JP2011109070A - 発光素子及びその製造方法 - Google Patents
発光素子及びその製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011109070A JP2011109070A JP2010206939A JP2010206939A JP2011109070A JP 2011109070 A JP2011109070 A JP 2011109070A JP 2010206939 A JP2010206939 A JP 2010206939A JP 2010206939 A JP2010206939 A JP 2010206939A JP 2011109070 A JP2011109070 A JP 2011109070A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- phosphor
- light emitting
- layer
- semiconductor layer
- emitting device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims abstract description 18
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 126
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 67
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims abstract description 63
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 12
- 229920005989 resin Polymers 0.000 claims description 10
- 239000011347 resin Substances 0.000 claims description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 8
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims description 8
- 238000001020 plasma etching Methods 0.000 claims description 6
- 238000009826 distribution Methods 0.000 abstract description 10
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 239000002019 doping agent Substances 0.000 description 12
- 229910002704 AlGaN Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910000980 Aluminium gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 4
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 3
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 3
- 239000004038 photonic crystal Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 2
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052714 tellurium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052718 tin Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000001039 wet etching Methods 0.000 description 2
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 2
- QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N (r)-(6-ethoxyquinolin-4-yl)-[(2s,4s,5r)-5-ethyl-1-azabicyclo[2.2.2]octan-2-yl]methanol;hydrochloride Chemical compound Cl.C([C@H]([C@H](C1)CC)C2)CN1[C@@H]2[C@H](O)C1=CC=NC2=CC=C(OCC)C=C21 QNRATNLHPGXHMA-XZHTYLCXSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000003086 colorant Substances 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 238000005286 illumination Methods 0.000 description 1
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052763 palladium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004760 silicates Chemical class 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 150000003568 thioethers Chemical class 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 1
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
- H01L33/50—Wavelength conversion elements
- H01L33/508—Wavelength conversion elements having a non-uniform spatial arrangement or non-uniform concentration, e.g. patterned wavelength conversion layer, wavelength conversion layer with a concentration gradient of the wavelength conversion material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0008—Processes
- H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
- H01L2933/0041—Processes relating to semiconductor body packages relating to wavelength conversion elements
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
- H01L2933/0083—Periodic patterns for optical field-shaping in or on the semiconductor body or semiconductor body package, e.g. photonic bandgap structures
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Led Devices (AREA)
- Led Device Packages (AREA)
Abstract
【課題】実施例は、発光素子上で蛍光体の分布位置と分布度を容易で正確に調節することができ、工程時に蛍光体物質が無駄使いされることを防止することができる発光素子及びその製造方法を提供する。
【解決手段】実施例による発光素子及びその製造方法は、第１導電型半導体層；前記第１導電型半導体層上に形成された活性層；該活性層上に形成された第２導電型半導体層；該第２導電型半導体層上に形成された蛍光体層を含んで；前記蛍光体層は多数個のホールが形成された蛍光体収納部及び前記ホールに固定される蛍光体粒子を含む。
【選択図】図1
【解決手段】実施例による発光素子及びその製造方法は、第１導電型半導体層；前記第１導電型半導体層上に形成された活性層；該活性層上に形成された第２導電型半導体層；該第２導電型半導体層上に形成された蛍光体層を含んで；前記蛍光体層は多数個のホールが形成された蛍光体収納部及び前記ホールに固定される蛍光体粒子を含む。
【選択図】図1
Description
実施例は、発光素子及びその製造方法に関するものである。
発光ダイオード(Light Emitting Diode:ＬＥＤ)は、電流を光に変換させる半導体発光素子である。最近発光ダイオードは、輝度が徐徐に増加するようになって、ディスプレイ用光源、自動車用光源及び照明用光源として使用が増加している。
最近には、青色または緑色などの短波長光を生成して、フルカラー具現が可能な高出力発光素子チップが開発されたことがある。これに、発光素子チップから出力される光の一部を吸収して、光の波長と異なる波長を出力する蛍光体を発光素子チップ上に塗布することで、多様な色の発光ダイオードを組み合わせることができるし、白色光を発光する発光ダイオードも具現が可能である。
実施例は、発光素子上で蛍光体の分布位置と分布度を容易で正確に調節することができるし、工程時に蛍光体物質が無駄使いされることを防止することができる発光素子及びその製造方法を提供する。
また、実施例は、発光素子チップ(chip)表面の光効率を向上させることができるし、全反射を妨害する空気(air)層を除去することができる発光素子及びその製造方法を提供する。
実施例による発光素子は、第１導電型半導体層;該第１導電型半導体層上に形成された活性層;該活性層上に形成された第２導電型半導体層;該第２導電型半導体層上に形成された蛍光体層を含んで;前記蛍光体層は多数個のホールが形成された蛍光体収納部及び前記ホールに固定される蛍光体粒子を含む。
実施例による発光素子の製造方法は、基板上に第１導電型半導体層を形成する段階;前記第１導電型半導体層上に活性層を形成する段階;前記活性層上に第２導電型半導体層を形成する段階;前記第２導電型半導体層の上に多数個のホールが形成された蛍光体収納部を形成する段階;前記蛍光体収納部の前記多数個のホールに蛍光体粒子を固定して蛍光体層を形成する段階、を含む。
実施例によれば、発光素子上で蛍光体の分布位置と分布度を容易で正確に調節することができるし、工程時に蛍光体物質が無駄使いされることを防止することができる発光素子及びその製造方法を提供することができる。
また、実施例は、発光素子チップ(chip)の表面に光効率を向上させることができるホールを形成して、全反射を妨害する空気(air)層を除去することができる発光素子及びその製造方法を提供する。
以下では添付した図面を参照して、実施例による発光素子及びその製造方法に対して詳細に説明する。実施例の説明において、各層(膜)、領域、パターンまたは構造物が基板、各層(膜)、領域、パッドまたはパターンの“上/うえ(on)”にまたは“下(under)”に形成されることで記載する場合において、“上/うえ(on)”と“下(under)”は“直接(directly)”または“他の層を介して(indirectly)”形成されることをすべて含む。また、各層の上/うえまたは下に対する基準は、図面を基準で説明する。図面で各層の厚さや大きさは説明の便宜及び明確性のために誇張されるか、または省略されるか、または概略的に示された。また、各構成要素の大きさは実際の大きさを全面的に反映するものではない。
図１は、実施例による発光素子の斜視図である。
図１に示されたように、発光素子１００は、基板１１０と、基板１１０上に形成された第１導電型半導体層１２０と、第１導電型半導体層１２０上に形成される活性層１３０と、活性層１３０上に形成された第２導電型半導体層１４０と、第２導電型半導体層１４０上に形成された蛍光体層１５０を含む。
基板１１０は、サファイア(Ａｌ２Ｏ３)、ＳｉＣ、Ｓｉ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、ＧａＰ、ＩｎＰ、Ｇｅのうちで少なくとも一つを利用することができるし、導電特性を有する基板１１０として利用することもできる。また、Ｅｐｉ成長後基板をとり除いて、垂直型チップ(Vertical Chip)にも適用が可能であり、このような場合、基板は物理的研磨、Laser Lift Off(ＬＬＯ)、Chemical Wet Etchingなどの方法で除去されることができる。
第１導電型半導体層１２０は、基板１１０上に第１導電ドーパントがドーピングされた少なくとも一層のｎ型半導体層に形成されることができる。第１導電型半導体層１２０は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのうちで少なくとも一つに形成されることができる。第１導電型半導体層１２０を電子注入層で設定した場合、第１導電型ドーパントはｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができる。このような第１導電型半導体層１２０は以後、電極接触層に機能することができる。
活性層１３０は、第１導電型半導体層１２０上に単一量子井戸または多重量子井戸(ＭＱＷ)構造に形成される。活性層１３０は有色の光(例:青色、緑色、赤色など)または紫外線光を発生させることができる。このような活性層１３０を形成するにはＩｎＧａＮ/ＧａＮ、ＡｌＧａＮ/ＧａＮ、または、ＩｎＡｌＧａＮ/ＧａＮＧａＡｓ、/ＡｌＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）、ＧａＰ/ＡｌＧａＰ（ＩｎＧａＰ）などを利用することが可能であり、井戸層と障壁層を形成する物質のバンドギャップエネルギーによって発光させる光の波長を調節することができる。例えば、波長が４６０〜４７０ｎｍの青色発光の場合、ＩｎＧａＮ井戸層/ＧａＮ障壁層を一周期に形成することができる。
第２導電型半導体層１４０は、活性層１３０上に第２導電型ドーパントがドーピングされたｐ型半導体層に具現されることができる。第２導電型半導体層１４０は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡs、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰなどのような化合物半導体のうちでいずれか一つでなされることができる。第２導電型ドーパントはｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどから少なくとも一つが添加されることができる。
蛍光体層１５０は、第２導電型半導体層１４０の上面に形成されることができる。蛍光体層１５０には粒子状態である蛍光体が均一に固定された形態に形成されることができる。蛍光体層１５０は蛍光体の固定のための多数個のホール１５５が形成された蛍光体収納部１５２と、ホール１５５に固定される蛍光体粒子２００を含む。
蛍光体粒子２００は、ホール１５５の形状と対応される形状を有して、蛍光体収納部１５２のホール１５５内に挿入固定されることで、蛍光体層１５０を形成する。これに、蛍光体の分布を均一に維持することができるし、ホール１５５形成時に光結晶(photonic Crystal)形態を形成して、発光効率を向上させることができる。また、蛍光体層１５０が第２導電型半導体層１４０の光が発光される領域に整合されるように形成されることで、屈折率の差がある空気層をなくして、全反射を減らすことができて色分布を狭く持って行くことができる効果がある。このような実施例によって、活性層１３０で放出された光は、第２導電型半導体層１４０と蛍光体層１５０を通じて外部に放出される。これに、活性層１３０から放出された光は、蛍光体層で他の波長を有する光に変換されて、所定の色相を有する有色光や白色光の形態に発光されて、蛍光体層１５０の光結晶形状によって光抽出効率が改善されることができる。
一方、前述した説明ではＧａＮ系列物質を基本構成にして電子注入層としてｎ-型ＧａＮに形成された第１導電型半導体層１２０と正孔注入層としてp-型ＧａＮに形成された第２導電型半導体層１４０の間に量子井戸構造(quantum well)を有する活性層１３０が位置する場合を例示しているが、第１導電型半導体層１２０をp-型に形成して、第２導電型半導体層１４０をn-型に形成して積層手順を異にすることができる。
図２ないし図４は、実施例による発光素子の製造状態図であり、蛍光体層１５０を形成する過程を示したものである。
図２に示されたところのように、蛍光体粒子２００を形成するためには所望の蛍光体粒子２００の形状を倣った成形枠３００に蛍光体混合液３２０を注入する。
成形枠３００には蛍光体粒子２００の形状が凹部３１０に形成されて、蛍光体混合液３２０を収容する。凹部３１０は形成しようとする蛍光体粒子２００の形状によって球形や、卵円形、あるいは、六面体、四面体、八面体などの多角形形態に形成されることができる。また、蛍光体粒子２００の大きさによって、数μｍから１ｍｍ以上の大きさまで多様な大きさに形成されることができる。ここで、成形枠３００は蛍光体粒子２００の形状によって、一対の成形枠３００が相互整合されて蛍光体粒子２００の形状を完成する形態で構成することも可能である。
蛍光体混合液３２０は蛍光体と樹脂を混合して形成することができる。混合する蛍光体は、珪酸塩系列、硫化物系列、ガーネット系列、ナイトライド（窒化物）系列、イットリウム、アルミニウムなどの多様な種類のＲ、Ｇ、Ｂ蛍光体が選択的に適用されることができる。蛍光体混合液を構成する樹脂は蛍光体の混合と硬化が可能な物質として、シリコン(silicone)や、透明エポキシ樹脂などの多様な物質を適用することができる。蛍光体と樹脂の混合液には粘度調節のための所定の溶剤が添加されることができる。
図３は、蛍光体粒子２００を分離する過程を示したものである。
蛍光体混合液３２０を成形枠３００の凹部３１０に充電した後硬化させれば、凹部３１０の形状による蛍光体粒子２００が形成される。
成形枠３００から硬化された蛍光体粒子２００を分離すれば、一定な形状の蛍光体粒子２００を得ることができる。これに、必要な程度の蛍光体混合液３２０を設けて、凹部３１０に充電する方法で蛍光体粒子２００を形成することができることで、蛍光体が漏出されるか、または使用前に硬化されるなどの無駄使いを防止することができる。
図４は、発光素子に蛍光体層１５０を形成する方法を示したものである。
第２導電型半導体層１４０上には蛍光体粒子２００の固定のための多数個のホール１５５を含む蛍光体収納部１５２が形成される。ホール１５５が形成された蛍光体収納部１５２に蛍光体粒子２００を塗布して硬化させれば、第２導電型半導体層１４０上に蛍光体層１５０が形成される。ホール１５５に収容された蛍光体粒子２００は樹脂を利用して固定させることができるし、硬化過程を通じて固定させることも可能である。ここで、蛍光体収納部１５２に塗布された蛍光体粒子２００のうちホール１５５に収容されて残った蛍光体粒子２００は、再使用ができることで蛍光体物質の無駄使いを防止することができる。
蛍光体収納部１５２に形成されるホール１５５は、フォトレジスターを利用したＲＩＥ(Reactive Ion Etching)方式や、ナノインプリント方式、テープ接着方式などが適用されることができる。ここで、ホール１５５の形状は、蛍光体粒子２００の形状と整合されるように形成することができるし、配列方式や配列間隔などを調節して発光素子１００の発光特性を調節することが可能である。
ホール１５５が形成された蛍光体収納部１５２に蛍光体粒子２００を塗布すればホール１５５に蛍光体粒子２００が収容される。１個のホール１５５には１個の蛍光体粒子２００が対応されて収容されて、光分布を一定に維持することができるが、ホール１５５と蛍光体粒子２００の大きさや形状によって１個のホール１５５内に複数個の蛍光体粒子２００が収容されるようにすることも可能である。
図５は、本実施例による発光素子の蛍光体粒子の例示図である。
蛍光体粒子２００の大きさと形状を調節することで発光素子１００の色度、発光特性、光効率などを調整することができることで、適用された蛍光体の特性と発光素子１００の設計条件などによって多様な大きさと形状の蛍光体粒子２００を適用することができる。
図５の(a)は、断面が正三角形である蛍光体粒子を例示したものであり、(b)は正六面体形状の蛍光体を例示している。(c)は、断面が八面体である蛍光体粒子を例示したものであり、(d)は断面が菱形である蛍光体粒子を例示している。(e)は、断面が台形である蛍光体粒子を例示したものであり、(f)は円筒状の蛍光体粒子を例示している。(g)は、断面が直角三角形である蛍光体粒子を例示したものであり、(h)は断面が平行四辺形である蛍光体粒子を例示している。
図５の(a)ないし(h)に示されたところのように、蛍光体粒子は多面体、角、柱などの多様な多角形形状に形成されることができるし、図面に示されている形状に限定されなくて、角台、球などの多様な形状の蛍光体粒子が適用されることができる。
図６は、他の実施例による発光素子の斜視図である。
発光素子５００は、金属層５１０と、金属層５１０上に形成された第１導電型半導体層５２０と、第１導電型半導体層５２０上に形成される活性層５３０と、活性層５３０上に形成された第２導電型半導体層５４０と、第２導電型半導体層５４０上に形成された蛍光体層５５０を含む。
金属層５１０は、Ａｌ、Ａｇ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ｐｔなどのうちから少なくとも一つまたはこれらの合金などに形成されることができる。
第１導電型半導体層５２０は、金属層５１０上に第１導電型ドーパントがドーピングされたｐ型半導体層に具現されることができる。第２導電型半導体層５４０はＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡｓ、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰなどのような化合物半導体のうちでいずれか一つでなされることができる。第２導電型ドーパントはｐ型ドーパントとして、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどで少なくとも一つが添加されることができる。
活性層５３０は第１導電型半導体層５２０上に単一量子井戸または多重量子井戸(ＭＱＷ)構造に形成される。活性層５３０は有色の光(例:青色、緑色、赤色など)または紫外線光を発生させることができる。このような活性層５３０を形成するにはＩｎＧａＮ/ＧａＮ、ＡｌＧａＮ/ＧａＮまたは、ＩｎＡｌＧａＮ/ＧａＮＧａＡｓ、/ＡｌＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）、ＧａＰ/ＡｌＧａＰ（ＩｎＧａＰ）などを利用することが可能であり、井戸層と障壁層を形成する物質のバンドギャップエネルギーによって発光させる光の波長を調節することができる。例えば、波長が４６０〜４７０ｎｍの青色発光の場合、ＩｎＧａＮ井戸層/ＧａＮ障壁層を一周期に形成することができる。
第２導電型半導体層５４０は、活性層５３０上に第２導電型ドーパントがドーピングされた少なくとも一層のｎ型半導体層に形成されることができる。第１導電型半導体層５２０は、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＩｎＧａＡs、ＡｌＩｎＧａＡｓ、ＧａＰ、ＡｌＧａＰ、ＩｎＧａＰ、ＡｌＩｎＧａＰ、ＩｎＰのうちで少なくとも一つに形成されることができる。第１導電型半導体層５２０を電子注入層に設定した場合、第１導電型ドーパントはｎ型ドーパントとして、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅを含むことができる。
蛍光体層５５０は第２導電型半導体層５４０の上面に粒子状態である蛍光体が均一に固定された形態に形成されることができる。第２導電型半導体層５４０上には蛍光体の固定のための多数個のホール５５５が形成される。蛍光体粒子２５０はホール５５５の形状と対応される形状を有して、ホール５５５内に挿入固定されることで蛍光体層５５０を形成する。
図７は、他の実施例による発光素子５００の製造状態図として、図６の蛍光体層５５０の形成状態を示したものである。
図７に示されたところのように、第２導電型半導体層５４０上には断面が八角形の形態である多数個のホール５５５が形成された蛍光体収納部５５２が形成される。断面が八角形であるホール５５５は、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)方式や、Wet Etching方式、ナノインプリント方式などを適用して一定間隔を有するように形成されることができる。
蛍光体粒子２５０は、ホール５５５の断面のような八角形形態の断面を有する多面体粒子として、樹脂と蛍光体が硬化された形態に提供されることができる。
蛍光体粒子２５０をホール５５５が形成された蛍光体収納部５５２上に塗布すれば、各ホール５５５に蛍光体粒子２５０が収容される。ここで、ホール５５５に収容されることができずに残った蛍光体粒子２５０は、収去されて再使用することができる。
ホール５５５に蛍光体粒子２５０が収容されれば、これをそのまま硬化させるか、あるいは樹脂を利用して固定させることで、第２導電型半導体層５４０上に蛍光体層５５０を形成することができる。
このような実施例によって、蛍光体粒子２５０の大きさ及び配列間隔などを調節することで色度を容易で正確に調節することができるし、色分布を狭く持って行くことができる。また、蛍光体を蛍光体粒子２５０の形態で適用することで工程時に蛍光体物質が無駄使いされることを防止することができるし、ホール５５５形成時に光結晶(photonic Crystal)形態を形成して発光効率を向上させることができる。
以上で実施例に説明された特徴、構造、効果などは本発明の少なくとも一つの実施例に含まれて、必ず一つの実施例のみに限定されるものではない。延いては、各実施例で例示された特徴、構造、効果などは実施例が属する分野の通常の知識を有する者によって他の実施例に対しても組合または変形されて実施可能である。したがって、このような組合と変形に係る内容は、本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
また、以上で実施例を中心に説明したが、これは単に例示であるだけで本発明を限定するものではなくて、本発明が属する分野の通常の知識を持った者なら本実施例の本質的な特性を脱しない範囲で以上に例示されないさまざまの変形と応用が可能であることが分かることができるであろう。例えば、実施例に具体的に現われた各構成要素は、変形して実施することができるものである。そして、このような変形と応用に係る差異は添付された請求範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものとして解釈されなければならないであろう。
１００ 発光素子
１１０ 基板
１２０ 第１導電型半導体層
１３０ 活性層
１４０ 第２導電型半導体層
１５０ 蛍光体層
１１０ 基板
１２０ 第１導電型半導体層
１３０ 活性層
１４０ 第２導電型半導体層
１５０ 蛍光体層
Claims (15)
- 第１導電型半導体層;
前記第１導電型半導体層上に形成された活性層;
前記活性層上に形成された第２導電型半導体層;及び
前記第２導電型半導体層上に形成された蛍光体層を含み;
前記蛍光体層は、複数のキャビティ及び複数の蛍光体粒子を含み、
前記複数の蛍光体粒子の各々は、対応する前記複数のキャビティの各々に位置する発光素子。 - 前記複数のキャビティ及び前記複数の蛍光体は同一の蛍光物質から形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記蛍光体層は、前記第２導電型半導体層上に直接的に形成されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数の蛍光体粒子の各々は、前記複数のキャビティのうちで対応する一つに固定されたことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数の蛍光体粒子は、レジン物質によって覆われることを特徴とする請求項４に記載の発光素子。
- 前記複数のキャビティ各々及び前記複数の蛍光体各々は球形の形状であることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数のキャビティはお互いに均等な距離に離れて位置することを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数のキャビティの各々の幅は、１０μｍより大きいことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数の蛍光体粒子の各々及び前記複数のキャビティの各々は、球形、卵円形、あるいは、六面体、四面体、八面体などの多角形形態のいずれかに形成されることを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 前記複数の蛍光体は、蛍光物質及びレジンを含むことを特徴とする請求項１に記載の発光素子。
- 基板上に第１導電型半導体層を形成する段階;
前記第１導電型半導体層上に活性層を形成する段階;
前記活性層上に第２導電型半導体層を形成する段階;及び
前記第２導電型半導体層上に蛍光層を形成する段階;を含み、
前記蛍光層は、複数個のキャビティ及び複数個の蛍光粒子を含み、
前記複数個の蛍光粒子の各々は、前記複数個のキャビティのうち対応する一つに配置される発光素子製造方法。 - 前記蛍光層を形成する段階は、前記複数の発光粒子各々を前記複数個のキャビティのうちで対応する一つに固定する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光素子製造方法。
- 前記蛍光層を形成する段階は、前記複数個の蛍光粒子をレジン物質で覆う段階をさらに含むことを特徴とする請求項１２に記載の発光素子製造方法。
- 前記蛍光層を形成する段階は、ＲＩＥ(Reactive Ion Etching)方式や、ナノインプリント方式、テープ接着方式のうちで少なくとも一つを使って前記複数個のキャビティを形成する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光素子製造方法。
- 前記複数個の蛍光粒子を形成する段階をさらに含んで、
前記複数個の蛍光粒子を形成する段階は、
蛍光体と樹脂を混合して蛍光体混合液を形成する段階;
前記蛍光体混合液を前記蛍光体粒子の本が形成された成形枠に注入する段階;
前記成形枠に注入された前記蛍光体混合液を硬化させる段階;及び
前記成形枠から前記硬化された蛍光体粒子を分離する段階を含むことを特徴とする請求項１１に記載の発光素子製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR10-2009-0109369 | 2009-11-12 | ||
| KR1020090109369A KR101020998B1 (ko) | 2009-11-12 | 2009-11-12 | 발광소자 및 그 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011109070A true JP2011109070A (ja) | 2011-06-02 |
| JP5619546B2 JP5619546B2 (ja) | 2014-11-05 |
Family
ID=43480676
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010206939A Active JP5619546B2 (ja) | 2009-11-12 | 2010-09-15 | 発光素子及びその製造方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8405095B2 (ja) |
| EP (1) | EP2323185B1 (ja) |
| JP (1) | JP5619546B2 (ja) |
| KR (1) | KR101020998B1 (ja) |
| CN (1) | CN102088057B (ja) |
| TW (1) | TWI497774B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016175513A1 (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 루미마이크로 주식회사 | 발광다이오드장치 및 그 제조방법과 이에 사용되는 몰드 |
Families Citing this family (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101726807B1 (ko) * | 2010-11-01 | 2017-04-14 | 삼성전자주식회사 | 반도체 발광소자 |
| JP5864367B2 (ja) * | 2011-06-16 | 2016-02-17 | 日東電工株式会社 | 蛍光接着シート、蛍光体層付発光ダイオード素子、発光ダイオード装置およびそれらの製造方法 |
| CN103258942A (zh) * | 2012-02-20 | 2013-08-21 | 联胜（中国）科技有限公司 | 光学结构体以及发光装置 |
| US9193645B2 (en) | 2012-08-31 | 2015-11-24 | Exxonmobil Chemical Patents Inc. | Xylene isomerization process and catalyst therefor |
| CN103137840A (zh) * | 2013-02-27 | 2013-06-05 | 中国科学院半导体研究所 | 一种白光发光二极管及其制作方法 |
| JP6307703B2 (ja) * | 2013-05-31 | 2018-04-11 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 波長変換素子、波長変換素子を備えた発光装置、発光装置を備えた車両、および波長変換素子の製造方法 |
| US11271143B2 (en) | 2019-01-29 | 2022-03-08 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | μ-LED, μ-LED device, display and method for the same |
| US11302248B2 (en) | 2019-01-29 | 2022-04-12 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | U-led, u-led device, display and method for the same |
| US11156759B2 (en) | 2019-01-29 | 2021-10-26 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | μ-LED, μ-LED device, display and method for the same |
| US11610868B2 (en) | 2019-01-29 | 2023-03-21 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | μ-LED, μ-LED device, display and method for the same |
| US11538852B2 (en) | 2019-04-23 | 2022-12-27 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | μ-LED, μ-LED device, display and method for the same |
| WO2020229576A2 (de) * | 2019-05-14 | 2020-11-19 | Osram Opto Semiconductors Gmbh | Beleuchtungseinheit, verfahren zur herstellung einer beleuchtungseinheit, konverterelement für ein opto-elektronisches bauelement, strahlungsquelle mit einer led und einem konverterelement, auskoppelstruktur, und optoelektronische vorrichtung |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243726A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-08-29 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2005060557A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Shoei Chem Ind Co | 蛍光体粉末の製造方法、蛍光体粉末および蛍光体組成物 |
| JP2005271198A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Hewlett-Packard Development Co Lp | ナノスケールフィーチャを備えたテンプレートが形成されている構造体 |
| JP2008143978A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 発光色変換材料 |
| JP2009200172A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Sharp Corp | 光半導体装置の製造方法、および光半導体装置の製造装置 |
| JP2009260053A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Nichia Corp | 発光装置 |
Family Cites Families (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| TW383508B (en) * | 1996-07-29 | 2000-03-01 | Nichia Kagaku Kogyo Kk | Light emitting device and display |
| JP4822482B2 (ja) | 2001-05-23 | 2011-11-24 | シチズン電子株式会社 | 発光ダイオードおよびその製造方法 |
| EP1658642B1 (en) * | 2003-08-28 | 2014-02-26 | Panasonic Corporation | Semiconductor light emitting device, light emitting module, lighting apparatus, display element and manufacturing method of semiconductor light emitting device |
| TW200614548A (en) * | 2004-07-09 | 2006-05-01 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Light-emitting device |
| US7352011B2 (en) * | 2004-11-15 | 2008-04-01 | Philips Lumileds Lighting Company, Llc | Wide emitting lens for LED useful for backlighting |
| JP2007059418A (ja) | 2005-08-22 | 2007-03-08 | Showa Denko Kk | 窒化ガリウム系化合物半導体発光素子 |
| JP4984824B2 (ja) * | 2006-10-26 | 2012-07-25 | 豊田合成株式会社 | 発光装置 |
| US7514282B2 (en) * | 2007-01-04 | 2009-04-07 | Sharp Laboratories Of America, Inc. | Patterned silicon submicron tubes |
| KR101259122B1 (ko) * | 2007-01-26 | 2013-04-26 | 엘지전자 주식회사 | 수직형 발광 소자 및 그 제조 방법 |
| JP5229770B2 (ja) * | 2007-03-22 | 2013-07-03 | 株式会社フジクラ | サイアロン蛍光体 |
| KR20090002835A (ko) * | 2007-07-04 | 2009-01-09 | 엘지전자 주식회사 | 질화물계 발광 소자 및 그 제조방법 |
| US7863635B2 (en) * | 2007-08-07 | 2011-01-04 | Cree, Inc. | Semiconductor light emitting devices with applied wavelength conversion materials |
| KR100936001B1 (ko) * | 2007-12-17 | 2010-01-08 | 삼성전기주식회사 | 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조 방법 |
| US20100207511A1 (en) * | 2009-02-19 | 2010-08-19 | Mitsunori Harada | Semiconductor light emitting device |
-
2009
- 2009-11-12 KR KR1020090109369A patent/KR101020998B1/ko active IP Right Grant
-
2010
- 2010-08-30 US US12/871,397 patent/US8405095B2/en active Active
- 2010-09-10 TW TW099130591A patent/TWI497774B/zh active
- 2010-09-15 JP JP2010206939A patent/JP5619546B2/ja active Active
- 2010-09-20 EP EP10177748.0A patent/EP2323185B1/en active Active
- 2010-11-05 CN CN201010538785.XA patent/CN102088057B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003243726A (ja) * | 2001-12-14 | 2003-08-29 | Nichia Chem Ind Ltd | 発光装置およびその製造方法 |
| JP2005060557A (ja) * | 2003-08-14 | 2005-03-10 | Shoei Chem Ind Co | 蛍光体粉末の製造方法、蛍光体粉末および蛍光体組成物 |
| JP2005271198A (ja) * | 2004-03-23 | 2005-10-06 | Hewlett-Packard Development Co Lp | ナノスケールフィーチャを備えたテンプレートが形成されている構造体 |
| JP2008143978A (ja) * | 2006-12-07 | 2008-06-26 | Nippon Electric Glass Co Ltd | 発光色変換材料 |
| JP2009200172A (ja) * | 2008-02-20 | 2009-09-03 | Sharp Corp | 光半導体装置の製造方法、および光半導体装置の製造装置 |
| JP2009260053A (ja) * | 2008-04-17 | 2009-11-05 | Nichia Corp | 発光装置 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016175513A1 (ko) * | 2015-04-27 | 2016-11-03 | 루미마이크로 주식회사 | 발광다이오드장치 및 그 제조방법과 이에 사용되는 몰드 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP5619546B2 (ja) | 2014-11-05 |
| CN102088057A (zh) | 2011-06-08 |
| US8405095B2 (en) | 2013-03-26 |
| US20110108867A1 (en) | 2011-05-12 |
| EP2323185A2 (en) | 2011-05-18 |
| TW201119094A (en) | 2011-06-01 |
| KR101020998B1 (ko) | 2011-03-09 |
| EP2323185B1 (en) | 2018-02-14 |
| CN102088057B (zh) | 2016-05-04 |
| EP2323185A3 (en) | 2014-02-26 |
| TWI497774B (zh) | 2015-08-21 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5619546B2 (ja) | 発光素子及びその製造方法 | |
| TWI529974B (zh) | 具有模製波長轉換層之發光裝置 | |
| US7994531B2 (en) | White-light light emitting diode chips and fabrication methods thereof | |
| JP5709778B2 (ja) | 発光素子 | |
| US9373758B2 (en) | Structure and method for LED with phosphor coating | |
| WO2016094422A1 (en) | Wavelength converted semiconductor light emitting device | |
| US11456401B2 (en) | Light emitting diode package | |
| US8823157B2 (en) | Three dimensional light-emitting-diode (LED) stack and method of manufacturing the same | |
| EP2312652A2 (en) | Light emitting device, light emitting device package and lighting system | |
| KR101775375B1 (ko) | 반도체 발광소자 제조방법 및 이에 이용되는 페이스트 도포용 마스크 | |
| TW201349584A (zh) | 半導體發光裝置及其製造方法 | |
| KR101039974B1 (ko) | 발광소자, 발광 소자 제조방법 및 발광 소자 패키지 | |
| CN211858672U (zh) | 一种微发光二极管 | |
| EP2015374B1 (en) | LED chip design for white conversion | |
| KR102261727B1 (ko) | 발광 소자 및 이를 포함하는 발광 소자 패키지 | |
| US11942570B2 (en) | Micro light-emitting diode comprising nanoring and manufacturing method thereof | |
| KR101646256B1 (ko) | 발광장치 | |
| KR101102998B1 (ko) | 발광다이오드 칩 | |
| KR20050063254A (ko) | 포스퍼가 도포된 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 및그의 제조방법 | |
| KR102237134B1 (ko) | 발광소자 및 조명시스템 | |
| KR101066286B1 (ko) | 발광소자 | |
| US20230106479A1 (en) | Lumiphoric material arrangements for multiple-junction light-emitting diodes | |
| KR20140079587A (ko) | 형광체 시트를 갖는 ｌｅｄ 칩 및 그 제조 방법 | |
| KR20180047387A (ko) | 반도체 소자 패키지 어레이 | |
| KR20130104603A (ko) | 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20120518 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20120522 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20120822 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20121225 |
|
| RD03 | Notification of appointment of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7423 Effective date: 20130319 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130322 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20130514 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20130521 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130918 |
|
| A911 | Transfer to examiner for re-examination before appeal (zenchi) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A911 Effective date: 20131106 |
|
| A912 | Re-examination (zenchi) completed and case transferred to appeal board |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A912 Effective date: 20131115 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20140815 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140917 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5619546 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |