, 광학적 출력을 개선시키는 유전체층을 가진 발광 다이오드를 제공하는 데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a light emitting diode having a dielectric layer which broadens the light emission distribution of light emitted from an emission surface and improves optical output.
본 발명의 과제를 해결하기 위한 유전체층을 가진 발광 다이오드는, 장파장 유전체층/고투과율 유전체층이 반복되면서 적층된 제1 유전체층 및 단파장 유전체층/고투과율 유전체층이 반복되면서 적층된 제2 유전체층이 결합하여 이루어진 복합 유전체층을 포함한다. A light emitting diode having a dielectric layer for solving the problems of the present invention includes a first dielectric layer in which a long wavelength dielectric layer / high transmittance dielectric layer is repeatedly laminated, and a composite dielectric layer in which a second dielectric layer in which a short wavelength dielectric layer / high transmittance dielectric layer is repeatedly laminated .
본 발명에 있어서, 상기 장파장 유전체는 TiO2, NbO5 중에 선택된 어느 하나일 수 있으며, TiO2가 바람직하다. 상기 단파장 유전체는 Ta2O5, HfO2, ZrO2, Si3N4 중에 선택된 어느 하나일 수 있으며, Ta2O5가 바람직하다. 상기 고투과율 유전체는 B, Pb 및 Si의 산화물 중에 선택된 어느 하나일 수 있으며, SiO2가 바람직하다. In the present invention, the long-wavelength dielectric may include TiO 2 , NbO 5 , And TiO 2 is preferable. The short-wavelength dielectric may be any one selected from Ta 2 O 5 , HfO 2 , ZrO 2 and Si 3 N 4 , and Ta 2 O 5 is preferable. The high transmittance dielectric may be any one selected from oxides of B, Pb and Si, and SiO 2 is preferred.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 복합 유전체층은 TiO2층/SiO2층이 반복되면서 적층된 제1 유전체층 및 Ta2O5층/SiO2층이 반복되면서 적층된 제2 유전체층이 결합되어 이루어질 수 있다. 또한, 상기 유전체층은 20 내지 50층을 가질 수 있다. 한편, 상기 제1 유전체층의 두께는 120㎛ 내지 210㎛, 상기 제2 유전체층의 두께는 80㎛ 내지 170㎛가 바람직하다. 상기 제1 유전체층의 TiO2층의 두께는 30nm 내지 80nm이고, 상기 제1 유전체층의 SiO2층의 두께는 85nm 내지 135nm인 것이 좋다. 상기 제2 유전체층의 Ta2O5층의 두께는 30nm 내지 80nm이고, 상기 제2 유전체층의 SiO2층의 두께는 45nm 내지 95nm일 수 있다.In a preferred embodiment of the present invention, the composite dielectric layer includes a first dielectric layer in which a TiO 2 layer / SiO 2 layer is repeatedly laminated, and a second dielectric layer in which a Ta 2 O 5 layer / SiO 2 layer is repeatedly laminated . Also, the dielectric layer may have 20 to 50 layers. The thickness of the first dielectric layer is preferably 120 占 퐉 to 210 占 퐉, and the thickness of the second dielectric layer is preferably 80 占 퐉 to 170 占 퐉. The thickness of the TiO 2 layer of the first dielectric layer is 30 nm to 80 nm, and the thickness of the SiO 2 layer of the first dielectric layer is 85 nm to 135 nm. The thickness of the Ta 2 O 5 layer of the second dielectric layer may be 30 nm to 80 nm and the thickness of the SiO 2 layer of the second dielectric layer may be 45 nm to 95 nm.
본 발명의 유전체층을 가진 발광 다이오드에 의하면, 본 발명의 실시예는 장파장에서 투과율이 높은 제1 유전체층과 단파장에서 투과율이 높은 제2 유전체층을 조합함으로써, 출사면에서 방출되는 광의 발광 분포를 넓힐 수 있다. 또한, 제1 유전체층과 제2 유전체층을 조합함으로써, 발광 다이오드의 광학적 출력을 높일 수 있다.According to the light emitting diode having the dielectric layer of the present invention, the light emitting distribution of light emitted from the emitting surface can be broadened by combining the first dielectric layer having a high transmittance at a long wavelength and the second dielectric layer having a high transmittance at a short wavelength . Further, by combining the first dielectric layer and the second dielectric layer, the optical output of the light emitting diode can be increased.
도 1은 본 발명에 의한 유전체층을 가진 발광 다이오드를 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 유전체층의 파장(nm)에 따른 투과율(%)을 보여주는 그래프이다.
도 3은 본 발명을 이루는 제1 유전체층, 제2 유전체층 및 이를 조합한 유전체층의 입사각에 따른 반사율(%)를 표현한 그래프이다.1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode having a dielectric layer according to the present invention.
2 is a graph showing the transmittance (%) according to the wavelength (nm) of the dielectric layer applied to the present invention.
3 is a graph showing reflectance (%) according to incident angles of a first dielectric layer, a second dielectric layer, and a dielectric layer formed by combining the first dielectric layer, the second dielectric layer, and the dielectric layer.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다. 본 실시예에서 언급하는 위와 아래는 직접 또는 다른 층을 개재하여 형성되는 모든 것을 포함한다. 또한, 상기 위, 또는 아래에 대한 기준은 도면을 기준으로 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The embodiments described below can be modified into various other forms, and the scope of the present invention is not limited to the embodiments described below. The embodiments of the present invention are provided to enable those skilled in the art to more fully understand the present invention. The above and below referred to in this embodiment include everything formed directly or through another layer. In addition, the above or below standards will be described with reference to the drawings.
본 발명의 실시예는 장파장에서 투과율이 높은 제1 유전체층과 단파장에서 투과율이 높은 제2 유전체층을 조합함으로써, 출사면에서 방출되는 광의 발광 분포를 넓히고 광학적 출력을 개선하는 유전체층을 가진 발광 다이오드를 제시한다. 이를 위해, 제1 유전체층 및 제2 유전체층의 구조에 대하여 상세하게 알아보고, 제1 유전체층 및 제2 유전체층이 조합으로 얻어지는 발광 분포의 효과를 구체적으로 설명하기로 한다. An embodiment of the present invention proposes a light emitting diode having a dielectric layer which broadens the light emission distribution of light emitted from the emission surface and improves the optical output by combining a first dielectric layer having a high transmittance at a long wavelength and a second dielectric layer having a high transmittance at a short wavelength . To this end, the structure of the first dielectric layer and the second dielectric layer will be described in detail, and the effect of the light emission distribution obtained by the combination of the first dielectric layer and the second dielectric layer will be described in detail.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 유전체층을 가진 발광 다이오드를 나타내는 단면도이다. 여기서, 발광 다이오드는 플립(flip) 형태를 사례로 제시하였으나, 본 발명의 범주 내에서 다른 형태의 다이오드에도 적용될 수 있다.1 is a cross-sectional view showing a light emitting diode having a dielectric layer according to an embodiment of the present invention. Here, although the light emitting diode is shown as a flip type, it may be applied to other types of diodes within the scope of the present invention.
도 1을 참조하면, 본 발명의 발광 다이오드는 기판(22) 및 기판(22)의 일측에 위치하는 제1 반도체층(19), 활성층(18) 및 제2 반도체층(17)으로 이루어진 발광 구조체(20)를 포함한다. 경우에 따라, 제1 반도체층(19)은 메사(mesa) 식각되어 추후에 전류를 공급받는 부분을 위해 노출될 수 있다. 기판(22)의 타측에는 본 발명의 실시예에 의한 제1 유전체층(30) 및 제2 유전체층(40)으로 이루어진 복합 유전체층(50)이 적층되어 있다. 기판(22)은 사파이어(Al2O3), 실리콘 탄화물(SiC), 갈륨 질화물(GaN), 갈륨 비소(GaAs), 실리콘(Si), 게르마늄(Ge), 아연 산화물(ZnO), 마그네슘 산화물(MgO), 알루미늄 질화물(AlN), 붕산 질화물(BN), 갈륨 인화물(GaP), 인듐 인화물(InP), 리튬-알루미늄 산화물(LiAl2O3) 중 어느 하나일 수 있다.1, a light emitting diode according to the present invention includes a
발광 구조체(20)는 복수의 도전형 반도체층이 기판(22)을 기준으로 np 접합 구조, pn 접합 구조, npn 접합 구조, pnp 접합 구조 중 어느 하나를 가질 수 있다. 예를 들어, np 접합 구조인 경우, 제1 반도체층(19)은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층(17)는 p형 반도체층을 지칭한다. 발광 구조체(20)가 np 접합 구조인 경우, 제1 반도체층(19)은 n형 불순물이 도핑된 n형 AlxInyGazN(0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), n형 GaN 등을 포함할 수 있다. 이때, 상기 n형 불순물은 Si, Ge, Sn, Se 및 Te 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. 제2 반도체층(17)은 p형 불순물이 도핑된 p형 AlxInyGazN(0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), p형 GaN 등을 사용할 수 있다. 상기 p형 불순물은 Mg, Zn, Ca, Sr, Be, 및 Ba 중에서 선택된 적어도 어느 하나일 수 있다. The
활성층(18)은 제1 및 제2 반도체층(19, 17)에 비하여 낮은 에너지 밴드갭을 가지므로 발광을 활성화할 수 있다. 활성층(18)은 다양한 파장의 광을 방출할 수 있으며, 예를 들어 적외선, 가시광선, 또는 자외선을 방출할 수 있다. 활성층(18)은 Ⅲ족-V족 화합물 물질을 포함할 수 있고, AlxInyGazN (0≤x, y, z ≤1, x+y+z=1), InGaN 또는 AlGaN을 포함할 수 있다. 또한, 활성층(18)은 단일양자우물(Single Quantum Well, SQW) 또는 다중양자우물(Multi Quantum Well, MQW)일 수 있다. 나아가, 활성층(18)은 양자 우물층과 양자 장벽층의 적층 구조를 가질 수 있고, 상기 양자 우물층과 상기 양자 장벽층의 개수는 필요에 따라 다양하게 변경될 수 있다. 또한, 활성층(18)은, 예컨대 GaN/InGaN/GaN MQW 구조 또는 GaN/AlGaN/GaN MQW 구조를 이룰 수 있다. 그러나 이는 예시적이며, 활성층(18)은 구성 물질에 따라 방출되는 광의 파장이 달라진다. Since the active layer 18 has a lower energy band gap than the first and
제2 반도체층(17) 상에는 반사층(16), 장벽층(14) 및 제1 본딩패드(10)이 순차적으로 형성되어 있고, 제1 반도체층(19) 상에는 제2 본딩패드(12)가 형성되어 있다. 반사층(16)은 각각 도전층으로서의 기능에 더하여, 출력광을 반사시키는 기능도 이룰 수 있다. 반사층(16)은 Al, Cu, Au, Pt, Pd, Rh, Ni, W, Mo, Cr, Ti로 이루어지는 군으로부터 선택된 적어도 어느 하나의 층 또는 그들의 복합층일 수 있다. 적합하게는, Ag 또는 Al 중의 어느 하나 또는 Ag 합금 또는 Al 합금으로 한다. 장벽층(14)은 제1 본딩 패드(10) 물질과 반사층(16) 물질이 계면에서 융화되어 반사층의 특성(특히, 반사율 및 접촉저항)을 저하하는 것을 방지하는 기능을 수행할 수 있다. 장벽층(14)의 재료는 예를 들어, Ti, TiW 합금, W, Pt, Ni 또는 이들의 조합일 수 있다. 제1 및 제2 본딩 패드(10, 12)는 도전성 물질로서, 예를 들어 Au, Ag, Al, Pd, Ti, Cr, Ni, Sn, Cr, Pt, W, Co, Ir, Rh, Ru, Zn, Mg 등 및 이들의 합금을 포함할 수 있다. 본딩 패드(10, 12)은 단일층으로 구성되거나 또는 다중층으로 구성될 수 있고, 예를 들어 Ti/Al, Cr/Au, Ti/Au, Au/Sn과 같은 다중층으로 구성될 수 있다.A
한편, 발광 다이오드에 적용되는 유전체는 굴절율이 1.5 이하의 저굴절율 유전체, 굴절율이 1.5보다 크고 2.3 이하인 중굴절율 유전체 및 굴절율이 2.3보다 큰 고굴절율 유전체로 구분된다. 저굴절율 유전체는 SiO2, MgF2 등이 있고, 중굴절율 유전체는 Al2O3, ZrO2, MgO, Ta2O5, SnO2, ZnO, B2O3, Li2O, SrO, HfO2, SiONx, BaO 등이 있으며, 고굴절율 유전체는 TiO2, CeO2 등이 있다. 발광 다이오드의 유전체층은 광을 투과하기도 하지만, 광을 선택하여 반사시키는 분포 반사(DBR; Distributed Bragg Reflection)의 역할도 수행하므로, 투과율이 좋은 유전체와 분포 반사 특성이 우수한 유전체를 적층하여 사용한다. 분포 반사 특성이 우수한 유전체는 앞에서 설명한 바와 같이, 굴절율 및 투과율을 고려하여 선정할 수 있다. 본 발명의 실시예는 상기 투과율이 좋은 유전체를 고투과율 유전체라고 정의하고, 이에 해당하는 유전체는 B, Pb 및 Si의 산화물이 있으며, SiO2가 바람직하다. 또한, 투과율의 측면에서, 단파장 유전체는 Ta2O5, HfO2, ZrO2, Si3N4가 있으며 Ta2O5가 바람직하고, 장파장 유전체는 TiO2, NbO5가 있으며 TiO2가 좋다.Meanwhile, dielectrics applied to light emitting diodes are classified into a low refractive index dielectric having a refractive index of 1.5 or less, a medium refractive index dielectric having a refractive index of 1.5 or more and 2.3 or less, and a high refractive index dielectric having a refractive index of 2.3 or more. Low refractive index dielectric is SiO 2, MgF 2 and the like, of the refractive index of the dielectric is Al 2 O 3, ZrO 2, MgO, Ta 2 O 5,
본 발명의 복합 유전체층(50)은 장파장 유전체층(31)/고투과율 유전체층(32)이 반복되면서 적층된 제1 유전체층(30)과 단파장 유전체층(41)/고투과율 유전체층(42)이 반복되면서 적층된 제2 유전체층(40)이 결합하여 이루어진다. 이때, 제1 유전체층(30)의 고투과율 유전체층(32) 및 제2 유전체층(40)의 고투과율 유전체층(42)은 동일한 유전체로 형성되는 것이 바람직하고, SiO2층이 좋다. 이때, 기판(22)과 제1 유전체층(30) 사이에는 다른 기능을 부여하는 층이 존재할 수도 있다. 본 발명의 복합 유전체층(50)은 20 내지 50층을 가질 수 있다. 본 발명의 복합 유전체층(50)이 20층보다 작으면 충분한 반사율을 확보하기 어렵고, 50보다 크면 반사효과의 증가는 크지 않은 반면 공정시간 및 그에 따른 비용이 커진다. The
본 발명의 바람직한 실시예는 장파장 유전체층(31)은 TiO2층, 단파장 유전체층(41)은 Ta2O5층을 제시한다. 구체적으로, 제1 유전체층(30)은 TiO2층(31)/SiO2층(32)이 반복하여 적층된 것이고, 제2 유전체층(40)은 Ta2O5층(41)/SiO2층(42)이 반복하여 적층된 것이며, 본 발명의 복합 유전체층(50)은 제1 및 제2 유전체층(30, 40)이 복합(hybrid)된 유전체층이다. 이하에서는 TiO2층 및 Ta2O5층을 중심으로 설명하기로 한다.In a preferred embodiment of the present invention, the long wavelength
한편, 제1 유전체층(30)은 120㎛~210㎛가 바람직하고, 제2 유전체층(40)의 두께는 80㎛~170㎛가 바람직하다. 왜냐하면, 상기 두께 범위보다 작거나 크면, 본 발명에서 구현하고자 하는 파장대역을 벗어난다. 또한, 제1 유전체층(30)에서 TiO2층(31)의 두께는 30nm~80nm, SiO2층(32)의 두께는 85nm~135nm가 바람직하다. 상기 제1 유전체층(30)에서 TiO2층(31)의 두께 및 SiO2층(32)의 두께는 λ/4를 적용하여 계산한 장파장 영역 500~750nm에서 빛을 발하게 하는 임계치이다. 나아가, 제2 유전체층(40)에서 Ta2O5층(41)의 두께는 30nm~80nm, SiO2층(42)의 두께는 45nm~95nm가 바람직하다. 제2 유전체층(40)에서 Ta2O5층(41)의 두께 및 SiO2층(42)의 두께는 λ/4를 적용하여 계산한 단파장 영역 300~550nm에서 빛을 발하게 하는 임계치이다. On the other hand, the
도 2는 본 발명의 실시예에 적용된 유전체층의 파장(nm)에 따른 투과율(%)을 보여주는 그래프이다. 또한, 상기 투과율(%)은 입사각이 0도일 때의 값을 측정하였다.2 is a graph showing the transmittance (%) according to the wavelength (nm) of the dielectric layer applied to the embodiment of the present invention. The transmittance (%) was measured when the incident angle was 0 degree.
도 2를 참조하면, 본 발명에서는 파장(nm)에 의한 투과율(%)을 측정하기 위하여, 300nm 내지 450nm는 단파장 영역, 450nm 내지 800nm는 장파장 영역이라고 한다. 그런데, 상기 파장(nm)의 분류는 특별한 임계적인 의의는 없으며, 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 목적에 비추어 충분하게 유추할 수 있는 것이다. 또한, 단파장 유전체 및 장파장 유전체는 각 파장(nm)의 영역에서 투과율(%)이 SiO2층에 근접하는 밀도(피크의 개수/파장 범위)로 정의하였다. Referring to FIG. 2, in the present invention, in order to measure the transmittance (%) by the wavelength (nm), 300 nm to 450 nm is referred to as a short wavelength region and 450 nm to 800 nm is referred to as a long wavelength region. However, the classification of the wavelength (nm) is not particularly critical, and a person skilled in the art can sufficiently deduce in view of the object of the present invention. The short-wavelength dielectric and the long-wavelength dielectric are defined as the density (number of peaks / wavelength range) at which the transmittance (%) in the region of each wavelength (nm) is close to the SiO 2 layer.
구체적으로, 상기 단파장 영역에서는 Ta2O5층이 SiO2층의 투과율(%)에 근접하는 피크(peak)가 많았으나, TiO2층은 근접하는 피크(peak)가 없었다. 이에 따라, Ta2O5층은 TiO2층에 비해 단파장 영역에서 광 투과율(%)이 우수한 단파장 유전체층이다. 상기 장파장 영역에서는 TiO2층은 SiO2층의 투과율(%)에 근접하는 피크(peak)가 Ta2O5층에 비해 상대적으로 많았다. 즉, TiO2층은 상기 피크의 수가 3개 이었으나, Ta2O5층은 2개에 불과하였다. Specifically, in the short wavelength region, the Ta 2 O 5 layer had a peak close to the transmittance (%) of the SiO 2 layer, but the TiO 2 layer had no near peak. Accordingly, the Ta 2 O 5 layer is a short-wavelength dielectric layer excellent in light transmittance (%) in the short wavelength region compared with the TiO 2 layer. In the long wavelength region, the TiO 2 layer had a peak close to the transmittance (%) of the SiO 2 layer relative to the Ta 2 O 5 layer. That is, the number of the peaks was 3 in the TiO 2 layer, but only 2 in the Ta 2 O 5 layer.
이하 본 발명은 아래와 같은 실시예에 의거하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 단 아래의 예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며 이에 한정하지 않는다. Hereinafter, the present invention will be described in more detail based on the following embodiments. The following examples are intended to illustrate but not limit the invention.
(실시예)(Example)
본 발명의 실시예는 제1 유전체층 및 제2 유전체층을 다음과 같은 표 1과 같이 제조하였다.In the embodiment of the present invention, the first dielectric layer and the second dielectric layer are prepared as shown in Table 1 below.
제
1
유
전
체
층
My
One
U
I'm
sieve
layer
제
2
유
전
체
층
My
2
U
I'm
sieve
layer
표 1에 의하면, 제1 유전체층은 TiO2층/SiO2층이 11층이 적층되었고, 제2 유전체층은 Ta2O5층/SiO2층이 9층이 적층되었다. 본 발명의 제1 유전체층은 그 두께가 138.34㎛에서 192.09㎛의 범위 내에 있었고, 제2 유전체층은 100.27㎛에서 149.52㎛의 범위를 나타내었다. 또한, 제1 유전체층의 TiO2층은 41.84nm~66.36nm, SiO2층은 96.50nm~125.73nm의 범위에 있었다. 제2 유전체층의 Ta2O5층은 46.46nm~66.69nm, SiO2층은 53.81nm~88.92nm의 범위를 가졌다. According to Table 1, 11 layers of TiO 2 layer / SiO 2 layer were laminated on the first dielectric layer, and 9 layers of Ta 2 O 5 layer / SiO 2 layer were laminated on the second dielectric layer. The thickness of the first dielectric layer of the present invention was in the range of 138.34 탆 to 192.09 탆, and the thickness of the second dielectric layer was in the range of 100.27 탆 to 149.52 탆. In addition, the TiO 2 layer of the first dielectric layer was in the range of 41.84 nm to 66.36 nm, and the SiO 2 layer was in the range of 96.50 nm to 125.73 nm. The Ta 2 O 5 layer of the second dielectric layer had a range of 46.46 nm to 66.69 nm, and the SiO 2 layer had a range of 53.81 nm to 88.92 nm.
도 3은 본 발명의 실시예를 이루는 제1 유전체층, 제2 유전체층 및 이를 조합한 본 발명의 유전체층의 입사각에 따른 반사율(%)를 표현한 그래프이다. 이때, 제1, 제2 유전체층 및 본 발명의 유전체층은 각각 표 1에서와 같이 제작되었다.FIG. 3 is a graph showing reflectance (%) according to incident angles of the first dielectric layer, the second dielectric layer, and the dielectric layer of the present invention, which form an embodiment of the present invention. At this time, the first and second dielectric layers and the dielectric layer of the present invention were fabricated as shown in Table 1, respectively.
도 3에 의하면, 입사각이 약 30도로부터 90도의 범위에서, 일부 각도 영역을 제외하고, 본 발명의 유전체층은 제1 유전체층 및 제2 유전체층에 비해 높은 반사율(%)을 보이고 있었다. 구체적으로, 약 40도에서 약 50도 영역에서, 제1 유전체층의 반사율(%)이 본 발명의 유전체층보다 약간 높으나, 전체 영역에서는 현저하게 낮았다. 또한, 약 55도에서 약 65도 영역에서, 제2 유전체층의 반사율(%)이 본 발명의 유전체층보다 약간 높았으나, 전체적으로 보아 본 발명의 유전체층에 비해 낮은 값을 나타내고, 각도에 따른 반사율(%)의 분포가 불균일하였다. 이에 따라, 발광 다이오드의 유전체층으로 제1 유전체층 및 제2 유전체층을 단독으로 사용하는 경우보다 표 1에서와 같이, 제1 유전체층과 제2 유전체층을 결합하여 사용하는 것이 바람직하다는 것을 알 수 있었다. According to FIG. 3, the dielectric layer of the present invention exhibits a higher reflectance (%) than the first dielectric layer and the second dielectric layer, except for a part of the angular region, at an incident angle of about 30 degrees to 90 degrees. Specifically, in the region from about 40 degrees to about 50 degrees, the reflectance (%) of the first dielectric layer was slightly higher than that of the dielectric layer of the present invention, but was remarkably low in the entire region. The reflectance (%) of the second dielectric layer was slightly higher than that of the dielectric layer of the present invention in the range of about 55 degrees to about 65 degrees, but it was lower than that of the dielectric layer of the present invention as a whole, . Accordingly, it is preferable to use the first dielectric layer and the second dielectric layer in combination as shown in Table 1, compared with the case where the first dielectric layer and the second dielectric layer are used alone as the dielectric layer of the light emitting diode.
표 2는 종래의 유전체층 및 본 발명의 유전체층이 부착된 발광 다이오드의 광학적 출력(PO, mW)을 보여주는 것이다. 이때, 종래의 제1, 제2 유전체층 및 본 발명의 유전체층은 표 1에서와 같이 제작되었다. 이때, 기준이 되는 유전체층의 광학적 출력은 192.3mW이었다. Table 2 shows the optical output (PO, mW) of a conventional dielectric layer and a light emitting diode to which the dielectric layer of the present invention is attached. At this time, the conventional first and second dielectric layers and the dielectric layer of the present invention were fabricated as shown in Table 1. At this time, the optical output of the reference dielectric layer was 192.3 mW.
표 2에 따르면, 종래의 제1 유전체층이 부착된 발광 다이오드는 기준인 192.3mW보다 약 4.31%가 증가된 200.6mW의 광학적 출력을 나타내었다. 또한, 종래의 제2 유전체층의 경우는 기준보다 약 4.95%가 증가된 201.3mW이었다. 이에 반해, 본 발명의 유전체층이 부착된 발광 다이오드는 기준에 비해 광학적 출력이 약 5.55%만큼 증가되었다. 이는 제1 및 제2 유전체층을 단독으로 사용하는 경우보다, 본 발명의 실시예와 같이 제1 및 제2 유전체층을 조합하여 사용하는 경우가 광학적 출력이 높아짐을 알 수 있었다.According to Table 2, the conventional light emitting diode with the first dielectric layer showed an optical output of 200.6 mW, which is increased by about 4.31% from the standard of 192.3 mW. In addition, in the case of the conventional second dielectric layer, it was 201.3 mW which was increased by about 4.95% from the standard. In contrast, the light emitting diode with the dielectric layer of the present invention increased optical output by about 5.55% compared to the standard. It is understood that the optical output is higher when the first and second dielectric layers are used in combination as in the embodiment of the present invention, as compared with the case where the first and second dielectric layers are used singly.
이상, 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다. 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, but many variations and modifications may be made without departing from the spirit and scope of the invention. It is possible.
10, 12; 본딩패드
14; 장벽층 16; 반사층
20; 발광 구조체 22; 기판
30; 제1 유전체층 40; 제2 유전체층
50; 복합 유전체층10, 12; Bonding pad
14;
20; A
30; A
50; Composite dielectric layer
Claims (12)
상기 기판에 부착되며,
장파장 유전체층/고투과율 유전체층이 반복적층된 제1 유전체층 및 단파장 유전체층/고투과율 유전체층이 반복 적층된 제2 유전체층이 결합하여 이루어진 복합 유전체층을 포함하는 유전체층을 가진 발광 다이오드.A light emitting diode comprising a substrate,
A substrate;
A dielectric layer including a composite dielectric layer in which a first dielectric layer in which a long wavelength dielectric layer / high transmittance dielectric layer is repeatedly layered and a second dielectric layer in which a short wavelength dielectric layer / high transmittance dielectric layer is repeatedly laminated are combined.
The light emitting diode according to claim 8, wherein a thickness of the Ta 2 O 5 layer of the second dielectric layer is 30 nm to 80 nm, and a thickness of the SiO 2 layer of the second dielectric layer is 45 nm to 95 nm.
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