KR102465400B1 - Light emitting device and method of fabricating the same - Google Patents
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Abstract
실시 예는 균일한 두께의 형광체층을 포함하는 발광 소자 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 제 1 면에서 노출된 상기 제 1 반도체층을 덮는 형광체층; 상기 제 1 반도체층 및 상기 형광체층의 측면을 감싸며 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및 상기 발광 구조물의 상기 제 1 면과 대향된 상기 제 2 면에서 노출된 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함한다.The embodiment relates to a light emitting device including a phosphor layer having a uniform thickness and a method for manufacturing the same, and the light emitting device according to an embodiment of the present invention includes a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer and a second semiconductor layer; a phosphor layer covering the first semiconductor layer exposed on the first surface of the light emitting structure; a first electrode surrounding side surfaces of the first semiconductor layer and the phosphor layer and electrically connected to the first semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer exposed on the second surface opposite to the first surface of the light emitting structure.
Description
본 발명 실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a light emitting device.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정 표시 장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.A light emitting diode (LED) is one of light emitting devices that emits light when an electric current is applied thereto. Light-emitting diodes can emit high-efficiency light with a low voltage, and thus have an excellent energy-saving effect. Recently, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and it has been applied to various devices such as a backlight unit of a liquid crystal display device, an electric signboard, a display device, and a home appliance.
도 1은 일반적인 발광 소자의 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a general light emitting device.
도 1과 같이, 발광 소자는 기판(10) 상에 구비된 제 1 반도체층(11a), 활성층(11b) 및 제 2 반도체층(11c)을 포함하는 발광 구조물(11)과, 발광 구조물(11)과 접속되는 제 1 전극(12a)과 제 2 전극(12b)을 포함한다. 발광 소자가 형광체층(13)을 더 포함하는 경우, 활성층(11b)에서 발생한 광이 외부로 방출될 때, 형광체층(13)에 의해 발광 소자에서 방출되는 광의 색이 결정될 수 있다.As shown in FIG. 1 , the light emitting device includes a light emitting structure 11 including a
그러나, 발광 소자를 소형화할수록 형광체가 도포되는 면적이 좁아져, 형성체를 균일하게 도포하기 어려우며, 형광체를 균일하게 도포하더라도, 형광체가 경화되기 전에 발광 소자 가장자리로 흘러 균일한 두께의 형광체층(13)을 형성하기 어렵다.However, as the size of the light emitting device becomes smaller, the area over which the phosphor is applied becomes narrower, making it difficult to uniformly apply the formed body. Even when the phosphor is uniformly applied, the
본 발명 실시 예는 균일한 두께로 형성된 형광체층을 포함하는 발광 소자 및 이의 제조 방법을 제공한다.An embodiment of the present invention provides a light emitting device including a phosphor layer formed with a uniform thickness and a method of manufacturing the same.
실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 상기 발광 구조물의 제 1 면에서 노출된 상기 제 1 반도체층을 덮는 형광체층; 상기 제 1 반도체층 및 상기 형광체층의 측면을 감싸며 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및 상기 발광 구조물의 상기 제 1 면과 대향된 상기 제 2 면에서 노출된 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함한다.The light emitting device of the embodiment includes a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer; a phosphor layer covering the first semiconductor layer exposed on the first surface of the light emitting structure; a first electrode surrounding side surfaces of the first semiconductor layer and the phosphor layer and electrically connected to the first semiconductor layer; and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer exposed on the second surface opposite to the first surface of the light emitting structure.
이 때, 형광체층은 바닥면이 상기 제 1 반도체층으로 이루어지며, 측면이 상기 제 1 전극으로 이루어진 홈에 형성된다.In this case, the phosphor layer is formed in a groove having a bottom surface of the first semiconductor layer and a side surface of the first electrode.
실시 예의 발광 소자의 제조 방법은 기판 상에 제 1 반도체층, 활성층 및 제 2 반도체층을 포함하는 발광 구조물을 형성하는 단계; 상기 발광 구조물을 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 반도체층을 노출시키는 단계; 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 반도체층의 측면을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계; 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계; 상기 발광 구조물로부터 상기 기판을 분리하는 단계; 상기 기판이 분리되어 노출된 상기 제 1 반도체층을 더 제거하여, 바닥면은 상기 제 1 반도체층이며 측면은 제 1 전극으로 이루어진 홈을 형성하는 단계; 및 상기 홈에 형광체층을 형성하는 단계를 포함한다.The manufacturing method of the light emitting device of the embodiment includes forming a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer and a second semiconductor layer on a substrate; selectively removing the light emitting structure to expose the first semiconductor layer; forming a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer and surrounding a side surface of the first semiconductor layer; forming a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer; separating the substrate from the light emitting structure; further removing the first semiconductor layer exposed by the separation of the substrate to form a groove having a bottom surface of the first semiconductor layer and a side surface of the first electrode; and forming a phosphor layer in the groove.
실시 예에 따르면 본 발명 실시 예의 발광 소자는 다음과 같은 효과가 있다.According to the embodiment, the light emitting device of the embodiment of the present invention has the following effects.
첫째, 발광 구조물의 일부를 제거하여 홈을 형성한 후, 홈 내에 형광체층을 형성할 수 있다. 이에 따라, 형광체층이 벗겨지는 문제를 방지하여 균일한 두께의 형광체층을 구현할 수 있으며, 발광 소자의 지향각에 따른 색 편차를 감소시킬 수 있다.First, after forming a groove by removing a portion of the light emitting structure, a phosphor layer may be formed in the groove. Accordingly, it is possible to implement a phosphor layer having a uniform thickness by preventing the phosphor layer from peeling off, and it is possible to reduce color deviation according to the directional angle of the light emitting device.
둘째, 발광 구조물의 홈 내에 형광체층이 형성되므로, 발광 소자의 두께를 감소시켜, 두께가 얇은 발광 소자를 구현할 수 있다.Second, since the phosphor layer is formed in the groove of the light emitting structure, the thickness of the light emitting device can be reduced to realize a light emitting device having a thin thickness.
도 1은 일반적인 발광 소자의 단면도이다.
도 2a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이다.
도 2b는 도 2a의 하부 평면도이다.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.
도 4는 제 2 전극에 인쇄 회로 기판을 부착한 단면도이다.1 is a cross-sectional view of a general light emitting device.
2A is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
Fig. 2B is a bottom plan view of Fig. 2A;
3A to 3I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
4 is a cross-sectional view of a printed circuit board attached to a second electrode.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예를 도면에 예시하고 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명 실시 예를 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 실시 예의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention may have various changes and may have various embodiments, specific embodiments will be illustrated and described in the drawings. However, this is not intended to limit the embodiment of the present invention to a specific embodiment, and it should be understood to include all changes, equivalents, or substitutes included in the spirit and scope of the embodiment.
제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 실시 예의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 2 구성 요소는 제 1 구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 1 구성 요소도 제 2 구성 요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.Terms including an ordinal number, such as first, second, etc., may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another. For example, without departing from the scope of the present invention, the second component may be referred to as the first component, and similarly, the first component may also be referred to as the second component. and/or includes a combination of a plurality of related listed items or any of a plurality of related listed items.
어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성 요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성 요소가 다른 구성 요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성 요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” or “connected” to another component, it may be directly connected or connected to the other component, but it is understood that other components may exist in between. it should be On the other hand, when it is said that a certain element is "directly connected" or "directly connected" to another element, it should be understood that no other element is present in the middle.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명 실시 예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in the present application are only used to describe specific embodiments, and are not intended to limit the embodiments of the present invention. The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise. In the present application, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It is to be understood that it does not preclude the possibility of the presence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
실시 예의 설명에 있어서, 어느 한 element가 다른 element의 "상(위) 또는 하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두 개의 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 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case where one element is described as being formed on "on or under" of another element, on (above) or below (on) or under) includes both elements in which two elements are in direct contact with each other or one or more other elements are disposed between the two elements indirectly. In addition, when expressed as "up (up) or down (on or under)", it may include the meaning of not only an upward direction but also a downward direction based on one element.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.Hereinafter, the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or corresponding components are given the same reference numerals regardless of reference numerals, and overlapping descriptions thereof will be omitted.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 실시 예의 발광 소자를 상세히 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, the light emitting device of the embodiment will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 2a는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 단면도이며, 도 2b는 도 2a의 하부 평면도이다.2A is a cross-sectional view of a light emitting device according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2B is a bottom plan view of FIG. 2A.
도 2a와 같이, 본 발명 실시 예의 발광 소자는 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 포함하는 발광 구조물(110), 발광 구조물(110)의 제 1 면에서 노출된 제 1 반도체층(110a)을 덮는 형광체층(140), 제 1 반도체층(110a) 및 형광체층(140)의 측면을 감싸며 제 1 반도체층(110a)과 전기적으로 접속된 제 1 전극(120a), 발광 구조물(110)의 제 1 면과 대향된 제 2 면에서 노출된 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 접속된 제 2 전극(120a)을 포함한다.As shown in FIG. 2A , the light emitting device according to the embodiment of the present invention includes a
구체적으로, 발광 구조물(110)은 순차적으로 형성된 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 포함하며, 제 1 반도체층(110a)은 제 1 전극(120a)과 전기적으로 접속되고, 제 2 반도체층(110c)은 제 2 전극(120b)과 전기적으로 접속된다.Specifically, the
제 1 반도체층(110a)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 1 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 1 반도체층(110a)은 InxAlyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 선택된 물질로 형성될 수 있다. 제 1 도펀트가 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트인 경우 제 1 반도체층(110a)은 p형 반도체층일 수 있다.The
활성층(110b)은 제 1 반도체층(110a)과 제 2 반도체층(110c) 사이에 구비된다. 활성층(110b)은 제 1 반도체층(110a)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)과 제 2 반도체층(110c)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 만나는 층이다. 상기와 같은 활성층(110b)은 전자와 정공이 재결합함에 따라 낮은 에너지 준위로 천이하며, 그에 상응하는 파장을 가지는 빛을 생성할 수 있다.The
활성층(110b)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(Multi Quantum Well; MQW) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나의 구조를 가질 수 있으며, 활성층(110b)의 구조는 이에 한정하지 않는다. 활성층(110b)이 우물 구조로 형성되는 경우, 활성층(110b)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. 우물층은 장벽층의 밴드 갭보다 작은 밴드 갭을 갖는 물질로 형성될 수 있다.The
제 2 반도체층(110c)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제 2 도펀트가 도핑될 수 있다. 제 2 반도체층(110c)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상으로 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 제 2 도펀트가 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트인 경우, 제 2 반도체층(110c)은 n형 반도체층일 수 있다.The
상기와 같은 발광 구조물(110)은 np, pn, npn, pnp 접합 구조 중 적어도 어느 하나의 구조로 형성될 수 있는 것으로, 본 발명 실시 예의 발광 구조물(110)은 n형 반도체층과 p형 반도체층을 포함하는 다양한 구조일 수 있다. 그리고, 제 1 반도체층(110a) 및 제 2 반도체층(110c) 내의 불순물의 도핑 농도는 균일 또는 불균일하게 형성될 수 있다. 즉, 발광 구조물(110)의 도핑 구조는 다양하게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.The
형광체층(140)은 발광 구조물(110)에서 발생한 광이 방출되는 방향에 형성될 수 있다. 이에 따라, 발광 구조물(110)에서 발생한 광이 외부로 방출될 때, 형광체층(140)에 의해 발광 소자에서 방출되는 광의 색이 결정될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 발광 소자가 백색 광을 구현하기 위해, 발광 구조물(110)은 청색 광을 방출하며, 형광체층(140)은 황색 형광체를 포함할 수 있다.The
한편, 발광 소자를 소형화할수록 형광체가 도포되는 면적이 좁아져, 균일한 두께의 형광체층(140)을 얻기 어렵다. 더욱이, 발광 소자를 마이크로(Micro) 크기로 제조하고, 각 발광 소자를 표시 장치의 픽셀마다 형성하는 경우, 발광 소자의 크기가 매우 작아 형광체층(140)이 부분적으로 제거되거나 두께가 균일하지 못하여 발광 소자의 발광 소자의 지향각에 따른 색 편차가 커질 수 있다. 이 경우, 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 색 특성이 저하되는 문제가 발생한다.On the other hand, as the size of the light emitting device is reduced, the area to which the phosphor is applied becomes narrow, and it is difficult to obtain the
따라서, 본 발명은 제 1 반도체층(110a)과 전기적으로 연결되는 제 1 전극(120a)이 발광 구조물(110)뿐만 아니라 형광체층(140)의 측면까지 감싸는 구조로 이루어져, 형광체층(140)이 제 1 전극(120a)에 의해 가장자리가 감싸진 구조이다. 즉, 형광체층(140)이 바닥면이 발광 구조물(110)이며 측면이 제 1 전극(120a)으로 이루어진 홈(110h) 내에 채워진 구조로 이루어져, 균일한 두께의 형광체층(140)을 형성할 수 있다. 이 때, 형광체층(140)의 두께가 너무 얇은 경우, 형광체층(140)이 발광 구조물(110)에서 발생한 청색 광을 백색 광으로 출력하지 못한다. 따라서, 형광체층(140)의 두께는 0.3㎛이상인 것이 바람직하다.Accordingly, in the present invention, the
즉, 도 2b와 같이, 형광체층(140)은 제 1 전극(120a)으로 둘러싸인 홈(110h)에 형성되므로, 형광체가 경화되기 전에 형광체가 발광 소자 가장자리로 흐르는 것을 방지할 수 있다. 또한, 형광체층(140)이 홈(110h) 내에 균일하게 채워지므로, 균일한 두께의 형광체층(140)을 구현할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자의 지향각에 따른 색 편차를 감소시켜 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 색 특성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.That is, as shown in FIG. 2B , since the
더욱이, 일반적인 발광 소자는 형광체층(140)의 두께에 의해 발광 소자의 두께가 증가하나, 본 발명은 제 1 반도체층(110a)이 제거되어 형성된 홈(110h) 내에 형광체가 채워지므로, 두께가 얇은 발광 소자를 구현할 수 있다. Moreover, in a general light emitting device, the thickness of the light emitting device increases according to the thickness of the
다시, 도 2a를 참조하면, 제 1 전극(120a) 및 제 2 전극(120b)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO) 또는 불투명 금속으로 형성되거나, 투명 전도성 산화막과 불투명 금속이 혼합된 하나 또는 복수 개의 층으로 형성될 수 있다. 이 때. 투명 전도성 산화막은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), AZO(Aluminum Zinc Oxide), AGZO(Aluminum Gallium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminum Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), ATO(Antimony Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IZON(IZO Nitride), ZnO, IrOx, RuOx 및 NiO 등에서 선택될 수 있다. 그리고, 불투명 금속은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 등에서 선택될 수 있다.Again, referring to FIG. 2A , the
특히, 제 1 전극(120a)은 제 1 반도체층(110a)을 제거하기 위한 식각 가스에 대해 제 1 반도체층(110a)보다 식각율이 낮은 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 제 1 전극(120a)은 금(Au)으로 이루어지거나, 금(Au)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다. 이 때, 식각 가스는 Cl2 또는 BCl3이거나, Cl2와 BCl3의 혼합 가스일 수 있다. In particular, the
이하, 본 발명 실시 예의 발광 소자의 제조 방법을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.Hereinafter, a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention will be described in detail.
도 3a 내지 도 3i는 본 발명 실시 예의 발광 소자의 제조 방법을 나타낸 단면도이다.3A to 3I are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
도 3a와 같이, 기판(100) 상에 발광 구조물(110)을 형성한다. 기판(100)은 사파이어(Al2O3), SiC, GaAs, GaN, ZnO, Si, GaP, InP 및 Ge 등에서 선택된 물질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 발광 구조물(110)은 기판(100) 상에 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 차례로 성장시켜 형성할 수 있다.As shown in FIG. 3A , the
이어, 도 3b와 같이, 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 일부 제거하여 제 1 반도체층(110a)을 노출시킨다. 그리고, 도 3c와 같이, 아이솔레이션 에칭(Isolation Etching)을 실시하여 인접한 발광 구조물(110)을 분리한다. 이 때, 아이솔레이션 에칭을 통해 인접한 발광 구조물(110) 사이의 기판(100)이 노출된다.Then, as shown in FIG. 3B , the
그리고, 도 3d와 같이, 제 1 반도체층(110a), 활성층(110b) 및 제 2 반도체층(110c)을 일부 제거하여 노출된 제 1 반도체층(110a)과 전기적으로 접속되는 제 1 전극(120a)을 형성한다. 이 때, 제 1 전극(120a)은 노출된 제 1 반도체층(110a)과 연결되며, 제 1 반도체층(110a)의 측면을 덮도록 인접한 발광 구조물(110) 사이에서 노출된 기판(100)까지 연장된 구조이다. 즉, 제 1 전극(120a)은 발광 구조물(110)의 가장자리를 감싸도록 형성된다. And, as shown in FIG. 3D , the
제 1 전극(120a)은 투명 전도성 산화막(Tranparent Conductive Oxide; TCO)이나 불투명 금속으로 형성하거나, 투명 전도성 산화막과 불투명 금속이 혼합된 하나 또는 복수 개의 층으로 형성할 수 있다. 특히, 제 1 전극(120a)은 상술한 투명 전도성 산화막, 불투명 금속 중 후술할 제 1 반도체층(110a)을 제거는 공정 시, 식각 가스에 의해 손상되지 않는 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.The
예를 들어, Cl2, BCl3 등과 같은 식각 가스를 이용하는 건식 식각(Dry Etch) 방법으로 제 1 반도체층(110a)을 제거하는 경우, 제 1 전극(120a)은 제 1 반도체층(110a)보다 상기 식각 가스에 대한 식각율이 낮은 물질로 형성될 수 있다. 이를 위해, 제 1 전극(120a)은 금(Au)으로 이루어지거나, 금(Au)을 포함하는 합금으로 형성될 수 있다.For example, when the
이어, 도 3e와 같이, 제 2 반도체층(110c)의 일부를 노출시키도록 발광 구조물(110) 및 기판(100) 전면에 절연막(130)을 형성한다. 절연막(130)은 SiO2, SixOy, Si3N4, SixNy, SiOxNy, Al2O3, TiO2, AlN 등으로 이루어진 군에서 적어도 하나가 선택되어 형성될 수 있으며, 이에 한정하지 않는다. 절연막(130)은 제 2 전극(120b)과 제 1 전극(120a)을 절연시키기 위한 것으로, 도시된 바와 같이 절연막(130)은 제 1 전극(120a)을 완전히 감싸도록 형성되거나, 제 1 전극(120a)의 일부만을 덮도록 형성될 수도 있다.Next, as shown in FIG. 3E , an insulating
그리고, 도 3f와 같이, 절연막(130)에 의해 노출된 제 2 반도체층(110c) 상에 제 2 전극(120b)을 형성한다. 제 2 전극(120b)은 제 2 반도체층(110c)과 전기적으로 연결된다.Then, as shown in FIG. 3F , the
도시하지는 않았으나, 제 2 반도체층(110c)과 제 2 전극(120b) 사이에 반사층과 오믹층이 더 형성될 수 있다. 반사층은 활성층(110b)에서 발생한 광을 제 1 반도체층(110a) 방향으로 반사시키기 위한 것이다. 상기와 같은 반사층은 Ag, Ni, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 및 Hf 등과 같이 반사율이 높은 물질로 형성되거나, 상기 반사율이 높은 물질과 IZO, IZTO, IAZO, IGZO, IGTO, AZO, ATO 등과 같은 투명 전도성 물질이 혼합되어 형성될 수 있다.Although not shown, a reflective layer and an ohmic layer may be further formed between the
그리고, 오믹층은 제 2 반도체층(110c)과의 오믹 콘택을 위한 것이다. 특히, 오믹층을 저항이 낮은 금속으로 형성하는 경우, 오믹층을 통해 제 2 전극(120b)으로부터 제 2 반도체층(110c)까지 용이하게 전류가 확산될 수 있다. 상기와 같은 오믹층은 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, 또는 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. And, the ohmic layer is for ohmic contact with the
그리고, 도 3g와 같이, 발광 구조물(110)에서 기판(100)을 제거한다. 기판(100)은 레이저를 이용하는 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off; LLO)등의 방법으로 발광 구조물(110)에서 분리될 수 있다.Then, as shown in FIG. 3G , the
이어, 도 3h와 같이, 기판(100)을 제거하여 노출된 제 1 반도체층(110a) 역시 일부 제거한다. 이는, 발광 구조물(110)에 후술할 형광체층을 채우기 위한 홈(110h)을 형성하기 위함이다.Next, as shown in FIG. 3H , the
즉, 홈(110h)은 제거된 제 1 반도체층(110a)의 두께에 대응되는 깊이를 가지며, 홈(110h)의 바닥면은 제 1 반도체층(110a)이며, 홈(110h)의 측면은 발광 구조물(110)의 측면을 감싸는 제 1 전극(120a)이다. 이 때, 홈의 깊이는 홈(110h)에 채워질 형광체층의 두께와 동일하며, 홈(110h)의 깊이는 형광체층이 발광 구조물(110)에서 발생한 광을 백색 광으로 출력하기 위한 충분한 두께를 갖도록 0.3㎛ 이상인 것이 바람직하다. 또한, 홈(110h)의 깊이는 제 1 반도체층(110a)의 제거된 두께에 대응되므로, 제 1 반도체층(110a)의 제거 정도를 조절하여 홈(110h)의 깊이를 조절할 수 있다.That is, the
이어, 도 3i와 같이, 홈(110h)에 형광체를 채우고, 형광체를 경화하여 형광체층(140)을 형성할 수 있다. 이 때, 정확한 양의 형광체를 홈(110h)에 채울 수 있으므로, 제조 비용을 절감할 수 있다.Next, as shown in FIG. 3I , the
즉, 상기와 같은 본 발명의 발광 소자는 기판(100)이 제거되어 노출된 제 1 반도체층(110a)을 더 제거하여 홈(110h)을 형성한 후, 홈(110h) 내에 형광체층(140)을 형성한다. 따라서, 형광체층(140)이 발광 구조물(110) 내에 채워져, 형광체층(140)이 벗겨지는 문제를 방지할 수 있다. 이에 따라, 균일한 두께의 형광체층(140)을 구현할 수 있다.That is, in the light emitting device of the present invention as described above, after the
또한, 일반적인 발광 소자는 형광체층(140)의 두께만큼 발광 소자의 두께가 증가하나, 본 발명은 제 1 반도체층(110a)이 제거된 영역에 형광체가 채워지므로, 두께가 얇은 발광 소자를 구현할 수 있다.In addition, in a general light emitting device, the thickness of the light emitting device increases as much as the thickness of the
더욱이, 발광 소자를 표시 장치의 픽셀마다 형성하기 위해 발광 소자를 마이크로(Micro) 크기로 형성하는 경우, 발광 소자의 크기가 매우 작아 형광체층(140)이 부분적으로 제거되거나 두께가 균일하지 못하는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명은 홈(110h) 내에 형광체층(140)이 형성되므로, 균일한 두께의 형광체층(140)을 구현하여 발광 소자의 지향각에 따른 색 편차를 감소시켜 발광 소자를 포함하는 표시 장치의 색 특성이 저하되는 문제를 방지할 수 있다.Furthermore, when the light emitting device is formed in a micro size to form the light emitting device for each pixel of the display device, the size of the light emitting device is very small, so that the
한편, 상술한 바와 같이 발광 소자를 표시 장치의 픽셀마다 형성하는 경우, 표시 장치의 데이터 라인이 제 1 전극(120a)과 전기적으로 연결되고, 제 2 전극(120b)이 표시 장치의 공통 전극과 연결될 수 있다. 발광 소자와 표시 장치 구동부의 연결은 이에 한정하지 않는다. Meanwhile, when the light emitting device is formed for each pixel of the display device as described above, the data line of the display device is electrically connected to the
특히, 제 2 전극(120b)은 인쇄 회로 기판과 전기적으로 연결될 수 있다.In particular, the
도 4는 제 2 전극에 인쇄 회로 기판을 부착한 단면도이다.4 is a cross-sectional view of a printed circuit board attached to a second electrode.
도 4와 같이, 제 2 전극(120b)과 전기적으로 연결되도록 인쇄 회로 기판(200)을 부착할 수 있다. 이 때, 인쇄 회로 기판(200)은 기판(100)을 제거하기 전에 제 2 전극(120b)과 연결될 수 있다. 이 경우, 기판(100) 상에 형성된 복수 개의 발광 구조물(110)이 하나의 인쇄 회로 기판(200)에 모두 부착될 수 있다. 또한, 인쇄 회로 기판(200)은 기판(100)을 제거한 후, 각각의 발광 구조물(110)에 개별적으로 부착될 수도 있다.4 , the printed
인쇄 회로 기판(200)은 접착층(210)을 통해 제 2 전극(120b)과 연결될 수 있으며, 인쇄 회로 기판(200)과 제 2 전극(120b)의 전기적 연결을 위해, 접착층(210)은 도전 볼(Ball) 등과 같은 전도성을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착층(210)은 레진에 도전 볼 등이 분산된 구조일 수 있다.The printed
특히, 도시된 바와 같이, 접착층(210)이 발광 구조물(110)을 완전히 감싸도록 형성되는 경우, 제 1 전극(120a)과 인쇄 회로 기판(200)을 절연시키기 위해, 절연막(130)이 제 1 전극(120a)을 완전히 감싸도록 형성될 수 있다.In particular, as shown, when the
상기와 같은 본 발명의 발광 소자는 상술한 바와 같이 마이크로(Micro) 크기로 매우 작게 형성되어, 표시 장치의 데이터 라인과 게이트 라인이 교차하여 정의된 픽셀마다 배치될 수 있다. 이 경우, 발광 소자는 표시 장치의 액정 셀 또는 유기 발광 셀 배면에 배치되는 백라이트 유닛이 아니라, 픽셀 내에서 제 1 전극(120a)이 데이터 라인과 연결되고, 제 2 전극(120b)이 공통 전극에 접속되어, 표시 장치의 구동부에 의해 직접 구동될 수 있다. 이 때, 발광 소자에서 방출되는 백색 광은 컬러 필터를 통해 다양한 색의 광을 구현할 수 있다.As described above, the light emitting device of the present invention is formed to be very small in a micro size, and may be disposed in each pixel defined by the intersection of the data line and the gate line of the display device. In this case, the light emitting device is not a backlight unit disposed on the rear surface of the liquid crystal cell or organic light emitting cell of the display device, but within the pixel, the
이상에서 설명한 본 발명 실시 예는 상술한 실시 예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니고, 실시 예의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다는 것이 본 발명 실시 예가 속하는 기술분야에서 종래의 지식을 가진 자에게 있어 명백할 것이다.The embodiments of the present invention described above are not limited to the above-described embodiments and the accompanying drawings, and it is a technical field to which the embodiments of the present invention pertain that various substitutions, modifications and changes are possible within the scope without departing from the technical spirit of the embodiments. It will be clear to those with prior knowledge in
100: 기판 110: 발광 구조물
110a: 제 1 반도체층 110b: 활성층
110c: 제 2 반도체층 110h: 홈
120a: 제 1 전극 120b: 제 2 전극
130: 절연막 140: 형광체층
200: 인쇄 회로 기판 210: 접착층100: substrate 110: light emitting structure
110a:
110c:
120a:
130: insulating film 140: phosphor layer
200: printed circuit board 210: adhesive layer
Claims (15)
상기 발광 구조물의 제 1 면에서 노출된 상기 제 1 반도체층을 덮는 형광체층;
상기 제 1 반도체층 및 상기 형광체층의 측면을 감싸며 상기 제 1 반도체층과 전기적으로 접속된 제 1 전극; 및
상기 발광 구조물의 상기 제 1 면과 대향된 상기 제 2 면에서 노출된 상기 제 2 반도체층과 전기적으로 접속된 제 2 전극을 포함하고,
상기 형광체층은 바닥면이 상기 제 1 반도체층으로 이루어지며, 측면이 상기 제 1 전극으로 이루어진 홈에 형성되고,
상기 제 1 전극은 상기 제 1 반도체층의 측면과 상기 형광체층의 측면에 직접 접촉하고,
상기 제1 전극은 상기 형광체층의 모든 측면들에서 외측으로 돌출되고,
상기 형광체층의 일측면에서 돌출된 상기 제1 전극의 일부분은 상기 형광체층의 다른 측면들에서 돌출된 상기 제1 전극의 나머지 부분들보다 더 돌출되고,
상기 형광체층의 하부면과 상기 제1 전극의 하부면은 동일 평면에 배치되는 발광 소자.
a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer;
a phosphor layer covering the first semiconductor layer exposed on the first surface of the light emitting structure;
a first electrode surrounding side surfaces of the first semiconductor layer and the phosphor layer and electrically connected to the first semiconductor layer; and
and a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer exposed on the second surface opposite to the first surface of the light emitting structure,
The phosphor layer has a bottom surface formed of the first semiconductor layer and a side surface formed in a groove formed of the first electrode,
The first electrode is in direct contact with the side surface of the first semiconductor layer and the side surface of the phosphor layer,
the first electrode protrudes outward from all sides of the phosphor layer;
A portion of the first electrode protruding from one side of the phosphor layer protrudes more than the remaining portions of the first electrode protruding from other sides of the phosphor layer,
A lower surface of the phosphor layer and a lower surface of the first electrode are disposed on the same plane.
상기 제 1 전극은 금(Au)을 포함하는 발광 소자.
The method of claim 1,
The first electrode is a light emitting device including gold (Au).
상기 제 1 전극과 상기 제 2 전극을 절연시키는 절연막을 더 포함하고,
상기 절연막은 상기 발광 구조물의 가장자리를 따라 형성되어 상기 제 1 전극의 상부면을 감싸는 발광 소자.
The method of claim 1,
Further comprising an insulating film insulating the first electrode and the second electrode,
The insulating layer is formed along an edge of the light emitting structure to surround an upper surface of the first electrode.
상기 제 2 전극과 전기적으로 연결된 인쇄 회로 기판을 더 포함하고,
상기 인쇄 회로 기판은 접착층을 통해 상기 제 2 전극과 연결되며, 상기 접착층은 도전 볼이 레진에 분산된 구조인 발광 소자.
The method of claim 1,
Further comprising a printed circuit board electrically connected to the second electrode,
The printed circuit board is connected to the second electrode through an adhesive layer, and the adhesive layer has a structure in which conductive balls are dispersed in resin.
상기 발광 구조물을 선택적으로 제거하여, 상기 제 1 반도체층을 노출시키는 단계;
상기 제 1 반도체층과 전기적으로 연결되며, 상기 제 1 반도체층의 측면을 감싸는 제 1 전극을 형성하는 단계;
상기 제 2 반도체층과 전기적으로 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계;
상기 발광 구조물로부터 상기 기판을 분리하는 단계;
상기 기판이 분리되어 노출된 상기 제 1 반도체층을 더 제거하여, 바닥면은 상기 제 1 반도체층이며 측면은 제 1 전극으로 이루어진 홈을 형성하는 단계; 및
상기 홈에 형광체층을 형성하는 단계를 포함하고,
상기 형광체층은 상기 제 1 전극에 의해 형성된 상기 홈의 측면과 상기 제 1 반도체층에 의해 형성된 상기 홈의 바닥면에 직접 접촉하고,
상기 제1 전극은 상기 형광체층의 모든 측면들에서 외측으로 돌출되고,
상기 형광체층의 일측면에서 돌출된 상기 제1 전극의 일부분은 상기 형광체층의 다른 측면들에서 돌출된 상기 제1 전극의 나머지 부분들보다 더 돌출되고,
상기 형광체층의 하부면과 상기 제1 전극의 하부면은 동일 평면에 배치되는 발광 소자의 제조 방법.
forming a light emitting structure including a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on a substrate;
selectively removing the light emitting structure to expose the first semiconductor layer;
forming a first electrode electrically connected to the first semiconductor layer and surrounding a side surface of the first semiconductor layer;
forming a second electrode electrically connected to the second semiconductor layer;
separating the substrate from the light emitting structure;
further removing the first semiconductor layer exposed by the separation of the substrate to form a groove having a bottom surface of the first semiconductor layer and a side surface of the first electrode; and
forming a phosphor layer in the groove;
The phosphor layer is in direct contact with a side surface of the groove formed by the first electrode and a bottom surface of the groove formed by the first semiconductor layer,
the first electrode protrudes outward from all sides of the phosphor layer;
A portion of the first electrode protruding from one side of the phosphor layer protrudes more than the remaining portions of the first electrode protruding from other sides of the phosphor layer,
A method of manufacturing a light emitting device in which a lower surface of the phosphor layer and a lower surface of the first electrode are disposed on the same plane.
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