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KR20180093689A - Led 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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KR20180093689A
KR20180093689A KR1020170020135A KR20170020135A KR20180093689A KR 20180093689 A KR20180093689 A KR 20180093689A KR 1020170020135 A KR1020170020135 A KR 1020170020135A KR 20170020135 A KR20170020135 A KR 20170020135A KR 20180093689 A KR20180093689 A KR 20180093689A
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Abstract

LED 장치가 개시된다. 본 LED 장치는 발광 다이오드, 발광 다이오드 상부에 적층되며 발광 다이오드로부터 입사된 광의 파장을 변환하는 광 전환층, 광 전환층 상부에 적층되며 광 전환층으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키는 반사 코팅층 및 반사 코팅층 상부에 적층되며 광 전환층에 대응되는 컬러 필터를 포함한다.

Description

LED 장치 및 그 제조 방법 { LIGHT EMITTING DIODE APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD THEREOF }
본 발명은 LED 장치 및 그 제조 방법에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 광 전환층을 포함하는 LED 장치 및 그 제조 방법에 대한 것이다.
종래 적색 및 녹색의 LED는 청색의 LED와 적색 및 녹색 각각에 대응되는 ㅋ퀀텀닷(antum Dot)이 들어간 Glass 패키지와 결합하여 제조된다. 즉, 적색 및 녹색의 LED는 퀀텀닷 및 그 위에 Glass를 덮고 봉합하는 방식으로 제조되며, 하부로부터 방출되는 청색 광을 퀀텀닷이 파장을 변환하여 각각 적색 및 녹색을 표현하게 된다. 이때, LED는 기판 위에 본딩되고 Gold Wire로 전극과 연결되며, 그 주변을 플라스틱 몰드로 감싸는 형상을 가지게 된다.
이렇게 LED 위에 퀀텀닷을 접합하게 되면 열에 취약한 퀀텀닷이 열화되어 광 변환 특성이 급격하게 저하되는 문제점이 있다. 이러한 문제를 해결하기 위해 LED와 퀀텀닷 사이에 열을 차단하기 위한 물질이 추가되나, 두께가 두꺼워지는 문제가 있다.
그에 따라, 퀀텀닷의 내열 성능이 개선될 필요가 있었으며, 새로운 퀀텀닷을 이용한 제조 공정이 개발될 필요가 있다.
본 발명은 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 발명의 목적은 열화 현상이 개선된 광 전환층을 이용하는 새로운 구조의 LED 장치 및 그 제조 방법을 제공함에 있다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시 예에 따르면, LED 장치는 발광 다이오드, 상기 발광 다이오드 상부에 적층되며 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광의 파장을 변환하는 광 전환층, 상기 광 전환층 상부에 적층되며 상기 광 전환층으로부터 입사된 광 중 상기 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키는 반사 코팅층 및 상기 반사 코팅층 상부에 적층되며 상기 광 전환층에 대응되는 컬러 필터를 포함한다.
또한, 상기 광 전환층은 퀀텀닷 실록산 수지로 구현될 수 있다.
그리고, 상기 광 전환층은 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 상기 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출할 수 있다.
또한, 상기 반사 코팅층은 상기 반사시킨 파장의 광이 상기 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 상기 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 상기 파장이 변환된 광을 통과시킬 수 있다.
그리고, 상기 발광 다이오드의 하부에 형성된 복수의 패드를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 사이드 면을 둘러싸도록 코팅되어, 상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 사이드 면으로 방출되는 광을 상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 내부로 반사시키는 금속성 물질을 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 금속성 물질을 둘러싸도록 형성되는 폴리이미드(polyimide), 상기 발광 다이오드, 상기 복수의 패드 및 상기 폴리이미드의 하부에 형성되는 기판층, 상기 기판층의 하부에서 서로 이격되어 형성되는 복수의 확장 패드 및 상기 기판층을 통해 상기 복수의 패드 각각을 상기 복수의 확장 패드 각각에 연결하는 복수의 전도성 물질을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 확장 패드 각각은 상기 복수의 패드 각각에 대응되며 상기 폴리이미드의 일부 영역까지 확장될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시 예에 따르면, LED 장치의 제조 방법은 발광 다이오드 하부에 복수의 패드를 마련하는 단계, 상기 복수의 패드가 기판층 상부에 접하도록 상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계, 상기 발광 다이오드 상부에 광 전환층을 적층하는 단계, 상기 광 전환층의 상부에 반사 코팅층을 적층하는 단계 및 상기 반사 코팅층 상부에 컬러 필터를 적층하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 광 전환층은 퀀텀닷 실록산 수지로 구현될 수 있다.
그리고, 상기 광 전환층은 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 상기 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출할 수 있다.
또한, 상기 반사 코팅층은 상기 광 전환층으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키며, 상기 반사시킨 파장의 광이 상기 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 상기 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 상기 파장이 변환된 광을 통과시킬 수 있다.
그리고, 사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 복수의 패드를 마련하는 단계는 상기 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 각각에 상기 복수의 패드를 마련하며, 상기 제조 방법은 상기 발광 다이오드층으로부터 상기 사파이어 기판층을 제거하는 단계 및 상기 발광 다이오드층을 상기 복수의 영역으로 다이싱(dicing)하여 복수의 발광 다이오드를 형성하는 단계를 더 포함하고, 상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계는, 상기 복수의 발광 다이오드가 기설정된 간격으로 이격되도록 상기 기판층에 적층할 수 있다.
또한, 상기 광 전환층을 적층하는 단계는 상기 복수의 발광 다이오드 및 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 상기 기판층 상부 영역을 덮도록 상기 광 전환층을 적층하며, 상기 제조 방법은 상기 컬러 필터의 상부에 상부 기판층을 적층하고, 상기 기판층을 제거하는 단계, 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역에 대응되는 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계 및 상기 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질로 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 에칭하는 단계는 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 ∧ 자 형태로 에칭할 수 있다.
또한, 상기 복수의 발광 다이오드의 하부에 하부 기판층을 형성하고, 상기 상부 기판층을 제거하는 단계, 상기 금속성 물질을 둘러싸며 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드(polyimide)를 형성하는 단계, 상기 복수의 패드 각각의 일부 영역이 드러나도록 상기 하부 기판층에 복수의 홀(hole)을 생성하는 단계, 상기 복수의 홀 각각에 전도성 물질을 채우는 단계 및 상기 하부 기판층의 하부에 상기 복수의 전도성 물질을 각각 덮도록 서로 이격 형성되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 상기 금속성 물질을 둘러싸며 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드를 형성하는 단계 및 상기 복수의 패드 각각에 대응되며 상기 폴리이미드의 일부 영역까지 확장되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 상기 복수의 패드를 마련하는 단계는 상기 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 각각에 상기 복수의 패드를 마련하며, 상기 제조 방법은 상기 발광 다이오드층으로부터 상기 사파이어 기판층을 제거하는 단계를 더 포함하고, 상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계는 상기 복수의 영역 각각에 마련된 상기 복수의 패드가 상기 기판층 상부에 접하도록 상기 발광 다이오드층을 상기 기판층에 적층할 수 있다.
그리고, 상기 복수의 영역 각각의 경계 영역에 대응되는 발광 다이오드층, 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계 및 상기 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 열화 현상이 개선된 광 전환층을 이용함에 따라 LED 장치의 수명이 늘어나며, 더욱 작고 얇은 LED 장치의 생산이 가능해짐에 따라 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있다.
도 1a 및 도 1b는 본 발명의 다양한 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diode) 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2a는 도 1a에 도시된 LED 장치의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 2b는 도 1b에 도시된 LED 장치의 세부 구성을 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 LED 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 4a 내지 4k는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 5a 내지 5i는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 확장 패드를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장 패드를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 이용하여 본 발명의 다양한 실시 예들에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diode) 장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1a에 따르면, LED 장치(1000)는 발광 다이오드(10), 광 전환층(20), 반사 코팅층(30) 및 컬러 필터(40)를 포함한다.
발광 다이오드(10)는 과잉된 전자, 정공 쌍의 재결합에 의해 빛을 방출하는 p-n접합 다이오드를 의미한다. 발광 다이오드(10)는 순방향으로 전압을 인가하면 n형 반도체층에 있는 전자가 p형 반도체층의 정공과 만나서 재결합하여 발광을 일으킨다.
이하에서는 발광 다이오드(10)가 청색 광을 방출하는 것으로 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 얼마든지 다른 색의 광을 방출할 수도 있다. 광 전환층(20)의 종류는 발광 다이오드(10)가 방출하는 광의 색상에 따라 달라질 수 있다.
광 전환층(20)은 발광 소재의 일종으로 에너지를 흡수해 적색, 녹색, 청색 등의 광을 방출하는 물질로, 형광체(Phosphor), 퀀텀닷(Quantum Dot) 등일 수 있다.
특히, 광 전환층(20)은 퀀텀닷 실록산 수지로 구현될 수 있다. 구체적으로, 광 전환층(20)은 실록산 및 에폭시 등의 고분자 유기물과 결합된 구조로서, 퀀텀닷 자체의 액체 성질을 필름 형태의 고체 형태로 변형시킨 재료일 수 있다. 즉, 열에 강한 실록산 분자구조 안에 퀀텀닷을 도포한 구조이며, 이 재료를 스핀 코팅 또는 슬릿 코팅 공정을 통해 발광 다이오드(10) 상부에 적층할 수 있다.
광 전환층(20)이 퀀텀닷 실록산 수지로 구현되는 경우, 낮은 온도에서 재료의 합성이 가능하며, 실록산 수지가 퀀텀닷을 담는 역할을 하는 동시에 열과 수분을 차단해 퀀텀닷의 내구성을 향상시킬 수 있다. 즉, 발광 다이오드(10)로부터 발생하는 열을 차단하기 위한 차단 필름이 없더라도 광 전환층(20)을 발광 다이오드(10)의 상부에 인접한 상태로 적층할 수 있으며, 발광 다이오드(10)로부터 발생하는 열에 의한 광 전환층(20)의 손상을 방지할 수 있다.
한편, 광 전환층(20)은 발광 다이오드(10)로부터 입사된 광의 파장을 변환할 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드(10)가 청색 광을 방출하는 경우, 광 전환층(20)은 발광 다이오드(10)로부터 방출되는 청색 광을 적색 광 또는 녹색 광으로 변환하여 방출할 수 있다. 광 전환층(20)이 청색 광을 적색 광으로 변환하여 방출하는 경우 LED 장치(1000)는 R 서브 픽셀로서 동작하고, 광 전환층(20)이 청색 광을 녹색 광으로 변환하여 방출하는 경우 LED 장치(1000)는 G 서브 픽셀로서 동작할 수 있다. 발광 다이오드(10) 상부에 광 전환층(20)이 적층되지 않는 경우 청색 광이 방출될 수 있고, 이 경우 LED 장치(1000)는 B 서브 픽셀로서 동작할 수 있다.
광 전환층(20)은 발광 다이오드(10)로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고, 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출할 수 있다. 즉, 광 전환층(20)에 포함된 확산재로 인해 시야각이 넓어질 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 광 전환층(20)은 시야각을 좁게 하기 위해 확산재를 포함하지 않을 수도 있다. 예를 들어, 공공 장소에서 이용될 디스플레이의 경우에는 시야각보다는 개인 정보 노출 방지가 더 중요한 요소일 수 있고, 이 경우 확산재를 사용하지 않을 수도 있다.
반사 코팅층(30)은 광 전환층(20) 상부에 적층되며, 광 전환층(20)으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고, 나머지를 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 반사 코팅층(30)은 Blue DBR(Distributed Bragg Reflector) 코팅층일 수 있으며, 청색 광을 반사시킬 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, LED 장치(1000)의 용도에 따라 얼마든지 다른 파장의 광을 반사시킬 수도 있다.
이때, 반사 코팅층(30)은 광 전환층(20)에 대응되도록 적층될 수 있다. 예를 들어, 광 전환층(20)이 청색 파장의 광을 적색 파장의 광으로 변환하는 경우, 반사 코팅층(30)은 적색 파장의 광을 통과시키고 청색 파장의 광을 반사시킬 수 있다. 또는, 광 전환층(20)이 청색 파장의 광을 녹색 파장의 광으로 변환하는 경우, 반사 코팅층(30)은 녹색 파장의 광을 통과시키고 청색 파장의 광을 반사시킬 수 있다.
반사 코팅층(30)은 반사시킨 파장의 광이 발광 다이오드(10)에 의해 다시 반사되어 광 전환층(20)에 의해 파장이 변환되면, 파장이 변환된 광을 통과시킬 수 있다.
예를 들어, R 서브 픽셀로서 동작하는 LED 장치(1000)인 경우, 반사 코팅층(30)은 광 전환층(20)으로부터 입사된 광 중 파장이 적색 파장으로 변환된 광만을 통과시키고, 청색 파장의 광을 반사시킬 수 있다. 반사된 청색 파장의 광은 다시 광 전환층(20)을 통과하여 발광 다이오드(10)에 의해 다시 반사될 수 있다. 다시 반사된 청색 파장의 광은 다시 광 전환층(20)을 통과하여 파장이 변환될 수 있으며, LED 장치(1000)는 이러한 과정을 반복하여 광의 손실 없이 원하는 파장의 광을 방출할 수 있다.
컬러 필터(40)는 반사 코팅층(30) 상부에 적층될 수 있다. 또한, 컬러 필터(40)는 광 전환층(20)에 대응되도록 적층되어 기설정된 파장의 광만을 통과시킬 수 있다. 예를 들어, 광 전환층(20)이 청색 파장의 광을 적색 파장의 광으로 변환하는 경우, 컬러 필터(40)는 적색 파장의 광을 통과시키고 나머지 파장의 광을 필터링할 수 있다. 또는, 광 전환층(20)이 청색 파장의 광을 녹색 파장의 광으로 변환하는 경우, 컬러 필터(40)는 녹색 파장의 광을 통과시키고 나머지 파장의 광을 필터링할 수 있다.
컬러 필터(40)는 Narrow Band Color Filter일 수 있고, 광학적 손실 없이 색순도를 높일 수 있다.
한편, 발광 다이오드(10)에 전압이 인가되지 않는 경우 LED 장치(1000)는 검은 색으로 보여야 하나, 외부로부터 입사되었다가 다시 반사되는 광에 의해 밝은 검은 색으로 보일 수 있다.
컬러 필터(40)는 외부로부터 입사되는 광 및 다시 반사되는 광을 필터링하여 발광 다이오드(10)에 전압이 인가되지 않는 경우에도 LED 장치(1000)가 검은 색으로 보이도록 할 수 있다. 즉, 컬러 필터(40)가 없는 경우는 컬러 필터(40)가 있는 경우보다 LED 장치(1000)의 색상이 더 밝게 보일 수 있다.
도 1b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED(Light Emitting Diode) 장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다. 도 1b의 LED 장치(1000)는 사다리꼴 형태의 광 전환층(20)을 포함하며, 도 1a의 LED 장치(1000)보다 더 넓은 시야각을 제공할 수 있다. 이에 대한 구체적인 설명은 후술한다.
도 2a는 도 1a에 도시된 LED 장치(1000)의 세부 구성을 나타내는 도면이다. 도 2a에 도시된 구성 중 도 1a에 도시된 구성과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다. LED 장치(1000)는 도 1a의 구성 외에도 복수의 패드(50) 및 금속성 물질(60)을 더 포함할 수 있다.
복수의 패드(50)는 외부 전원을 입력받도록 발광 다이오드(10)의 하부에 형성될 수 있다. 각 패드는 발광 다이오드(10)의 p형 반도체층 및 n형 반도체층 각각에 연결되어 전압을 인가할 수 있다. 복수의 패드(50)를 통해 발광 다이오드(10)에 전압이 인가되면, 발광 다이오드(10)는 광을 방출할 수 있다.
금속성 물질(60)은 발광 다이오드(10), 광 전환층(20), 반사 코팅층(30) 및 컬러 필터(40)의 사이드 면을 둘러싸도록 코팅되어, 발광 다이오드(10), 광 전환층(20), 반사 코팅층(30) 및 컬러 필터(40)의 사이드 면으로 방출되는 광을 발광 다이오드(10), 광 전환층(20), 반사 코팅층(30) 및 컬러 필터(40)의 내부로 반사시킬 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 금속성 물질(60)은 복수의 패드(50)를 둘러싸도록 코팅될 수도 있다.
즉, 금속성 물질(60)은 인접한 발광 다이오드(10) 간의 광이 서로 믹싱되지 않도록 하며, LED 장치(1000)의 휘도를 높일 수 있다.
금속성 물질(60)은 알루미늄, 몰리 및 티타늄 등으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 광을 반사시킬 수 있는 물질이면 무방하다.
한편, 금속성 물질(60)은 입사되는 광을 전반사시키나, 반사 코팅층(30)은 입사되는 광 중 일부 파장의 광만을 반사시킬 수 있다.
도 2b는 도 1b에 도시된 LED 장치(1000)의 세부 구성을 나타내는 도면으로, 사다리꼴 형태의 광 전환층(20)으로 인해, 도 2a의 LED 장치(1000)보다 더 넓은 시야각을 제공할 수 있다.
도 2a의 LED 장치(1000)는 금속성 물질(60)이 수직 방향을 따라 형성되어 있고, 발광 다이오드(10)로부터 방출되는 광이 금속성 물질(60)에 의해 반사되면, 반사된 광이 서로 모일 수 있다.
이에 대해, 도 2b의 LED 장치(1000)는 금속성 물질(60)이 기울어진 상태로 형성되어 있고, 발광 다이오드(10)로부터 방출되는 광이 금속성 물질(60)에 의해 반사되더라도, 발광 다이오드(10)의 외곽을 향하여 방출될 수 있다. 그에 따라, 도 2b의 LED 장치(1000)는 도 2a의 LED 장치(1000)보다 더 넓은 시야각을 제공할 수 있다.
한편, 이상과 같은 구조를 갖는 LED 장치(1000)는 기판, 몰드 및 골드 와이어 등을 제거하여 비용이 절감될 수 있다. 또한, 열화 현상이 개선된 광 전환층(20)을 이용함에 따라 발광 다이오드(10) 상부에 광 전환층(20)을 직접 적층할 수 있고, 더욱 작고 얇은 LED 장치(1000)를 생산할 수 있다.
도 3은 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 LED 장치(1000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 도 2a에 도시된 LED 장치(1000)에 일부 구성을 추가한 도면이다. 도 3에 도시된 구성 중 도 2a에 도시된 구성과 중복되는 구성에 대해서는 자세한 설명을 생략하도록 한다. LED 장치(1000)는 도 2a의 구성 외에도 기판층(70), 폴리이미드(polyimide, 80), 복수의 확장 패드(90) 및 복수의 전도성 물질(95)을 더 포함할 수 있다.
기판층(70)은 발광 다이오드(10), 복수의 패드(50) 및 폴리이미드(80)의 하부에 형성될 수 있다. 여기서, 폴리이미드(80)는 금속성 물질(60)을 둘러싸도록 형성될 수 있다. 또한, 폴리이미드(80)는 복수의 패드(50)의 외곽을 둘러싸도록 형성될 수도 있다.
기판층(70)은 복수의 패드(50) 및 폴리이미드(80)와는 인접하여 형성될 수 있으나, 발광 다이오드(10)와는 인접하지 않을 수 있다.
복수의 확장 패드(90)는 기판층(70)의 하부에서 서로 이격되어 형성될 수 있다. 복수의 확장 패드(90)는 복수의 전도성 물질(95)을 통해 복수의 패드(50)와 연결될 수 있다.
복수의 전도성 물질(95)은 기판층(70)을 통해 복수의 패드(50) 각각을 복수의 확장 패드(90) 각각에 연결할 수 있다. 여기서, 기판층(70)은 복수의 전도성 물질(95)을 수용할 수 있는 복수의 홀(hole)이 형성되어 있을 수 있다.
여기서, 복수의 패드(50), 복수의 확장 패드(90) 및 복수의 전도성 물질(95)은 도체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 복수의 패드(50), 복수의 확장 패드(90) 및 복수의 전도성 물질(95)은 구리, 금 및 은 등으로 형성될 수 있다.
복수의 확장 패드(90) 각각은, 복수의 패드(50) 각각에 대응되며 폴리이미드(80)의 일부 영역까지 확장될 수 있다. 즉, 복수의 확장 패드(90)의 크기는 복수의 패드(50)보다 클 수 있다.
도 2a 및 도 2b와 같은 LED 장치(1000)는 너비가 약 30μm 정도이나, 도 3과 같이 폴리이미드(80) 등을 추가하여 너비가 약 500μm 정도인 LED 장치(1000)를 형성할 수 있다. 즉, 도 2a 및 도 2b와 같은 LED 장치(1000)는 크기가 매우 작아 실장이 어려우나, 도 3과 같이 너비가 확장되는 경우 기존의 SMT(Surface Mount Technology) 등의 장비를 이용하더라도 쉽게 본딩할 수 있다.
도 3에서는 도 2a의 LED 장치(1000)에 일부 구성을 추가한 도면을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 도 2b의 LED 장치(1000)에 동일한 구성을 추가하여 도 3과 같은 LED 장치(1000)를 형성할 수도 있다.
이하에서는 본 LED 장치(1000)의 제조방법에 대해 살펴보기로 한다.
이하에서 사용하는 "증착", "성장", "적층" 등의 용어는 반도체 물질 층을 형성한다는 의미와 같은 의미로 쓰이는 것이고, 본 발명의 다양한 실시 예들을 통해 형성되는 층 혹은 박막은 유기금속기상증착(metal-organic chamical vapor deposition: MOCVD)법 또는 분자선 성장(molecular beam epitaxy: MBE)법을 이용하여 성장용 챔버(chamber) 내에서 성장될 수 있으며, 이 밖에도 PECVD, APCVD, LPCVD, UHCVD, PVD, 전자빔 방식, 저항 가열방식 등 다양한 방식에 의해 증착되어 형성될 수 있다.
도 4a 내지 4k는 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 장치(1000)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 4a에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판층(410)의 하부에 발광 다이오드층(420)을 형성할 수 있다. 여기서, 사파이어 기판층(410)은 그 상면에 반도체 물질을 성장시킬 수 있다. 특히, 사파이어 기판층(410)은 육방정계 격자구조(hexagonal crystal system)를 갖는 질화물층을 성장시킬 수 있다.
다만, 실제 제조 과정에서는 사파이어 기판층(410)의 상부에 발광 다이오드층(420)을 형성할 수 있다. 또한, 도 4a에서는 p형 반도체층 및 n형 반도체층을 구분하지 않고 도시하였으나, 실제 제조 과정에서는 두 층이 순차적으로 형성될 수 있다. 다만, p형 반도체층 및 n형 반도체층의 적층 순서는 본 발명과 무관하며, 어느 층이 먼저 적층되더라도 무방하다.
한편, 사파이어 기판층(410)의 상부에 GaN 층을 성장시켜, 발광 다이오드층(420)을 형성할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드층(420)은 청색 광을 방출할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드층(420)을 형성할 수 있는 물질이라면 어느 것이라도 무방하다.
그리고, 도 4b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(420) 하부에 복수의 패드(50)를 마련할 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드층(420)을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 각각에 복수의 패드(50)를 마련할 수 있다.
예를 들어, 발광 다이오드층(420)을 기설정된 개수의 행과 열로 구분하여 복수의 영역을 형성하고, 각 영역에 복수의 패드(50)를 형성할 수 있다. 여기서, 복수의 패드(50)는 + 전극과 - 전극의 두 개의 패드일 수 있다.
이후, 도 4c에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(420)으로부터 사파이어 기판층(410)을 제거할 수 있다. 즉, 사파이어 기판층(410)은 발광 다이오드층(420)의 성장을 위해 이용되고, 이후 제거될 수 있다. 예를 들어, 사파이어 기판층(410)은 레이져 또는 화학적 식각을 통해 제거될 수 있다.
그리고, 도 4d에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(420)을 복수의 영역으로 다이싱(dicing)하여 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6)를 형성할 수 있다. 예를 들어, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6)는 각각이 두 개의 패드를 포함하도록 다이싱될 수 있다.
도 4d에서는 발광 다이오드층(420)이 6개의 발광 다이오드로 구분된 것으로 도시하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며, 얼마든지 다른 개수의 발광 다이오드로 구분될 수도 있다. 또한, 설명의 편의를 위해 도면상에서는 세로축 방향으로 발광 다이오드층(420)이 다이싱되었으나, 가로축 방향으로도 발광 다이오드층(420)이 다이싱될 수 있다.
이후, 도 4e에 도시된 바와 같이, 복수의 패드(50)가 기판층(430) 상부에 접하도록 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6)를 기판층(430)에 적층할 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6)가 기설정된 간격으로 이격되도록 기판층(430)에 적층할 수 있다. 여기서, 기판층(430)은 사파이어 기판층(410)과는 별개의 기판층일 수 있다.
기설정된 간격은 용도에 따라 결정될 수 있다. 예를 들어, 발광 다이오드가 개별적으로 이용될 경우에는 기설정된 간격을 넓게 하여 하나의 발광 다이오드가 차지하는 면적을 확장할 수 있다. 면적을 확장하는 제조 방법에 대하여는 후술한다.
또는, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6)가 디스플레이로 이용될 수 있으며, 이 경우 해상도를 높이기 위해 기설정된 간격을 좁게 할 수 있다. 그에 따라, 하나의 발광 다이오드가 차지하는 면적을 축소할 수 있다.
한편, 도 4f에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 상부에 광 전환층(440)을 적층할 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 및 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 사이의 기판층(430) 상부 영역을 덮도록 광 전환층(440)을 적층할 수 있다. 이 경우, 복수의 패드(50) 역시 광 전환층(440)으로 덮일 수 있다.
여기서, 광 전환층(440)은 퀀텀닷 실록산 수지로 구현될 수 있다. 또한, 광 전환층(440)은 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출할 수 있다.
그리고, 도 4g에 도시된 바와 같이, 광 전환층(440)의 상부에 반사 코팅층(450)을 적층할 수 있다. 여기서, 반사 코팅층(450)은 광 전환층(440)으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키며, 반사시킨 파장의 광이 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 파장이 변환된 광을 통과시킬 수 있다.
이후, 도 4h에 도시된 바와 같이, 반사 코팅층(450) 상부에 컬러 필터(460)를 적층할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 컬러 필터(460)가 적층되지 않는 구성도 가능하다.
그리고, 도 4i에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(460)의 상부에 상부 기판층(470)을 적층하고, 기판층(430)을 제거할 수 있다. 이는 후술할 에칭의 형태를 고려함이다.
이후, 도 4j에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 사이의 일부 영역에 대응되는 광 전환층(440), 반사 코팅층(450) 및 컬러 필터(460)를 에칭할 수 있다. 특히, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 사이의 일부 영역은 ∧ 자 형태로 에칭될 수 있다.
이러한 형태의 에칭을 위해서는 기판층(430)의 제거가 필요하다. 만약, 기판층(430)의 제거 없이 컬러 필터(460) 방향으로 에칭을 수행하는 경우, 깊이 들어갈수록 더 넓게 에칭이 되야 하는데, 이는 물리적으로 불가능하기 때문이다.
도 4j에서는 복수의 패드(50) 또는 발광 다이오드가 드러나지 않도록 에칭된 도면이 도시되었다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 패드(50) 또는 발광 다이오드가 드러나도록 에칭될 수도 있다. 또한, 상부 기판층(470)이 좀더 드러나도록 에칭될 수도 있다.
마지막으로, 도 4k에 도시된 바와 같이, 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질(60)로 코팅할 수 있다.
또한, 금속성 물질(60)은 스퍼터링을 통해 에칭에 의해 형성된 면에 형성될 수 있다. 여기서, 스퍼터링은 진공증착법의 일종으로 비교적 낮은 진공도에서 플라스마를 발생시켜 이온화한 아르곤 등의 가스를 가속하여 타깃에 충돌시켜 목적의 원자를 분출, 그 근방에 있는 기판상에 막을 만드는 방법을 말한다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 에칭에 의해 형성된 면을 코팅할 수 있는 방법이라는 어떤 것이라도 무관하다.
금속성 물질(60)은 에칭에 의해 형성된 면을 통해 광이 방출되는 것을 억제하고, LED 장치(1000)의 휘도를 향상시킬 수 있다.
이후, 상부 기판층(470)을 제거한 후, 개별적으로 이용할 수 있다. 또는, 하부에 새로운 기판층을 형성하고, 상부 기판층(470)을 제거하여 전체로서 이용할 수도 있다. 개별적으로 이용하는 경우, 복수의 발광 다이오드(10-1~10-6) 각각의 면적을 확장하여 이용할 수 있으며, 이에 대한 구체적인 제조 방법에 대하여는 후술한다.
도 5a 내지 5i는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 LED 장치(1000)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 5a에 도시된 바와 같이, 사파이어 기판층(510)의 하부에 발광 다이오드층(520)을 형성할 수 있다. 다만, 실제 제조 과정에서는 사파이어 기판층(510)의 상부에 발광 다이오드층(520)을 형성할 수 있다. 또한, 도 5a에서는 p형 반도체층 및 n형 반도체층을 구분하지 않고 도시하였으나, 실제 제조 과정에서는 두 층이 순차적으로 형성될 수 있다. 다만, p형 반도체층 및 n형 반도체층의 적층 순서는 본 발명과 무관하며, 어느 층이 먼저 적층되더라도 무방하다.
한편, 사파이어 기판층(510)의 상부에 GaN 층을 성장시켜, 발광 다이오드층(520)을 형성할 수 있다. 여기서, 발광 다이오드층(520)은 청색 광을 방출할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 발광 다이오드층(520)을 형성할 수 있는 물질이라면 어느 것이라도 무방하다.
그리고, 도 5b에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(520) 하부에 복수의 패드(50)를 마련할 수 있다. 구체적으로, 발광 다이오드층(520)을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 각각에 복수의 패드(50)를 마련할 수 있다.
예를 들어, 발광 다이오드층(520)을 기설정된 개수의 행과 열로 구분하여 복수의 영역을 형성하고, 각 영역에 복수의 패드(50)를 형성할 수 있다. 여기서, 복수의 패드(50)는 + 전극과 - 전극의 두 개의 패드일 수 있다.
이후, 도 5c에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(520)으로부터 사파이어 기판층(510)을 제거할 수 있다. 즉, 사파이어 기판층(510)은 발광 다이오드층(520)의 성장을 위해 이용되고, 이후 제거될 수 있다.
그리고, 도 5d에 도시된 바와 같이, 복수의 패드(50)가 기판층 상부에 접하도록 발광 다이오드층(520)을 기판층(530)에 적층할 수 있다. 구체적으로, 복수의 영역 각각에 마련된 복수의 패드(50)가 기판층(530) 상부에 접하도록 발광 다이오드층(520)을 기판층(530)에 적층할 수 있다.
이후, 도 5e 내지 도 5g에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드층(520) 상부에 광 전환층(540)을 적층하고, 광 전환층(540)의 상부에 반사 코팅층(550)을 적층하며, 반사 코팅층(550) 상부에 컬러 필터(560)를 적층할 수 있다.
그리고, 도 5h에 도시된 바와 같이, 복수의 영역 각각의 경계 영역에 대응되는 발광 다이오드층, 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭할 수 있다. 예를 들어, 복수의 영역 각각의 경계를 중심으로 기설정된 거리 내의 영역에 대응되는 발광 다이오드층, 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭할 수 있다.
마지막으로, 도 5i에 도시된 바와 같이, 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질(60)로 코팅할 수 있다.
도 4a 내지 도 5i에서는 사파이어 기판층을 이용하는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 사파이어 기판층 대신 실리콘 기판층에 발광 다이오드층을 형성할 수도 있다.
또한, 사파이어 기판층을 일부만 제거하거나 제거하지 않을 수도 있다. 이 경우, 발광 다이오드층 및 광 전환층이 이격되어 발광 다이오드층으로부터 발생하는 열이 일부 차단될 수 있다.
한편, 도 4a 내지 도 5i 중 도 4a 및 도 5a만을 사시도로 도시하였으며, 나머지는 정면도로 도시하였다. 다만, 이는 설명의 편의를 위한 것으로, 평면도로 도시된 방법에서도 입체적으로 제조가 이루어질 수 있다. 예를 들어, 기판층의 다이싱 과정에서 가로 방향 및 세로 방향의 다이싱이 수행될 수 있다.
도 6a 내지 도 6e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 복수의 확장 패드(90)를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 6a는 도 4k에서 마련된 LED 장치(1000)를 도시하였다. 다만, 도 4k에서 마련된 LED 장치(1000)보다 에칭이 더 이루어진 것으로 도시하였다. 구체적으로, 후술할 폴리이미드 용액의 주입을 위해 상부 기판층(610)이 드러나도록 에칭이 된 상태이다.
그리고, 도 6b에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 다이오드의 하부에 하부 기판층(620)을 형성하고, 상부 기판층(610)을 제거할 수 있다.
이후, 도 6c에 도시된 바와 같이, 금속성 물질을 둘러싸며 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드(80)를 형성할 수 있다. 상술한 바와 같이 상부 기판층(610)이 드러나도록 에칭이 되어, 상부 기판층(610)이 제거되면 폴리이미드 용액을 주입할 수 있는 공간이 마련될 수 있다.
폴리이미드 용액이 주입되면, 도 6d에 도시된 바와 같이, 복수의 패드 각각의 일부 영역이 드러나도록 하부 기판층(620)에 복수의 홀(hole)을 생성할 수 있다. 예를 들어, 에칭 또는 레이저 등을 이용하여 하부 기판층(620)에 복수의 홀(hole)을 생성할 수 있다. 그리고, 생성된 복수의 홀 각각에 전도성 물질(95)을 채울 수 있다.
이후, 도 6e에 도시된 바와 같이, 하부 기판층(620)의 하부에 복수의 전도성 물질을 각각 덮도록 서로 이격 형성되는 복수의 확장 패드(90)를 마련할 수 있다.
그리고, 폴리이미드 용액이 주입된 영역의 가운데를 기준으로 다이싱하여 도 3과 같은 복수의 확장 패드(90)가 구비된 LED 장치(1000)를 제조할 수 있다. 예를 들어, 폴리이미드 용액이 주입된 영역의 가운데를 기준으로 레이저, 블레이드 또는 에칭을 이용하여 도 3과 같은 복수의 확장 패드(90)가 구비된 LED 장치(1000)를 제조할 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 확장 패드(90)를 형성하는 방법을 설명하기 위한 도면들이다.
먼저, 도 7a에 도시된 바와 같이, 도 6a의 구조에서 금속성 물질을 둘러싸며 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드(80)를 형성할 수 있다.
그리고, 도 7b에 도시된 바와 같이, 복수의 패드 각각에 대응되며 폴리이미드(80)의 일부 영역까지 확장되는 복수의 확장 패드(90)를 마련할 수 있다.
다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 복수의 발광 다이오드의 하부에 기판층을 형성하고, 복수의 확장 패드(90)를 마련할 수도 있다. 여기서, 기판층은 복수의 패드 각각을 복수의 확장 패드(90)와 연결하는 복수의 전도성 물질(95)을 포함할 수 있다.
마찬가지로, 폴리이미드 용액이 주입된 영역의 가운데를 기준으로 다이싱하여 도 3과 같은 복수의 확장 패드(90)가 구비된 LED 장치(1000)를 제조할 수 있다.
도 6a 내지 도 7b에서는 도 4k에 도시된 구조와 유사한 구조를 이용하는 것으로 설명하였으나, 도 5i에 도시된 구조에 대하여도 유사한 방법의 적용이 가능하다. 예를 들어, 도 5i에 도시된 구조에서 폴리이미드를 주입하고, 기판층에 홀을 형성하여 전도성 물질로 채우고, 기판층의 하부에 복수의 확장 패드를 형성할 수도 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 LED 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 흐름도이다.
먼저, 발광 다이오드 하부에 복수의 패드를 마련한다(S810). 그리고, 복수의 패드가 기판층 상부에 접하도록 발광 다이오드를 기판층에 적층한다(S820). 그리고, 발광 다이오드 상부에 광 전환층을 적층한다(S830). 그리고, 광 전환층의 상부에 반사 코팅층을 적층한다(S840). 그리고, 반사 코팅층 상부에 컬러 필터를 적층한다(S850).
여기서, 광 전환층은 퀀텀닷 실록산 수지로 구현될 수 있다.
또한, 광 전환층은 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출할 수 있다.
그리고, 반사 코팅층은 광 전환층으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키며, 반사시킨 파장의 광이 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 파장이 변환된 광을 통과시킬 수 있다.
한편, 사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 복수의 패드를 마련하는 단계(S810)는 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 각각에 복수의 패드를 마련하며, 제조 방법은 발광 다이오드층으로부터 사파이어 기판층을 제거하는 단계; 및 발광 다이오드층을 복수의 영역으로 다이싱(dicing)하여 복수의 발광 다이오드를 형성하는 단계를 더 포함하고, 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계(S820)는 복수의 발광 다이오드가 기설정된 간격으로 이격되도록 기판층에 적층할 수 있다.
여기서, 광 전환층을 적층하는 단계(S830)는 복수의 발광 다이오드 및 복수의 발광 다이오드 사이의 기판층 상부 영역을 덮도록 광 전환층을 적층하며, 제조 방법은 컬러 필터의 상부에 상부 기판층을 적층하고, 기판층을 제거하는 단계, 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역에 대응되는 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계 및 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질로 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
그리고, 에칭하는 단계는 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 ∧ 자 형태로 에칭할 수 있다.
또한, 복수의 발광 다이오드의 하부에 하부 기판층을 형성하고, 상부 기판층을 제거하는 단계, 금속성 물질을 둘러싸며 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드(polyimide)를 형성하는 단계, 복수의 패드 각각의 일부 영역이 드러나도록 하부 기판층에 복수의 홀(hole)을 생성하는 단계, 복수의 홀 각각에 전도성 물질을 채우는 단계 및 하부 기판층의 하부에 복수의 전도성 물질을 각각 덮도록 서로 이격 형성되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 금속성 물질을 둘러싸며 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드를 형성하는 단계 및 복수의 패드 각각에 대응되며 폴리이미드의 일부 영역까지 확장되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계를 더 포함할 수 있다.
한편, 사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계를 더 포함하며, 복수의 패드를 마련하는 단계(S810)는 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 복수의 영역 각각에 상기 복수의 패드를 마련하며, 제조 방법은 발광 다이오드층으로부터 사파이어 기판층을 제거하는 단계를 더 포함하고, 발광 다이오드를 기판층에 적층하는 단계(S820)는 복수의 영역 각각에 마련된 복수의 패드가 기판층 상부에 접하도록 발광 다이오드층을 기판층에 적층할 수 있다.
여기서, 복수의 영역 각각의 경계 영역에 대응되는 발광 다이오드층, 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계 및 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질을 코팅하는 단계를 더 포함할 수 있다.
이상과 같은 본 발명의 다양한 실시 예에 따르면, 열화 현상이 개선된 광 전환층을 이용함에 따라 LED 장치의 수명이 늘어나며, 더욱 작고 얇은 LED 장치의 생산이 가능해짐에 따라 고해상도의 디스플레이를 구현할 수 있다.
한편, 이러한 다양한 실시 예에 따른 방법들은 프로그래밍되어 각종 저장 매체에 저장될 수 있다. 이에 따라, 저장 매체를 실행하는 다양한 유형의 전자 장치에서 상술한 다양한 실시 예에 따른 방법들이 구현될 수 있다.
구체적으로는, 상술한 제어 방법을 순차적으로 수행하는 프로그램이 저장된 비일시적 판독 가능 매체(non-transitory computer readable medium)가 제공될 수 있다.
비일시적 판독 가능 매체란 레지스터, 캐쉬, 메모리 등과 같이 짧은 순간 동안 데이터를 저장하는 매체가 아니라 반영구적으로 데이터를 저장하며, 기기에 의해 판독(reading)이 가능한 매체를 의미한다. 구체적으로는, 상술한 다양한 어플리케이션 또는 프로그램들은 CD, DVD, 하드 디스크, 블루레이 디스크, USB, 메모리카드, ROM 등과 같은 비일시적 판독 가능 매체에 저장되어 제공될 수 있다.
또한, 이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안될 것이다.
1000 : LED 장치 10 : 발광 다이오드
20 : 광 전환층 30 : 반사 코팅층
40 : 컬러 필터 50 : 복수의 패드
60 : 금속성 물질 70 : 기판층
80 : 폴리이미드 90 : 복수의 확장 패드
95 : 복수의 전도성 물질

Claims (19)

  1. 발광 다이오드;
    상기 발광 다이오드 상부에 적층되며 상기 발광 다이오드로부터 입사된 광의 파장을 변환하는 광 전환층;
    상기 광 전환층 상부에 적층되며 상기 광 전환층으로부터 입사된 광 중 상기 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키는 반사 코팅층; 및
    상기 반사 코팅층 상부에 적층되며 상기 광 전환층에 대응되는 컬러 필터;를 포함하는 LED 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광 전환층은,
    퀀텀닷 실록산 수지로 구현되는, LED 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광 전환층은,
    상기 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 상기 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출하는, LED 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 반사 코팅층은,
    상기 반사시킨 파장의 광이 상기 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 상기 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 상기 파장이 변환된 광을 통과시키는, LED 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 발광 다이오드의 하부에 형성된 복수의 패드;를 더 포함하는, LED 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 사이드 면을 둘러싸도록 코팅되어, 상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 사이드 면으로 방출되는 광을 상기 발광 다이오드, 상기 광 전환층, 상기 반사 코팅층 및 상기 컬러 필터의 내부로 반사시키는 금속성 물질;을 더 포함하는 LED 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 금속성 물질을 둘러싸도록 형성되는 폴리이미드(polyimide);
    상기 발광 다이오드, 상기 복수의 패드 및 상기 폴리이미드의 하부에 형성되는 기판층;
    상기 기판층의 하부에서 서로 이격되어 형성되는 복수의 확장 패드; 및
    상기 기판층을 통해 상기 복수의 패드 각각을 상기 복수의 확장 패드 각각에 연결하는 복수의 전도성 물질;을 더 포함하는, LED 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 확장 패드 각각은,
    상기 복수의 패드 각각에 대응되며 상기 폴리이미드의 일부 영역까지 확장된, LED 장치.
  9. LED 장치의 제조 방법에 있어서,
    발광 다이오드 하부에 복수의 패드를 마련하는 단계;
    상기 복수의 패드가 기판층 상부에 접하도록 상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계;
    상기 발광 다이오드 상부에 광 전환층을 적층하는 단계;
    상기 광 전환층의 상부에 반사 코팅층을 적층하는 단계; 및
    상기 반사 코팅층 상부에 컬러 필터를 적층하는 단계;를 포함하는 제조 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 광 전환층은,
    퀀텀닷 실록산 수지로 구현되는, 제조 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광 전환층은,
    상기 발광 다이오드로부터 입사된 광을 대응되는 파장의 광으로 변환하고 상기 파장이 변환된 광을 내부의 확산재를 통해 외부로 확산시켜 방출하는, 제조 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 반사 코팅층은,
    상기 광 전환층으로부터 입사된 광 중 파장이 변환된 광을 통과시키고 나머지를 반사시키며, 상기 반사시킨 파장의 광이 상기 발광 다이오드에 의해 다시 반사되어 상기 광 전환층에 의해 파장이 변환되면 상기 파장이 변환된 광을 통과시키는, 제조 방법.
  13. 제9항에 있어서,
    사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 복수의 패드를 마련하는 단계는,
    상기 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 각각에 상기 복수의 패드를 마련하며,
    상기 제조 방법은,
    상기 발광 다이오드층으로부터 상기 사파이어 기판층을 제거하는 단계; 및
    상기 발광 다이오드층을 상기 복수의 영역으로 다이싱(dicing)하여 복수의 발광 다이오드를 형성하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계는,
    상기 복수의 발광 다이오드가 기설정된 간격으로 이격되도록 상기 기판층에 적층하는, 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 광 전환층을 적층하는 단계는,
    상기 복수의 발광 다이오드 및 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 상기 기판층 상부 영역을 덮도록 상기 광 전환층을 적층하며,
    상기 제조 방법은,
    상기 컬러 필터의 상부에 상부 기판층을 적층하고, 상기 기판층을 제거하는 단계;
    상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역에 대응되는 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계; 및
    상기 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질로 코팅하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 에칭하는 단계는,
    상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 ∧ 자 형태로 에칭하는, 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드의 하부에 하부 기판층을 형성하고, 상기 상부 기판층을 제거하는 단계;
    상기 금속성 물질을 둘러싸며 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드(polyimide)를 형성하는 단계;
    상기 복수의 패드 각각의 일부 영역이 드러나도록 상기 하부 기판층에 복수의 홀(hole)을 생성하는 단계;
    상기 복수의 홀 각각에 전도성 물질을 채우는 단계; 및
    상기 하부 기판층의 하부에 상기 복수의 전도성 물질을 각각 덮도록 서로 이격 형성되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
  17. 제15항에 있어서,
    상기 금속성 물질을 둘러싸며 상기 복수의 발광 다이오드 사이의 일부 영역을 채우도록 폴리이미드를 형성하는 단계; 및
    상기 복수의 패드 각각에 대응되며 상기 폴리이미드의 일부 영역까지 확장되는 복수의 확장 패드를 마련하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
  18. 제9항에 있어서,
    사파이어 기판층의 하부에 발광 다이오드층을 형성하는 단계;를 더 포함하며,
    상기 복수의 패드를 마련하는 단계는,
    상기 발광 다이오드층을 기설정된 복수의 영역으로 구분하고, 상기 복수의 영역 각각에 상기 복수의 패드를 마련하며,
    상기 제조 방법은,
    상기 발광 다이오드층으로부터 상기 사파이어 기판층을 제거하는 단계;를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드를 상기 기판층에 적층하는 단계는,
    상기 복수의 영역 각각에 마련된 상기 복수의 패드가 상기 기판층 상부에 접하도록 상기 발광 다이오드층을 상기 기판층에 적층하는, 제조 방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 영역 각각의 경계 영역에 대응되는 발광 다이오드층, 광 전환층, 반사 코팅층 및 컬러 필터를 에칭하는 단계; 및
    상기 에칭에 의해 형성된 면을 금속성 물질을 코팅하는 단계;를 더 포함하는, 제조 방법.
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