KR20060112872A - Light emitting element - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 질화갈륨계 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a structure of a gallium nitride based light emitting diode.
도 2는 도 1에 도시된 질화갈륨계 발광 다이오드의 등가 회로도이다. FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the gallium nitride based light emitting diode shown in FIG. 1.
도 3a 내지 도 3c는 전극들의 위치에 따른 전류밀도를 설명하는 도면들이다. 3A to 3C are diagrams for describing current densities according to positions of electrodes.
도 4는 도 1에 도시된 2차원 평면 전극을 분석하기 위한 저항-발광 다이오드의 등가 회로도이다.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a resistance-light emitting diode for analyzing the two-dimensional planar electrode shown in FIG. 1.
도 5는 비교예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다.5 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a comparative example.
도 6a는 도 5에 도시된 전류 분포를 나타내는 평면도이고, 도 6b는 도 6a에서 절단선 I-I'으로 절단한 단면부의 전류밀도 분포이다. FIG. 6A is a plan view illustrating the current distribution shown in FIG. 5, and FIG. 6B is a current density distribution of a cross section cut along the cutting line I ′ in FIG. 6A.
도 7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 7b는 도 7a를 절단선 II-II'으로 절단한 단면도이다.7A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 7A.
도 8a 및 도 8b는 도 7a에 도시된 발광 다이오드의 전류 분포를 나타낸 도면들이다. 8A and 8B illustrate current distributions of the light emitting diode of FIG. 7A.
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다.9 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다.10 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 11a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 전극 구조에서 p-n 접합면에 흐르는 전류밀도 분포를 나타낸 평면도이다.FIG. 11A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a plan view illustrating current density distribution flowing through a p-n junction surface in the electrode structure illustrated in FIG. 11A.
도 12a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 12b는 도 12a에 도시된 전극 구조에서 p-n 접합면에 흐르는 전류밀도 분포를 나타낸 평면도이다.12A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a plan view illustrating current density distribution flowing through a p-n junction surface in the electrode structure illustrated in FIG. 12A.
도 13a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 13b는 도 13a를 절단선 IV-IV'으로 절단한 단면도이다.FIG. 13A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a sixth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV ′ of FIG. 13A.
도 14a는 등가 회로를 이용해 도 13a의 전극 구조에서 p-n 접합면으로 흐르는 전류의 분포를 등고선으로 나타낸 것이고, 도 14b는 도 14a에서 V-V' 단면의 전류 분포를 도시한 것이다. FIG. 14A shows the distribution of current flowing through the p-n junction surface in the electrode structure of FIG. 13A using an equivalent circuit, and FIG. 14B shows the current distribution in the V-V 'cross section in FIG. 14A.
도 15a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 15b는 도 15a의 전극 구조에서 전류 분포를 나타낸 평면도이다. 15A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a plan view illustrating current distribution in the electrode structure of FIG. 15A.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명><Description of the symbols for the main parts of the drawings>
10, 110 : 기판 11, 111 : n형 질화갈륨층10, 110:
12 : 활성층 13, 113 : p형 질화갈륨층12:
142 : p-전극 패드부 144 : p-전극 가지부142: p-electrode pad portion 144: p-electrode branch portion
146 : p-전극 종단부 20, 120, 220 : n-전극층146: p-
21, 140, 240 : p-전극층 22, 130, 230 : p형 투명 전극층21, 140, 240: p-
524 : n-전극 패드부 526 : n-전극 가지부524: n-electrode pad portion 526: n-electrode branch portion
528 : n-전극 종단부528 n-electrode termination
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 균일한 전류 분포를 유도하는 전극 구조를 가진 발광 소자에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting device, and more particularly to a light emitting device having an electrode structure for inducing a uniform current distribution.
일반적으로 발광 소자인 발광 다이오드는 백열 전구나 형광등을 대체하는 차세대 조명으로 각광받고 있다. 특히, 긴 수명을 가진 대면적 액정표시장치의 조명에 활용되면서 수요가 크게 증가할 것으로 예상된다. 하지만, 발광 다이오드의 고휘도를 위해서는 전류 분포의 불균일성은 해결되어야 한다. 특히, 청색 광원으로 사용되는 질화갈륨(GaN)계 발광 다이오드는 전극 구조상 다른 발광 다이오드에 비해 전류 분포의 불균일성이 높다. In general, a light emitting diode, which is a light emitting device, is spotlighted as a next-generation lighting that replaces an incandescent bulb or a fluorescent lamp. In particular, demand is expected to increase significantly as it is used for lighting of large area liquid crystal display devices having a long lifespan. However, for the high brightness of the light emitting diode, the nonuniformity of the current distribution has to be solved. In particular, a gallium nitride (GaN) -based light emitting diode used as a blue light source has a high nonuniformity in current distribution in comparison with other light emitting diodes.
전류가 발광 다이오드의 전면에 걸쳐 고르게 분포하지 못하고, 국부적으로 집중되면, 소자 표면에서 발광의 세기뿐만 아니라, 파장의 균일도까지 낮아진다.If the current is not evenly distributed over the entire surface of the light emitting diode and is locally concentrated, not only the intensity of light emission at the surface of the device but also the uniformity of the wavelength is lowered.
구체적으로, 전자-정공의 농도가 상대적으로 낮은 영역에서는 전자-정공 결합에 의한 발광의 세기가 작고, 파장이 상대적으로 길어지게 된다. 반면에, 전자-정공의 농도가 상대적으로 높은 영역에서는 전자-정공 결합에 의한 발광의 세기가 크고, 밴드 충진(band filling) 현상에 의하여 파장이 짧아진다. Specifically, in the region where the concentration of electron-holes is relatively low, the intensity of light emission due to the electron-hole coupling is small and the wavelength is relatively long. On the other hand, in the region where the concentration of electron-holes is relatively high, the intensity of light emission by electron-hole coupling is large and the wavelength is shortened by band filling phenomenon.
이때, 전자-정공의 농도가 상대적으로 높은 영역에서 생성된 짧은 파장의 광은 발광 파장이 상대적으로 낮은 저 전류밀도 지역으로 일부 흡수되어, 소자의 발광 내부 양자 효율을 저하시키는 문제점이 있다.In this case, light having a short wavelength generated in a region where the electron-hole concentration is relatively high is partially absorbed into a low current density region where the emission wavelength is relatively low, thereby lowering the internal quantum efficiency of the device.
이에 본 발명의 기술적 과제는 이러한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 고출력, 고휘도의 발광 다이오드를 구현하기 위해 균일한 전류 분포를 유도하는 전극 구조를 가진 발광 소자를 제공하는 것이다.Accordingly, the technical problem of the present invention is to solve such a conventional problem, and an object of the present invention is to provide a light emitting device having an electrode structure that induces a uniform current distribution to implement a high power, high brightness light emitting diode.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 일실시예에 따른 발광 소자는 기판, 제1 질화갈륨층, 제2 질화갈륨층, 투명 전극층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 질화갈륨층은 상기 기판 위에 형성된다. 상기 제2 질화갈륨층은 상기 제1 질화갈륨층의 위에 형성된다. 상기 투명 전극층은 상기 제2 질화갈륨층 위에 전면적으로 형성된다. 상기 제1 전극은 상기 제1 질화갈륨층의 가장자리 영역에 형성된다. 상기 제2 전극은 상기 중앙 영역에 상기 제1 전극과 평행하게 형성된다.In order to realize the above object of the present invention, a light emitting device according to an embodiment includes a substrate, a first gallium nitride layer, a second gallium nitride layer, a transparent electrode layer, a first electrode, and a second electrode. The first gallium nitride layer is formed on the substrate. The second gallium nitride layer is formed on the first gallium nitride layer. The transparent electrode layer is entirely formed on the second gallium nitride layer. The first electrode is formed at an edge region of the first gallium nitride layer. The second electrode is formed parallel to the first electrode in the central region.
상기 제1 질화갈륨층은 n형 질화갈륨층이고, 상기 제2 질화갈륨층은 p형 질화갈륨층인 것을 하나의 특징으로 한다. 상기 제1 질화갈륨층은 p형 질화갈륨층이고, 상기 제2 질화갈륨층은 n형 질화갈륨층인 것을 다른 하나의 특징으로 한다.The first gallium nitride layer is an n-type gallium nitride layer, the second gallium nitride layer is characterized in that the p-type gallium nitride layer. The first gallium nitride layer is a p-type gallium nitride layer, the second gallium nitride layer is an n-type gallium nitride layer is another feature.
상기 제1 전극과 제2 전극간의 간격은 상기 발광 소자의 폭의 1/4 미만인 것을 특징으로 한다. 상기 제2 전극의 길이는 발광 소자의 한 변 길이의 1/4 이상인 것을 특징으로 한다. 상기 제2 전극의 폭은 5~20mm인 것을 특징으로 한다.The distance between the first electrode and the second electrode is characterized in that less than 1/4 of the width of the light emitting device. The length of the second electrode is characterized in that more than 1/4 of the length of one side of the light emitting device. The width of the second electrode is characterized in that 5 ~ 20mm.
상기 제1 전극은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 제1 전극부와, 상기 제1 전극부와 연결되면서 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 제1 전극 패드부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 여기서, 상기 제1 전극 패드부는 사각 형상을 정의하는 제1 전극부의 꼭지점에 대응하는 영역 또는 일변에 대응하는 영역에 형성된다.The first electrode may include a first electrode part formed in a closed loop shape at an edge region, and a first electrode pad part connected to the first electrode part and formed in a circular shape for wire bonding. Here, the first electrode pad part is formed in an area corresponding to a vertex of the first electrode part defining a quadrangular shape or in an area corresponding to one side.
상기 제2 전극은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 제2 전극 패드부와, 상기 제2 전극 패드부에서 십자 형상으로 연장된 제2 전극 가지부와, 상기 제2 전극 가지부에서 상기 제1 전극과 평행한 방향으로 연장된 제2 전극 종단부를 포함한다.The second electrode may include a second electrode pad portion having a circular shape in a central portion for wire bonding, a second electrode branch portion extending crosswise from the second electrode pad portion, and the second electrode branch portion in the second electrode branch portion. And a second electrode end portion extending in a direction parallel to the first electrode.
상기 제2 전극은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 제2 전극 패드부와, 상기 제2 전극 패드부에서 x-자 형상으로 연장된 제2 전극 가지부와, 상기 제2 전극 가지부에서 상기 제1 전극과 평행한 방향으로 연장된 제2 전극 종단부를 포함한다.The second electrode may include a second electrode pad portion having a circular shape in a center portion for wire bonding, a second electrode branch portion extending in an x-shape from the second electrode pad portion, and the second electrode branch portion. And a second electrode end portion extending in a direction parallel to the first electrode.
상기 제1 전극은 상기 제1 전극부의 중앙부에서 내측 방향으로 연장된 제1 전극 가지부와, 상기 제1 전극 가지부의 종단에서 연장도면서 상기 제1 전극부와 평행한 제1 전극 종단부를 더 포함한다.The first electrode further includes a first electrode branch extending in an inward direction from a central portion of the first electrode portion, and a first electrode terminal portion extending from an end of the first electrode branch and parallel to the first electrode portion. do.
상기 제1 전극은 가장자리 영역에 ㄷ-자 형상의 개루프 형태로 형성된 제1 전극부와, 상기 제1 전극부와 연결되면서 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 제1 전극 패드부를 포함하는 것을 특징으로 한다.The first electrode may include a first electrode part formed in a c-shaped open loop shape at an edge region, and a first electrode pad part connected to the first electrode part and formed in a circular shape for wire bonding. do.
이때, 상기 제2 전극은 와이어 본딩을 위해 일측 중앙부에 원형 형상으로 형성된 제2 전극 패드부와, 상기 제2 전극 패드부에서 3시 방향을 향해 연장된 수평 제2 전극 가지부와, 상기 수평 제2 전극 가지부의 종단에서 세로로 연장된 수직 제2 전극 가지부와, 상기 수직 제2 전극 가지부의 종단에서 각각 연장된 제2 전극 종단부들을 포함한다.In this case, the second electrode is a second electrode pad portion formed in a circular shape at one central portion for wire bonding, a horizontal second electrode branch portion extending toward the 3 o'clock direction from the second electrode pad portion, and the horizontal agent And a vertical second electrode branch extending vertically from the end of the two electrode branch, and second electrode ends extending from the end of the vertical second electrode branch.
상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위하여 다른 실시예에 따른 발광 소자는 기판, 제1 질화갈륨층, 제2 질화갈륨층, 투명 전극층, 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. 상기 제1 질화갈륨층은 상기 기판 위에 형성된다. 상기 제2 질화갈륨층은 상기 제1 질화갈륨층 위에 형성된다. 상기 투명 전극층은 상기 제2 질화갈륨층 위에 전면적으로 형성된다. 상기 제1 전극은 상기 제2 질화갈륨층 또는 상기 투명 전극층의 가장자리 영역 위에 형성된다. 상기 제2 전극은 상기 제2 질화갈륨층의 일부를 벗겨내어 상기 제1 질화갈륨층이 노출된 영역 위에 형성되고, 상기 제1 전극을 향해 신장된 제2 전극 가지부와, 상기 제2 전극 가지부 종단에 상기 제1 전극과 평행하게 형성된 제2 전극 종단부를 구비한다. In order to realize the above object of the present invention, a light emitting device according to another embodiment includes a substrate, a first gallium nitride layer, a second gallium nitride layer, a transparent electrode layer, a first electrode, and a second electrode. The first gallium nitride layer is formed on the substrate. The second gallium nitride layer is formed on the first gallium nitride layer. The transparent electrode layer is entirely formed on the second gallium nitride layer. The first electrode is formed on an edge region of the second gallium nitride layer or the transparent electrode layer. The second electrode is formed on a region where the first gallium nitride layer is exposed by peeling a part of the second gallium nitride layer, and a second electrode branch portion extending toward the first electrode, and the second electrode branch. A second electrode end portion formed in parallel with the first electrode is provided at the secondary end portion.
이러한 발광 소자에 의하면, 상기 제1 질화갈륨층과 제2 질화갈륨층이 접하는 p-n 접합부로 흐르는 전류가 제1 전극에 몰리는 현상을 최소화하는 전극 구조를 제공함으로써, 상기 p-n 접합면으로 흐르는 전류 분포를 균일하고, 발광 면적을 넓게 유지시킬 수 있다.According to such a light emitting device, a current structure flowing to the pn junction surface is provided by providing an electrode structure which minimizes a phenomenon in which a current flowing to a pn junction where the first gallium nitride layer and the second gallium nitride layer are in contact with the first electrode is minimized. It is possible to maintain a uniform and wide light emitting area.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 실시예들을 보다 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되어지는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달 될 수 있도록 하기 위해 제공되어지는 것이다. 도면에서 여러 층(또는 막) 및 영역을 명확하게 표현하기 위하여 배선들의 폭이나 두께를 확대하여 나타내었다. 전체적으로 도면 설명시 관찰자 관점에서 설명하였고, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 위에 있다고 할 때, 이는 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐 아니라, 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 바로 위에 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 의미한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein and may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided to ensure that the disclosed subject matter is thorough and complete, and that the spirit of the present invention to those skilled in the art will fully convey. In the drawings, the width and thickness of wirings are enlarged in order to clearly express various layers (or films) and regions. As described in the overall description, it is described from an observer's point of view that, when a part such as a layer, a film, an area, or a plate is located above another part, this includes not only the part directly above the other part but also another part in the middle. . On the contrary, when a part is just above another part, it means that there is no other part in the middle.
도 1은 질화갈륨계 발광 다이오드의 구조를 개략적으로 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view schematically showing a structure of a gallium nitride based light emitting diode.
도 1을 참조하면, 질화갈륨계 발광 다이오드는 기판(10), 질화갈륨 완충층(buffer layer), n형 질화갈륨층(11), 활성층(active layer)(12), p형 질화갈륨층(13), n-전극층(20), p-전극층(21) 및 p형 투명 전극층(22)으로 이루어진다. 동작시, 상기 n-전극층(20)과 p-전극층(21)을 통해 전류를 흘리면 상기 활성층(12)에서 전자-정공 재결합이 발생하면서 광이 방출된다.Referring to FIG. 1, a gallium nitride based light emitting diode includes a
상기 기판(10) 위에 상기 질화갈륨층(11)을 성장시키기 위해 보통 MOCVD(Metal Organic Chemical Vapor Deposition) 장치를 이용한다. 상기 기판(10)은 사파이어 기판 또는 실리콘 카바이드 기판이다.In order to grow the
먼저, 상기 기판(10) 위에 질화갈륨층(11)의 성장을 돕기 위한 완충층(buffer layer)(미도시)을 형성하고, 상기 n형 질화갈륨층(11), 활성층(active layer)(12) 및 p형 질화갈륨층(13)을 차례대로 성장시킨다. First, a buffer layer (not shown) to help grow the
통상적으로, 발광 다이오드는 p-n 접합으로 전류를 흘리기 위해 p형 질화갈 륨층 상부와 n형 질화갈륨층과 연결된 기판 하부에 형성된 전극층을 구비한다. 하지만, 절연체인 사파이어를 기판으로 사용하는 사파이어 기판(10)에는 전극층을 형성할 수 없다. 따라서, 상기 n형 질화갈륨층(11)에 직접 전극층을 형성해야 한다. Typically, a light emitting diode includes an electrode layer formed on top of a p-type gallium nitride layer and a substrate connected to an n-type gallium nitride layer to flow current through a p-n junction. However, an electrode layer cannot be formed in the
이를 위해 전극층이 형성될 영역의 p형 질화갈륨층(13), 활성층(12) 및 n형 질화갈륨층(11)의 일부 영역을 제거하고, 노출된 n형 질화갈륨층(11) 위에 상기 n-전극층(20)을 형성한다. p-n 접합면에서 광이 나오기 때문에 전극층에 의해 광이 가려지지 않도록 상기 p-전극층(21)은 상기 p형 투명 전극층(22)의 모서리에 형성한다. To this end, partial regions of the p-type
이처럼 상기 p-전극층(21)과 n-전극층(20)이 모두 상부에 위치한 경우, 상기 p-전극층(21)과 n-전극층(20)이 서로 다른 면에 평행하게 위치한 일반적인 발광 다이오드 구조에 비해 전류 분포가 균일하지 못하다. As such, when both the p-
또한, 일반적으로 상기 p형 질화갈륨층(13)은 상기 n형 질화갈륨층(11)에 비해 저항이 커서 상기 p형 질화갈륨층(13) 전체로 전류가 균일하게 흐르기가 더욱 어렵다. 이를 막기 위해 상기 p형 질화갈륨층(13) 상부 전면에 얇은 투명 전극층을 형성하여 상기 p형 질화갈륨층(13) 전면으로 전류가 전달될 수 있도록 한다. In addition, the p-type
하지만, 투명 전극층은 광이 투과될 수 있도록 하기 위해 약 10㎚ 두께의 매우 얇은 금속층으로 형성되므로 저항이 높다. 상기한 고저항의 투명 전극층을 이용하여 p형 질화갈륨층 전면으로 균일하게 전류가 전달하는데 한계가 있다. However, since the transparent electrode layer is formed of a very thin metal layer having a thickness of about 10 nm to allow light to be transmitted, the resistance is high. There is a limit to uniform current transfer to the entire surface of the p-type gallium nitride layer using the high resistance transparent electrode layer.
또한, 상기 p형 질화갈륨층(13)과의 접촉 저항도 높아 발광 다이오드 특성이 저하되며 열을 발생시키는 요인이 되기도 한다. 상기 투명 전극층의 두께를 후박하 게하여 저항을 낮출 수 있지만 이 경우 전극층에 의한 광의 흡수와 반사율이 높아져 광이 외부로 방출되기 어려워진다.In addition, the contact resistance with the p-type
한편, 구오(Guo) 등이 Applied Physics Letters Vol. 78, 3337 페이지에 발표한 논문과 김현수 등이 Applied Physics Letters Vol. 81, 1326 페이지에 발표한 논문에 따르면 질화갈륨계 발광 다이오드는 하기하는 도 2와 같이 저항과 발광 다이오드로 구성된 등가 회로로 해석된다. Guo et al., Applied Physics Letters Vol. The papers presented on pages 78 and 3337, and Kim Hyun-soo, et al., Applied Physics Letters Vol. According to a paper published on pages 81 and 1326, a gallium nitride-based light emitting diode is interpreted as an equivalent circuit composed of a resistor and a light emitting diode as shown in FIG.
도 2는 도 1에 도시된 질화갈륨계 발광 다이오드의 등가 회로도이다. 도 2에서 Rt는 p형 투명 전극층(22)을 흐르는 전류가 느끼는 저항으로, p형 투명 전극층(22)의 비저항에 비례하고 p형 투명 전극층(22)의 두께에 반비례한다. Rv는 p-n 접합면을 통과하는 전류가 느끼는 저항으로, p형 투명 전극층(22) 및 p형 투명 전극층(22)과 p형 질화갈륨층 사이 접촉 저항과 p형 질화갈륨층의 비저항에 비례하고 p형 질화갈륨층의 두께에 비례한다. Rn은 n형 질화갈륨층(11)을 흐르는 전류가 느끼는 저항으로, n형 질화갈륨층(11)의 비저항에 비례하고 n형 질화갈륨층(11)의 두께에 반비례한다.FIG. 2 is an equivalent circuit diagram of the gallium nitride based light emitting diode shown in FIG. 1. In FIG. 2, Rt is a resistance felt by a current flowing through the p-type
도 2에 도시된 바와 같이, p형 투명 전극층(22)에서 n-전극층(20)까지 흐를 수 있는 전류의 경로는 크게 두 개로 분류된다. As shown in FIG. 2, two paths of current that can flow from the p-type
즉, 제1 경로(Path 1)는 상기 p형 투명 전극층(22)을 통해 상기 n-전극층(20) 근처까지 전류가 흐르고, 상기 n전극층(20) 근처에서 발광 다이오드의 p-n 접합면을 통해 전류가 흐른 뒤 상기 n-전극층(20)에 도달하는 경로이다. 또한, 제2 경로(Path 2)는 상기 n-전극층(20)에서 멀리 떨어진 곳에서 p-n 접합면을 통해 전 류가 흐른 뒤 n형 질화갈륨층(11)을 따라 전류가 흘러 상기 n-전극층(20)에 도달하는 경로이다. That is, in the
통상적으로, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항보다 상기 n형 질화갈륨층(11)의 저항이 더 크기 때문에 상기 n형 질화갈륨층(11)을 통해 전류가 흐르기가 쉽지 않다. 즉, 상기 제2 경로(Path 2)보다는 상기 제1 경로(Path 1)로 전류가 흐르는 경향이 더 크다. 이러한 해석에 따라, 상기 n-전극층(20)에서 먼 곳보다는 상기 n-전극층(20)과 가까운 곳에서 p-n 접합면으로 흐르는 전류의 양이 많다.Typically, since the resistance of the n-type
상기한 김현수의 논문에 의하면, 상기 n-전극층(20)에서부터 거리(x)에 따른 p-n 접합면으로 흐르는 전류밀도는 하기하는 수학식 1과 같다.According to the paper by Hyun-Soo Kim, the current density flowing from the n-
여기서, tn은 n형 질화갈륨층의 두께, tp는 p형 질화갈륨층의 두께, tt는 p형 투명 전극층의 두께, rn은 n형 질화갈륨층의 비저항, rp는 p형 질화갈륨층의 비저항(resistivity), rt는 p형 투명 전극층의 비저항(resistivity)이며, rc는 p형 투명 전극층과 p형 질화갈륨층간의 접촉 저항이다. Where t n is the thickness of the n-type gallium nitride layer, t p is the thickness of the p-type gallium nitride layer, t t is the thickness of the p-type transparent electrode layer, r n is the resistivity of the n-type gallium nitride layer, r p is the p-type The resistivity of the gallium nitride layer, r t is the resistivity of the p-type transparent electrode layer, and r c is the contact resistance between the p-type transparent electrode layer and the p-type gallium nitride layer.
(rn/tn-rt/tt)가 0보다 크면, n-전극층이 있는 곳이 x=0이고, n-전극층에서 멀어질수록 x가 커진다. 반대로 (rn/tn-rt/tt)가 0보다 작으면, p-전극이 있는 곳이 x=0이고, p-전극층에서 멀어질수록 x가 커진다.If (r n / t n -r t / t t ) is greater than 0, x = where the n-electrode layer is located, and x increases as it moves away from the n-electrode layer. On the contrary, if (r n / t n -r t / t t ) is less than 0, x = where the p-electrode is located, and x increases as the distance from the p-electrode layer increases.
상기의 수학식 1에 의하면 n-전극층(20)에서부터 멀어질수록 전류 밀도가 작아지는 것을 알 수 있다.According to
이와 같이, 발광 다이오드 전면에 걸쳐 전류가 고르게 분포하지 못하고 국부적으로 몰리는 현상을 전류 몰림 현상(current crowding effect)이라고 한다. 이는 소자 표면에서 발광의 세기와 파장의 균일도가 떨어짐을 의미한다. 즉, 전자-정공의 농도가 상대적으로 높은 영역에서 전자-정공 결합에 의한 발광의 세기가 크고 밴드 필링(band filling) 현상에 의하여 파장이 짧아지며, 전자-정공의 농도가 상대적으로 낮은 영역에서는 전자-정공 결합에 의한 발광의 세기가 작고 파장이 상대적으로 길어지게 된다. As such, a phenomenon in which the current is not evenly distributed over the entire surface of the light emitting diode and is locally concentrated is called a current crowding effect. This means that the intensity of light emission and the uniformity of wavelength are inferior on the surface of the device. That is, in the region where the concentration of electron-holes is relatively high, the intensity of light emission by electron-hole coupling is large and the wavelength is shortened by band filling phenomenon, and in the region where the concentration of electron-holes is relatively low, The intensity of light emission due to hole bonding is small and the wavelength is relatively long.
전자-정공의 농도가 상대적으로 높은 영역에서 생성된 짧은 파장의 광은 발광 파장이 상대적으로 낮은 저 전류밀도 지역으로 일부 흡수가 되어, 소자의 발광 내부 양자 효율을 저하시킨다. The short wavelength light generated in the region where the electron-hole concentration is relatively high is partially absorbed into the low current density region where the emission wavelength is relatively low, thereby lowering the internal quantum efficiency of the device.
한편, 상기 p형 투명 전극층(22)은 광 투과율을 높이기 위해 매우 얇게 형성될 수 있으나, 이때 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항이 급격히 증가하여 상기 n형 질화갈륨층의 저항보다 더 커질 수 있다. On the other hand, the p-type
이 경우에는 반대로 상기 n-전극층(20)에서 멀리 떨어질수록 p-n 접합면을 흐르는 전류의 양이 더 커지게 된다. 만일, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항과 n형 질화갈륨층(11)의 저항이 같아지면 제1 경로(path 1)를 통해 흐르는 전류가 느끼는 저항이나, 제2 경로(path 2)를 통해 흐르는 전류가 느끼는 저항이 동일해진 다. 따라서, 전체 영역에 걸쳐 균일하게 p-n 접합면으로 전류가 흐르며 전류 몰림 현상이 크게 개선될 수 있다. 즉, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항과 n형 질화갈륨층(11)의 저항이 같아진다는 것은 상기한 수학식 1에서 (rn/tn-rt/tt)가 0이 되는 것을 의미한다. 이때, 전류 밀도는 위치에 관계없이 모두 동일하다는 것을 알 수 있다.In this case, on the contrary, the farther away from the n-
그러나, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항을 n형 질화갈륨층(11)의 저항과 동일하게 만들기 위해서는 상기 p형 투명 전극층(22)의 두께가 제한적일 수밖에 없다. 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항은 상기 p형 투명 전극층(22)의 비저항에 비례하고 두께에 반비례한다. However, in order to make the resistance of the p-type
상기 비저항은 물질의 고유 성질로서 쉽게 변경하기 어려우므로 상기 p형 투명 전극층(22)의 두께를 변경하여 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항을 조절하는 것이 바람직하다. 따라서, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항이 n형 질화갈륨층(11)의 저항과 동일하게 하는 두께를 유지해야 전류 몰림 현상을 개선할 수 있다. Since the specific resistance is difficult to easily change due to the intrinsic properties of the material, it is preferable to adjust the resistance of the p-type
하지만, 상기 p형 투명 전극층(22)의 저항을 n형 질화갈륨층(11)의 저항과 동일하게 매칭시키면, p형 투명 전극층(22)의 두께가 지나치게 두꺼워져 광이 p형 투명 전극층(22)을 통해 빠져나가지 못할 수도 있고, 반대로 p형 투명 전극층(22)의 두께가 지나치게 얇아짐에 따라, p형 투명 전극층(22)의 저항이 지나치게 커져 전극층 역할을 제대로 못할 수도 있을 뿐만 아니라, 저항 증가에 따른 발열도 증가할 수 있다. 광을 충분히 방출시키면서 저항도 적당하게 작은 적절한 두께의 p형 투명 전극을 형성하다 보면 p형 투명 전극층(22)의 저항과 n형 질화갈륨층(11)의 저항이 차이 나게 되고 전류 몰림 현상이 심해질 수밖에 없다. However, when the resistance of the p-type
따라서, 임의의 두께와 저항을 가진 p형 투명 전극층(22)에서 전류 몰림 현상을 줄일 수 있는 방법이 필요하다. Therefore, there is a need for a method capable of reducing current bleeding in the p-type
상기 p형 투명 전극층(22)의 저항이 작으면 발광 다이오드로 흘릴 수 있는 전류의 양을 높일 수 있고 발열 현상도 줄일 수 있어 p형 투명 전극층의 저항을 가급적 줄이는 것이 바람직하다. 그러나, p형 투명 전극층(22)의 저항이 n형 질화갈륨층(11)의 저항보다 작은 경우, 전류가 p형 투명 전극층(22)을 따라 흐르다가 n-전극층(20) 주변에서 p-n 접합면으로 흐르는 경향이 더 크다. 즉, n-전극층(20)에서 가까울수록 전류가 많이 흐르며 n-전극층(20)에서 멀어질수록 전류가 적게 흐른다. 그런데 n-전극층(20) 근처에 또 다른 n-전극층(20)이 있으면 이 새로운 n-전극층(20)으로도 전류가 몰리므로 n-전극층(20)이 하나만 있을 때보다는 전류의 분포가 균일해지는 효과를 얻을 수 있다. 두 개의 n-전극층(20)이 서로 가까이 있고 등간격을 유지할수록 전류 분포가 균일해지는 현상이 더 두드러진다.When the resistance of the p-type
한편, p형 투명 전극층(22) 상에 형성된 p-전극층(21)은 p형 투명 전극층(22)에 비해 매우 후박하기 때문에 저항이 낮아 p형 투명 전극층(22)보다 p-전극층(21)을 통해 전류가 잘 전달되므로 p-전극층(21) 근처에서도 전류가 몰리는 현상이 발생된다. 따라서, n-전극층(20)과 p-전극층(21)이 서로 가깝게 등간격으로 형성되어도 서로 인접하는 n-전극층(20)이 가깝게 형성되어 전류 분포가 균일해지는 현상과 유사한 현상을 기대할 수 있다.On the other hand, since the p-
도 3a 내지 도 3c는 전극들의 위치에 따른 전류밀도를 설명하는 도면들이다. 특히, 도 3a는 n-전극층(20)과 p-전극층(21)이 서로 멀리 떨어져 있는 제1 유형의 발광 다이오드(A)의 단면도이고, 도 3b는 n-전극층(20)과 p-전극층(21)이 서로 가깝게 배열된 제2 유형에 따른 발광 다이오드(B)의 단면도이며, 도 3c는 n-전극층과 p-전극층(21)의 위치에 따른 p-n 접합면으로 흐르는 전류밀도를 나타낸 그래프이다.3A to 3C are diagrams for describing current densities according to positions of electrodes. In particular, FIG. 3A is a cross-sectional view of a first type of light emitting diode A in which the n-
도 3c에 도시된 바에 의하면, 제1 유형의 발광 다이오드(A)는 n-전극층(20)과 p-전극층(21) 주변에서 상대적으로 전류밀도가 높고, 중앙부 영역에서 상대적으로 전류밀도가 낮음을 확인할 수 있다.As shown in FIG. 3C, the first type of light emitting diode A has a relatively high current density around the n-
한편, 제2 유형의 발광 다이오드(B)는 제1 유형의 발광 다이오드(A)에 비해 매우 균일한 전류밀도를 갖는 것을 확인할 수 있다. 이에 따라, 전체적인 전류량의 증가도 기대할 수 있다. 즉, 발광 다이오드에 형성되는 n-전극층(20)과 p-전극층(21)을 적절하게 배열함으로써, p형 투명 전극층(22)의 저항과 무관하게 전류 몰림 현상을 개선할 수 있다.On the other hand, it can be seen that the second type of light emitting diode (B) has a very uniform current density compared to the first type of light emitting diode (A). Accordingly, an increase in the total amount of current can also be expected. That is, by properly arranging the n-
도 3a 및 도 3b에서는 전류 분포를 계산하기 위해 여러 개의 작은 저항들이 배열된 등가 회로를 이용하였다. 즉, 도 3a 및 도 3b에서는 발광 다이오드의 전극이 2차원으로 배열된 경우를 도시하였으나, 실제 발광 다이오드의 전극은 3차원 평면 형태이므로, 보다 효율적인 전극 구조를 만들기 위해 하기하는 도 4와 같이 3차원 평면 형태로 등가 회로를 확장할 수 있다. 3A and 3B use an equivalent circuit in which several small resistors are arranged to calculate the current distribution. That is, in FIGS. 3A and 3B, although the electrodes of the light emitting diodes are arranged in two dimensions, the electrodes of the light emitting diodes are three-dimensionally planar, and thus three-dimensional as shown in FIG. 4 to make a more efficient electrode structure. The equivalent circuit can be extended in planar form.
도 4는 도 1에 도시된 2차원 평면 전극을 분석하기 위한 저항-발광 다이오드 의 등가 회로도이다.FIG. 4 is an equivalent circuit diagram of a resistive light emitting diode for analyzing the two-dimensional planar electrode shown in FIG. 1.
도 4에서, Rt는 p형 투명 전극층(22)의 저항이다. 이때, 전류는 2차원 평면으로 배열된 Rt들을 통해 흐른다. Rv는 p형 투명 전극층(22)과 p형 질화갈륨층간의 접촉 저항 및 p형 질화갈륨층의 저항이다. 이때, p형 투명 전극층(22)을 통해 전달된 전류는 Rv를 통해 p-n 접합면으로 흐른다. 발광 다이오드는 p-n 접합면을 나타낸다. 2차원 평면으로 배열된 Rn은 n형 질화갈륨층의 저항을 나타낸다. 이때, p-n 접합면을 통과한 전류는 n형 질화갈륨층을 통해 n-전극층으로 흐른다. In FIG. 4, Rt is the resistance of the p-type
전류 몰림 현상은 각 층의 저항 성분에 의해 크게 좌우되므로, 도 4에서 발광 다이오드는 생략될 수 있다. Since the current droop phenomenon depends largely on the resistance component of each layer, the light emitting diode can be omitted in FIG. 4.
도 4에서 Rt는 30Ω, Rv는 10㏀, Rn은 100Ω으로 하였다. 키르히호프(Kirchhoff)의 전압 원리 및 전류 원리를 이용하면 도 4에서 각 저항에 흐르는 전류를 구할 수 있다. 각각의 Rv에 흐르는 전류는 p-n 접합면을 흐르는 전류밀도이다.In Fig. 4, Rt is 30 ms, Rv is 10 ms, and Rn is 100 ms. Using Kirchhoff's voltage principle and current principle, the current flowing through each resistor can be obtained from FIG. 4. The current flowing through each Rv is the current density flowing through the p-n junction surface.
<비교예>Comparative Example
도 5는 비교예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다. 설명의 편의를 위해 도 1에서 설명한 발광 소자를 도시하고, 그 상세한 설명은 생략한다. 5 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a comparative example. For convenience of description, the light emitting device described with reference to FIG. 1 is shown, and a detailed description thereof will be omitted.
도 6a는 도 5에 도시된 전류 분포를 나타내는 평면도이고, 도 6b는 도 6a에서 절단선 I-I'으로 절단한 단면부의 전류밀도 분포이다. 특히, 도 6a는 도 4의 등가 회로를 이용해 도 5에 도시된 발광 다이오드에 흐르는 전류의 분포를 계산하여 그 결과를 등고선 형태로 나타낸 것이다. 설명의 편의를 위해 전류밀도의 최대값을 1로 정규화(normalized)하였다. 따라서, 최소 전류값이 1에 가까울수록 전류 분포가 균일함을 의미한다. FIG. 6A is a plan view illustrating the current distribution shown in FIG. 5, and FIG. 6B is a current density distribution of a cross section cut along the cutting line I ′ in FIG. 6A. In particular, FIG. 6A calculates a distribution of current flowing through the light emitting diode shown in FIG. 5 using the equivalent circuit of FIG. 4, and shows the result in a contour form. For convenience of explanation, the maximum value of the current density is normalized to 1. Therefore, the closer the minimum current value is to 1, the more uniform the current distribution.
도 6a 및 도 6b에 나타낸 바와 같이, p-전극층(21) 근방에서는 전류밀도가 약 0.25이고, n-전극층(20)으로 이동할수록 점진적으로 증가하고 n-전극층(20)의 가장자리에서 최대가 된다. As shown in FIGS. 6A and 6B, in the vicinity of the p-
최소 전류는 0.25밖에 안되며, n-전극층(20)에 가까울수록 전류밀도가 급격하게 높아지고 있다. 전류 분포가 균일하지 않고 전류 몰림 현상이 심한 것을 알 수 있다. 이에 따라, 발광 다이오드의 소자 표면에서 발광의 세기와 파장의 균일도가 떨어지는 단점이 발생된다.The minimum current is only 0.25, and the closer to the n-
<실시예 1><Example 1>
도 7a는 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 7b는 도 7a를 절단선 II-II'으로 절단한 단면도이다.7A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a first exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 7B is a cross-sectional view taken along the line II-II ′ of FIG. 7A.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 제1 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(100)는 기판(110), n형 질화갈륨층(111), p형 질화갈륨층(113), n-전극층(120), p형 투명 전극층(130), p-전극층(140)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(120)과 p-전극층(140)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 발생하면서 광이 방출된다. 도면에서는 상기 기판(110)과 n형 질화갈륨층(111)간에 개재되는 질화갈륨 완충층(buffer layer)과, 상기 n형 질화갈륨층(111)과 p형 질화 갈륨층(113)간에 개재되는 활성층(active layer)의 도시는 생략한다. 7A and 7B, the gallium nitride based
상기 n-전극층(120)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 n-전극부(122) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(124)를 포함한다. 상기 n-전극 패드부(124)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(100)의 꼭지점 영역들중 하나의 영역에 형성된다. The n-
상기 p-전극층(140)은 상기 발광 다이오드(100)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 p-전극층(140)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(142), 상기 p-전극 패드부(142)에서 십자 형상으로 연장된 4개의 p-전극 가지부들(144), 상기 p-전극 가지부들(144)에서 상기 n-전극층(120)과 평행한 방향으로 연장된 p-전극 종단부(146)를 포함한다. 상기 p-전극 패드부(142)에 근접하는 2개의 p-전극 가지부(144)와 이에 연결된 p-전극 종단부(146)는 각각 L 자 형상 및 역-L 자 형상을 정의한다. 상기 p-전극 패드부(142)에 근접하는 2개의 p-전극 가지부(144)와 이에 연결된 p-전극 종단부(146)는 각각 T-자 형상을 정의한다. The p-
상기 n-전극층(120)이 형성된 영역에는 p-n 접합면이 없으므로 광이 방출되지 않고, 상기 p-전극층(140)이 형성된 영역에는 p-n 접합면이 있으나, 두꺼운 p-전극층(140)에 의해 커버되어 광이 방출되지 않는다. 즉, 상기 p형 투명 전극(130)이 형성된 영역으로만 상부로 광이 방출될 수 있다. 따라서, 상기 p형 투명 전극(130)의 면적을 크게 해야 한다. Since there is no pn junction surface in the region where the n-
상기 발광 다이오드(100)의 한 변의 길이(L1)는 300mm 내지 500 mm 이고, 형상은 정사각형 또는 직사각형이다. 상기 n-전극부(122)와 p-전극 가지부(144) 빛 p-전극 종단부(146)의 폭은 5mm 내지 20 mm 이고, 상기 n-전극 패드(124)와 p-전극 패드(142)의 지름은 80 mm 내지 100 mm 이다. The length L1 of one side of the
상기 n-전극부(122)와 나란하게 형성된 p-전극 종단부(146)와 상기 n-전극부(122)의 간격(D1)은 발광 다이오드(100)의 한 변 길이(L1)의 1/4 미만이고, 상기 n-전극부(122)와 나란하게 형성된 상기 p-전극 종단부(146)의 길이(L2)는 발광 다이오드(100)의 한 변 길이의 1/4 이상이다. The distance D1 between the p-
통상적으로 등간격으로 배열된 두 개의 n-전극들을 갖는 발광 다이오드는 하나의 n-전극층을 갖는 발광 다이오드에 비해 높은 전류 균일도를 갖는다. Typically, a light emitting diode having two n-electrodes arranged at equal intervals has a higher current uniformity than a light emitting diode having one n-electrode layer.
그런데 도 7a와 같이, 발광 다이오드(100)의 가장자리 영역을 따라 n-전극부(122)가 폐루프 형태로 형성되고, 어느 한 변의 n-전극층에 대해 마주보는 변에 또 다른 n-전극층이 형성된 형태이므로 두 개의 n-전극층이 등간격으로 배열된 효과를 우발한다. 이에 따라, 전류 균일도는 높아질 수 있고, 전류의 분포 역시 일반적인 발광 다이오드의 전극 구조보다 더욱 대칭적이다. However, as shown in FIG. 7A, the n-
또한, 상기 n-전극층(120)과 p-전극층(140)이 근접하면서 평행하게 형성되어있기 때문에 p-전극 종단부(146)가 없는 경우에 비해 n-전극층(120)과 p-전극층(140) 사이의 거리가 줄어드는 효과가 있다. 즉, 상기 p-전극층(140)에서 상기 n-전극층(120)으로 전류가 흐를 때 느끼는 저항이 더 작아지므로 전체적인 저항이 감소하고, 이로 인해 발광 다이오드의 전기적 특성 및 열적 특성이 향상된다. In addition, since the n-
도 8a 및 도 8b는 도 7a에 도시된 발광 다이오드의 전류 분포를 나타낸 도면들이다. 특히, 도 8a는 도 4의 등가 회로를 이용하여 도 7a에 도시된 발광 다이오 드에서 전류밀도의 분포를 계산하여 등고선 형태로 나타낸 평면도이고, 도 8b는 도 8a에서 III-III'으로 절단한 단면도이다.8A and 8B illustrate current distributions of the light emitting diode of FIG. 7A. In particular, FIG. 8A is a plan view showing the distribution of current density in the light emitting diode shown in FIG. 7A using the equivalent circuit of FIG. 4 in the form of contour lines, and FIG. 8B is a cross-sectional view taken along line III-III 'of FIG. 8A. to be.
도 7a 내지 도 8b에 나타낸 바와 같이, 제1 실시예에 따른 발광 다이오드(100)의 전류밀도 분포는 대칭적이고, 균일함을 확인할 수 있다. 즉, 발광 다이오드의 가장자리 영역의 전류밀도는 정규화된 값인 1에 근접하고, 발광 다이오드의 중앙부로 이동할수록 전류밀도가 0.939, 0.903, 0.855, 0.806, 0.758 및 0.697로 순차적으로 감소한다. 가장자리 영역의 전류밀도의 등고선은 사각 형상을 그리다가 중앙부로 이동할수록 전류밀도의 등고선은 원형 형상을 그린다.As shown in FIGS. 7A to 8B, the current density distribution of the
한편, 전류 분포는 균일해졌으나, 상기 n-전극층(120)의 면적 증가에 의해 발광 면적이 감소할 수 있다. 상기 n-전극층(120)이 형성된 영역에는 p-n 접합면의 부재에 의해 광이 발생하지 않는다. 또한, 상기 p-전극층(140)이 형성된 영역에서는 p-n 접합면이 있으나, 두꺼운 p-전극층(140) 때문에 광이 상부로 방출되지 못할 수 있다. On the other hand, although the current distribution is uniform, the emission area may be reduced by increasing the area of the n-
따라서, 실제 발광량(총 발광 효율(S))을 계산하기 위해 등가 회로를 통해 계산한 전류값을 정규화하고 모두 더하였다. 전류가 균일하다면 정규화된 전류값은 발광 다이오드 전체에 걸쳐 동일하게 1이 될 것이므로 전체 전류량은 발광 다이오드 전체 면적(A)이 될 것이다. Therefore, in order to calculate the actual light emission amount (total light emission efficiency S), the current value calculated through the equivalent circuit was normalized and added together. If the current is uniform, the normalized current value will be equal to 1 throughout the light emitting diode, so the total amount of current will be the light emitting diode total area (A).
그러나, 실제 전류는 발광 다이오드의 표면의 위치에 따라, 서로 다르므로 전체 전류량은 발광 다이오드의 각 부위의 전류밀도에 각 부위의 면적을 승산한 값이 된다. 따라서, 전류 분포가 불균일할 때, 총 전류량과 전류 분포가 완벽하게 균 일할 때 총 발광 효율(S)은 다음과 같은 수학식 3으로 정의된다.However, since the actual current differs depending on the position of the surface of the light emitting diode, the total amount of current becomes a value obtained by multiplying the area of each portion by the current density of each portion of the light emitting diode. Therefore, when the current distribution is uneven, when the total current amount and the current distribution are perfectly uniform, the total luminous efficiency S is defined by the following equation (3).
여기서, n-전극층과 p-전극층이 형성된 영역은 제외하였다.Here, the region in which the n-electrode layer and the p-electrode layer are formed is excluded.
상기한 수학식 2를 이용해서 도 5에 도시된 비교예에 따른 발광 다이오드에서 총 발광 효율(S)을 계산하면 36.5%이다. 하지만, 도 7a에 도시된 제1 실시예에 따른 발광 다이오드에서 총 발광 효율(S)을 계산하면 67.4%에 달한다.When the total light emission efficiency S is calculated in the light emitting diode according to the comparative example illustrated in FIG. 5 using Equation 2, 36.5%. However, when the total light emitting efficiency S is calculated in the light emitting diode according to the first embodiment shown in FIG. 7A, it reaches 67.4%.
<실시예 2><Example 2>
도 9는 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다.9 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a second exemplary embodiment of the present invention.
도 9를 참조하면, 제2 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(200)는 기판(미도시), n형 질화갈륨층(미도시), p형 질화갈륨층(미도시), n-전극층(220), p형 투명 전극층(230) 및 p-전극층(240)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(220)과 p-전극층(240)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 발생하면서 광이 방출된다. Referring to FIG. 9, the gallium nitride based
상기 n-전극층(220)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 n-전극부(222) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(224)를 포함한다. 상 기 n-전극 패드부(224)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(200)의 꼭지점 영역들중 하나에 형성된다. The n-
상기 p-전극층(240)은 상기 발광 다이오드(200)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 p-전극층(240)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(242), 상기 p-전극 패드부(242)에서 x-자 방향(또는 대각선 방향)으로 연장된 3개의 p-전극 가지부들(244), 상기 p-전극 가지부들(244)에서 상기 n-전극(220)과 평행한 방향으로 연장된 p-전극 종단부(246)를 포함한다. 특히, 상기 p-전극 가지부들(244)은 n-전극 패드부(224)가 미형성된 꼭지점 영역을 향해서만 형성된다.The p-
상기 p-전극 종단부(246)는 p-전극 가지부(244)에서 ㄱ자 형상을 정의하면서 형성된다. 이에 따라, 상기 p-전극 가지부(244)와 p-전극 종단부(246)는 화살표 형상을 정의한다. The p-
상기 n-전극층(220)이 형성된 영역에는 p-n 접합면이 없으므로 광이 방출되지 않고, 상기 p-전극층(240)이 형성된 영역에는 p-n 접합면이 있으나, 두꺼운 p-전극층(240)에 의해 커버되어 광이 방출되지 않는다. 즉, 상기 p형 투명 전극층(230)이 형성된 영역으로만 상부로 광이 방출될 수 있다. 따라서, 상기 p형 투명 전극층(230)의 면적을 크게 해야 한다. Since there is no pn junction surface in the region where the n-
상기 n-전극부(222)와 나란하게 형성된 p-전극 종단부(246)와 상기 n-전극부(222)의 간격은 발광 다이오드(200)의 한 변 길이의 1/4 미만이고, 상기 n-전극부(222)와 나란하게 형성된 상기 p-전극 종단부(246)의 길이는 발광 다이오드(200)의 한 변 길이의 1/8 이상이다. The distance between the p-
상기 발광 다이오드(200)의 한 변의 길이는 300 mm 내지 500 mm 이고, 형상은 정사각형 또는 직사각형이다. 상기 p-전극 종단부(246) 및 p-전극 가지부(244)와 n-전극층(220)의 폭은 5mm 내지 20mm 이고, 상기 p-전극 패드(242)와 n-전극 패드(224)의 지름은 80 mm 내지 100 mm 이다.The length of one side of the
<실시예 3><Example 3>
도 10은 본 발명의 제3 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이다.10 is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a third exemplary embodiment of the present invention.
도 10을 참조하면, 제3 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(300)는 기판(미도시), n형 질화갈륨층(미도시), p형 질화갈륨층(미도시), n-전극층(320), p형 투명 전극층(330) 및 p-전극층(340)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(320)과 p-전극층(330)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 발생하면서 광이 방출된다. 도면에서는 상기 기판(310)과 n형 질화갈륨층(311)간에 개재되는 질화갈륨 완충층(buffer layer)과, 상기 n형 질화갈륨층(311)과 p형 질화갈륨층(313)간에 개재되는 활성층(active layer)의 도시는 생략한다. Referring to FIG. 10, the gallium nitride based
상기 n-전극층(320)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 n-전극부(322) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(324)를 포함한다. 상기 n-전극 패드부(324)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(300)의 변들 중 하나의 변에 대응되는 영역에 형성된다. The n-
상기 p-전극층(340)은 상기 발광 다이오드(300)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 p-전극층(340)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(342), 상기 p-전극 패드부(342)에서 십자 형상으로 연장된 3개의 p-전극 가지부들(344), 상기 p-전극 가지부들(344)에서 상기 n-전극층(320)과 평행한 방향으로 연장된 p-전극 종단부(346)를 포함한다. 상기 p-전극 가지부(344)와 p-전극 종단부(346)는 T-자 형상을 정의한다. The p-
<실시예 4><Example 4>
도 11a는 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 11b는 도 11a에 도시된 전극 구조에서 p-n 접합면에 흐르는 전류밀도 분포를 나타낸 평면도이다.FIG. 11A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a fourth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 11B is a plan view illustrating current density distribution flowing through a p-n junction surface in the electrode structure illustrated in FIG. 11A.
도 11a를 참조하면, 제4 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(400)는 질화갈륨계 발광 다이오드(200)는 기판(미도시), n형 질화갈륨층(미도시), p형 질화갈륨층(미도시), n-전극층(420), p형 투명 전극층(430) 및 p-전극층(440)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(420)과 p-전극층(440)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 발생하면서 광이 방출된다. Referring to FIG. 11A, the gallium nitride-based
상기 n-전극층(420)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 n-전극부(422) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(424)를 포함한다. 상기 n-전극 패드부(424)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(400)의 꼭지점 영역에 형성된다. The n-
상기 p-전극층(440)은 상기 발광 다이오드(400)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 p-전극층(440)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(442), 상기 p-전극 패드부(442)에서 십자 형상으로 연장된 4개의 p-전극 가지부들(444), 상기 p-전극 가지부들(444)에서 상기 n-전극층(420)과 평행한 방향으로 연장되면서 폐루프 형태로 형성된 p-전극 종단부(446)를 포함한다.The p-
이처럼 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드(400)는 p-전극 종단부(446)가 폐루프 형태로 되어 있고, p-전극 종단부(446)와 n-전극부(422) 간의 거리가 매우 가깝다. As described above, the
도 11b에 나타낸 바와 같이, 제4 실시예에 따른 발광 다이오드(400)의 전류밀도 분포는 대칭적이고, 균일함을 확인할 수 있다. 즉, 발광 다이오드의 가장자리 영역의 전류밀도는 정규화된 값인 1에 근접하고, 발광 다이오드의 중앙부로 이동할수록 전류밀도가 0.921, 0.868, 0.8828 0.802, 0.762, 0.709 및 0.67로 순차적으로 감소한다. 가장자리 영역의 전류밀도의 등고선은 사각 형상을 그리다가 중앙부로 이동할수록 전류밀도의 등고선은 원형 형상을 그린다. 즉, 도 7에 도시된 발광 다이오드의 전극 구조에서 p-n 접합면에 흐르는 전류밀도 분포와 유사함을 알 수 있다. 여기서, 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광 다이오드의 계산된 총 발광 효율(S)은 60.1%이다.As shown in FIG. 11B, the current density distribution of the
<실시예 5>Example 5
도 12a는 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 12b는 도 12a에 도시된 전극 구조에서 p-n 접합면에 흐르는 전류밀도 분포를 나타낸 평면도이다.12A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a fifth embodiment of the present invention, and FIG. 12B is a plan view illustrating current density distribution flowing through a p-n junction surface in the electrode structure illustrated in FIG. 12A.
도 12a를 참조하면, 제5 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(500)는 기판(미도시), n형 질화갈륨층(미도시), p형 질화갈륨층(미도시), n-전극층(520), p형 투명 전극층(530), p-전극층(540)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(520)과 p-전극층(540)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 일어나면서 광이 방출된다. 도면에서는 상기 기판(510)과 n형 질화갈륨층(511)간에 개재되는 질화갈륨 완충층(buffer layer)과, 상기 n형 질화갈륨층(511)과 p형 질화갈륨층(513)간에 개재되는 활성층(active layer)의 도시는 생략한다. Referring to FIG. 12A, a gallium nitride-based
상기 n-전극층(520)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 n-전극부(522), 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(524), 상기 n-전극부(522)의 중앙부에서 내측 방향으로 연장된 n-전극 가지부(526) 및 상기 n-전극 가지부(526)의 종단에서 연장되면서 n-전극부(522)와 평행한 n-전극 종단부(528)를 포함한다. 상기 n-전극 패드부(524)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(500)의 꼭지점 영역에 형성된다. 상기 n-전극 가지부들(526) 각각은 관찰자 관점에서 12시 방향 및 6시 방향에 형성된다.The n-
상기 p-전극층(540)은 상기 발광 다이오드(500)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 p-전극층(540)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(542), 상기 p-전극 패드부(542)에서 3시 방향 및 9시 방향을 향해 각각 연장된 2개의 p-전극 가지부들(544), 상기 p-전극 가지부들(544)에서 상기 n-전 극층(520)과 평행한 방향으로 연장된 p-전극 종단부(546)를 포함한다. The p-electrode layer 540 is thickly formed in the center of the
이처럼, 발광 다이오드의 가장자리 영역을 따라 형성된 n-전극층의 중앙부 영역에 n-전극 가지부를 형성하면 전류밀도 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다.As such, the n-electrode branch may be formed in the center region of the n-electrode layer formed along the edge of the light emitting diode to make the current density distribution more uniform.
도 12b에 나타낸 바와 같이, 제5 실시예에 따른 발광 다이오드(500)의 전류밀도 분포는 대칭적이고, 균일함을 확인할 수 있다. 즉, 발광 다이오드(500)의 가장자리 영역, 즉 상기 n-전극층(520)에 근접하는 영역의 전류밀도는 정규화된 값인 1에 근접하고, 발광 다이오드의 중앙부로 이동할수록, 즉 상기 n-전극층(520)에서 멀어질수록 전류밀도가 0.9476, 0.908, 0.87 및 0.809로 순차적으로 감소한다.As shown in FIG. 12B, the current density distribution of the
정규화된 전류의 최소치가 0.81로 전체 면적에 걸쳐 정규화된 전류값이 1에 가깝다. 이는 전류 분포가 매우 균일함을 의미한다. 여기서, 발광 다이오드의 계산된 총 발광 효율(S)은 68.1%이다.The minimum value of normalized current is 0.81, and the normalized current value is close to 1 over the entire area. This means that the current distribution is very uniform. Here, the calculated total luminous efficiency S of the light emitting diode is 68.1%.
이상에서는 n-전극층이 발광 다이오드의 가장자리 영역을 따라 폐루프를 형성하도록 하여 전류밀도 분포를 균일하게 하였다. 하지만, 당업자라면 p-전극층이 발광 다이오드의 가장자리 영역을 따라 폐루프를 형성하도록 하여 전류밀도 분포를 균일하게 할 수도 있다. 이 경우 n-전극 패드가 발광 다이오드의 중앙부에 위치하고, 상기 n-전극 패드로부터 십자 방향으로 가는 가지 형태의 n-전극층이 나오며, 상기 가지 형태의 n-전극층 끝에서 발광 다이오드 가장자리 영역을 둘러싼 p-전극층과 평행하게 띠 형상의 n-전극층이 형성되어 있다. In the above, the current density distribution was made uniform by making the n-electrode layer form a closed loop along the edge region of the light emitting diode. However, those skilled in the art may make the current density distribution uniform by allowing the p-electrode layer to form a closed loop along the edge region of the light emitting diode. In this case, the n-electrode pad is located at the center of the light emitting diode, and a branched n-electrode layer is formed in the cross direction from the n-electrode pad. A strip-shaped n-electrode layer is formed in parallel with the electrode layer.
<실시예 6><Example 6>
도 13a는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 13b는 도 13a를 절단선 IV-IV'으로 절단한 단면도이다. 특히, p-전극층이 발광 다이오드의 가장자리 영역을 따라 폐루프를 형성하고 발광 다이오드 중앙부에 n-전극층이 형성된 예이다. FIG. 13A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a sixth exemplary embodiment of the present invention, and FIG. 13B is a cross-sectional view taken along the line IV-IV ′ of FIG. 13A. In particular, the p-electrode layer forms a closed loop along the edge region of the light emitting diode, and the n-electrode layer is formed in the center of the light emitting diode.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 제6 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(600)는 기판(610), n형 질화갈륨층(611), p형 질화갈륨층(613), n-전극층(620), p형 투명 전극층(630) 및 p-전극층(640)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(620)과 p-전극층(640)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 일어나면서 광이 방출된다. 도면에서는 상기 기판(610)과 n형 질화갈륨층(611)간에 개재되는 질화갈륨 완충층(buffer layer)과, 상기 n형 질화갈륨층(611)과 p형 질화갈륨층(613)간에 개재되는 활성층(active layer)의 도시는 생략한다. 13A and 13B, the gallium nitride based
상기 n-전극층(620)은 상기 발광 다이오드(600)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 n-전극층(620)은 와이어 본딩을 위해 중앙부에 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(622), 상기 n-전극 패드부(622)에서 십자 형상으로 연장된 4개의 n-전극 가지부들(624), 상기 n-전극 가지부들(624)에서 상기 p-전극층(640)과 평행한 방향으로 연장된 n-전극 종단부(626)를 포함한다. The n-
상기 p-전극층(640)은 가장자리 영역에 폐루프 형태로 형성된 p-전극부(642) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(644)를 포함한다. 상기 p-전극부(642)는 상기 n-전극 종단부(626)와 평행하게 형성된다. 상기 p-전극 패드부(644)는 사각 형상을 정의하는 발광 다이오드(600)의 꼭지점 영역에 형성된 다. The p-
인접한 두 개의 n-전극층 사이 거리가 가까울수록 전류밀도의 분포는 균일해진다. 상기 n-전극층이 발광 다이오드의 가장자리 영역을 따라 폐루프 형태로 형성된 경우에는 인접한 n-전극층들간의 평균 거리가 발광 다이오드의 한 변의 길이가 된다. The closer the distance is between two adjacent n-electrode layers, the more uniform the distribution of current density. When the n-electrode layer is formed in a closed loop shape along the edge region of the light emitting diode, the average distance between adjacent n-electrode layers becomes the length of one side of the light emitting diode.
하지만, 도 13a에 나타낸 바와 같이, n-전극층이 발광 다이오드의 중앙부에 형성되고, 십자 방향으로 n-전극 가지부들이 형성된 경우에는 인접하는 n-전극층들간의 평균 거리가 발광 다이오드의 한 변 길이의 반이 되므로 전류밀도의 분포가 더욱 균일해진다. However, as shown in FIG. 13A, when the n-electrode layer is formed at the center of the light emitting diode and the n-electrode branches are formed in the cross direction, the average distance between adjacent n-electrode layers is equal to one side length of the light emitting diode. In half, the distribution of current density becomes more uniform.
도 14a는 등가 회로를 이용해 도 13a의 전극 구조에서 p-n 접합면으로 흐르는 전류의 분포를 등고선으로 나타낸 것이고, 도 14b는 도 14a에서 V-V' 단면의 전류 분포를 도시한 것이다. FIG. 14A shows the distribution of current flowing through the p-n junction surface in the electrode structure of FIG. 13A using an equivalent circuit, and FIG. 14B shows the current distribution in the V-V 'cross section in FIG. 14A.
도 14b에 나타낸 바와 같이, 제6 실시예에 따른 발광 다이오드(600)의 전류밀도 분포는 대칭적이고, 균일함을 확인할 수 있다. 즉, 발광 다이오드(600)의 중앙부, 즉 상기 n-전극층(620)에 근접하는 영역의 전류밀도는 정규화된 값인 1에 근접하고, 발광 다이오드의 가장자리 영역으로 이동할수록, 즉 상기 n-전극층(620)에서 멀어질수록 전류밀도가 0.939, 0.893, 0.831, 0.755 및 0.678로 순차적으로 감소한다. 여기서, 발광 다이오드의 계산된 총 발광 효율(S)은 65.4%이다.As shown in FIG. 14B, the current density distribution of the
<실시예 7><Example 7>
도 15a는 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광 다이오드의 전극 구조를 나타낸 평면도이고, 도 15b는 도 15a의 전극 구조에서 전류 분포를 나타낸 평면도이다. 특히, 발광 다이오드의 내측에 n-전극이 형성되고, 발광 다이오드의 가장자리 영역에 n-전극 패드부가 형성된 예이다. 15A is a plan view illustrating an electrode structure of a light emitting diode according to a seventh embodiment of the present invention, and FIG. 15B is a plan view illustrating current distribution in the electrode structure of FIG. 15A. In particular, the n-electrode is formed inside the light emitting diode, and the n-electrode pad portion is formed in the edge region of the light emitting diode.
도 15a를 참조하면, 제7 실시예에 따른 질화갈륨계 발광 다이오드(700)는 기판(미도시), n형 질화갈륨층(미도시), p형 질화갈륨층(미도시), n-전극층(720), p형 투명 전극층(730) 및 p-전극층(740)을 포함한다. 동작시, 상기 n-전극층(720)과 p-전극층(740)을 통해 전류를 흘리면 활성층(미도시)에서 전자-정공의 재결합이 일어나면서 광이 방출된다. 도면에서는 질화갈륨 완충층 및 활성층의 도시는 생략한다. Referring to FIG. 15A, a gallium nitride based
상기 n-전극층(720)은 상기 발광 다이오드(700)의 중앙부에 후박하게 형성된다. 상기 n-전극층(720)은 와이어 본딩을 위해 좌측 중앙부에 원형 형상으로 형성된 n-전극 패드부(722), 상기 n-전극 패드부(722)에서 3시 방향을 향해 연장된 수평 n-전극 가지부(724), 상기 수평 n-전극 가지부(724)의 종단에서 세로로 연장된 수직 n-전극 가지부(726), 상기 수직 n-전극 가지부(726)의 종단에서 각각 연장된 n-전극 종단부들(728)을 포함한다. The n-
상기 p-전극층(740)은 가장자리 영역에 ㄷ-자 형태로 형성된 p-전극부(742) 및 와이어 본딩을 위해 원형 형상으로 형성된 p-전극 패드부(744)를 포함한다. 상기 p-전극부(742)는 상기 n-전극 종단부(728)와 평행하게 형성된다. 상기 p-전극 패드부(744)는 ㄷ-자 형태를 정의하는 발광 다이오드(600)의 3개의 변들중 가운데 변에 대응하는 영역에 형성된다. The p-
이처럼, n-전극 패드부(722)와 p-전극 패드부(744)가 이격되어 있으므로 와이어 본딩이 용이하고, 와이어가 발광 다이오드(700)의 상부를 가리지 않으므로 방출되는 광이 차단되는 것을 방지할 수 있다. As such, since the n-
도 15b에 나타낸 바와 같이, 제7 실시예에 따른 발광 다이오드(700)의 전류밀도 분포는 대칭적이고, 균일함을 확인할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드의 계산된 총 발광 효율(S)은 66.7%이다.As shown in FIG. 15B, the current density distribution of the
이상에서 설명한 바와 같이, 등가 회로 분석으로 p-n 접합부로 흐르는 전류가 n-전극에 몰리는 현상을 최소화하는 전극 구조를 제공함으로써, 발광 다이오드의 발광 특성과 열특성을 개선할 수 있다.As described above, by providing an electrode structure that minimizes the phenomenon that the current flowing to the p-n junction is concentrated on the n-electrode by an equivalent circuit analysis, it is possible to improve the light emission characteristics and thermal characteristics of the light emitting diode.
이상에서는 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although described above with reference to the embodiments, those skilled in the art can be variously modified and changed within the scope of the invention without departing from the spirit and scope of the invention described in the claims below. I can understand.
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