Study on light extraction efficiency of a side-etched LED

In the case of a AIGalnP/GaP system rectangular parallelepiped high brightness LED which has side walls etched to be slanted off the vertical direction, we have studied the effects of lossy electrodes and material absorption and etching depth and angle of side walls on its light extraction efficiency. If LEDs have no electrodes, in order to obtain an 80％ light extraction efficiency of a TIP (truncated inverted pyramid) LED, the side-etched LEDs should have an etching angle of 22$^{\circ}$~45$^{\circ}$ and an etching depth of 8~17% of a dice height and an absorption coefficient less than 1 $cm^{-1}$ / In case of etching depth of 16~39% of a dice height, we can obtain a 90% light extraction efficiency of a TIP LED. But when LEDs have two electrodes and no absorption loss, in order to obtain an 80％ light extraction efficiency of a TIP LEBs, the side-etched LEDs should have an etching angle of 25$^{\circ}$-45$^{\circ}$ and an etching depth of 30～36% of a dice height. In case of etching depth of 57~71％ of a dice height, we can obtain a 90％ light extraction efficiency of a TIP LED.

측면 식각된 LED의 광추출 효율에 관한 연구

AIGaInP/GaP 계열 고휘도 LED의 광추출효율을 높이기 위하여 평행직육면체 다이스 측면을 식각할 경우에, 식각 깊이와 각도가 광추출효율에 미치는 영향을 재료의 흡수계수와 전극의 반사 및 흡수율에 따라 해석하고 공정의 용이성을 고려한 광추출효율의 개선이 기대되는 측면 식각깊이와 식각각도를 고찰하였다. 그 결과 결함 등에 의한 재료의 흡수계수가 0~1 $cm^{-1}$ / 이 되도록 발광다이오드 재료의 결정을 성장시켰을 경우, 전극을 고려하지 않은 LED의 기하구조의 변화를 통한 광추출효율개선 효과를 얻기 위해서 측면의 식각각도는 22$^{\circ}$~45$^{\circ}$로 하고 식각깊이는 다이스 높이의 8%~17%로 할 때 전극을 고려하지 않은 TIP 구조 LED의 80%에 해당하는 광추출효율을 얻을 수 있고, 식각깊이를 다이스 높이의 16%~39%로 하면 전극을 고려하지 않은 TIP 구조 LED의 90%에 해당하는 광추출효율을 얻을 수 있다. 전극의 영향을 고려할 경우 LED의 기하구조의 변화를 통한 광추출효율 개선 효과를 얻기 위해서 측면의 식각각도는 25$^{\circ}$~45$^{\circ}$로 하고 식각깊이는 다이스 높이의 30%~36% 로 할 때 전극을 고려한 TIP 구조 LED의 90%에 해당하는 광추출효율을 얻을 수 있고, 식각깊이를 다이스 높이의 57%~71%로 하면 전극을 고려한 TIP구조 LED의 90%에 해당하는 광추출효율을 얻을 수 있음을 밝혔다.