JP7061613B2 - Ｌｅｄ装置及びその製造方法 - Google Patents

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Description

本発明は、ＬＥＤ装置及びその製造方法に関し、より詳細には、光変換層を含むＬＥＤ装置及びその製造方法に関する。
従来、赤色及び緑色ＬＥＤは、青色ＬＥＤと赤色及び緑色のそれぞれに対応する量子ドット（Ｑｕａｎｔｕｍ Ｄｏｔ）の入ったガラスパッケージと組み合わせて製造される。即ち、赤色及び緑色ＬＥＤは、ガラスで量子ドットを覆って封入する方式で製造され、下部から放出する青色光を量子ドットが波長を変換してそれぞれ赤色及び緑色を表現するようになる。このとき、ＬＥＤは、基板の上にボンディングされてゴールドワイヤで電極と接続され、その周辺をプラスチックモールドで包む形状を有するようになる。
このように、ＬＥＤ上に量子ドットを接合すると熱に弱い量子ドットが劣化してしまい、光変換特性が急激に低下するという問題があった。このような問題を解決するために、ＬＥＤと量子ドットとの間に熱を遮断するための物質が追加されるが、厚さが厚くなるという問題があった。
それにより、量子ドットの耐熱性能が改善される必要があり、新たな量子ドットを用いた製造工程が開発される必要があった。
以上の情報は、本発明の理解を促すために、背景情報として提供される。上記の内容のどれも、本発明に関連して先行技術として適用され得るか否かに関しては、如何なる決定も下されておらず主張していない。
米国特許出願公開第２０１１／００１２１４７号明細書 米国特許出願公開第２０１８／０１９２４９５号明細書
そこで、本発明は、上記問題及び短所に鑑みてなされたものであり、以下で説明される利点を提供するためのものである。よって、本発明の目的とするところは、劣化現象の抑えられた光変換層を用いるＬＥＤ装置及びその製造方法を提供することにある。
以上のような目的を達成するための本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置が開示される。ＬＥＤ装置は、発光ダイオードと、前記発光ダイオードの上部に積層され、前記発光ダイオードから入射された光の波長を変換する光変換層と、前記光変換層の上部に積層され、前記光変換層から入射された光のうち、前記波長の変換された光を通過させ、残りを反射させる反射コーティング層と、前記反射コーティング層の上部に積層され、前記光変換層に対応するカラーフィルタとを含む。
なお、前記光変換層は、量子ドットシロキサン樹脂で実現されてよい。
そして、前記光変換層は、前記発光ダイオードから入射された光を対応する波長の光に変換し、前記波長の変換された光を内部の拡散材を通じて外部に拡散させて放出してよい。
なお、前記反射コーティング層は、前記反射させた波長の光が前記発光ダイオードによって再び反射されて前記光変換層によって波長が変換されると、前記波長の変換された光を通過させてよい。
そして、前記発光ダイオードの下部に形成された複数のパッドを更に含んでよい。
なお、前記発光ダイオード、前記光変換層、前記反射コーティング層及び前記カラーフィルタの側面を囲むようにコーティングされ、前記発光ダイオード、前記光変換層、前記反射コーティング層及び前記カラーフィルタの側面に放出する光を前記発光ダイオード、前記光変換層、前記反射コーティング層及び前記カラーフィルタの内部に反射させる金属性物質を更に含んでよい。
そして、前記金属性物質を囲むように形成されるポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）と、前記発光ダイオード、前記複数のパッド及び前記ポリイミドの下部に形成される基板層と、前記基板層の下部で相互離隔して形成される複数の拡張パッドと、前記基板層を介して前記複数のパッドのそれぞれを前記複数の拡張パッドのそれぞれに接続する複数の伝導性物質とを更に含んでよい。
なお、前記複数の拡張パッドのそれぞれは、前記複数のパッドのそれぞれに対応し、前記ポリイミドの一部の領域にまで拡張されてよい。
一方、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法が開示される。ＬＥＤ製造方法は、発光ダイオードの下部に複数のパッドを設けるステップと、前記複数のパッドが基板層の上部に接するように前記発光ダイオードを前記基板層に積層するステップと、前記発光ダイオードの上部に光変換層を積層するステップと、前記光変換層の上部に反射コーティング層を積層するステップと、前記反射コーティング層の上部にカラーフィルタを積層するステップとを含む。
なお、前記光変換層は、量子ドットシロキサン樹脂で実現されてよい。
そして、前記光変換層は、前記発光ダイオードから入射された光を対応する波長の光に変換し、前記波長の変換された光を内部の拡散材を通じて外部に拡散させて放出してよい。
なお、前記反射コーティング層は、前記光変換層から入射された光のうち、波長の変換された光を通過させて残りを反射させ、前記反射させた波長の光が前記発光ダイオードによって再び反射されて前記光変換層によって波長が変換されると、前記波長の変換された光を通過させてよい。
そして、サファイア基板層の下部に発光ダイオード層を形成するステップを更に含んでよい。前記複数のパッドを設けるステップは、前記発光ダイオード層を予め設定された複数の領域に区分し、前記複数の領域のそれぞれに前記複数のパッドを設け、前記方法は、前記発光ダイオード層から前記サファイア基板層を取り除くステップと、前記発光ダイオード層を前記複数の領域にダイシング（ｄｉｃｉｎｇ）して複数の発光ダイオードを形成するステップとを更に含んでよい。前記発光ダイオードを前記基板層に積層するステップは、前記複数の発光ダイオードが予め設定された間隔で離隔するように前記基板層に積層してよい。
なお、前記光変換層を積層するステップは、前記複数の発光ダイオード及び前記複数の発光ダイオードの間の前記基板層の上部領域を覆うように前記光変換層を積層し、前記方法は、前記カラーフィルタの上部に上部基板層を積層し、前記基板層を取り除くステップと、前記複数の発光ダイオードの間の一部の領域に対応する光変換層、反射コーティング層及びカラーフィルタをエッチングするステップと、前記エッチングによって形成された面を金属性物質でコーティングするステップとを更に含んでよい。
そして、前記エッチングステップは、前記複数の発光ダイオードの間の一部の領域を∧字状にエッチングしてよい。
なお、前記複数の発光ダイオードの下部に下部基板層を形成し、前記上部基板層を取り除くステップと、前記金属性物質を囲んで、前記複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミドを形成するステップと、前記複数のパッドのそれぞれの一部の領域が露出されるように前記下部基板層に複数のホール（ｈｏｌｅ）を生成するステップと、前記複数のホールのそれぞれに伝導性物質を埋めるステップと、前記下部基板層の下部に前記複数の伝導性物質をそれぞれ覆うように相互離隔形成される複数の拡張パッドを設けるステップとを更に含んでよい。
そして、前記金属性物質を囲み、前記複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミドを形成するステップと、前記複数のパッドのそれぞれに対応し、前記ポリイミドの一部の領域にまで拡張する複数の拡張パッドを設けるステップとを更に含んでよい。
なお、サファイア基板層の下部に発光ダイオード層を形成するステップを更に含んでよい。前記複数のパッドを設けるステップは、前記発光ダイオード層を予め設定された複数の領域に区分し、前記複数の領域のそれぞれに前記複数のパッドを設け、前記方法は、前記発光ダイオード層から前記サファイア基板層を取り除くステップとを更に含み、前記発光ダイオードを前記基板層に積層するステップは、前記複数の領域のそれぞれに設けられた前記複数のパッドが前記基板層の上部に接するように前記発光ダイオード層を前記基板層に積層してよい。
そして、前記複数の領域のぞれぞれの境界領域に対応する発光ダイオード層、光変換層、反射コーティング層及びカラーフィルタをエッチングするステップと、前記エッチングによって形成された面を金属性物質でコーティングするステップとを更に含んでよい。
以上説明したように、本発明によれば、劣化現象の改善された光変換層を用いることでＬＥＤ装置の寿命が長くなり、より小さく且つ薄いＬＥＤ装置の生産が可能になることから、高解像度のディスプレイを実現することができるようになる。
本発明の別の態様、利点、及び顕著な特徴は、添付の図面に関連しており、本発明の多様な実施形態を開示する詳細な説明から通常の技術者にとって明白であろう。
本発明の任意の実施形態の上記の態様及び別の態様、特徴及び利点は、添付の図に関連して次の説明により明白になる。
本発明の多様な実施形態に係るＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）装置を説明するための図である。 本発明の多様な実施形態に係るＬＥＤ装置を説明するための図である。 本発明の多様な実施形態に係る図１Ａに示すＬＥＤ装置の細部構成を示す図である。 本発明の多様な実施形態に係る図１Ｂに示すＬＥＤ装置の細部構成を示す図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係る拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の別の実施形態に係る拡張パッドを形成する方法を説明するための図である。 本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
図面の全体にわたり、同一の参照番号は、同一の部分、構成要素及び構造を指すものとして理解されるべきである。
添付の図面を参照した次の説明は、請求範囲及びその均等物によって定義された本発明の多様な実施形態に対する包括的な理解を促すために提供される。それは、理解を促すための多様な特定の細部内容を含むが、それは単に実施形態として見なされるべきである。よって、本技術分野の通常の技術者は、本願に記載された多様な実施形態の多様な変更及び修正が、本発明の範囲及び思想を逸脱せずに成され得ることを認識することになる。なお、公知の機能及び構成に対する説明は、明確性及び簡潔性のために省略されることがある。
次の詳細な説明及び請求範囲で使用される用語及び単語は、書誌の意味に限定されず、発明者が本発明の明確かつ一貫した理解を可能とするために使われたものである。よって、本発明の多様な実施形態に対する次の説明は、説明のためだけに提供されるものであって、添付の請求範囲及びその等価物によって定義された本発明を制限するためのものではないことが通常の技術者にとっては明白である。
単数の“ａ”、“ａｎ”及び“ｔｈｅ”は、文脈上そうでないと明示しない限り、複数の対象を含むということを理解しなければならない。よって、例えば、“構成要素の表面”に対する言及は、その一つ以上の表面に対する言及を含む。
図１Ａは、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置１０００を説明するための図である。図１Ａによると、ＬＥＤ装置１０００は、発光ダイオード１０、光変換層２０、反射コーティング層３０及びカラーフィルタ４０を含む。
発光ダイオード１０は、過剰な電子正孔対の再結合によって光を放出するｐ－ｎ接合ダイオードを意味する。発光ダイオード１０は、順方向に電圧を印加すると、ｎ型半導体層にある電子がｐ型半導体層の正孔と一緒になって再結合して発光を引き起こす。
以下では、発光ダイオード１０が青色光を放出するものとして説明する。ただ、それに限定されるものではなく、いくらでも別の色の光を放出することもできる。光変換層２０の種類は、発光ダイオード１０の放出する光の色によって異なってくる。
光変換層２０は、発光素材の一種として、エネルギーを吸収して赤色、緑色、青色などの光を放出する物質として、蛍光体（Ｐｈｏｓｐｈｏｒ）、量子ドットなどであってよい。
特に、光変換層２０は、量子ドットシロキサン樹脂で実現されてよい。具体的に、光変換層２０は、シロキサン及びエポキシなどの高分子有機物と結合された構造として、量子ドットそのものの液体性質をフィルム状の固体状に変形させた材料であってよい。即ち、熱に強いシロキサン分子構造の中に量子ドットを塗布した構造であり、この材料をスピンコーティング又はスリットコーティング工程を通じて発光ダイオード１０の上部に積層することができる。
光変換層２０が量子ドットシロキサン樹脂で実現される場合、低い温度で材料の合成が可能であり、シロキサン樹脂が量子ドットを盛り込む役割を担うと同時に、熱と水分を遮断して量子ドットの耐久性を向上させることができる。即ち、発光ダイオード１０から発生する熱を遮断するための遮断フィルムがなくても、光変換層２０を発光ダイオード１０の上部に隣接している状態で積層することができ、発光ダイオード１０から発生する熱による光変換層２０の損傷を防止することができる。
光変換層２０は、発光ダイオード１０から入射された光の波長を変換することができる。例えば、発光ダイオード１０が青色光を放出する場合、光変換層２０は発光ダイオード１０から放出する青色光を赤色光又は緑色光に変換して放出することができる。光変換層２０が青色光を赤色光に変換して放出する場合、ＬＥＤ装置１０００はＲサブピクセルとして動作し、光変換層２０が青色光を緑色光に変換して放出する場合、ＬＥＤ装置１０００はＧサブピクセルとして動作することができる。発光ダイオード１０の上部に光変換層２０が積層されていない場合、青色光が放出されてよく、この場合、ＬＥＤ装置１０００はＢサブピクセルとして動作することができる。
光変換層２０は、発光ダイオード１０から入射された光を対応する波長の光に変換し、波長の変換された光を内部の拡散材を通して外部に拡散させて放出することができる。即ち、光変換層２０に含まれた拡散材によって視野角が広くなる。
ただ、それに限定されるものではなく、光変換層２０は視野角を狭くするために、拡散材を含まなくてよい。例えば、公共の場で利用されるディスプレイの場合には、視野角よりは個人情報の漏洩防止のほうがより重要な要素となり、この場合、拡散材を使用しなくてよい。
反射コーティング層３０は、光変換層２０の上部に積層され、光変換層２０から入射された光のうち、波長の変換された光を通過させ、残りを反射させてよい。例えば、反射コーティング層３０は、Ｂｌｕｅ ＤＢＲ（Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ Ｂｒａｇｇ Ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）コーティング層であってよく、青色光を反射させてよい。ただ、それに限定されずに、ＬＥＤ装置１０００の用途によっていくらでも別の波長の光を反射させることもできる。
このとき、反射コーティング層３０は、光変換層２０に対応するように積層されてよい。例えば、光変換層２０が青色波長の光を赤色波長の光に変換する場合、反射コーティング層３０は赤色波長の光を通過させ、青色波長の光を反射させることができる。又は、光変換層２０が青色波長の光を緑色波長の光に変換する場合、反射コーティング層３０は緑色波長の光を通過させ、青色波長の光を反射させることができる。
反射コーティング層３０は、反射させた波長の光が発光ダイオード１０によって再び反射され、光変換層２０によって波長が変換されると、波長の変換された光を通過させることができる。
例えば、Ｒサブピクセルとして動作するＬＥＤ装置１０００の場合、反射コーティング層３０は光変換層２０から入射された光のうち、波長が赤色波長に変換された光のみを通過させ、青色波長の光を反射させることができる。反射された青色波長の光は、再び光変換層２０を通過し、発光ダイオード１０によって再び反射されてよい。再び反射された青色波長の光は、再び光変換層２０を通過して波長が変換されてよく、ＬＥＤ装置１０００はこのような過程を繰り返し、光の損失なしに所望する波長の光を放出することができる。
カラーフィルタ４０は、反射コーティング層３０の上部に積層されてよい。なお、カラーフィルタ４０は、光変換層２０に対応するように積層され、予め設定された波長の光のみを通過させることができる。例えば、光変換層２０が青色波長の光を赤色波長の光に変換する場合、カラーフィルタ４０は赤色波長の光を通過させ、残りの波長の光をフィルタリングすることができる。又は、光変換層２０が青色波長の光を緑色波長の光に変換する場合、カラーフィルタ４０は緑色波長の光を通過させ、残りの波長の光をフィルタリングすることができる。
カラーフィルタ４０は、Ｎａｒｒｏｗ Ｂａｎｄ Ｃｏｌｏｒ Ｆｉｌｔｅｒであってよく、光学的な損失なしに色純度を高めることができる。
発光ダイオード１０に電圧が印加されない場合、ＬＥＤ装置１０００は黒い色に見えるはずだが、外部から入射されてから再び反射される光によって明るい黒色に見えることがある。
カラーフィルタ４０は、外部から入射される光及び再び反射される光をフィルタリングし、発光ダイオード１０に電圧が印加されない場合でも、ＬＥＤ装置１０００が黒色に見えるようにすることができる。即ち、カラーフィルタ４０がない場合は、カラーフィルタ４０がある場合より、ＬＥＤ装置１０００の色がより明るく見えるようになる。
図１Ｂは、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置１０００を説明するための図である。図１Ｂによると、ＬＥＤ装置１０００は、台形の光変換層２０を含み、図１ＡのＬＥＤ装置１０００より更に広い視野角を提供することができる。それに対する具体的な説明は後述する。
図２Ａは、本発明の多様な実施形態に係る図１Ａに示すＬＥＤ装置１０００の細部構成を示す図である。図２Ａに示す構成のうち、図１Ａに示す構成と重複する構成については、詳細な説明を省略する。図２Ａによると、ＬＥＤ装置１０００は、図１Ａの構成の他にも、複数のパッド５０及び金属性物質６０を更に含んでよい。
複数のパッド５０は、外部電源を入力されるように発光ダイオード１０の下部に形成されてよい。各パッドは、発光ダイオード１０のｐ型半導体層及びｎ型半導体層のそれぞれに接続されて電圧を印加することができる。複数のパッド５０を介して発光ダイオード１０に電圧が印加されると、発光ダイオード１０は光を放出することができる。
金属性物質６０は、発光ダイオード１０、光変換層２０、反射コーティング層３０及びカラーフィルタ４０の側面を囲むようにコーティングされ、発光ダイオード１０、光変換層２０、反射コーティング装置３０及びカラーフィルタ４０の側面に放出する光を発光ダイオード１０、光変換層２０、反射コーティング層３０及びカラーフィルタ４０の内部に反射させることができる。
ただ、それに限定されるものではなく、金属性物質６０は複数のパッド５０を囲むようにコーティングされてよい。
即ち、金属性物質６０は、隣接する発光ダイオード１０の間の光が相互ミキシングされないようにし、ＬＥＤ装置１０００の輝度を高めることができる。
金属性物質６０は、アルミニウム、モリ及びチタニウムなどで実現されてよい。ただ、それに限定されるものではなく、光を反射させることができる物質であれば構わない。
一方、金属性物質６０は、入射される光を全反射させるが、反射コーティング層３０は入射される光のうち、一部の波長の光のみを反射させることができる。
図２Ｂは、本発明の多様な実施形態に係る図１Ｂに示すＬＥＤ装置の細部構成を示す図として、台形状の光変換層２０によって、図２ＡのＬＥＤ装置１０００より更に広い視野角を提供することができる。
図２ＡのＬＥＤ装置１０００は、金属性物質６０が垂直方向に沿って形成されており、発光ダイオード１０から放出される光が金属性物質６０によって反射されると、反射された光が相互集まってよい。
図２Ｂによると、ＬＥＤ装置１０００は、金属性物質６０が傾いた状態で形成されており、発光ダイオード１０から放出される光が金属性物質６０によって反射されるとしても、発光ダイオード１０の外郭に向かって放出されてよい。それにより、図２ＢのＬＥＤ装置１０００は、図２ＡのＬＥＤ装置１０００より更に広い視野角を提供することができる。
以上のような構造を有するＬＥＤ装置１０００は、基板、モールド及びゴールドワイヤなどを取り除き、コストを削減することができる。なお、劣化現象の改善された光変換層２０を利用することで、発光ダイオード１０の上部に光変換層２０を直接積層することができ、より小さく且つ薄いＬＥＤ装置１０００を生産することができる。
図３は、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置１０００を説明するための図である。
図３は、図２Ａに示すＬＥＤ装置１０００に一部の構成を追加した図である。図３に示す構成のうち、図２Ａに示す構成と重複する構成については、詳細な説明を省略する。ＬＥＤ装置１０００は、図２Ａの構成の他にも、基板層７０、ポリイミド８０、複数の拡張パッド９０及び複数の伝導性物質９５を更に含んでよい。
基板層７０は、発光ダイオード１０、複数のパッド５０及びポリイミド８０の下部に形成されてよい。ポリイミド８０は、金属性物質６０を囲むように形成されてよい。なお、ポリイミド８０は、複数のパッド５０の外郭を囲むように形成されてよい。
基板層７０は、複数のパッド５０及びポリイミド８０とは隣接して形成されてよいが、発光ダイオード１０とは隣接しなくてよい。
複数の拡張パッド９０は、基板層７０の下部で相互離隔して形成されてよい。複数の拡張パッド９０は、複数の伝導性物質９５を通じて複数のパッド５０と接続されてよい。
複数の伝導性物質９５は、基板層７０を介して複数のパッド５０のそれぞれを複数の拡張パッド９０のそれぞれに接続してよい。基板層７０は、複数の伝導性物質９５を収容することができる複数のホールが形成されていてよい。
複数のパッド５０、複数の拡張パッド９０及び複数の伝導性物質９５は、導体で形成されてよい。例えば、複数のパッド５０、複数の拡張パッド９０及び複数の伝導性物質９５は、銅、金及び銀などで形成されてよい。
複数の拡張パッド９０のそれぞれは、複数のパッド５０のそれぞれに対応し、ポリイミド８０の一部の領域にまで拡張されてよい。即ち、複数の拡張パッド９０の大きさは、複数のパッド５０より大きくてよい。
図２Ａ及び図２ＢのようなＬＥＤ装置１０００は、幅が約３０μｍ程度であるが、図３のように、ポリイミド８０などを追加して幅が約５００μｍ程度であるＬＥＤ装置１０００を形成することができる。即ち、図２Ａ及び図２ＢのようなＬＥＤ装置１０００は、大きさが非常に小さいため実装が困難であるが、図３のように、幅が拡張される場合、従来のＳＭＴ（Ｓｕｒｆａｃｅ Ｍｏｕｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）などの装備を利用するとしても、容易にボンディングすることができる。
図３においては、図２ＡのＬＥＤ装置１０００に一部の構成を追加した図を示しているが、それに限定されるものではない。例えば、図２ＢのＬＥＤ装置１０００に同一の構成を追加し、図３のようなＬＥＤ装置１０００を形成することもできる。
以下では、本ＬＥＤ装置１０００の製造方法について、説明する。
以下で使用する「蒸着」、「成長」及び「積層」などの用語は、半導体物質層を形成する意味で使うものであって、本発明の多様な実施形態を通じて形成される層或いは薄膜は、有機金属気相蒸着（ｍｅｔａｌ－ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈａｍｉｃａｌ ｖａｐｏｒ ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ：ＭＯＣＶＤ）法又は分子線成長（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ ｂｅａｍ ｅｐｉｔａｘｙ：ＭＢＥ）法を用いて、成長用チェンバ（ｃｈａｍｂｅｒ）内で成長されてよく、その他にも、ＰＥＣＶＤ、ＡＰＣＶＤ、ＬＰＣＶＤ、ＵＨＣＶＤ、ＰＶＤ、電子ビーム方式、抵抗加熱方式など、多様な方式によって蒸着されて形成されてよい。
図４Ａないし図４Ｋは、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置１０００の製造方法を説明するための図である。
まず、図４Ａによると、サファイア基板層４１０の下部に発光ダイオード層４２０を形成することができる。サファイア基板層４１０は、その上面に半導体物質を成長させることができる。特に、サファイア基板層４１０は、六方晶系格子構造（ｈｅｘａｇｏｎａｌ ｃｒｙｓｔａｌ ｓｙｓｔｅｍ）を有する窒化物層を成長させることができる。
ただ、実際の製造過程では、サファイア基板層４１０の上部に発光ダイオード層４２０を形成することができる。なお、図４Ａにおいては、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を区分せずに図示しているが、実際の製造過程では二層が順次に形成されてよい。ただ、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層の積層順は本発明と関係なく、いずれの層が先に積層されるとしても構わない。
サファイア基板層４１０の上部にＧａＮ層を成長させ、発光ダイオード層４２０を形成することができる。発光ダイオード層４２０は青色光を放出することができる。ただ、それに限定されるものではなく、発光ダイオード層４２０を形成することができる物質なら、如何なるものでも構わない。
そして、図４Ｂによると、発光ダイオード層４２０の下部に複数のパッド５０を設けてよい。具体的に、発光ダイオード層４２０を予め設定された複数の領域に区分し、複数の領域のそれぞれに複数のパッド５０を設けてよい。
例えば、発光ダイオード層４２０を予め設定された数の行と列とに区分して複数の領域を形成し、各領域に複数のパッド５０を形成することができる。複数のパッド５０は、＋電極と－電極との二つのパッドであってよい。
その後、図４Ｃによると、発光ダイオード層４２０からサファイア基板層４１０を取り除くことができる。即ち、サファイア基板層４１０は、発光ダイオード層４２０の成長のために用いられ、その後取り除かれてよい。例えば、サファイア基板層４１０は、レーザ又は化学的エッチングを通じて取り除かれてよい。
そして、図４Ｄによると、発光ダイオード層４２０を複数の領域にダイシングし、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６を形成することができる。例えば、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６は、それぞれが二つのパッドを含むようにダイシングされてよい。
図４Ｄにおいては、発光ダイオード層４２０が６つの発光ダイオードに区分されたものとして示しているが、それは一実施形態に過ぎず、いくらでも異なる数の発光ダイオードに区分されてよい。なお、説明の便宜のため、図面上では縦軸方向に発光ダイオード層４２０がダイシングされているが、横軸方向にも発光ダイオード層４２０がダイシングされてよい。
その後、図４Ｅによると、複数のパッド５０が基板層４３０の上部に接するように複数の発光ダイオード１０－１～１０－６を基板層４３０に積層することができる。具体的に、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６が予め設定された間隔で離隔するように基板層４３０に積層することができる。基板層４３０は、サファイア基板層４１０とは別の基板層であってよい。
予め設定された間隔は、用途に応じて決定されてよい。例えば、発光ダイオードが個別に利用される場合には、予め設定された間隔を広くし、一つの発光ダイオードの占める面積を拡張することができる。面積を拡張する製造方法については後述する。
又は、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６がディスプレイとして利用されてよく、この場合、解像度を高めるために予め設定された間隔を狭くすることができる。それにより、一つの発光ダイオードの占める面積を縮小することができる。
一方、図４Ｆによると、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６の上部に光変換層４４０を積層することができる。具体的に、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６及び複数の発光ダイオード１０－１～１０－６の間の基板層４３０の上部領域を覆うように光変換層４４０を積層することができる。この場合、複数のパッド５０も、光変換層４４０で覆われてよい。
光変換層４４０は、量子ドットシロキサン樹脂で実現されてよい。なお、光変換層４４０は、発光ダイオードから入射された光を対応する波長の光に変換し、波長の変換された光を内部の拡散材を通じて外部に拡散させて放出することができる。
そして、図４Ｇによると、光変換層４４０の上部に反射コーティング層４５０を積層することができる。ここで、反射コーティング層４５０は、光変換層４４０から入射された光のうち、波長の変換された光を通過させて残りを反射させ、反射させた波長の光が発光ダイオードによって再び反射され、光変換層によって波長が変換されると、波長の変換された光を通過させることができる。
その後、図４Ｈによると、反射コーティング層４５０の上部にカラーフィルタ４６０を積層することができる。ただ、それに限定されるものではなく、カラーフィルタ４６０が積層されない構造も可能である。
そして、図４Ｉによると、カラーフィルタ４６０の上部に上部基板層４７０を積層し、基板層４３０を取り除くことができる。それは、後述するエッチングの形態を考慮したものである。
その後、図４Ｊによると、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６の間の一部の領域に対応する光変換層４４０、反射コーティング層４５０及びカラーフィルタ４６０をエッチングすることができる。特に、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６の間の一部の領域は、∧字状にエッチングされてよい。
このような形態のエッチングのためには、基板層４３０の取り除きが必要である。もし、基板層４３０を取り除くことなく、カラーフィルタ４６０の方向にエッチングを行う場合、深く入るにつれてより広くエッチングになるはずだが、それは物理的に不可能であるためである。
図４Ｊでは、複数のパッド５０又は発光ダイオードが露出しないようにエッチングされた図が示されている。ただ、それに限定されるものではなく、複数のパッド５０又は発光ダイオードが露出するようにエッチングされてよい。なお、上部基板層４７０がもう少し露出するようにエッチングされてよい。
図４Ｋによると、エッチングによって形成された面を金属性物質６０でコーティングすることができる。
なお、金属性物質６０は、スパッタリングを通じて、エッチングによって形成された面に形成されてよい。スパッタリングは、真空蒸着法の一種として比較的に低い真空度でプラズマを発生させ、イオン化したアルゴンなどのガスを加速してターゲットに衝突させ、目的の原子を噴出、その近くにある基板上に膜を作る方法のことをいう。
ただ、それに限定されるものではなく、エッチングによって形成された面をコーティングすることができる方法なら、如何なるものでも構わない。
金属性物質６０は、エッチングによって形成された面を通じて光が放出されることを抑制し、ＬＥＤ装置１０００の輝度を向上させることができる。
上部基板層４７０を取り除いた後、個別に利用することができる。または、下部に新たな基板層を形成し、上部基板層４７０を取り除いて全体として利用することもできる。個別に利用する場合、複数の発光ダイオード１０－１～１０－６のそれぞれの面積を拡張して利用することができ、それに対する具体的な製造方法については後述する。
図５Ａないし図５Ｉは、本発明の別の実施形態に係るＬＥＤ装置１０００の製造方法を説明するための図である。
まず、図５Ａによると、サファイア基板層５１０の下部に発光ダイオード層５２０を形成することができる。ただ、実際の製造過程では、サファイア基板層５１０の上部に発光ダイオード５２０を形成することができる。なお、図５Ａには、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層を区分せずに示しているが、実際の製造過程では、二層が順次に形成されてよい。ただ、ｐ型半導体層及びｎ型半導体層の積層順は本発明と関係なく、いずれの層が先に積層されても構わない。
サファイア基板層５１０の上部にＧａＮ層を成長させ、発光ダイオード層５２０を形成することができる。発光ダイオード層５２０は、青色光を放出することができる。ただ、それに限定されるものではなく、発光ダイオード層５２０を形成できる物質なら、如何なるものでも構わない。
そして、図５Ｂによると、発光ダイオード層５２０の下部に複数のパッド５０を設けてよい。具体的に、発光ダイオード層５２０を予め設定された複数の領域に区分し、複数の領域のそれぞれに複数のパッド５０を設けてよい。
例えば、発光ダイオード層５２０を予め設定された数の行と列とに区分して複数の領域を形成し、各領域に複数のパッド５０を形成することができる。複数のパッド５０は、＋電極と－電極の二つのパッドであってよい。
その後、図５Ｃによると、発光ダイオード層５２０からサファイア基板層５１０を取り除くことができる。即ち、サファイア基板層５１０は、発光ダイオード装置５２０の成長のために利用され、その後に取り除かれてよい。
そして、図５Ｄによると、複数のパッド５０が基板層の上部に接するように発光ダイオード層５２０を基板層５３０に積層することができる。具体的に、複数の領域のそれぞれに設けられた複数のパッド５０が基板層５３０の上部に接するように発光ダイオード層５２０を基板層５３０に積層することができる。
その後、図５Ｅないし図５Ｇによると、発光ダイオード層５２０の上部に光変換層５４０を積層し、光変換層５４０の上部に反射コーティング層５５０を積層し、反射コーティング層５５０の上部のカラーフィルタ５６０を積層することができる。
そして、図５Ｈによると、複数の領域のそれぞれの境界領域に対応する発光ダイオード層５２０、光変換層５４０、反射コーティング層５５０及びカラーフィルタ５６０をエッチングすることができる。例えば、複数の領域のそれぞれの境界を中心に予め設定された距離内の領域に対応する発光ダイオード層５２０、光変換層５４０、反射コーティング層５５０及びカラーフィルタ５６０をエッチングすることができる。
最後に、図５Ｉによると、エッチングによって形成された面を金属性物質６０でコーティングすることができる。
図４Ａないし図４Ｋ、図５Ａないし図５Ｉでは、サファイア基板層を用いるものとして説明したが、それに限定されるものではない。例えば、サファイア基板層の代わりに、シリコン基板層に発光ダイオード層を形成することもできる。
なお、サファイア基板層を一部のみを取り除いてよく、取り除かなくてよい。この場合、発光ダイオード層及び光変換層が離隔し、発光ダイオード層から発生する熱が一部遮断されてよい。
図４Ａないし図４Ｋ、図５Ａないし図５Ｉのうち、図４Ａ及び図５Ａのみを斜視図で示し、図４Ａないし図４Ｋ、図５Ａないし図５Ｉのうちの残りは正面図で示している。ただ、それは説明の便宜のためのものとして、平面図で示された方法でも、立体的に製造が行われてよい。例えば、基板層がダイシング過程で横方向及び縦方向のダイシングが行われてよい。
図６Ａないし図６Ｅは、本発明の一実施形態に係る複数の拡張パッド９０を形成する方法を説明するための図である。
図６Ａによると、図４Ｋで設けられたＬＥＤ装置１０００を示している。ただ、図４Ｋで設けられたＬＥＤ装置１０００よりエッチングが更に行われたもので示している。具体的に、後述のポリイミド溶液の注入のために上部基板層６１０が露出するようにエッチングが行われた状態である。
図６Ｂによると、複数の発光ダイオードの下部に下部基板層６２０を形成し、上部基板層６１０を取り除くことができる。
図６Ｃによると、金属性物質を囲み、複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミド８０を形成することができる。上述のように、上部基板層６１０が露出するようにエッチングが行われ、上部基板層６１０が取り除かれると、ポリイミド溶液を注入できる空間が設けられてよい。
図６Ｄによると、ポリイミド溶液が注入されると、複数のパッドのそれぞれの一部の領域が露出するように下部基板層６２０に複数のホールを生成することができる。例えば、エッチングまたはレーザなどを用いて、下部基板層６２０に複数のホールを生成することができる。そして、生成された複数のホールのそれぞれに伝導性物質９５を埋めることができる。
図６Ｅによると、下部基板層６２０の下部に複数の伝導性物質をそれぞれ覆うように相互離隔形成される複数の拡張パッド９０を設けてよい。
そして、ポリイミド溶液が注入された領域の真ん中を基準にダイシングし、図３のような複数の拡張パッド９０の備えられたＬＥＤ装置１０００を製造することができる。例えば、ポリイミド溶液の注入された領域の真ん中を基準に、レーザ、ブレードまたはエッチングを用いて、図３のような複数の拡張パッド９０の備えられたＬＥＤ装置１０００を製造することができる。
図７Ａ及び図７Ｂは、本発明の別の実施形態に係る拡張パッド９０を形成する方法を説明するための図である。
まず、図７Ａによると、図６Ａの構造で金属性物質を囲み、複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミド８０を形成することができる。
そして、図７Ｂによると、複数のパッドのそれぞれに対応し、ポリイミド８０の一部の領域にまで拡張する複数の拡張パッド９０を設けてよい。
ただ、それに限定されるものではなく、複数の発光ダイオードの下部に基板層を形成し、複数の拡張パッド９０を設けることもできる。基板層は、複数のパッドのそれぞれを拡張パッド９０と接続する複数の伝導性物質９５を含んでよい。
同様に、ポリイミド溶液の注入された領域の真ん中を基準にダイシングし、図３のような複数の拡張パッド９０の備えられたＬＥＤ装置１０００を製造することができる。
図６Ａないし図６Ｅ、図７Ａ及び図７Ｂでは、図４Ｋに示す構造に類似する構造を利用するもので説明しているが、図５Ｉに示す構造に対しても、類似する方法の適用が可能である。例えば、図５Ｉに示す構造でポリイミドを注入し、基板層にホールを形成して伝導性物質で埋め、基板層の下部に複数の拡張パッドを形成することもできる。
図８は、本発明の一実施形態に係るＬＥＤ装置の製造方法を説明するためのフローチャートである。
まず、発光ダイオードの下部に複数のパッドを設ける（Ｓ８１０）。複数のパッドが基板層の上部に接するように発光ダイオードを基板層に積層する（Ｓ８２０）。発光ダイオードの上部に光変換層を積層する（Ｓ８３０）。光変換層の上部に反射コーティング層を積層する（Ｓ８４０）。反射コーティング層の上部にカラーフィルタを積層する（Ｓ８５０）。
光変換層は、量子ドットシロキサン樹脂で実現されてよい。
なお、光変換層は、発光ダイオードから入射された光を対応する波長の光に変換し、波長の変換された光を内部の拡散材を通じて外部に拡散させて放出してよい。
そして、反射コーティング層は、光変換層から入射された光のうち、波長の変換された光を通過させて残りを反射させ、反射させた波長の光が発光ダイオードによって再び反射されて光変換層によって波長が変換されると、波長の変換された光を通過させてよい。
サファイア基板層の下部に発光ダイオード層を形成するステップを更に含んでよい。複数のパッドを設けるステップ（Ｓ８１０）は、発光ダイオード層を予め設定された複数の領域に区分し、複数の領域のそれぞれに複数のパッドを設け、製造方法は、発光ダイオード層からサファイア基板層を取り除くステップと、発光ダイオード層を複数の領域にダイシングして複数の発光ダイオードを形成するステップとを更に含んでよい。発光ダイオードを基板層に積層するステップ（Ｓ８２０）は、複数の発光ダイオードが予め設定された間隔で離隔するように基板層に積層してよい。
光変換層を積層するステップ（Ｓ８３０）は、複数の発光ダイオード及び複数の発光ダイオードの間の基板層の上部領域を覆うように光変換層を積層し、製造方法は、カラーフィルタの上部に上部基板層を積層し、基板層を取り除くステップと、複数の発光ダイオードの間の一部の領域に対応する光変換層、反射コーティング層及びカラーフィルタをエッチングするステップと、エッチングによって形成された面を金属性物質でコーティングするステップとを更に含んでよい。
そして、エッチングステップは、複数の発光ダイオードの間の一部の領域を∧字状にエッチングしてよい。
なお、複数の発光ダイオードの下部に下部基板層を形成し、上部基板層を取り除くステップと、金属性物質を囲んで、複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミド（Ｐｏｌｙｉｍｉｄｅ）を形成するステップと、複数のパッドのそれぞれの一部の領域が露出されるように下部基板層に複数のホールを生成するステップと、複数のホールのそれぞれに伝導性物質を埋めるステップと、下部基板層の下部に複数の伝導性物質をそれぞれ覆うように相互離隔形成される複数の拡張パッドを設けるステップとを更に含んでよい。
金属性物質を囲み、複数の発光ダイオードの間の一部の領域を埋めるようにポリイミドを形成するステップと、複数のパッドのそれぞれに対応し、ポリイミドの一部の領域にまで拡張する複数の拡張パッドを設けるステップとを更に含んでよい。
サファイア基板層の下部に発光ダイオード層を形成するステップを更に含んでよい。複数のパッドを設けるステップ（Ｓ８１０）は、発光ダイオード層を予め設定された複数の領域に区分し、複数の領域のそれぞれに複数のパッドを設け、製造方法は、発光ダイオード層からサファイア基板層を取り除くステップとを更に含み、発光ダイオードを基板層に積層するステップ（Ｓ８２０）は、複数の領域のそれぞれに設けられた複数のパッドが基板層の上部に接するように発光ダイオード層を基板層に積層してよい。
複数の領域のぞれぞれの境界領域に対応する発光ダイオード層、光変換層、反射コーティング層及びカラーフィルタをエッチングするステップと、エッチングによって形成された面を金属性物質でコーティングするステップとを更に含んでよい。
以上説明したように、本発明によれば、劣化現象の改善された光変換層を用いることでＬＥＤ装置の寿命が長くなり、より小さく且つ薄いＬＥＤ装置の生産が可能になることから、高解像度のディスプレイを実現することができるようになる。
このような多様な実施形態に係る方法は、プログラミングされて各種保存媒体に保存されてよい。それにより、保存媒体を実装する多様な電子装置で上述の多様な実施形態に係る方法が実現されてよい。
具体的には、上述の制御方法を順次に行うプログラムが保存された非一時的な読み取り可能な媒体（ｎｏｎ－ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙ ｃｏｍｐｕｔｅｒ ｒｅａｄａｂｌｅ ｍｅｄｉｕｍ）が提供されてよい。
非一時的な読み取り可能な媒体とは、レジスタやキャッシュ、メモリ等のような短い間データを保存する媒体ではなく、半永久的にデータを保存し、機器によって読み取り（Ｒｅａｄｉｎｇ）が可能な媒体を意味する。具体的には、上述の多様なアプリケーションまたはプログラムは、ＣＤやＤＶＤ、ハードディスク、ブルーレイディスク、ＵＳＢ、メモリカード、ＲＯＭ等のような非一時的な読み取り可能な媒体に保存されて提供されてよい。
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は以上の実施形態に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的趣旨の範疇内において、各種の変更例又は修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

Claims (1)

  1. ＬＥＤ装置の製造方法において、
    サファイア基板層の下部に発光ダイオード層を形成するステップと、
    前記発光ダイオード層を予め設定された複数の領域に区分し、前記複数の領域のそれぞれに複数のパッドを設けるステップと、
    前記発光ダイオード層から前記サファイア基板層を取り除くステップと、
    前記発光ダイオード層を前記複数の領域にダイシングして複数の発光ダイオードを形成するステップと、
    前記複数の発光ダイオードが予め設定された間隔で離隔するようにして、前記複数のパッドが基板層の上部に接するように前記複数の発光ダイオードを前記基板層に積層するステップと、
    前記複数の発光ダイオードの上面及び前記複数の発光ダイオードの間の前記基板層の上部領域を覆うように光変換層を積層するステップであり、当該光変換層は量子ドットシロキサン樹脂で実現される、ステップと、
    前記光変換層の上部に反射コーティング層を積層するステップと、
    前記反射コーティング層の上部にカラーフィルタを積層するステップと、
    前記カラーフィルタの上部に上部基板層を積層し、前記基板層を取り除くステップと、
    前記複数の発光ダイオードの間の一部の領域に対応する前記光変換層、前記反射コーティング層及び前記カラーフィルタをエッチングするステップと、
    前記エッチングによって形成された面を金属性物質でコーティングするステップと、
    を含む製造方法。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20180093689A (ko) * 2017-02-14 2018-08-22 삼성전자주식회사 Led 장치 및 그 제조 방법
JP6870592B2 (ja) * 2017-11-24 2021-05-12 豊田合成株式会社 発光装置
CN108630738A (zh) * 2018-07-24 2018-10-09 京东方科技集团股份有限公司 显示面板、装置及显示面板的制备方法
JP7270131B2 (ja) * 2019-03-28 2023-05-10 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
DE102021117801A1 (de) * 2021-07-09 2023-01-12 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Herstellungsverfahren und optoelektronischer halbleiterchip

Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004040124A (ja) 1997-09-02 2004-02-05 Toshiba Corp 半導体発光装置および画像表示装置
JP2007036200A (ja) 2006-06-01 2007-02-08 Kyocera Corp 発光装置
JP2010040976A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Sony Corp 発光素子及びこれを用いた照明装置並びに表示装置
JP2012146986A (ja) 2011-01-13 2012-08-02 Samsung Led Co Ltd ウェーハレベル発光素子パッケージ、ウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法、照明装置およびバックライト
JP2012169442A (ja) 2011-02-14 2012-09-06 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2013254651A (ja) 2012-06-07 2013-12-19 Sharp Corp 蛍光体基板、発光デバイス、表示装置、及び照明装置
US20150184066A1 (en) 2012-07-03 2015-07-02 Lms Co., Ltd. Encapsulated Quantum Dots and Device Using Same
US20150221623A1 (en) 2014-02-05 2015-08-06 Michael A. Tischler Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
KR101568759B1 (ko) 2014-10-31 2015-11-12 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지
JP2016001750A (ja) 2015-08-19 2016-01-07 株式会社東芝 半導体発光装置
JP2016046266A (ja) 2014-08-19 2016-04-04 デクセリアルズ株式会社 波長変換デバイス、照明ユニット、液晶モジュール及び照明方法
WO2016050517A1 (en) 2014-09-30 2016-04-07 Koninklijke Philips N.V. Quantum dots in enclosed environment
US20180076366A1 (en) 2015-03-20 2018-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS58201383A (ja) * 1982-05-20 1983-11-24 Fujitsu Ltd 半導体発光装置
JP3112393B2 (ja) * 1995-05-25 2000-11-27 シャープ株式会社 カラー表示装置
US7514859B2 (en) * 2004-12-20 2009-04-07 Hewlett-Packard Development Company, L.P. Ultraviolet emitter display apparatus
TWI287307B (en) * 2006-01-03 2007-09-21 Jung-Chieh Su Light-emitting device with omni-bearing reflector
RU2503093C2 (ru) * 2008-06-10 2013-12-27 Конинклейке Филипс Электроникс Н.В. Сид-модуль
US20110012147A1 (en) * 2009-07-15 2011-01-20 Koninklijke Philips Electronics N.V. Wavelength-converted semiconductor light emitting device including a filter and a scattering structure
JP5226774B2 (ja) 2009-07-27 2013-07-03 株式会社東芝 発光装置
US8963178B2 (en) * 2009-11-13 2015-02-24 Seoul Viosys Co., Ltd. Light emitting diode chip having distributed bragg reflector and method of fabricating the same
US8384105B2 (en) 2010-03-19 2013-02-26 Micron Technology, Inc. Light emitting diodes with enhanced thermal sinking and associated methods of operation
KR20120018490A (ko) 2010-08-23 2012-03-05 한국과학기술원 양자점 광 변환층을 이용한 백색광 ｌｅｄ 백라이트 유닛
KR20120050286A (ko) 2010-11-10 2012-05-18 삼성엘이디 주식회사 양자점을 이용한 발광 소자 패키지
JP2012155999A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Jvc Kenwood Corp 照明装置及び画像表示装置
TW201246630A (en) * 2011-05-13 2012-11-16 Bridge Semiconductor Corp LED optical reflection structure with the circuit board
US8907362B2 (en) * 2012-01-24 2014-12-09 Cooledge Lighting Inc. Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
US8889439B2 (en) 2012-08-24 2014-11-18 Tsmc Solid State Lighting Ltd. Method and apparatus for packaging phosphor-coated LEDs
DE102012111123A1 (de) * 2012-09-26 2014-03-27 Osram Opto Semiconductors Gmbh Licht emittierendes Halbleiterbauelement
CN104755586B (zh) * 2012-10-25 2018-02-06 皇家飞利浦有限公司 用于硅酮中的量子点的基于pdms的配体
CN104969365B (zh) * 2013-02-07 2017-12-26 夏普株式会社 半导体发光元件及其制造方法
US9666766B2 (en) * 2013-08-21 2017-05-30 Pacific Light Technologies Corp. Quantum dots having a nanocrystalline core, a nanocrystalline shell surrounding the core, and an insulator coating for the shell
US20150137163A1 (en) 2013-11-13 2015-05-21 Nanoco Technologies Ltd. LED Cap Containing Quantum Dot Phosphors
JP6519311B2 (ja) * 2014-06-27 2019-05-29 日亜化学工業株式会社 発光装置
JP2016213052A (ja) * 2015-05-08 2016-12-15 株式会社Ｊｏｌｅｄ 青色有機ｅｌ素子、有機ｅｌ表示パネル及び青色有機ｅｌ素子の製造方法
JP6100831B2 (ja) * 2015-05-26 2017-03-22 シャープ株式会社 発光装置および画像表示装置
KR102316325B1 (ko) * 2015-07-06 2021-10-22 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
WO2017007770A2 (en) * 2015-07-07 2017-01-12 Sxaymiq Technologies Llc Quantum dot integration schemes
KR20180093689A (ko) * 2017-02-14 2018-08-22 삼성전자주식회사 Led 장치 및 그 제조 방법

Patent Citations (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004040124A (ja) 1997-09-02 2004-02-05 Toshiba Corp 半導体発光装置および画像表示装置
JP2007036200A (ja) 2006-06-01 2007-02-08 Kyocera Corp 発光装置
JP2010040976A (ja) 2008-08-08 2010-02-18 Sony Corp 発光素子及びこれを用いた照明装置並びに表示装置
JP2012146986A (ja) 2011-01-13 2012-08-02 Samsung Led Co Ltd ウェーハレベル発光素子パッケージ、ウェーハレベル発光素子パッケージの製造方法、照明装置およびバックライト
JP2012169442A (ja) 2011-02-14 2012-09-06 Stanley Electric Co Ltd 発光装置およびその製造方法
JP2013254651A (ja) 2012-06-07 2013-12-19 Sharp Corp 蛍光体基板、発光デバイス、表示装置、及び照明装置
US20150184066A1 (en) 2012-07-03 2015-07-02 Lms Co., Ltd. Encapsulated Quantum Dots and Device Using Same
US20150221623A1 (en) 2014-02-05 2015-08-06 Michael A. Tischler Light-emitting dies incorporating wavelength-conversion materials and related methods
JP2016046266A (ja) 2014-08-19 2016-04-04 デクセリアルズ株式会社 波長変換デバイス、照明ユニット、液晶モジュール及び照明方法
WO2016050517A1 (en) 2014-09-30 2016-04-07 Koninklijke Philips N.V. Quantum dots in enclosed environment
KR101568759B1 (ko) 2014-10-31 2015-11-12 주식회사 루멘스 발광 소자 패키지
US20180076366A1 (en) 2015-03-20 2018-03-15 Osram Opto Semiconductors Gmbh Optoelectronic component
JP2016001750A (ja) 2015-08-19 2016-01-07 株式会社東芝 半導体発光装置

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