KR101874906B1 - 발광소자 패키지 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

실시예는 발광소자를 서포터에 고정하는 단계; 발광소자의 제1 면에 시드층을 형성하는 단계; 상기 발광 소자에 감광막을 도포하는 단계; 상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 상기 시드층을 노출하는 단계; 상기 시드층 상에 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층 상에 열방출층을 형성하는 단계; 및 상기 감광막을 제거하고, 상기 발광소자를 상기 서포터에서 분리하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법을 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 그 제조방법{LIGHT EMITTING DEVICE PACKAGE AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
실시예는 발광소자 패키지 및 그 제조방법에 관한 것이다.
반도체의 3-5족 또는 2-6족 화합물 반도체 물질을 이용한 발광 다이오드(Ligit Emitting Diode)나 레이저 다이오드와 같은 발광소자는 박막 성장 기술 및 소자 재료의 개발로 적색, 녹색, 청색 및 자외선 등 다양한 색을 구현할 수 있으며, 형광 물질을 이용하거나 색을 조합함으로써 효율이 좋은 백색 광선도 구현이 가능하며, 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
따라서, 광 통신 수단의 송신 모듈, LCD(Liquid Crystal Display) 표시 장치의 백라이트를 구성하는 냉음극관(CCFL: Cold Cathode Fluorescence Lamp)을 대체하는 발광 다이오드 백라이트, 형광등이나 백열 전구를 대체할 수 있는 백색 발광 다이오드 조명 장치, 자동차 헤드 라이트 및 신호등에까지 응용이 확대되고 있다.
발광소자는 제1 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층)을 이루는 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출한다. 발광소자 패키지에는 발광소자에서 방출된 빛에 의하여 형광체가 여기되어 활성층에서 방출된 빛보다 장파장 영역의 빛을 방출할 수 있다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이다.
종래의 발광소자 패키지는 패키지 몸체(220)에 발광소자(100)가 결합층(210)을 통하여 결합되고 있고, 패키지 몸체(220)에는 한 쌍의 리드 프레임(Lead frame)이 배치될 수 있고, 패키지 몸체(220)가 열전도성이 우수한 금속으로 이루어져서 방열층으로 작용할 수도 있다.
종래의 발광소자 패키지는 결합층(210)이 발광소자(100)와 패키지 몸체(220)를 결합하므로 추가 공정이 필요하고, 이종의 물질의 계면 특성의 차이로 인하여 결합력이 약할 수 있다.
실시예는 발광소자와 패키지 몸체 간의 결합력을 강화시키고, 발광소자 패키지의 제조공정을 간소화하고자 한다.
실시예는 발광소자를 서포터에 고정하는 단계; 발광소자의 제1 면에 시드층을 형성하는 단계; 상기 발광 소자에 감광막을 도포하는 단계; 상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 상기 시드층을 노출하는 단계; 상기 시드층 상에 반사층을 형성하는 단계; 상기 반사층 상에 열방출층을 형성하는 단계; 및 상기 감광막을 제거하고, 상기 발광소자를 상기 서포터에서 분리하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법을 제공한다.
시드층은 금 도금법에 의하여 형성될 수 있다.
반사층을 형성하는 단계는 상기 시드층 상에 알루미늄 또는 은을 성장시키고, 상기 알루미늄 또는 은 위에 계면층을 성장시키는 단계를 포함할 수 있다.
열방출층은 구리 도금법에 의하여 형성할 수 있다.
발광소자를 서포터에 고정하는 단계는, 접착제를 사용하여 상기 발광소자의 제2 면을 상기 서포터에 고정할 수 있다.
감광막을 도포하는 단계는 상기 발광소자의 측벽에 상기 감광막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발광소자의 측벽에 형성되는 상기 감광막은 상기 발광소자의 제1면 방향으로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성될 수 있다.
반사층은 상기 감광막의 단차를 따라 형성될 수 있다.
열방출층을 형성하는 단계 후에 각각의 소자 단위로 상기 열방출층을 다이싱(dicing)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
다른 실시예는 캐비티 구조를 갖는 열방출층; 상기 캐비티의 표면에 형성된 반사층; 상기 반사층 상에 배치된 발광소자; 및 상기 반사층과 상기 발광소자 사이에 시드층을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
시드층은 금을 포함할 수 있다.
반사층은 은 또는 알루미늄으로 이루어질 수 있다.
반사층은 계면층을 더 포함할 수 있고, 계면층은 니켈과 금을 포함할 수 있다.
열방출층은 구리가 도금되어 형성될 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자와 패키지 몸체 간의 결합력이 강화되고, 제조공정이 간소화된다.
도 1은 종래의 발광소자 패키지를 나타낸 도면이고,
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 3은 도 2의 발광소자 패키지에 배치된 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 4는 도 2의 발광소자 패키지에 배치된 발광소자의 다른 실시예를 나타낸 도면이고,
도 5a 내지 도 10은 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 11은 발광소자 패키지가 배치된 조명장치의 일실시예를 나타낸 도면이고,
도 12는 발광소자 패키지가 배치된 영상표시장치의 일실시예를 나타낸 도면이다.
이하 상기의 목적을 구체적으로 실현할 수 있는 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위) 또는 하(아래)(on or under)”으로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향 뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 2는 발광소자 패키지의 일실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 열방출층(350)이 캐비티 구조를 가지고 형성되고, 캐비티의 바닥면과 측벽에 반사층(330)이 형성되고, 캐비티의 바닥면에 대응하는 반사층(330)에 발광소자(100)가 배치된다.
발광소자(100)는 시드층(310)을 통하여 반사층(330)과 접촉하고 있는데, 시드층(310)은 발광소자(100)의 바닥면 예들 들어 수평형 발광소자의 경우 사파이어 기판, 그리고 수직형 발광소자의 경우 도전성 지지기판의 아래에 형성되고, 시드층(310)으로부터 반사층(330)이 도금 등의 방법으로 성장되어 있다.
반사층(330)은 단일층의 구조로 이루어질 수 있으나, 다중층의 구조로 이루어질 수 있는데, 시드층(310)과 가까운 곳으로부터 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)이 성장되고 차례로 니켈(Ni)과 금(Au)이 성장되어 있을 수 있다. 상술한 니켈과 금을 계면층이라 할 수 있다.
알루미늄 또는 은은 발광소자(100)로부터 방출된 빛을 반사할 수 있고, 알루미늄 또는 은과 방열층(350) 사이에서 서로 다른 재료 간의 계면 특성을 완화하기 위하여 니켈과 금이 형성될 수 있다.
열방출층(350)은 구리(Cu) 등 열전달 특성이 우수한 재료로 이루어질 수 있고, 열방출층(350)에 형성된 캐비티는 측벽이 기울기는 가지고 배치된다. 캐비티의 바닥면과 측벽에 형성된 반사층(330)은 균일한 두께를 가질 수 있는데, 따라서 반사층(330)의 측벽은 기울기를 가질 수 있다. 반사층(330)의 측벽의 기울기는 캐비티의 내부 방향으로 반사층(330)이 볼록하게 형성되어 이루어질 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지는 발광소자의 일면에서 도금 성장된 시드층으로부터 반사층과 방열층이 차례로 성장되어서 발광소자와 방열층 간의 결합력이 강하면, 도전성 재료로 이루어진 방열층이 리드 프레임으로 작용할 수 있다.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지에 배치된 발광소자의 일실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예에 따른 발광소자(100a)는 도전성 지지기판(metal support, 170) 상에 접합층(160)과 반사층(150)과 오믹층(140)과 발광 구조물(130)이 적층되어 이루어진다.
도전성 지지기판(170)은 제2 전극의 역할을 할 수 있으므로 전기 전도도가 우수한 금속을 사용할 수 있고, 발광 소자 작동시 발생하는 열을 충분히 발산시킬 수 있어야 하므로 열전도도가 높은 금속을 사용할 수 있다.
상기 도전성 지지기판(170)은 몰리브덴(Mo), 실리콘(Si), 텅스텐(W), 구리(Cu) 및 알루미늄(Al)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 또한, 금(Au), 구리합금(Cu Alloy), 니켈(Ni), 구리-텅스텐(Cu-W), 캐리어 웨이퍼(예: GaN, Si, Ge, GaAs, ZnO, SiGe, SiC, SiGe, Ga2O3 등) 등을 선택적으로 포함할 수 있다.
또한, 상기 도전성 지지기판(170)은 전체 질화물 반도체에 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breaking) 공정을 통하여 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다.
도전성 지지기판(170)의 아래에는 금(Au)이 도금 등의 방법으로 형성되어, 발광소자 패키지의 제조공정에서 반사층을 성장시킬 때 시드층으로 작용시킬 수 있다.
접합층(160)은 상기 반사층(150)과 상기 도전성 지지기판(170)을 결합하며, 상기 반사층(150)이 결합층(adhesion layer)의 기능을 수행할 수도 있다. 상기 접합층은(160) 금(Au), 주석(Sn), 인듐(In), 알루미늄(Al), 실리콘(Si), 은(Ag), 니켈(Ni) 및 구리(Cu)로 구성되는 군으로부터 선택되는 물질 또는 이들의 합금으로 형성할 수 있다.
상기 반사층(150)은 약 2500 옹스르통의 두께일 수 있다. 상기 반사층(150)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 니켈(Ni), 백금(Pt), 로듐(Rh), 혹은 Al이나 Ag이나 Pt나 Rh를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어질 수 있다. 알루미늄이나 은 등은 활성층(134)에서 발생된 빛을 효과적으로 반사하여 발광소자의 광추출 효율을 크게 개선할 수 있다.
상기 발광 구조물(130), 특히 상기 제2 도전형 반도체층(136)은 불순물 도핑 농도가 낮아 접촉 저항이 높으며 그로 인해 오믹 특성이 좋지 못할 수 있으므로, 이러한 오믹 특성을 개선하기 위해 오믹층(140)으로 투명 전극 등을 형성할 수 있다.
상기 오믹층(140)은 약 200 옹스트롱의 두께일 수 있다. 상기 오믹층(140)은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Sn, In, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
상기 발광 구조물(130)은 제1 도전형 반도체층(132)과 상기 제1 도전형 반도체층(132) 상에 형성되고 광을 방출하는 활성층(134)과 상기 활성층(134) 상에 형성된 제2 도전형 반도체층(136)을 포함한다.
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(132)이 N형 반도체층인 경우, 상기 제1도전형 도펀트는 N형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제1 도전형 반도체층(132)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(132)은 GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN,AlGaAs, InGaAs, AlInGaAs, GaP, AlGaP, InGaP, AlInGaP, InP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있다.
활성층(134)은 제1 도전형 반도체층(132)을 통해서 주입되는 전자와 이후 형성되는 제2 도전형 반도체층(136)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이고, 활성층(134)에서 방출되는 빛은 가시광선 영역 외에 자외선 영역의 광이 방출될 수도 있다.
상기 활성층(134)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(134)은 트리메틸 갈륨 가스(TMGa), 암모니아 가스(NH3), 질소 가스(N2), 및 트리메틸 인듐 가스(TMIn)가 주입되어 다중 양자우물구조가 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 활성층(134)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 상기 우물층은 상기 장벽층의 밴드 갭보다 낮은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 활성층(134)의 위 또는/및 아래에는 도전형 클래드층(미도시)이 형성될 수 있다. 상기 도전형 클래드층은 AlGaN계 반도체로 형성될 수 있으며, 상기 활성층(134)의 밴드 갭보다는 높은 밴드 갭을 갖을 수 있다.
상기 제2 도전형 반도체층(136)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(136)이 P형 반도체층인 경우, 상기 제2도전형 도펀트는 P형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
발광 구조물(130)의 상부, 즉 제1 도전형 반도체층(132)의 표면에는 제1 전극(180)이 형성될 수 있는데, 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
발광 구조물(130)의 측면에는 패시베이션층(passivation layer, 190)이 형성될 수 있다.
상기 패시베이션층(190)은 절연물질로 이루어질 수 있으며, 상기 절연물질은 비전도성인 산화물이나 질화물로 이루어질 수 있다. 일 예로서, 상기 패시베이션층(190)은 실리콘 산화물(SiO2)층, 산화 질화물층, 산화 알루미늄층으로 이루어질 수 있다.
도 4는 도 2의 발광소자 패키지에 배치된 발광소자의 다른 실시예를 나타낸 도면이다.
본 실시예는 수평형 발광소자(100b)를 도시하고 있는데, 제2 도전형 반도체층(136)과 활성층(134) 그리고, 제1 도전형 반도체층(132)의 일부 영역까지 메사 식각하여 상기 제1 도전형 반도체층(132)의 일부가 노출되어 있다. 즉, 절연성 물질로 기판(110)을 형성할 때, 제1 도전형 반도체층(132)의 일부 영역에 전류를 공급하기 위하여 전극이 형성될 공간을 확보하기 위함이다.
기판(110)의 하부에는 금(Au)이 도금 등의 방법으로 형성되어, 발광소자 패키지의 제조공정에서 반사층을 성장시킬 때 시드층으로 작용시킬 수 있다.
기판(110)과 발광 구조물(130)의 사이에는 버퍼층(120)이 형성될 수 있는데, 버퍼층(120)은 후술할 발광 구조물(130)과 기판(110) 사이의 재료의 격자 부정합 및 열 팽창 계수의 차이를 완화하기 위한 것이다. 상기 버퍼층(120)의 재료는 3족-5족 화합물 반도체 예컨대, GaN, InN, AlN, InGaN, AlGaN, InAlGaN, AlInN 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
발광 구조물(130)의 상부에는 투광성 도전층(175)이 배치되어 제2 도전형 반도체층(136)과 제2 전극(185)와의 컨택 특성을 향상시킬 수 있으며, 투광성 도전층(175)은 ITO 등으로 이루어질 수 있다.
그리고, 노출된 제1 도전형 반도체층(132) 상에 제1 전극(180)이 배치된다. 상기 제1 전극(180)은 알루미늄(Al), 티타늄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 구리(Cu), 금(Au) 중 적어도 하나를 포함하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
그리고, 제2 전극(185)이 투광성 도전층(175) 위에 배치되며, 제2 전극(185)은 제1 전극(180)과 동일한 재료로 이루어질 수 있다.
도 5a 내지 도 10은 발광소자 패키지의 제조방법의 일실시예를 나타낸 도면이다.
도 5a에 도시된 바와 같이 서포터(300)에 복수 개의 발광소자(100)를 배치하는데, 각각의 발광소자(100)는 접착제(305)를 통하여 서포터(300)에 고정될 수 있다. 발광소자(100)의 제1 면에는 시드층(310)이 형성되고, 제1 면과 반대 방향의 제2 면은 접착제(305)을 통하여 서포터(300)와 결합되고 있다.
시드층(310)은 Au(금)을 도금(plating) 등의 방법으로 성장시킬 수 있는데, 발광소자(100)를 서포터(300)에 고정하기 전 또는 후에 시드층(310)을 성장시킬 수 있다.
도 5b는 도 5a의 평면도이다. 서포터(300) 상에 발광소자 어레이가 배치되는데, 발광소자 상에 배치된 시드층(310) 만이 도시되고 있다. 도 5b에서 가로와 세로 방향으로 각각 3개씩의 발광소자가 배치되고 있으나, 더 많은 개수의 발광소자를 배치하여 반사층과 방열층의 성장을 함께 진행할 수도 있다.
도 6에서 서포터(300)에 배치된 각각의 발광소자(100) 위에 감광막(photo resist, 320)을 형성한다. 감광막(320)은 코팅 등의 방법으로 각각의 발광소자(100)와 발광소자(100)의 사이의 영역에도 도포될 수 있다. 각각의 발광소자(100)의 제1면에는 시드층(310)이 형성되어 있으므로, 감광막(320)은 시드층(310)의 상부에 도포될 수 있으며, 각각의 발광소자(100)의 사이에서는 높이가 낮게 도포될 수 있다.
도 6의 'A' 영역을 확대한 도면에서 감광막(320)의 표면(S)이 발광소자(100)의 측면에서 곡면을 이루고 있으며, 후술하는 반사층의 형성 공정에서 반사층이 곡면을 이루게 할 수 있다. 즉, 감광막(320)의 표면(S)이 도시된 바와 같이 오목하면, 후술하는 반사층(330)이 캐비티의 방향으로 볼록하게 기울기를 가질 수 있다.
감광막을 코팅 등의 방법으로 적층할 때, 발광소자(100)의 가장 자리에 도포되는 감광막이 일부 흘러 내려서 도 7에 도시된 바와 같이 다른 영역보다 두껍게 형성될 수 있다.
감광막(320)의 형상은 후술하는 반사층의 형상과 밀접하게 관련이 있으며, 상술한 바와 같이 자연스럽게 곡면을 이루게 하는 방법 외에 감광막을 여러 번 도포하여 그 형상을 조절할 수 있다.
도 7에 도시된 바와 같이 발광소자(100)에 대응하는 영역에서 감광막(320)을 제거한다. 감광막(320)의 제거는 마스크 등을 사용하여 감광막(320)을 선택적으로 패터닝하여 이루어지는데, 본 공정 후에 발광소자(100) 상의 시드층(310)이 노출되어 있다.
도 6과 도 7에 도시된 공정을 통하여 감광막(320)이 발광소자를 제외한 다른 영역의 서포터(300) 위에 적층된다.
도 8에 도시된 바와 같이 반사층(330)을 성장시킨다. 반사층(330)은 감광막(320)과 노출된 시드층(310)의 표면에서 성장될 수 있으며, 상술한 감광막(320)의 곡면 형상을 따라 곡면을 이루며 성장될 수 있다. 반사층(330)은 스퍼터링이나 전자 빔 증착법 등의 방법으로 감광막(320)과 노출된 시드층(310)의 표면에서 형성되어, 얇은 두께의 반사층(330) 내에서도 내부에서 원자 기밀이 유지되어 uniformity가 확보될 수 있다.
도 8에서 시드층(310)과 반사층(330)의 두께가 비슷하게 도시되어 있으나, 반사층(330)은 1 내지 10 마이크로 미터의 두께를 가지고 시드층(310)은 반사층(330)의 두께의 10배 정도일 수 있다.
그리고, 반사층(330)은 단일층의 구조로 성장될 수도 있으나, 이중층의 구조로 이루어질 수 있는데 시드층(310)과 가까운 곳으로부터 알루미늄(Al) 또는 은(Ag)이 성장될 수 있다. 그리고, 알루미늄 또는 은 위에 계면층으로 니켈과 금이 성장될 수 있다.
그리고, 도 9에 도시된 바와 같이 반사층(330) 위에 열방출층(350)을 성장시킨다. 열방출층(350)은 열전달이 우수한 Cu(구리) 등으로 성장시킬 수 있다. 열방출층(350)의 성장이 시작되는 높이는 서로 상이할 수 있으나, 도금 방법으로 성장되면 서로 동일하고 충분한 높이로 성장될 수 있다.
열방출층(350)의 성장 후에, 발광소자(100)로부터 서포터(300)와 접착제(305) 및 감광막(320)을 제거한다. 서포터(300)의 제거는 접착제(305)의 제거를 통하여 이루어지는데, 용제 등을 사용하여 접착제(305)를 제거하면 서포터(300)도 발광소자(100)로부터 분리된다. 감광막(320)은 접착제(305)의 제거에 사용되는 용제와 다른 솔루션(solution)으로 제거할 수 있다.
열방출층(350)과 반사층(330)을 각각의 발광소자(100)에 대응하여 다이싱(dicing)하고, 도 10에 도시된 바와 같이 리드 프레임(360, 365)과 와이어(370, 375)로 연결할 수 있다.
도 10에서는 수평형 발광소자(100)를 도시하고 있으나, 수직형 발광소자를 배치할 수 있으며 이때 열방출층(350)을 리드 프레임으로 사용하고 하나의 와이어 만을 사용하여 다른 리드 프레임과 연결할 수 있다.
실시예에 따른 발광소자 패키지의 제조방법은 발광소자의 일면에서 도금 성장된 시드층으로부터 반사층과 방열층을 차례로 성장시키므로, 발광소자를 패키지 몸체와 별도로 결합하지 않아서 공정이 간단하고 발광소자와 방열층 간의 결합력이 강할 수 있다.
도 11은 발광소자 패키지를 포함하는 헤드 램프의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
실시예에 따른 헤드 램프(400)는 발광소자 패키지가 배치된 발광소자 모듈(401)에서 방출된 빛이 리플렉터(402)와 쉐이드(403)에서 반사된 후 렌즈(404)를 투과하여 차체 전방을 향할 수 있다. 발광소자 모듈(401)은 상술한 발광소자 패키지와 전류를 공급하는 회로기판을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 헤드 램프에 배치된 발광소자 패키지는 발광소자의 일면에서 도금 성장된 시드층으로부터 반사층과 방열층이 차례로 성장되어서 발광소자와 방열층 간의 결합력이 강하면, 도전성 재료로 이루어진 방열층이 리드 프레임으로 작용할 수 있다.
상기 발광소자 모듈(401)에 포함된 발광소자 패키지는 발광소자를 복수 개로 탑재할 수 있으며, 이에 대해 한정하지 않는다.
도 12는 발광소자 패키지를 포함하는 표시장치의 일 실시예를 나타낸 도면이다.
도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 표시장치(500)는 광원 모듈과, 바텀 커버(510) 상의 반사판(520)과, 상기 반사판(520)의 전방에 배치되며 상기 광원모듈에서 방출되는 빛을 표시장치 전방으로 가이드하는 도광판(540)과, 상기 도광판(540)의 전방에 배치되는 제1 프리즘시트(550)와 제2 프리즘시트(560)와, 상기 제2 프리즘시트(560)의 전방에 배치되는 패널(570)과 상기 패널(570)의 전반에 배치되는 컬러필터(580)를 포함하여 이루어진다.
광원 모듈은 회로 기판(530) 상의 발광소자 패키지(535)를 포함하여 이루어진다. 여기서, 회로 기판(530)은 PCB 등이 사용될 수 있고, 발광소자 패키지(535)는 도 13에서 설명한 바와 같다.
바텀 커버(510)는 표시 장치(500) 내의 구성 요소들을 수납할 수 있다. 반사판(520)은 본 도면처럼 별도의 구성요소로 마련될 수도 있고, 도광판(540)의 후면이나, 상기 바텀 커버(510)의 전면에 반사도가 높은 물질로 코팅되는 형태로 마련되는 것도 가능하다.
반사판(520)은 반사율이 높고 초박형으로 사용 가능한 소재를 사용할 수 있고, 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PolyEthylene Terephtalate; PET)를 사용할 수 있다.
도광판(540)은 발광소자 패키지 모듈에서 방출되는 빛을 산란시켜 그 빛이 액정 표시 장치의 화면 전영역에 걸쳐 균일하게 분포되도록 한다. 따라서, 도광판(530)은 굴절률과 투과율이 좋은 재료로 이루어지는데, 폴리메틸메타크릴레이트(PolyMethylMethAcrylate; PMMA), 폴리카보네이트(PolyCarbonate; PC), 또는 폴리에틸렌(PolyEthylene; PE) 등으로 형성될 수 있다. 또한, 도광판(540)이 생략되면 에어 가이드 방식의 표시장치가 구현될 수 있다.
상기 제1 프리즘 시트(550)는 지지필름의 일면에, 투광성이면서 탄성을 갖는 중합체 재료로 형성되는데, 상기 중합체는 복수 개의 입체구조가 반복적으로 형성된 프리즘층을 가질 수 있다. 여기서, 상기 복수 개의 패턴은 도시된 바와 같이 마루와 골이 반복적으로 스트라이프 타입으로 구비될 수 있다.
상기 제2 프리즘 시트(560)에서 지지필름 일면의 마루와 골의 방향은, 상기 제1 프리즘 시트(550) 내의 지지필름 일면의 마루와 골의 방향과 수직할 수 있다. 이는 광원 모듈과 반사시트로부터 전달된 빛을 상기 패널(570)의 전방향으로 고르게 분산하기 위함이다.
본 실시예에서 상기 제1 프리즘시트(550)과 제2 프리즘시트(560)가 광학시트를 이루는데, 상기 광학시트는 다른 조합 예를 들어, 마이크로 렌즈 어레이로 이루어지거나 확산시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 또는 하나의 프리즘 시트와 마이크로 렌즈 어레이의 조합 등으로 이루어질 수 있다.
상기 패널(570)은 액정 표시 패널(Liquid crystal display)가 배치될 수 있는데, 액정 표시 패널(560) 외에 광원을 필요로 하는 다른 종류의 디스플레이 장치가 구비될 수 있다.
상기 패널(570)은, 유리 바디 사이에 액정이 위치하고 빛의 편광성을 이용하기 위해 편광판을 양 유리바디에 올린 상태로 되어있다. 여기서, 액정은 액체와 고체의 중간적인 특성을 가지는데, 액체처럼 유동성을 갖는 유기분자인 액정이 결정처럼 규칙적으로 배열된 상태를 갖는 것으로, 상기 분자 배열이 외부 전계에 의해 변화되는 성질을 이용하여 화상을 표시한다.
표시장치에 사용되는 액정 표시 패널은, 액티브 매트릭스(Active Matrix) 방식으로서, 각 화소에 공급되는 전압을 조절하는 스위치로서 트랜지스터를 사용한다.
상기 패널(570)의 전면에는 컬러 필터(580)가 구비되어 상기 패널(570)에서 투사된 빛을, 각각의 화소마다 적색과 녹색 및 청색의 빛만을 투과하므로 화상을 표현할 수 있다.
본 실시예에 따른 표시장치에 배치된 발광소자 패키지는 발광소자의 일면에서 도금 성장된 시드층으로부터 반사층과 방열층이 차례로 성장되어서 발광소자와 방열층 간의 결합력이 강하면, 도전성 재료로 이루어진 방열층이 리드 프레임으로 작용할 수 있다.
이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100 : 발광소자 110 : 기판
120 : 버퍼층 130 : 발광구조물
140 : 오믹층 150 : 반사층
160 : 접합층 170 : 도전성 지지기판
175 : 투광성 도전층 180 : 제1 전극
185 : 제2 전극 190 : 패시베이션층
210 : 결합층 220 : 패키지 몸체
300 : 서포터 305 : 접착제
310 : 시드층 320 : 감광막
330 : 반사층 350 : 열방출층
360, 365 : 리드 프레임 370, 375 : 와이어
400 : 헤드 램프 410 : 발광소자 모듈
420 : 리플렉터 430 : 쉐이드
440 : 렌즈
800 : 표시장치 810 : 바텀 커버
820 : 반사판 830 : 회로 기판 모듈
840 : 도광판 850, 860 : 제1,2 프리즘 시트
870 : 패널 880 : 컬러필터

Claims (14)

  1. 발광소자를 서포터에 고정하는 단계;
    발광소자의 제1 면에 시드층을 형성하는 단계;
    상기 발광 소자에 감광막을 도포하는 단계;
    상기 감광막을 선택적으로 패터닝하여 상기 시드층을 노출하는 단계;
    상기 시드층 상에 반사층을 형성하는 단계;
    상기 반사층 상에 열방출층을 형성하는 단계; 및
    상기 감광막을 제거하고, 상기 발광소자를 상기 서포터에서 분리하는 단계를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 시드층은 금 도금법에 의하여 형성되는 발광소자 패키지의 제조방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 반사층을 형성하는 단계는,
    상기 시드층 상에 알루미늄 또는 은을 성장시키고, 상기 알루미늄 또는 은 위에 계면층을 성장시키는 단계를 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 열방출층은 구리 도금법에 의하여 형성하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광소자를 서포터에 고정하는 단계는, 접착제를 사용하여 상기 발광소자의 제2 면을 상기 서포터에 고정하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 감광막을 도포하는 단계는 상기 발광소자의 측벽에 상기 감광막을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 발광소자의 측벽에 형성되는 상기 감광막은 상기 발광소자의 제1면 방향으로 갈수록 두께가 얇아지도록 형성되는 발광소자 패키지의 제조방법.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 감광막의 단차를 따라 형성되는 발광소자 패키지의 제조방법.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 열방출층을 형성하는 단계 후에 각각의 소자 단위로 상기 열방출층을 다이싱(dicing)하는 단계를 더 포함하는 발광소자 패키지의 제조방법.
  9. 캐비티 구조를 갖고, 하기의 시드층으로부터 구리(Cu) 도금 방법으로 성장된 열방출층;
    상기 캐비티의 표면에 배치되고 볼록한 표면을 가지는 반사층;
    상기 반사층 상에 배치된 발광소자; 및
    상기 반사층과 상기 발광소자 사이에 시드층을 포함하고,
    상기 열방출층은 상부면의 높이가 서로 다르고, 하부면의 높이가 서로 동일한 발광소자 패키지.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 시드층은 Au를 포함하는 발광소자 패키지.
  11. 제 9 항 또는 제 10 항에 있어서,
    상기 반사층은 은 또는 알루미늄으로 이루어지고, 니켈과 금으로 이루어지는 계면층을 더 포함하는 발광소자 패키지.
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
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