KR101638123B1 - 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents
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Abstract
본 개시는 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
Description
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 광 변환재(예: 형광체)의 사용을 줄일 수 있는 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode)와 같은 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 기판(100), 기판(100) 위에, 버퍼층(200), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(600)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(700)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(800)이 형성되어 있다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 일 예(Flip Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 기판(100; 예: 사파이어 기판), 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400; 예: InGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(901; 예: Ag 반사막), 전극막(902; 예: Ni 확산 방지막) 및 전극막(903; 예: Au 본딩층)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800; 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 여기서, 전극막(903) 측이 패키지에 놓일 때, 장착면으로 기능한다. 금속으로 된 반사막(901,902,903) 대신에 유전체 적층 구조를 반사막(예: SiO2/TiO2로 된 DBR)으로 이용하는 것도 가능하다(예: 일본 공개특허공보 제2006-120913호). 이러한 반도체 발광소자 칩을 형광체를 형성하는 방법의 일 예가 미국 등록특허공보 제6,650,044호에 제시되어 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 리드 프레임(110,120), 몰드(130), 그리고 캐비티(140) 내에 수직형 반도체 발광소자 칩(150; Vertical Type Light-emitting Chip; 도 1 내지 도 2에 제시된 반도체 발광소자(칩)이 구비될 수 있음은 물론이다.)이 구비되어 있고, 캐비티(140)는 광 변환부(Light Conversion)로 기능하도록 형광체(160)를 함유하는 봉지재(170)로 채워져 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)의 하면이 리드 프레임(110)에 전기적으로 연결되고, 상면이 와이어(180)에 의해 리드 프레임(120)에 전기적으로 연결되어 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)에서 나온 광(예: 청색광)의 일부가 형광체(160)를 여기시켜 형광체(160)가 광(예: 황색광)을 만들고, 이 광들(청색광+황색광)이 백색광을 만든다. 여기서, 몰드(130)-봉지재(170) 또는 리드 프레임(110,120)-몰드(130)-봉지재(170)가 수직형 반도체 발광소자 칩을 담지한 채로, 반도체 발광소자 패키지의 지지체 즉, 캐리어(Carrier)로 역할한다. 이러한 반도체 발광소자를 구현함에 있어서, 외부로 방출되는 빛의 균일성을 향상시키기 위해, 형광체(160)를 침강시키는 기술이 제시되고 있다(예: 미국 특허등록 제6,960,878호).
도 4는 형광체 침강에 수반하는 문제점을 설명하는 도면으로서, 기재(10; base), 기재(20) 위에 놓인 반도체 발광소자 칩(20), 그리고 기재(10) 위에서 반도체 발광소자 칩(20)을 덮고 있는 봉지재(30)가 도시되어 있다. 봉지재(30)에는 형광체(31)가 균일하게 분포되어 있다. 도 4의 아래에서와 같이, 적절한 봉지재(30) 경화 조건을 이용하여, 봉지재(30) 내에서 형광체(31)를 침강시킬 수 있다. 이때, 반도체 발광소자 칩(20) 위 영역(A)의 봉지재(30) 두께(t1)가, 반도체 발광소자 칩(20)이 놓이지 않는 영역(B)의 봉지재(30) 두께(t2)보다 얇으므로, 즉, 영역(A) 위의 형광체(31)의 양이 영역(B) 위의 형광체(31)의 양보다 작으므로, 침강이 완료된 후 영역(A)에 침강된 형광체(31)와 영역(B)에 침강된 형광체(31)의 양이 달라 반도체 발광소자로부터 외부로 방출되는 빛의 불균일 및/또는 형광체(31)의 광 변환 효율의 저하를 가져올 수 있으며, 또한 불필요하게 많은 양의 형광체를 사용하게 되는 문제점을 가진다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
여기서는, 본 개시의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 개시의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 일 예(Flip Chip)를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 4는 형광체 침강에 수반하는 문제점을 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6 내지 도 8은 침강 조절층과 광 변환재 함유층 구성의 다양한 조합을 나나태는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면,
도 11 내지 도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 예들을 나타내는 도면,
도 13 내지 도 15는 광 변환재 함유층과 유색의 보호층의 다양한 조합을 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 일 예(Flip Chip)를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 4는 형광체 침강에 수반하는 문제점을 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6 내지 도 8은 침강 조절층과 광 변환재 함유층 구성의 다양한 조합을 나나태는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면,
도 11 내지 도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 예들을 나타내는 도면,
도 13 내지 도 15는 광 변환재 함유층과 유색의 보호층의 다양한 조합을 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기재(10) 위에, 반도체 발광소자 칩(20), 광 변환재(31)를 함유하는 광 변환재 함유층(33) 그리고, 광 변환재 함유층(33)으로부터 침강되는 광 변환재(31)를 함유하는 침강 조절층(32)을 포함한다. 반도체 발광소자 칩(20)으로는, 도 1 내지 도 3에 도시된 형태를 가지는 반도체 발광소자 칩이 사용될 수 있으며, 3족 질화물 반도체로 이루어진 반도체 발광소자 칩이 사용될 수 있다. 광 변환재(31)는 반도체 발광소자 칩의 활성층으로부터 생성되는 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋지만(예: 안료, 염료 등), 광 변환 효율을 고려할 때 형광체(예: YAG, (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 광 변환재 함유층(33)에는 광 산란재 등이 부가적으로 더 함유될 수 있다. 광 변환재 함유층(33)으로는, 반도체 발광소자 분야에서 일반적으로 사용되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이 이용될 수 있다. 침강 조절층(32)으로는, 광 변환 함유층(31)과 동일한 물질을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 점도 및/또는 경화 속도가 다른 물질을 사용하는 것도 가능하다. 기재(10)에 반도체 발광소자 칩(20)을 위치시킨 다음, 침강 조절층(32)을 형성(예: 디스펜싱, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등)하고, 그 위에 광 변환재 함유층(33)을 스프레이, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핑 코팅, 디스펜싱과 같은 방법으로 형성한다. 두께의 균일도나 형광체의 내부 밀도 등의 관점에서 스프레이 코팅이 바람직하다. 침강 조절층(32) 및 광 변환재 함유층(33)을 구성하는 재질은 열경화성 수지인 것이 일반적이므로, 침강 조절층(32)을 형성한 다음, 침강 조절층(32)이 경화되기 전에 또는 침강 조절층(32)이 경화되지 않는 상태를 유지하면서, 광 변환재 함유층(33)을 형성한 다음, 광 변환재(31)가 광 변환재 함유층(33)으로부터 침강 조절층(32)으로 침강되도록 경화 조건을 유지한다. 자연 침강이 불가능한 것은 아니나, 침강이 잘 일어나도록 온도를 조절하는 것이 일반적이며, 이러한 침강 공정은 당업자가 일반적으로 사용하는 공정이다. 일반적으로 실리콘의 경우에는 경화 온도가 40~90℃에서는 상온보다 그 점도가 약해져서 액상화가 이루어지고, 그 구간을 지나고 나면 경도가 다시 강화되는데, 액상화가 이루어지는 온도와 시간을 조절함으로써 침강되는 정도를 조절할 수 있으며, 실리콘에 바인더를 포함하지 않는 경우에는 그 침강 속도가 더 빨라질 수 있다. 예를 들어, 50~80℃의 온도에서 10~60분의 시간 동안 침강 공정을 행할 수 있다.
기재(10)는 반도체 발광소자의 일부를 구성하여도 좋고 그렇지 않아도 좋다. 기재(10)가 반도체 발광소자의 일부를 구성하는 경우에, 도 3의 리드 프레임, 전기 패턴이 형성된 PCB, 서브마운트 등이 기재(10)의 예가 될 수 있다. 기재(10)가 반도체 발광소자의 일부를 구성하지 않는 경우에, 침강 및 경화가 완료된 후에, 기재(10)가 제거되고 블레이드(40)에 의한 쏘잉(sawing)과 같은 방법으로 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)을 절단하여, 낱개로 된 반도체 발광소자를 구성하는 것이 가능해진다(도 9 참조). 이러한 방법은 특히, 두 개의 전극(21)이 침강 조절층(32) 측으로 노출될 수 있는 플립 칩 형태의 반도체 발광소자 칩(20)이 이용될 때 이점을 가진다. 기재(10)를 그대로 두고, 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)을 절단하는 것도 가능하다. 따라서, 본 개시에 따른 반도체 발광소자는 포탄형 패키지, SMD(Surface Mounted Device)타입 패키지, COB(Chip on Board) 타입 패키지 등 다양한 형태를 가질 수 있지만, 반도체 발광소자 칩(20), 침강 조절층(32) 그리고 광 변환재 함유층(33)을 구비하는 것으로 충분하다.
광 변환제(31)를 반드시 바닥면까지 침강시키지 않아도 된다는 점을 당업자는 잘 알고 있을 것이다. 도 5에 있어서, 영역(A)의 두께(t1) 내에서 광 변환제(31)의 밀도 또는 농도(Concentration)가, 영역(B)의 두께(t2) 내에서 광 변환제(31)의 밀도 또는 농도보다 크다는 것을 당업자는 잘 알 수 있다. 광 변환재 함유층(33)에 투입된 광 변환재(31)의 밀도 또는 농도가 전체적으로 균일하다고 가정할 때, 양 영역(A,B)에서의 광 변환제(31)의 총 개수는 유사하지만, 두께가 달라, 즉 그 부피가 달라 밀도 또는 농도가 달라지게 된다.
도 6 내지 도 8은 침강 조절층과 광 변환재 함유층 구성의 다양한 조합을 나나태는 도면으로서, 도 6에는 침강 조절층(32)의 두께(t4)와 광 변환재 함유층(33)의 두께(t3)가 동일한 예가 제시되어 있으며, 도 7에는 영역(A) 위에서의 두께(t1)와 침강 조절층(32)의 두께(t4)가 동일한 예가 제시되어 있고, 도 8에는 침강 조절층(32)이 반도체 발광소자 칩(20)의 높이에 미치지 못하는 예가 제시되어 있으며(침강 조절층(32)이 반도체 발광소자 칩(20)의 일부만을 덮고 있음), 또한 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)에 함유된 광 변환재(31)와 별도로 광 변환재 및/또는 광 산란재(34)를 함유하는 예가 제시되어 있다. 이러한 구성적 조합, 양자의 점도, 경화 조건 등을 통해, 광 변환재(33)의 함유량, 침강 조절층(32) 및 광 변환재 함유층(33) 내에서의 분포 밀도, 침강 시간 등을 조절할 수 있게 된다.
도 10은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 침강 조절층(32) 대신에 유색의 보호층(35)을 구비한다. 이러한 유색의 보호층(35)을 도입하여, 유색의 보호층(35) 위에 광 변환재 함유층(33)을 형성함으로써, 반도체 발광소자 칩(20) 측면에서의 광 변환재(31)가 불필요하게 많이 사용되는 것을 막을 수 있다. 광 변환재 함유층(33)은 전술한 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 스프레이 코팅으로 형성하거나, 디스펜싱, 스크린 프린팅, 또는 스텐실로 형성할 수 있다. 부가적으로 광 변환재(31)를 침강시킬 수 있다. 침강은 광 변환재 함유층(33) 내에서 광 변환재(31)의 분포를 아래쪽으로 균일하게 하여 발광소자의 전체 발광을 균일하게 하는데 기능할 수 있다. 유색의 보호층(35)은 1차적으로 광 변환재(31)의 사용량을 줄이는 기능을 하지만, 부가적으로 그리고 바람직하게는 반도체 발광소자 칩(20)으로부터 생성되는 빛을 반사하는 기능을 가지며 따라서 유색, 즉 빛을 투과하지 않는 색을 가진다. 이러한 관점에서 유색의 보호층(35)은 백색 물질(예: 백색 실리콘)로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 10에서, 유색의 보호층(35)은 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a) 및 하부(20b)를 개방하면서 반도체 발광소자 칩(20)의 측면(20c)과 접촉하도록 둘러싸고 있다. 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a) 및 하부(20b)는 유색의 보호층(35)의 상부 및 하부이기도 하다. 도 2와 관련하여 설명된 다양한 플립 칩 형태의 반도체 발광소자 칩(20)이 이용될 수 있으며, 이 경우에 반도체 발광소자 칩(20)의 두 개의 전극(21,21)이 유색의 보호층(35)의 하부(20b)를 통해 노출될 수 있다. 여기서 노출은 반도체 발광소자 칩(20)과 유색의 보호층(35)과의 관계에서 노출을 의미하며, 기재(10)를 통한 노출이나, 기재(10)의 제거를 의미하는 것은 아니다. 기재(10)는 전술한 것과 마찬가지의 형태를 가질 수 있으며, 제거될 수 있다.
도 11 내지 도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 예들을 나타내는 도면으로서, 도 11에서, 기재(10)가 제거된 후에 반도체 발광소자 칩(20), 유색의 보호층(35) 그리고 광 변환재 함유층(33)의 절단이 이루어지며, 도 12에서, 기재(10)를 그대로 둔 채로 절단이 이루어진다. 기재(10)에 전기적 패턴이 형성될 수 있으며, 이 경우에 반도체 발광소자 칩(20)의 형태에 따라 와이어 본딩, 도전성 페이스트, 유테틱 본딩 등의 방법으로 기재(10)와 반도체 발광소자 칩(20)이 전기적으로 연통될 수 있다.
도 13 내지 도 15는 광 변환재 함유층과 유색의 보호층의 다양한 조합을 나타내는 도면으로서, 도 13에는, 유색의 보호층(35)의 상면(35d)이 반도체 발광소자 칩(20)의 상면(20d) 아래에 놓이는 반도체 발광소자가 제시되어 있으며, 도 14에는, 유색의 보호층(35)의 상면(35d)이 반도체 발광소자 칩(20)의 상면(20d) 위에 놓이는 반도체 발광소자가 제시되어 있고, 도 15에는, 유색의 보호층(35)과 반도체 발광소자 칩(20)이 만나는 측에서 모따기되어 경사면(36)을 가지는 반도체 발광소자가 제시되어 있다. 각각의 반도체 발광소자에서, 유색의 보호층(35)을 형성한 다음, 이를 기계적 연마, 건식 식각, 습식 식각 또는 이들의 조합을 통해 해당하는 유색의 보호층(35)의 구조를 가지도록 형성할 수 있다. 경사면(36)은 도 14에 도시된 유색의 보호층(35)을 형성하는 과정에서 꼭지점에서 식각이 활발히 이루어지므로 이러한 활발한 식각을 통해 형성될 수 있다.
도 16은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 반도체 발광소자 칩(20)에 도포층 또는 코팅층(37)을 구비하며, 유색의 보호층(35)이 코팅층(37)을 매개로 반도체 발광소자 칩(20)에 접촉되어 있다. 바람직하게는 코팅층(37)은 투광성 물질(예: 투명 실리콘)로 형성되어, 유색의 보호층(35)에 의한 빛의 흡수를 줄이는 역할을 한다. 예를 들어, 굴절률이 1.6보다 작은 물질이 사용될 수 있다. 코팅층(37)은 디스펜싱, 스프레이 코팅, 스핀 코팅 등 다양한 방법으로 형성될 있으며, 스프레이 코팅, 스핀 코팅을 이용하는 경우에, 컨포멀 코팅될 수 있다. 여기서 컨포멀 코팅이라 함은 코팅층(37)의 내외면이 반도체 발광소자 칩(20)의 외부 형상을 그대로 따르는 것을 의미하며 코팅은특별한 의미를 가지는 것은 아니며, 덮고 있다 정도의 의미를 가진다. 도포층 또는 코팅층(37)에도 광 변환제가 함유될 수 있으며, 그 농도는 광 변환재 함유층(33)보다 낮을 수 있다. 광 변환재 함유층(33)으로부터 광 변환재(31)가 침강하는 것 및 그 내에서 광 변환재가 침강하는 것도 가능하다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하며, 반도체 발광소자 칩을 덮고 있는 봉지재;로서, 반도체 발광소자 칩 위 영역에서의 광 변환재 밀도가, 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역에서의 광 변환재 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 여기서, 봉지재(encapsulant)는 말 그대로 반도체 발광소자 칩을 둘러싸고 있는 단일 또는 복수의 물질로 된 커버층을 의미한다. 예를 들어, 형광체를 함유하지 않은 수지재를 디스펜싱한 다음, 연속하여 형광체를 함유하는 동일한 재질의 수지재를 디스펜싱함으로써 형성될 수도 있고, 형광체를 함유하지 않은 수지재를 디스펜싱한 다음, 스프레이 코팅으로 형광체 또는 형광체층을 도포함으로써 형성될 있으며, 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
(2) 봉지재는 반도체 발광소자 칩 위 영역의 두께가 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 봉지재는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층과, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며, 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 광 변환재 함유층과 침강 조절층이 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 이러한 구성을 통해, 종래기술의 문제점을 해소하는 한편, 종래기술과 동일한 봉지재로 된 반도체 발광소자를 구현할 수 있게 된다.
(7) 침강 조절층의 점도가 광 변환재 함유층의 점도보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 이러한 구성을 통해, 종래에 비해 광 변환재의 침강 시간을 줄일 수 있게 된다.
(8) 침강 조절층이 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재와 별도로 광 변환재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 예를 들어, 광 변환재 함유층의 광 변환재를 황색 형광체로 하고, 침강 조절층 내의 별도의 광 변환재를 적색 또는 녹색 형광체로 하는 것이 가능하다.
(9) 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 반도체 발광소자 칩의 적어도 일부를 둘러싸도록 침강 조절층을 형성하는 단계; 침강 조절층 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 형성하는 단계; 그리고, 광 변환재 함유층 내의 광 변환재를 침강 조절층으로 침강시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. 광 변환재 함유층이 광 변환재 자체만으로 구성될 수 있음을 물론이다. 예를 들어, 침강 조절층 위에 형광체를 도포한 다음, 이것을 침강시키는 것을 본 개시는 배제하지 않는다.
(10) 적어도 하나의 반도체 발광소자 칩이 포함되도록 침강 조절층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. 도 9에서 칩은 하나씩 절단하는 것을 예시하였지만, 필요에 따라 복수개씩 절단하는 것도 가능하다.
(11) 절단하는 단계에 앞서, 기재를 침강 조절층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(12) 반도체 발광소자 칩은 전극이 침강 조절층으로 노출되는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(13) 광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(14) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(15) 유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.\
(16) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(17) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(18) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면과 만나는 측에서 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(19) 반도체 발광소자 칩에 컨포멀(conformal) 코팅된 코팅층;을 더 포함하며, 유색의 보호층은 코팅층을 매개로 반도체 발광소자 칩에 접촉되는 것을 특징을 하는 반도체 발광소자.
(20) 반도체 발광소자 칩과 유색의 보호층이 놓이는 기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(21) 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 하면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(22) 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(23) 유색의 보호층은 백색 보호층이며, 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(24) 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(25) 반도체 발광소자 칩이 포함되도록 유색의 보호층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(26) 절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(27) 반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(28) 둘러싸는 단계에 앞서, 반도체 발광소자 칩에 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 봉지재 내에 반도체 발광소자 칩의 존재로 인해 발생하는 광 변환재 침강시의 문제점을 해소할 수 있게 된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 소모량을 줄일 수 있게 된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 균일한 침강을 통해 외부로 취출되는 광의 균일성 및/또는 광 변환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 소모량을 줄이는 한편, 빛을 반도체 발광소자 상부로 반사할 수 있게 된다.
20: 반도체 발광소자 칩 32: 침강 조절재 33: 광 변환재 함유층
Claims (15)
- 반도체 발광소자에 있어서,
전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩;
반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸며, 반도체 발광소자 칩으로부터 생성되어 반도체 발광소자 칩의 측면으로 나오는 빛을 반사하는 반사막인 유색의 보호층;
반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고,
반도체 발광소자 칩에 컨포멀(conformal) 코팅된 코팅층;을 포함하며,
유색의 보호층은 코팅층을 매개로 반도체 발광소자 칩에 접촉되는 것을 특징을 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면과 만나는 측에서 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 삭제
- 청구항 1에 있어서,
반도체 발광소자 칩과 유색의 보호층이 놓이는 기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 하면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 청구항 1에 있어서,
유색의 보호층은 백색 보호층이며,
유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. - 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계;
반도체 발광소자 칩으로부터 생성되는 빛을 반사하는 반사막인 유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고,
반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하며,
둘러싸는 단계에 앞서, 반도체 발광소자 칩에 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
반도체 발광소자 칩이 포함되도록 유색의 보호층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. - 청구항 12에 있어서,
절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. - 청구항 11에 있어서,
반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. - 삭제
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Legal Events
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| E601 | Decision to refuse application | ||
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| E902 | Notification of reason for refusal | ||
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| GRNT | Written decision to grant |