KR20200134305A - 발광 어셈블리 - Google Patents

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KR20200134305A
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샤오잉 팅
천-커 쉬
쟈언 리
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샤먼 산안 옵토일렉트로닉스 컴퍼니 리미티드
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Abstract

본 발명은, 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층과 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되는 반도체층 시퀀스, 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층, 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 포함하는 복수의 마이크로 발광다이오드; 마이크로 발광다이오드를 지지하는 전사 기판를 포함하는 발광 어셈블리에 있어서, 기판과 발광다이오드 사이에 마이크로 발광다이오드를 접착하기 위한 접착막이 설치되어 있고, 마이크로 발광다이오드는 접착막에 규칙적으로 배열되는 발광 어셈블리를 제공하여, 응용단에서 마이크로 발광다이오드를 복수 회차 전사해야 하는 문제를 해결하고, 발광 어셈블리를 기판에 본딩하기만 하면, 응용에 적합한 발광 장치를 구성하므로, 응용단의 생산 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

발광 어셈블리
본 발명은 반도체 제조 분야에 속하며, 구체적으로, 응용단에 사용되는 발광 어셈블리를 제공하는 것이다.
현재 시중에서, Micro LED(마이크로 발광다이오드)칩은 바이오 센서, 자동차 조명, 디스플레이, 플렉서블 장치, 광통신 및 가상 현실 장치 등에 광범위하게 응용되면서 주목을 받고 있다. 마이크로LED칩의 작은 크기와 구조는 간격을 줄이고 외부 양자 효율을 증가시키므로, 광전자 장치의 혁명이라고 할 수 있다. 그러나, Micro LED칩의 얇고 컴팩트한 구조로 인해 전사가 어렵고 시간이 많이 소요된다. 예를 들면, 이송 과정이 종래의 칩 마운터를 기반으로 하면, 600만개의 Micro LED칩은 1개월의 전사 기간이 필요할 수 있다. 대량 생산에 이용되는 LED칩의 전사 과정은 효율이 낮다.
비록 많은 회사들이 전사 해결 방안을 제공하였으나, 대규모 생산에는 몇 가지 문제가 존재한다. 대량 생산에서, Micro LED칩을 전사할 때마다 제품의 생산량이 감소할 수 있다. 즉, 픽앤플레이스 과정은 이송 헤드 및 기판의 압력 및 열변화를 포함하므로, 과도한 전사 동작은 Micro LED칩의 접합 실패 수량을 증가시킬 수 있다.
본 발명은 배경 기술의 문제에 대해 실행 가능한 해결 방안을 제공하고, 본 발명은 대량 생산용 신형 마이크로 발광다이오드 어셈블리를 제공한다. 칩 제조 공정에서, 일련의 Micro LED칩의 전사 과정을 완성한 후, B, G, R다이를 가진 박막을 응용단에 전달한다. 상기 어셈블리는 응용단 제품의 품질을 향상시킬 수 있으며, 이러한 기술 방안을 통해 응용단에서 높은 본딩 효율을 가진 발광 어셈블리를 얻을 수 있다.
구체적으로, 본 발명은, 복수의 발광다이오드와 발광다이오드를 지지하는 지지대를 포함하고, 발광다이오드는 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층과 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되는 반도체층 시퀀스, 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층, 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 포함하는 발광 어셈블리에 있어서, 지지대와 발광다이오드 사이에 발광다이오드를 접착하기 위한 연속적 또는 분리된 접착막이 설치되어 있고, 발광다이오드는 접착막에 규칙적으로 배열되고, 접착막은 발광다이오드 다이를 픽업할 수 있는 재질인 발광 어셈블리를 제공한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 규칙적인 배열은 접착막에 발광다이오드를 복수 회차 전사시켜 얻는다.
본 발명에 따르면, 바람직하게, 접착막은 제거 가능한 재료이며, 재료를 제거하는 제거 방식은 화학적 분해, 물리적 분해를 포함하나 이에 한정되지 않으며, 예를 들면 광분해 또는 열분해와 같은 기술수단을 사용한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 접착막은 발광다이오드를 접착하는 과정에서 안정된 구조이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게, 접착막은 발광다이오드를 고정하는 기능이 있으며, 물리적 또는 화학적 작용에 의해 상기 발광다이오드를 놓아줄 수 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게, 접착막의 두께는 5~100μm이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 접착막 표면은 복수의 테이블형 돌기를 구비하며, 테이블형 돌기의 돌출면은 발광다이오드와 접촉한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 장방체, 원뿔대, 각기둥 또는 기타 기둥 모양의 구조이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 테이블형 돌기 사이의 간격은 20~600μm이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,테이블형 돌기의 높이는 발광다이오드의 두께보다 크다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 테이블형 돌기의 높이는 10~20μm이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 테이블형 돌기는 접착막에 발광다이오드를 접착하기 전 또는 접착한 후 적어도 발광다이오드 사이에 위치하는 일부 접착막을 제거하여 형성된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 발광다이오드 측벽은 접착막 재료로 구성된 박막을 가진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,박막의 두께는 3~10μm이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,박막의 굴절률은 1.2～2이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 박막의 경도는 15~50J/m3이다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 접착막 재료는 폴리이미드, 자외선 감광성 접착제, 감열성 접착제, 수용성 접착제, 실리콘 접착제를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 발광다이오드의 구조는 수평 구조, 플립 구조 또는 수직 구조를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 발광다이오드는 접착막과 접촉하는 일면 및/또는 접착막과 접촉하는 일면에 인접한 측벽에 보호층을 구비한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 보호층의 작용은 부식 방지, 수분 방지 또는 산화 방지를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 보호층 재료는 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 에폭시 수지를 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 서로 다른 발광다이오드를 회차로 나누어 전사시켜 구현한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 규칙적인 배열의 조합 방식은 출광 파장이 다른 조합 배열, 간격이 다른 조합 배열 또는 크기가 다른 조합 배열을 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 출광 파장이 다른 조합 배열 방식은 청청청, 청녹적, 청녹녹적, 청녹녹적적 또는 청녹적적을 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 크기가 다른 조합 배열은 두께가 다르거나, 출광 면적이 다르거나 형상이 다른 것을 포함한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 발광 어셈블리는 기판 회로에 본딩하는데 이용된다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 발광 어셈블리는 복수의 발광다이오드를 지지대로부터 기판 회로로 한번에 전사시키는 기능을 있다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 길이를 가진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 폭을 가진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는,발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 높이를 가진다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 지지대의 재료는 사파이어, 갈륨 비소, 실리콘 또는 실리콘 탄화물을 포함한다.
본 발명에 공개된 발광 어셈블리를 기초로, 본 발명은 상기 임의의 한 항의 발광 어셈블리를 포함하고, 기판 회로 및 기판 회로에 본딩된 발광 어셈블리로 구성되는 발광장치를 더 제공한다.
본 발명은, 발광 어셈블리는 발광다이오드를 기판 회로에 본딩하는데 이용되고, 발광다이오드는 반도체 시퀀스를 구비하며, 반도체 시퀀스는 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되며, 발광다이오드는 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층, 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 더 포함하는 발광 어셈블리의 제조 방법에 있어서, 단계(1) - 발광 어셈블리를 지지하기 위한 것으로 한 층의 접착막이 도포되어 있는 지지대를 제공하는 단계; 단계(2) - 접착막 상에 제1 형 발광다이오드 다이, 제1형과 다른 제2형 발광다이오드 다이를 접착하여, 발광 어셈블리를 제조하는 단계를 포함하고,
단계(2)의 발광다이오드 다이를 접착막에 접착하는 것은 상이한 파장에 따라 회차로 나누어 진행되는 발광 어셈블리의 제조방법을 제공한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게는, 단계(2)의 이전 또는 이후 발광다이오드 다이 사이의 접착막을 일부 또는 전체 제거하여, 접착막을 테이블형 돌기를 가진 구조로 제조한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게, 발광다이오드 다이는 제1 형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층, 제2 형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 구비하며, 제1 전기 접촉층 및 제2 전기 접촉층은 발광다이오드의 접착막으로부터 떨어져 있는 일측의 표면에 위치한다.
본 발명은 기판 회로를 구비하고, 상기 임의의 한가지 발광 어셈블리의 제조방법을 포함하며, 발광 어셈블리의 제조방법으로 제조된 발광 어셈블리는 기판 회로에 본딩되는 발광 장치의 제조방법을 더 제공한다.
본 발명에 따르면, 바람직하게, 본딩 후 접착막 및/또는 지지대를 제거한다.
본 발명의 유익한 효과는 다음과 같다:
(1)발광다이오드를 접착막에 규칙적으로 배열하고, 판매용 제품으로서, 응용단에서 각 규격의 발광 어셈블리를 빠르게 접합하여, 응용단의 작업 효율을 향상시키고, 칩의 부가가치도 높일 수 있다.
(2)접착막에 서로 다른 규격의 발광다이오드를 복수 회차 전사시켜 발광 어셈블리를 얻은 후 발광 어셈블리를 한번에 기판 회로에 본딩함으로써, 기존 모드에서 서로 다른 발광다이오드를 기판 회로에 복수 회차 전사하는 공정 흐름을 대체하여, 기판 회로에 대한 전사 공정의 부정적 영향(예를 들어 파괴 또는 손상)을 줄일 수 있다.
(3)접착막은 제거 가능한 재료이며, 발광 어셈블리에 다양한 패턴을 만들 수 있는 가능성을 제공하여, 실제 응용에서 표면 상황이 다른 본딩 기판에 적용되도록 하여, 클라이언트의 요구를 더 잘 만족시킬 수 있다.
(4)실제 응용에서 본딩에 대한 본딩 기판의 복잡한 표면 상황의 간섭을 극복하도록, 접착막 표면은 테이블형 돌기를 가진다.
(5)지지대가 가공 응력으로 인해 휘면서, 발광 어셈블리가 압력을 받아 기판에 본딩되기 전에, 휜 부분으로 인해 발광다이오드가 기판 표면에 부딪치지 않도록, 테이블형 돌기의 높이는 발광다이오드의 두께보다 크거나 또는 테이블형 돌기의 높이는 10~20μm여야 한다. 따라서, 테이블형 돌기 높이를 설정함으로써 안전 거리를 미리 남겨 둔다.
(6)발광다이오드의 측벽에 잔류된 접착막 박막을 구비하고, 이는 공정에서 잔류된 것이며, 다른 한편으로는 박막 굴절률을 선택하여 전반사 미러 구조로 설계 제조할 수도 있다.
(7)발광다이오드는 접착막과 접촉하는 일면 및/또는 접착막과 접촉하는 일면에 인접한 측벽에 보호층을 구비하여, 작업 환경으로 인해, 발광다이오드 성능이 감소되는 것을 줄이거나 방지할 수 있다.
본 발명의 다른 특징 및 장점은 이하 상세한 설명에서 설명될 것이며, 부분적으로 상세한 설명을 통해 명백해지거나, 본 발명을 실시함으로써 이해될 것이다. 본 발명의 목적 및 기타 장점은 명세서, 청구범위 및 도면에서 특별히 제시된 구조에 의해 실현되고 얻어질 수 있다.
도면은 본 발명에 대한 추가적인 이해를 제공하기 위한 것이며, 명세서의 일부분을 구성하고, 본 발명의 실시예와 함께 본 발명을 설명하기 위해 사용될 뿐, 본 발명을 제한하지 않는다. 또한, 도면은 예시적인 것이며, 실제 크기대로 그려지지 않았다.
도 1은 실시예1의 발광 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 2는 실시예1의 일부 변형 실시예의 발광 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 3는 실시예2의 발광 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 4는 실시예3의 발광 어셈블리의 구조 개략도이다.
도 5는 실시예4의 발광 장치의 구조 개략도이다.
도 6 및 도 7은 실시예5의 발광 어셈블리의 제조 방법의 개략도이다.
도 8은 실시예7에 따라 제조된 발광 장치의 구조 개략도이다.
이하, 도면 및 실시예와 결합하여 본 발명의 실시 방식을 상세히 설명함으로써, 본 발명이 어떻게 기술수단을 응용하여 기술 문제를 해결하고, 기술 효과를 이루는지에 대한 과정을 보여주고자 한다. 설명해야 할 점은, 모순되지 않는 한, 본 발명의 각 실시예 및 각 실시예의 각 특징은 서로 결합될 수 있고, 결합된 기술방안은 모두 본 발명의 보호 범위 내에 있어야 한다.
이해해야 할 것은, 본 발명에서 사용한 용어는 구체적인 실시예를 설명하기 위한 것일 뿐, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다. 이해해야 할 것은, 본 발명에서 사용된 "포함", "함유"라는 용어는, 설명되는 특징, 전체, 단계, 동작, 소자 및/또는 존재를 설명하기 위한 것이고, 하나 또는 하나 이상의 다른 특징, 전체, 단계, 동작, 소자 및 /또는 이들 조합의 존재 또는 증가를 배제하지 않는다.
다르게 정의되지 않는 한, 본 발명에서 사용되는 모든 용어(기술용어 및 과학 용어 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 갖는다. 본 발명에서 사용되는 용어는, 본 설명서의 문맥 및 관련 분야에서의 이러한 용어의 의미와 일치한 의미를 갖는 것으로 이해되어야 하며, 본 발명에서 명확하게 정의한 것을 제외하고, 이상적이거나 매우 공식적인 의미로 이해되어서는 안 된다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에서는 발광 어셈블리를 제공하고, 발광 어셈블리는 기판 회로에 직접 본딩하는데 사용되며, 발광 어셈블리는 응용단을 위한 판매용 제품으로서, 복수의 발광다이오드와 발광다이오드를 지지하는 지지대를 포함하고, 발광다이오드는 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층과 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되는 반도체층 시퀀스(110), 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층(121), 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층(122)을 포함하며, 지지대(200)의 재료는 사파이어, 갈륨 비소, 실리콘 또는 실리콘 탄화물로 구성되는 웨이퍼이며, 지지대(200)를 이용하여 발광다이오드(100)를 안정적으로 지지하고, 변형에서의 지지대(200)의 안정성은 발광다이오드(100)가 발광 장치에 본딩될 때의 우수한 결합 정밀도를 제공할 수 있다. 특수한 경우로, 지지대(200) 자체의 표면이 접착성을 가짐으로써, 안정적으로 지지하고 접착하는 기능을 아울러 고려한다.
지지대(200)와 발광다이오드(100) 사이에 발광다이오드(100)를 지지대(200)에 접착하기 위한 연속적 또는 분리된 접착막(300)이 설치되어 있고, 발광다이오드(100)는 접착막(300)에 규칙적으로 배열되며, 본 실시예에서, 규칙적인 배열은 주동적으로 발광다이오드(100)를 회차를 나누어 일정한 규칙에 따라 접착막(300)에 접착하여 배열하는 것이며, 선택 규칙은 출광 파장이 다른 조합 배열, 특정 위치 배열 또는 크기가 다른 조합 배열 등을 포함한다. 본 실시예의 발광 어셈블리는 패키징 기판에 직접 본딩되는 능력을 가지므로, 다양한 규격의 발광다이오드(100)를 회차로 나눠 패키징 기판 회로(400)에 직접 본딩하는 횟수를 줄이고, 패키징 기판 상에서의 본딩 실패 확률을 낮춰, 생산 원가를 감소시키고, 또한 클라이언트가 발광 어셈블리를 응용 디바이스에 직접 장착/본딩하기에도 편리하다.
실제 공정에서 사용되는 출광 파장이 다른 조합 배열 방식은 청청청, 청녹적, 청녹녹적, 청녹녹적적 또는 청녹적적 등을 포함하고, 파장 및 수량이 다른 조합을 이용하여 상이한 응용단의 시각 또는 광학 효과를 얻으며, 이러한 응용에서, 종래 기술에서 여러 차례 나누어 응용단에 발광다이오드(100)를 본딩하는 것과 비교하면, 본 발명의 실시예는 특히 뚜렷한 효율 향상 및 수율 우세를 가진다. 크기가 다른 조합 배열 방식은 응용단의 필요에 따라, 두께가 다르거나, 출광 면적이 다르거나 또는 형상이 다른 다양한 조합 방식을 포함한다.
본 실시예에서, 접착막(300)의 가소성을 향상시키기 위해, 접착막(300)의 패턴화 또는 조화 공정을 실현하므로, 접착막(300)은 제거 가능한 재료를 선택한다. 접착막(300)은 발광다이오드(100)를 고정하는 기능이 있으며, 본 실시예의 일부 접착막(300)은 물리적 또는 화학적 작용에 의해 발광다이오드(100)를 놓아줄 수 있다. 예를 들면 본딩 공정에 대한 접착막(300)의 간섭을 감소시키기 위해, 본 실시예의 접착막(300) 표면은 일부가 선택적으로 제거되면서 복수의 테이블형 돌기(310)를 가지게 되고, 테이블형 돌기(310)의 플랫폼(311) 표면은 발광다이오드(100)와 접촉하며, 테이블형 돌기(310)의 형상은 실제 필요에 따라 선택되며 구체적으로 한정할 필요가 없으며, 예를 들면, 장방체, 원뿔대, 각기둥 또는 기타 기둥 모양의 구조이다. 접착막(300)의 두께는 5~100μm이고, 테이블형 돌기(310) 사이의 간격은 20~600μm이며, 일부 실시예에서, 테이블형 돌기(310)의 높이는 발광다이오드(100)의 두께보다 크게 설계할 수 있으며, 테이블형 돌기(310)의 높이는 10~20μm이다. 테이블형 돌기(310)는 발광다이오드(100)를 접착한 후 적어도 발광다이오드(100) 사이에 위치하는 일부 접착막(300)을 제거하여 형성된 것이며, 예를 들면 테이블형 돌기(310)의 높이에 대해 설정된 10~20μm의 깊이로 제거된다.
접착막(300)은 발광다이오드(100)를 접착하여 최종적으로 기판 회로(400)에 본딩하는 과정에서 안정적인 구조이며, 긴 시간 동안 안정적인 화학적 또는 물리적 상태(예를 들면 일정한 범위의 온도 내성, 일정한 진동 내성 또는 공기 산화에 대한 내성)를 제공할 수 있으며, 보호층은 접촉층 및 반도체 시퀀스를 보호하여, 패키징 기판에 본딩될 때 고효율, 정확한 결합이 가능하며 신뢰성이 우수하게 본딩 공정을 완성한다. 본 실시예에서, 발광다이오드(100)는 접착막(300)에 접착되며, 접착막(300)의 접착성 및/또는 유연한 클램핑력을 이용하여 발광다이오드를 지지하고, 발광다이오드(100)의 측벽에 접착막 재료로 구성된 박막(320)을 구비한다. 접착막(300) 재료의 선택적 범위는 폴리이미드, 자외선 감광성 접착제, 감열성 접착제, 수용성 접착제, 실리콘 접착제를 포함한다. 본 실시예에서, 발광다이오드(100)의 구조는 수평 구조, 플립 구조 또는 수직 구조에 한정되지 않으며, 광 추출 효율을 향상시키고 본딩이 편리하도록, 본 실시예는 플립 구조가 바람직하다.
제1 실시예에서, 발광다이오드(100)은 주로 마이크로 크기의 마이크로 발광다이오드를 선택하며, 예를 들면 발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 길이를 가지며, 발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 폭을 가지며, 발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 높이를 가진다.
도 2를 참조하면, 제1 실시예의 일부 변형 실시예에서, 박막(320)을 이용하여 성능을 향상시키기 위한 특수 설계를 하고, 예를 들면 박막(320)을 전반사 박막 또는 반사 방지막으로 제조한다. 예를 들면, 본 변형 실시예에서 박막(320)의 두께는 3 μm 미만이며, 박막(320)의 굴절률은 1.2~2이고, 해당 실시예에서 박막(320)은 접착막(300)으로 구성되고, 발광다이오드(100)의 측벽에 더욱 안정적으로 접착되기 위해, 그 경도는 바람직하게는 15～50J/m3이다. 박막(320)의 굴절률 특성은 접착막(300) 자체 재료의 특성에 따라 결정될 수도 있고, 접착막(300)에 일부 또는 전체 도핑하여 해당 특성을 구현할 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에서, 발광 어셈블리의 신뢰성을 향상시키기 위해, 발광다이오드(100)는 접착막(300)과 접촉하는 일면 및/또는 접착막(300)과 접촉하는 일면에 인접한 측벽에 보호층(500)이 설치되고 있고, 보호층(500)의 작용은 부식 방지, 수분 방지 또는 산화 방지를 포함한다. 예를 들면, 전기 접촉층의 산화를 방지하거나 또는 습한 환경에서 발광 어셈블리의 신뢰성을 향상시킨다. 보호층(500) 재료는 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 에폭시 수지를 포함한다.
제2 실시예의 일부 변형 방식으로서, 보호층(500)은 패키징 접착제 또는 파장 변환 재료로 대체할 수 있으며, 패키징 공정 단순화 및 발광다이오드 보호 기능을 겸비한다.
도 4를 참조하면, 제1 실시예의 일부 변형 실시예와 제2 실시예의 특징을 조합하여 본 발명의 제3 실시예를 제공한다. 즉, 해당 실시예의 접착막(300) 재료는 제1 실시예의 일부 변형 실시예의 광학 특성을 가지며, 동시에 접착막(300)의 표면에 보호층(500)이 설치되어 있고, 특히 예를 들면 접착막(300)이 발광다이오드(100)의 성능에 영향을 미치는 재료를 이용할 경우, 차단 작용을 일으키는 보호층(500)에 의해 발광다이오드(100)를 보호해야 한다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제4 실시예는 주로 발광 어셈블리의 응용 방식을 제공하고, 해당 실시예는 발광 장치를 공개하였고, 상기 실시예 중 임의의 하나의 실시예의 발광 어셈블리를 포함하고, 발광 어셈블리를 기판 회로(400)에 본딩하고, 기판 회로(400)는 예를 들면 발광 어셈블리 중 발광다이오드(100)에 대응하는 수량의 스위치를 구비하며, 각 발광다이오드(100)의 밝기를 각각 제어하고, 물론 기판 회로(400)는 응용단의 필요에 따라, 하나 이상의 직렬 회로를 포함하여, 발광 장치를 구성할 수도 있다.
본 발명의 제5 실시예에서, 본 발명은 주로 기판 회로(400)에 본딩하는데 이용되는 발광 어셈블리의 제조 방법을 제공하고, 아래 단계들을 포함한다.
본 공정 방법은 지지대(200)로서 일시적인 접합 재료를 제공하여, 발광다이오드(100)를 일시적으로 고정하며, 또한 발광다이오드(100)의 배열은 최종 응용단의 기판 회로(400)의 모양과 결합하여 설계될 수 있으며, 발광다이오드(100)의 대량 전사 공정을 통해, 효율적인 배열 및 전사를 진행한다. 대량 전사 공정은 청색광, 녹색광, 적색광의 발광다이오드(100)를 복수 회로 나누어, 청녹적 발광다이오드(100)를 일시적인 접합 재료에 배치한 후, 이 청색광, 녹색광, 적색광 발광다이오드(100)를 포함하는 일시적 지지대를 최종 기판에 맞춰, 한 번에 열간 압착하여 접합하고, 이를 통해 청색광, 녹색광, 적색광 발광다이오드(100)를 최종 기판에 본딩할 수 있으며, 전체 본딩 공정을 완성한 후, 일시적인 접합 재료를 최종 기판에서 제거하여, 청색광, 녹색광, 적색광 발광다이오드(100)의 전기적 연결을 완성할 수 있다.
본 출원에서 공개한 일시적 접합 재료는 일시적이며 제거 가능한 지지대(200)를 말하며, 상기 지지대(200)는 청색광, 녹색광, 적색광 발광다이오드(100)의 일시적 접합을 제공할 수 있으며, 접합 공정이 완성되면 최종 기판에서 제거할 수 있다. 상기 일시적 접합 재료는 회복 계수가 높고 경도가 높은 접착막(300)을 가지며, 섭씨 350도까지의 온도를 견딜 수 있으며, 또는 기타의 복합 재료일 수 있다.
도면과 대응시켜, 도 6을 참고하면, 단계(1)은 발광 어셈블리를 지지하는 지지대(200)를 제공하고, 지지대(200)의 재료는 사파이어, 갈륨 비소, 실리콘 또는 실리콘 탄화물로 구성되는 웨이퍼이며, 인쇄 공정에 의해 지지대(200) 상에 한 층의 접착막(300)을 도포한다.
도 7을 참고하면, 단계(2)는 접착막(300) 상에 상이한 유형에 따라 회차로 나누어 제1 형의 발광다이오드 다이, 제2 형과 상이한 제2 발광다이오드 다이를 접착하여, 발광 어셈블리를 얻는다. 물론, 이해해야 할 점은, 본 실시예는 단지 2가지 유형의 다이를 예로 들며, 본 발명은 유형의 가짓수에 한정되지 않으며, 발광다이오드(100) 다이는 반도체 시퀀스(110)를 구비하고, 반도체 시퀀스(110)는 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층(121), 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층(122)을 포함하고, 제1 전기 접촉층(121)과 제2전기 접촉층(122)은 발광다이오드(100)의 접착막(300)으로부터 떨어져 있는 일측의 표면에 위치한다.
도1을 다시 보면, 단계(3)은 발광다이오드(100) 다이 사이의 접착막(300)을 제거하여, 접착막(300)을 테이블형 돌기(310)를 구비한 구조로 만들어, 발광 어셈블리를 제조한다. 해당 단계의 대체 방안으로서, 접착막(300)에 발광다이오드(100) 다이를 접착하기 전에, 접착막의 표면에 복수의 테이블형 돌기(310)를 만든다.
제 5 실시예의 일부 변형 실시예에서, 단계(1) 이후의 접착막에 한 층의 보호층(500)을 도포하고, 보호층(500)은 강성 재료를 선택할 수도 있고 유연한 재료를 선택할 수도 있다. 보호층(500)은 접착막(300)에 분산 또는 연속되게 분포될 수 있다. 보호층(500)이 연속되게 분포될 경우, 보호층(500)의 위치는 후속 발광다이오드(100)의 분포 위치와 서로 대응되어, 더욱 우수한 보호 효과를 제공한다. 보호층(500)의 작용은 부식 방지, 수분 방지 또는 산화 방지를 포함한다. 예를 들면 전기 접촉층이 산화되는 것을 방지하거나 또는 습한 환경에서 발광 어셈블리의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 해당 변형 실시예에서, 도포하는 방식으로 보호층(500)를 추가하는 것 외에, 접착막(300) 표면에 전체 도핑하는 방식으로 해당 보호 특성을 실현하여, 상기 보호 공정의 정밀도를 향상시킬 수도 있다. 보호층(500)의 또 다른 작용은 이후 접착막(300)을 박리하는 공정에서, 잔류 접착제가 발광다이오드(100)에 잔류하는 것을 방지하거나 감소시켜, 잔류 접착제로 인해 밝기 또는 광 유형 등 광 성능의 결함을 극복하는 것이다.
본 발명의 제5 실시예를 기초로 제공되는 제6 실시예에서는, 발광 장치의 제조 방법을 제공하며, 제6 실시예는 단계(4)를 포함하고, 도 5를 다시 보면, 제5 실시예의 단계(3)에서 얻은 발광 어셈블리를 직접 기판 회로(400)에 정렬시키고 본딩하여, 발광 장치를 얻고, 기판 회로(400)는 발광 어셈블리 상의 임의의 발광다이오드(100)를 각각 제어하는 기능을 가진다.
도 8은 본 발명의 제7 실시예는 제6 실시예를 기초로, 본딩 후 접착막(300) 및/또는 지지대(200)를 제거하는 단계(5)를 더 포함할 수 있으며, 주요 목적은 출광 효율을 향상시키는 것이며, 해당 실시예에서, 접착막(300)의 특성에 따라 접착막(300)의 제거 여부를 결정한다.
이상은 단지 본 발명의 바람직한 선택적 실시형태일 뿐이고, 이해해야 할 것은, 당업자는 본 발명의 원리를 벗어나지 않는다는 전제하에서, 변경 및 수정할 수 있으며, 이러한 변경 및 수정은 본 발명의 보호 범위 내에 속한다.
100-발광다이오드
110-반도체층 시퀀스
121-제1 전기 접촉층
122-제2 전기 접촉층
200-지지대
300-접착막
310- 테이블형 돌기
311-플랫폼
320-박막
400-기판 회로
500-보호층

Claims (37)

  1. 복수의 발광다이오드와 발광다이오드를 지지하는 지지대를 포함하고,
    발광다이오드는 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층과 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되는 반도체층 시퀀스; 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층 및 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 포함하는,
    발광 어셈블리에 있어서,
    지지대와 발광다이오드 사이에 발광다이오드를 접착하기 위한 연속적 또는 분리된 접착막이 설치되어 있고, 발광다이오드는 접착막에 규칙적으로 배열되는, 발광 어셈블리.
  2. 제1항에 있어서,
    접착막에 발광다이오드를 복수 회차 전사시켜 규칙적인 배열을 얻는, 발광 어셈블리.
  3. 제1항에 있어서,
    접착막은 제거 가능한 재료인, 발광 어셈블리.
  4. 제1항에 있어서,
    접착막은 발광다이오드를 접착하는 과정에서 안정된 구조인, 발광 어셈블리.
  5. 제1항에 있어서,
    접착막은 발광다이오드를 고정하는 기능이 있으며, 물리적 또는 화학적 작용에 의해 발광다이오드를 놓아줄 수 있는, 발광 어셈블리.
  6. 제1항에 있어서,
    접착막의 두께는 5～100μm인, 발광 어셈블리.
  7. 제1항에 있어서,
    접착막 표면은 복수의 테이블형 돌기를 구비하며, 테이블형 돌기의 돌출면은 발광다이오드와 접촉하는, 발광 어셈블리.
  8. 제7항에 있어서,
    테이블형 돌기의 형상은 장방체, 원뿔대, 각기둥 또는 기타 기둥 모양의 구조인, 발광 어셈블리.
  9. 제7항에 있어서,
    테이블형 돌기 사이의 간격은 20~600μm인, 발광 어셈블리.
  10. 테이블형 돌기의 높이는 발광다이오드의 두께보다 큰, 발광 어셈블리.
  11. 제7항에 있어서,
    테이블형 돌기의 높이는 10～20μm인, 발광 어셈블리.
  12. 제7항에 있어서,
    테이블형 돌기는 접착막에 발광다이오드를 접착하기 전 또는 접착한 후 적어도 발광다이오드 사이에 위치하는 일부 접착막을 제거하여 형성되는, 발광 어셈블리.
  13. 제12항에 있어서,
    발광다이오드의 측벽은 접착막 재료로 구성된 박막을 가지는, 발광 어셈블리.
  14. 제13항에 있어서,
    박막의 두께는 3~10μm인, 발광 어셈블리.
  15. 제13항에 있어서,
    박막의 굴절률은 1.2~2인, 발광 어셈블리.
  16. 제1항 또는 제13항에 있어서,
    접착막의 경도는15~50J/m3인, 발광 어셈블리.
  17. 제1항에 있어서,
    접착막 재료는 폴리이미드, 자외선 감광성 접착제, 감열성 접착제, 수용성 접착제, 실리콘 접착제를 포함하는, 발광 어셈블리.
  18. 제1항에 있어서,
    발광다이오드의 구조는 수평 구조, 플립 구조 또는 수직 구조를 포함하는, 발광 어셈블리.
  19. 제1항에 있어서,
    발광다이오드는 접착막과 접촉하는 일면 및/또는 접착막과 접촉하는 일면에 인접한 측벽에 보호층을 구비하는, 발광 어셈블리.
  20. 제19항에 있어서,보호층의 작용은 부식 방지, 수분 방지 또는 산화 방지를 포함하는, 발광 어셈블리.
  21. 제19항에 있어서,
    보호층 재료는 실리콘, 실리콘 산화물, 실리콘 질화물 또는 에폭시 수지를 포함하는, 발광 어셈블리.
  22. 제1항에 있어서,
    규칙적인 배열은 서로 다른 발광다이오드를 회차로 나누어 전사시켜 구현하는, 발광 어셈블리.
  23. 제1항에 있어서,
    규칙적인 배열의 조합 방식은 출광 파장이 다른 조합 배열, 간격이 다른 조합 배열 또는 크기가 다른 조합 배열을 포함하는, 발광 어셈블리.
  24. 제23항에 있어서,
    크기가 다른 조합 배열은 두께가 다르거나, 출광 면적이 다르거나 형상이 다른 것을 포함하는, 발광 어셈블리.
  25. 제1항에 있어서,
    기판 회로에 본딩하는데 이용되는, 발광 어셈블리.
  26. 제25항에 있어서,
    복수의 발광다이오드를 지지대로부터 기판 회로로 일차적으로 전사시키는 기능을 가지는, 발광 어셈블리.
  27. 제1항에 있어서,
    발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 길이를 가지는, 발광 어셈블리.
  28. 제1항에 있어서,
    발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 폭을 가지는, 발광 어셈블리.
  29. 제1항에 있어서,
    발광다이오드는 2μm 내지 5μm, 5μm 내지10μm, 10μm 내지 20μm, 20μm 내지50μm 또는 50μm 내지100μm의 높이를 가지는, 발광 어셈블리.
  30. 제1항에 있어서,
    지지대의 재료는 사파이어, 갈륨 비소, 실리콘 또는 실리콘 탄화물을 포함하는, 발광 어셈블리.
  31. 제1항 내지 제30항 중 어느 한 항의 발광 어셈블리를 포함하고, 기판 회로 및 기판 회로에 본딩된 발광 어셈블리를 포함하는, 발광 장치.
  32. 발광 어셈블리는 발광다이오드를 기판 회로에 본딩하는데 이용되고, 발광다이오드는 반도체 시퀀스를 구비하며, 반도체 시퀀스는 적어도 제1형 반도체층, 제2형 반도체층 및 제1형 반도체층 및 제2형 반도체층 사이에 위치하는 활성 발광층으로 구성되며, 발광다이오드는 제1형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 전기 접촉층, 제2형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 전기 접촉층을 더 포함하는 발광 어셈블리의 제조방법에 있어서,
    단계(1)- 발광 어셈블리를 지지하며, 한 층의 접착막이 도포되어 있는 지지대를 제공하는 단계;
    단계(2)- 접착막 상에 제1 형 발광다이오드 다이, 제1형과 다른 제2형 발광다이오드 다이를 접착하여, 발광 어셈블리를 제조하는 단계를 포함하고,
    단계(2)의 발광다이오드 다이를 접착막에 접착하는 것은 상이한 유형에 따라 회차로 나누어 진행되는,
    발광 어셈블리의 제조방법.
  33. 제32항에 있어서,
    단계(2)의 이전 또는 이후 발광다이오드 다이 사이의 접착막을 일부 또는 전체 제거하여, 접착막을 테이블형 돌기를 가진 구조로 제조하는, 발광 어셈블리의 제조방법.
  34. 제32항에 있어서,
    제1 전기 접촉층 및 제2 전기 접촉층은 발광다이오드의 접착막으로부터 떨어져 있는 일측의 표면에 위치하는, 발광 어셈블리의 제조 방법.
  35. 제32항에 있어서,
    서로 다른 유형은 출광 파장이 다르거나 크기가 다른 조합 배열을 포함하는, 발광 어셈블리의 제조방법.
  36. 기판 회로를 구비하고, 제32항 내지 제35항 중 어느 한 항의 발광 어셈블리의 제조방법을 포함하고,
    발광 어셈블리의 제조방법으로 제조된 발광 어셈블리가 기판 회로에 본딩되는,
    발광 장치의 제조방법.
  37. 제36항에 있어서,
    본딩 후, 접착막 및/또는 지지대를 제거하는, 발광 장치의 제조방법.
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