KR101603244B1 - Light emitting diode, light emitting device and back light unit using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 발광 다이오드의 발광층으로 구동 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 그 발광 효율을 향상시킬 수 있도록 한 발광 다이오드 및 이를 이용한 발광 소자와 백 라이트 유닛에 관한 것으로, 도핑되지 않은 U-GaN층; 상기 도핑되지 않은 U-GaN층의 전면에 형성된 제 1 N-GaN층; 상기 제 1 N-GaN층의 전면에 형성된 제 1 활성화 합금층; 상기 제 1 활성화 합금층의 전면에 그 일부면이 식각되어 형성된 제 2 N-GaN층; 상기 식각되지 않은 제 2 N-GaN층의 전면에 형성된 활성층; 상기 활성층의 전면에 형성된 P-GaN층; 상기 P-GaN층의 전면에 형성된 투명 전도성 산화물층; 상기 제 2 N-GaN층이 식각된 제 1 활성화 합금층의 일부면에 형성된 제 1 전극; 및 상기 투명 전도성 산화물의 일부면에 형성된 제 2 전극을 구비한 것을 특징으로 한다. The present invention relates to a light emitting diode and a light emitting device and a backlight unit using the same, which can improve the luminous efficiency by uniformly supplying driving current to a light emitting layer of a light emitting diode. A first N-GaN layer formed on the entire surface of the undoped U-GaN layer; A first active alloy layer formed on the entire surface of the first N-GaN layer; A second N-GaN layer formed by etching a part of the entire surface of the first active alloy layer; An active layer formed on the entire surface of the un-etched second N-GaN layer; A P-GaN layer formed on the front surface of the active layer; A transparent conductive oxide layer formed on the entire surface of the P-GaN layer; A first electrode formed on a surface of the first active alloy layer on which the second N-GaN layer is etched; And a second electrode formed on a surface of the transparent conductive oxide.
제 1 및 제 2 활성화 함금층, P-GaN, N-GaN, 발광 다이오드, First and second activated gold layers, P-GaN, N-GaN, light emitting diodes,
Description
본 발명은 발광 다이오드에 관한 것으로, 특히 발광 다이오드의 발광층으로 구동 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 그 발광 효율을 향상시킬 수 있도록 한 발광 다이오드 및 이를 이용한 발광 소자와 백 라이트 유닛에 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 and a light emitting device and a backlight unit using the same, which can improve a light emitting efficiency by uniformly supplying a driving current to a light emitting layer of a light emitting diode.
최근 들어, 발광 소자로는 우수한 단색성 피크 파장을 가지며 광 효율성이 우수하고, 소형화가 가능하다는 장점을 가진 발광 다이오드(Light Emitting Diode)가 주로 이용되고 있다. 이러한, 발광 다이오드는 전자가 천이될 때 광을 방출하는 현상을 이용한 것으로, 반도체 전도대(conduction band)의 전자들이 가전자대(valence band)의 정공(hole)과 재결합하는 과정에서 광이 발생하게 된다. In recent years, light emitting diodes (LEDs) having excellent monochromatic peak wavelengths, excellent light efficiency and miniaturization have been mainly used as light emitting devices. The light emitting diode uses a phenomenon that light is emitted when electrons are transited. Light is generated in the process of recombining the electrons of the semiconductor conduction band with the holes of the valence band.
발광 다이오드의 발광 파장은 반도체에 첨가되는 불순물의 종류를 바꿈으로써 조절하는데, 스펙트럼의 청색 또는 자외선 파장을 갖는 빛을 생성하기 위해서는 실리콘 카바이드(SiC)와 Ⅲ족 질화물계 특히, GaN(질화 갈륨)이 주로 이용되고 있다. The emission wavelength of a light emitting diode is controlled by changing the kind of impurities added to the semiconductor. In order to produce light having a spectrum of blue or ultraviolet wavelength, silicon carbide (SiC) and group III nitride-based, in particular GaN (gallium nitride) It is mainly used.
일반적으로, GaN을 이용한 수평형(Laterral Type) 발광 다이오드는 반도체 기판 상부에 N-GaN층, 활성층 및 P-GaN층을 순차적으로 적층한 다음, P-GaN층에서 N-GaN층까지 메사(Mesa) 식각하고, 메사 식각된 N-GaN 층의 상부와 식각되지 않은 가장 상부의 P-GaN층 상에 각각의 전극이 형성되도록 함으로써 완성하게 된다. 그리고 이렇게 완성된 GaN계 발광 다이오드의 각 전극에 양(+)의 부하와 음(-)의 부하를 가하게 되면, P-GaN층과 N-GaN층으로부터 각각 정공과 전자들이 활성층으로 모여 재결합함으로써 활성층에서 발광을 하게 된다. In general, a lateral type light emitting diode using GaN has a structure in which an N-GaN layer, an active layer and a P-GaN layer are sequentially laminated on a semiconductor substrate, and then a mesa is formed from the P- ), And the respective electrodes are formed on the upper portion of the mesa-etched N-GaN layer and the uppermost P-GaN layer not etched. When a positive (+) load and a negative (negative) load are applied to each electrode of the completed GaN light emitting diode, holes and electrons are recombined into the active layer from the P-GaN layer and the N-GaN layer, Thereby emitting light.
하지만, 발광 다이오드로 공급되는 전류 즉, 전자와 정공들의 경우는 최단거리로만 이동하려는 특성이 있기 때문에 전자와 정공들의 확산이 잘 이루어지지 않아 활성층이나 P-GaN층 및 N-GaN층으로 고르게 공급되지 못하는 문제가 있다. However, the current supplied to the light-emitting diode, that is, electrons and holes, has a property of shifting only the shortest distance, so electrons and holes are not diffused well and are not uniformly supplied to the active layer, the P-GaN layer and the N-GaN layer There is a problem that can not be done.
다시 말해, 각각의 전극으로 공급되는 전자와 정공들은 활성층과 P-GaN층 및 N-GaN층의 최단거리 경로에만 밀집되므로 최단거리 경로 외에는 전자와 정공들의 확산이 잘 이루어지지 않게 된다. 이 경우, 전자와 정공이 활성화되는 면적 즉, 광 발생 면적 또한 작아지기 때문에 발광 다이오드의 발광 효율을 저하된다. In other words, electrons and holes supplied to the respective electrodes are concentrated only in the shortest path between the active layer and the P-GaN layer and the N-GaN layer, so that electrons and holes are not diffused outside the shortest path. In this case, the area where the electrons and the holes are activated, that is, the light-generating area, becomes smaller, so that the light-emitting efficiency of the light-emitting diode is lowered.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 발광 다이오드의 발광층으로 구동 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 그 발광 효율을 향상시킬 수 있도록 한 발광 다이오드 및 이를 이용한 발광 소자와 백 라이트 유닛에 관한 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a light emitting diode and a backlight unit using the same, which can improve the luminous efficiency by supplying a driving current evenly to a light emitting layer of a light emitting diode.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드는 도핑되지 않은 U-GaN층; 상기 도핑되지 않은 U-GaN층의 전면에 형성된 제 1 N-GaN층; 상기 제 1 N-GaN층의 전면에 형성된 제 1 활성화 합금층; 상기 제 1 활성화 합금층의 전면에 그 일부면이 식각되어 형성된 제 2 N-GaN층; 상기 식각되지 않은 제 2 N-GaN층의 전면에 형성된 활성층; 상기 활성층의 전면에 형성된 P-GaN층; 상기 P-GaN층의 전면에 형성된 투명 전도성 산화물층; 상기 제 2 N-GaN층이 식각된 제 1 활성화 합금층의 일부면에 형성된 제 1 전극; 및 상기 투명 전도성 산화물의 일부면에 형성된 제 2 전극을 구비한 것을 특징으로 한다. According to an aspect of the present invention, there is provided a light emitting diode including: an undoped U-GaN layer; A first N-GaN layer formed on the entire surface of the undoped U-GaN layer; A first active alloy layer formed on the entire surface of the first N-GaN layer; A second N-GaN layer formed by etching a part of the entire surface of the first active alloy layer; An active layer formed on the entire surface of the un-etched second N-GaN layer; A P-GaN layer formed on the front surface of the active layer; A transparent conductive oxide layer formed on the entire surface of the P-GaN layer; A first electrode formed on a surface of the first active alloy layer on which the second N-GaN layer is etched; And a second electrode formed on a surface of the transparent conductive oxide.
상기 제 1 활성화 합금층은 전기 전도도가 높은 금, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 백금, 은 또는 이들과 GaN의 합금으로 형성된 것을 특징으로 한다. The first activating alloy layer is formed of gold, aluminum, nickel, titanium, platinum, silver, or an alloy of GaN and gold with high electrical conductivity.
상기 제 1 활성화 합금층은 이온 주입(Ion-implantation), 스퍼터링 또는 유기금속 화학증착법(MOCVD) 중 적어도 하나의 방법을 통해 상기 제 1 N-GaN층의 전면에 형성된 것을 특징으로 한다. The first active alloy layer is formed on the entire surface of the first N-GaN layer through at least one of ion-implantation, sputtering, and MOCVD.
상기 제 1 N-GaN층은 상기 제 1 활성화 합금층이 형성된 이후 RTH 방법(Rapid Thermal Annealing Method)을 통해 손상된 부분이 회복되도록 한 것을 특징으로 한다. The first N-GaN layer is formed by the RTA method (Rapid Thermal Annealing Method) after the first active alloy layer is formed so that the damaged part is recovered.
상기 투명 전도성 산화물층의 전면에는 상기 제 1 활성화 합금층과 동일한 방법으로 제 2 활성화 합금층이 더 형성되며, 이 경우 상기 제 2 전극은 상기 투명 전도성 산화물의 일부면이 아닌 상기 제 2 활성화 합금층의 일부면에 형성된 것을 특징으로 한다. A second activating alloy layer is further formed on the front surface of the transparent conductive oxide layer in the same manner as the first activating alloy layer. In this case, the second electrode is not a part of the transparent conductive oxide, As shown in FIG.
상기 제 2 활성화 합금층은 전기 전도도가 높은 금, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 백금, 은 또는 이들과 GaN의 합금으로 이루어진 것을 특징으로 한다. And the second activating alloy layer is made of gold, aluminum, nickel, titanium, platinum, silver, or an alloy of GaN and gold, which have high electrical conductivity.
상기 제 2 활성화 합금층은 이온 주입, 스퍼터링 또는 유기금속 화학증착법 중 적어도 하나의 방법을 통해 투명 전도성 산화물층의 전면에 형성된 것을 특징으로 한다. And the second activating alloy layer is formed on the entire surface of the transparent conductive oxide layer through at least one of ion implantation, sputtering or metal organic chemical vapor deposition.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명의 발광 다이오드 및 이를 이용한 발광 소자와 백 라이트 유닛은 발광 다이오드의 발광층으로 구동 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 그 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기와 같이 구동 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 그 내부 저항을 감소시켜 발열량도 줄이고 그 동작 전압의 감소 또한 기대할 수 있다. The light emitting diode of the present invention having the above characteristics, and the light emitting device and the backlight unit using the same can improve the light emitting efficiency by supplying the driving current evenly to the light emitting layer of the light emitting diode. In addition, by supplying the drive current evenly as described above, the internal resistance can be reduced to reduce the heat generation amount, and a reduction in the operation voltage can also be expected.
이하, 상기와 같은 특징 및 효과를 갖는 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다 이오드 및 이를 이용한 발광 소자와 백 라이트 유닛을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하면 다음과 같다. Hereinafter, a light emitting diode according to an embodiment of the present invention having the features and effects as described above, a light emitting device using the same, and a backlight unit will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 구성 단면도이며, 도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도이다. FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a plan view of the light emitting device shown in FIG.
도 1 및 도 2에 도시된 발광 소자는 광을 발생하는 적어도 하나의 발광 다이오드(16); 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(16)가 안착 되도록 패키지 프레임(12)에 형성된 리드 프레임(14); 및 상기 적어도 하나의 발광 다이오드(16)를 커버하도록 패키지 프레임(12)의 홈부에 충진되는 형광 몰딩부(18)를 구비한다. The light emitting device shown in Figs. 1 and 2 includes at least one
패키지 프레임(12)은 플라스틱 등의 수지 계열로 형성될 수 있으며, 발광 다이오드(16)의 방열을 위해 히트 금속 등으로 이루어질 수도 있다. 패키지 프레임(12)이 플라스틱 등의 수지 계열이나 실리콘 기판 또는 유리기판으로 이루어진 경우에는 히트 금속 등의 리드 프레임(14)이 발광 다이오드(16)에 접속되도록 구성된다. 패키지 프레임(12)에는 상기의 형광 몰딩부(18)가 충진될 수 있도록 홈이 형성되는데, 이 홈에는 상기의 발광 다이오드(16)가 안착된 후 형광 몰딩부(18)가 충진된다. 도 1의 경우는 패키지 프레임(12)이 별도의 인쇄 회로기판(13) 등에 안착된 형태를 나타내며, 이 경우 외부로 돌출된 리드 프레임(14)이 인쇄 회로기판(13)에 접촉될 수 있다. The
리드 프레임(14)은 상기의 발광 다이오드(16)가 안착되도록 패키지 프레임(12)의 홈부 바닥면과 외부면을 관통하도록 패키지 프레임(12)의 내부 및 외부에 형성되는데, 이때 리드 프레임(14)은 두개로 분리되어 제 1 및 제 2 리드 프레임으로 구분되기도 한다. 여기서, 제 1 리드 프레임은 패키지 프레임(12)의 홈부 바닥면 일부와 패키지 프레임(12)의 일측 외부면을 관통하도록 구성되며, 제 2 리드 프레임은 패키지 프레임(12)의 홈부 바닥면 일측과 패키지 프레임(12)의 타측 외부면을 관통하도록 구성된다. 이러한 제 1 및 제 2 리드 프레임 각각에는 제 1 리드 전극(15)과 제 2 리드 전극(17)이 연결되어 외부로부터 공급되는 구동전압이 각각의 리드 전극(15,17)을 통해 발광 다이오드(16)로 공급되도록 한다. The
형광 몰딩부(18)는 패키지 프레임(12)의 홈부에 노출된 리드 프레임(14)과 그 리드 프레임(14)에 안착된 발광 다이오드(16) 및 각각의 리드 전극(15,17)을 모두 커버하도록 패키지 프레임(18)의 홈부에 충진됨으로써 형성된다. 여기서, 형광 몰딩부(18)는 투명 또는 불투명의 합성수지에 서로 다른 색을 가지는 복수의 형광체가 소정의 비율로 혼합되어 투명 또는 불투명한 몰드물질로 형성된다. The
발광 다이오드(16)는 자발분극 현상을 감소시켜 광 발생 경로가 일정할 수 있도록 한 4원계 질화 화합물 소자 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 발광 다이오드(16)에 대해서는 첨부된 도 3을 참조하여 좀 더 구체적으로 설명하기로 한다. The
도 3은 도 1에 도시된 발광 다이오드를 구체적으로 나타낸 구성 단면도이다. 3 is a structural cross-sectional view illustrating the light emitting diode shown in FIG.
도 3에 도시된 발광 다이오드(16)는 도핑되지 않은 U-GaN층(31); U-GaN층(31)의 전면에 형성된 제 1 N-GaN층(32); 제 1 N-GaN층(32)의 전면에 형성된 제 1 활성화 합금층(33); 제 1 활성화 합금층(33)의 일부면에 형성된 제 2 N-GaN층(34); 제 2 N-GaN층(34)의 전면에 형성된 활성층(35); 활성층(35)의 전면에 형성된 P-GaN층(36); P-GaN층(36)의 전면에 형성된 투명 전도성 산화물(Transparent Conducting Oxide)층(37); 노출된 제 1 활성화 합금층(33)의 나머지 일부면에 형성된 제 1 전극(42); 및 투명 전도성 산화물(37)의 일부면에 형성된 제 2 전극(44)을 구비한다. The light-emitting
도핑되지 않은 U-GaN층(31)이 형성되는 프레임 예를 들어, 리드 프레임(14)의 경우는 발광 다이오드(16)를 이루는 구성 물질 예를 들어, GaN계 결정들을 성장시킬 수 있는 지지부 역할을 한다. 이를 위해 리드 프레임(14)은 사파이어(Sapphire) 프레임이나 산화아연(ZnO) 프레임, 알루미늄 옥사이드 프레임, 실리콘(Si) 프레임이 될 수 있으며, 한편으로는 GaN, InGaN, AlGaN, AlInGaN 중에서 적어도 어느 하나가 적층된 템플레이트(Template) 기판이 사용될 수도 있다. In the case of the frame in which the undoped
상기 제 1 N-GaN층(32), 제 2 N-GaN층(34), 활성층(35), P-GaN층(36)의 형성방법으로는 얇은 GaN계 화합물을 증착할 수 있는 것이면 제한 없이 사용될 수 있으나, 유기금속 화학증착법(MOCVD)이 적당하다. The method of forming the first N-
제 1 N-GaN층(32)을 형성하기 위해 제 1 GaN층(32)의 형성과정에서는 적절한 도펀트로 도핑을 하게된다. 여기서, N 도핑을 위한 도펀트로는 실리콘, 게르마늄, 셀레늄, 텔루륨, 탄소 등을 사용할 수 있다. 실리콘을 사용할 경우 도핑 농도는 1017/cm3 정도가 일반적이다. 제 1 N-GaN층(32)은 도핑농도를 다르게 하여 N+ 및 N- 의 이층 구조로 형성할 수도 있다. The
리드 프레임(14) 상에 도핑되지 않은 U-GaN층(31)을 먼저 형성한 다음, 그 위에 제 1 N-GaN층(32)을 형성하는 경우, 격자 주기가 급격히 변함으로 인해 결함이 발생되어 박막특성이 저하되는 것을 방지할 수 있게 된다. When the undoped
제 1 활성화 합금층(33)은 제 1 N-GaN층(32)의 전면에 형성되어 제 1 전극(42)을 통해 공급되는 전류가 고르게 제 1 및 제 2 N-GaN(32,34)으로 공급되도록 한다. 이는 제 1 전극(42)으로 공급되는 전류가 제 1 전극(42) 측과 인접한 최단거리 경로를 통해서 제 2 전극(44)으로 흐르게 되는 특성을 완화시키기 위한 것으로, 제 1 전극(42)으로 공급되는 전류가 제 1 및 제 2 GaN(32,34)으로 고르게 분산되도록 한다. 이러한 제 1 활성화 합금층(33)은 전기 전도도가 높은 금, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 백금, 은 또는 이들과 GaN의 합금으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 1 활성화 합금층(33)의 경우는 이온 주입(Ion-implantation), 스퍼터링 또는 유기금속 화학증착법(MOCVD) 등을 통해 제 1 N-GaN층(32)의 전면에 형성된다. 한편으로, 상기의 제 1 활성화 합금층(33)이 형성되면, 제 1 N-GaN층(32)이 손상될 수 있으므로 제 1 활성화 합금층(33)을 형성한 후에는 RTH 방법(Rapid Thermal Annealing Method)을 수행하여 손상된 상기의 제 1 N-GaN층(32)을 회복시키는 것이 바람직하다. The first active alloy layer 33 is formed on the entire surface of the first N-
제 2 N-GaN층(34)은 상기 제 1 활성화 합금층(33)의 전면에 그 일부면이 식각되도록 형성된다. 이러한 제 2 N-GaN층(34)은 제 1 N-GaN층(32)과 동일한 방법으로 형성된다. 마찬가지로, 제 2 N-GaN층(34) 또한 도핑농도를 다르게 하여 N+ 및 N- 의 이층 구조로 형성할 수도 있다. The second N-
활성층(35)은 제 2 N-GaN층(34) 상에 형성되어 발광 다이오드(16)에 있어서 광을 발생시키는 부분이다. 이러한 활성층(35)은 AlxGayIn(1-x-y)N(0≤x<1, 0<y<1)의 일반식으로 나타낼 수 있으며, 질화 알루미늄, 질화갈륨 및 질화인듐과 같은 2원계와 질화갈륨-인듐 및 질화갈륨-알루미늄과 같은 3원계를 포함한다. Ⅲ족원소는 붕소, 탈륨 등으로 일부 치환될 수 있으며, 질소는 인, 비소, 안티몬 등으로 일부 치환될 수 있다. The
활성층(35)은 성분 조성을 변화시킴으로써 방출하는 빛의 파장을 조절할 수 있다. 예컨대, 청색 광을 방출하기 위해서는 약 22% 정도의 인듐이 포함된다. 그리고 녹색 광을 방출하기 위해서는 약 40% 정도의 인듐이 포함된다. The
P-GaN층(36)은 제 1 및 제 2 N-GaN층(32,34)과 동일한 공정을 통해 형성될 수 있으며, P-GaN층(36)의 도펀트로는 마그네슘, 아연, 베릴륨, 칼슘, 스트론튬, 바륨 등이 사용될 수 있다. 이때, P-GaN층(36)도 제 1 및 제 2 N-GaN층(32,34)과 같이, P+ 및 P-의 이층구조로 형성하는 것이 가능하다. 리드 프레임(16) 상에 제 1 N-GaN층(32), 제 1 활성화 합금층(33), 제 2 N-GaN층(34), 활성층(35), P-GaN층(36)을 순서대로 적층한 다음에는 P-GaN층(36)을 활성화할 필요가 있다. P-GaN층(36)의 활성화 방법은 P-GaN층(36)의 도펀트인 마그네슘 등이 수소와 결합하여 결함으로 작용하는 것을 방지하기 위하여 마그네슘과 수소의 결합을 끊는 것이다. 보다 상세하게는 600℃에서 약 20분 정도 열처리하며, 후술할 투명 전도성 산화물층(37)을 형성한 다음에 열처리할 수도 있다. The P-
투명 전도성 산화물층(37)은 발광 다이오드(16)에서 외부로 방출되는 광이 전반사되어, 발광 다이오드(16) 내부에서 흡수, 감쇄되는 것을 감소시키기 위한 것이다. 활성층(35)에서 발생한 광은 제 1 및 제 2 전극(42,44)과 리드 프레임(14) 등을 통하여 그 전면으로 방출되는데, 이때 제 1 및 제 2 전극(42,44)과 리드 프레임(14)의 굴절률의 차이로 인하여, 임계각보다 큰 각도로 입사된 빛은 전반사되어 발광 소자의 측면 방향으로 빠져나가거나 내부에서 흡수 또는 감쇄되어 발광효율 저하의 중요한 원인이 된다. 전반사가 일어나는 임계각은 계면을 이루는 양 매질의 굴절률이 클수록 작아진다. GaN층의 굴절률을 약 2.4 정도이고, 공기의 굴절률은 1에 가깝다. 투명 전도성 산화물층(37)의 굴절률은 약 1.7 정도이므로, 발광 다이오드(16)의 외부 환경(공기 등)과의 굴절률 차이를 감소시킬 수 있다. The transparent
투명 전도성 산화물층(37)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), ZnO(Zinc Oxide) 또는 ZCO(Zinc Carbon Oxide) 등의 재질로 이루어질 수 있으며, 상기 투명 전도성 산화물층은 광투과도가 90% 이상이므로 광추출 효율을 증가시킬 수 있다. 한편, 도면으로 도시하지 않았지만, 투명 전도성 산화물층(16)은 스트라이프(stripe), 스크랫치(Scratch), 직사각형, 돔, 원기둥 등의 형상을 갖는 요철부를 구비함으로써, 전반사를 더욱 감소시킬 수 있다. 또한, 요철부는 광결정 구조로 형성될 수 있다. 광 결정이란 광밴드 갭(Photonic Band Gap), 광의 국소화, 광의 비선형성, 그리고 강한 분산특성을 보이는 광구조물을 말하며, 특히 빛의 파장과 비슷한 길이의 격자 주기를 갖는 형상, 패턴 등을 의미한다. 이러한 광 결정을 활용하면 빛의 전파를 제어할 수 있을 뿐만 아니라 자발방출의 제어도 가능하여 광소자의 성능향상과 소형화에 크게 기여할 수 있다. The transparent
상기 투명 전도성 산화물층(37)의 전면에는 상기 제 1 활성화 합금층(33)과 동일한 방법으로 형성된 제 2 활성화 합금층(38)이 더 형성될 수 있으며, 이 경우 상기 제 2 전극(44)은 상기 투명 전도성 산화물(37)의 일부면이 아닌 제 2 활성화 합금층(38)의 일부면에 형성될 수 있다. A second activating
제 2 활성화 합금층(38)은 투명 전도성 산화물층(37)의 전면에 형성되어 제 2 전극(44)을 통해 공급되는 전류가 고르게 P-GaN(36)으로 공급되도록 한다. 이는 제 1 및 제 2 전극(42,44)으로 각각 공급되는 전류가 최단거리 경로를 통해서만 흐르게 되는 특성을 완화시키기 위한 것으로, 제 1 및 제 2 전극(42,44)으로 각각 공급되는 전류가 제 1 및 제 2 GaN(32,34)과 P-GaN(36)으로 고르게 분산되도록 한다. 이러한 제 2 활성화 합금층(38)은 제 1 활성화 합금층(33)과 마찬가지로, 전기 전도도가 높은 금, 알루미늄, 니켈, 티타늄, 백금, 은 또는 이들과 GaN의 합금으로 이루어질 수 있다. 그리고, 제 2 활성화 합금층(38)의 경우는 이온 주입(Ion-implantation), 스퍼터링 또는 유기금속 화학증착법(MOCVD) 등을 통해 투명 전도성 산화물층(37)의 전면에 형성된다. The second activating
제 2 활성화 합금층(38)의 경우는 전기 전도도가 높으나, 투광성이 좋지 않기 때문에 패턴 형태로 형성될 수도 있다. 이 경우에는 패턴 폭이 가늘수록, 두께가 얇을수록 좋다. 바람직하게는 제 2 활성화 합금층(38)의 패턴 폭은 10 내지 10000Å이며, 그 두께는 10 내지 50000Å이 될 수 있다. 제 2 활성화 합금층(38)이 패턴 형태로 형성되는 경우 그 형상은 스트라이프형, 격자형, 방사형, 거미줄형 또는 벌집형 중 선택된 어느 하나의 형상으로 형성될 수 있다. The second activating
본 발명에 따른 제 1 활성화 합금층(33)이나 제 2 활성화 합금층(38)은 제 1 및 제 2 전극(42,44)만으로 발광 다이오드(16)에 전류가 공급되는 경우에 비해, 고르게 전류가 주입되게 함으로써, 결과적으로 발광 효율을 증가시킬 수 있다. 뿐만 아니라, 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 접촉 저항을 감소시킬 수 있으며, 접촉면에서 발생하는 발열량 또한 감소시킬 수 있다. 특히, 제 2 활성화 합금층(38)은 투명 전도성 산화물층(38)과 제 2 전극(42) 사이에 형성될 수 있을 뿐만 아니라, 투명 전도성 산화물층(37)과 P-GaN층(36) 사이에 형성될 수 있다. 이 경우에는 P-GaN층(36)과의 접촉 저항이 더 낮아지는 것을 기대할 수 있다. The first activating alloy layer 33 and the second activating
도 4는 본 발명의 발광 소자가 적용된 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도이다. 4 is an exploded cross-sectional view schematically showing a backlight unit and a liquid crystal display device to which the light emitting device of the present invention is applied.
도 4에 도시된 액정 표시장치는 백 라이트 유닛(20); 패널 가이드(27); 액정패널(50); 케이스(61)를 구비한다. The liquid crystal display device shown in Fig. 4 includes a
백 라이트 유닛(20)은 복수의 발광 소자(22), 복수의 발광 소자(22)를 수납하는 바텀커버(23), 복수의 발광 소자(22)에 대향되도록 바텀커버(23)의 전면에 배치된 확산판(25) 및 상기 확산판(25)으로부터의 광을 확산시켜 출광시키는 복수의 광학 시트(26)들을 구비한다. The
각각의 발광 소자(22)는 상기 도 1 내지 도 3를 참조하여 구체적으로 설명한 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드(16)가 구비된 발광 소자(22)들이 적용될 수 있다. 이러한, 발광 소자(22)들은 도시되지 않은 소켓들에 착탈 가능하게 장착되어 액정패널(30)과 대향되도록 구비된다. The
바텀커버(23)는 복수의 발광 소자(22)와 대향되는 바닥면, 발광 소자(22)의 길이 방향에 대응되도록 바닥면의 상부 및 하부로부터 일정한 기울기로 경사진 경사면, 바닥면에 대향되도록 경사면으로부터 연장된 안착부를 포함하도록 제작된다. 또한, 바텀커버(23)의 바닥면 및 경사면에는 각 발광 소자(22)로부터의 광을 액정패널(30) 쪽으로 반사시키기 위한 반사시트(24)가 형성된다. The
확산판(25)은 바텀커버(23)의 전면 개구부 상에 적층된다. 즉, 확산판(25)은 바텀커버(23)의 안착부 상면에 적층되는데, 이러한 확산판(25)은 복수의 발광 소자(22)로부터 조사되는 광을 액정패널(50)의 전 영역으로 확산시킨다. The
복수의 광학 시트(26)는 확산판(25)에 의해 확산된 광이 액정패널(50)에 수직하게 조사되도록 한다. 여기서, 광학 시트들(26)은 확산판(25)에서 출사된 광을 전 영역으로 확산시키는 하나의 확산 시트와, 상기 확산 시트에 의해 확산된 광의 진행각도를 액정패널(50)에 수직하도록 변환하는 제 1 및 제 2 프리즘 시트 등으로 구성된다. The plurality of
한편, 패널 가이드(27)는 확산판(25) 및 복수의 광학 시트(26)의 가장자리 및 측면을 감쌈과 아울러 바텀커버(23)의 측면을 감싸도록 바텀커버(23)의 안착부에 장착된다. 그리고, 패널 가이드(27)는 액정패널(50)을 지지하는 패널 지지부를 포함하여 구성된다. 패널 지지부는 액정패널(50)의 배면 비표시영역과 측면을 지지하도록 단턱지도록 형성된다. The
액정패널(50)은 패널 가이드(27)의 패널 지지부에 적층되어, 전면으로 입사되는 광을 반사시키거나 백 라이트 유닛(20)으로부터의 입사되는 광의 투과율을 조절하여 화상을 표시한다. The
케이스(61)는 액정패널(50)의 전면 비표시영역과 바텀커버(23)의 측면을 감싸도록 절곡된다. 이때, 케이스(61)는 커버(23)의 측면을 감싸는 패널 가이드(27) 에 체결되어 고정된다. The
이상에서 상술한 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 발광 다이오드(16) 및 이를 이용한 발광 소자(22)와 백 라이트 유닛(20)은 제 1 활성화 합금층(33)이나 제 2 활성화 합금층(38)가 형성된 발광 다이오드(16)를 이용하여 광을 발생하게 된다. 이에, 본 발명은 발광 소자(22)나 백 라이트 유닛(20)의 발광 효율을 증가시킬 수 있을 뿐만 아니라, 전류가 고르게 공급되도록 함으로써 접촉 저항을 감소시킬 수 있으며, 접촉면에서 발생하는 발열량 또한 감소시킬 수 있다. As described above, the
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허 청구의 범위에 의해 정해져야 할 것이다. It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made in the present invention without departing from the spirit or scope of the invention. Therefore, the technical scope of the present invention should not be limited to the contents described in the detailed description of the specification, but should be determined by the claims.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 발광 소자를 나타낸 구성 단면도.1 is a structural cross-sectional view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention;
도 2는 도 1에 도시된 발광 소자의 평면도.2 is a plan view of the light emitting device shown in Fig.
도 3은 도 1에 도시된 발광 다이오드를 구체적으로 나타낸 구성 단면도3 is a schematic cross-sectional view of the light emitting diode shown in FIG. 1
도 4는 본 발명의 발광 소자가 적용된 백 라이트 유닛과 액정 표시장치를 개략적으로 나타낸 분해 단면도4 is an exploded sectional view schematically showing a backlight unit and a liquid crystal display device to which the light emitting device of the present invention is applied
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 간단한 설명*BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG.
12: 패키지 프레임 14: 리드 프레임12: package frame 14: lead frame
16: 발광 다이오드 18: 형광 몰딩층16: light emitting diode 18: fluorescent molding layer
31: U-GaN층 32: 제 1 N-GaN층31: U-GaN layer 32: First N-GaN layer
33: 제 1 활성화 함금층 34: 제 2 N-GaN층33: first activation gold layer 34: second N-GaN layer
35: 활성층 36: P-GaN층35: active layer 36: P-GaN layer
37: 투명 전도성 산화물층 38: 제 2 활성화 합금층37: transparent conductive oxide layer 38: second activating alloy layer
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