KR20160025328A - 미세 입자를 포함하는 절연층을 포함하는 발광 다이오드 및 그 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
발광 다이오드 및 그 제조 방법이 개시된다. 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층, 및 활성층을 포함하는 발광 구조체, 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층, 발광 구조체 및 투명 전극층을 덮는 절연층을 포함하고, 절연층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함한다. 본 발명에 따르면, 광 추출 효율이 향상된 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
Description
본 발명은 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히, 미세 입자를 포함하는 절연층을 포함하여, 광 추출 효율이 개선된 발광 다이오드 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드의 발광 효율은 내부 양자 효율(internal quantum efficiency), 광 추출 효율(extraction efficiency) 에 의해 주로 결정된다. 이 중 광 추출 효율은 활성층에서 방출된 광자들이 발광 다이오드의 외부로 방출되는 비율을 의미한다. 발광 다이오드의 광 추출 효율이 낮은 경우 소자의 내부 양자 효율이 높다고 하더라도 자유 공간으로 빠져나오는 광자의 수가 적어지게 되므로 발광 다이오드의 실제 광원으로서의 효율은 크게 떨어지게 된다.
종래의 발광 다이오드를 보면, 광이 자유 공간으로 빠져나오는 경로인 질화갈륨계 반도체(nGaN=2.4), 사파이어 기판(nsapphire=1.77), ITO 전극(nITO=1.9)등과 공기(nair=1.0)간 계면의 굴절률 차이로 인한 내부 전반사가 발생하여 상당한 양의 빛이 포획(trapped)되어 광 추출 효율이 크게 떨어지는 문제가 있다.
이와 같은 상기의 내부 전반사 현상을 효과적으로 줄이고 광 추출 효율을 높이기 위해, 발광 다이오드를 덮는 절연층을 형성하는 기술이 대한민국 특허공개공보 제10-2014-0090860 등에 개시된바 있다. 그러나, 일반적으로 상기 절연층은 SiO2와 같은 물질로 형성되는데, SiO2의 굴절률은 약 1.45 정도이므로, 이러한 절연층과 외부 공간(공기)과의 굴절률 차이로 인한 계면에서의 전반사 현상은 여전히 광 추출 효율을 저하시키는 문제를 발생시킨다.
따라서, 발광 다이오드의 표면을 덮는 절연층에서의 전반사 현상을 감소시켜 광 추출 효율을 증가시킬 수 있는 절연층의 물질 또는 구조가 요구된다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드의 내부 전반사 현상을 감소시켜 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 구조를 갖는 발광 다이오드 및 그 제조 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 발광 다이오드는, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층; 및 상기 발광 구조체 및 상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 포함하고, 상기 절연층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함하고, 상기 절연층의 굴절률은 1.2 내지 1.3이다.
상기 발광 다이오드에 따르면, 발광 다이오드의 내부 전반사 현상을 감소시켜, 광 추출 효율이 향상된 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
상기 적어도 2개의 서로 다른 산화물 각각의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
상기 미세 입자들은 TiO2 미세 입자 및 SiO2 미세 입자를 포함할 수 있다.
상기 투명 전극층은 ITO를 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 투명 전극층 사이에 위치하는 전류 차단층을 더 포함할 수 있고, 상기 전류 차단층은 상기 제2 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함할 수 있으며, 상기 투명 전극층은 상기 전류 차단층을 덮되, 상기 전류 차단층의 개구부 아래에 노출된 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮지 않을 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드는, 상기 전류 차단층 상에 위치하는 제2 전극을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 전극은 상기 개구부를 통해 상기 제2 도전형 반도체층과 접촉할 수 있다.
나아가, 상기 제2 전극의 상면은 상기 전류 차단층을 덮는 투명 전극층과 상기 개구부 하면의 표면 프로파일에 대응하는 표면 프로파일을 가질 수 있다.
상기 전류 차단층은 분포 브래그 반사기를 포함할 수 있고, 상기 분포 브래그 반사기는 상기 발광 구조체로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다.
몇몇 실시예들에 있어서, 상기 발광 다이오드는, 상기 절연층과 상기 투명 전극층 사이에 위치하는 다층 구조의 분포 브래그 반사기층을 더 포함할 수 있다.
상기 분포 브래그 반사기층은 청색광은 통과시키되, 500 내지 700nm 범위의 파장을 갖는 광은 반사시킬 수 있다.
상기 분포 브래그 반사기층의 최하층의 두께는 상기 분포 브래그 반사기층의 다른 층들의 두께보다 두꺼울 수 있다.
상기 분포 브래그 반사기층의 최상층의 굴절률은 상기 투명 전극층의 굴절률과 상기 절연층의 굴절률의 사이 값을 가질 수 있다.
상기 발광 다이오드는, 상기 발광 구조체의 아래에 위치하는 기판; 및 상기 기판의 아래에 위치하는 광 산란층을 더 포함할 수 있고, 상기 광 산란층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함할 수 있다.
상기 광 산란층은 TiO2 미세 입자 및 SiO2 미세 입자를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광 산란층 상기 절연층과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 측면에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체를 형성함과 아울러, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층을 형성하고; 상기 발광 구조체 및 상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 형성하는 것을 포함하고, 상기 절연층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함하고, 상기 절연층의 굴절률은 1.2 내지 1.3이다.
상기 절연층을 형성하는 것은, SiO2 미세 입자 및 TiO2 미세 입자를 포함하는 용액을 상기 발광 구조체 및 투명 전극층 상에 도포하고; 및 상기 용액을 경화시키는 것을 포함할 수 있다.
상기 용액은 스핀 코팅 방법을 통해 도포될 수 있다.
상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 투명 전극층을 형성하기 전에, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 전류 차단층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 전류 차단층은 상기 제2 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함할 수 있으며, 상기 투명 전극층은 상기 전류 차단층을 덮되, 상기 전류 차단층의 개구부 아래에 노출된 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮지 않을 수 있다.
상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 절연층을 형성하기 전에, 상기 전류 차단층 상에 위치하는 제2 전극을 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 상기 제2 전극과 전류 차단층 사이에는 투명 전극층이 적어도 일부 개재될 수 있으며, 상기 제2 전극은 상기 개구부를 통해 상기 제2 도전형 반도체층과 접촉할 수 있다.
상기 제2 전극은 증착 및/도는 도금 공정을 통해 형성될 수 있고, 상기 제2 전극은 그 하면의 표면 프로파일에 대응하는 상면 프로파일을 가질 수 있다.
상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 절연층을 형성하기 전에, 상기 투명 전극층 및 발광 구조체를 덮는 분포 브래그 반사기층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 기판의 하면 상에 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들을 포함하는 용액을 도포하고; 상기 용액을 경화시켜, 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 공극을 포함하는 광 산란층을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 상기 광 산란층의 하면 상에, 반사기를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
상기 적어도 2개의 서로 다른 산화물 각각의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 클 수 있다.
본 발명에 따르면, 종래의 패시베이션층의 역할을 하면서, 미세 입자들을 포함하는 절연층이 제공되며, 이에 따라, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 다음에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 그리고 도면들에 있어서, 구성요소의 폭, 길이, 두께 등은 편의를 위하여 과장되어 표현될 수도 있다. 또한, 하나의 구성요소가 다른 구성요소의 "상부에" 또는 "상에" 있다고 기재된 경우 각 부분이 다른 부분의 "바로 상부" 또는 "바로 상에" 있는 경우뿐만 아니라 각 구성요소와 다른 구성요소 사이에 또 다른 구성요소가 있는 경우도 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 상기 발광 다이오드는, 발광 구조체(120), 투명 전극층(140), 및 절연층(150)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는, 기판(110), 전류 차단층(130), 제1 및 제2 전극(161, 163)을 더 포함할 수 있다.
기판(110)은 발광 구조체(120)를 성장시킬 수 있는 기판이면 한정되지 않으며, 예를 들어, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화물 기판 등일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 기판(110)은 패터닝된 사파이어 기판(PSS) 또는 질화갈륨 기판일 수 있다.
또한, 기판(110)은 다양한 결정면의 성장면을 가질 수 있으며, 상기 기판(110)의 성장면에 따라 발광 구조체(120)의 성장 방향에 따른 극성 여부가 결정될 수 있다. 따라서, 기판(110)의 성장면은 비극성, 반극성, 또는 극성 특성을 가질 수 있다.
발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 도전형 반도체층(121) 상에 위치하는 활성층(123), 활성층(123) 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층(125)을 포함할 수 있다. 나아가, 발광 구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121)의 상면이 부분적으로 노출된 영역을 포함할 수도 있다.
제1 도전형 반도체층(121) 및 제2 도전형 반도체층(125)은 질화물계 반도체를 포함할 수 있고, 예를 들어, (Al, Ga, In)N을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(125)은 각각 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(125)은 서로 다른 도전형을 갖도록 도핑될 수 있고, 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(121)은 Si와 같은 n형 불순물을 포함하여 n형의 도전형을 가질 수 있고, 이에 대응하여 제2 도전형 반도체층(125)은 Mg와 같은 p형 불순물을 포함하여 p형의 도전형을 가질 수 있다. 이와 달리, 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 125)의 도전형은 서로 반대일 수 있다.
활성층(123)은 (Al, Ga, In)N과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있고, 원하는 광의 피크 파장에 따라 그 조성이 결정될 수 있다. 또한, 활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 이 경우, 우물층의 질화물계 반도체의 조성비에 따라 활성층(123)에서 방출되는 광의 피크 파장이 결정될 수 있다.
한편, 발광 구조체(120)에 있어서, 제2 도전형 반도체층(125)과 활성층(123)이 부분적으로 제거된 영역이 형성될 수 있고, 이에 따라, 제2 도전형 반도체층(125)과 활성층(123)을 포함하는 메사가 형성될 수 있다. 상기 메사 주변에는 제1 도전형 반도체층(121)이 부분적으로 노출된 영역이 형성될 수 있다.
전류 차단층(130)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 적어도 부분적으로 위치하되, 후술하는 제2 전극(163)이 위치하는 부분에 대응하여 위치할 수 있다. 전류 차단층(130)은 제2 전극(163)으로 공급된 전류가 제2 도전형 반도체층(125)에 직접적으로 전달되어, 제2 전극(163)의 아래 부분에 전류가 집중되는 것을 방지하고, 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 전류 차단층(130)은 절연성을 가질 수 있고, 절연성 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층으로 형성될 수도 있다. 예를 들어, 전류 차단층(130)은 SiO2 또는 SiNx을 포함할 수 있고, 또는 굴절률이 다른 절연성 물질층들이 적층된 분포 브래그 반사기를 포함할 수도 있다. 즉, 전류 차단층(130)은 광 투과성을 가질 수도 있고, 광 반사성을 가질 수도 있다.
특히, 전류 차단층(130)이 분포 브래그 반사기를 포함하는 경우, 상기 분포 브래그 반사기는 발광 구조체(120)로부터 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 분포 브래그 반사기는 청색광을 반사킬 수 있다. 이에 따라, 발광 구조체(120)로부터 방출된 광이 제2 전극(163)에 흡수되어 손실되는 것을 방지하여, 발광 다이오드의 발광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 전류 차단층(130)은 제2 도전형 반도체층(125)을 부분적으로 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다. 상기 개구부는 대체로 전류 차단층(130)의 중앙 영역에 위치할 수 있다. 또한, 상기 개구부는 복수로 형성될 수도 있으며, 상기 개구부의 측면에는 단차가 형성될 수도 있다. 나아가, 전류 차단층(130)은 경사진 측면을 가질 수 있으나, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
투명 전극층(140)은 전류 차단층(130) 및 제2 도전형 반도체층(125)의 상면을 덮을 수 있다. 이때, 투명 전극층(140)은 전류 차단층(130)의 개구부가 형성된 영역에 대응하는 부분에 위치하는 또 다른 개구부를 더 포함할 수도 있다. 이에 따라, 전류 차단층(130)의 개구부에 대응하는 부분의 제2 도전형 반도체층(125) 일부가 투명 전극층(140)에 덮이지 않고 노출될 수 있다.
이와 같이, 투명 전극층(140)은 전류 차단층(130)의 외곽 테두리 주변을 덮되, 전류 차단층(130)의 표면 프로파일 형상에 대응하여 이를 덮도록 형성될 수 있고, 이에 따라, 투명 전극층(140)이 전류 차단층(130)으로부터 박리되는 것이 효과적으로 방지될 수 있다.
투명 전극층(140)은 광 투과성 및 전기적 도전성 물질을 포함할 수 있고, 예를 들어, ITO, ZnO, IZO, IZTO, IAZO, AZO 등과 같은 도전성 산화물 및 Ni/Au와 같은 광 투과성 금속층 중 적어도 하나를 포함할 수도 있다. 특히, 본 실시예에 있어서, 투명 전극층(140)은 ITO를 포함할 수 있고, 이 경우 투명 전극층(140)은 약 1.9의 굴절률을 가질 수 있다.
또한, 투명 전극층(140)은 제2 도전형 반도체층(125)과 오믹 컨택을 형성할 수 있다. 특히, 제2 전극(160)과 제2 도전형 반도체층(125) 간의 접촉 저항은 투명 전극층(140)과 제2 도전형 반도체층(125) 간의 접촉 저항보다 높을 수 있고, 제2 전극(160)을 통해 전류가 공급되면, 전류는 저항이 낮은 투명 전극층(140)으로 흐를 확률이 높다. 따라서, 투명 전극층(140)에 의해 전류가 수평방향으로 효과적으로 분산될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 절연층(150)은 발광 구조체(120) 상에 위치하며, 발광 구조체(120) 및 투명 전극층(140)을 덮을 수 있다. 이때, 제1 전극(161)과 제2 전극(163)이 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층(121, 125) 상에 위치하는 경우, 절연층(150)은 전극들(161, 163)이 형성된 영역을 제외한 다른 부분들 상에 형성될 수 있다. 절연층(150)은 발광 구조체(120)를 외부로부터 보호하는 패시베이션층과 유사한 역할을 할 수 있다.
절연층(150)은 적어도 두 개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들을 포함할 수 있고, 이때, 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 더 포함할 수 있다. 상기 미세 입자들은 마이크로 스케일 내지 나노 스케일의 입자 크기를 가질 수 있고, 특히, 수 내지 수백 nm의 직경을 가질 수 있다. 이러한 미세 입자들은 소결된 형태로 절연층(150) 내에 배치될 수 있다.
상기 미세 입자들은 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자를 포함할 수 있고, 이때, SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자는 불규칙하게 섞인 형태로 배치될 수 있다. SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자간의 비율은 제한되지 않으나, SiO2 미세 입자가 TiO2 미세 입자보다 더 큰 부피를 차지하도록 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자의 비율이 결정될 수 있다. SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자들은 모두 동일한 크기를 가질 필요는 없으며, 나노 스케일의 크기를 갖는 경우이면 제한되지 않는다. 예를 들어, SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자는 각각 그 직경이 5 내지 10nm 범위 내의 값을 가질 수 있다.
한편, 절연층(150)은 투명 전극층(140)의 굴절률보다 낮은 값의 굴절률을 가질 수 있고, 특히, SiO2층보다 낮은 굴절률을 가질 수 있다. 예를 들어, 투명 전극층(140)이 ITO를 포함하여, 약 1.9의 굴절률을 갖는 경우, SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자를 포함하는 절연층(150)은 약 1.2 내지 1.3의 굴절률을 가질 수 있다.
SiO2의 굴절률은 약 1.45이고, TiO2의 굴절률은 약 2.36이지만, 본 발명에 따른 절연층(150)은 나노 스케일로 형성된 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자를 포함하여 입사광의 산란 효과가 크고, 또한, 미세 입자들 사이에 공극(공기의 굴절률과 동일함; 굴절률=1)이 존재하여 절연층(150) 전체의 평균적인 굴절률은 SiO2 및 TiO2 각각의 굴절률보다 낮은 값을 가질 수 있다.
다만, 본 발명의 미세 입자들은 상술한 예에 한정되지 않으며, 절연층(150)이 다양한 다른 물질로 형성된 미세 입자을 포함하는 경우에도, 절연층(150)의 굴절률은 상기 적어도 두 개의 서로 다른 산화물 각각의 굴절률보다 작을 수 있다.
이에 따라, 절연층(150)은 투명 전극층(140)과 함께 굴절률 그레이딩층을 형성하여, 발광 다이오드에서 방출된 광의 전반사 현상의 발생확률을 감소시킬 수 있다. 구체적으로, 제2 도전형 반도체층(125)이 p형 GaN층(굴절률 = 약 2.4)이고, 투명 전극층(140)이 ITO층(굴절률 = 약 1.9)이며, 절연층(150)이 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자, 및 공극을 포함하는 층(굴절률 = 약 1.22)인 경우, 활성층으로부터 광 방출면(절연층(150)의 표면)까지 굴절률이 단계적으로 감소하는 굴절률 그레이딩층이 형성된다. 따라서, 다른 물질들이 서로 만나는 각각의 계면에서의 전반사 현상의 발생 확률이 감소하여 발광 다이오드의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시예에 따른 절연층(150)은 SiO2를 포함하여, 발광 다이오드를 외부로부터 보호하는 역할을 종래의 발광 다이오드에 적용된 절연층과 거의 유사하게 하면서도, 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 따라서, 본 실시예에 따른 절연층(150)은 종래의 구성에 추가적인 구성을 더하지 않고도 종래의 발광 다이오드에 대체적으로 적용될 수 있으므로, 공정 적용성이 우수하다.
제1 전극(161)과 제2 전극(163)은 각각 제1 도전형 반도체층(121) 및 제2 도전형 반도체층(125)에 상에 위치하여, 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 전극(161)은 제1 도전형 반도체층(121)의 상면이 노출된 영역 상에 위치할 수 있다. 제1 전극(161)이 형성되는 영역에는 절연층(150)은 생략될 수 있으며, 이 경우, 제1 전극(161)의 측면 일부는 절연층(150)에 덮일 수 있다. 한편, 제1 전극(161)의 배치는 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드의 형태에 따라 다양하게 변형 및 변경될 수 있다. 또한, 제1 전극(161)은 전극 패드와 전극 연장부를 포함할 수 있다.
제1 전극(161)은 제1 도전형 반도체층(121)에 외부의 전원을 공급하는 역할을 할 수 있고, 제1 전극(161)은 Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al 등과 같은 금속 물질을 포함할 수 있다. 또한, 제1 전극(161)은 단일층 또는 다중층으로 이루어질 수 있다.
제2 전극(163)은 제2 도전형 반도체층(125) 상에 위치하되, 전류 차단층(130)이 위치하는 영역 상에 위치하여, 투명 전극층(140)과 접촉할 수 있다. 나아가, 제2 전극(163)은 전류 차단층(130)의 개구부를 채워 제2 도전형 반도체층(125)의 일부와 접촉될 수도 있다.
이때, 제2 전극(163)의 상면 프로파일은 그것이 형성되는 영역의 하면 프로파일에 대응하는 형태일 수 있다. 구체적으로, 도시된 바와 같이, 제2 전극(163)의 상면은 그것이 형성되는 위치의 투명 전극층(140) 상면 및 제2 도전형 반도체층(125) 상면이 이루는 표면 프로파일(surface profile)에 대응하는 표면 프로파일을 가질 수 있다. 이에 따라, 제2 전극(163)은 상면에 형성된 오목부(163a)를 포함할 수 있고, 상기 오목부(163a)는 상기 개구부의 위치에 대응하여 위치한다.
제2 전극(163)의 상면이 평평하지 않은 표면 프로파일을 가짐으로써, 제2 전극(163)의 상면에 와이어 본딩을 하는 경우, 와이어와 제2 전극(163) 간의 접착성이 향상될 수 있다. 따라서, 와이어와 제2 전극(163)이 접착되는 부분에서 와이어가 단선되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다. 뿐만 아니라, 투명 전극층(140)의 일부가 전류 차단층(130)과 제2 전극(163) 사이에 끼인 형태로 위치하므로, 투명 전극층(140)이 더욱 안정적으로 배치되어 투명 전극층(140)이 박리되는 것이 방지된다. 따라서, 제2 전극(163), 전류 차단층(130) 및 투명 전극층(140) 간의 구조적 안정성이 향상될 수 있다.
또한, 제2 전극(163)은 전극 패드와 전극 연장부를 포함할 수 있고, 이 경우, 전류 차단층(130)은 상기 전극 패드 및 전극 연장부의 아래에 위치할 수 있다. 나아가, 전류 차단층(130)의 개구부는 전극 패드가 형성되는 영역 아래에만 위치할 수 있다.
제2 전극(163)은 금속 물질을 포함할 수 있고, Ti, Pt, Au, Cr, Ni, Al 등을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 다중층 구조로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(163)은 Ti층/Au층, Ti층/Pt층/Au층, Cr층/Au층, Cr층/Pt층/Au층, Ni층/Au층, Ni층/Pt층/Au층, 및 Cr층/Al층/Cr층/Ni층/Au층의 금속 적층 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 상기 발광 다이오드는 수평형 구조를 갖는 것으로 설명된다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 기술적 사상에 포함되는 기술적 구성은 모두 본 발명의 범위에 포함된다. 예를 들어, 수직형 또는 플립칩형 구조의 발광 다이오드에도 상기 절연층(150)이 적용될 수 있고, 이 역시 본 발명의 범위에 포함된다.
도 2는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2의 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 1의 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 발광 구조체(120)를 덮는 분포 브래그 반사기층(170)을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 본 실시예의 발광 다이오드에 관하여 설명하며, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.
도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드는, 발광 구조체(120), 투명 전극층(140), 절연층(150), 및 분포 브래그 반사기층(170)을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는, 기판(110), 전류 차단층(130), 제1 및 제2 전극(161, 163)을 더 포함할 수 있다.
분포 브래그 반사기층(170)은 발광 구조체(120)를 덮을 수 있으며, 특히, 발광 구조체(120)의 상면 및 메사의 측면을 덮을 수 있다. 또한, 분포 브래그 반사기층(170)은 절연층(150)의 아래 및 투명 전극층(140)의 위에 위치할 수 있고, 이에 따라, 투명 전극층(140)이 위치하는 부분에서는 투명 전극층(140)과 절연층(150)의 사이에 개재될 수 있다.
분포 브래그 반사기층(170)은 굴절률이 다른 절연성 물질층들이 적층된 다층 구조를 포함할 수 있다. 분포 브래그 반사기층(170)은 광의 파장에 따라 선택적으로 광을 반사시킬 수 있고, 예를 들어, 청색광은 투과시키되, 청색광보다 장파장의 광은 반사시킬 수 있다. 즉, 분포 브래그 반사기층(170)은 약 500 내지 750nm 범위의 파장의 광은 반사시킬 수 있다.
따라서 본 실시예에 따른 발광 다이오드가 청색광을 방출하고 상기 발광 다이오드 위에 파장변환부가 형성된 경우, 분포 브래그 반사기층(170)은 발광 다이오드에서 방출된 청색광은 투과시키고, 상기 파장변환부에 의해 파장변환되어 발생한 녹색광 또는 적색광 등은 반사시킨다. 이에 따라, 상기 발광 다이오드가 파장변환부와 함께 적용된 발광 장치에서의 발광 효율이 향상될 수 있다.
나아가, 분포 브래그 반사기층(170)의 최하층의 두께는 다른 층들의 두께보다 두껍게 형성될 수 있다. 이 경우, 분포 브래그 반사기층(170)은 더욱 안정적으로 안착될 수 있어, 분포 브래그 반사기층(170)이 박리되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 분포 브래그 반사기층(170)의 최상층의 굴절률은 투명 전극층(140)의 굴절률과 절연층(150)의 굴절률의 사이 값을 가질 수 있다. 예를 들어, 투명 전극층(140)이 ITO로 형성되어 약 1.9의 굴절률을 갖고, 절연층(150)은 약 1.22의 굴절률을 갖고, 분포 브래그 반사기층(170)의 최상층은 SiO2를 포함하여 약 1.45의 굴절률을 가질 수 있다. 이에 따라, 분포 브래그 반사기층(170)과 절연층(150) 사이의 계면에서 광의 전반사 현상이 발생할 확률을 감소시킬 수 있어, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 더욱 향상시킬 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2의 실시예에 따른 발광 다이오드는, 분포 브래그 반사기층(170)을 더 포함함으로써, 발광 다이오드에서 방출되는 광의 내부 전반사 현상이 발생할 확률을 더욱 감소시킬 수 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드 및 파장변환부가 적용된 발광 장치의 발광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드를 설명하기 위한 단면도이다.
도 3의 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 1 또는 도 2의 발광 다이오드와 대체로 유사하나, 발광 구조체(120)의 하부에 위치하는 광 산란층(150')을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 나아가, 상기 발광 다이오드는 광 산란층(150')의 아래에 위치하는 반사기(180)를 더 포함할 수 있다. 이하, 차이점을 중심으로 본 실시예의 발광 다이오드에 관하여 설명하며, 상술한 구성과 동일한 구성에 대해서는 구체적인 설명을 생략한다.
도 2를 참조하면, 상기 발광 다이오드는, 발광 구조체(120), 투명 전극층(140), 절연층(150), 및 광 산란층(150')을 포함한다. 또한, 상기 발광 다이오드는, 기판(110), 전류 차단층(130), 제1 및 제2 전극(161, 163), 및 반사기(180)을 더 포함할 수 있다.
광 산란층(150')은 발광 구조체(120)의 하부에 위치할 수 있고, 특히, 기판(110)의 하면 상에 위치할 수 있다.
광 산란층(150')은 절연층(150)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있고, 이에 따라, 적어도 두 개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들과 공극을 포함할 수 있다. 특히, 광 산란층(150')은 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자를 포함할 수 있다.
광 산란층(150')은 미세 입자들과 공극을 포함하여, 발광 다이오드의 하부로 향하는 광을 산란시킨다. 이에 따라, 발광 다이오드의 내부에서 전반사되는 광자들이 발광 다이오드의 하부면에 입사될 때, 광의 입사방향과 대칭되는 방향이 아닌 다른 방향들로 산란되어 반사된다. 따라서, 발광 다이오드의 내부에서 전반사되어 소멸되는 광자의 비율을 감소시킬 수 있어, 상기 발광 다이오드의 광 추출 효율이 향상될 수 있다.
나아가, 상기 발광 다이오드는, 광 산란층(150')의 하부에 위치하는 반사기(180)를 더 포함할 수 있고, 이에 따라, 상기 발광 다이오드의 하부로 향하는 광을 상부로 반사시킬 수 있다. 따라서 발광 다이오드의 하부로 방출되어 다른 물질에 흡수되어 소멸되는 광의 비율을 감소시킬 수 있으므로, 상기 발광 다이오드의 발광 효율이 향상될 수 있다.
반사기(180)는 다양한 형태의 반사기(180)를 포함할 수 있고, 예를 들어, Ag, Al과 같은 고 반사성 금속, 고 반사성 백색 물질을 포함하는 세라믹 또는 폴리머, 및 분포 브래그 반사기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 본 실시예에 따른 발광 다이오드는 도 2에서 설명한 분포 브래그 반사기층(170)을 더 포함할 수도 있다.
도 4 내지 도 9는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다. 도 4 내지 도 9의 실시예에 있어서, 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 구성들과 실질적으로 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호를 적용한다. 따라서, 도 1 내지 3에서 설명한 구성과 중복되는 구성에 대해서는 이하 상세한 설명을 생략한다.
도 4를 참조하면, 기판(110) 상에 제1 도전형 반도체층(121), 활성층(123) 및 제2 도전형 반도체층(125)을 포함하는 발광 구조체(120)를 형성한다.
기판(110)은 발광 구조체(120)가 성장될 수 있는 성장 기판일 수 있으며, 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화물 기판 등일 수 있다. 본 실시예에 있어서, 기판(110)은 패터닝된 사파이어 기판(PSS) 또는 질화갈륨 기판일 수 있다.
발광 구조체(120)의 각 반도체층들(121, 123, 125)은 성장 챔버 내에서 MOCVD, HVPE, MBE 등의 기술을 이용하여 성장될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(121)을 성장시키기 전에, 기판(110) 상에 버퍼층(미도시)이 더 형성될 수도 있다.
이어서, 도 5를 참조하면, 발광 구조체(120)를 부분적으로 제거하여, 제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 영역(120a)을 형성할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 영역이 형성됨으로써, 제2 도전형 반도체층(125)과 활성층(123)을 포함하는 메사(M)가 형성될 수 있다.
발광 구조체(120)를 부분적으로 제거하는 것은, 사진 및 식각 공정을 이용하는 것을 포함할 수 있다. 메사(M)의 측면은 경사를 가질 수 있고, 이는 사진 공정에서 포토레지스트의 리플로우를 이용하여 포토레지스트가 그 측면에 경사를 갖도록 형성함으로써 수득될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 영역(120a)은 후술하는 공정에서 제1 전극(163)이 형성되는 영역을 정의할 수 있다. 따라서, 발광 다이오드 및 제1 전극(163)의 디자인적인 선택에 따라, 제1 도전형 반도체층(121)이 노출된 영역(120a)이 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 제2 도전형 반도체층(125)의 일부 영역 상에 전류 차단층(130)을 형성할 수 있다.
전류 차단층(130)은 절연성 물질의 증착 및 패터닝 공정을 통해 형성될 수 있고, 나아가, 패터닝 공정을 통해 전류 차단층(130)은 제2 도전형 반도체층(125)을 노출시키는 개구부(130a)를 포함하도록 형성될 수 있다. 이와 달리, 전류 차단층(130)은 증착 및 리프트 오프 공정을 통해서 형성될 수도 있다. 전류 차단층(130)은 후술하는 공정에서, 제2 전극(163)이 형성될 영역 상에 형성될 수 있다. 제2 전극(163)이 전극 패드 및 전극 연장부를 포함하는 경우, 개구부(130a)는 상기 전극 패드가 형성될 영역에만 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
한편, 전류 차단층(130)은 유전체 물질이 다층으로 적층된 분포 브래그 반사기로 형성될 수도 있고, 이 경우 전류 차단층(130)은 복수의 단계로 구성된 증착 공정을 통해 형성될 수 있다.
다음, 도 7을 참조하면, 제2 도전형 반도체층(125) 상에 투명 전극층(140)이 형성된다.
투명 전극층(140)은 제2 도전형 반도체층(125)의 상면을 대체로 거의 덮도록 형성될 수 있고, 전류 차단층(130)을 덮을 수 있다. 또한, 투명 전극층(140)은 전류 차단층(130)의 개구부(130a)의 측면을 덮되, 상기 개구부(130a)의 하면을 부분적으로 노출시키도록 형성될 수 있다. 이에 따라, 투명 전극층(140)은 전류 차단층(130)의 개구부(130a)에 대응하는 부분에 위치하는 개구부(140a)를 포함할 수 있다.
투명 전극층(140)은 전도성 산화물 또는 금속을 포함하는 투명 전도성 물질을 포함할 수 있고, 상기 투명 전도성 물질을 증착 또는 도금하여 형성할 수 있다. 이어서 상기 투명 전도성 물질을 패터닝함으로써, 도시된 바와 같이 원하는 위치에 투명 전극층(140)이 형성되도록 할 수 있다. 예를 들어, 투명 전극층(140)이 ITO를 포함하는 경우, 투명 전극층(140)은 0 내지 50sccm 범위의 산소 분위기 및 20 내지 300℃의 온도 범위에서 전자선증착(e-beam evaporation)을 이용하여 제2 도전형 반도체층(125) 상에 ITO를 증착시킴으로써 형성될 수 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 나아가, 상기 제조 방법은 투명 전극층(140)을 열처리하는 것을 더 포함할 수 있다. 열처리를 통해 투명 전극층(140)의 접촉 저항을 낮출 수 있다.
한편, 메사(M), 전류 차단층(130) 및 투명 전극층(140)을 형성하는 순서는 이에 한정되지 않는다. 즉, 상술한 바와 달리, 메사(M)를 형성하기 전에, 전류 차단층(130)과 투명 전극층(140)을 먼저 형성한 후에 메사(M)를 형성할 수도 있다.
이어서, 도 8 및 도 9를 참조하면, 발광 구조체(120) 및 투명 전극층(140)을 덮는 절연층(150)을 형성한다.
절연층(150)은 적어도 두 개의 서로 다른 산화물 미세 입자를 포함할 수 있고, 이러한 절연층(150)은 다양한 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 절연층(150)을 형성하는 것은 도포 및 경화 공정을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
도면을 참조하여 구체적으로 설명하면, 먼저, 도 8에 도시된 바와 같이, 나오 입자들을 포함하는 용액(250)을 발광 구조체(120) 및 투명 전극층(140) 상에 도포한다. 이때, 상기 용액(250)은 상기 미세 입자들은 SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자를 포함할 수 있고, SiO2 미세 입자와 TiO2 미세 입자는 상기 용액의 용매 내에 불규칙하게 섞인 형태로 배치될 수 있다. 용액(250)은, 예를 들어, 스핀 코팅을 통해 도포될 수 있고, 이때 회전 속도는 약 1000 내지 3000 rpm의 범위 내로 조절될 수 있다.
이어서, 상기 도포된 용액(250)을 소정의 시간 동안 가열하여 경화시킴으로써, 발광 구조체(120) 및 투명 전극층(140)을 덮는 절연층(150)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 용액(250)을 약 15분 동안 약 200℃에서 경화시킬 수 있다. 용액(250)이 경화되면서 미세 입자들은 서로 소결되며, 소결된 미세 입자들의 사이에는 공극이 형성될 수 있다.
본 실시예에 따른 절연층(150)은 전자선 증착이나 PECVD와 같은 방법을 이용하지 않고도, 비교적 단순하고 공정이 용이한 코팅 방법을 이용하여 형성될 수 있다. 따라서, 절연층(150)의 제조 공정이 단순화되어, 전체적인 발광 다이오드 제조 공정이 용이해질 수 있다. 또한, 전자선 증착이나 PECVD 공정에서 발생할 수 있는 투명 전극층(140)의 손상 또는 반도체층들(121, 123, 125)의 손상이 방지될 수 있어, 제조된 발광 다이오드의 품질 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
다음, 도 9에 도시된 바와 같이, 절연층(150)을 패터닝하여, 제1 및 제2 전극(161, 163)이 형성될 영역을 정의한 후, 상기 절연층(150)이 제거된 영역 상에 제1 및 제2 전극(161, 163)을 형성함으로써, 도 1에 도시된 바와 같은 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
제1 및 제2 전극(161, 163) 금속 물질을 포함할 수 있고, 상기 금속 물질을 도금 및/또는 증착 방법을 통해 형성하고, 리프트 오프 공정으로 원하는 위치에 잔류시킴으로써, 제1 및 제2 전극(161, 163)이 형성될 수 있다. 특히, 제2 전극(163)은 도금 및/또는 증착 방법을 통해 형성됨으로써, 제2 전극(163)의 상면이 그 바닥면의 표면 프로파일에 대응하는 프로파일을 갖도록 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예에서는 제1 및 제2 전극(161, 163)이 절연층(150)보다 후행하여 형성되는 것으로 설명되나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 전극(161, 163)을 먼저 형성하고, 절연층(150)을 형성하는 것도 본 발명에 포함된다.
한편, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 절연층(150)을 형성하기 전에, 분포 브래그 반사기층(170)을 형성하는 것을 더 포함할 수 있다. 분포 브래그 반사기층(170)은 증착 공정 등을 통해 다층의 유전체층들을 형성함으로써 제공될 수 있고, 이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같은 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 다른 발광 다이오드 제조 방법을 설명하기 위한 단면도이다.
도 10의 실시예에 따른 발광 다이오드 제조 방법은, 도 4 내지 도 9의 실시예와 대체로 유사하나, 광 산란층(150')을 형성하는 것을 더 포함하는 점에서 차이가 있다. 이하, 차이점을 중심으로 설명한다.
도 10을 참조하면, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 절연층(150)이 형성되는 발광 구조체(120)의 일 면과 반대하여 위치하는 면 상에 광 산란층(150')을 형성하는 것을 더 포함한다.
광 산란층(150')은 기판(110)의 일 면 상에 형성될 수 있으며, 특히, 기판(110)의 면들 중 발광 구조체(120)가 형성되는 면의 반대하여 위치하는 면 상에 형성될 수 있다. 광 산란층(150')은 절연층(150)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있으며, 대체로 유사한 방법을 통해 형성될 수 있다. 예를 들어, 광 산란층(150')은 기판(110)의 일 면상에 미세 입자들을 포함하는 용액을 스핀 코팅하여 도포하고, 이를 경화시킴으로써 제공될 수 있다.
광 산란층(150')의 형성 시점은 제한되지 않으나, 발광 구조체(120)는 비교적 고온에서 성장되므로, 발광 구조체(120)를 형성한 후에 형성하는 것이 바람직하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
나아가, 상기 발광 다이오드 제조 방법은, 광 산란층(150') 상에 반사기(180)를 형성하는 것을 더 포함할 수 있고, 이에 따라, 도 3에 도시된 발광 다이오드가 제공될 수 있다.
반사기(180)는 다양한 종류의 반사물질을 포함할 수 있다. 반사기(180)는 그것에 포함된 반사물질의 종류에 따라 다양한 방법을 통해 형성될 수 있고, 예를 들어, 반사기(180)를 형성하는 것은, 도금 및/또는 증착 공정을 통해 고 반사성 금속 물질을 형성하는 것을 포함할 수 있고, 도포 및 경화 공정을 통해 반사성 물질을 포함하는 폴리머 물질을 형성하는 것을 포함할 수도 있으며, 증착 공정을 통해 분포 브래그 반사기를 형성하는 것을 포함할 수도 있다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.
이상에서, 본 발명의 다양한 실시예들에 대하여 설명하였지만, 상술한 다양한 실시예들 및 특징들에 본 발명이 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 특허청구범위에 의한 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변형과 변경이 가능하다.
Claims (25)
- 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체;
상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층; 및
상기 발광 구조체 및 상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 포함하고,
상기 절연층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함하며,
상기 절연층의 굴절률은 1.2 내지 1.3인 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 적어도 2개의 서로 다른 산화물 각각의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 큰 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 미세 입자들은 TiO2 미세 입자 및 SiO2 미세 입자를 포함하는 발광 다이오드. - 청구항 3에 있어서,
상기 투명 전극층은 ITO를 포함하는 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 제2 도전형 반도체층과 상기 투명 전극층 사이에 위치하는 전류 차단층을 더 포함하고,
상기 전류 차단층은 상기 제2 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함하며,
상기 투명 전극층은 상기 전류 차단층을 덮되, 상기 전류 차단층의 개구부 아래에 노출된 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮지 않는 발광 다이오드. - 청구항 5에 있어서,
상기 전류 차단층 상에 위치하는 제2 전극을 더 포함하고,
상기 제2 전극은 상기 개구부를 통해 상기 제2 도전형 반도체층과 접촉하는 발광 다이오드. - 청구항 6에 있어서,
상기 제2 전극의 상면은 상기 전류 차단층을 덮는 투명 전극층과 상기 개구부 하면의 표면 프로파일에 대응하는 표면 프로파일을 갖는 발광 다이오드. - 청구항 5에 있어서,
상기 전류 차단층은 분포 브래그 반사기를 포함하고,
상기 분포 브래그 반사기는 청색광은 통과시키되, 500 내지 700nm 범위의 파장을 갖는 광은 반사시키는 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 절연층과 상기 투명 전극층 사이에 위치하는 다층 구조의 분포 브래그 반사기층을 더 포함하는 발광 다이오드. - 청구항 9에 있어서,
상기 분포 브래그 반사기층은 청색광은 통과시키되, 500 내지 700nm 범위의 파장을 갖는 광은 반사시키는 발광 다이오드. - 청구항 9에 있어서,
상기 분포 브래그 반사기층의 최하층의 두께는 상기 분포 브래그 반사기층의 다른 층들의 두께보다 두꺼운 발광 다이오드. - 청구항 9에 있어서,
상기 분포 브래그 반사기층의 최상층의 굴절률은 상기 투명 전극층의 굴절률과 상기 절연층의 굴절률의 사이 값을 갖는 발광 다이오드. - 청구항 1에 있어서,
상기 발광 구조체의 아래에 위치하는 기판; 및
상기 기판의 아래에 위치하는 광 산란층을 더 포함하고,
상기 광 산란층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함하는 발광 다이오드. - 청구항 13에 있어서,
상기 광 산란층은 TiO2 미세 입자 및 SiO2 미세 입자를 포함하는 발광 다이오드. - 청구항 13에 있어서,
상기 광 산란층은 상기 절연층과 동일한 물질을 포함하는 발광 다이오드. - 기판 상에 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치하는 제2 도전형 반도체층, 및 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층의 사이에 위치하는 활성층을 포함하는 발광 구조체를 형성함과 아울러, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 위치하는 투명 전극층을 형성하고;
상기 발광 구조체 및 상기 투명 전극층을 덮는 절연층을 형성하는 것을 포함하고,
상기 절연층은 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 상기 미세 입자들 사이에 개재된 공극을 포함하며,
상기 절연층의 굴절률은 1.2 내지 1.3인 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 절연층을 형성하는 것은,
SiO2 미세 입자 및 TiO2 미세 입자를 포함하는 용액을 상기 발광 구조체 및 투명 전극층 상에 도포하고; 및
상기 용액을 경화시키는 것을 포함하는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 17에 있어서,
상기 용액은 스핀 코팅 방법을 통해 도포되는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 투명 전극층을 형성하기 전에, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 전류 차단층을 형성하는 것을 더 포함하고,
상기 전류 차단층은 상기 제2 도전형 반도체층을 노출시키는 개구부를 포함하며,
상기 투명 전극층은 상기 전류 차단층을 덮되, 상기 전류 차단층의 개구부 아래에 노출된 제2 도전형 반도체층을 적어도 부분적으로 덮지 않는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 19에 있어서,
상기 절연층을 형성하기 전에, 상기 전류 차단층 상에 위치하는 제2 전극을 형성하는 것을 더 포함하되, 상기 제2 전극과 전류 차단층 사이에는 투명 전극층이 적어도 일부 개재되며,
상기 제2 전극은 상기 개구부를 통해 상기 제2 도전형 반도체층과 접촉하는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 20에 있어서,
상기 제2 전극은 증착 및/도는 도금 공정을 통해 형성되고,
상기 제2 전극은 그 하면의 표면 프로파일에 대응하는 상면 프로파일을 갖는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 절연층을 형성하기 전에, 상기 투명 전극층 및 발광 구조체를 덮는 분포 브래그 반사기층을 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 기판의 하면 상에 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들을 포함하는 용액을 도포하고; 및
상기 용액을 경화시켜, 적어도 2개의 서로 다른 산화물을 포함하는 미세 입자들, 및 공극을 포함하는 광 산란층을 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 23에 있어서,
상기 광 산란층의 하면 상에, 반사기를 형성하는 것을 더 포함하는 발광 다이오드 제조 방법. - 청구항 16에 있어서,
상기 적어도 2개의 서로 다른 산화물 각각의 굴절률은 상기 절연층의 굴절률보다 큰 발광 다이오드 제조 방법.
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