KR20210095191A - 발광 디바이스 및 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법 - Google Patents
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Abstract
발광 디바이스가 설명되며, 이 발광 디바이스는, 적어도 하나의 발광 반도체 층 및 광-아웃커플 링 표면을 포함하는 반도체 층 시퀀스를 갖는 발광 반도체 칩, 및 광-아웃커플링 표면 상에 배열된 파장 변환 층을 포함하고, 파장 변환 층은 양자 점들을 포함한다. 또한, 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법이 설명된다.
Description
본 특허 출원은 미국 특허 출원 제16/199,755호를 우선권으로 주장하며, 이로써 이 문서의 개시내용은 인용에 의해 포함된다.
본 발명의 실시예들은 발광 디바이스 및 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법에 관한 것이다. 특히, 발광 디바이스는 파장 변환 층을 가질 수 있다. 파장 변환 층은 바람직하게는 양자 점(quantum dot; QD)들을 포함하거나 실질적으로 QD들로 구성될 수 있다.
양자 점들은 파장 변환에 사용되는 협대역 이미터들이다. 이들은 예컨대, 백라이팅 및 SSL(solid-state lighting) 애플리케이션들에서 컬러 품질 및 변환 효율의 이점들을 제공할 수 있다. 양자 점들은 특정 광학 특성들뿐만 아니라 비용 효율적인 제조에 대한 가능성을 제공함으로써 이러한 애플리케이션들에 적합하다. QD들은 일반적으로 자외선 파장으로부터 제1 여기 피크에 이르는 파장 범위에서 넓은 흡수 스펙트럼을 갖는다. 이들은 비-산란적이고 효율적이다. QD들의 피크 방출 파장은 단 몇 나노미터 내에서만 튜닝될 수 있다.
분산들에서의 동시성 콜로이드(contemporary colloidal) QD들은 일반적으로, 최적화된 중합체 합성물들에서 약 70 % 내지 80 % 그리고 비극성 용매들에서 통상적으로, 대량으로 80 % 초과 또는 심지어 90 % 초과의 높은 효율을 나타낸다. 콜로이드 분산들에서, QD들은 일반적으로 유기 리간드(organic ligand)들로 코팅되어, 표면을 패시베이팅하고 응집(agglomeration)을 방지하고 호스트 재료들과의 그의 혼화성을 인에이블한다. 그러나 이러한 리간드들의 성질은 QD 합성물들을 제형화(formulating)하는 타당성뿐만 아니라 애플리케이션들에서의 그의 성능에 영향을 미친다. 현재, QD/중합체 합성물들은 원격 컬러 정정 필름들로서 백라이트 및 SSL 애플리케이션들에서 사용된다. QD/중합체 합성물들의 특성들은 동작 온도가 100 ℃를 초과하지 않는 그러한 애플리케이션에 대해 만족스럽다. 컨버터가 100 ℃ 초과의 온도들에 도달할 수 있는 애플리케이션들에 대해, 다른 형태들의 QD 필름들이 만들어질 필요가 있다. 최신 기술에 따르면, 더 큰 열 전도율 및 내열성을 나타내는 QD 제형들 및 호스트 재료들이 사용된다.
통상적으로, QD들을 갖는 광학 컴포넌트들은 애플리케이션-특정 폼 팩터를 갖는 독립형 부분들로서 제작된다. 이들은 중합체들인 혼성 유기/무기 물질들을 갖는 QD들의 조성물들을 포함할 수 있고, 지지 기판 상에 조밀한 어셈블리들을 또한 형성할 수 있다. 주변 대기에서 QD 특성들의 저하를 방지하기 위해, 이러한 컴포넌트들은 캡슐화될 필요가 있다. 상승된 온도에서 작동하도록 의도된 QD 컨버터들의 설계 및 제작에 대한 난제들은 유기 호스트 재료들을 제거해야 할 필요성에서 비롯된다. 이러한 경우들에서, 무기 필러들을 갖는 QD들의 조밀하게-패킹된 필름들 또는 조성물들의 형태를 갖는 독립형 QD 어셈블리들이 적용 가능할 수 있다. 그러나 독립형 QD 부분들은 패키지 내의 광원에 부착되어야 하며, 이는 대량 생산과 관련하여, 제조 프로세스 복잡성을 도입하고 비용들을 증가시킨다.
적어도 하나의 실시예의 목적은 발광 디바이스를 제공하는 것이다. 적어도 하나의 실시예의 다른 목적은 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법을 제공하는 것이다.
이들 목적들은 특히, 독립 청구항들에 따른 디바이스 및 방법을 통해 달성된다. 추가 실시예들 및 구성들은 종속 청구항들의 청구 대상이다.
적어도 하나의 실시예에 따르면, 발광 디바이스는 발광 반도체 칩 및 파장 변환 층을 포함한다.
적어도 하나의 추가 실시예에 따르면, 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법에서, 발광 반도체 칩이 제공되거나 생성되고, 파장 변환 층이 발광 반도체 칩 상에 배열된다.
본원에서 설명된 특징들 및 실시예들은 각각 발광 디바이스 및 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법 둘 모두에 관한 것이다.
추가 실시예에 따르면, 발광 반도체 칩은 반도체 층 시퀀스를 갖는다. 반도체 층 시퀀스는 적어도 하나의 발광 반도체 층을 포함한다. 적어도 하나의 발광 반도체 층은 광을 생성하기 위한 활성 구역을 형성하여서, 발광 반도체 칩이 동작될 때 발광 반도체 층에서 광이 생성된다. 발광 반도체 칩은 광-아웃커플링 표면(light-outcoupling surface)을 더 포함하고, 이 광-아웃커플링 표면을 통해, 활성 구역에서 생성된 광이 발광 반도체 칩으로부터 아웃커플링된다. 파장 변환 층은 바람직하게는 광-아웃커플링 표면 상에 배열된다.
반도체 층 시퀀스는 특히 바람직하게는, 에피택시 기술에 의해, 예컨대, MOVPE(metalorganic vapor phase epitaxy) 또는 MBE(molecular beam epitaxy)에 의해 성장 기판으로서 표시될 수 있는 기판 상에서 성장될 수 있다. 결과적으로 반도체 층 시퀀스는 수직 방향으로서 또한 표시될 수 있는 성장 방향에 의해 주어진 어레인지먼트 방향을 따라 겹쳐서 배열된 반도체 층들을 포함한다. 반도체 층 시퀀스의 층들은 어레인지먼트 방향에 수직인 메인 연장 평면을 갖는다. 반도체 층들의 메인 연장 평면에 평행하고 이에 따라 수직 방향에 수직인 방향들은 측방향들로서 지칭될 수 있다.
특히 발광 반도체 칩은 성장 방향에 수직으로 배치된 2개의 메인 표면들을 포함한다. 메인 표면들 중 하나는 광-아웃커플링 표면으로서 구체화되며, 이 광-아웃커플링 표면을 통해 발광 반도체 칩의 동작 동안 생성되는 광이 방출된다. 또한, 발광 반도체 칩은 광-아웃커플링 표면으로부터 반대 측 상에 있고 발광 반도체 칩의 제2 메인 표면을 형성하는 후면을 포함한다. 광-아웃커플링 표면 및 후면은 측면들을 통해 함께 연결된다. 광-아웃커플링 표면에 의해 방출되는 광에 추가하여, 동작 동안 발광 반도체 층에서 생성된 광의 적어도 일부는 또한 측면 및/또는 후면을 통해 방출될 수 있다.
발광 반도체 칩은 생성되는 광에 의존하여 상이한 반도체 재료 시스템들에 기초한 반도체 층 시퀀스를 가질 수 있다. 예컨대, InxGayAl1 -x- yAs에 기초한 반도체 층 시퀀스는 장파장 적외선 내지 적색 방출에 적합하고, 예컨대, InxGayAl1 -x- yP에 기초한 반도체 층 시퀀스는 적색 내지 황색 방사선에 적합하고, 예컨대, InxGayAl1 -x- yN에 기초한 반도체 층 시퀀스는 단파장 가시 방사선에, 즉 녹색 내지 청색 방사선 및/또는 UV 방사선에 적합하며, 여기서 각각의 경우에 0 ≥ x ≥ 1 및 0 ≥ y ≥ 1이다. 또한, 안티모나이드에 기반한 반도체 층 시퀀스, 예컨대, InSb, GaSb, AlSb 또는 이들의 조합은 장파장 적외선 방사선에 적합할 수 있다.
특히 성장 기판인 기판의 경우, 기판은 절연 재료 또는 반도체 재료, 예컨대, 전술한 화합물 반도체 재료 시스템일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 특히, 성장 기판은 사파이어, GaAs, GaP, GaN, InP, SiC, Si 및/또는 Ge로 만들어지거나 이들을 포함할 수 있다.
성장 프로세스는 특히 웨이퍼-기반 프로세스에서 발생할 수 있다. 즉, 성장 기판은 반도체 층 시퀀스가 넓은 영역에 걸쳐 성장되는 웨이퍼 형태로 제공된다. 성장된 반도체 층 시퀀스는 추가 방법 단계에서 개별 발광 반도체 칩들로 싱귤레이팅될 수 있으며, 여기서 발광 반도체 칩들의 측면들은 싱귤레이션에 의해 형성될 수 있다. 파장 변환 층은 바람직하게는 싱귤레이션이 발생하기 전에 적용될 수 있다. 즉, 파장 변환 층은 웨이퍼-기반 프로세스에서 또한 적용될 수 있다. 대안적으로, 파장 변환 층은 이미 싱귤레이팅된 발광 반도체 칩 상에 적용될 수 있다.
또한, 반도체 층 시퀀스는 싱귤레이션 이전에 캐리어 기판으로 전달될 수 있고, 성장 기판은 얇아질 수 있는데 즉, 적어도 부분적으로 또는 전체적으로 제거될 수 있다. 캐리어 기판은 전기 절연성 또는 전기 전도성 재료, 예컨대, 위에서 설명된 기판 재료로 만들어지거나 이들을 포함할 수 있다.
발광 반도체 칩의 반도체 층 시퀀스는 예컨대, 발광 반도체 층으로서 종래의 p-n 접합, 이중 헤테로 구조, 단일 양자 웰 구조(SQW 구조) 또는 다중 양자 웰 구조(MQW 구조)를 포함할 수 있다. 적어도 하나의 발광 반도체 층에 추가하여, 반도체 층 시퀀스는 추가 기능 층들 및 기능 구역들, 예컨대, p-형 및 n-형 전하 캐리어 이송 층들, 도핑되지 않은 또는 p-형 또는 n-형 한정(confinement), 클래딩 또는 도파관 층들, 배리어 층들, 평탄화 층들, 버퍼 층들, 보호 층들 및/또는 전극들, 및 이들의 조합들을 포함할 수 있다. 특히, 광-아웃커플링 표면 및 후면 상에 전기적 접촉을 형성하기 위해, 발광 반도체 칩은 각각의 경우에, 예컨대, 큰 표면적 또는 작은 표면적을 커버하거나 패턴화된 전극 층일 수 있는 전극 층 형태의 전기 접촉 엘리먼트를 포함할 수 있다. 또한, 모든 전기 접촉들이 발광 반도체 칩의 동일한 측 상에 예컨대, 광-아웃커플링 표면 또는 후방 표면 상에 제공되는 것이 또한 가능하다. 특히, 발광 반도체 칩은 소위 볼륨 이미터로서 또는 플립 칩으로서(양 경우들에서, 바람직하게는, 사파이어 기판 상에서 성장된 반도체 층 시퀀스를 포함함) 또는 소위 박막 반도체 칩으로서(바람직하게는 반도체 층 시퀀스가 성장 프로세스 후에 전사되는 캐리어 기판을 포함하고 바람직하게는 얇아진 또는 심지어 완전히 제거된 성장 기판을 추가로 가짐) 구체화될 수 있다.
발광 반도체 칩뿐만 아니라 발광 반도체 층 및 추가 기능 층들 및 구역들과 관련하여 여기에 설명된 구조들 특히 설계, 기능 및 그의 구조는 당업자에게 알려져 있고, 이에 따라 여기서 보다 상세히 설명되지 않는다.
추가 실시예에 따르면, 파장 변환 층은 양자 점(QD)들을 포함한다. 위에서 설명된 바와 같이, QD들에 의해 제공되는 컬러 성능의 이점들이 존재하는데, 특히 미세-튜닝 가능 피크 포지션을 갖는 협대역 방출, 및 넓은 흡수 스펙트럼이 존재하고 고유 산란이 없다.
추가 실시예에 따르면, 파장 변환 층에는 유기 매트릭스 재료가 없다. 특히, 파장 변환 층은 실질적으로 양자 점들로 구성될 수 있다. 즉, 파장 변환 층은 매트릭스 재료 또는 필러 재료 이를테면, 종래 기술에서 통상적으로 사용되는 중합체 또는 다른 유기 재료를 포함하는 합성물들로서 형성되지 않는다. 대조적으로, 발광 디바이스의 파장 변환 층은 바람직하게는 증착 프로세스에 의해 파장 변환 층이 형성되도록 발광 반도체 칩의 표면 상에 증착되는 QD들의 어셈블리로서 구체화된다. 결과적으로, 파장 변환 층은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 바와 같은 독립형 컴포넌트가 아니라, 발광 디바이스에 통합되고 파괴됨 없이 제거될 수 없는 발광 디바이스의 부분이다. 특히, QD들은 증착 프로세스에 의해 서로 나란히 및/또는 서로 겹쳐서 배열되고 그리하여 파장 변환 층을 형성한다. 파장 변환 층은 바람직하게는 드롭-캐스팅, 잉크젯 인쇄, 층 전사로부터 선택된 적어도 하나의 방법에 의해 증착될 수 있다. 더욱이, 파장 변환 층은 발광 반도체 칩의 표면 상에 직접, 특히 광-아웃커플링 표면 상에 직접 증착될 수 있어서, 파장 변환 층의 QD들 중 적어도 일부는 발광 반도체 칩의 광-아웃커플링 표면과 직접 접촉할 수 있다.
더욱이, 중간층이 발광 반도체 칩의 표면 상에, 특히 광-아웃커플링 표면 상에, 바람직하게는 광-아웃커플링 표면 상에 직접 배열될 수 있고, 파장 변환 층은 특히 중간층 상에 특히, 중간층 상에 직접 증착될 수 있다. 중간층은 투명 재료 및/또는 파장 변환 재료로 구성되거나 이를 포함할 수 있다. QD들과 상이할 수 있는 파장 변환 재료는 발광 반도체 칩에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 상이한 파장의 광으로 변환하는 데 적합할 수 있다. 바람직하게는, 발광 반도체 칩의 광으로 조사될 때, 중간층의 파장 변환 재료는 파장 변환 층에 의해 방출되는 광의 파장과 상이한 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 특히, 중간층은 세라믹 파장 변환 재료를 포함할 수 있으며, 이는 예컨대, 세라믹 층으로서 또는 매트릭스 재료에 분산된 입자들로서 제공될 수 있다. 중간층의 파장 변환 재료는 예컨대, 가넷들의 그룹으로부터의 재료, 예컨대, 이트륨 알루미늄 가넷(YAG) 및/또는 루테튬 알루미늄 가넷(LuAG), 특히, 예컨대, Ce-도핑된 가넷들과 같은 도핑된 가넷들을 포함할 수 있다. 발광 반도체 칩, QD들을 갖는 파장 변환 층 및 파장 변환 재료를 갖는 중간층을 조합함으로써, 발광 디바이스는 예컨대, 통합된 QD 층을 갖는 백색 발광 디바이스가 될 수 있다. 바람직하게는 파장 변환 재료로 구성되거나 이를 포함하는 중간층은 특히 PLD(pulsed laser deposition) 프로세스에 의해 광-아웃커플링 표면 상에 증착될 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 표면 구조는 광-아웃커플링 표면 상에 제공되고 파장 변환 층은 표면 구조 상에 직접 증착된다. 표면 구조는 구덩이들 및/또는 틈새들 및/또는 홈들과 같은 만입부들뿐만 아니라 팁들 및/또는 피크들 및/또는 댐-유사 구조들과 같은 융기부들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 광-아웃커플링 표면에는 표면 구조가 제공될 수 있다. 이 경우에, 파장 변환 층은 광-아웃커플링 표면의 표면 구조 상에 직접 증착된다. 중간층, 바람직하게는 파장 변환 재료로 구성되거나 이를 포함하는 중간층의 경우에, 중간층은 광-아웃커플링 표면으로부터 원격이고 표면 구조를 가질 수 있는 표면을 갖는다. 이 경우에, 파장 변환 층은 중간층의 표면 구조 상에 직접 증착된다.
파장 변환 층은 표면 구조의 컨포멀 코팅(conformal coating)일 수 있다. 즉, 파장 변환 층은 표면 구조로부터 원격인 측 상의 파장 변환 층의 구조가 표면 구조를 적어도 부분적으로 닮고 이에 따라 표면 구조와 적어도 부분적으로 유사한 방식으로 표면 구조를 커버할 수 있다. 또한, 파장 변환 층은 표면 구조의 만입부들을 적어도 부분적으로 채움으로써 표면 구조를 적어도 부분적으로 평탄화할 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 발광 반도체 칩은 서로 대향하는 제1 메인 표면 및 제2 메인 표면을 갖는 기판을 포함하며, 여기서 반도체 층 시퀀스는 제1 메인 표면 상에 배열되고 파장 변환 층은 제2 메인 표면 상에 배열된다. 바람직한 실시예에서, 제2 메인 표면은 광-아웃커플링 표면이다. 제2 메인 표면은 표면 구조를 가질 수 있다. 대안적으로, 위에서 설명된 바와 같은 중간층은 제2 메인 표면에 의해 형성된 광-아웃커플링 표면 상에 배열된다. 또한, 기판의 제1 메인 표면은 추가 표면 구조를 가질 수 있고 반도체 층 시퀀스는 추가 표면 구조 상에 성장된다.
추가 실시예에 따르면, 제1 메인 표면을 갖는 기판이 제공되고 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열되고, 바람직하게는 성장된다. 특히, 반도체 층 시퀀스는 위에서 설명된 바와 같이 웨이퍼-기반 프로세스에서 기판 상에 성장된다. 그 후, 파장 변환 층은 광-아웃커플링 표면일 수 있는 제2 메인 표면 상에 증착된다.
파장 변환 층이 증착되는 표면 구조를 기판의 제2 메인 표면이 갖는 경우에, 표면 구조가 제2 메인 표면에 생성되어서, 제2 메인 표면에는 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열되기 전 또는 후에 표면 구조가 제공된다.
예컨대, 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열되기 전에 표면 구조가 제2 메인 표면에 제공된다. 이 경우에, 기판은, 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열되기 전에 제2 메인 표면과 함께 이에 따라 임시 캐리어 상의 표면 구조와 함께 배열되는 것이 바람직할 수 있다. 임시 캐리어는 제1 메인 표면 상의 반도체 층 시퀀스의 어레인지먼트 후에 제거되고, 이에 의해 제2 메인 표면 상의 표면 구조를 노출할 수 있다. 대안적으로, 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열된 후에 표면 구조가 제2 메인 표면 상에 제공될 수 있다. 이 경우에, 기판은 표면 구조가 제2 메인 표면에 제공되기 전에 그리고 반도체 층 시퀀스가 제1 메인 표면 상에 배열된 후에 얇아지는 것이 바람직할 수 있다. 시닝(thinning) 프로세스를 통해, 제2 표면이 생성될 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 광-아웃커플링 표면은 반도체 층 시퀀스의, 특히 반도체 층 시퀀스의 최외각 반도체 층의 표면이다. 이 경우에, 최외각 반도체 층은 표면 구조를 가질 수 있다. 대안적으로, 위에서 설명된 바와 같은 중간층이 최외각 반도체 층 상에 배열될 수 있다.
추가 실시예에 따르면, 캡슐화 층이 파장 변환 층 상에 배열된다. 바람직하게는, 캡슐화 층은 투명하고 파장 변환 층 상에 직접 배열될 수 있다. 이는 특히 캡슐화 층이 파장 변환 층의 QD들 중 적어도 일부와 직접 접촉하게 배열된다는 것을 의미할 수 있다. 캡슐화 층은 캡슐화 층의 배리어 효과를 담당하는 하나 이상의 층들로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 층들은 하나 이상의 무기 및/또는 유기 재료들을 포함할 수 있다. 무기 재료들은 예컨대, ALD(atomic layer deposition), 스퍼터링 또는 PECVD(plasma-enhanced chemical vapor deposition)을 통해 적용될 수 있다. 적합한 무기 재료들은 예컨대, 투명한 무기 재료들 이를테면, 알루미늄 산화물, 아연 산화물, 지르코늄 산화물, 티타늄 산화물, 하프늄 산화물, 란탄 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 탄화물, 인듐 주석 산화물, 인듐 아연 산화물, 알루미늄-도핑된 아연 산화물, 및 이들의 혼합물들 및 합금들일 수 있다. 적합한 유기 재료들은 예컨대, 실록산들, 에폭사이드들, 이미드들, 탄산염들, 아크릴레이트들 및 이들의 혼합물들 및 조합들을 함유하는 투명 중합체일 수 있다. 바람직하게는, 캡슐화 층은 복수의 층들, 예컨대, 교호적으로 서로 겹쳐 배열되는 복수의 무기 및 유기 층들 또는 복수의 유기 층들만을 갖는 층 시퀀스를 갖는다.
추가 특징들, 이점들 및 편의들은 도면들과 함께 예시적인 실시예들의 다음 설명으로부터 명백해질 것이다.
도 1a 내지 도 1c는 실시예에 따른 발광 디바이스의 개략적 예시들을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 추가 실시예들에 따른 발광 디바이스의 파장 변환 층의 전자 현미경 이미지들을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 추가 실시예에 따라 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들의 개략적 예시들을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 추가 실시예에 따라 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들의 개략적 예시들을 도시한다.
도 5 내지 도 7은 추가 실시예들에 따른 발광 디바이스들의 개략적 예시들을 도시한다.
도 2a 및 도 2b는 추가 실시예들에 따른 발광 디바이스의 파장 변환 층의 전자 현미경 이미지들을 도시한다.
도 3a 내지 도 3d는 추가 실시예에 따라 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들의 개략적 예시들을 도시한다.
도 4a 내지 도 4c는 추가 실시예에 따라 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들의 개략적 예시들을 도시한다.
도 5 내지 도 7은 추가 실시예들에 따른 발광 디바이스들의 개략적 예시들을 도시한다.
도면들에서, 동일한 설계 및/또는 기능의 엘리먼트들은 동일한 참조 번호들에 의해 식별된다. 또한, 도면들에 도시된 실시예들은 예시적인 표현들이며 반드시 실척대로 그려지는 것은 아니라는 것이 이해된다.
이하에서, 본 발명의 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해, 발광 디바이스 및 발광 디바이스를 제조하기 위한 방법의 특정 특징들 및 유리한 효과들과 같은 특정 세부사항들이 기술된다. 본 발명의 실시예들이 이들 특정한 세부사항들 없이 실시될 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다.
도 1a는 일 실시예에 따른 발광 디바이스(100)의 개략적 예시를 도시한다. 도 1b 및 도 1c는 도 1a의 발광 디바이스(100)의 세부사항들을 도시한다. 다음 설명은 도 1a 내지 도 1c에 동일하게 적용된다.
발광 디바이스(100)는 발광 반도체 칩(1)을 포함한다. 발광 반도체 칩(1)은 발광 반도체 칩(1)의 동작 동안 광을 방출하는 하는 적어도 하나의 발광 반도체 층(11)을 포함하는 반도체 층 시퀀스(10)를 갖는다. 전극 층들(12) 형태의 전기 접촉들에 의해, 발광 반도체 칩(1)을 동작시키기 위해 발광 반도체 층(11)에 전류가 인가될 수 있다. 예컨대, 반도체 층 시퀀스(10)는 InAlGaN에 기초할 수 있고 자외선, 청색 또는 녹색 광을 생성하도록 구성될 수 있다. 대안적으로, 반도체 층 시퀀스(10)는 일반적인 부분에서 설명된 바와 같이 다른 반도체 재료에 기초할 수 있다.
발광 반도체 칩(1)의 동작 동안 발광 반도체 층(11)에서 생성된 광은 광-아웃커플링 표면(13)을 통해 칩(1)으로부터 방출된다. 광-아웃커플링 표면(13)에 대향하여, 반도체 칩(1)은 후방-측 표면(13')을 갖는다. 광-아웃커플링 표면(13)과 후방-측 표면(13')은 측 표면들(13")에 의해 서로 연결된다. 동작 동안 생성된 광은 또한 광-아웃커플링 표면(13)에 추가하여 측 표면들(13")을 통해 그리고/또는 후방-측 표면(13')의 부분을 통해 방출될 수 있다.
광-아웃커플링 표면(13)상에, QD(quantum dot)들(20)을 포함하는 파장 변환 층(2)이 배열된다. 발광 반도체 층(11)에 의해 방출된 광은 QD들(20)에 흡수되고 상이한 파장을 갖는 광으로 변환될 수 있다. 따라서, 발광 반도체 층(11)에 의해 생성된 광은 QD들(20)에 대한 펌프 광으로서 또한 표시될 수 있다. QD들(20)을 갖는 파장 변환 층(2)은 아래에서 추가로 상세히 설명되는 바와 같이 발광 반도체 디바이스(100)에 통합된다.
또한, 발광 반도체 칩(1)은 성장 기판 또는 캐리어 기판일 수 있는 기판(14)을 갖는다. 기판(14)은 제1 메인 표면(141) 및 제2 메인 표면(142)을 갖는다. 반도체 층 시퀀스(10)는 제1 메인 표면(141) 상에 배열되는 반면, 제2 메인 표면(142)은 광-아웃커플링 표면(13)이다. 도시된 실시예에서, 기판(14)은 반도체 층 시퀀스(10)가 성장되는 성장 기판이다. 전극 층들(12)은 후방-측 표면(13')인 반도체 층 시퀀스(10)의 동일한 측 상에 배열될 수 있어서, 예로써 발광 반도체 칩(1)은 소위 플립-칩으로서 형성된다.
기판의 제2 메인 표면(142) 상에 그리고 이에 따라 광-아웃커플링 표면(13) 상에, 발광 반도체 칩(1)은 파장 변환 층(2)이 직접 적용되는 표면 구조(15)를 갖는다. 도시된 실시예에서 제2 메인 표면(142)은 광-아웃커플링 표면(13)이고 표면 구조(15)를 갖기 때문에, 파장 변환 층(2)은 광-아웃커플링 표면(13) 상에 직접 적용된다. 바람직하게는, 표면 구조는 대략 마이크로미터의 구조 크기들을 갖는다.
도 1b의 상세도에 도시된 바와 같이, 기판(14)은 제1 메인 표면(141) 상에 추가 표면 구조(16)를 가질 수 있다. 바람직하게는, 추가 표면 구조는 대략 마이크로미터이다. 특히, 제1 메인 표면(141)은 실질적으로 평평하고 2차원적으로 설계된 표면일 수 있으며, 이 표면 상에는 평평한 표면에 의해 형성된 평면으로부터 돌출되는 복수의 3-차원적으로 설계된 표면 엘리먼트들이 배열된다. 3-차원적으로 설계된 표면 엘리먼트는 평평한 표면으로부터 상향으로 연장되는 융기부들로서 형성된다. 표면 엘리먼트들은 수직 방향을 따라 볼 때 둥글고 특히 원형일 수 있고, 이에 따라 표면 엘리먼트들은 원추형 융기부들로서 설계될 수 있다. 대안적으로, 추가 표면 구조(16)는 각진, 예컨대, 수직 방향을 따라 볼 때 육각형 단면을 갖는 표면 엘리먼트들을 포함할 수 있으며, 따라서 표면 엘리먼트들은 또한 평평한 표면 상의 피라미드형 융기부들로서 설계될 수 있다. 대안적으로, 표면 엘리먼트들은 평평한 표면으로부터 기판(14) 내로 돌출하는 만입부들로서 설계될 수 있다. 이전에 설명한 융기부들과 유사하게, 만입부들은 예컨대, 원뿔형 또는 피라미드형일 수 있다.
도시된 실시예에서, 기판(14)은 사파이어, 즉 알루미늄 산화물로 만들어지거나 이들을 포함할 수 있다. 특히, 기판(14)은 반도체 층 시퀀스(10)가 대규모 방식으로 성장되는 사파이어 웨이퍼로서 설계될 수 있다. 성장된 반도체 층 시퀀스를 갖는 웨이퍼의 분리는 복수의 발광 반도체 칩들이 생성될 수 있게 한다. 제1 메인 표면(141)의 평평한 표면은 바람직하게는 질화물-기반 반도체 재료들의 성장에 특히 적합한 알루미늄 산화물의 결정학적 c 표면 또는 (-c) 표면에 의해 형성된다. 따라서, 추가 표면 구조(16)의 표면 엘리먼트들의 표면들은 평평한 표면에 대한 그의 배향에 따라 복수의 다른 결정 표면들에 의해 형성된다. 도시된 실시예에 대안적으로, 기판(14)은 또한, 예컨대, 실리콘 또는 실리콘 탄화물에 의해 형성된 제1 메인 표면(141)을 포함할 수 있고, 예컨대, 실리콘 웨이퍼 또는 실리콘 탄화물 웨이퍼로서 상응하게 설계될 수 있다. 또한, 다른 가능성은 기판(14)이 위의 일반적인 섹션에서 언급된 다른 재료로 구성되거나 이를 포함한다. 또한, 제1 메인 표면(141)은 추가 표면 구조(16) 없이 구체화될 수 있다.
파장 변환 층(2)은 바람직하게는 드롭-캐스팅, 잉크젯 인쇄, 층 전사로부터 선택된 방법에 의해 표면 구조(15) 상에 증착될 수 있다. QD들(20)은 헥산 또는 클로로포름 또는 다른 비극성 용매들일 수 있는 용매에 분산될 수 있고, 분산은 표면 상에 증착될 수 있다. 그 후, 용매가 증발될 수 있어서, 실질적으로 QD들(20)만이 표면 상에 남아 있게 된다. 도 1c의 상세도에 도시된 바와 같이, 파장 변환 층(2)은 실질적으로 QD들(20)로 구성되고 유기 매트릭스 재료 또는 다른 필러 재료가 없다. 따라서, 파장 변환 층(2)은 매트릭스 재료 또는 필러 재료 이를테면 중합체 또는 다른 유기 재료들을 갖는 합성물들로서 형성되지 않는다. 오히려, 파장 변환 층(2)은 QD들(20)의 어셈블리에 의해 형성되고, 여기서 파장 변환 층(2)은 증착 프로세스에 의해 형성된다. 결과적으로, 파장 변환 층(2)은 당 업계에서 일반적으로 사용되는 독립형 컴포넌트가 아니라 파괴됨 없이 제거될 수 없는 발광 디바이스(1)의 통합된 부분이다.
표면 구조(15)로 인해, 용매의 증발 동안 커피-얼룩 유사 효과가 회피될 수 있어서, QD들(20)을 이용한 광-아웃커플링 표면(13)의 동질성 커버링이 달성될 수 있다. 따라서 파장 변환 층(2)은 표면 구조(15)의 컨포멀 코팅을 형성한다. 즉, 파장 변환 층(2)은 표면 구조(15)로부터 원격인 측 상의 파장 변환 층(2)의 구조가 표면 구조(15)를 적어도 부분적으로 닮는 방식으로 표면 구조(15)를 커버할 수 있다. 또한 파장 변환 층(2)이 표면 구조를 적어도 부분적으로 평탄화할 수 있는 것이 가능하다.
도 1a 및 도 1c에 도시된 바와 같이, 표면 구조(15)를 갖는 표면은 실질적으로 평평하고 2-차원적으로 설계된 표면일 수 있으며, 이 표면 위에, 복수의 3-차원적으로 설계된 표면 엘리먼트들이 배열되며, 이는 평평한 표면에 의해 형성된 평면으로부터 돌출하거나 평평한 표면으로부터 표면 구조(15)를 가진 엘리먼트 내로 돌출한다. 따라서, 표면 엘리먼트는 예컨대, 팁들 및/또는 피크들 형태의 융기부들 또는 구덩이들 및/또는 틈새들 및/또는 홈들 형태의 만입부들일 수 있다. 수직 방향을 따라 볼 때, 표면 엘리먼트들은 다각형 또는 둥근 단면을 가질 수 있다. 도시된 실시예에서, 표면 구조(15)는 반구 형상 틈새들을 포함한다. 도 2a는 육각형 순서로 배열된 틈새들을 갖는 표면 구조들의 SEM(scanning electron microscope) 이미지를 도시한다. 도 2b는 육각형 순서로 배열된 피크들을 갖는 다른 표면 구조의 SEM 이미지를 도시한다. 둘 모두의 경우들에서, 모두 표면 구조가 실질적으로 QD들로 구성된 파장 변환 층에 의해 컨포멀하게 커버된다는 것을 명확히 알 수 있다.
QD들(20)을 갖는 파장 변환 층(2)은 도 1a 내지 도 1c의 실시예의 경우에 기판(14)의 표면인 광-아웃커플링 표면(13) 상의 표면 구조(15) 상에 직접 증착되기 때문에, 발광 반도체 칩(1)은 펌프 광을 생성하는 발광 반도체 층(11)에 아주 근접하여 QD들(20)을 홀딩하기 위해 기계적으로 견고하고 열적으로도 전도성이 좋은 캐리어를 제공한다. 이 어레인지먼트는 QD들을 지지하기 위해 (다공성) 세라믹, 유리 또는 다른 재료들로 만들어진 기판을 요구하는 이전에 알려진 독립형 QD 솔루션들을 개선한다. QD들(20)의 통합된 어레인지먼트는 감소된 산란으로 인한 감소된 광 손실의 관점에서 우수하고 높은 변환 효율을 제공하는 온칩 QD 컨버터를 허용한다. 특히, 파장 변환 층은 완전한 변환이 가능하도록, 즉 파장 변환 층을 향해 발광 반도체 층에 의해 방출되는 실질적으로 모든 광이 QD들에 의해 변환되는 방식으로 구체화될 수 있다. 또한 이는 전체 구조의 능동 냉각의 가능성과 함께 우수한 열적 특성들을 제공한다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1a 내지 도 1c의 실시예에 따른 발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들을 도시한다. 도 3a에 도시된 바와 같이, 제1 단계에서, 도 1a 내지 도 1c와 관련하여 설명된 바와 같이 추가 표면 구조(16)를 갖는 제1 메인 표면(141)을 갖는 기판(14)이 제공된다. 대안적으로, 기판(14)은 또한 추가 표면 구조(16) 없이 평평한 제1 메인 표면(141)이 제공될 수 있다. 특히, 기판(14)은 다음 방법 단계들이 웨이퍼-기반 프로세스에서 수행될 수 있도록 기판 웨이퍼로서 제공될 수 있다. 예컨대, 위에서 설명된 바와 같이 사파이어 기판일 수 있는 기판(14)은 반도체 층 시퀀스(10)가 도 3b에 도시된 바와 같이 성장되는 성장 기판이다. 반도체 층 시퀀스(10)는 발광 반도체 층을 갖고, 위에서 설명된 바와 같이 전극 층들(12)이 제공될 수 있다.
성장 기판 웨이퍼로 제공되는 기판(14)은 최종 발광 반도체 칩의 원하는 기판 두께보다 훨씬 더 큰 두께를 갖기 때문에, 기판(14)은 도 3c에 도시된 바와 같이 기판 두께를 감소시키기 위해 추가 방법 단계에서 얇아진다. 시닝은 예컨대, 에칭 또는 그라인딩에 의해 행해질 수 있다. 통상적으로, 기판(14)의 두께는 약 150㎛로 감소된다. 대안적으로, 최종 기판 두께는 기판의 원하는 특성들에 의존하여 크거나 더 작을 수 있다. 그 후 또는 시닝 프로세스와 관련하여, 표면 구조(15)는 도 3d에 도시된 바와 같이, 제1 메인 표면(141)으로부터 원격인 기판(14)의 측 상에서 생성되고, 이에 의해 표면 구조(15)를 갖는 제2 메인 표면(142)을 형성한다. 표면 구조(15)는 예컨대, 에칭 프로세스에 의해 형성될 수 있다. 위에서 설명된 바와 같이, 기판(14)의 제2 메인 표면(142)은 광-아웃커플링 표면(13)을 형성한다.
추가 방법 단계에서, QD들을 갖는 파장 변환 층은 그 후 광-아웃커플링 표면(13)에 적용되고 웨이퍼는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같은 복수의 발광 디바이스들(100)이 생성되도록 싱귤레이팅된다.
도 4a 내지 도 4c는 추가 실시예에 따른 도 1a 내지 1c의 발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법의 방법 단계들을 도시한다. 기판(14)에는 제1 메인 표면(141) 및 제2 메인 표면(142)이 제공되고, 제2 메인 표면(142)에는 표면 구조(15)가 제공되고 제1 메인 표면(141)에는 추가 표면 구조(16)가 제공된다. 대안적으로, 기판(14)은 또한 추가 표면 구조(16) 없이 평평한 제1 메인 표면(141)이 제공될 수 있다. 결과적으로, 도 3a 내지 도 3d의 실시예와 대조적으로, 기판(14)은 2개의 구조화된 메인 표면 및 발광 디바이스에서 원하는 최종 기판 두께에 대응하는 두께를 갖는 웨이퍼로서 제공된다. 그 두께는 일반적으로 다음 프로세스 단계들에서 안정성이 충분하기에는 너무 작기 때문에, 기판(14)은 예컨대, 접착제일 수 있는 연결 층(92)에 의해 임시 캐리어(91) 상에 제2 메인 표면(142)이 장착된다. 임시 캐리어(91) 및 기판(14)에 의해 형성된 어셈블리는 통상적으로 약 150㎛보다 훨씬 더 큰 두께를 가지며 충분한 안정성을 제공한다.
도 4b에 도시된 바와 같이, 반도체 층 시퀀스(10) 및 전극 층들(12)은 위에서 설명된 바와 같이 제1 메인 표면(141) 상에 증착된다. 그 후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 임시 캐리어(91) 및 연결 층(92)은, 임시 캐리어(91)로부터 칩 층들이 증착되어 있는 기판(14)을 해제하도록 리프트-오프 프로세스에 의해 제거된다. 위에서 설명된 바와 같이, 기판(14)의 새로운 커버되지 않은 제2 메인 표면(142)은 광-아웃커플링 표면(13)을 형성한다. 추가 방법 단계에서, QD들을 갖는 파장 변환 층이 광-아웃커플링 표면(13)에 적용되고 웨이퍼는 도 1a 내지 도 1c에 도시된 바와 같은 복수의 발광 디바이스들(100)로 싱귤레이팅된다.
다음 도면들에서, 발광 디바이스(100)의 추가 실시예들이 도시되며, 이는 이전에 설명된 실시예들의 수정들이다. 따라서 다음의 설명은 주로 전술한 실시예와의 차이점에 집중한다.
도 5에서, 발광 반도체 칩(1)의 표면 상에 배열되는 중간층(3)을 갖는 발광 디바이스(100)의 추가 실시예가 도시된다. 특히, 중간층(3)은 바람직하게는 광-아웃커플링 표면(13) 상에 직접 배열된다. 중간층(3)은 예컨대, PLD(pulsed laser deposition) 프로세스에 의해 증착될 수 있거나 제2 메인 표면(142)에 접착될 수 있다. 도 5에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 기판(14)의 제2 메인 표면(142)인 광-아웃커플링 표면(13)은 평평하며 표면 구조가 없을 수 있다. 대안적으로, 광-아웃커플링 표면(13)은 표면 구조를 가질 수 있고 중간층(3)은 광-아웃커플링 표면(13)의 표면 구조 상에 직접 증착될 수 있다.
파장 변환 층(2)은 중간층(3) 상에, 바람직하게는 중간층(3) 상에 직접 증착된다. 중간층(3)은 광-아웃커플링 표면(13)으로부터 원격이고 표면 구조(15)를 갖는 표면을 갖는다. 도시된 바와 같이, 파장 변환 층(2)은 중간층(3)의 표면 구조(15) 상에 직접 증착된다. 표면 구조(15)는 위에서 설명된 바와 같이 구체화될 수 있다.
바람직하게는, 중간층(3)은 파장 변환 재료로 구성되거나 이를 포함한다. QD들과 상이할 수 있는 파장 변환 재료는 발광 반도체 칩(1)에 의해 방출된 광의 적어도 일부를 상이한 파장(이는 파장 변환 층(2)에 의해 방출되는 광의 파장과 또한 상이할 수 있음)을 갖는 광으로 변환하는 데 적합할 수 있다. 예컨대, 중간층(3)은 세라믹 파장 변환 재료를 포함할 수 있으며, 이는 세라믹 층의 형태 또는 매트릭스 재료에 분산된 입자들의 형태일 수 있다. 중간층(3)의 파장 변환 재료는 예컨대, YAG 및/또는 LuAG 또는 다른 가넷을 포함할 수 있고, 예컨대, Ce로 도핑될 수 있다. 발광 반도체 칩(1), QD들을 갖는 파장 변환 층(2) 및 파장 변환 재료를 갖는 중간층(3)의 조합은 바람직하게는 통합된 QD 층을 갖는 백색 발광 디바이스(100)를 초래할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에서, 파장 변환 층(2) 상에 배열된 캡슐화 층(4)을 갖는 발광 디바이스(100)의 추가 실시예가 도시된다. 도 6b는 도 6a의 발광 디바이스(100)의 일부의 상세도를 도시한다.
바람직하게는, 캡슐화 층(4)은 투명하고 도 6a 및 도 6b에 도시된 바와 같이 파장 변환 층(2) 상에 직접 배열될 수 있어서, 캡슐화 층(4)은 파장 변환 층(2)의 QD들 중 적어도 일부와 직접 접촉하게 배열된다. 캡슐화 층(4)은 캡슐화 층(4)의 배리어 효과를 담당하는 하나 이상의 층들로 구성되거나 이들을 포함할 수 있다. 하나 이상의 층들은 일반적인 부분에서 위에서 설명된 바와 같이 하나 이상의 무기 및/또는 유기 재료들을 포함할 수 있다. 바람직하게는, 캡슐화 층(4)은 복수의 층들, 예컨대, 교호적으로 서로 겹쳐 배열되는 복수의 무기 및 유기 층들 또는 복수의 유기 층들만을 갖는 층 시퀀스를 갖는다. 예로서, 도 6b의 상세도에서, 캡슐화 층(4)의 3개의 층들(41, 42, 43)이 도시된다. 대안적으로, 캡슐화 층(4)은 3개 미만 또는 초과의 층들을 가질 수 있다.
위에서 설명된 실시예들 전반에 걸쳐, 광-아웃커플링 표면(13)은 기판(14)의 제2 메인 표면(142)에 의해 형성된다. 이러한 방식으로, 기판(14) 상의 중간층(3) 또는 기판(14)의 구조화된 표면들 중 하나 상에 증착된 파장 변환 층(2)에 의해 형성된 통합된 QD 필름, 및 특히 사파이어로 만들어진 1- 또는 2-측 구조화된-표면 기판을 활용하는 변환 발광 디바이스로서 발광 디바이스(100)를 제조하는 것이 가능하다. 기판의 비-에피택시 측 상에 적합한 토포그래피를 도입함으로써, 특히 QD들에 의해 형성된 파장 변환 층의 통합과 결합하여 발광 반도체 칩을 제조하기 위한 종래의 프로세스 흐름을 사용하는 것이 가능하다. 위에서 설명된 바와 같이, 예컨대, 청색 발광 반도체 칩일 수 있는 발광 반도체 칩의 제조 후에, QD 필름이 표면 구조 상에 증착된다.
더욱이, 발광 반도체 칩은, 성장 기판 상에 반도체 층들을 성장시킨 후에 반도체 층 시퀀스가 전사되는 캐리어 기판을 포함하는 것이 또한 가능하다. 이 경우에, 광-아웃커플링 표면은 발광 반도체 칩의 다른 표면에 의해 형성될 수 있다. 예컨대, 광-아웃커플링 표면(13)은 도 7의 상세도에 도시된 바와 같이 반도체 층 시퀀스(10)의 표면일 수 있다. 파장 변환 층(2)은 반도체 층 시퀀스(10)의 광-아웃커플링 표면(13) 상의 표면 구조(15) 상에 직접 증착될 수 있다. 대안적으로, 투명 재료 및/또는 파장 변환 재료를 포함할 수 있는 중간층이 반도체 층 시퀀스(10)의 광-아웃커플링 표면(13) 상에 배열될 수 있고 파장 변환 층(2)이 중간층 상에 증착될 수 있다.
모든 실시예들에서, QD들을 갖는 파장 변환 층은 발광 디바이스의 통합 부분이기 때문에, QD들의 보호 및 캡슐화뿐만 아니라 QD들의 포지션의 개선된 제어 및 안정성의 가능성들을 갖는 견고한 QD-함유 어셈블리를 제조하는 것이 가능하다. 또한, 통합된 QD 함유 파장 변환 층은 발광 디바이스의 개선된 컬러 조정을 허용한다. QD들을 갖는 파장 변환 층의 증착은 발광 반도체 칩들을 제조하기 위한 종래의 설계 및 프로세스 흐름에 통합될 수 있기 때문에, 독립형 QD 컨버터들을 사용하는 접근법들에 비해 비용 감소가 가능하다.
도면들과 관련하여 설명된 특징들에 대안적으로 또는 그에 부가적으로, 도면들에서 도시된 실시예들은 설명의 일반적인 부분에서 설명된 추가 특징들을 포함할 수 있다. 더욱이, 도면들의 특징들 및 실시예들은 그러한 조합이 명시적으로 설명되지 않더라도 서로 조합될 수 있다.
본 발명은 예시적인 실시예들에 기초한 설명에 의해 제한되지 않는다. 오히려, 본 발명은 이러한 특징 또는 이러한 조합 자체가 특허 청구범위 또는 예시적인 실시예들에서 명시적으로 특정되지 않더라도, 특히 특허 청구범위의 특징들의 임의의 조합을 포함하는 임의의 새로운 특징 및 또한, 특징들의 임의의 조합을 포함한다.
1
발광 반도체 칩
2 파장 변환 층
3 중간층
4 캡슐화 층
10 반도체 층 시퀀스
11 발광 반도체 층
12 전극 층
13 광-아웃커플링 표면
13' 후방-측 표면
13" 측 표면
14 기판
15 표면 구조
16 추가 표면 구조
20 양자 점
41, 42, 43 층
91 임시 캐리어
92 연결 층
100 발광 디바이스
141 제1 메인 표면
142 제2 메인 표면
2 파장 변환 층
3 중간층
4 캡슐화 층
10 반도체 층 시퀀스
11 발광 반도체 층
12 전극 층
13 광-아웃커플링 표면
13' 후방-측 표면
13" 측 표면
14 기판
15 표면 구조
16 추가 표면 구조
20 양자 점
41, 42, 43 층
91 임시 캐리어
92 연결 층
100 발광 디바이스
141 제1 메인 표면
142 제2 메인 표면
Claims (20)
- 발광 디바이스(100)로서,
적어도 하나의 발광 반도체 층(11) 및 광-아웃커플링 표면(13)을 포함하는 반도체 층 시퀀스(10)를 갖는 발광 반도체 칩(1),
상기 광-아웃커플링 표면 상에 배열된 파장 변환 층(2)을 포함하고,
상기 파장 변환 층은 양자 점들(20)을 포함하는,
발광 디바이스. - 제1 항에 있어서,
상기 파장 변환 층은 유기 매트릭스 재료가 없는,
발광 디바이스. - 제1 항 또는 제2 항에 있어서,
상기 파장 변환 층은 실질적으로 상기 양자 점들로 구성되는,
발광 디바이스. - 제1 항 내지 제3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 표면 구조(15)가 상기 광-아웃커플링 표면 상에 제공되고 상기 파장 변환 층은 상기 표면 구조 상에 직접 증착되는,
발광 디바이스. - 제1 항 내지 제4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 광-아웃 커플링 표면은 상기 반도체 층 시퀀스의 표면인,
발광 디바이스. - 제1 항 내지 제5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 발광 반도체 칩은 제1 메인 표면(141) 및 제2 메인 표면(142)을 갖는 기판(14)을 포함하고,
상기 반도체 층 시퀀스는 상기 제1 메인 표면 상에 배열되고,
상기 파장 변환 층은 상기 제2 메인 표면 상에 배열되는,
발광 디바이스. - 제6 항에 있어서,
상기 제2 메인 표면은 상기 광-아웃커플링 표면이고 상기 표면 구조를 갖는,
발광 디바이스. - 제6 항 또는 제7 항에 있어서,
상기 제1 메인 표면은 추가 표면 구조(16)를 갖고 상기 반도체 층 시퀀스는 상기 추가 표면 구조 상에 성장되는,
발광 디바이스. - 제1 항 내지 제8 항 중 어느 한 항에 있어서,
중간층(3)이 상기 광-아웃 커플링 표면 상에 배열되고,
상기 중간층은 상기 광-아웃커플링 표면으로부터 원격인 표면을 갖고 상기 표면 구조를 갖는,
발광 디바이스. - 제9 항에 있어서,
상기 중간층은 파장 변환 재료를 포함하는,
발광 디바이스. - 제1 항 내지 제10 항 중 어느 한 항에 있어서,
캡슐화 층(4)이 상기 파장 변환 층 상에 증착되는,
발광 디바이스. - 제11 항에 있어서,
상기 캡슐화 층은 복수의 층들을 포함하는,
발광 디바이스. - 발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법으로서,
발광 반도체 칩(1)이 제공되고, 상기 발광 반도체 칩은 적어도 하나의 발광 반도체 층(11) 및 광-아웃커플 링 표면(13)을 포함하는 반도체 층 시퀀스(10)를 갖고,
파장 변환 층(2)이 상기 광-아웃커플링 표면 상에 증착되고, 상기 파장 변환 층은 양자 점들(20)을 포함하는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제13 항에 있어서,
상기 파장 변환 층은 드롭-캐스팅, 잉크젯 인쇄, 층 전사 중 적어도 하나에 의해 증착되는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제13 항 또는 제14 항에 있어서,
상기 표면 구조(15)가 상기 광-아웃커플링 표면 상에 제공되고 상기 파장 변환 층은 상기 표면 구조 상에 직접 증착되는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제13 항 내지 제15 항 중 어느 한 항에 있어서,
제1 메인 표면(141) 및 제2 메인 표면(142)을 갖는 기판(14)이 제공되고,
상기 반도체 층 시퀀스는 상기 제1 메인 표면 상에 성장되고,
상기 파장 변환 층은 상기 제2 메인 표면 상에 증착되는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제16 항에 있어서,
상기 표면 구조는 상기 제2 메인 표면에 생성되는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제16 항 또는 제17 항에 있어서,
상기 반도체 층 시퀀스가 상기 제1 메인 표면 상에 배열되기 전에 상기 표면 구조가 상기 제2 메인 표면에 제공되고,
상기 기판은 상기 반도체 층 시퀀스가 상기 제1 메인 표면 상에 배열되기 전에 임시 캐리어(91) 상의 상기 제2 메인 표면과 함께 배열되고,
상기 임시 캐리어는 상기 제1 메인 표면 상의 상기 반도체 층 시퀀스의 어레인지먼트 후에 제거되고, 이에 의해 상기 제2 메인 표면 상의 표면 구조를 노출하는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제16 항 내지 제18 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 반도체 층 시퀀스가 상기 제1 메인 표면 상에 배열된 후에 상기 표면 구조가 상기 제2 메인 표면 상에 제공되는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법. - 제16 항 내지 제19 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 기판은 상기 표면 구조가 상기 제2 메인 표면 상에 제공되기 전에 그리고 상기 반도체 층 시퀀스가 상기 제1 메인 표면 상에 배열된 후에 얇아지는,
발광 디바이스(100)를 제조하기 위한 방법.
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