KR20070021876A - 광추출 효율을 높인 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은 (a) 발광다이오드부; 및 (b) 상기 발광다이오드부의 발광면 상에 형성된 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴을 구비하는 것이 특징인 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법, 상기 발광다이오드 소자를 포함하는 발광 장치를 제공한다.

본 발명은 금속 산화물 입자가 포함되고 투광성 조절 미세 패턴이 임프린트된 고분자 필름층으로 발광다이오드부 표면 구조를 조절함으로써, 발광다이오드부 표면의 광추출 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있다.

발광다이오드, 금속 산화물 입자, 미세 패턴, 임프린트, 광추출

Description

광추출 효율을 높인 발광다이오드 소자 및 이의 제조방법{LIGHT EMITTING DIODE DEVICE HAVING ADVANCED LIGHT EXTRACTION EFFICIENCY AND PREPARATION METHOD THEREOF}

도 1은 저출력용 질화 갈륨계 발광다이오드 소자의 단면 구조도이다.

도 2는 고출력용 플립칩 질화 갈륨계 발광다이오드 소자의 단면 구조도이다.

도 3은 레이저 리프트 오프에 의한 질화갈륨계 발광다이오드 소자의 단면 구조이다.

도 4는 종래 레이저 리프트 오프된 LED의 발광면에서 광 경로를 나타낸 모식도이다.

도 5는 본 발명에 따라 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴이 형성된 필름을 발광다이오드부의 발광면 상에 도입하는 경우 광 경로를 나타낸 모식도이다.

도 6은 본 발명에 따라 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴이 형성된 필름을 제조하는 일련의 공정을 나타낸 개략도이다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따라 와이어 본딩부가 발광다이오드부의 외부에 배치된 경우로서, 서로 연결되지 않는 2개의 패턴으로 오믹 접촉 금속을 증착한 후 상기 오믹 접촉 금속층과 도전성 패드부를 연결하는 인터커넥션부의 연결 경로 상에 투명 절연막을 올리고 그 위에 각 패턴의 오믹 접촉 금속층에 양쪽 방향으로 인터커넥션부를 배치한 경우의 평면도이다.

본 발명은 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 발광다이오드 소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

발광다이오드(light emitting diode ; LED) 소자는 PN접합에 순방향으로 전류를 흐르게 함으로써 빛을 발생시키는 반도체 소자이다.

반도체를 이용한 발광다이오드 소자는 전기 에너지를 빛 에너지로 변환하는 효율이 높고 수명이 5~10년 이상으로 길며 전력 소모와 유지 보수 비용을 크게 절감할 수 있는 장점이 있어서 차세대 조명 기기 응용 분야에서 주목 받고 있다.

발광다이오드 제조를 위한 질화갈륨계 화합물 반도체의 성장에는 주로 사파이어 기판이 이용된다. 일반적으로 저출력 질화 갈륨계 LED는 결정 구조가 성장된 사파이어 기판을 리드프레임에 올린 후 두개의 전극을 상부에 연결하는 방식으로 제작된다(도 1 참조). 이때 열 방출 효율을 개선하기 위하여 사파이어 기판을 약 80 마이크론 이하의 두께로 얇게 하여 리드프레임에 붙이게 된다. 사파이어 기판의 열전도도는 약 50 W/m·K으로 두께를 80 마이크론 정도로 하더라도 열저항이 매우 크다.

반면, 고출력 질화 갈륨계 LED의 경우는 열방출 특성을 보다 개선하기 위하 여 플립칩 본딩 방식이 주로 사용되는 추세이다. 플립칩 본딩 방식은 LED 구조가 만들어진 칩을 열전도도가 우수한 실리콘 웨이퍼(150 W/mK)나 AlN 세라믹(약 180 W/mK) 기판 등의 서브마운트에 뒤집어 붙이는 것이다(도 2 참조). 플립칩 구조의 경우 서브마운트 기판을 통하여 열이 방출되므로 사파이어 기판을 통하여 열을 방출하는 경우보다는 열방출 효율이 개선된다. 그러나, 플립칩 본딩 공정으로도 열방출 문제를 완전히 해결하지는 못하고 제조 공정이 복잡한 문제점이 있다.

이러한 문제점들을 해결하기 위하여 레이저 리프트 오프에 의한 발광다이오드 제작이 주목 받고 있다. 레이저 리프트 오프에 의한 발광다이오드 제작은 레이저를 발광다이오드 구조가 성장된 사파이어 기판에 조사하여 질화갈륨계 발광다이오드 결정구조로부터 사파이어 기판을 제거한 후 패키징하는 기술로서(도 3 참조), 열방출 효율이 가장 우수한 구조로 알려져 있으며 제작 공정이 획기적으로 줄어들고 발광 면적이 칩의 크기와 같으므로 (플립칩의 경우는 발광면적이 칩 크기의 약 60% 정도임) 보다 우수한 특성의 LED를 제작할 수 있다.

그러나, 레이저 리프트 오프에 의해 제작된 발광다이오드 소자는 기존 기술을 이용한 발광다이오드 소자에 비해 낮은 광추출 효율을 보이는데 그 이유는 다음과 같다. 사파이어 기판이 레이저 리프트 오프된 LED 구조에 에폭시와 같은 몰딩재 또는 형광체가 혼합된 몰딩재를 씌워서 발광다이오드 제작이 완료되는데, 이때, GaN 와 몰딩재 간의 큰 굴절률 차에 의하여 LED 구조에서 발생된 빛의 상당 부분이 외부로 방출되지 않고 전반사되어 다시 발광다이오드 구조쪽으로 진행하여 소멸하게 된다. 질화갈륨(GaN)의 경우 굴절률을 약 2.6, 몰딩재의 굴절률을 약 1.5 정도 로 가정할 경우 두 물질의 접합면에서 전반사되는 빛의 양은 약 91% 정도로 광추출 효율의 많은 개선이 요구된다.

이를 해결하기 위해서 레이저로 사파이어 기판을 제거하고 전극 배선을 형성하기 전 혹은 후의 단계에서 노출된 n-형 질화갈륨층의 표면에 요철을 주는 방법에 대한 연구가 수행되고 있다. n-형 질화갈륨의 표면에 요철을 주는 구체적인 방법으로는 습식 식각에 의하여 n-형 질화갈륨 표면을 원뿔 모양으로 형성시키는 것이다 (T. Fujii et al. Appl. phys. Lett., 2004, 84, 855, Y. Gao et al. Jap. J. Appl. Phys., 2004, 43, L637 참조). 이 경우 광추출 효율이 2 배 정도 향상되는 것이 확인되었다.

도 4는 종래 레이저 리프트 오프된 발광다이오드에서 발생한 광의 경로를 나타낸 것으로, 도 4a는 레이저 리프트 오프된 발광다이오드의 표면에서 발생하는 전반사에 의해 광 중 일부만 LED를 빠져 나오는 것을 나타낸 개략도이고, 도 4b는 레이저 리프트 오프 후 표면을 거칠게 하여 발광다이오드의 광추출 효율을 증가시키는 것을 나타낸 개략도이다.

그러나, 이와 같이 표면에 요철을 주는 공정은 추가적인 습식 식각 과정이 요구되며, 요철의 깊이는 n-형 질화갈륨 두께에 한정되는 단점이 있다.

본 발명자들은 종래 습식 식각에 의한 요철 형성시의 문제점을 인식하고, 이를 해결하기 위해서 질화갈륨과 굴절율이 유사한 물질을 사용하여 습식식각에 의한 요철과 같은 형상으로 형성된 미세 패턴을 발광다이오드부의 발광면 상에 구비함으 로써 발광다이오드부로부터 발생하는 방출광이 내부로 전반사되는 양을 감소시켜 광추출 효율을 증가시키고자 하였다.

현재 기술로는 청색 빛의 영역에서 굴절율이 약 2.6 정도인 질화갈륨과 굴절율이 유사할 뿐만 아니라 용이하게 미세 패턴으로 형성시킬 수 있는 물질은 존재하지 않는다. 그러나 본 발명자들은 발광다이오드 소자의 몰딩재로 이용되는 에폭시나 실리콘과 같은 고분자 물질에 가시광에서 산란이 되지 않을 정도로 작은 나노 크기의 고굴절율을 가진 금속산화물 미세 입자를 고농도로 포함시키면, 이의 유효 굴절율이 질화갈륨의 굴절율에 근접하게 된다는 것을 최초로 인식하여 본 발명을 완성하였다.

이에, 본 발명은 질화갈륨과 굴절율이 유사한 물질로서, 나노 크기의 금속산화물 입자가 고농도로 포함된 에폭시 혹은 실리콘 등의 발광다이오드 패키징용 고분자 물질을 발광다이오드 표면에 도포한 후 임프린트하여 투광성 조절을 위한 미세 패턴을 형성시킴으로써, 광추출 효율을 효과적으로 향상시킬 뿐만 아니라 지속적으로 유지할 수 있는 발광다이오드 소자 및 그 제조방법을 제공함을 목적으로 한다.

본 발명은 (a) 발광다이오드부; 및 (b) 상기 발광다이오드부의 발광면 상에 형성된 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴을 구비하는 것이 특징인 발광다이오드 소자 및 상기 발광다이오드 소자를 포함하는 발광 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은 (a) 금속 산화물 입자와 UV 또는 열경화성 고분자를 혼합하는 단계; (b) 발광다이오드가 부착된 서브마운트 기판 상에 상기 단계 (a)의 혼합물을 도포하는 단계; (c) 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 이용하여 혼합물이 도포된 기판 면을 가압하는 단계; (d) 자외선 또는 열로 경화하여 미세 패턴을 성형한 후 스탬프로부터 미세 패턴을 분리하는 단계: 및 (e) 상기 미세 패턴을 발광다이오드부의 발광면에 부착하는 단계를 포함하는 발광다이오드 소자의 제조방법을 제공한다.

이하, 본 발명에 대하여 자세히 설명한다.

본 발명은 발광다이오드부로부터 방출되는 빛의 내부 전반사 최소화 및 이를 이용한 광추출 효율 증대를 도모하고자, 금속 산화물 입자와 가시광에서 투명한 고분자로 구성된 투광성 조절 미세 패턴을 발광다이오드부의 발광면 상에 도입하는 것을 특징으로 한다.

보다 상세하게 표현하면, 발광다이오드의 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 작은 크기를 갖는 금속 산화물 입자를 가시광에서 투명한 액상의 고분자 패이스트에 고농도로 혼합한 후, 임프린트 성형을 통해 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 큰 투광성 조절 미세 패턴을 형성함으로써, 상기 입자 크기에 의한 유효 굴절율 효과 및 상기 미세 패턴의 크기 및 형태에 의한 산란 효과를 통해 방출광의 내부 전반사를 최소화하는 것이다.

굴절률이 큰 매질에서 작은 매질로 빛이 입사할 때 굴절각은 입사각보다 크며, 어떤 입사각에서는 굴절각이 90°가 된다. 이때의 입사각을 임계각이라 하며, 입사각이 임계각을 넘게 되면 빛은 그 경계면에서 전부 반사하게 된다. 그리고 굴절률 차가 클수록 상기 임계값이 작아져 전반사되는 빛의 양이 증대된다.

따라서, 본 발명은 발광다이오드부의 표면부와 상기 발광다이오드부의 주변부, 예컨대 몰딩재와의 큰 굴절률 차에 의해 전반사되는 빛의 양을 감소시키고 이를 지속적으로 유지하기 위해, 고분자와 유효 굴절율 변화를 유발하는 금속 산화물 입자를 포함하는 혼합물을 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 통해 가압한 후, 자외선 또는 열로 경화시켜 광산란을 강하게 일으키는 투광성 조절 미세 패턴으로 임프린트하는 것이다.

이와 같이 미세 패턴으로 형성된 투광성 조절부의 굴절율은 금속 산화물 입자의 굴절율과 고분자 물질의 굴절율의 사이에서 결정되는 유효 굴절율로서, 질화갈륨의 굴절율과 같을 경우 가장 효과적이다. 투광성 조절부 내부에서의 빛의 산란을 최소화하기 위해서는 금속 산화물 입자의 크기가 발광다이오드에서 방출되는 빛의 파장 크기의 절반 보다 작아야 하며, 작을수록 산란(scattering)은 감소하게 된다. 동시에 금속산화물과 고분자 혼합물로 이루어진 미세 패턴의 투광성 조절부의 크기는 발광다이오드에서 방출되는 빛의 파장 크기의 절반 보다 커야하며, 클수록 표면에서의 빛의 방출 효율이 증가하게 된다. 또한, 상기 금속 산화물 입자가 포함된 투광성 미세 패턴은 발광다이오드 표면에서의 광산란을 강하게 일으키므로, 방출광의 내부 전반사 감소 및 이를 통한 발광다이오드 소자의 광추출 효율 증대를 도모할 수 있다. 특히, 본 발명은 전술한 유효 굴절율 효과와 광산란 효과의 병용을 통해 광추출 효율의 상승 효과(synergy effect)를 나타낼 수 있다.

추가적으로, 요철 형성을 위해 전극의 물리적 및 화학적 변화를 초래하는 식각 공정을 수행하는 대신, 일정 형태를 갖는 금속 산화물 입자가 포함된 고분자 혼합물층을 도입함으로써, 식각 공정에 의해 발생하는 종래 문제점을 근본적으로 해결할 수 있을 뿐만 아니라 요철 깊이의 한계가 없어 원하고자 하는 광추출 효율 증대를 최적화할 수 있다.

나아가, 이와 같이 금속 산화물 입자와 고분자 혼합물이 임프린트된 미세 패턴을 사용하는 경우는 종래의 n형 질화갈륨층을 바로 식각하여 요철을 형성하는 방법에 비해 하기와 같은 장점이 있다.

즉, n형 질화갈륨층을 식각하는 경우 UV를 조사하면서 식각하므로 장치가 복잡하고 시간이 오래 걸리며 식각된 깊이는 n형층 두께에 한정된다. 또한 n형층의 결정 방향을 따라 식각이 되므로 원하는 형태의 미세 패턴을 형성하기가 어렵다. 이에 반해, 미세 패턴이 임프린트된 금속 산화물 함유 고분자 혼합물은 대형화 제작이 가능하며, 미세 패턴의 균일성을 확보할 수 있고, 미세 패턴 각 요소의 선폭 및/또는 깊이 및 형상을 임의적으로 용이하게 조절할 수 있다. 따라서, 본 발명은 상기 금속 산화물 함유 고분자 혼합물을 사용하여, 발광다이오드부 표면에 다양한 형태 및 크기의 요철을 부여함으로써 발광다이오드 표면의 전반사되는 빛의 양을 감소시켜 광 추출 효과를 월등하게 높일 수 있다.

도 5는 본 발명에 따라 발광다이오드부의 발광면 상에 금속 산화물과 고분자의 혼합물이 임프린트되어 미세 패턴이 형성된 경우의 광 경로를 보여준다.

상기 투광성 조절 미세 패턴을 구성하는 금속 산화물 입자의 크기는 특별한 제한이 없으나, 전술한 유효 굴절율 효과를 도모하기 위해 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 작은 크기, 예컨대 나노 단위 크기를 갖는 것이 바람직하다. 예컨대, 상기 입자의 크기는 10 내지 300nm일 수 있다. 또한, 상기 금속 산화물 입자는 구형, 원뿔 또는 사면체(삼각뿔) 이상의 다면체 형태일 수 있다. 상기 금속 산화물 입자의 비제한적인 예로는, 타이타늄, 텅스텐, 아연, 알루미늄, 인듐, 주석계 산화물, 루테늄계 또는 이들의 혼합물 등이 있다. 또한, 상기 금속 산화물 입자로서, 청색, 녹색, 황색 혹은 적색 형광 형광 물질(phosphor)을 1종 이상 사용할 수도 있다.

일반적으로 발광다이오드 소자의 주변부(예, 몰딩재)의 굴절률은 발광다이오드부 표면보다 굴절률이 많이 낮은 편이므로, 상기 고분자 필름층 내 금속 산화물 입자의 굴절률은 주변부, 예컨대 몰딩재의 굴절률 보다 큰 것이 광추출을 증진시키는데 바람직하며, 특히 발광다이오드 소자 중 몰딩부의 굴절율 < I ≤ 발광다이오드부의 굴절율 ± 0.8 범위인 것이 더욱 바람직하다.

상기 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴의 크기는 특별한 제한이 없으나, 강한 광산란을 일으킬 수 있도록 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 큰 것이 바람직하다. 또한, 상기 미세 패턴은 모든 형태가 가능하며, 일례로, 원뿔 또는 삼각뿔(사면체) 이상의 다각뿔일 경우 보다 유리하다. 미세 패턴 각 요소의 선폭(w)과 깊이(d)의 비율(d/w)은 유효 임계각이 커져 광추출 효율이 높아질 수 있도록 클수록 바람직하고, 충분한 광추출 향상 효과를 얻기 위해서는 1 이상인 것이 바람직하다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 상기 미세 패턴 층의 두께는 1,000 nm 이상인 것이 바람직하나, 이에 제한되는 것은 아니다.

상기 금속 산화물과 고분자의 혼합물로 구성된 투광성 조절 미세 패턴은 발광다이오드부 표면과 동일 또는 상이한 굴절률을 가질 수 있으나, 가능하면 몰딩부의 굴절률 보다 높은 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 발광다이오드 소자 중 몰딩부의 굴절율 < I ≤ 발광다이오드부의 굴절율 ± 0.8 범위이다. 특히, 상기 임프린트된 미세 패턴은 몰딩재의 굴절률보다 높은 굴절률을 가져야 광추출 효율 증가가 가능하므로 굴절률이 1.6 이상인 것을 사용할 수 있다.

고분자 필름층은 UV 또는 열 경화가 가능한 고분자 물질이 경화되어 형성되며, UV 또는 열 경화 가능한 고분자 물질의 비제한적인 예로는 에폭시 수지, 우레아 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지, 아크릴 수지 등이 있다.

본 발명에 따라 발광다이오드부의 발광면 상에 금속 산화물 입자가 포함되고, 투광성 조절 미세 패턴이 형성된 고분자 필름층을 구비하는 발광다이오드 소자의 제조 방법은 당 업계에 알려진 통상적인 방법에 따라 수행 가능하나, 이의 바람직한 일 실시예를 들면, (a) 금속 산화물 입자와 UV 또는 열경화성 고분자를 혼합하는 단계; (b) 발광다이오드가 부착된 서브마운트 기판 상에 상기 단계 (a)의 혼합물을 도포하는 단계; (c) 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 이용하여 혼합물이 도포된 기판 면을 가압하는 단계; (d) 자외선 또는 열로 경화하여 미세 패턴을 성형한 후 스탬프로부터 미세 패턴을 분리하는 단계: 및 (e) 상기 미세 패턴을 발광다이오드부의 발광면에 부착하는 단계를 포함할 수 있다.

스탬프는 자외선이 투과할 수 있는 소재 또는 열전도성이 큰 소재를 사용한다. 자외선 투과 가능한 소재로는 수정(quartz), 유리, 사파이어(sapphire), 다이 아몬드 등이 있다. 열전도성이 큰 소재로는 실리콘계 등이 있다.

기판상에 도포되는 금속 산화물 입자와 고분자의 혼합물은 PMMA(Polymethly Methacrylate)와 같은 고분자 물질과 용매를 함유한다. 이때, 용매는 상기 혼합물에 코팅성을 부여하기 위하여 다른 성분들을 용해시키는 것으로서, 사용량에 따라 점도를 조절할 수 있다.

본 발명에서 사용할 수 있는 용매의 비제한적인 예로는 아세톤, 메틸에틸케톤, 메틸이소부틸케톤, 메틸셀로솔브, 에틸셀로솔브, 테트라 히드로 퓨란, 1,4-디옥산, 에틸렌 글리콜 디메틸에테르, 에틸렌글리콜 디에틸에테르, 프로필렌글리콜 디메틸 에테르, 프로필렌글리콜 디에틸에테르, 클로로포름, 염화메틸렌, 1,2-디클로로 에탄, 1,1,1-트리클로로 에탄, 1,1,2-트리클로로 에탄, 1,1,2-트리클로로 에텐, 1,2,3-트리클로로 프로탄, 헥산, 헵탄, 옥탄, 시클로펜탄, 시클로헥산, 벤젠, 톨루엔, 크실렌, 메탄올, 에탄올, 이소프로판올, 프로판올, 부탄올, 제삼 부탄올, 프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 프로필렌글리콜 모노에틸에테르, 프로필렌글리콜 모노프로필에테르, 프로필렌글리콜 모노부틸에테르, 디프로필렌글리콜 디메틸에테르, 디프로필렌글리콜 디에틸에테르, 디프로필렌글리콜 모노메틸에테르, 메틸 카비톨, 에틸 카비톨, 프로필 카비톨, 부틸 카비톨, 시클로펜타논, 시클로헥사논, 프로필렌글리콜 메틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 에틸에테르아세테이트, 프로필렌글리콜 메틸에테르 프로피오네이트, 3-메톡시부틸 아세테이트, 3-메틸-3-메톡시부틸 아세테이트, 에틸-3-에톡시프로피오네이트, 에틸 셀로솔브아세테이트, 메틸 셀로솔브아세테이트, 부틸 아세테이트, 프로필 아세테이트, 에틸 아세테이트 등이 있으며, 이들은 단독으로 또는 2종 이상을 혼합하여 사용할 수 있다. 점도 조절을 고려해 상기 용매의 사용량은 고분자 슬러리 총 100 중량부에 대하여 바람직하게는 60 ~ 90 중량부, 보다 바람직하게는 65 ~ 85 중량부이다.

금속 산화물을 함유하는 고분자 혼합물의 도포 방법으로는 스핀 코팅(spin coating) 방식, 액적 도포(droplet dispensing) 방식, 분사(spray) 방식 등이 있으나, 이에 제한되지는 않는다.

UV 경화 또는 열 경화 후 스탬프가 쉽게 분리되도록 실리콘계 이형제와 같은 점착 방지물질을 스탬프의 요철부분에 처리하는 것이 바람직하다.

이와 같이 제조된 임프린트 패턴된 금속 산화물 함유 고분자 혼합물은 발광다이오드에 직접 미세 패턴을 형성시키지 않고, 외부 기판에서 제작한 후 점착제와 보호필름까지 도포된 형태로 롤이나 기판 형태로 발광다이오드 제조 업체에 공급이 가능하다. 이때, 필름이나 기판을 공급받은 업체는 필요한 크기로 제단한 후 보호필름을 제거하고 제조된 LED 상부에 필름이나 기판을 부착하면 된다. 이러한 발광다이오드 소자의 제조방법에 대한 일 실시예를 들면, (a) 금속 산화물 입자가 포함된 UV 또는 열경화성 고분자 기판을 준비하는 단계; (b) 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 이용하여 상기 금속 산화물 입자가 포함된 고분자 기판 면을 가압하는 단계; 및 (c) 자외선 또는 열로 경화하여 상기 금속 산화물 입자가 포함된 고분자 기판의 일면을 미세 패턴으로 성형한 후, 미세 패턴이 성형된 고분자 기판을 발광다이오드부의 발광면상에 부착하는 단계를 포함할 수 있다. 필요에 따라서는 제단까지 끝난 필름이나 기판을 공급할 수도 있다. 이러한 필름 또는 기판은 (a) 발광 다이오드부 표면 구조를 조절하기 위해 미세 패턴이 임프린트된 금속 산화물 입자 및 고분자 함유 필름 또는 기판; 및 (b) 미세 패턴이 형성되어 있지 아니한 고분자 필름 또는 기판의 일면에 점착제를 통해 점착제를 통해 적층된 보호 필름을 포함하는 금속 산화물 입자 및 고분자 함유 필름 또는 기판일 수 있다.

본 발명에 따라 발광다이오드부의 발광면 상에 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴을 구비하는 발광다이오드 소자는, 저출력용, 고출력 플립형, 레이저 리프트-오프(Laser Lift-Off) 방식 또는 그 외 발광다이오드에 제한 없이 적용 가능하며, 특히 레이저 리프트-오프(LLO) 형이 바람직하다.

본 발명에 따라 발광다이오드부의 발광면 상에 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴을 구비하는 발광다이오드 소자는, 발광다이오드부 표면에 투광성 조절 미세패턴이 임프린트된 금속 산화물 함유 고분자 혼합물층을 형성하는 것을 제외하고는, 당 업계에서 알려진 통상적인 방법에 따라 제조될 수 있다. 이의 일 실시예 형태로 레이저 리프트 오프 방식을 사용한 경우에 대해 자세히 설명하고자 한다(도 3 참조). 상기 레이저 리프트 오프 방식의 발광다이오드 소자의 제조방법은 하기 단계를 포함할 수 있다.

(1) 사파이어 기판 상 발광다이오드부 성장 단계

금속유기화학기상증착법(metal organic chemical vapor deposition: MOCVD) 등의 방법을 사용하여 사파이어 기판 상에 n형층, 발광 활성층, p형층을 차례로 성장시켜 발광다이오드부를 형성한다. 이때, 상기 n형층, 활성층, p형층은 당업계에 알려진 통상적인 질화갈륨계 화합물, 예컨대 GaN, GaAIN, InGaN, InAlGaN 또는 이 들의 혼합물 등을 사용하여 형성시킬 수 있다. 또한, 활성층은 단일 양자 우물 구조 또는 다중 양자 우물구조(multiple quantum well: MQW)일 수 있다. 전술한 p형층, 활성층, n형층 이외에 다른 버퍼층을 포함할 수도 있다. 상기 질화갈륨계 화합물의 성분비를 조절함으로써 장파장에서부터 단파장까지의 발광다이오드를 자유롭게 제작할 수 있으며, 이를 통해 460nm를 갖는 청색 질화물계 발광다이오드에 국한되지 않고 모든 발광다이오드에 적용할 수 있다.

(2) p-형 오믹 접촉 형성 단계

사파이어 기판에 발광다이오드 구조(예, 질화갈륨계)가 성장된 웨이퍼를 초기 세정한 후 웨이퍼의 상부 p-형 표면(예, p-형 GaN)에 진공 증착으로 Ni, Au, Pt, Ru, ITO 등의 단일 금속 또는 합금을 단일층 또는 다층으로 증착하여 p-형 오믹 접촉 금속을 형성시킨 후 열처리를 수행하여 p-형 오믹 접촉을 완성할 수 있다. 이때, 빛의 반사를 위하여 추가적으로 Ag, Al, Cr, Rh 등의 금속층이 이용될 수 있다. 또, 필요할 경우 p-형 오믹 접촉 금속의 상부에 서브마운트 기판과 같은 기판과의 접합을 개선하기 위한 금속층이 추가될 수도 있다.

(3) 건식 식각 단계

선택적으로, 사파이어 기판을 단위칩으로 분리하는 부분을 정의하는 건식 식각 단계를 수행할 수 있다.

단위칩 형성을 위하여 이후에 수행될 스크라이빙 및 브레이킹 공정을 거치고 나면 단위칩의 브레이킹된 가장자리 측면에 예컨대 지그재그 형태로, 무수히 많은 결정 쪼개짐이 발생한다. 가장자리의 이러한 쪼개짐은 소자의 동작시 누설전류를 형성하게 되고 장기적인 신뢰성에 문제를 일으킬 수 있다.

따라서, 건식 식각 공정을 통하여 빛이 방출될 영역을 정의하고 가장자리의 쪼개진 영역으로 전류가 흐르는 것을 차단하는 것이 바람직하다.

건식 식각 단계는 일례로 단위칩의 가장자리가 될 부분을, 발광 활성층이 노출될 때까지 바람직하게는 n-형 GaN 층이 노출될 때까지 건식 식각하여, 평탄한 측면을 형성시킨다.

(4) 사파이어 기판면의 폴리싱 단계

일반적으로 발광다이오드의 결정 구조는 430 마이크론 정도의 두께를 지니는 사파이어 기판에 성장된다. 그것을 소자로 만들기 위해서 랩핑(lapping) /폴리싱(polishing) 공정을 통하여 사파이어 기판의 두께를 약 80-100 마이크론 정도로 얇게 만든다.

(5) 단위칩 형성 단계

필요한 경우, 발광 다이오드 결정구조가 성장된 기판을 단위칩으로 분리하는 단계에서 스크라이빙/브레이킹 방법을 사용하는 것이 바람직하나 이에 한정되는 것은 아니다. 일반적으로 스크라이빙(scribing)은 끝이 뾰족하고 강도가 우수한 다이아몬드 팁으로 또는 레이저로 웨이퍼 표면에 선을 긋는 작업을 말하고, 브레이킹(breaking)은 스크라이빙에서 그어진 선을 따라 충격을 주어 절단하는 작업을 말한다.

사파이어 기판이 단단하여 다이싱 장비에 사용되는 다이아몬드 블레이드가 매우 빠른 속도로 손상을 받고 블레이드가 절단시킨 폭 만큼의 발광 다이오드 면적 손실이 있기 때문에, 단위칩 분리에 있어서 사파이어 기판이 있는 상태에서는 다이싱 처리 방법을 사용하지 않는 것이 좋다.

단위칩의 크기는 이후 공정에서 더 이상 작게 만들지 않는, 최종 발광 다이오드 램프로 제작할 칩의 크기로서 고출력인 경우는 약 1x1 ~ 5x5 mm², 중,저출력인 경우는 0.2x0.2 ~ 1x1 mm² 정도인 것이 바람직하다.

(6) 서브마운트 기판 접합 처리

선택적으로, 서브마운트 기판 접합 처리 단계를 수행할 수 있다. 서브마운트 기판은 도전성 재료 또는 비도전성 재료로 구성될 수 있다. 고출력 발광 다이오드의 경우에는 열방출 효율을 향상시키기 위해 열방출을 위한 금속 혹은 실리콘 웨이퍼 등의 서브마운트 기판을 사용하는 것이 바람직하다.

서브 마운트 기판은 각종 금속, 예컨대 CuW, Al, Cu, 등의 금속, 혹은 Si 웨이퍼, AlN 세라믹, Al₂O₃ 세라믹 등의 재료로 구성될 수 있다. 이때, 서브마운트 상부에는 쇼트를 방지하기 위해서 절연막이 증착되어 있을 수도 있으며, 그 위에 도전성 패드부, 예컨대 n-형 패드부와 p-형 패드부가 형성되어 있을 수도 있다.

서브마운트 기판과의 접합을 위하여 사용될 수 있는 접합물질은 그것을 통하여 발광 다이오드에 전류를 공급하고 발광 다이오드에서 발생되는 열을 쉽게 방출하는 것이 바람직하므로 용융점이 낮은 AuSn, AgSn, PbSn, Sn, Ag powder, 은 페이스트(silver paste), 혹은 In과 Pd의 접합 등의 300℃ 이하의 저온에서 접합되는 금속이 될 수 있다.

예컨대, 폴리싱 처리된 사파이어 기판을 갖는 단위칩을 서브마운트 기판에 사파이어 기판이 위로 올라오도록 뒤집고, 열방출이 양호한 금속성 접합재를 사용하여 발광 다이오드의 p-형 오믹 접촉 금속면을 서브마운트 기판에 접합시킬 수 있다.

하나의 서브마운트 기판에 2개 이상의 단위칩을 부착시킬 때는 이후에 수행될 서브마운트 기판의 다이싱(dicing) 공정과 와이어 본딩을 고려하여 칩과 칩 사이에 수 백 마이크론 정도의 일정한 간격을 두고 주기적으로 배열하는 것이 바람직하다. 또한, 차후 레이저로 사파이어 기판 제거시 레이저 빛이 조사되는 영역의 가장자리에 단위칩이 걸치지 않도록 단위칩 사이 간격을 조절하는 것이 바람직하다.

(7) 사파이어 기판 제거 단계

단위칩으로부터 사파이어 기판을 제거하는 방법의 비제한적인 예로는 엑시머 등의 레이저를 조사하는 것이 있다.

단위칩의 사파이어 면을 레이저로 조사하여 하나씩 사파이어 기판을 제거하는 경우, 한 번의 레이저 빔에 의하여 하나 혹은 그 이상의 칩에서 사파이어 기판을 동시에 제거하므로 단위칩 내에서의 결정구조 쪼개짐은 전혀 발생하지 않게 된다. 이때 레이저 조사 영역의 가장자리에 단위칩이 걸쳐지지 않게 하는 것이 중요하다.

레이저광의 파장은 질화갈륨의 에너지갭 보다 높은 에너지를 가질 수 있는 365nm 이하, 그리고 200 nm 이상인 것이 바람직하다.

사파이어 기판을 투과한 레이저 빛이 질화갈륨에 흡수되어 사파이어와 질화 갈륨의 계면 영역에 있는 질화갈륨이 분해되어 금속 갈륨과 질소 가스가 생성됨으로써 사파이어 기판은 발광다이오드 결정 구조와 분리된다.

본 발명에서 사파이어 기판을 제거하는 방법은 레이저를 사파이어 기판면에서 조사하는 것 이외 다른 어떠한 방법으로도 사파이어 기판을 제거할 수 있다. 예컨대, 사파이어 기판상에 발광다이오드의 결정구조 성장시 성장 초기에 저온에서 질화갈륨 버퍼층 (low temperature GaN buffer layer)을 통상적으로 성장시키는데 금속 버퍼층을 추가하여 사용할 경우에는 이후의 사파이어 기판 제거시 레이저 조사를 사용하지 않고 상기 금속을 녹일 수 있는 산 등을 이용하여 사파이어 기판을 제거할 수 있다.

(8) n-형 오믹 접촉 금속 형성 단계

필요할 경우 사파이어 기판이 제거되면서 드러난 n-형 표면(예, n-형 GaN)에 Ti, Cr, Al, Sn, Ni, Au 등의 금속을 조합하여 진공증착으로 n-형 오믹접촉 금속을 형성시킬 수 있다.

이때, n-형 오믹접촉 금속을 형성시키기 이전에 사파이어 기판이 제거되면서 드러난 n-형 질화갈륨 표면에 폴리싱 공정이나 건식 또는 습식 또는 습식 식각 공정을 수행하는 것이 바람직하다.

사파이어가 제거된 이후에 노출된 GaN의 표면에는 GaN의 분해시 생성된 금속 갈륨이 존재한다. 이러한 표면의 금속 갈륨층은 발광 다이오드에서 방출되는 빛을 감소시키므로 이를 염산으로 제거한 후 필요에 따라 건식 또는 습식 식각 공정으로 도핑되지 않은 GaN(undoped-GaN)층을 식각하여 n⁺-GaN 층이 드러나게 한 후 n-오믹 접촉 형성을 위한 금속(예컨대, Ti/Al 계열의 금속)을 진공 증착시키는 것이 바람직하다.

본 발명에 따른 n-오믹 접촉 금속은 포토리소그래피 공정을 거치지 않더라도 새도우 마스크(shadow mask)를 사용하여 충분히 구현할 수 있으나, 필요에 따라서 마이크로 단위의 미세한 선폭을 구현해야 되는 경우에는 포토리소그래피 공정을 거칠 수도 있을 것이다.

(9) 인터커넥션부 형성

필요할 경우, 발광다이오드부의 최상부인 노출된 n형층과 서브마운트상에 위치한 n-도전성 패드부, 바람직하게는 n-오믹 접촉 금속층과 n-도전성 패드부의 연결 경로상에 투명성 절연막을 형성시킨 후 도전성 금속을 이용한 증착 박막 패터닝을 통해 하나 이상의 인터커넥션(interconnection)부를 형성시킨다.

이때, 인터커넥션부는 와이어 본딩을 위한 도전성 패드부를 발광다이오드의 외부, 예컨대 서브마운트 상에 배치시킨 후 이 도전성 패드부와 발광다이오드부의 일면 또는 양면을 전기적으로 연결시키는 것을 지칭하는 것이다. 상기 인터커넥션부는 잉크젯(Inkjet)을 통해 도전성 물질이 함유된 도전성 잉크를 분산시켜 형성되거나 또는 스크린 프린팅에 의해 도전성 물질을 코팅하여 형성될 수도 있다.

(10) 본 발명에 따른 발광다이오드부 표면 상 미세 패턴이 임프린트된 금속 산화물 함유 고분자 필름층 형성 단계

앞서 설명한 방법에 따라, 본 발명에 따라 발광다이오드부 표면에 투광성 조절 미세 패턴이 형성된 금속 산화물 함유 고분자 필름층을 형성한다. 상기 고분자 필름 형성 단계는 하기 와이어 본딩 단계 이후에 수행할 수도 있다.

(11) 서브마운트 기판 절단 단계

금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴이 부착된 발광다이오드 칩을 단위 발광다이오드 칩으로 자르기 위하여 서브마운트 기판을 절단한다.

서브마운트 기판 상에 2개 이상의 발광 다이오드 단위칩이 형성되어 있을 때, 필요한 경우 하나의 단위칩을 구비하도록 서브마운트 기판을 절단하여 사용한다. 경우에 따라서는 하나 이상의 단위칩이 구비되도록 서브마운트 기판을 절단할 수도 있다.

서브마운트 기판의 재질에 따라 적절한 절단 방법을 선택할 수 있으며, 일례로 서브마운트 기판이 실리콘 웨이퍼인 경우에는 다이싱(dicing) 방법을 이용할 수 있다. 다이싱(dicing)은 원형의 회전하는 다이아몬드 블레이드로 기판을 절단하는 작업을 말한다.

(12) 리드 프레임 접합 및 와이어 본딩 단계

상기 단위 서브마운트 칩을 단위 발광다이오드 램프로 형성하기 위한 리드프레임에 접합한 후, 음극 및 양극 전극 결선을 와이어 본딩으로 완성한다. 이때, 발광다이오드부의 발광면 상에 도입된 투광성 미세 조절 패턴으로 인해, n-도전성 패드부와 외부 전원, 예컨대 리드프레임과 연결시키는 와이어 본딩을 통해 음극 결선 을 수행하는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 이외에, 와이어 본딩을 수행할 위치에 투광성 미세 조절 패턴을 형성시키지 않을 수도 있다.

상기 리드프레임은 최종 발광다이오드 램프로 제작하기 위한 패키지를 말하는 것이며, 리드프레임이 아닌 어떠한 형태의 발광다이오드 패키지도 본 발명의 범주에 포함된다. 본 발명의 변형예에서는 발광 다이오드 결정구조가 성장된 사파이어 기판을 단위칩으로 분리한 후, 서브마운트 기판에 접합시키지 아니하고, 상기 단위칩을 리드 프레임에 접합하고 나서 사파이어 기판을 제거할 수 있으며, 이 경우도 본 발명의 범주에 속한다.

(13) 몰딩재 처리 단계

에폭시와 같은 몰딩재 또는 형광체가 혼합된 몰딩재를 씌워서 발광다이오드 제작을 완료한다. 이때 상기 몰딩재로는 에폭시, 실리콘 및 아크릴 등이 있다.

상기 본 발명의 설명은 고출력인 경우를 상정한 것이기는 하지만, 저출력인 경우에도 본 발명이 적용될 수 있다. 또한, 상기에서는 사파이어 기판상의 질화갈륨계 발광 다이오드 결정구조를 사용한 것을 대표적 예로 설명하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 아니하고, 이의 등가물까지 본 발명의 범주에 속한다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 구조 또는 상기와 같은 방법에 따라 제조되는 발광다이오드 소자를 구비하는 발광 장치를 제공한다. 상기 발광 장치는 발광다이오드 소자를 구비하는 모든 발광 장치를 포함하며, 일례로 조명 장치, 표시부, 살균 램프, 디스플레이부 등이 있다.

이하, 본 발명의 실시예를 들어 상세히 설명하기로 하나, 본 발명이 하기 실 시예로 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

질화갈륨계 발광다이오드 구조가 성장된 사파이어 기판을 초기 세정한 후, p-형 질화갈륨 표면에 니켈과 은을 전자빔 증착하여 오믹접촉 금속을 형성하였다. 증착된 금속은 오믹 접촉을 이루기 위한 급속 열처리 공정을 실시하였으며, 이후 단위 발광다이오드로 잘라질 가장자리 영역을 건식 식각하여 발광층을 제거하였다. 이후 수행될 스크라이빙 및 브레이킹 공정에 의한 가장자리 표면에서의 누설 전류를 차단하기 위함이다. 레이저 리프트 오프를 위해 사파이어 기판을 100 마이크론 두께로 래핑한 후 폴리싱하였다. 이렇게 준비된 기판을 건식 식각으로 정의된 부분에 맞추어 1 mm x 1 mm 크기로 잘라서 AuSn을 이용하여 2인치 실리콘 서브마운트 기판에 붙였다. 서브마운트 기판상에는 발광다이오드의 n-오믹 접촉, p-오믹 접촉과 각각 연결될 음극 및 양극 전극 패드를 기형성시켰다. 발광다이오드 칩 사이의 간격을 0.5 mm로 띄워서 주기적으로 100개 이상의 칩을 배열하였다. 엑시머 레이저를 이용하여 248 nm 파장의 빛을 600 mJ/cm²의 세기로 각 발광다이오드에 순차적으로 조사하였다. 사파이어 기판이 제거되어 노출된 n-형 질화갈륨 표면에 n-형 오믹 접촉을 위한 Ti/Al 계열의 금속을 진공 증착하고 급속 열처리하여 n-오믹 접촉을 완성하였다. 서브마운트 기판상에 음극 와이어 본딩부를 형성시키기 위하여 인터커넥션 금속층으로써 Au를 사용하여 서브마운트 기판상의 음극 와이어 본딩 패드부와 발광다이오드 표면의 n-오믹접촉 금속을 전기적으로 연결하였다. 인터커넥션 금속 층의 하부에는 발광다이오드와의 전기적 절연을 위하여 실리콘 산화막을 형성시켰다(도 7 참조). 서브마운트 기판을 다이싱하여 단위 발광다이오드칩이 하나씩 부착된 단위 서브마운트 칩으로 절단하였다. 서브마운트 칩을 리드프레임에 AuSn으로 접합시킨 후 서브마운트 상의 음극 및 양극 전극 패드와 리드프레임의 음극 및 양극 전극을 Au 와이어 본딩을 통하여 각각 연결하였다. 에폭시로 몰딩하여 소자 제작을 완료하였다. 제작된 LED를 300 mA의 동작 전류에서 밝기를 측정하였으며 측정된 결과는 91 mW 였다.

금속 산화물 입자와 에폭시 혼합물을 임프린트하여 형성시킨 미세 구조물에 의한 광추출 효율 개선효과 확인을 위하여 상기 제작 단계의 서브마운트 다이싱 절단 이전의 단계에서 미세 구조물을 형성시켰다. 금속 산화물로써 TiO₂ 분말을 액상의 에폭시 수지에 7:3의 부피 비율로 고농도 혼합한 후, 발광다이오드가 구비되어 있는 서브마운트 기판상에 스크린 프린팅한 후 도 6과 같이 임프린트하여 발광다이오드 표면 영역에만 사각뿔을 형성시켰다. 이때, 와이어 본딩이 수행될 서브마운트 기판의 음극 및 양극 전극 패드부를 노출시키는 것이 중요하다. 이후 서브마운트 기판을 단위 서브마운트 칩으로 자르고 리드프레임에 부착, 와이어 본딩, 및 몰딩 처리하여 발광다이오드 제작을 완료하였다. 이와 같이 제작된 발광다이오드 소자는 300mA의 동작전류에서 118 mW의 광출력을 나타내었으며 임프린트된 미세 구조물을 형성하지 않았을 때의 경우보다 약 30% 정도 향상되었음을 확인할 수 있었다.

앞서 살펴본 바와 같이, 본 발명은 금속 산화물 입자와 액상 고분자 물질의 혼합물을 임프린트 성형하여 발광다이오드부 표면에 미세 구조물을 형성함으로써, 발광다이오드부의 광추출 효율을 효과적으로 향상시킬 뿐만 아니라, 지속적으로 유지할 수 있다.

Claims (18)

1. (a) 발광다이오드부; 및

   (b) 상기 발광다이오드부의 발광면 상에 형성된 금속 산화물 입자와 고분자를 포함하는 투광성 조절 미세 패턴

   을 구비하는 것이 특징인 발광다이오드 소자.
2. 제 1항에 있어서, 상기 투광성 조절 미세 패턴은 금속 산화물 입자와 고분자의 혼합물을 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 통해 가압한 후, 자외선 또는 열로 경화시켜 투광성 조절 미세 패턴이 임프린트된 것인 발광다이오드 소자.
3. 제 1항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 작은 크기를 갖는 것인 발광다이오드 소자.
4. 제 1항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 구형, 타원형 또는 사면체(삼각뿔) 이상의 다면체 형태인 것이 특징인 발광다이오드 소자.
5. 제 1항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 타이타늄, 텅스텐, 아연, 알루미늄, 인듐, 주석 및 루테늄계 산화물로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 발광다이오드 소자.
6. 제 1항에 있어서, 상기 금속 산화물 입자는 청색, 녹색, 황색 및 적색 형광 물질로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 발광다이오드 소자.
7. 제 1항에 있어서, 상기 미세 패턴 크기는 발광 파장의 반파장(λ/2) 보다 큰 것이 특징인 발광다이오드 소자.
8. 제 1항에 있어서, 상기 미세 패턴은 원뿔 또는 삼각뿔 이상의 다각뿔 형태인 발광다이오드 소자.
9. 제 1항에 있어서, 상기 미세 패턴은 선폭(w)과 깊이(d)의 비율(d/w)이 1 이상인 것이 특징인 발광다이오드 소자.
10. 제 1항에 있어서, 미세 패턴 층의 두께는 1,000 nm 이상인 발광다이오드 소자.
11. 제 1항에 있어서, 상기 고분자는 에폭시 수지, 우레아 수지, 페놀 수지, 실리콘 수지 및 아크릴 수지로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 UV 또는 열경화성 고분자인 발광다이오드 소자.
12. 제 1항에 있어서, 상기 발광다이오드부는 질화갈륨계 화합물을 포함하는 것인 발광다이오드 소자.
13. 제 1항에 있어서, 상기 발광다이오드부는 레이저 리프트-오프(Laser Lift-Off) 방식에 의해 형성된 것인 발광다이오드 소자.
14. 제 1항에 있어서, 상기 발광다이오드부는 p형층, 발광층, n형층을 포함하고, 상기 필름층이 n형층 상부에 형성된 것이 특징인 발광다이오드 소자.
15. 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 발광다이오드 소자를 구비하는 발광 장치.
16. (a) 금속 산화물 입자와 UV 또는 열경화성 고분자를 혼합하는 단계;

    (b) 발광다이오드가 부착된 서브마운트 기판 상에 상기 단계 (a)의 혼합물을 도포하는 단계;

    (c) 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 이용하여 혼합물이 도포된 기판 면을 가압하는 단계;

    (d) 자외선 또는 열로 경화하여 미세 패턴을 성형한 후 스탬프로부터 미세 패턴을 분리하는 단계: 및

    (e) 상기 미세 패턴을 발광다이오드부의 발광면에 부착하는 단계

    를 포함하는 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 발광다이오드 소자의 제조 방법.
17. (a) 금속 산화물 입자가 포함된 UV 또는 열경화성 고분자 기판을 준비하는 단계;

    (b) 미세 패턴이 표면에 각인된 스탬프를 이용하여 상기 금속 산화물 입자가 포함된 고분자 기판 면을 가압하는 단계; 및

    (c) 자외선 또는 열로 경화하여 상기 금속 산화물 입자가 포함된 고분자 기판의 일면을 미세 패턴으로 성형한 후, 미세 패턴이 성형된 고분자 기판을 발광다이오드부의 발광면상에 부착하는 단계:

    를 포함하는 제 1항 내지 제 14항 중 어느 한 항의 발광다이오드 소자의 제조 방법.
18. (a) 발광다이오드부 표면 구조를 조절하기 위해 미세 패턴이 임프린트된 금속 산화물 입자 및 고분자 함유 필름 또는 기판; 및

    (b) 미세 패턴이 형성되어 있지 아니한 고분자 필름 또는 기판의 일면에 점착제를 통해 점착제를 통해 적층된 보호 필름

    을 포함하는 금속 산화물 입자 및 고분자 함유 필름 또는 기판.

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