KR102453678B1 - 발광소자 및 그의 제작방법 - Google Patents

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Abstract

일종의 발광소자는 발광유닛, 투광층, 파장 전환 구조, 및 반사층을 포함한다. 발광유닛은 상표면 및 제1 측표면을 포함한다. 투광층은 발광유닛의 상표면과 제1 측표면을 피복하며, 파장 전환 구조는 투광층의 상방에 위치하고, 또한 파장 전환층, 파장 전환층 상방에 위치하는 제1 장벽층, 파장 전환층 하방에 위치하는 제2 장벽층, 및 파장 전환층, 제1 장벽층, 및 제2 장벽층의 측표면을 피복하는 제3 장벽층을 포함한다. 반사층은 투광층과 파장 전환 구조를 둘러싼다.

Description

발광소자 및 그의 제작방법{LIGHT-EMITTING DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THEREOF}
본 발명은 발광소자에 관한 것으로서, 특히 양자점 소재를 갖는 패키지 구조의 발광소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light-Emitting Diode; LED)는 저전력 소모량, 저발열량, 긴 조작 수명, 내충격성 및 부피가 작고 반응속도가 빠르다는 등의 특성을 가지며, 따라서 차량, 가전, 및 조명기구 등과 같이 발광소자를 사용해야 하는 각종 분야에 광범위하게 응용되고 있다. 예를 들어 형광 분말과 같은 파장 전환 재료는 일종의 광발광 물질로서, 이는 LED가 방출하는 제1 광선을 흡수한 후 주파수 스펙트럼이 상이한 제2 광선을 방출할 수 있다.
최근, 디스플레이 영상 품질에 대한 대중의 요구가 끊임없이 높아짐에 따라, 고색재현(wide color gamut)의 기술은 중요한 디스플레이 기술 발전의 하나가 되었으며, 일반적으로, 디스플레이에 형광분말을 사용하면 그 NTSC(National Television System Committee)는 약 70~80%이고, 양자점(QD) 재료를 사용할 경우 NTSC는 100%에 이를 수 있다.
양자점 재료는 또 다른 일종의 파장 전환 재료이다. 상이한 입경의 양자점 재료는 각기 다른 파장광을 방출할 수 있고, 또한, 양자점 재료가 방출하는 광선은 비교적 작은 반치전폭(Full Width at Half Maximum; FWHM)을 지닐 수 있다. 양자점 재료가 방출하는 광선이 비교적 작은 반치전폭을 지니므로, 즉 방출하는 광선이 단색광(monochromatic light)에 더욱 근접하여, 디스플레이에 적용하기에 적합하며, 컬러필터에 의해 여과되는 광량을 감소시킬 수 있다.
발광소자는 발광유닛, 투광층, 파장 전환 구조, 및 반사층을 포함한다. 발광유닛은 상표면 및 제1 측표면을 포함하고, 투광층은 발광유닛의 상표면 및 제1 측표면을 피복한다. 파장 전환 구조는 투광층의 상방에 위치하며, 또한 파장 전환층, 파장 전환층의 상방에 위치하는 제1 장벽층, 파장 전환층의 하방에 위치하는 제2 장벽층, 및 파장 전환층, 제1 장벽층, 및 제2 장벽층의 측표면을 피복하는 제3 장벽층을 포함한다. 반사층은 투광층 및 파장 전환 구조를 둘러싼다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 상면도이다.
도 1c는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 2a~도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 전환 구조의 제조 흐름도이다.
도 3a~도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조 흐름도이다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 상면도이다.
도 5a~도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조 흐름도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 상면도이다.
도 7a~도 7g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조 흐름도이다.
도 8a~도 8c는 본 발명의 상이한 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 9a~도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자와 회로기판의 접합 제조 단계이다.
도 9c~도 9d는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 발광소자와 회로기판의 접합 제조 단계이다.
이하 실시예로 도면과 함께 본 발명의 개념을 설명하며, 도면 또는 설명 중, 유사하거나 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하였고, 또한 도면에서, 소자의 형상, 두께 또는 높이는 합리적인 범위 내에서 확대 또는 축소 가능하다. 본 발명에 열거된 각 실시예는 단지 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명의 범위를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 발명에 대해 실시되는 임의의 자명한 수식 또는 변경은 모두 본 발명의 정신과 범위를 벗어나지 않는다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(100)의 단면도이다. 발광소자(100)는 발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 파장 전환 구조(5) 및 점착층(4)을 포함한다. 발광유닛(1)은 상표면(101), 발광유닛(1)의 상표면(101)과 대향하는 하표면(103)에 위치하는 2개의 도전성 전극(102A, 102B), 및 복수의 측표면(104)을 포함한다. 발광유닛(1)은 단일한 다이오드를 갖는 칩이거나, 또는 다수의 다이오드를 갖는 칩(예를 들어, 고압 발광다이오드 칩)일 수 있다. 발광유닛(1)의 상표면(101)은 출광면이다. 도전성 전극(102A, 102B)의 최외측표면은 발광유닛(1)의 측표면(104)을 벗어나지 않으며(다시 말해, 도전성 전극(102A, 102B)의 최외측표면은 발광유닛(1)의 측표면(104)과 일치하거나 또는 안쪽으로 들어가 있다), 투광층(2)은 발광유닛(1)의 측표면(104)을 둘러싸고, 또한 상표면(101)을 피복한다. 파장 전환 구조(5)는 투광층(2)의 상방에 위치하며, 점착층(4)을 통해 투광층(2)에 고정된다. 다시 말해, 점착층(4)은 파장 전환 구조(5)와 투광층(2) 사이에 위치하며, 파장 전환 구조(5)와 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 0보다 큰 간격이 구비된다. 반사층(3)은 투광층(2), 발광유닛(1), 점착층(4), 및 파장 전환 구조(5)를 둘러싸며, 반사층(3)의 최하표면(303)은 발광유닛(1)의 하표면(103)과 직접 접촉되고, 대체로 일치한다. 다시 말해, 투광층(2)의 하표면은 외부로 노출되지 않는다. 다른 실시예에서, 투광층(2)은 적어도 일부 발광유닛(1)의 하표면(103)을 피복한다. 반사층(3)의 내표면은 제1 부분(301), 및 제1 부분(301) 상방에 위치하는 제2 부분(302)을 포함한다. 제1 부분(301)은 최하표면(303)으로 경사지며, 또한 투광층(2)을 직접 피복한다. 따라서, 투광층(2)의 폭은 제1 부분(301)의 경사면을 따라 변화되며, 발광유닛(1)의 하표면(103)으로부터 상표면(101)을 향하는 방향에서, 투광층(2)의 폭은 점차 넓어진다. 제2 부분(302)은 점착층(4) 및 파장 전환 구조(5)와 직접 접촉되며, 대체로 반사층(3)의 최하표면(303)과 수직이고, 반사층(3)의 최외측표면(304)은 대체로 최하표면(303)과 수직이다. 반사층(3)의 최상표면(305)은 평탄면이며, 대체로 외측표면(304)과 수직이고, 또한 최하표면(303)의 폭과 다르면서 최하표면(303)의 폭보다 작은 폭을 갖는다. 반사층(3)의 최상표면(305)은 대체적으로 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과 일치한다. 일 실시예에서, 반사층(3)의 최상표면(305)은 평탄면이 아니며, 오목부 또는 돌출부를 구비한다. 다른 일 실시예에서, 반사층(3)의 최상표면(305)은 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과 일치하지 않고, 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)보다 높거나 또는 낮을 수 있다.
점착층(4)과 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 0보다 큰 간격이 구비되며, 따라서, 투광층(2)은 점착층(4)과 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 위치하고, 점착층(4)의 최대폭은 대체로 파장 전환 구조(5)의 폭과 같다. 다른 일 실시예에서, 점착층(4)의 최대폭은 파장 전환 구조(5)의 폭보다 크거나 또는 작고, 점착층(4)의 두께는 파장 전환 구조(5)의 두께보다 얇을 수 있다. 일 실시예에서, 점착층(4)의 두께는 20㎛ 미만이며, 점착층(4)의 재료는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지, 예를 들어 실리콘 수지(silicone resin)일 수 있다.
파장 전환 구조(5)는 파장 전환층(501), 제1 장벽층(502), 제2 장벽층(503), 및 제3 장벽층(504)을 구비한다. 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 상표면, 하표면을 밀봉하기 위한 것이고, 제3 장벽층(504)은 파장 전환층(501)의 측표면을 밀봉하기 위한 것이며, 파장 전환층(501)의 외표면이 모두 장벽층의 보호를 받음으로써, 외부의 습기와 산소를 차단하여 파장 전환층(501)의 신뢰도를 향상시킬 수 있다. 제1 장벽층(502)은 파장 전환층(501)의 상표면을 직접 피복하고, 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 하표면을 직접 피복하며, 파장 전환층(501)은 제1 장벽층(502)과 제2 장벽층(503) 사이에 위치한다. 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면은 대체로 일치하거나 또는 일치하지 않을 수 있다(도면 미도시). 제3 장벽층(504)은 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면, 및 제2 장벽층(503)의 하표면(506)을 피복한다. 따라서, 파장 전환층(501)이 제1 장벽층(502), 제2 장벽층(503), 및 제3 장벽층(504)에 의해 둘러싸이게 된다. 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)과 제3 장벽층(504) 사이에 위치하고, 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)은 대체로 동일하거나 상이한 폭을 가질 수 있다. 제3 장벽층(504)은 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면과 직접 접촉되고, 대체로 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과 수직이거나, 또는 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면 윤곽을 따라 기복이 있는 내측표면(5041)을 갖는다.
파장 전환층(501)은 양자점 재료를 포함하며, 양자점 재료는 매트릭스(基質) 및 매트릭스에 분산되는 양자점 입자를 포함한다. 매트릭스의 재료는 열경화성 수지 또는 광경화성 수지, 예를 들어 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 에폭시수지(epoxy resin), 또는 실리콘 수지(silicone resin)일 수 있다. 양자점 입자의 재료는 반도체 재료로 구성될 수 있으며, 또한 입경은 통상적으로 100나노미터(nm)보다 작거나 또는 같다. 반도체 재료는 II-VI족 반도체 화합물, III-V족 반도체 화합물, IV-VI족 반도체 화합물, 또는 상기 재료의 조합을 포함한다. 양자점 입자의 구조는 주로 발광하는 코어(core) 및 코어를 감싸는 쉘(shell)을 포함할 수 있다. 코어의 재료는 황화아연(ZnS), 셀레늄화아연(ZnSe), 텔루륨화아연(ZnTe), 산화아연(ZnO), 염화세슘납(CsPbCl3), 브롬화세슘납(CsPbBr3), 요오드화세슘납(CsPbI3), 황화카드뮴(CdS), 셀렌화카드뮴(CdSe), 텔루륨화카드뮴(CdTe), 질화갈륨(GaN), 인화갈륨(GaP), 셀레늄화갈륨(GaSe), 안티몬화갈륨(GaSb), 비소화갈륨(GaAs), 질화알루미늄(AlN), 인화알루미늄(AlP), 비소화알루미늄(AIAs), 비소화인듐(InP), 비소화인듐(InAs), 텔루륨(Te), 황화납(PbS), 안티몬화인듐(InSb), 텔루륨화납(PbTe), 셀레늄화납(PbSe), 안티몬화텔루륨(SbTe), 셀레늄화아연카드뮴(ZnCdSe), 황화아연카드뮴셀레늄(ZnCdSeS), 또는 황화구리인듐(CuInS)일 수 있다. 쉘의 재료는 코어의 재료와 반드시 서로 매칭되어야 하며(예를 들어 코어와 쉘 재료의 격자상수가 매칭되어야 한다), 쉘의 재료의 선택은 코어 재료의 격자상수와 반드시 매칭되어야 하는 이외에, 양자 수율(quantum yield)을 높일 수 있도록 코어의 바깥 둘레에 하나의 고 에너지 장벽 영역을 형성하여야 한다. 쉘의 구조는 단층, 다층 또는 재료의 조성이 점차 변하는 구조일 수 있다. 일 실시예에서, 코어는 셀레늄화카드뮴이고, 쉘은 단층의 황화아연이며, 다른 실시예에서, 코어는 셀레늄화카드뮴이고, 쉘은 내층(카드뮴, 아연)(황, 셀레늄) 및 외층인 황화아연을 포함한다. 다른 일 실시예에서, 코어는 셀레늄화카드뮴(CdSe)이고, 쉘은 내층인 황화카드뮴(CdS), 외층인 황화아연(ZnS), 및 내층 쉘과 외층 쉘 사이에 위치하는 조성 전이층(compositional transition layer), 예를 들어 Zn0 . 25Cd0 .75S/Zn0 . 5Cd0 .5S/Zn0 . 75Cd0 .25S를 포함한다. 조성 전이층의 재료 조성비는 내층 쉘과 외층 쉘 재료 조성비 사이에 개재되며, 일 실시예에서, 조성 전이층은 외층 쉘과 내층 쉘의 혼합물로 조성되는 합금층이다.
파장 전환층(501)은 양자점 입자 이외의 파장 전환 재료를 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 기타 종류의 형광분말 재료가 양자점 입자와 동시에 접합제(binder)에 혼합된다. 예를 들어, 4가망간을 활성화 중심으로 하는 불화물 형광분말은 적색광을 방출할 수 있어, 녹색광인 양자점 입자와 동시에 접합제에 혼합된다. 다른 일 실시예에서, 기타 종류의 형광분말 재료가 양자점 입자와 분층 방식으로 접합제에 혼합되며, 예를 들어 녹색광을 방출할 수 있는 질산화물 형광분말층이 발광유닛(1)에 인접한 부위에 형성되고, 적색광 및/또는 기타 색광을 방출하는 양자점 입자는 형광분말층의 상부에 피복된다. 파장 전환층(501)은 광산란 입자를 더 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 다수의 광산란 입자가 매트릭스에 분산되며, 광산란입자는 발광유닛(1)의 입사광을 산란시킴으로써, 입사광이 파장 전환층(501) 내에서 이동하는 경로를 증가시켜 입사광이 양자점 재료/형광분말에 의해 흡수되는 확률을 높일 수 있다. 광산란 입자의 재료는 산화실리콘 또는 산화티타늄 입자를 포함할 수 있다.
파장 전환층(501)의 상표면, 하표면을 피복하는 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)은 유사하거나 또는 동일한 재료, 예를 들어 PVDF(polyvinylidene difluoride; 폴리비닐리덴 디플루오라이드), 또는 PET(polyethylene terephthalate; 폴리에틸렌 테레프탈레이트)를 포함할 수 있다. PVDF의 열변형(Heat deflection temperature; HDT) 온도는 PET보다 높아, 대략 200℃이며, 또한 투광도는 92.5%보다 크다. 일 실시예에서, 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)은 PVDF 재료를 포함한다. 제조 단계에 리플로우(reflow) 단계가 포함되는 경우, 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)의 재료 특성상, 대체로 고온으로 인해 파괴될 우려가 없기 때문에, 파장 전환층(501)을 고온으로 리플로우한 후에도 여전히 습기, 산소에 대해 충분한 차단력을 지니도록 보장할 수 있다. 제3 장벽층(504)의 재료는 금속, 또는 무기재료를 포함할 수 있다. 금속은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 포함할 수 있고, 무기재료는 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(Al2O3), 질산화실리콘(SiON) 또는 질화실리콘(SiNx)을 포함할 수 있다.
투광층(2)은 실리콘(Silicone), 에폭시 수지(Epoxy), 폴리이미드(PI), 벤조시클로부텐(BCB), 퍼플루오로시클로부탄(PFCB), SU8, 아크릴 수지(Acrylic Resin), 폴리메틸메타크릴레이트(PMMA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리카보네이트(PC), 폴리에테르이미드(Polyetherimide), 플루오로카본 폴리머(Fluorocarbon Polymer), 산화알루미늄(Al2O3), SINR, 스핀코팅 유리(SOG)를 포함한다. 도전성 전극(102A, 102B)의 재료는 금속, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 또는 이들의 합금, 또는 이들의 적층 조합일 수 있고, 투광층(2)은 파장 전환 재료를 포함하지 않는다. 다른 일 실시예에서, 투광층(2)은 파장 전환층(501)과 상이한 방사 파장 및/또는 상이한 농도의 파장 전환 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어, 투광층(2)은 적색 형광분말을 포함하고, 파장 전환층(501)은 녹색광 양자점 입자를 포함한다.
반사층(3)의 재료는 매트릭스 및 고반사율 물질의 혼합물을 포함한다. 매트릭스는 실리콘 매트릭스(silicone-based) 또는 에폭시 매트릭스(epoxy-based)일 수 있고; 고반사율 물질은 이산화티타늄, 이산화실리콘, 산화알루미늄, K2TiO3, ZrO2, ZnS, ZnO, 또는 MgO를 포함할 수 있다.
발광유닛(1)은 비간섭성(incoherence) 광을 방출할 수 있는 반도체 발광소자로서, 기판, 제1형 반도체층, 활성층, 및 제2형 반도체층을 포함한다. 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층은 예를 들어 클래딩층(cladding layer) 또는 제한층(confinement layer)이며, 각각 전자와 정공을 제공하여, 전자와 정공이 활성층에서 결합됨으로써 광을 방출한다. 제1형 반도체층, 활성층, 및 제2형 반도체층은 III-V족 반도체 재료, 예를 들어 AlxInyGa(1-x-y)N 또는 AlxInyGa(1-x-y)P를 포함할 수 있으며, 그 중 0≤x≤1, 0≤y≤1; (x+y)≤1이다. 활성층 재료에 따라, 발광 본체(1)는 피크값이 610nm과 650nm 사이에 개재되는 적색광, 피크값이 530nm과 570nm 사이에 개재되는 녹색광, 피크값이 450nm과 490nm 사이에 개재되는 청색광, 또는 피크값이 400nm과 450nm 사이에 개재되는 자색광, 또는 피크값이 280nm과 400nm 사이에 개재되는 자외광을 방출할 수 있다. 기판은 제1형 반도체층, 활성층, 및 제2형 반도체층의 성장기판으로써 사용되거나, 또는 성장기판을 제거한 후 제1형 반도체층, 활성층, 및 제2형 반도체층의 캐리어로 사용될 수 있다. 기판의 재료는 게르마늄(Ge), 비소화갈륨(GaAs), 인듐화인(InP), 사파이어(Sapphire), 탄화실리콘(SiC), 실리콘(Si), 알루미늄산 리튬(LiAlO2), 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 금속, 유리, 복합재료(Composite), 다이아몬드, CVD 다이아몬드, 유사다이아몬드 탄소(Diamond-Like Carbon; DLC) 등을 포함하되, 단 이에 한정되지 않는다.
파장 전환 구조(5)와 발광유닛(1) 사이에 0보다 큰 간격이 구비되며, 투광층(2)은 파장 전환 구조(5)와 발광유닛(1) 사이에 위치한다. 파장 전환 구조(5)는 발광유닛(1)과 직접 접촉되지 않아, 발광유닛(1)이 발생시키는 열이 파장 전환 구조(5)로 직접 전달되지 않는다. 따라서, 파장 전환 구조(5)는 대체로 발광유닛(1)으로 인한 직접적인 열전도로 인해, 온도가 급증하여 신뢰도가 저하되는 결과를 초래할 우려가 없다. 발광유닛(1)이 파장 전환 구조(5)로 입사하는 입사광은 파장 전환 구조(5) 중의 파장 전환 재료에 의해 흡수/전환되며, 흡수/전환되지 않은 입사광과 파장 전환 재료가 방출하는 광선은 완전히 또는 부분적으로 혼합된 후 발광소자(100)를 이탈한다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(100)의 상면도이다. 파장 전환 구조(5)는 발광유닛(1)의 상부에 피복되고, 반사층(3)은 파장 전환 구조(5)의 주위를 둘러싼다. 상세히 설명하면, 반사층(3)은 제3 장벽층(504)을 둘러싸며, 제3 장벽층(504)은 제1 장벽층(502)을 둘러싼다. 상면도를 살펴보면, 반사층(3), 제3 장벽층(504), 및 제1 장벽층(502)의 기하 중심은 서로 근접한 위치에 위치할 수 있다. 도 1b에 도시된 바와 같이, 발광소자(100)는 직사각형의 외형을 가지며, 단 본 출원 중의 발광소자(100)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 기타 실시예에서, 발광소자(100)는 직사각형이 아닌 기타 형상일 수 있으며, 예를 들어 삼각형, 사다리꼴, 마름모꼴, 평행사변형, 정사각형, 원형, 또는 기타 다각형일 수 있다. 파장 전환 구조(5) 중의 파장 전환 재료가 발광유닛(1)으로부터의 입사광에 의해 여기될 때에도 역시 열에너지가 발생할 수 있으며, 이는 파장 전환 구조(5)의 온도를 상승시켜 파장 전환 구조(5)의 신뢰도를 저하시킬 수 있다. 예를 들어, 파장 전환 구조(5)에 위치한 양자점 입자가 견딜 수 있는 광에너지 밀도는 대략 0.2W/mm2이며, 입사광 강도가 지나치게 크면, 양자점 입자의 발광 효율, 발광 강도 등 특성을 열화시킬 수 있다. 따라서, 파장전환으로 인해 파장 전환 재료에 발생되는 열에너지를 저하시키기 위해, 발광소자(100)의 파장 전환 구조(5)의 면적은 발광유닛(1)의 출광면보다 크게 함으로써, 파장 전환 구조(5)가 견디는 에너지 밀도를 저하시킨다. 상면도를 살펴보면, 발광유닛(1)의 상표면은 면적 A1을 지니고, 파장 전환 구조(5)의 상표면은 면적 A2를 지니며, A2>A1이고, 또한 A2/A1은 일정 수치 구간 내에 개재되며, 예를 들어 1.5<A2/A1<10이다.
제3 장벽층(504)의 주요 기능은 파장 전환층(501)의 측표면을 밀봉하기 위한 것이며, 따라서 도 1c에 도시된 바와 같이, 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면만 선택적으로 피복하고, 제2 장벽층(503)의 하표면(506)은 피복하지 않을 수 있다. 도 1c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광유닛(110)의 단면도로서, 발광소자(110)는 발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 파장 전환 구조(5) 및 점착층(4)을 포함한다. 파장 전환 구조(5)는 파장 전환층(501), 제1 장벽층(502), 제2 장벽층(503), 및 제3 장벽층(504)을 포함한다. 제1 장벽층(502)은 파장 전환층(501)의 상표면을 직접 피복하고, 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 하표면을 직접 피복하며, 제1 장벽층(502), 파장 전환층(502), 제1 장벽층(503)의 측표면은 대체로 일치하거나 또는 일치하지 않는다. 파장 전환층(501)은 제1 장벽층(502)과 제2 장벽층(503) 사이에 위치하고, 제3 장벽층(504)은 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면을 피복한다. 제2 장벽층(503)의 하표면(506)은 제3 장벽층(504)에 의해 피복되지 않고, 직접 점착층(4)과 접촉된다. 발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 파장 전환 구조(5), 및 점착층(4)의 구조, 재료는 전술한 발광소자(100) 관련 단락을 참고하면 된다.
도 2a~도 2f는 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 전환 구조(5)의 제조 흐름도이다. 도 2a를 참조하여, 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)으로 상, 하가 보호되는 파장 전환층(501)을 제1 임시 캐리어(61)에 설치하며, 그 중, 제1 장벽층(502)을 제1 임시 캐리어(61)와 직접 접촉시키거나 또는 접착층(미도시)을 통해 제1 임시 캐리어(61)에 부착시킨다. 이어서, 도 2b를 참조하여, 절단을 실시하여 복수의 파장 전환 구조의 크기를 규정하는 복수의 통로(P1)를 형성한다. 도 2c를 참조하여, 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 제3 장벽층(504)을 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 및 제2 장벽층(503)의 측표면과, 제2 장벽층(503)의 상표면, 및 통로(P1)에 피복한다. 마지막으로, 도 2d와 같이, 통로(P1) 중의 제3 장벽층(504)을 제거하면, 제1 임시 캐리어(61) 상에 복수의 파장 전환 구조(5)를 형성할 수 있다. 다른 일 실시예에서, 도 2c의 단계를 도 2e로 대체하여, 제3 장벽층(504)이 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 및 제2 장벽층(503)의 측벽, 및 통로(P1)만 피복하고, 제2 장벽층(503)의 상표면은 노출시킨다. 마지막으로, 도 2f에 도시된 바와 같이, 통로(P1) 중의 제3 장벽층(504)을 제거하면, 제1 임시 캐리어(61)에 복수의 파장 전환 구조(5)를 형성할 수 있다. 제1 임시 캐리어(61)의 재료는 열박리 이형테이프(thermal release tape), 광분해 테이프(UV tape), 화학적 박리 테이프(Chemical release tape), 내열테이프, 또는 블루 테이프(Blue Tape)일 수 있다.
도 3a~도 3f는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 제조 흐름도이다. 여기서는 도 1a의 발광소자(100)의 제작 단계를 예시하였으며, 도 1c의 발광소자(110)는 도 3a~도 3f의 파장 전환 구조(5)를 도 2f의 구조로 교체하기만 하면 제작을 완료할 수 있다. 도 3a를 참조하여, 점착성을 지닌 제2 임시 캐리어(62)를 제공하고, 복수의 발광유닛(1)의 2개의 도전성 전극(102A, 102B)을 제2 임시 캐리어(62)에 안치한다. 이웃한 발광 본체(1) 사이의 영역은 통로 영역으로 규정된다. 투광층(2)은 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 발광유닛(1)의 상표면(101)과 측표면(104), 및 통로 영역을 피복한다. 여기서, 평탄화 공정, 예를 들어 연마(polish process) 또는 샌드블라스트(blasting) 공정을 실시하여 투광층(2)의 상표면을 평탄화할 수도 있다. 이후, 도 3b를 참조하여, 투광층(2)의 상방에 점착층(4)을 형성한다. 도 3c를 참조하여, 도 3b의 구조를 뒤집어, 발광유닛(1)을 도 2d 중의 파장 전환 구조(5)와 둘씩 서로 대향하게 하고, 도 2d 중의 파장 전환 구조(5)를 점착층(4)과 접촉시켜 접착하여, 파장 전환 구조(5)를 각 발광유닛(1)의 하방에 고정시킨 후, 제2 임시 캐리어(62)를 제거하여 도전성 전극(102A, 102B)을 노출시킨다. 이어서, 도 3d를 참조하여, 투광층(2) 및 점착층(4)을 절단하여 위는 넓고 아래는 좁은 절단로(C1)를 형성하고, 이웃한 파장 전환 구조(5) 사이에 위치한 통로(P1)를 노출시킨다. 위는 넓고 아래는 좁은 절단로(C1)를 형성하기 위하여, 외형이 서로 비슷한 절단날을 사용하여 절단 단계를 실시하는 것이 바람직하나, 위는 넓고 아래는 좁은 절단로를 형성할 수 있는 절단 도구 또는 제조 공정 역시 본 출원에 응용될 수 있음을 배제하지 않는다. 이어서, 도 3e를 참조하여, 절단로(C1)와 통로(P1) 사이에 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 반사층(3)을 형성한다. 이후, 다시 연마 또는 샌드블라스트 공정과 같은 평탄화 공정을 실시하여, 도전성 전극(102A, 102B)을 노출시킨다. 이 단계에서, 선택적으로 반사층(3)을 발광유닛(1)의 하표면(103)에 피복하고, 도전성 전극(102A, 102B) 사이를 채울 수 있다. 마지막으로, 도 3f와 같이, 반사층(3)을 절단하고, 제1 임시 캐리어(61)를 제거하여 서로 분리된 복수의 발광소자를 형성한다. 제1 임시 캐리어(61), 및 제2 임시 캐리어(62)를 제거하는 방법은 레이저 박리, 가열 분리, 용해 등 방식을 이용할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(200)의 단면도이다. 발광소자(200)는 발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 파장 전환 구조(5) 및 보호층(7)을 포함한다. 발광유닛(1)은 상표면(101), 발광유닛(1)의 상표면(101)과 대향하는 하표면(103)에 위치하는 2개의 도전성 전극(102A, 102B), 및 복수의 측표면(104)을 구비한다. 발광유닛(1)은 단일한 다이오드를 구비한 칩이거나, 또는 다수의 다이오드를 갖는 칩(예를 들어, 고압 발광 다이오드 칩)일 수 있으며, 발광유닛(1)의 상표면(101)은 출광면이다. 도전성 전극(102A, 102B)의 최외측표면은 발광유닛(1)의 측표면(104)을 벗어나지 않으며(다시 말해, 도전성 전극(102A, 102B)의 최외측표면은 발광유닛(1)의 측표면(104)과 일치하거나 또는 내측으로 축소된다). 투광층(2)은 발광유닛(1)의 측표면(104)을 둘러싸며 상표면(101)을 피복한다. 파장 전환 구조(5)는 투광층(2)의 상방에 위치하며, 투광층(2)과 직접 접촉된다. 파장 전환 구조(5)와 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에는 0보다 큰 간격이 구비된다. 다른 실시예에서, 파장 전환 구조(5)와 투광층(2) 사이는 발광소자(100)와 마찬가지로, 점착층(미도시)을 구비한다. 반사층(3)은 투광층(2), 발광유닛(1), 및 파장 전환 구조(5)를 둘러싸며, 반사층(3)의 최하표면(303)은 발광유닛(1)의 하표면(103)과 직접 접촉되며 대체로 일치한다. 다시 말해, 투광층(2)의 하표면은 발광소자(100) 바깥으로 노출되지 않는다. 다른 실시예에서, 투광층(2)은 적어도 일부 발광유닛(1)의 하표면(103)을 피복한다. 반사층(3)의 내표면(306)은 경사면으로서, 반사층(3)의 최하층면(303)으로 경사진다. 반사층(3)의 외측표면(304)은 대체로 최하표면(303)과 수직이다.
보호층(7)은 반사층(3)의 내표면(306)에 형성되고, 예를 들어, 10㎛보다 크고 50㎛보다 작은 두께를 지니며, 또한 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과의 사이에 하나의 예각을 갖는다. 보호층(7)은 제1 부분(701) 및 제1 부분(701) 상방에 위치하는 제2 부분(702)을 포함한다. 제1 부분(701)은 투광층(2)과 반사층(3) 사이에 위치하여 투광층(2)의 측표면을 직접 피복하고, 제2 부분(702)은 파장 전환 구조(5)와 투광층(2) 사이에 위치하여 파장 전환 구조(5)의 측표면을 직접 피복한다. 보호층(7)은 금속, 또는 무기재료를 포함할 수 있다. 금속은 금(Au), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni)을 포함할 수 있고, 무기재료는 산화실리콘(SiOx), 산화알루미늄(Al2O3), 질산화실리콘(SiON) 또는 질화실리콘(SiNx)을 포함할 수 있다.
파장 전환 구조(5)는 파장 전환층(501), 제1 장벽층(502), 및 제2 장벽층(503)을 구비한다. 제1 장벽층(502)은 파장 전환층(501)의 상표면을 직접 피복하고, 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 하표면을 직접 피복하며, 파장 전환층(501)은 제1 장벽층(502)과 제2 장벽층(503) 사이에 위치한다. 파장 전환층(501), 제1 장벽층(502), 및 제2 장벽층(503)의 측표면이 함께 하나의 경사면을 형성하여, 보호층(7)의 제2 부분(702)에 의해 직접 피복된다. 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 상, 하표면을 밀봉하기 위한 것이고, 보호층(7)은 파장 전환층(501)의 측표면을 밀봉하기 위한 것이며, 파장 전환층(501)의 외표면이 모두 장벽층과 보호층의 보호를 받음으로써, 외부의 습기 및 산소를 차단하고, 나아가 파장 전환층(501)의 신뢰도를 높일 수 있다. 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)이 함께 위는 넓고 아래는 좁은 사다리꼴을 형성하며, 상세히 설명하면, 제2 장벽층(503)의 폭은 파장 전환층(501)의 폭보다 작고, 파장 전환층(501)의 폭은 제1 장벽층(502)의 폭보다 작다. 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)은 반사층(3)의 최상표면(305), 보호층(7)의 최상표면(703)과 대체로 일치한다.
발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 재료는 전술한 발광소자(100)의 관련 단락을 참고하면 되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
도 4b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(200)의 상면도이다. 파장 전환 구조(5)는 발광유닛(1)의 상부에 피복되고, 보호층(7)은 파장 전환 구조(5)의 주위를 둘러싸며, 반사층(3)은 보호층(7)의 주위를 둘러싼다(도 4a 참조). 도 4b에 도시된 바와 같이, 발광소자(200)는 직사각형의 외형을 가지나, 단 본 출원 중의 발광소자(100)의 형상은 이에 한정되지 않는다. 발광소자(200)는 직사각형이 아닌 기타 형상일 수 있으며, 예를 들어 삼각형, 사다리꼴, 마름모꼴, 평행사변형, 정사각형, 원형, 또는 기타 다각형일 수 있다. 파장 전환 구조(5) 중의 파장 전환 재료가 발광유닛(1)으로부터의 입사광에 의해 여기 시에도 역시 열에너지가 발생할 수 있으며, 이는 파장 전환 구조(5)의 온도를 상승시킴으로써, 파장 전환 구조(5)의 신뢰도를 저하시킬 수 있다. 예를 들어 양자점 입자가 견딜 수 있는 광에너지 밀도는 대략 0.2W/mm2이며, 입사광의 강도가 지나치게 크면, 양자점 입자의 발광효율, 발광강도 등 특성을 열화시킬 수 있다. 따라서, 파장전환으로 인해 파장 전환 재료에 발생되는 열에너지를 저하시키기 위해, 발광소자(200)의 파장 전환 구조(5)의 면적은 발광유닛(1)의 출광면보다 크게 함으로써, 파장 전환 구조(5)가 견디는 에너지 밀도를 저하시킨다. 상면도를 살펴보면, 발광유닛(1)의 상표면은 면적 A1을 지니고, 파장 전환 구조(5)의 상표면은 면적 A2를 지니며, A2>A1이고, 또한 A2/A1은 일정 수치 구간 내에 개재되며, 예를 들어 1.5<A2/A1<10이다.
도 5a~도 5i는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조 흐름도이다. 도 5a를 참조하여, 제1 장벽층(502)과 제2 장벽층(503)으로 파장 전환층(501)을 제1 임시 캐리어(61)에 설치하며, 그 중, 제1 장벽층(502)을 제1 임시 캐리어(61)와 직접 접촉시키거나 또는 접착층(미도시)을 통해 제1 임시 캐리어(61)에 부착시킨다. 이어서, 도 5b를 참조하여, 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 투광층(2)을 제2 장벽층(503)에 형성한다. 도 5c를 참조하여, 점착성을 지닌 제2 임시 캐리어(62)를 제공하고, 복수의 발광유닛(1)의 2개의 도전성 전극(102A, 102B)을 제2 임시 캐리어(62)에 안치하며, 이웃한 발광 본체(1) 사이의 영역을 통로 영역으로 규정한다. 이어서, 도 5d를 참조하여, 도 5c 중의 구조를 뒤집어 발광유닛(1)을 도 5b 중의 투광층(2)에 매립하되, 단 발광유닛(1)이 제2 장벽층(503)에 접촉되지 않도록 한다. 도 5e를 참조하여, 제2 임시 캐리어(62)를 제거하고 도전성 전극(102A, 102B)을 노출시킨다. 이어서, 도 5f를 참조하여, 투광층(2), 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 및 제2 장벽층(503)을 절단하여 위는 넓고 아래는 좁은 절단로(C1)를 형성한다. 위는 넓고 아래는 좁은 절단로(C1)를 형성하기 위하여, 외형이 서로 비슷한 절단날을 사용하여 절단 단계를 실시하는 것이 바람직하나, 위는 넓고 아래는 좁은 절단로를 형성할 수 있는 절단 도구 또는 제조 공정 역시 본 출원에 응용될 수 있음을 배제하지 않는다. 도 5g를 참조하여, 절단로(C1)에, 투광층(2), 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 및 제2 장벽층(503)으로 함께 형성되는 경사면에 원자층 화학기상증착법(Atomic Layer Chemical Vapor Deposition; ALD), 전기도금, 또는 화학도금 방식을 이용하여 보호층(7)을 형성한다. 이후, 도 5h를 참조하여, 절단로(C1)와 통로(P1) 사이에 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 반사층(3)을 형성한다. 이후, 다시 연마 또는 샌드블라스트 공정과 같은 평탄화 공정을 실시하여 도전성 전극(102A, 102B)을 노출시킨다. 이 단계에서, 선택적으로 반사층(3)을 발광유닛(1)의 하표면(103)에 피복하고, 도전성 전극(102A, 102B) 사이를 채울 수 있다. 마지막으로, 도 5i를 참조하여, 반사층(3)을 절단하고, 제1 임시 캐리어(61)를 제거하여 각자 분리된 복수의 발광소자를 형성한다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(300)의 단면도이다. 발광소자(300)는 발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 파장 전환 구조(5) 및 점착층(4)을 포함한다. 발광유닛(1)은 상표면(101), 발광유닛(1)의 상표면(101)과 대향하는 하표면(103)에 위치하는 2개의 도전성 전극(102A, 102B), 및 복수의 측표면(104)을 구비한다. 투광층(2)은 발광유닛(1)의 측표면(104)을 둘러싸고, 또한 상부표면(101)을 피복한다. 파장 전환 구조(5)는 투광층(2)의 상방에 위치하여, 점착층(4)을 통해 투광층(2)과 고정 결합된다. 다시 말해, 점착층(4)은 파장 전환 구조(5)와 투광층(2)의 사이에 위치하며, 파장 전환 구조(5)와 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 0보다 큰 간격이 구비된다. 반사층(3)은 투광층(2), 발광유닛(1), 점착층(4), 및 파장 전환 구조(5)를 둘러싼다. 반사층과 발광유닛(1)의 측표면(104)은 직접 접촉되지 않으며, 측표면(104)과의 사이에 0보다 큰 간격이 구비된다. 반사층(3)의 내표면은 제1 부분(301), 제1 부분(301) 상방에 위치하는 제2 부분(302), 및 제1 부분(301)과 제2 부분(302)을 연결하는 제3 부분(307)을 포함한다. 제1 부분(301)은 최하표면(303)과 수직이고, 또한 투광층(2)을 직접 피복한다. 제2 부분(302)은 파장 전환 구조(5)와 직접 접촉되며, 또한 대체로 반사층(3)의 최하표면(303)과 수직이다. 제3 부분(307)은 제1 부분(301)과 제2 부분(302) 사이에 위치하고, 제1 부분(301) 및 제2 부분(302)과 평행하지 않은 하나의 경사면을 구비한다. 또 다른 일 실시예에서, 제3 부분(307)은 호면이다. 반사층(3)의 최외측표면(304)은 대체로 최하표면(303)과 수직이며, 반사층(3)의 내표면의 제1 부분(301)과 최외측표면(304)의 거리는 제2 부분(302)과 최외측표면(304)의 거리보다 크다. 다시 말해, 반사층(3)의 투광층(2)을 둘러싸는 부분의 폭은 파장 전환 구조(5)를 둘러싸는 부분보다 넓다. 반사층(3)의 최상표면(305)은 평탄면이 아니고, 오목부를 구비한다. 최상표면(305)과 파장 전환 구조(5)가 접촉되는 끝점(end point)(3051)은 최상표면(305)과 최외측표면(304)이 서로 만나는 끝점(3052)보다 높다. 또 다른 실시예에서, 반사층(3)의 최상표면(305)은 경사면 또는 평면이며, 반사층(3)의 최상표면(305)이 평면일 경우, 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과 일치할 수 있다. 다른 실시예에서, 최상표면(305)과 파장 전환 구조가 접촉되는 끝점(3051)은 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)과 접촉되지 않고, 또한 파장 전환 구조(5)의 최상표면(505)보다 낮다.
점착층(4)과 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 0보다 큰 간격이 구비되며, 따라서, 투광층(2)은 점착층(4)과 발광유닛(1)의 상표면(101) 사이에 위치한다. 점착증(4)의 상표면(401)의 폭은 대체로 파장 전환 구조(5)의 폭과 같고, 하표면(402)의 폭은 대체로 투광층(2)의 폭과 같으며, 점착층(4)의 상표면(401)의 폭은 하표면(402)의 폭과 다르다. 점착층(4)의 두께가 비교적 얇을 경우, 그 상하면의 폭 차이는 크지 않거나 또는 동일할 수 있다.
파장 전환 구조(5)는 파장 전환층(501), 제1 장벽층(502), 제2 장벽층(503), 및 제3 장벽층(504)을 구비한다. 제1 장벽층(502) 및 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 상,하표면을 밀봉하기 위한 것이고, 제3 장벽층(504)은 파장 전환층(501)의 측표면을 밀봉하기 위한 것이며, 파장 전환층(501)의 외표면을 모두 장벽층으로 보호함으로써, 외부의 습기 및 산소를 차단하고, 나아가 파장 전환층(501)의 신뢰도를 높일 수 있다. 제1 장벽층(502)은 파장 전환층(501)의 상표면을 직접 피복하고, 제2 장벽층(503)은 파장 전환층(501)의 하표면을 직접 피복하며, 파장 전환층(501)은 제1 장벽층(502)과 제2 장벽층(503) 사이에 위치한다. 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면은 대체로 일치하거나 또는 일치하지 않을 수 있다(미도시). 제3 장벽층(504)은 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503)의 측표면, 및 제1 장벽층(502)의 상표면(507)을 피복한다. 따라서, 파장 전환층(501)은 제1 장벽층(502), 제2 장벽층(503), 및 제3 장벽층(504)에 의해 둘러싸인다. 제1 장벽층(502)은 파장 전환층(501)과 제3 장벽층(504) 사이에 위치하고, 제2 장벽층(503)은 점착층(4)의 상표면(401)과 직접 접촉된다.
발광유닛(1), 투광층(2), 반사층(3), 점착층(4), 제1 장벽층(502), 파장 전환층(501), 제2 장벽층(503), 제3 장벽층(504)의 재료는 설명은 전술한 발광소자(100)의 관련 단락을 참고하면 되므로, 여기서는 중복 설명을 생략한다.
도 6b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(300)의 상면도이다. 파장 전환 구조(5)는 발광유닛(1)의 상방에 피복되고, 반사층(3)은 파장 전환 구조(5)의 주위를 둘러싼다. 상세히 설명하면, 상면도를 살펴보면, 반사층(3)은 제3 장벽층(504)의 주위를 둘러싸고, 제3 장벽층(504)과의 기하 중심은 서로 근접한 위치에 위치할 수 있다. 파장 전환 구조(5) 중의 파장 전환 재료가 발광유닛(1)으로부터의 입사광에 의해 여기 시에도 역시 열에너지가 발생할 수 있으며, 이는 파장 전환 구조(5)의 온도를 상승시킴으로써, 파장 전환 구조(5)의 신뢰도를 저하시킬 수 있다. 예를 들어 양자점 입자가 견딜 수 있는 광에너지 밀도는 대략 0.2W/mm2이며, 입사광의 강도가 지나치게 크면, 양자점 입자의 발광효율, 발광강도 등 특성을 열화시킬 수 있다. 따라서, 파장전환으로 인해 파장 전환 재료에 발생되는 열에너지를 저하시키기 위해, 발광소자(200)의 파장 전환 구조(5)의 면적은 발광유닛(1)의 출광면보다 크게 함으로써, 파장 전환 구조(5)가 견디는 에너지 밀도를 저하시킨다. 상면도를 살펴보면, 발광유닛(1)의 상표면은 면적 A1을 지니고, 파장 전환 구조(5)의 상표면은 면적 A2를 지니며, A2>A1이고, 또한 A2/A1은 일정 수치 구간 내에 개재되며, 예를 들어 1.5<A2/A1<10이다.
도 7a~도 7g는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 제조 흐름도이다. 도 7a를 참조하여, 점착성을 지닌 제2 임시 캐리어(62)를 제공하고, 복수의 발광유닛(1)의 2개의 도전성 전극(102A),(102B)을 제2 임시 캐리어(62)에 안치하며, 이웃한 발광 본체(1) 사이의 영역을 통로 영역으로 규정하고, 투광층(2)을 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여 발광유닛(1)의 상표면(101)과 측표면(104), 및 통로 영역에 피복한다. 여기서, 연마(polish process) 또는 샌드블라스트(blasting) 공정과 같은 평탄화 공정을 실시하여 투광층(2)의 상표면을 평탄화할 수도 있다. 이어서, 도 7b를 참조하여, 이웃한 발광유닛(1) 사이의 통로 영역을 절단하고, 일부 투광층(2)을 제거하여 절단로(C2)를 형성한다. 도 7c를 참조하여, 점착층(4)을 투광층(2)의 상방에 형성한다. 도 7d를 참조하여, 도 2d의 파장 전환 구조(5)를 뒤집어, 제3 임시 캐리어(63)에 안치하고, 제1 임시 캐리어(61)를 제거한다. 이어서, 도 7e를 참조하여, 발광유닛(1)을 도 7d 중의 둘씩 서로 대향하도록 하고, 파장 전환 구조(5)를 아래로 이동시켜 점착층(4)과 접촉시켜 접착함으로써, 파장 전환 구조(5)를 각 상응하는 발광유닛(1)의 상방(하나의 파장 전환 구조는 하나 또는 다수의 발광유닛을 피복할 수 있다)에 고정시킨다. 이어서, 제3 임시 캐리어(63)를 제거하여, 절단로(C2)를 노출시킨다. 도 7f를 참조하여, 절단로(C2)에서 인쇄(printing), 코팅(coating), 분사(spraying), 디스펜싱(dispensing), 또는 몰딩(molding) 등 방식을 이용하여, 반사층(3)을 파장 전환 구조(5) 및 투광층(2)의 측표면에 피복한다. 이 단계에서, 반사층(3)의 충전 높이는 파장 전환 구조(5)를 초과하지 않도록 제어하며, 따라서 파장 전환 구조(5)를 노출시키기 위한 연마 공정을 실시할 필요가 없다. 반대로, 반사층(3)의 충전 높이가 파장 전환 구조(5)를 초과하면 필요에 따라 높이를 낮추는 단계를 실시할 수 있으며, 다시 말해 반사층(3)의 최상표면의 높이는 파장 전환 구조(5)의 최상표면을 초과할 수 있다. 마지막으로, 도 7g를 참조하여, 반사층(3)을 절단하고, 제2 임시 캐리어(62)를 제거하여 서로 분리된 복수의 발광소자를 형성한다. 제3 임시 캐리어(63)의 재료 및 제거 방법은 제1 임시 캐리어(61), 제2 임시 캐리어(62)와 동일하므로, 전술한 관련 단락을 참조하면 된다.
전술한 발광소자(100, 110, 200, 300)의 발광유닛(1)은 플립칩을 선택하여 사용할 수 있으며, 다시 말해, 발광유닛(1)의 2개의 도전성 전극(102A, 102B)은 발광유닛(1)의 동일 측에 위치한다. 기타 실시예에서, 도 8a~도 8c에 도시된 바와 같이, 발광유닛(1)은 페이스업(face-up) 칩으로도 치환 가능하다. 도 8a~도 8c는 발광소자(300)를 예로 든 것으로서, 플립형 발광유닛(1)을 페이스업형 발광유닛으로 치환한 구조의 예시도이다. 도 8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(400)의 단면도이다. 발광소자(400)의 반사층(3), 투광층(2), 파장 전환 구조(5) 및 점착층(4)의 구조, 재료는 발광소자(300)와 동일하므로, 전술한 단락을 참고하면 된다. 발광소자(400)는 발광소자(300) 중의 발광유닛(1)이 발광유닛(11) 및 서브기판(9)으로 치환된 것으로, 발광유닛(11)은 서브기판(9)에 설치된다. 서브기판(9)은 2개의 물리적으로 분리되는 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92), 및 제1 도전부(91)와 제2 도전부를 둘러싸는 절연부(93)를 포함한다. 본 단면도에서, 제2 도전부(92)의 폭은 제1 도전부(91)의 폭보다 넓다. 저면도(미도시)를 살펴보면, 절연부(93)는 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)의 측표면을 둘러싸고, 선택적으로 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)의 상표면, 하표면에 하나의 공통된 평면을 형성할 수 있다. 상세히 설명하면, 제1 도전부(91)의 상표면(911)과 제2 도전부(92)의 상표면(921)은 절연부(93)에 의해 피복되지 않고, 절연부(93)의 상표면(931)과 공면(coplanar)이며, 제1 도전부(91)의 하표면(912)과 제2 도전부(92)의 하표면(922)은 절연부(93)에 의해 피복되지 않고, 절연부(93)의 하표면(932)과 공면이다. 발광유닛(11)의 하표면(113)은 점착층(미도시, 예를 들어 실버 페이스트, 실리콘 페이스트, 에폭시 수지 등과 같은 접착체)을 통해 서브기판(9)의 제2 도전부(92)에 고정된다. 발광유닛(11)의 폭은 제2 도전부(92)보다 작다. 발광유닛(11)은 제1 도전성 전극(112A), 및 하표면(113)에 대향하는 상표면에 설치되는 제2 도전성 전극(112B)을 구비한다. 제1 도전성 전극(112A)은 도선(81)을 이용하여 제1 도전부(91)와 전기적인 접속을 형성하고, 제2 도전성 전극(112B)은 도선(82)을 이용하여 제2 도전부(92)와 전기적인 접속을 형성한다. 투광층(2)은 발광유닛(11), 제1 도전성 전극(112A), 제 도전성 전극(112B), 도선(81, 82)를 둘러싸며 피복한다. 반사층(3)은 서브기판(9)의 최외측변과 직접 접촉되며, 다시 말해, 반사층(3)은 서브기판(9)의 절연부(93)와 직접 접촉된다. 반사층(3)의 최하표면(303)은 제1 도전브(91)의 하표면(912), 제2 도전부(92)의 하표면(922), 및 절연부(93)의 하표면(932)과 공면이다. 외부전원은 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)를 통해 발광유닛(11)과 도통될 수 있다. 다른 실시예(미도시)에서, 반사층(3)은 서브기판(9)의 최외측변과 직접 접촉되지 않으며, 다시 말해, 투광층(2)은 서브기판(9)의 최외측변을 직접 피복한다.
제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)의 재료는 금속, 예를 들어 금(Au), 은(Ag), 동(Cu), 크롬(Cr), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 니켈(Ni), 티타늄(Ti), 주석(Sn), 또는 이들의 합금, 또는 이들의 적층 조합일 수 있다. 절연부(93)의 재료는 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)를 고정시키도록, 투광층(2)과 동일할 수 있으며, 다른 실시예에서, 절연부(93)의 재료는 발광소자(400)의 발광 강도를 증가시키도록 반사층(3)과 동일할 수 있다.
다른 실시예에서, 도 8b에 도시된 바와 같이, 발광유닛(11)은 서브기판(9)의 절연층에 설치된다. 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(410)의 단면도이다. 발광소자(410)는 발광소자(400)와 유사하나, 단 서브기판(9)의 구조만 발광소자(400)와 약간 상이하다. 발광소자(410)의 발광유닛(11), 반사층(3), 투광층(2), 파장 전환 구조(5), 및 점착층(4)의 구조, 재료는 발광소자(400)와 동일하므로, 전술한 단락을 참고하면 된다. 서브기판(9)은 2개의 물리적으로 분리되는 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92), 및 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)를 둘러싸며 연결하는 절연부(93)를 포함한다. 제2 도전부(92)의 폭은 제1 도전부(91)의 폭과 동일하거나 또는 상이할 수 있다. 절연부는 서브기판(9)의 외측에 위치하여, 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)의 측표면을 둘러싸며 피복하는 제1 부분을 포함한다. 절연부의 제2 부분은 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92) 사이에 위치하고, 또한 제1 도전부(91) 및 제2 도전부(92)의 내측표면을 피복한다. 절연부(93)는 제1 도전부(91) 및 제2 도전부(92)의 상하면과 공동의 평면을 형성한다. 발광유닛(11)은 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92) 사이에 위치하고, 발광유닛(11)의 하표면(113)은 점착층(미도시)을 통해 절연부의 제2 부분에 고정된다. 반사층(3)은 절연부의 제1 부분과 직접 접촉되지 않고, 투광층(2)은 절연부의 제1 부분과 반사층(3) 사이에 위치한다. 반사층(3), 투광층(2), 서브기판(9)의 하표면은 공면이다. 또 다른 실시예에서, 반사층(3)은 절연부(93)의 제1 부분과 직접 접촉된다.
다른 실시예에서, 도 8c에 도시된 바와 같이, 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)는 투광층(2)으로 둘러싸여 고정된다. 도 8c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(420)의 단면도이다. 발광소자(420)의 발광유닛(11), 반사층(3), 투광층(2), 파장 전환 구조(5), 및 점착층(4)의 구조, 재료는 발광소자(400)와 동일하므로, 전술한 단락을 참고하면 된다. 발광유닛(11)의 하표면(113)은 점착층(미도시)을 통해 제2 도전부(92)에 고정될 수 있다. 발광유닛(11)의 폭은 제2 도전부(92)보다 작다. 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)는 물리적으로 분리되고, 제2 도전부(92)의 폭은 제1 도전부(91)보다 넓다. 투광층(2)은 제1 도전부(91), 및 제2 도전부(92)의 측표면과 상표면을 둘러싸며, 제1 도전부(91)와 제2 도전부(92)를 고정시켜 지지한다. 상세히 설명하면, 투광층(2)은 제1 도전부(91), 제2 도전부(92), 발광유닛(11), 도선(81, 82)을 피복하고, 반사층(3)은 제1 도전부(91) 및 제2 도전부(92)와 직접 접촉되지 않는다. 투광층(2)은 반사층(3)과 제1 도전부(91) 및 제2 도전부(92) 사이에 위치한다.
기타 실시예에서, 전술한 발광소자(100, 110, 200)에 대응하는 발광유닛(1)을 도 8a~8c의 발광유닛(11) 및 서브기판(9), 제1 도전부(91), 제2 도전부(92)로 대체 가능하다.
도 9a~도 9b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자와 회로기판(12)의 접합 제조 단계이다. 도 9a를 참조하면, 발광소자(100)를 예로 들었으며, 기타 실시예에서, 발광소자는 발광소자(110, 200, 300, 400, 410, 420)일 수도 있다. 발광소자(100)의 2개의 도전성 전극(102A),(102B)은 회로기판(12)상의 패드(121A, 121B)에 각자 서로 대응되고, 페이스트(13)는 발광소자(100)와 회로기판(12) 사이에 도포된다. 도 9a를 참조하면, 가열 경화 전의 페이스트(13)는 절연재료(132) 및 절연재료(132)에 분산되는 복수의 도전성 입자(131)를 포함한다. 발광소자(100)를 접합하는 방법은 가열 경화 단계를 포함하며, 접합 과정에서, 페이스트(13) 또는 제조 환경의 온도는 170℃를 초과하지 않기 때문에, 발광소자(100) 중의 파장 전환 구조(5)의 신뢰도에 비교적 영향을 미치지 않는다. 절연재료(132)의 점도는 먼저 하강 후 다시 상승하며, 또한 도전성 입자(131)는 발광소자(100)의 2개의 도전성 전극(102A, 102B), 및 회로기판(12) 상의 패드(121A, 121B) 사이 또는 주변에 응집될 수 있다. 도 9b는 가열 경화 후의 상태를 나타낸 것이다. 페이스트(13)가 피복된 영역은 도통 영역(141) 및 비도통 영역(142)을 포함한다. 도통 영역(141)은 도전성 전극(102A)과 패드(121A) 사이, 및 도전성 전극(102B)과 패드(121B) 사이에 위치한다. 도통 영역(141) 이외에, 기타 페이스트가 피복되는 영역은 비도통 영역(142)이다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 가열 경화 단계 이전에, 도통 영역(141) 내의 도전성 입자(131)의 평균 밀도는 비도통 영역(142)과 유사하나, 도 9b에 도시된 바와 같이, 가열 경화 단계 이후, 대부분의 도전성 입자(131)는 도통 영역(141)에 응집된다. 도통 영역(141) 내의 도전성 입자(131)의 평균 밀도는 비도통 영역(142)보다 크다. 일 실시예에서, 도통 영역(141) 내의 도전성 입자(131)의 평균 밀도는 75%보다 크거나, 또는 도통 영역(141)은 절연재료(132)를 구비하지 않는 것이 바람직하다. 비도통 영역(142) 내의 도전성 입자(131)의 평균 밀도는 40%보다 작으나, 0과는 같지 않다. 다시 말해, 비도통 영역(142)은 소량의 서로 분리되는 도전성 입자(131)를 포함한다. 예를 들어, 비도통 영역(142) 내의 도전성 입자(131)의 함량은 0.1%~40% 사이이며, 바람직하게는 2%~10%이다. 비도통 영역(142) 중의 절연재료(132)의 평균 밀도는 60%보다 높고, 바람직하게는 60%~99.9% 사이이며, 90%~98% 사이에 개재되는 것이 더욱 바람직하다. 일 실시예에서, 비도통 영역(142)은 10%~40%의 도전성 입자(131) 및 60%~90%의 절연재료(132)를 포함하며, 또한 바람직하게는, 비도통 영역(142)은 20%~30%의 도전성 입자(131) 및 70%~80%의 절연재료(132)를 포함한다. 다른 실시예에서, 비도통 영역(142)은 도전성 입자(131)를 포함하지 않는다.
페이스트(13)는 복수의 서브부분(예를 들어 3~10개의 서브부분)으로 구분될 수 있다. 평균 밀도는 모든 또는 선택된 서브부분의 밀도의 평균값으로 규정된다. 서브부분의 크기는 테스트 샘플의 크기 또는 측정 방법에 따라 조정될 수 있다. 예를 들어, 서브부분은 삼차원 형상 또는 단면도 중 이차원을 갖는 형상이다. 이차원의 형상은 팔각형, 육각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형, 또는 이들의 조합일 수 있고, 삼차원의 형상은 원기동체, 입방체, 장방체, 또는 구체일 수 있다. 도전성 입자(131)의 밀도는 하나의 서브부분(예를 들어 20×20㎛2) 내에서의 페이스트(13)의 모든 도전성 입자(131)의 수량 또는 점유 면적(하나의 선택된 도면에서 관측한다)을 계산하여 획득한다.
도전성 입자(131)는 저융점 금속 또는 저액화 융점(liquidus melting point) 합금을 포함할 수 있으며, 그 융점 또는 액화 온도는 210℃보다 낮다. 금속재료는 원소, 화합물, 또는 합금일 수 있으며, 예를 들어 비스무트(Bi), 주석(Sn), 은(Ag), 인듐(In), 또는 이들의 합금이다. 일 실시예에서, 저융점 금속 또는 저액화융점 합금의 융점 또는 액화 온도는 170℃ 미만이다. 저액화융점 합금의 재료는 주석인듐 합금 또는 주석비스무트 합금일 수 있다. 절연재료(132)는 열경화성 폴리머, 예를 들어 에폭시 수지(epoxy), 실리콘 수지(silicone), 폴리메틸메타크릴레이트, 및 에피술피드(episulfide)일 수 있다. 절연재료(132)는 경화 온도에서 경화될 수 있으며, 본 실시예에서, 도전성 입자(131)의 융점은 절연재료(132)의 경화온도보다 낮다. 도 9a에 도시된 바와 같이, 가열 경화단계 이전에, 도전성 입자(131)의 입경은 도전성 입자(131)의 직경으로 규정되며, 1㎛~20㎛ 사이에 개재되고, 예를 들어 2㎛, 10㎛이며, 도전성 입자(131)의 페이스트(13)에 대한 중량비는 30% 내지 80% 사이이다. 일 실시예에서, 도전성 입자(131)의 평균 입경이 대체로 2㎛일 때, 도전성 입자(131)의 페이스트(13)에 대한 중량비는 30% 내지 70% 사이이다. 다른 실시예에서, 도전성 입자(131)의 평균 입경이 대체로 10㎛일 때, 도전성 입자(131)의 페이스트(13)에 대한 중량비는 40% 내지 80% 사이이다. 도전성 전극(102A),(102B) 사이의 최단 거리는 도전성 입자(131) 직경의 2배 이상인 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 절연재료(132)는 투광성이다. 다른 실시예에서, 절연재료(132)는 광흡수물질을 선택적으로 첨가하여, 절연재료가 심색, 예를 들어 검정색을 띠도록 할 수 있으며, 발광소자를 디스플레이에 응용 시, 디스플레이의 대비도를 증가시킬 수 있다. 다른 실시예에서, 절연재료(132)는 고반사물질을 선택적으로 첨가하여, 절연재료가 백색을 띠도록 함으로써, 발광 본체가 회로기판을 향해 발사하는 광을 반사하여 발광소자의 상향 출광 강도를 증가시킬 수 있다. 광흡수물질은 탄소(carbon), 산화티타늄, 또는 심색 안료일 수 있다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 가열 경화 후, 도통 영역(141) 내에 위치한 도전성 입자는 벌크(bulk) 형상의 도통 구조(133)를 나타내며, 도전성 전극(102A),(102B)과 패드(121A),(121B) 중 적어도 하나의 측표면을 피복한다. 도통 구조(133)는 각자 대응되는 도전성 전극(102A, 102B) 및 패드(121A, 121B)와 직접 접촉하여 전기적인 도통을 제공하며, 외부의 전원은 패드(121A, 121B), 도통 구조(133), 및 도전성 전극(102A, 102B)을 통해 발광소자(100)로 전송될 수 있다. 절연재료(132)는 도통 구조(133), 도전성 전극(102A, 102B), 및 패드(121A, 121B)의 외측표면을 둘러싼다. 비도통 영역(142) 내의 도전성 입자(131)는 이산형으로 분포되어, 절연재료(132)에 의해 감싸지며, 따라서 전류가 비도통 영역(142)을 통과할 수 없다. 비도통 영역(142) 내에 충전되는 절연재료(132)는 발광소자(100)와 회로기판(12) 사이의 접합 강도를 강화시킬 수 있고, 외부 환경에 의한 도전성 재료의 산화를 피할 수도 있으며, 또한 도통 구조(133)가 고온 환경에서 재료의 연화 또는 용융화로 인해 단락되는 문제도 피할 수 있다. 측표면도에서, 대응되는 도전성 전극(102A)과 패드(121A)를 예로 들면, 도통 구조(133)의 하단(패드(121A)와 접촉되는 일단)은 패드(121A)의 상표면을 완전히 피복하고, 도통 구조(133)의 하단에 대향하는 상단(도전성 전극(102A)과 접촉되는 일단)은 도전성 전극(102A)의 하표면을 완전히 피복한다. 도통 구조(133)는 목(necking)의 형상을 가지며, 도통 구조(133)의 외측표면은 오목부와 돌출부의 표면을 갖는다. 다른 실시예에서, 도통 구조(133)의 외측표면은 바깥으로 돌출된 원호형이며, 다시 말해 도통 구조(133)는 목 구조가 없다. 다른 실시예에서, 도통 구조(133)의 외측표면은 하나의 평탄면이다.
도 9b에 도시된 바와 같이, 페이스트(13)의 최외측표면(134)은 만곡 형상을 지니며, 또한 회로기판(12)으로부터 발광소자(100)의 최외측표면(1001)까지 연장된다. 페이스트(13)의 형상은 가열 경화 후 변화가 발생할 수 있으며(도 9a와 비교하여), 다시 말해, 페이스트(13)는 가열 경화 단계 이전 및 이후에 상이한 형상을 갖는다. 페이스트(13)는 부분적인 발광소자(100)의 최외측표면(1001)을 피복한다. 보다 구체적으로 설명하면, 가열 경화 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 페이스트(13)의 최외측표면(134)과 회로기판(12) 사이는 하나의 각도(θ)를 가지며, 각도(θ)는 최외측표면(134)으로부터 발광소자(100)의 최외측표면(1001)을 향하는 방향을 따라 점차 증가한다.
도 9c~도 9d는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자와 회로기판(12)의 접합 제조 단계이다. 도 9c를 참조하면, 발광소자(100)를 예로 들었으며, 기타 실시예에서, 발광소자는 발광소자(110, 200, 300, 400, 410, 420)일 수도 있다. 발광소자(100)의 2개의 도전성 전극(102A, 102B)을 회로기판(12)상의 패드(121A),(121B)와 각자 서로 대응시킨다. 솔더(14)를 패드(121A, 121B)에 도포하여, 접합되는 영역에 에너지(L)를 제공하고, 솔더(14)를 국부적으로 가열한다. 에너지(L)는 레이저일 수 있으며, 예를 들어 적외광, UV광이다. 이후, 도 9d를 참조하여, 발광소자(100)를 용융된 솔더(14)에 가압하여, 발광소자(100)를 솔더(14)를 통해 회로기판(12)과 접합시킨다. 에너지(L)가 솔더(14) 영역을 국부적으로만 가열시키고, 발광소자(100)는 가열시키지 않으므로, 발광소자(100) 중의 파장 전환 구조(5)의 신뢰도에 영향을 미치지 않는다. 솔더(14)의 재료는 주석, 구리, 은, 비스무트, 인듐, 아연, 안티몬, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 다른 실시예에서, 솔더(14)의 재료는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film; ACF), 또는 도 9a~9b 중의 자가조립기능을 갖는 페이스트(13)일 수 있다.
이상의 상기 실시예는 단지 본 발명의 기술사상 및 특징을 설명하기 위한 것으로서, 그 목적은 본 기술을 숙지하는 자가 본 발명의 내용을 이해하고 실시할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐이며, 이로써 본 발명의 특허 범위를 한정할 수는 없다. 즉 본 발명에 공개된 정신 정신에 의거하여 실시되는 균등한 변화 또는 수식은 본 발명의 특허 범위 내에 포함되어야 한다.
1, 11: 발광유닛 2: 투광층
3: 반사층 4: 점착층
5: 파장 전환 구조 7: 보호층
9: 서브기판 12: 회로기판
13: 페이스트 14: 솔더
61: 제1 임시 캐리어 62: 제2 임시 캐리어
63: 제3 임시 캐리어 81, 82: 도선
91: 제1 도전부 92: 제2 도전부
93: 절연부
100, 110, 200, 300, 400, 410, 420: 발광소자
101, 401, 507, 911, 921, 931: 상표면
102A, 102B, 112A, 112B: 도전성 전극
103, 113, 402, 506, 912, 922, 932: 하표면
104: 측표면 121A, 121B: 패드
131, 도전성 입자 132: 절연재료
133: 도통 구조 141: 도통 영역
142: 비도통 영역 301, 701, 933: 제1 부분
302, 702, 934: 제2 부분 303: 최하표면
304, 134, 1001: 최외측표면 305, 505, 703: 최상표면
306: 내표면 307: 제3 부분
501: 파장 전환층 502: 제1 장벽층
503: 제2 장벽층 504: 제3 장벽층
3051, 3052: 끝점 5041: 내측표면
C1, C2: 절단로 L: 에너지
P1: 통로 θ: 각도

Claims (10)

  1. 발광소자에 있어서,
    상표면과 제1 측표면을 포함하는 발광유닛;
    상기 상표면 및 상기 제1 측표면을 피복하는 투광층;
    상기 투광층의 상방에 위치하며, 제1 최상표면, 파장 전환층, 상기 파장 전환층의 상방에 위치하는 제1 장벽층, 상기 파장 전환층의 하방에 위치하는 제2 장벽층과 제3 장벽층을 포함하는 파장 전환 구조; 및
    제2 최상표면을 구비하고, 상기 발광유닛과 상기 파장 전환 구조를 둘러싸는 반사층;
    을 포함하며,
    상기 파장 전환층, 상기 제1 장벽층, 및 상기 제2 장벽층의 측표면은 서로 동일 평면에 있고 상기 제3 장벽층에 의해 피복되어 있고,
    상기 제1 최상표면은 상기 제2 최상표면과 동일 평면 상에 있는,
    발광소자.
  2. 발광소자에 있어서,
    상표면과 제1 측표면을 포함하는 발광유닛;
    상기 상표면 및 상기 제1 측표면을 피복하는 투광층;
    상기 투광층의 상방에 위치하며, 제1 최상표면, 파장 전환층, 상기 파장 전환층의 상방에 위치하는 제1 장벽층, 상기 파장 전환층의 하방에 위치하는 제2 장벽층과 제3 장벽층을 포함하는 파장 전환 구조;
    상기 파장 전환 구조와 상기 발광유닛 사이에 위치하는 점착층; 및
    제2 최상표면을 구비하고, 상기 발광유닛과 상기 파장 전환 구조를 둘러싸는 반사층
    을 포함하며,
    상기 파장 전환층, 상기 제1 장벽층, 및 상기 제2 장벽층의 측표면은 상기 제3 장벽층에 의해 피복되어 있고,
    상기 제1 최상표면은 상기 제2 최상표면과 일치하는,
    발광소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 제1 장벽층 및 상기 제2 장벽층이 상기 파장 전환층과 직접 접촉되는, 발광소자.
  4. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 반사층의 내표면은 제1 부분을 포함하고, 상기 제1 부분은 상기 투광층을 피복하고 또한 상기 제1 측표면에 경사면을 가지는, 발광소자.
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파장 전환 구조는 상기 발광유닛보다 큰 폭을 갖는, 발광소자.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상면도에서, 상기 파장 전환 구조와 상기 발광유닛의 면적 비율은 1.5보다 크고 10보다 작은, 발광소자.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 파장 전환 구조와 상기 투광층 사이에 위치하는 점착층을 더 포함하는 발광소자.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파장 전환 구조와 상기 발광유닛의 상기 상표면 사이는 0의 거리보다 큰, 발광소자.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 파장 전환층은 양자점 재료를 포함하는, 발광소자.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 반사층의 내표면은 제2 부분을 포함하고, 상기 제2 부분은 상기 최상표면에 수직인, 발광소자.
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