KR101092027B1 - 박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법 - Google Patents

박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법 Download PDF

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Abstract

박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 박막 형성장치는 피처리물이 거치되는 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함한다.
박막 형성장치, 발광다이오드, 프루브

Description

박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법{Thin film fabricating apparatus, method for fabricating of thin film using the same and method for fabricating of light emitting diode using the thin film fabricating apparatus}
본 발명은 박막 형성장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 상기 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode; LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 소자로서, 디스플레이 소자의 광원으로 주로 이용되고 있다. 이러한 발광다이오드는 기존의 광원에 비해 극소형이며, 소비전력이 적고, 수명이 길며, 반응속도가 빠른 등 매우 우수한 특성을 나타낸다. 이와 더불어서, 자외선과 같은 유해 전자기파를 방출하지 않으며, 수은 및 기타 방전용 가스를 사용하지 않으므로 환경 친화적이다.
그 중에서도 백색광 발광 다이오드는 종래의 전구들과 비교했을 때, 소형화 및 고효율에서 유리하며, 긴 사용수명을 가지기 때문에, 많은 연구가 이루어지고 있다. 백색광 발광 다이오드는 주로 형광체와 같은 파장변환물질을 이용하여 발광 다이오드 광원과의 조합을 통해 형성된다. 이러한, 파장변환물질을 이용한 백색광 발광다이오드는 주로 다음의 두 가지 방법에 의해서 제조된다. 첫 번째로, 청색 발광다이오드 칩 상에 황색 파장변환물질을 형성하여, 에너지를 변환시키는 방법과 두 번째로, 자외선 발광다이오드 칩 상에 황색, 적색, 녹색 및 청색의 파장변환물질을 형성하여 에너지를 변환시키는 방법이 이용된다.
이러한 발광다이오드에 전계를 인가하면, 상기 발광다이오드로부터 광이 발생된다. 이와 같은 광원들은 파장변환물질을 여기시키고, 발광다이오드로부터의 광원과 혼합되어 백색광을 방출시킬 수 있다. 이때, 상기 발광다이오드로부터 방출되는 광의 광량은 일반적으로 상기 발광다이오드의 측면부에 비해 상기 발광다이오드의 상부면이 우세하다.
이러한, 발광다이오드 상에 균일한 두께의 파장변환물질을 형성하는 경우, 상기 발광다이오드의 상부면에서는 상기 광원이 상기 파장변화물질을 여기시킬 수 있는 능력에 비해 상기 파장변화물질의 양이 적을 수 있고, 상기 발광다이오드의 측면부에서는 상기 파장변환물질을 여기시키기 위한 광원이 부족할 수 있다.
이에 따라, 최종적으로 방출되는 광의 중심부는 광원의 색상이 우세하고, 외곽부는 파장변환물질의 색상이 우세하게 방출될 수 있다. 따라서, 발광다이오드로부터 방출되는 광은 지향 방위별로 색온도 산포가 불균일해질 수 있다.
또한, 이러한 파장변환물질을 발광 다이오드 상에 형성할 때에, 여러 종류의 장치들이 필요하다. 그러나, 이러한 여러 장치를 이용하여 파장변환물질을 형성하 는 경우, 각 장치들 간의 거리로 인해, 유동 거리가 멀어지고, 제조시간이 증가되는 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 유동거리를 줄여, 제조시간을 단축시킬 수 있는 박막 형성장치, 이를 이용한 박막 형성방법 및 발광다이오드 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색온도 산포가 전체적으로 균일한 박막 형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법을 제공함에 있다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 박막형성장치를 제공한다. 상기 박막형성장치는 피처리물이 거치되는 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함한다.
상기 프루브 유닛은 복수개의 회로배선들이 구비된 인쇄회로 기판, 및 상기 인쇄회로 기판 상에 배치되고, 상기 회로배선들과 전기적으로 접속된 복수개의 접 촉핀들을 구비할 수 있다. 상기 코팅 유닛은 스핀코터, 스프레이 장치, 디스펜서 또는 디핑 장치를 포함할 수 있다.
상기 박막형성장치는 상기 거치대와 이격하여 배치되는 건조 유닛을 더 포함할 수 있으며, 상기 거치대의 일 측 끝단에 배치되는 웨트 스테이션 유닛을 더 포함할 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 상기 박막형성장치를 이용한 박막 형성방법을 제공한다. 상기 박막 형성방법은 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 구비하는 박막형성장치를 제공하는 단계, 상기 거치대 상에 전극 및 발광부를 구비하는 피처리물을 거치시키는 단계, 상기 코팅 유닛을 사용하여, 상기 피처리물 상에 광경화 물질 및 출발물질을 함유하는 혼합물을 도포하는 단계, 상기 프루브 유닛을 사용하여 상기 피처리물에 전계를 인가하고, 이에 따라 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계, 및 상기 피처리물로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 상기 피처리물 상에 박막을 형성하는 단계를 포함한다.
상기 피처리물에 전계를 인가할 때, 상기 전원공급부는 상기 프루브 유닛을 통해, 양전압 및 음전압을 모두 공급해줄 수 있다. 또한, 상기 피처리물에 전계를 인가할 때, 상기 전원공급부는 상기 프루브 유닛을 통해 양전압 또는 음전압 중 어 느 하나의 전압을 인가해주고, 다른 하나의 전압은 별도의 회로 장치를 통해 인가해줄 수 있다.
상기 피처리물은 발광다이오드, 레이저 다이오드, 수직 공동 표면 발광레이저(VCSEL) 또는 공진 발광다이오드(RCLED) 소자일 수 있으며, 상기 광경화 물질은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 포토레지스트 또는 유리 일 수 있고, 상기 출발물질은 파장변환물질, 광반사 물질 또는 방열 물질일 수 있다.
상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 또 다른 측면은 상기 박막형성장치를 이용한 발광다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 발광다이오드 제조방법은 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 구비하는 박막형성장치를 제공하는 단계, 상기 거치대 상에 제1 클래드층, 상기 제1 클래드층 상에 차례로 배치된 발광층 및 제2 클래드층, 상기 클래드층들과 전기적으로 접속하는 전극들을 구비하는 발광다이오드를 거치시키는 단계, 상기 코팅 유닛을 사용하여, 상기 발광다이오드 상에 광경화 물질 및 파장변환물질을 함유하는 혼합물을 도포하는 단계, 상기 프루브 유닛을 사용하여 상기 발광다이오드에 전계를 인가하고, 이에 따라 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계, 및 상기 발광다이오드로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 상기 발광다이오드 상에 파장변환층을 형성하는 단계를 포함한다.
상술한 바와 같이 단일의 박막형성장치를 사용하여 파장변환층, 방열층 또는반사층과 박막을 형성하는 경우, 웨이퍼 단위의 공정이 가능하여 제조공정을 단축시킬 수 있고, 제조장치들 간의 거리를 좁혀 유동거리를 줄일 수 있으므로, 제조시간을 단축시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 발광다이오드는 발광다이오드의 발광영역으로부터 방출되는 광이 침투할 수 있는 영역까지 상기 파장변환물질을 함유하는 파장변환물질층을 형성함으로써 상기 발광다이오드의 발광영역에서 방출되는 광은 상기 파장변환물질들을 일정한 수준으로 여기시킬 수 있다. 그 결과, 상기 발광다이오드의 발광영역으로부터 방출되는 광의 방사경로 상에 발광량이나 발광강도에 비례한 파장변환 물질을 통과하므로 파장변환물질의 발광 에너지량과 광원의 발광 에너지량의 적절한 비율의 배합이 이루어져 광 지향각별 색온도 산포가 균일해질 수 있다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 형성장치의 구성을 나타내는 배치도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프루브 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 박막 형성장치는 피처리물이 거치되는 거치대(100)가 구비된다. 상기 거치대(100)는 상기 피처리물을 소정 시간 간격으로 이동시켜주는 위치 이동장치(120)를 포함할 수 있다. 상기 위치 이동장치(120)는 직선 이동장치, 또는 양측에 배치된 한 쌍의 롤러들과, 롤러들을 지지대로 사용하여 연결된 벨트를 구비하는 롤러장치일 수 있다.
상기 거치대(100)의 상부에는 상기 거치대(100)와 이격하여 배치된 코팅 유닛(200)이 배치될 수 있다. 상기 코팅 유닛(200)은 스핀코터, 스프레이 장치, 디스펜서(dispenser) 또는 디핑(dipping) 장치를 포함할 수 있다. 상기 디핑 장치는 홈을 구비하는 용기로 구비될 수 있다.
상기 코팅 유닛(200)과 동일 레벨 상에 배치될 수 있고, 상기 거치대(100)와 이격하여 배치되는 건조 유닛(300)이 제공될 수 있다. 이와는 달리, 상기 건조 유닛(300)은 상기 거치대(100)의 하부면 상에 배치될 수도 있다. 상기 건조 유닛(300)는 히터일 수 있다. 그러나, 상기 건조 유닛(300)는 생략될 수 있다.
상기 코팅 유닛(200)과 동일 레벨 상에 배치될 수 있고, 상기 거치대(100)와 이격하여 배치되는 프루브 유닛(400)이 제공된다. 상기 프루브 유닛(400)은 회로배선(미도시)이 구비된 인쇄회로 기판(420)과 상기 인쇄회로 기판(420) 상에 배치되고, 상기 회로배선들과 전기적으로 접속된 접촉핀들(440)로 구성될 수 있다. 이 때, 상기 회로배선은 상기 접촉핀들(440)과 각각 연결되어, 상기 접촉핀들(440) 각 각에 서로 다른 전압을 인가해줄 수 있다. 또한, 상기 프루브 유닛(400)은 광센서(460)를 더 구비할 수 있다.
또한, 상기 거치대(100)의 일 측 끝단에 배치되는 웨트 스테이션 유닛(미도시)이 구비될 수 있다. 상기 웨트 스테이션 유닛은 액상의 물질을 수용할 수 있도록 소정의 홈이 구비된 용기로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 박막 형성장치는 상기 코팅 유닛(200), 건조 유닛(300) 및 프루브 유닛(400) 각각에 전원을 공급해 주기 위한 전원공급부(500)가 구비될 수 있으며, 상기 전원공급부(500)로부터 상기 유닛들(200, 300, 400)에 공급되는 전압 혹은 전류의 양과 전압 혹은 전류 공급시간을 제어하기 위한 전력 제어부(620) 및 시간 제어부(640)를 구비하는 제어부(600)가 구비될 수 있다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 형성장치를 이용한 박막 형성방법을 공정단계별로 나타낸 개략도들이고, 도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피처리물 상에 프로브 유닛을 통해 전압을 인가하는 공정을 도시한 개략도들이다.
도 3a를 참조하면, 상기 거치대(100) 상에 피처리물(10)을 거치시키고, 코팅 유닛(200)을 사용하여 상기 피처리물(10) 상에 광경화 물질 및 출발물질을 포함하는 혼합물(20)을 도포할 수 있다. 이 때, 상기 혼합물(20) 내에는 용매가 포함될 수 있다.
상기 피처리물(10)은 전계를 인가함에 따라 광이 방출되는 소자로서, 전극들(15) 및 발광부(미도시)를 구비할 수 있다. 상기 전극들(15)은 상기 피처리 물(10)의 상부면에 모두 배치되거나, 상하부면들에 배치될 수 있다. 일 예로서, 상기 피처리물(10)은 발광다이오드, 레이저 다이오드, 수직 공동 표면 발광레이저(VCSEL) 또는 공진 발광다이오드(RCLED) 소자를 포함할 수 있다.
상기 광경화 물질은 광경화 개시제가 함유된 투광성 물질로서 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 포토레지스트 또는 유리를 포함할 수 있다.
상기 출발 물질은 파장변환물질, 광반사 물질 또는 방열 물질을 포함할 수 있다. 상기 파장변환물질은 형광체, 염료 또는 안료일 수 있고, 상기 광반사 물질은 은 또는 알루미늄일 수 있으며, 상기 방열 물질은 은, 구리, 금, 질화알루미늄 또는 흑연일 수 있다.
도 3b를 참조하면, 상기 거치대(100)에 구비된 위치이동 장치(120)를 이용하여, 상기 피처리물(10)의 위치를 이동시키고, 건조 유닛(300)을 사용하여, 상기 혼합물(20)이 형성된 피처리물(10)을 프리베이크(prebake)시킬 수 있다. 그 결과, 상기 혼합물(20) 내의 용매가 제거될 수 있다. 그러나, 상기 프리베이크 공정은 생략될 수 있다.
도 3c, 도 4a 및 도 4b를 참조하면, 상기 피처리물(10)의 전극들(15)과 상기 프루브 유닛(400)의 접촉핀들(440)을 전기적으로 접속시키고, 상기 프루브 유닛(400)을 사용하여, 상기 피처리물(10)에 전원을 인가할 수 있다.
이 때, 상기 피처리물(10)에 인가되는 전원은 상기 전원 공급부(500)로부터 공급받을 수 있으며, 전압 혹은 전류의 양과 전압 혹은 전류의 인가 시간은 상기 제어부에 의해 제어될 수 있다. 한편, 상기 피처리물(10)에 인가되는 전압 혹은 전류의 양과 전압 혹은 전류의 인가 시간은 상기 광센서(460)에서 광을 감지하여, 상기 피처리물(10)에 공급될 전압 혹은 전류를 조절할 수 있다.
한편, 상기 프루브 유닛(400)을 통해 인가되는 전압 혹은 전류는 상기 피처리물(10)에 구비된 전극들(15)의 위치에 따라 변화될 수 있는데, 일 예로서, 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)이 상기 피처리물(10)의 상부면에 모두 배치된 경우, 상기 전원 공급부(500)는 상기 프루브 유닛(400)을 통해, 상기 피처리물(10)에 양전압 및 음전압을 모두 공급해 줄 수 있다(도 4a).
한편, 상기 제1 전극(12) 및 제2 전극(14)이 상기 피처리물(10)의 상하부면에 형성된 경우, 상기 전원 공급부(500)는 상기 프루브 유닛(400)을 통해 양전압 또는 음전압 중 어느 하나의 전압만을 공급하고, 다른 전압은 별도의 회로 장치(18)를 통해 공급할 수 있다(도 4b).
그 결과, 상기 피처리물(10)의 발광부로부터 광이 발생될 수 있다. 이에 따라, 상기 피처리물(10) 상에 배치된 혼합물(20)은 상기 광에 노출되어, 상기 혼합물(20)을 경화시키고, 박막(30)을 형성시킬 수 있다. 이 때, 상기 박막(30)은 상기 발생되는 광의 광량에 비례하여 경화될 수 있다. 즉, 상기 박막(30)은 전극들(15)의 측면부에 인접한 영역에 비해 상기 피처리물(10)의 상부면에 인접한 영역이 두꺼울 수 있다.
또한, 상기 피처리물(10)은 사전에 돔(dome)형의 투광성 보호물질이 올라간 상태일 수도 있다.
도 3d를 참조하면, 상기 건조 유닛(300)을 이용하여 상기 박막(30)이 형성된피처리물(10)을 포스트 익스포저 베이킹(PEB; Post Exposure Bake)시키고, 혼합물(20)을 상기 피처리물(10)로부터 격리시킨 후, 경화되지 않은 잔여 혼합물을 현상(development)하거나 세척하여 제거할 수 있다. 이러한 현상 또는 세척은 웨트 스테이션 유닛 내에서 수행될 수 있다.
이와 같이 형성된 박막(30)은 파장변환층, 광반사층 또는 방열층으로 사용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막형성 장치를 사용한 발광다이오드 제조방법을 공정 단계별로 도시한 단면도들이다. 후술하는 것을 제외하고는 상술한 도 3a 내지 도 3d를 참조하여 설명한 박막 형성방법과 동일하다. 한편, 이하에서는 발광다이오드 상에 파장변환층 형성하는 방법에 대해 설명한다. 그러나, 광반사층 및 방열층 형성방법은 각 층의 형성을 위한 출발물질을 제외하고는 제조방법이 동일하다.
도 1 및 도 5a를 참조하면, 박막형성 장치의 거치대(100) 상에 발광다이오드(50)를 배치시킬 수 있다. 상기 발광다이오드(50)는 제1 클래드층(52), 상기 제1 클래드층(52) 상에 차례로 배치된 발광층(54) 및 제2 클래드층(56), 상기 제1 및 제2 클래드층(52, 56) 각각과 전기적으로 접속하는 제1 및 제2 전극을 포함하는 전극들(58)을 구비할 수 있다. 상기 발광다이오드(50)는 제1 전극과 제2 전극을 상부면에 모두 형성한 수평형 소자 또는 제1 전극 및 제2 전극이 각각 상하부면들에 형성된 수직형 소자일 수 있다. 이때, 상기 발광다이오드(50)는 단위 발광다이오드이 거나, 단위 발광다이오드로 분리되기 전 웨이퍼 단위 상태의 발광다이오드(50)일 수 있다.
상기 제1 클래드층(52)은 제1형 불순물 예를들어, n형 불순물이 주입된 반도체층일 수 있다. 상기 제1 클래드층(52)은 Al, Ga 또는 In등의 불순물이 주입된 질화물계, 또는 산화아연계 반도체층일 수 있다.
상기 발광층(54)은 양자점 구조 또는 다중양자우물 구조(Multi Quantum Well Structure)를 가질 수 있다. 상기 발광층(54)이 질화물계층인 경우에 상기 질화물계층은 InGaN층 또는/및 GaN층일 수 있으며, 상기 발광층(54)인 산화아연계층인 경우에 상기 산화아연계층은 ZnMgO층 또는 ZnCdO층일 수 있다.
상기 제2 클래드층(56)은 제2형 불순물 즉, p형 불순물이 주입된 반도체층일 수 있다. 상기 제2 클래드층(56)은 P, Re, Li, Na, K, Cs, Sb 또는 Pb등의 p형 불순물이 주입된 질화물계 반도체층 또는 산화아연계 반도체층일 수 있다. 상기 전극들(58)은 Al 또는 Ag 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 한편, 상기 발광다이오드(50)는 청색광 또는 자외선광을 발생시키는 소자일 수 있다.
도 1 및 도 5b를 참조하면, 코팅 유닛(200)을 사용하여, 상기 발광다이오드(50) 상에 파장변환 물질 및 광경화 물질을 포함하는 혼합물(60)을 도포할 수 있다. 이 때, 상기 혼합물(60) 내에는 용매가 포함되어 있을 수 있다.
상기 파장변환물질은 형광체, 염료 또는 안료를 포함할 수 있다. 상기 파장변환물질은 발광대역이 황색, 또는 적색, 녹색 및 청색 파장의 범위 내에 있을 수 있다.
일 예로서, 상기 발광다이오드(50)가 청색광을 발생시키는 소자인 경우, 상기 파장변환물질로서 황색 파장변환물질을 사용하여, 백색광 발광다이오드를 구현할 수 있고, 상기 발광다이오드(50)가 자외선광을 발생시키는 소자인 경우, 상기 파장변환물질로서 적색 파장변환물질, 녹색 파장변환물질 및 청색 파장변환물질 등을 사용하여 백색광 발광다이오드를 구현할 수 있다.
도 1 및 도 5c를 참조하면, 상기 위치이동 장치(120)를 이용하여 상기 발광다이오드(50)의 위치를 이동시키고, 상기 프루브 유닛(400)을 사용하여, 상기 발광다이오드(50)에 전압을 인가할 수 있다. 그 결과, 상기 발광다이오드(50)로부터 광이 방출되어, 상기 혼합물(60)을 광에 노출시킬 수 있으므로, 상기 혼합물(60)은 경화되어 파장변환층(70)을 형성할 수 있다.
이 때, 상기 파장변환층(70)은 발광다이오드(50)로부터 발생된 광량에 비례하는 두께로 경화될 수 있다. 다시 말해서, 상기 발광다이오드(50)는 전극들(58) 사이의 중심부에서 다량의 광을 발생시키며, 중심부로부터 전극들(58)의 측면부에 인접한 영역으로 갈수록 방출되는 광량은 줄어든다. 이에 따라, 상기 전극들(58)사이의 중심부에 위치한 파장변환층(70)은 상기 전극들(58)의 측면부에 인접한 영역에 위치한 파장변환층(70)에 비해 경화량이 많을 수 있다.
따라서, 발광다이오드(50)로부터 방출되는 광이 침투할 수 있는 영역까지 상기 파장변환물질을 함유하는 파장변환층(70)을 형성함으로써 상기 발광다이오드(50)에서 방출되는 광은 상기 파장변환물질들을 일정한 수준으로 여기시킬 수 있다.
그 결과, 상기 발광다이오드의 발광영역으로부터 방출되는 광의 방사경로 상에 발광량이나 발광강도에 비례한 파장변환층(70)을 통과하므로 파장변환물질의 발광 에너지량과 광원의 발광 에너지량의 적절한 비율의 배합이 이루어져 광 지향각별 색온도 산포가 균일해질 수 있다.
도 1 및 도 5d를 참조하면, 상기 건조 유닛(300)을 이용하여 상기 파장변환층(70)이 형성된 발광다이오드(50)를 포스트 익스포저 베이킹(PEB; POST EXPOSURE BAKE)시키고, 현상 용액이 구비된 웨트 스테이션 유닛을 이용하여, 현상(development)시킴으로서 미경화된 영역의 혼합물을 제거할 수 있다.
도 1 및 도 5e를 참조하면, 이와 같이 제조된 발광다이오드(50)를 스크라이브 레인(SL)을 따라 절단하여, 단위 발광다이오드(UC)를 확보할 수 있다.
상술한 바와 같이, 단일의 박막형성장치를 사용하여 파장변환층(70)과 같은 박막을 형성하는 경우, 웨이퍼 단위의 공정이 가능하여 제조공정을 단축시킬 수 있고, 제조장치들 간의 거리를 좁혀 유동거리를 줄일 수 있으므로, 제조시간을 단축시킬 수 있다.
이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 형성장치의 구성을 나타내는 배치도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 프루브 유닛을 나타내는 단면도이다.
도 3a 내지 도 3d는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막 형성장치를 이용한 박막 형성방법을 공정단계별로 나타낸 개략도들이다.
도 4a 및 도 4b는 본 발명의 일 실시 예에 따른 피처리물 상에 프로브 유닛을 통해 전압을 인가하는 공정을 도시한 개략도들이다.
도 5a 내지 도 5e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 박막형성 장치를 사용한 발광다이오드 제조방법을 공정 단계별로 도시한 단면도들이다.

Claims (12)

  1. 피처리물이 거치되는 거치대;
    상기 거치대와 이격하여 배치되며, 상기 피처리물에 혼합물을 도포하는 코팅 유닛;
    상기 거치대와 이격하여 배치되며, 상기 피처리물에 전계를 인가하는 프루브 유닛;
    상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부; 및
    상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 포함하고,
    상기 피처리물은 전계를 인가함에 따라 광이 방출되는 소자를 포함하며, 상기 혼합물은 광경화물질을 포함하고, 상기 프루브 유닛을 통해 인가되는 전계에 따라 상기 혼합물이 경화되어 상기 피처리물 상에 박막을 형성시키는 박막 형성장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 프루브 유닛은
    복수개의 회로배선들이 구비된 인쇄회로 기판; 및
    상기 인쇄회로 기판 상에 배치되고, 상기 회로배선들과 전기적으로 접속된 복수개의 접촉핀들을 구비하는 박막 형성장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 코팅 유닛은 스핀코터, 스프레이 장치, 디스펜서 또는 디핑 장치를 포함하는 박막 형성장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 거치대와 이격하여 배치되는 건조 유닛을 더 포함하는 박막 형성장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 거치대의 일 측 끝단에 배치되는 웨트 스테이션 유닛을 더 포함하는 박막 형성장치.
  6. 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 구비하는 박막 형성장치를 제공하는 단계;
    상기 거치대 상에 전극 및 발광부를 구비하는 피처리물을 거치시키는 단계;
    상기 코팅 유닛을 사용하여, 상기 피처리물 상에 광경화 물질 및 출발물질을 함유하는 혼합물을 도포하는 단계;
    상기 프루브 유닛을 사용하여 상기 피처리물에 전계를 인가하고, 이에 따라 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 발광부로부터 발생되는 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계; 및
    상기 피처리물로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 상기 피처리물 상에 박막을 형성하는 단계를 포함하는 박막 형성방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 피처리물에 전계를 인가할 때,
    상기 전원공급부는 상기 프루브 유닛을 통해, 양전압 및 음전압을 모두 공급해주는 박막 형성방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 피처리물에 전계를 인가할 때,
    상기 전원공급부는 상기 프루브 유닛을 통해 양전압 또는 음전압 중 어느 하나의 전압을 인가해주고,
    다른 하나의 전압은 별도의 회로 장치를 통해 인가해주는 것을 특징으로 하는 박막 형성방법.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 피처리물은 발광다이오드, 레이저 다이오드, 수직 공동 표면 발광레이저(VCSEL) 또는 공진 발광다이오드(RCLED) 소자인 박막 형성방법.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 광경화 물질은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 포토레지스트 또는 유리를 포함하는 박막 형성방법.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 출발물질은 파장변환물질, 광반사 물질 또는 방열 물질을 포함하는 박막 형성방법.
  12. 거치대, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 코팅 유닛, 상기 거치대와 이격하여 배치되는 프루브 유닛, 상기 유닛들과 전기적으로 연결된 전원공급부, 및 상기 전원공급부와 전기적으로 연결된 제어부를 구비하는 박막형성장치를 제공하는 단계;
    상기 거치대 상에 제1 클래드층, 상기 제1 클래드층 상에 차례로 배치된 발광층 및 제2 클래드층, 상기 클래드층들과 전기적으로 접속하는 전극들을 구비하는 발광다이오드를 거치시키는 단계;
    상기 코팅 유닛을 사용하여, 상기 발광다이오드 상에 광경화 물질 및 파장변환물질을 함유하는 혼합물을 도포하는 단계;
    상기 프루브 유닛을 사용하여 상기 발광다이오드에 전계를 인가하고, 이에 따라 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 발광다이오드로부터 발생되는 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계; 및
    상기 발광다이오드로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 상기 발광다이오드 상에 파장변환층을 형성하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법.
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