KR101435512B1 - Light emitting diode having mixed structure - Google Patents

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KR101435512B1
KR101435512B1 KR1020130088949A KR20130088949A KR101435512B1 KR 101435512 B1 KR101435512 B1 KR 101435512B1 KR 1020130088949 A KR1020130088949 A KR 1020130088949A KR 20130088949 A KR20130088949 A KR 20130088949A KR 101435512 B1 KR101435512 B1 KR 101435512B1
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오범환
김양겸
이동진
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인하대학교 산학협력단
일진엘이디(주)
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Abstract

The present invention relates to a light emitting diode which can improve luminous efficiency by enhancing uniformity of current distribution between an n type electrode and a p type electrode thereof and reducing an internal reflection and reabsorption phenomenon thereof. To this end, the present invention provides the light emitting diode with a hybrid structure including a base substrate (210); a main substrate layer (25) disposed on the upper side of the base substrate (210) to form a p-n hetero-junction structure of a semiconductor and having an n type electrode pad (250) and a p type electrode pad (260) connected to an external power source; a transparent electrode (270) forming an upper part of the main substrate layer (25); and a plurality of micro disks (200) formed with a micro size at the upper side of the transparent electrode (270) which is between an n type electrode finger (252) extending from the n type electrode pad (250) and a p type electrode finger (262) extending from the p type electrode pad (260), wherein the micro disks (200) include a bridge (300) for connecting the inner center of a circumference and a pair of micro disk recesses (410, 411) engraved to have a shape partitioned by the bridge (300).

Description

혼성 구조를 갖는 발광다이오드{LIGHT EMITTING DIODE HAVING MIXED STRUCTURE}[0001] LIGHT EMITTING DIODE HAVING MIXED STRUCTURE [0002]

본 발명은 발광다이오드에 관한 것으로, 투명전극에 형성된 마이크로 디스크의 패턴 형상에 의해 발광효율을 향상시킬 수 있도록 구성된 것을 특징으로 하는 혼성 구조를 갖는 발광다이오드에 관한 것이다.
The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode having a hybrid structure, which is configured to improve light emission efficiency by a pattern shape of a micro disk formed on a transparent electrode.

일반적으로 발광다이오드(LIGHT EMITTING DIODE)는 전자와 홀의 재결합을 기초로 발생하는 반도체 소자로서, 광통신, 전자기기를 비롯하여, 휴대폰, 카메라 플래시, LCD 백라이트 등 다양한 기기의 광원으로 널리 사용되고 있다.2. Description of the Related Art LIGHT EMITTING DIODE is a semiconductor device which is generated based on the recombination of electrons and holes, and is widely used as a light source for a variety of devices such as optical communication, electronic devices, mobile phones, camera flashes, and LCD backlights.

예를 들면, 발광다이오드를 사용한 조명기기는 종래의 백열전구나 형광등과 비교하여 저소비전력이고 또한 저발열성이기 때문에 장래에 있어서 이들을 대체하기 위한 차세대 조명으로 각광받고 있다.For example, lighting apparatuses using light emitting diodes are in the spotlight as next-generation lights for replacing them in the future because they have lower power consumption and lower heat generation than conventional incandescent lamps and fluorescent lamps.

이러한 발광다이오드는 기본적으로 단방향 수직구조의 P-N 접합구조를 가지는 발광다이오드가 널리 사용되고 있다.As such a light emitting diode, a light emitting diode having a P-N junction structure of a unidirectional vertical structure is widely used.

도 1은 일반적인 발광다이오드의 단면도를 나타낸다.Figure 1 shows a cross-sectional view of a typical light emitting diode.

도 1을 참조하면, 발광다이오드(10)는 하부에 형성된 베이스 기판(110) 상에 N형 반도체층을 이루는 n-GaN층(120)과, P형 반도체층을 형성하는 p-GaN층(130) 및 이들 사이에 게재되는 활성층(140; QUANTUM WELL ACTIVE LAYER)을 포함한다.1, the light emitting diode 10 includes an n-GaN layer 120 forming an N-type semiconductor layer and a p-GaN layer 130 forming a P-type semiconductor layer on a base substrate 110 formed below And an active layer 140 (QUANTUM WELL ACTIVE LAYER) disposed therebetween.

그리고, 상기 n-GaN층(120)과, p-GaN층(130)은 외부 전원에 각각 전기적으로 연결되는 N형 전극(150)과, P형 전극(160)을 각각 구비한다.The n-GaN layer 120 and the p-GaN layer 130 each include an N-type electrode 150 and a P-type electrode 160 electrically connected to an external power source.

이를 통해, 발광다이오드(10)는 p-GaN층(130)에서 활성층(140)을 거쳐 n-GaN층(120)으로 전류가 흐른다. 따라서, 발광다이오드(10)의 P형 전극(160)에 양의 부하를, N형 전극(150)에 음의 부하를 가하게 되면, p-GaN층(130)과 n-GaN층(120)으로부터 각각 정공과 전자들이 활성층(140)으로 모여 재결합함으로써 발광을 하게 된다.The current flows from the p-GaN layer 130 through the active layer 140 to the n-GaN layer 120 through the light emitting diode 10. Therefore, when a positive load is applied to the P-type electrode 160 of the light emitting diode 10 and a negative load is applied to the N-type electrode 150, the p-GaN layer 130 and the n- Holes and electrons are collected and recombined in the active layer 140 to emit light.

이러한, 일반적인 발광다이오드(10)는 활성층(140)의 내부 양자효율(INTERNAL QUANTUM EFFICIENCY)과, 구조적인 특성의 한계에 의해 광추출효율(OPTICAL EXTRACTION EFFICIENCY)이 처음부터 결정되는 제약이 따르므로, 이러한 활성층에 다중양자우물(MULTIPLE QUNTUM-WELL) 구조를 형성하여 발광다이오드(10)의 전광변환효율 및 광방출효율에 제약을 주는 문제점을 해결하고 있다.Since the general light emitting diode 10 has a limitation in that the optical extraction efficiency is determined from the beginning due to the internal quantum efficiency of the active layer 140 and the limitation of the structural characteristics, (MULTIPLE QUNTUM-WELL) structure is formed in the active layer to solve the problem of limiting the electro-optical conversion efficiency and the light emission efficiency of the light emitting diode (10).

투명전극(170)은 전반사를 감소시킬 뿐만 아니라, 투광성이 좋기 때문에, p-GaN층(130) 쪽으로 방출되는 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있다.Since the transparent electrode 170 not only reduces the total reflection but also has good light transmittance, it is possible to increase the extraction efficiency of light emitted toward the p-GaN layer 130.

하지만, 투명전극(170)은 전도도가 높지 않기 때문에, 전류의 확산이 잘 이루어지지 않아, 전류 주입 면적이 작다는 문제점이 있으며, 이러한 작은 전류 주입 면적은 발광다이오드(10)의 발광 효율을 저하시키는 주원인으로 알려져 있다.However, since the conductivity of the transparent electrode 170 is not high, current is not diffused well and the current injection area is small. Such a small current injection area lowers the luminous efficiency of the light emitting diode 10 It is known as the main reason.

따라서, 투명전극(170)의 계면에서 발생되는 전반사를 줄이기 위하여, 도 1에서 보는 바와 같이, 투명전극(170)의 표면에 홀이나, 홈 또는 요철 형상의 미세패턴(171)을 형성하거나, 거칠기를 주는 방법이 널리 사용되고 있다.1, in order to reduce the total reflection generated at the interface of the transparent electrode 170, a fine pattern 171 of a hole, a groove or concavo-convex shape may be formed on the surface of the transparent electrode 170, Is widely used.

이러한 발광다이오드의 전반사를 줄이기 위한 종래기술은 일례로, Optics express 21, 7125에서는 발광다이오드에 주기적인 마이크로 사이즈의 홀을 형성하여 광추출 효율을 증가시키고, 마이크로 사이즈의 홀 내부에 나노기둥을 형성하여 광추출 효율을 증가시키도록 하는 기술이 기재되어 있다.For example, in the optics express 21, 7125, a periodic micro-sized hole is formed in the light emitting diode to increase the light extraction efficiency, and a nano pillar is formed in the micro-sized hole Techniques for increasing light extraction efficiency are described.

또한, Applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236에서는 마이크로 디스크 형태를 적용하여 발광다이오드의 광도를 향상시키는 기술이 기재되어 있다.In addition, Applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236 disclose a technique for improving the luminous intensity of a light emitting diode by applying a microdisk shape.

또한, Photonics technology letters, 16, 33 에서는 마이크로 링 형태를 적용하여 발광다이오드의 발광영역 증가 및 내부 반사와 재흡수 감소에 의해 광도를 향상시키는 기술이 기재되어 있다.In addition, Photonics technology letters 16 and 33 disclose a technique of increasing the light intensity by increasing the light emitting area of the light emitting diode and reducing the internal reflection and re-absorption by applying a microring shape.

또한, 상기한 발광다이오드의 투명전극에 미세패턴을 형성한 종래기술의 일례로써, 국내공개 제10-2013-0067014호 "발광다이오드" 에서는 제1형 반도체층 또는 제2형 반도체층의 일 표면인 광 추출 면에 복수 개의 마이크로 콘형 홈을 형성하여, 발광 다이오드의 광 추출 효율을 높이는 기술이 기재되어 있다.In addition, as an example of the prior art in which a fine pattern is formed on the transparent electrode of the above-described light emitting diode, in Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-2013-0067014 entitled "Light Emitting Diode ", one surface of the first- Discloses a technique of forming a plurality of microcone grooves on a light extracting surface to increase light extraction efficiency of a light emitting diode.

또한, 국내등록 제10-1106138호 "개선된 발광 효율을 갖는 발광다이오드 및 제조방법" 에서는 제1 도전형 하부 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 상부 반도체층을 포함하는 발광 구조체에서, 제2 도전형 상부 반도체층의 상부에 위치하는 투명전극에 복수의 오목부를 형성하고, 오목부를 덮는 마이크로 렌즈를 포함하여 구성된 기술이 기재되어 있다.In a light emitting structure including a first conductive type lower semiconductor layer, an active layer and a second conductive type upper semiconductor layer in the Korean Registered No. 10-1106138, " light emitting diode having improved luminous efficiency and manufacturing method & And a microlens that forms a plurality of recesses on the transparent electrode located on the upper portion of the upper semiconductor layer and covers the recesses.

하지만, 상기 종래기술들에 의하면, 투명전극의 저항 증가로 forward bias voltage가 증가할 우려가 있으며, 발광 영역 감소에 의해 광추출 효율이 저하될 수 있다.However, according to the related art, the forward bias voltage may increase due to the increase of the resistance of the transparent electrode, and the light extraction efficiency may be lowered due to the reduction of the light emitting region.

이는 STRAIN INDUCED PIEZOELECTRIC 감소에 의한 양자우물 왜곡(DISTORTION)을 감소시킬 수 있기 때문에 고출력 발광다이오드의 효율 떨어뜨릴 수 밖에 없다.This can reduce the quantum well distortion caused by the reduction of the STRAIN INDUCED PIEZOELECTRIC, so the efficiency of the high output light emitting diode can not be reduced.

특히, applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236에 기재된 기술은 마이크로 디스크 간의 전극연결이 어려운 문제점이 있다.
Especially, the technique described in applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236 has a problem that electrode connection between microdisks is difficult.

Optics express 21, 7125Optics express 21, 7125 Applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236Applied physics letters 76, 631 / applied physics letters 77, 3236 Photonics technology letters, 16, 33Photonics technology letters, 16, 33 국내공개 제10-2013-0067014호Korean Patent Publication No. 10-2013-0067014 국내등록 제10-1106138호Domestic Registration No. 10-1106138

이에 상기와 같은 점을 감안하여 발명된 본 발명은 발광다이오드의 n형 전극과 p형 전극 사이에서의 전류분포의 균일도(UNIFORMITY)를 개선하고, 발광다이오드의 내부 반사 및 재흡수 현상을 감소시킴으로써, 발광효율(LUMINOUS EFFICIENCY)을 더욱 향상시킬 수 있는 발광다이오드를 제공하는 것을 목적으로 한다.
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and it is an object of the present invention to improve uniformity of current distribution between an n-type electrode and a p-type electrode of a light emitting diode and to reduce internal reflection and re- And it is an object of the present invention to provide a light emitting diode capable of further improving the luminous efficiency (LUMINOUS EFFICIENCY).

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따르면, 베이스 기판과, 상기 베이스 기판의 상부에 형성되어 반도체의 p-n 접합구조를 이루며, 외부 전원과 연결되는 p형 전극패드와, n형 전극패드가 형성된 메인 기판층과, 상기 메인 기판층의 상부를 이루는 투명전극 및 상기 n형 전극패드로부터 연장되는 n형 전극핑거와 상기 p형 전극패드로부터 연장되는 p형 전극핑거 사이인 상기 투명전극의 상부에 미세 크기로 다수 형성된 마이크로 디스크 를 포함하되, 상기 마이크로 디스크는 둘레부 내측의 중앙을 연결하는 브릿지와, 상기 브릿지에 의해 구획된 형상으로 식각된 한 쌍의 마이크로 디스크홈으로 이루어지는 혼성 구조를 갖는 발광다이오드가 제공된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a semiconductor device including: a base substrate; a p-type electrode pad formed on the base substrate to form a pn junction structure of a semiconductor and connected to an external power source; A transparent electrode is formed on an upper portion of the transparent electrode between an n-type electrode finger extending from the n-type electrode pad and a p-type electrode finger extending from the p-type electrode pad. Wherein the microdisks include a bridge connecting the center of the inside of the periphery and a pair of micro disk grooves etched in a shape defined by the bridge, / RTI >

상기 p형 전극핑거는 상기 n형 전극패드를 중앙으로 한 양측으로 각각 수평하게 위치되도록 연장된 것을 특징으로 포함한다.The p-type electrode fingers are extended horizontally to both sides of the n-type electrode pad.

상기 마이크로 디스크는 적어도 2 이상의 다양한 크기로 형성될 수 있다.The microdisks may be formed of at least two or more different sizes.

상기 마이크로 디스크는 상기 n형 전극핑거에서 상기 p형 전극핑거로 갈수록 점차 크기가 증가되는 것을 특징으로 포함한다.The microdisk is gradually increased in size from the n-type electrode finger to the p-type electrode finger.

상기 마이크로 디스크는 상기 n형 전극핑거에서 상기 p형 전극핑거로 갈수록 점차 크기가 감소되는 것을 특징으로 포함한다.The microdisk is gradually reduced in size from the n-type electrode finger to the p-type electrode finger.

상기 메인 기판층은 상기 P형 전극패드가 연결된 p형 기판층과, 상기 n형 전극패드가 연결된 n형 기판층 및 상기 p형 기판층과 n형 기판층 사이에 게재되는 활성층으로 이루어질 수 있다.The main substrate layer may include a p-type substrate layer to which the p-type electrode pad is connected, an n-type substrate layer to which the n-type electrode pad is connected, and an active layer disposed between the p-type substrate layer and the n-type substrate layer.

상기 p형 기판층과 상기 n형 기판층은 GaN 인 것을 특징으로 포함한다.And the p-type substrate layer and the n-type substrate layer are GaN.

상기 마이크로 디스크는 상기 투명전극으로부터 상기 n형 기판층까지의 깊이로 식각이 이루어진 것을 특징으로 포함한다.And the microdisc is etched to a depth from the transparent electrode to the n-type substrate layer.

상기 마이크로 디스크는 상기 투명전극의 상부에 삼각격자 또는 사각격자 중 어느 하나의 구조로 배열될 수 있다.The microdisks may be arranged on the transparent electrode in a structure of either a triangular lattice or a square lattice.

상기 브릿지는 상기 마이크로 디스크의 내측으로 일정 간격을 유지하여 내경을 이루는는 내경부와, 상기 내경부의 중심을 수직하게 지나는 임의의 양측 방향으로 연장되어 상기 마이크로 디스크홈을 2 개로 양분하는 연결부로 이루어질 수 있다.The bridge may include an inner diameter portion that forms an inner diameter while maintaining a predetermined distance from the inner side of the microdisk, and a connection portion that extends in any two directions perpendicular to the center of the inner diameter portion and bisects the microdisk groove. have.

상기 연결부는 상기 내경부에 접하는 부위의 너비가 상기 내경부의 직경보다 작게 형성되고, 상기 마이크로 디스크의 양측으로 갈수록 너비가 점차 커지는 것을 특징으로 포함한다.
The connecting portion is formed such that a width of a portion contacting the inner diameter portion is smaller than a diameter of the inner diameter portion, and a width gradually increases toward both sides of the micro disk.

이러한 본 발명에 따른 발광다이오드에 의하면, 투명전극 상의 저항을 점진적으로 증가 또는 감소가 가능하여, 발광다이오드의 제원에 따른 최적의 배열을 이룸으로써, 균일한 전류분포를 형성할 수 있다.According to the light emitting diode of the present invention, the resistance on the transparent electrode can be gradually increased or decreased, and an optimal arrangement according to the specifications of the light emitting diode can be achieved, so that a uniform current distribution can be formed.

또한, 본 발명에 따르면, STRAIN INDUCED PIEZOELECTRIC FIELD 감소에 의한 양자우물 왜곡을 감소시킴으로써, 고출력 발광다이오드의 발광효율을 향상시킬 수 있다.Further, according to the present invention, by reducing the quantum well distortion caused by the reduction of the STRAIN INDUCED PIEZOELECTRIC FIELD, the luminous efficiency of the high output light emitting diode can be improved.

또한, 본 발명에 따르면, 마이크로 디스크에 형성된 브릿지에 의해 발광영역이 증가되고, 발광다이오드 내부에서 생성된 광자의 내부 반사 및 재흡수가 감소하므로 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
Also, according to the present invention, the light emitting area is increased by the bridge formed on the micro disk, and the internal reflection and re-absorption of the photons generated in the light emitting diode are reduced, so that the light extraction efficiency can be improved.

도 1은 일반적인 발광다이오드 구조를 나타낸 단면도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드를 나타낸 사시도.
도 3은 본 발명의 요부인 도 2의 마이크로 디스크를 확대하여 나타낸 사시도.
도 4는 도 2에 도시된 마이크로 디스크의 평면 형상을 나타낸 평면도.
도 5는 도 2에 도시된 실시예를 변경한 일예를 나타낸 사시도.1 is a sectional view showing a general light emitting diode structure.
2 is a perspective view illustrating a light emitting diode according to an embodiment of the present invention;
FIG. 3 is an enlarged perspective view of the microdisplay of FIG. 2, which is a main part of the present invention. FIG.
FIG. 4 is a plan view showing a planar shape of the microdisplay shown in FIG. 2; FIG.
5 is a perspective view showing an example in which the embodiment shown in Fig. 2 is modified.

이하 본 발명의 실시예를 첨부된 예시도면을 참조로 상세히 설명하며, 이러한 실시예는 일례로서 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으므로, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, which illustrate exemplary embodiments of the present invention. The present invention is not limited to these embodiments.

도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 나타낸다.2 shows a structure of a light emitting diode according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 본 발명의 발광다이오드(20)는 베이스 기판(210)과, 베이스 기판(210)의 상부에 형성되는 메인 기판층(25)과, 메인 기판층(25)의 상부에 형성되는 투명전극(270) 및 투명전극(270)의 상부에 다수 형성된 마이크로 디스크(200)가 포함된다.2, the light emitting diode 20 of the present invention includes a base substrate 210, a main substrate layer 25 formed on the base substrate 210, And a plurality of microdisks 200 formed on top of the transparent electrodes 270 and the transparent electrodes 270.

메인 기판층(25)은 발광다이오드(20)의 하부를 이루는 베이스 기판(210)의 상부에 적층되어 n형 전극패드(250)가 연결 및 설치되는 n형 기판층(220)과, 발광다이오드(20)의 상부에 적층되어 p형 전극패드(260)가 연결 및 설치되는 p형 기판층(230) 및 n형 기판층(220)과 p형 기판층(230) 사이에 게재되는 활성층(240)으로 구성된다.The main substrate layer 25 includes an n-type substrate layer 220 laminated on a base substrate 210 forming a lower portion of the light emitting diode 20 and connected to the n-type electrode pad 250, The active layer 240 is disposed between the n-type substrate layer 220 and the p-type substrate layer 230, and the p-type substrate layer 230 is formed on the p- .

메인 기판층(25)을 이루는 n형 기판층(220), 활성층(240) 및 p형 기판층(230)은 질화갈륨(GaN)계열의 화합물 반도체 물질 즉, (Al, In, Ga)N으로 형성될 수 있으며, 활성층(240)은 요구되는 파장의 광, 예컨데, 자외선 또는 가시광을 방출하도록 조성 원소 및 조성비가 결정된다.The n-type substrate layer 220, the active layer 240 and the p-type substrate layer 230 constituting the main substrate layer 25 are formed of a gallium nitride (GaN) compound semiconductor material, that is, (Al, In, Ga) N And the compositional element and composition ratio are determined so that the active layer 240 emits light of a desired wavelength, for example, ultraviolet light or visible light.

그리고, 베이스 기판(210)은 예컨데, 사파이어 기판, 질화칼륨 기판, 탄화실리콘 기판 또는 실리콘 기판과 같이, 질화갈륨(GaN)계 화합물 반도체층을 성장시키기 위한 성장기판으로 구성될 수 있다.The base substrate 210 may be a growth substrate for growing a gallium nitride (GaN) based compound semiconductor layer, such as a sapphire substrate, a potassium nitride substrate, a silicon carbide substrate, or a silicon substrate.

또한, p형 기판층(230)과 n형 기판층(220)은 도 2에 도시된 바와 같이 p형 기판층(230)이 발광다이오드(20)의 상부에 적층되고, n형 기판층(220)이 하부에 적층된 구성으로 한정되는 것이 아니라, 상하 반대로 이루어진 구성일 수도 있다.2, the p-type substrate layer 230 and the n-type substrate layer 220 are stacked on top of the light emitting diode 20 and the n-type substrate layer 220 Are stacked on the lower portion, but may be configured in the opposite manner.

또한, p형 기판층(230)과 n형 기판층(220)은 도시된 바와 같이, 단일층으로 형성될 수 있으나, 다층 구조로 형성될 수도 있으며, 베이스 기판(210)이 성장기판인 경우, 베이스 기판(210)과 n형 기판층(220) 사이에 GaN 또는 AlN 와 같은 버퍼층(미도시함)이 형성될 수 있다.In addition, the p-type substrate layer 230 and the n-type substrate layer 220 may be formed as a single layer as shown, but may be formed in a multi-layer structure. When the base substrate 210 is a growth substrate, A buffer layer (not shown) such as GaN or AlN may be formed between the base substrate 210 and the n-type substrate layer 220.

본 실시예에서는 600㎛ ~ 1200㎛ 정도 크기를 갖는 발광다이오드(20)의 구성을 도시하여, n형 기판층(220) 및 p형 기판층(230)으로부터 적어도 1 개 이상 연장되는 n형 전극핑거(252) 및 p형 전극핑거(262)가 형성된 구성을 나타내고 있다.In this embodiment, the structure of the light emitting diode 20 having a size of about 600 mu m to 1200 mu m is shown, and an n-type electrode finger (not shown) extending at least one or more from the n-type substrate layer 220 and the p- A p-type electrode finger 252 and a p-type electrode finger 262 are formed.

즉, 발광다이오드(20)의 중앙의 일측 끝부인 n형 기판층(220)의 상부에 n형 전극패드(250)를 형성하고, n형 전극패드(250)로부터 발광다이오드(20)의 반대쪽 끝부를 향해 연장되는 n형 전극핑거(252)가 형성된다.The n-type electrode pad 250 is formed on the n-type substrate layer 220 at one side of the center of the light emitting diode 20 and the n-type electrode pad 250 is formed on the opposite end of the light emitting diode 20 An n-type electrode finger 252 extending toward the portion is formed.

n형 기판층(220)의 상부에 적층되는 활성층(240)과, p형 기판층(230) 및 투명전극(270)은 n형 전극패드(250) 및 n형 전극핑거(252)의 양측의 바깥쪽으로 U자 형상을 이루도록 적층됨으로써, n형 전극패드(250) 및 n형 전극패드(250)를 상부로 노출시키도록 한다.The active layer 240 is laminated on the n-type substrate layer 220 and the p-type substrate layer 230 and the transparent electrode 270 are formed on both sides of the n-type electrode pad 250 and the n-type electrode finger 252 So that the n-type electrode pad 250 and the n-type electrode pad 250 are exposed upward.

그리고, p형 전극패드(260)는 p형 기판층(230)의 상부에 형성되는 투명전극(270)의 상부로 노출되도록 설치되고, p형 전극패드(260)로부터 n형 전극핑거(252)의 양측으로 수평하게 위치되도록 연장되는 2 개의 p형 전극핑거(262)가 형성된다.The p-type electrode pad 260 is exposed to the upper portion of the transparent electrode 270 formed on the p-type substrate layer 230 and the n-type electrode finger 252 is formed from the p- Two p-type electrode fingers 262 extending to be horizontally positioned on both sides of the electrode fingers 262 are formed.

이때, n형 전극패드(250)로부터 연장된 n형 전극핑거(252)와 p형 전극패드(260)로부터 연장된 p형 전극핑거(262) 사이인 투명전극(270)의 상부에 다수의 마이크로 디스크(200)가 형성된다.At this time, on the upper part of the transparent electrode 270 between the n-type electrode finger 252 extending from the n-type electrode pad 250 and the p-type electrode finger 262 extending from the p-type electrode pad 260, The disc 200 is formed.

다수 형성된 마이크로 디스크(200)는 적어도 2 이상의 다양한 크기로 형성되는 것이 바람직하다.The plurality of microdisks 200 may be formed in at least two or more sizes.

일예로, 마이크로 디스크(200)는 도 2에서 보는 바와 같이, n형 전극핑거(252)에서 p형 전극핑거(262)로 갈수록 점차 크기가 증가되는 패턴을 갖도록 구성될 수 있으며, 그 반대로 n형 전극핑거(252)에서 p형 전극핑거(262)로 갈수록 점차 크기가 감소되는 패턴을 갖도록 구성될 수도 있다.For example, as shown in FIG. 2, the microdisk 200 may have a pattern of gradually increasing size from the n-type electrode finger 252 to the p-type electrode finger 262, And may be configured to have a pattern of gradually decreasing in size from the electrode finger 252 to the p-type electrode finger 262.

또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 마이크로 디스크(200)는 투명전극(270)의 상부로 삼각격자 구조를 가지도록 배열될 수 있으며, 이에 한정되지 않고 사각격자 등의 구조를 가지도록 배열될 수 있다.2, the microdisks 200 may be arranged to have a triangular lattice structure on top of the transparent electrodes 270, but not limited thereto, and may be arranged to have a structure such as a square lattice have.

도 3은 도 2에 도시된 마이크로 디스크(200)를 확대하여 나타낸 사시도이고, 도 4는 도 2에 도시된 마이크로 디스크의 평면도 이다.FIG. 3 is an enlarged perspective view of the micro disk 200 shown in FIG. 2. FIG. 4 is a plan view of the micro disk shown in FIG.

도 3 및 도 4를 함께 참조하여, 마이크로 디스크(200)의 구성을 보다 상세하게 설명하면, 마이크로 디스크(200)는 투명전극(270)의 상부로부터 하부로 일정 깊이를 가지도록 형성된 홈으로 이루어져, 홈의 중심을 지나는 임의의 방향으로 연장된 브릿지(300)에 의해 내측이 연결된 형상으로 구성된다.3 and 4, the structure of the microdisk 200 will be described in more detail. The microdisk 200 includes grooves formed to have a predetermined depth from the upper portion of the transparent electrode 270, And is configured such that its inside is connected by a bridge 300 extending in an arbitrary direction passing through the center of the groove.

특히, 마이크로 디스크(200)는 투명전극(270)의 표면 식각을 통해 형성되며, 식각 시 투명전극(270)의 표면 또는 투명전극(270)으로부터 베이스 기판(210) 상부에 형성되는 n형 기판층(220)에 이르기까지의 다양한 깊이로 형성될 수 있다.Particularly, the microdisk 200 is formed through the surface etching of the transparent electrode 270 and is formed on the surface of the transparent electrode 270 or the transparent electrode 270 on the n-type substrate layer 210 formed on the base substrate 210, To the bottom surface 220 of the substrate.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이, 마이크로 디스크(200)에 형성된 브릿지(300)는 마이크로 디스크(200)의 내측으로 일정 간격을 유지하며 이격되어 내경을 이루는 내경부(310)와, 내경부(310)의 양측 방향으로 연장되어 마이크로 디스크(200)의 양측을 연결하는 연결부(320)로 구성된다.3, the bridge 300 formed on the micro disk 200 includes an inner diameter portion 310 which is spaced apart from the inner side of the micro disk 200 and spaced apart from the inner diameter portion 310, 310 and connecting portions 320 connecting the both sides of the micro disk 200. [

연결부는 도 4에 도시된 바와 같이 내경부의 양측으로 각각 연장되어 대칭을 이루는 2 개의 연결부(420, 421)로 이루어진다.As shown in FIG. 4, the connecting portion includes two connecting portions 420 and 421 extending to both sides of the inner diameter portion and symmetrical to each other.

내경부(310)는 마이크로 디스크(200)의 원 중심과 동일한 중심을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 이에 따라, 연결부(320)는 내경부(310)의 중심을 직선으로 지나는 임의의 양측 방향으로 연장됨으로써, 브릿지(300)에 의해 마이크로 디스크(200)를 정확히 2 등분하도록 구성될 수 있다.The inner diameter portion 310 is preferably formed to have the same center as the center of the circle of the microdisk 200. Accordingly, the connection portion 320 can be configured to accurately bisect the microdisk 200 by the bridge 300 by extending in the arbitrary both side directions passing through the center of the inner diameter portion 310 in a straight line.

또한, 연결부(320)는 내경부(310)에 접하는 부위의 너비가 내경부(310)의 직경보다 작게 형성되고, 마이크로 디스크(200)의 양측으로 갈수록 너비가 점차 커지도록 구성될 수 있다.The connecting portion 320 may be formed such that the width of the portion contacting the inner diameter portion 310 is smaller than the diameter of the inner diameter portion 310 and the width of the connecting portion 320 gradually increases toward both sides of the micro disk 200.

이러한 브릿지(300)는 도 4에 도시된 바와 같이, 마이크로 디스크(200)의 중앙을 양분시킴으로써, 2 개의 마이크로 디스크홈(410, 411)으로 구획한다.The bridge 300 divides the center of the microdisk 200 into two microdisk grooves 410 and 411 by bisecting the center of the microdisk 200 as shown in FIG.

이로써, 마이크로 디스크홈(410, 411)은 마이크로 디스크(200)의 내측을 이루는 원호와, 연결부(320)의 외측을 이루는 원호가 일정 간격 이격되는 형상으로 2 개가 서로 대칭을 이룰 수 있다.Accordingly, the micro disk grooves 410 and 411 are symmetrical with respect to each other, with the arcs forming the inner side of the micro disk 200 and the arcs forming the outer side of the connection portion 320 being spaced apart from each other by a predetermined distance.

상기 마이크로 디스크는 상기 투명전극의 상부에 삼각격자 또는 사각격자 중 어느 하나의 구조로 배열되는 것을 특징으로 하는 발광다이오드이다. 이에 한정하지는 않는다.And the microdisks are arranged on the transparent electrode in a structure of either a triangular lattice or a square lattice. But is not limited thereto.

한편, 도 5는 도 2에 도시된 실시예에서 마이크로 디스크(200)가 배열된 형태가 변형된 예를 나타낸 것으로써, 투명전극(270) 상에서 사각형 형상을 이루도록 배열될 수 있다.상기한 본 발명에 따르면 마이크로 디스크(200)의 형성에 의해 전극 주변부의 전기장 분배 효과에 의한 균일한 전류분포를 이룰 수 있는 동시에, 마이크로 디스크(200)는 투명전극(270) 또는 투명전극(270)에서 n형 기판층(220)에 이르는 두께 범위를 가지는 영역이 마이크로 디스크(200)의 내부에서 브릿지(300)에 의해 서로 연결되어 전류를 통전시킴으로써, 투명전극(270)이 이루는 발광면적을 향상시킬 수 있다.5 illustrates an example in which the arrangement of the microdisks 200 is modified in the embodiment shown in FIG. 2. The microdisks 200 may be arranged to have a rectangular shape on the transparent electrodes 270. In the present invention The microdisk 200 can be formed by the transparent electrode 270 or the transparent electrode 270 by forming the n-type substrate 200 on the surface of the transparent electrode 270, A region having a thickness ranging up to the layer 220 is connected to each other by the bridge 300 inside the microdisk 200 to energize the current so that the light emitting area formed by the transparent electrode 270 can be improved.

뿐만 아니라, STRAIN INDUCED PIEZOELECTRIC 감소에 의한 양자우물 왜곡(DISTORTION)을 감소시킬 수 있기 때문에 고출력 발광다이오드(30)의 효율을 향상시킬 수 있으며, 마이크로 디스크(200)의 형성을 통해 공기층과 접하는 발광영역의 표면적이 증가하고 발광다이오드(20) 내부에서 생성된 광자의 내부 반사 및 재흡수가 감소하므로, 발광다이오드(20)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
In addition, since the quantum well distortion due to the reduction of the strain induced current can be reduced, the efficiency of the high output light emitting diode 30 can be improved, and the efficiency of the light emitting region contacting the air layer through the formation of the micro disk 200 can be improved. The light extraction efficiency of the light emitting diode 20 can be improved because the surface area increases and the internal reflection and re-absorption of the photons generated inside the light emitting diode 20 are reduced.

20: 발광다이오드
25: 메인기판층
200: 마이크로 디스크
410, 411: 마이크로 디스크홈
210: 베이스 기판
220: n형 기판층
230: p형 기판층
240: 활성층
250: n형 전극패드
260: p형 전극패드
270: 투명전극
252: n형 전극핑거
262: p형 전극핑거
300: 브릿지20: Light emitting diode
25: main substrate layer
200: Micro disk
410, 411: Microdisk home
210: Base substrate
220: n-type substrate layer
230: p-type substrate layer
240:
250: n-type electrode pad
260: p-type electrode pad
270: transparent electrode
252: n-type electrode finger
262: a p-type electrode finger
300: Bridge

Claims (4)

베이스 기판;
상기 베이스 기판의 상부에 형성되어 반도체의 p-n 접합구조를 이루며, 외부 전원과 연결되는 p형 전극패드와, n형 전극패드가 형성된 메인 기판층;
상기 메인 기판층의 상부를 이루는 투명전극; 및
상기 n형 전극패드로부터 연장되는 n형 전극핑거와 상기 p형 전극패드로부터 연장되는 p형 전극핑거 사이인 상기 투명전극의 상부에 미세 크기로 다수 형성된 마이크로 디스크; 를 포함하되,
상기 마이크로 디스크는 둘레부 내측의 중앙을 연결하는 브릿지와, 상기 브릿지에 의해 구획된 형상으로 식각된 한 쌍의 마이크로 디스크홈으로 이루어지고,
상기 브릿지는 상기 마이크로 디스크의 내측으로 일정 간격을 유지하여 내경을 이루는 내경부; 및 상기 내경부의 중심을 수직하게 지나는 임의의 양측 방향으로 연장되어 상기 마이크로 디스크를 2 개로 양분하는 연결부;로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼성 구조를 갖는 발광다이오드.
A base substrate;
A p-type electrode pad formed on the base substrate to form a pn junction structure of a semiconductor and connected to an external power source, and a main substrate layer on which an n-type electrode pad is formed;
A transparent electrode forming an upper portion of the main substrate layer; And
A microdisplay formed on the upper portion of the transparent electrode between the n-type electrode finger extending from the n-type electrode pad and the p-type electrode finger extending from the p-type electrode pad; , ≪ / RTI &
Wherein the microdisk comprises a bridge connecting the center of the inside of the periphery and a pair of microdisk grooves etched in a shape partitioned by the bridge,
Wherein the bridge comprises: an inner diameter portion forming an inner diameter while maintaining a predetermined distance from the inner side of the microdisk; And a connecting portion extending in any two lateral directions perpendicular to the center of the inner diameter portion and bisecting the microdisks into two.
청구항 1에 있어서,
상기 메인 기판층은 상기 P형 전극패드가 연결된 p형 기판층;
상기 n형 전극패드가 연결된 n형 기판층; 및
상기 p형 기판층과 n형 기판층 사이에 게재되는 활성층;
으로 이루어진 것을 특징으로 하는 혼성 구조를 갖는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
The main substrate layer includes a p-type substrate layer to which the p-type electrode pad is connected;
An n-type substrate layer to which the n-type electrode pad is connected; And
An active layer disposed between the p-type substrate layer and the n-type substrate layer;
And a light emitting diode (LED) having a hybrid structure.
청구항 1에 있어서,
상기 마이크로 디스크는 상기 투명전극으로부터 상기 n형 기판층까지의 깊이로 식각이 이루어진 것을 특징으로 하는 혼성 구조를 갖는 발광다이오드.
The method according to claim 1,
Wherein the microdisk is etched to a depth from the transparent electrode to the n-type substrate layer.
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