KR20110061067A - Light emitting diode including wavelength conversion material and diffusion material, and method for fabricating the same - Google Patents

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이광철
김재필
송상빈
김상묵
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한국광기술원
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Abstract

PURPOSE: A light emitting diode including a wavelength conversion material and a diffusion material and a manufacturing method thereof are provided to increase a uniform light emission area by scattering and dispersing light from a light emitting diode through a diffusion layer. CONSTITUTION: A light emitting diode chip(20) is formed on a base structure(10). A light emitting diode chip includes a first clad layer, a second clad layer, and an active layer. A first material layer(30) is formed on the light emitting diode chip. A first protection layer(22) is formed on the first material layer. A second material layer(40) is formed on the first protection layer.

Description

파장변환물질 및 확산물질을 포함하는 발광다이오드, 및 이의 제조방법{Light emitting diode including wavelength conversion material and diffusion material, and method for fabricating the same} Light emitting diode including wavelength converting material and diffusion material, and manufacturing method thereof

본 발명은 발광다이오드에 관한 것으로, 보다 상세하게는 파장변환물질 및 확산물질을 포함하는 발광다이오드, 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a light emitting diode, and more particularly, to a light emitting diode including a wavelength conversion material and a diffusion material, and a manufacturing method thereof.

발광다이오드(Light emitting diode; LED)는 화합물 반도체의 PN 접합 다이오드에 순방향 전류가 흐를 때 빛을 발하는 현상을 이용한 소자로서, 디스플레이 소자의 광원으로 주로 이용되고 있다. A light emitting diode (LED) is a device using a phenomenon of emitting light when a forward current flows through a PN junction diode of a compound semiconductor, and is mainly used as a light source of a display device.

이러한 발광다이오드는 다양한 파장을 얻기 위해 발광다이오드 칩 상에 파장변환물질을 형성한다. 그러나, 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 발생되는 광은 전 방위적으로 광 강도가 서로 다르기 때문에 균일하게 형성된 파장변환영역에 도달된 광이 파장변환되는 변환량은 방향별, 영역별로 다를 수 있다. 따라서, 최종적으로 방출되는 광의 색온도 분포가 불균일해지는 문제점이 발생될 수 있다. Such a light emitting diode forms a wavelength conversion material on the light emitting diode chip to obtain various wavelengths. However, since the light generated by applying an electric field to the light emitting diode chip has different light intensities in all directions, the amount of conversion in which the light reaching the uniformly formed wavelength conversion region is wavelength-converted may vary for each direction and for each region. Therefore, a problem may arise that the color temperature distribution of the finally emitted light is uneven.

본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 색온도 분포의 균일성을 향상시킬 수 있는 파장변환물질 및 확산물질을 포함하는 발광다이오드, 및 이의 제조방법을 제공함에 있다.The technical problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting diode comprising a wavelength conversion material and a diffusion material that can improve the uniformity of the color temperature distribution, and a manufacturing method thereof.

본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Technical problems of the present invention are not limited to the technical problems mentioned above, and other technical problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 발광다이오드를 제공한다. 상기 발광다이오드는 베이스 구조물 상에 배치된 발광다이오드 칩, 상기 발광다이오드 칩 상에 배치되고, 확산층 또는 파장변환층에서 선택되는 제1 물질층, 및 상기 제1 물질층 상에 배치되고, 상기 확산층 또는 파장변환층 중 상기 제1 물질층과 서로 다른 종류의 층으로 이루어진 제2 물질층을 포함한다. In order to achieve the above technical problem, an aspect of the present invention provides a light emitting diode. The light emitting diode is disposed on the light emitting diode chip on the base structure, the light emitting diode chip, a first material layer selected from a diffusion layer or a wavelength conversion layer, and disposed on the first material layer, the diffusion layer or It includes a second material layer made of a different type of layer and the first material layer of the wavelength conversion layer.

상기 확산층은 코어셀 구조를 가지는 물질을 포함할 수 있으며, 상기 확산층은 무기화합물 또는 메타물질을 포함할 수 있다. 상기 파장변환층은 상기 발광다이오드 칩의 상면부에서 측면부로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. The diffusion layer may include a material having a core cell structure, and the diffusion layer may include an inorganic compound or a meta material. The wavelength conversion layer may be thinner from the upper surface portion of the light emitting diode chip to the side portion thereof.

상기 발광다이오드 칩은 청색광을 방출하는 소자이고, 상기 파장변환층은 황색변환층일 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드 칩은 자외선광을 방출하는 소자이고, 상기 파장변환층은 적색, 녹색 및 청색 파장의 범위를 갖는 물질을 모두 함유 할 수 있다. The light emitting diode chip may be a device emitting blue light, and the wavelength conversion layer may be a yellow conversion layer. In addition, the LED chip is a device that emits ultraviolet light, the wavelength conversion layer may contain all materials having a range of red, green and blue wavelengths.

또한, 상기 발광다이오드는 베이스 구조물 상에 배치된 발광다이오드 칩, 및 상기 발광다이오드 칩 상에 배치되는 파장변환 광확산층을 포함한다. In addition, the light emitting diode includes a light emitting diode chip disposed on the base structure, and a wavelength conversion light diffusion layer disposed on the light emitting diode chip.

상기 파장변환 광확산층은 상기 발광다이오드 칩의 상부면에 배치될 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드 칩 및 상기 파장변환 광확산층 사이에 배치되는 보호층을 더 구비하고, 상기 파장변환 광확산층은 상기 보호층의 상부면 상에 배치될 수 있다. The wavelength conversion light diffusion layer may be disposed on an upper surface of the light emitting diode chip. In addition, a protective layer disposed between the light emitting diode chip and the wavelength conversion light diffusion layer, the wavelength conversion light diffusion layer may be disposed on the upper surface of the protective layer.

상기 파장변환 광확산층은 호 형상, 초승달 형상 또는 돔형 형상을 가질 수 있으며, 상기 파장변환 광확산층은 상기 발광다이오드 칩의 상면부에서 측면부로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. The wavelength conversion light diffusion layer may have an arc shape, a crescent shape or a dome shape, and the wavelength conversion light diffusion layer may be thinner from an upper surface portion of the light emitting diode chip to a side portion thereof.

상기 기술적 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 발광다이오드 제조방법을 제공한다. 상기 발광다이오드 제조방법은 베이스 구조물 상에 발광다이오드 칩을 형성하는 단계, 상기 발광다이오드 칩 상에 확산층 또는 파장변환층에서 선택되는 제1 물질층을 형성하는 단계, 및 상기 제1 물질층 상에 상기 확산층 또는 파장변환층 중 상기 제1 물질층과 서로 다른 종류의 층으로 이루어진 제2 물질층을 형성하는 단계를 포함한다. Another aspect of the present invention provides a light emitting diode manufacturing method for achieving the above technical problem. The light emitting diode manufacturing method may include forming a light emitting diode chip on a base structure, forming a first material layer selected from a diffusion layer or a wavelength conversion layer on the light emitting diode chip, and forming the light emitting diode chip on the first material layer. Forming a second material layer consisting of a layer of a different type from the first material layer of the diffusion layer or the wavelength conversion layer.

상기 제1 물질층 또는 제2 물질층은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법 등을 사용하여 형성할 수 있다. The first material layer or the second material layer may be formed using a photocurable coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method.

상기 제1 물질층을 형성하는 방법은 확산물질 또는 파장변환물질에 광경화물질을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 상기 발광다이오드 칩 상에 도포하는 단계, 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계, 및 상기 발광다이오드 칩으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The method of forming the first material layer may include preparing a mixture by adding a photocurable material to a diffusing material or a wavelength converting material, applying the mixture onto the light emitting diode chip, and applying an electric field to the light emitting diode chip. Exposing the mixture to light emitted to cure the mixture in proportion to the amount of light, isolating the mixture from the light emitting diode chip, and developing or washing away the uncured remaining mixture. can do.

상기 제2 물질층을 형성하는 방법은 확산물질 또는 파장변환물질에 광경화물질을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계, 상기 혼합물을 상기 제1 물질층 상에 도포하는 단계, 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계, 및 상기 제1 물질층으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The method of forming the second material layer may include preparing a mixture by adding a photocurable material to a diffusing material or a wavelength converting material, applying the mixture onto the first material layer, and applying an electric field to the light emitting diode chip. Exposing the mixture to applied and emitted light to cure the mixture in proportion to the amount of light, and to isolate the mixture from the first material layer and to develop or wash away the uncured remaining mixture. It may include.

또한, 발광다이오드 제조방법은 베이스 구조물 상에 발광다이오드 칩을 배치시키는 단계, 및 상기 발광다이오드 칩 상에 파장변환 광확산층을 형성하는 단계를 포함한다. In addition, the method of manufacturing a light emitting diode includes disposing a light emitting diode chip on a base structure, and forming a wavelength conversion light diffusion layer on the light emitting diode chip.

상기 파장변환 광확산층을 형성하는 방법은 확산물질, 파장변환물질 및 광경화물질 모두를 혼합하여, 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 상기 발광다이오드 칩 상에 도포하는 단계, 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계, 및 상기 발광다이오드 칩으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함할 수 있다. The wavelength converting light diffusing layer may be formed by mixing all of a diffusing material, a wavelength converting material, and a photocuring material to prepare a mixture, applying the mixture onto the light emitting diode chip, and applying an electric field to the light emitting diode chip. Exposing the mixture to applied and emitted light to cure the mixture in proportion to the amount of light, to isolate the mixture from the light emitting diode chip, and to develop or wash away the uncured remaining mixture. It may include.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 발광다이오드는 내부에 확산층을 구비함으로써 상기 발광다이오드 칩으로부터 방출되는 광의 분산 및 산란을 증가시켜서, 전 방위적으로 지향성을 분배시킬 수 있으므로, 확산층을 구비하지 않는 발광다이오드에 비해 전 방위별 광 강도가 더욱 균일해지고, 균일 광을 방출하는 영역이 확대될 수 있다. 따라서, 이러한 광이 파장변환층을 통과하는 경우, 전 방위적으로 색온도 분포가 균일하게 형성될 수 있다. As described above, the light emitting diode according to the present invention increases the dispersion and scattering of light emitted from the light emitting diode chip by providing a diffusion layer therein, thereby distributing the directivity in all directions. In comparison with the above, the light intensity for each azimuth becomes more uniform, and an area for emitting uniform light can be enlarged. Therefore, when such light passes through the wavelength conversion layer, the color temperature distribution may be uniformly formed in all directions.

또한, 본 발명에 따른 발광다이오드의 내부에 파장변환 광확산층이 구비된 경우, 상기 발광다이오드 칩에서 방출된 여기 광은 상기 파장변환 광확산층에 도달되어 확산되고, 이러한 광이 파장변환물질과의 반응 확률을 증진시킬 수 있으므로, 파장변환효율은 더욱 증가될 수 있다. In addition, when the wavelength conversion light diffusion layer is provided inside the light emitting diode according to the present invention, the excitation light emitted from the light emitting diode chip reaches and diffuses the wavelength conversion light diffusion layer, and the light reacts with the wavelength conversion material. Since the probability can be improved, the wavelength conversion efficiency can be further increased.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 상세히 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시 예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시 예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다. 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments described herein but may be embodied in other forms. Rather, the embodiments introduced herein are provided so that the disclosure may be made thorough and complete, and to fully convey the spirit of the present invention to those skilled in the art. In the drawings, the thicknesses of layers and regions are exaggerated for clarity. Like numbers refer to like elements throughout.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 제조방법을 공정단계별로 나타낸 단면도들이다. 1A through 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to one embodiment of the present invention.

도 1a를 참조하면, 베이스 구조물(10) 상에 발광다이오드 칩(20)을 형성한다. 상기 베이스 구조물(10)은 패키지 프레임 또는 베이스 기판일 수 있다. 상기 베이스 구조물(10)이 패키지 프레임인 경우, 상기 패키지 프레임은 내부에 상기 베이스 기판을 포함할 수도 있다. 상기 베이스 기판은 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼일 수 있다. 상기 발광다이오드 웨이퍼는 발광다이오드 칩 단위로 분리되기 전 상태로서 웨이퍼 상에 발광다이오드 소자가 형성된 상태를 나타낸다. 따라서, 상기 베이스 구조물(10)이 발광다이오드 웨이퍼인 경우, 상기 발광다이오드 칩(20)을 배치하는 단계는 생략될 수 있다. 상기 베이스 기판은 방열성 금속 기판, 세라믹 기판 또는 수지 기판일 수 있다. Referring to FIG. 1A, the light emitting diode chip 20 is formed on the base structure 10. The base structure 10 may be a package frame or a base substrate. When the base structure 10 is a package frame, the package frame may include the base substrate therein. The base substrate may be a submount substrate or a light emitting diode wafer. The light emitting diode wafer is a state in which a light emitting diode element is formed on a wafer before being separated into light emitting diode chips. Therefore, when the base structure 10 is a light emitting diode wafer, the step of disposing the light emitting diode chip 20 may be omitted. The base substrate may be a heat dissipating metal substrate, a ceramic substrate, or a resin substrate.

상기 베이스 구조물(10)은 패키지 리드 프레임 또는 패키지 프리몰드(pre-mold) 프레임일 수 있다. 상기 베이스 구조물(10)은 본딩 패드(미도시)를 포함할 수 있다. 상기 본딩 패드들은 Au, Ag, Cr, Ni, Cu, Zn, Ti, Pd 등을 함유할 수 있다. 상기 베이스 구조물(10)의 외측부에는 상기 본딩 패드들에 각각 연결된 외부 연결단자들(미도시)이 배치될 수 있다. 상기 본딩 패드들 및 상기 외부 연결단자들은 패키지 리드 프레임에 구비된 것들일 수 있다. The base structure 10 may be a package lead frame or a package pre-mold frame. The base structure 10 may include a bonding pad (not shown). The bonding pads may contain Au, Ag, Cr, Ni, Cu, Zn, Ti, Pd, and the like. External connection terminals (not shown) connected to the bonding pads may be disposed at an outer portion of the base structure 10. The bonding pads and the external connection terminals may be those provided in a package lead frame.

상기 발광다이오드 칩(20)은 제1 클래드층, 제2 클래드층 및 이들 사이에 개재된 활성층을 구비한다. 상기 제1 클래드층은 제1형 불순물 예를들어, n형 불순물이 주입된 반도체층일 수 있다. 상기 제1 클래드층은 Si 또는 N, B, P 등의 불순물이 주입된 질화물계, 갈륨아세나이드계 또는 산화아연계 반도체층일 수 있다. The light emitting diode chip 20 includes a first cladding layer, a second cladding layer, and an active layer interposed therebetween. The first clad layer may be a semiconductor layer in which a first type impurity is implanted, for example, an n type impurity. The first clad layer may be a nitride-based, gallium arsenide-based, or zinc oxide-based semiconductor layer in which impurities such as Si or N, B, and P are injected.

상기 제2 클래드층은 제2형 불순물 즉, p형 불순물이 주입된 반도체층일 수 있다. 상기 제2 클래드층은 Mg 또는 N, P, As, Zn, Li, Na, K, Cu 등의 p형 불순물이 주입된 질화물계 반도체층, 갈륨아세나이드계 반도체층 또는 산화아연계 반도체층일 수 있다. The second clad layer may be a semiconductor layer implanted with a second type impurity, that is, a p-type impurity. The second clad layer may be a nitride semiconductor layer, a gallium arsenide semiconductor layer, or a zinc oxide semiconductor layer into which p-type impurities such as Mg or N, P, As, Zn, Li, Na, K, and Cu are implanted. .

상기 활성층은 양자점 구조 또는 다중양자우물 구조(Multi Quantum Well Structure)를 가질 수 있다. 상기 활성층이 질화물계층인 경우에 상기 질화물계층은 InGaN층 또는/및 GaN층일 수 있으며, 상기 활성층인 산화아연계층인 경우에 상기 산화아연계층은 ZnMgO층 또는 ZnCdO층일 수 있다. The active layer may have a quantum dot structure or a multi quantum well structure. When the active layer is a nitride based layer, the nitride based layer may be an InGaN layer or / and a GaN layer, and in the case of the zinc oxide based layer which is the active layer, the zinc oxide based layer may be a ZnMgO layer or a ZnCdO layer.

이러한 발광다이오드 칩(20)은 상기 제1 클래드층과 상기 제2 클래드층 사이에 전계를 인가할 때, 전자와 정공이 재결합하면서 발광한다. 상기 발광다이오드 칩(20)은 AlGaAs계, InGaAs계, AlGaInP계, AlGaInPAs계, GaN계, ZnO계 중 어느 하나일 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드 칩(20)은 청색광 또는 자외선광을 발생시키는 소자일 수 있다.The light emitting diode chip 20 emits light while electrons and holes recombine when an electric field is applied between the first cladding layer and the second cladding layer. The light emitting diode chip 20 may be any one of AlGaAs, InGaAs, AlGaInP, AlGaInPAs, GaN, and ZnO. In addition, the light emitting diode chip 20 may be a device for generating blue light or ultraviolet light.

상기 발광다이오드 칩(20)은 n 전극과 p 전극을 상부면에 모두 형성한 수평형 소자 또는 n 전극과 p 전극이 각각 상하부면들에 형성된 수직형 소자일 수 있다. 상기 수평형 발광다이오드 칩의 경우에, 상기 n 전극과 상기 p 전극은 와이어들을 통해 본딩 패드들에 각각 전기적으로 연결될 수 있다. 그러나, 이에 한정되지 않고, 상기 발광다이오드 칩(20)은 플립(flip)되어 상기 본딩 패드들에 도전성 볼들(미도시)을 사용하여 표면 실장될 수도 있다. 한편, 상기 수직형 발광다이오드 칩의 경우에는, 하부면에 위치한 전극이 전도성 접착제등을 매개로 하여 본딩 패드들 중 하나에 전기적으로 접착되고, 상부면에 위치한 전극은 와이어를 통해 상기 본딩 패드들 중 나머지 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. The light emitting diode chip 20 may be a horizontal device in which both n and p electrodes are formed on the upper surface, or a vertical device in which n and p electrodes are formed on the upper and lower surfaces, respectively. In the case of the horizontal LED chip, the n electrode and the p electrode may be electrically connected to bonding pads through wires, respectively. However, the present invention is not limited thereto, and the LED chip 20 may be flipped to be surface-mounted using conductive balls (not shown) on the bonding pads. On the other hand, in the case of the vertical light emitting diode chip, the electrode on the lower surface is electrically bonded to one of the bonding pads via a conductive adhesive, etc., the electrode on the upper surface of the bonding pads through a wire It can be electrically connected to the other.

또한, 상기 베이스 구조물(10)의 베이스 기판이 발광다이오드 웨이퍼인 경우, 상기 발광다이오드 칩(10)은 수직형 또는 수평형과 같은 구조와 상관없이 리디스트리뷰션(re-distribution)층들 각각이 직렬 또는 병렬적으로 전기적 연결될 수 있다. In addition, when the base substrate of the base structure 10 is a light emitting diode wafer, the light emitting diode chip 10 is each of the redistribution layer in series or parallel regardless of a structure such as vertical or horizontal Can be electrically connected.

도 1b를 참조하면, 상기 발광다이오드 칩(20) 상에 전극들(미도시)을 노출시키는 제1 물질층(30)을 형성한다. 상기 제1 물질층(30)은 상기 발광다이오드 칩(20)의 상부면 상에 형성하거나, 상기 발광다이오드 칩(20)의 외부 표면을 모두 감싸도록 형성할 수 있다. Referring to FIG. 1B, a first material layer 30 exposing electrodes (not shown) is formed on the light emitting diode chip 20. The first material layer 30 may be formed on the upper surface of the light emitting diode chip 20 or may be formed to cover all of the outer surface of the light emitting diode chip 20.

이때, 상기 제1 물질층(30)은 호(arc)의 형상 또는 돔(dome)형의 형상을 가질 수 있다. 이 경우, 상기 제1 물질층(30)은 상기 발광다이오드 칩(20)을 보호하는 보호막 역할을 할 수도 있다. In this case, the first material layer 30 may have a shape of an arc or a dome shape. In this case, the first material layer 30 may serve as a protective film to protect the light emitting diode chip 20.

이외에도 상기 제1 물질층(30)은 측면발광 효율을 향상시키기 위해 상기 발광다이오드 칩(20)의 중심부가 외주부에 비해 들어가 있는 형상을 가지도록 형성할 수도 있다. In addition, the first material layer 30 may be formed to have a shape in which a central portion of the light emitting diode chip 20 is inserted in comparison with an outer circumferential portion in order to improve side light emitting efficiency.

상기 제1 물질층(30)은 파장변환층 또는 확산층일 수 있으며, 바람직하게는 확산층일 수 있다. 상기 파장변환층은 파장변환물질 및 투광성물질을 포함할 수 있다. 상기 파장변환 물질은 형광체, 염료(dye) 또는 안료(pigment)일 수 있다. The first material layer 30 may be a wavelength conversion layer or a diffusion layer, preferably a diffusion layer. The wavelength conversion layer may include a wavelength conversion material and a light transmitting material. The wavelength conversion material may be a phosphor, a dye, or a pigment.

상기 파장변환물질은 발광대역이 황색, 또는 적색, 녹색 및 청색 파장의 범 위 내에 있을 수 있다. 그 결과, 상기 발광다이오드 칩(20)에서 발생된 광은 상기 파장변환물질에 의해 더욱 긴 파장의 광으로 변환되어 백색광 발광다이오드를 구현할 수 있다.The wavelength conversion material may have a light emission band in a range of yellow, or red, green, and blue wavelengths. As a result, the light generated by the light emitting diode chip 20 may be converted into light having a longer wavelength by the wavelength conversion material to implement a white light emitting diode.

일 예로서, 상기 발광다이오드 칩(20)이 청색광을 방출하는 소자인 경우, 상기 제1 물질층(30)은 파장변환물질로서 황색 파장변환물질을 포함할 수 있으며, 상기 발광다이오드 칩(20)이 자외선광을 방출하는 소자인 경우, 상기 제1 물질층(30)은 파장변환물질로서 적색 파장변환물질, 녹색 파장변환물질 및 청색 파장변환물질 등을 모두 포함하여, 백색광 발광다이오드를 구현할 수 있다. For example, when the LED chip 20 is a device emitting blue light, the first material layer 30 may include a yellow wavelength converting material as a wavelength converting material, and the light emitting diode chip 20 When the device emits ultraviolet light, the first material layer 30 may include a red wavelength converting material, a green wavelength converting material, a blue wavelength converting material, and the like as a wavelength converting material, thereby implementing a white light emitting diode. .

구체적으로, 상기 황색 파장변환물질은 YAG계(yttrium aluminum garnet), 실리케이트계의 형광체 또는 크롬산 납(PbCrO4), 크롬산 아연(ZnCrO4), 황화-카드뮴-황화아연(CdS-ZnS)등의 안료일 수 있다. 구체적으로, 상기 YAG계 형광체는 YAG:Ce, TbYAG:Ce, GdYAG:Ce 또는 GdTbYAG:Ce일 수 있으며, 상기 실리케이트계 형광체는 메틸실리케이트, 에틸 실리케이트, 마그네슘알루미늄 실리케이트 또는 알루미늄 실리케이트일 수 있다. Specifically, the yellow wavelength conversion material is a pigment such as YAG-based (yttrium aluminum garnet), silicate-based phosphor or lead chromate (PbCrO 4 ), zinc chromate (ZnCrO 4 ), cadmium sulfide-zinc sulfide (CdS-ZnS) Can be. Specifically, the YAG-based phosphor may be YAG: Ce, TbYAG: Ce, GdYAG: Ce or GdTbYAG: Ce, and the silicate-based phosphor may be methyl silicate, ethyl silicate, magnesium aluminum silicate, or aluminum silicate.

상기 적색 파장변환물질은 황화물계, 질화물계의 형광체 또는 산화철(Fe2O3), 사산화 납(Pb3O4), 황화수은(HgS)등의 안료일 수 있다. 구체적으로, 상기 황화물계 형광체는 SrS:Eu 또는 CaS:Eu일 수 있으며, 상기 질화물계 형광체는 SrSiN:Eu, CaSiN:Eu, CaAlSiN, (Ca,Sr,Ba)SiN:Eu, LaSiN:Eu 또는 Sr-α-SiAlON일 수 있다. The red wavelength converting material may be a sulfide-based, nitride-based phosphor, or a pigment such as iron oxide (Fe 2 O 3 ), lead tetraoxide (Pb 3 O 4 ), or mercury sulfide (HgS). Specifically, the sulfide phosphor may be SrS: Eu or CaS: Eu, and the nitride phosphor is SrSiN: Eu, CaSiN: Eu, CaAlSiN, (Ca, Sr, Ba) SiN: Eu, LaSiN: Eu or Sr -α-SiAlON.

상기 녹색 파장변환물질은 BaSiO:Eu, SrSiO:Eu, SrAlO:Eu, SrAlO:Eu, SrGaS:Eu, SrSiAlON:Eu, (Ca,Sr,Ba)SiNO:Eu, YSiON:Tb, YSiON:Tb, GdSiON:Tn의 형광체, 또는 산화크롬(Cr2O3), 수산화 크롬(Cr2O(OH)4), 염기성 초산구리(Cu(C2H3O2)-2Cu(OH)2), 코발트 그린(Cr2O3-Al2O3-CoO)등의 안료일 수 있다.The green wavelength converting material is BaSiO: Eu, SrSiO: Eu, SrAlO: Eu, SrAlO: Eu, SrGaS: Eu, SrSiAlON: Eu, (Ca, Sr, Ba) SiNO: Eu, YSiON: Tb, YSiON: Tb, GdSiON : Phosphor of Tn or chromium oxide (Cr 2 O 3 ), chromium hydroxide (Cr 2 O (OH) 4 ), basic copper acetate (Cu (C 2 H 3 O 2 ) -2Cu (OH) 2 ), cobalt green It may be a pigment such as (Cr 2 O 3 -Al 2 O 3 -CoO).

상기 청색 파장변환물질은 Sr(PO)Cl:Eu, SrMgSiO:Eu, BaMgSiO:Eu, BaMgAlO:Eu, SrPO:Eu, SrSiAlON:Eu등의 형광체 또는 감청(Fe4[Fe(CN)6]3), 코발트 블루(CoO-Al2O3)등의 안료일 수 있다. The blue wavelength converting material may be phosphor or sensitizer such as Sr (PO) Cl: Eu, SrMgSiO: Eu, BaMgSiO: Eu, BaMgAlO: Eu, SrPO: Eu, SrSiAlON: Eu (Fe 4 [Fe (CN) 6 ] 3 ) And cobalt blue (CoO-Al 2 O 3 ).

상기 투광성 물질은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 유리 또는 SOG(Spin On Glass)등의 물질일 수 있다.The light transmissive material may be a material such as silicone resin, epoxy resin, glass, or spin on glass (SOG).

상기 확산층은 확산물질 및 투광성 물질을 포함할 수 있다. 상기 확산물질은 투명 또는 불투명 재질의 무기화합물, 또는 메타물질 등의 확산물질을 포함할 수 있으며, 일 예로서, 상기 무기화합물은 TiO2, Al2O3, SiO2 또는 ZrO2일 수 있고, 상기 메타물질은 Ag일 수 있다. 상기 투광성 물질은 실리콘 수지, 에폭시 수지, 유리 또는 SOG(Spin On Glass)등의 물질일 수 있다.The diffusion layer may include a diffusion material and a light transmitting material. The diffusion material may include a diffusion material, such as an inorganic compound of a transparent or opaque material, or a meta material, for example, the inorganic compound may be TiO 2 , Al 2 O 3 , SiO 2 or ZrO 2 , The metamaterial may be Ag. The light transmissive material may be a material such as silicone resin, epoxy resin, glass, or spin on glass (SOG).

상기 확산층은 구조적 안정성을 향상시키기 위해 코어셀 구조의 전구체를 사용하여 상기 발광다이오드 칩(20) 상에 형성할 수도 있다. 이 때, 코어셀 구조의 전구체는 내부에 무기화합물 또는 메타물질이 위치되고, 이의 외주면을 투광성 물질이 둘러싸는 구조를 가질 수 있다. The diffusion layer may be formed on the light emitting diode chip 20 using a precursor of a core cell structure to improve structural stability. At this time, the precursor of the core cell structure may have a structure in which an inorganic compound or a meta material is positioned therein and a light transmitting material surrounds an outer circumferential surface thereof.

상기 제1 물질층(30)은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 습식코팅법은 블레이드 코팅법, 스크린 프린팅법, 딥 코팅법, 도팅법, 스핀코팅법, 스프레이법 또는 잉크젯 프린팅법을 포함할 수 있다. The first material layer 30 may be formed using a photocuring coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method. The wet coating method may be a blade coating method, a screen printing method, a dip coating method, a drawing. It may include a coating method, a spin coating method, a spray method or an inkjet printing method.

만약, 상기 광경화 코팅법에 의해 제1 물질층(30)이 형성되는 경우, 상기 제1 물질층(30)은 광경화 물질을 더 포함할 수 있다. 상기 광경화 물질은 광경화개시제가 함유된 투광성 물질로서 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지, 포토레지스트 또는 유리를 포함할 수 있다. 이와 같이 제조된 제1 물질층(30)은 상기 발광다이오드 칩(20)의 측면부와 인접한 영역에 비해 상부면에 인접한 영역이 두꺼울 수 있다. If the first material layer 30 is formed by the photocurable coating method, the first material layer 30 may further include a photocurable material. The photocurable material may include a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a photoresist, or glass as a light transmitting material containing a photocuring initiator. The first material layer 30 manufactured as described above may have a thicker region adjacent to the upper surface than the region adjacent to the side portion of the light emitting diode chip 20.

상기와 같이 발광다이오드 내에 확산층이 구비되는 경우, 상기 발광다이오드 칩(20)으로부터 방출되는 광의 분산 및 산란이 증가되어, 전 방위적으로 지향성을 분배시킬 수 있으므로, 구비하지 않는 경우보다 발광다이오드의 전 방위별 광 강도가 보다 균일해지고, 균일 광을 방출하는 영역이 확대될 수 있다. When the diffusion layer is provided in the light emitting diode as described above, the dispersion and scattering of the light emitted from the light emitting diode chip 20 is increased, so that the directivity can be distributed in all directions. The light intensity for each orientation becomes more uniform, and the area for emitting uniform light can be enlarged.

도 1c를 참조하면, 상기 제1 물질층(30) 상에 제1 보호층(22)이 배치된다. 상기 제1 보호층(22)은 보호막으로서의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 상기 발광다이오드 칩(20)을 봉지하는 역할을 할 수도 있다. 상기 제1 보호층(22)은 투명물질층일 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 보호층(22)은 유리 또는 수지를 함유할 수 있다. 상기 수지는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 또는 포토레지스트 등일 수 있다. Referring to FIG. 1C, a first passivation layer 22 is disposed on the first material layer 30. The first passivation layer 22 may not only serve as a passivation layer but also may encapsulate the light emitting diode chip 20. The first protective layer 22 may be a transparent material layer. Specifically, the first protective layer 22 may contain glass or resin. The resin may be a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, a photoresist, or the like.

상기 제1 보호층(22)은 콤프레션몰딩(compression molding)법, 트랜스퍼몰딩(transfer molding)법, 도팅(dotting) 법, 블레이드 코팅(blade coating)법, 스크린 프린팅(screen coating)법 등의 다양한 방법을 사용하여 형성할 수 있다. 그러나, 상기 제1 보호층(22)은 생략될 수 있다.The first protective layer 22 may be formed in various ways, such as a compression molding method, a transfer molding method, a dotting method, a blade coating method, a screen printing method, and the like. It can be formed using the method. However, the first protective layer 22 may be omitted.

도 1d를 참조하면, 상기 제1 보호층(52) 상에 상기 파장변환층 및 확산층 중 상기 제1 물질층(30)과 서로 다른 종류의 층으로 구성된 제2 물질층(30)을 형성한다. 다시 말해서, 상기 제1 물질층(30)이 확산층인 경우, 상기 제2 물질층(40)은 파장변환층일 수 있으며, 상기 제1 물질층(30)이 파장변환층인 경우, 상기 제2 물질층(40)은 확산층일 수 있다. 그러나, 상기 제2 물질층(40)은 파장변환층인 것이 바람직하다. 상기 제2 물질층(40)은 호(arc)형상 또는 초승달 형상을 가질 수 있다. Referring to FIG. 1D, a second material layer 30 formed of a layer different from the first material layer 30 among the wavelength conversion layer and the diffusion layer is formed on the first protective layer 52. In other words, when the first material layer 30 is a diffusion layer, the second material layer 40 may be a wavelength conversion layer, and when the first material layer 30 is a wavelength conversion layer, the second material Layer 40 may be a diffusion layer. However, the second material layer 40 is preferably a wavelength conversion layer. The second material layer 40 may have an arc shape or a crescent shape.

일 예로서, 제1 물질층(30)이 확산층이고, 제2 물질층(40)이 파장변환층인 경우, 상기 확산층에 의해 보다 균일화된 광이 상기 파장변환층에 의해 보다 균일하게 파장변환될 수 있으므로, 발광다이오드의 색온도 분포는 균일해질 수 있다. As an example, when the first material layer 30 is a diffusion layer and the second material layer 40 is a wavelength conversion layer, light uniformed by the diffusion layer may be more uniformly converted by the wavelength conversion layer. As a result, the color temperature distribution of the light emitting diode can be made uniform.

상기 제2 물질층(40)의 파장변환층 또는 확산층은 상기 제1 물질층(30)의 파장변환층 또는 확산층을 형성한 물질과 동일한 조성을 갖는 물질을 사용하여 형성할 수 있다. The wavelength conversion layer or the diffusion layer of the second material layer 40 may be formed using a material having the same composition as the material of the wavelength conversion layer or the diffusion layer of the first material layer 30.

상기 제2 물질층(40)은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 습식코팅법은 블레이드 코팅법, 스크린 프린팅법, 딥 코팅법, 도팅법, 스핀코팅법, 스프레이법 또는 잉크젯 프린팅법일 수 있다. 그러나, 바람직하게는 광경화 코팅법을 사용하여 형성할 수 있다. The second material layer 40 may be formed using a photocuring coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method. The wet coating method may be a blade coating method, a screen printing method, a dip coating method, a drawing. It may be a coating method, a spin coating method, a spray method or an inkjet printing method. However, it can preferably be formed using a photocurable coating method.

도 1e를 참조하면, 상기 제2 물질층(30) 상에 제2 보호층(24)을 형성한다. 상기 제2 보호층(24)은 SOG를 포함한 유리 또는 투광성 수지를 포함할 수 있다. 상기 투광성 수지는 실리콘 수지, 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등의 일반 수지, 또는 포토레지스트일 수 있다. Referring to FIG. 1E, a second passivation layer 24 is formed on the second material layer 30. The second protective layer 24 may include glass or a translucent resin including SOG. The light transmissive resin may be a general resin such as a silicone resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a urethane resin, or a photoresist.

상기 제2 보호층(24)은 확산물질을 더 함유할 수 있다. 이 경우, 상기 파장변환층에 의해 변환된 광은 분산 및 산란되어, 광의 색온도 분포를 더욱 균일하게 할 수 있다. 그러나, 상기 제2 보호층(24)은 생략될 수 있다. The second protective layer 24 may further contain a diffusion material. In this case, the light converted by the wavelength conversion layer may be dispersed and scattered, thereby making the color temperature distribution of the light more uniform. However, the second protective layer 24 may be omitted.

본 발명의 일 실시 예에서는 상기 발광 다이오드를 단위 셀에 한정되어 도시하였으나, 상기 베이스 구조물(10)이 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼인 경우에 제2 보호층(24)이 형성된 다수개의 발광다이오드 칩(20)을 배치한 후에 상기 서브마운트 기판 또는 발광다이오드 웨이퍼를 절단하여 각각의 단위 셀로 가공할 수 있다. In the exemplary embodiment of the present invention, the light emitting diode is limited to the unit cell. However, when the base structure 10 is a submount substrate or a light emitting diode wafer, a plurality of light emitting diode chips in which the second protective layer 24 is formed are provided. After disposing the 20, the submount substrate or the light emitting diode wafer can be cut and processed into individual unit cells.

이하에서는 파장변환층 또는 확산층의 형성방법 중 광경화 코팅법을 이용하여 형성하는 방법에 대해 자세히 설명한다. 그 중에서도 파장변환층의 형성방법에 대해 설명하나, 확산층의 형성방법은 이에 사용되는 물질을 제외하고는 이하의 파장변환층 형성방법과 동일하다. Hereinafter, a method of forming by using the photocurable coating method of forming a wavelength conversion layer or a diffusion layer will be described in detail. Among them, a method of forming the wavelength conversion layer will be described, but the method of forming the diffusion layer is the same as the following method of forming the wavelength conversion layer except for the material used therein.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파장변환층 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a wavelength conversion layer according to an embodiment of the present invention.

도 2를 참조하면, 파장변환물질 및 광경화물질을 혼합하여 혼합물을 제조한 후 상기 혼합물을 발광다이오드 칩(20)이 배치된 베이스 구조물(10) 상에 도포할 수 있다. Referring to FIG. 2, after the wavelength conversion material and the photocurable material are mixed to prepare a mixture, the mixture may be applied onto the base structure 10 on which the light emitting diode chip 20 is disposed.

상기 혼합물은 블레이드 코팅법, 스크린 프린팅법, 딥 코팅법, 도팅법, 스핀코팅법, 스프레이법 또는 잉크젯프린팅법 등의 다양한 습식박막형성 방법을 사용하여 도포할 수 있다. The mixture may be applied using various wet thin film formation methods such as blade coating, screen printing, dip coating, dotting, spin coating, spraying or inkjet printing.

상기 발광다이오드 칩(20)에 전계를 인가하고, 상기 발광다이오드 칩(20)으로부터 발생되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜 상기 투광성 광경화 물질을 경화시킬 수 있다. 이때, 상기 투광성 광경화 물질은 상기 발광다이오드 칩(20)으로부터 발생된 광량에 비례하는 두께로 경화될 수 있다. An electric field may be applied to the light emitting diode chip 20, and the mixture may be exposed to light generated from the light emitting diode chip 20 to cure the light-transmitting photocurable material. In this case, the light transmissive photocurable material may be cured to a thickness proportional to the amount of light generated from the light emitting diode chip 20.

다시 말해서, 상기 발광다이오드 칩(20)은 상부면으로 다량의 광을 발생시키며, 상기 발광다이오드 칩(20)의 상부면으로부터 측면부로 갈수록 방출되는 광량은 줄어든다. 이에 따라, 상기 발광다이오드 칩(20)의 상부면에 위치한 혼합물은 상기 발광다이오드 칩(20)의 측면부에 위치한 혼합물에 비해 경화량이 많을 수 있다. In other words, the light emitting diode chip 20 generates a large amount of light toward the top surface, and the amount of light emitted toward the side surface from the top surface of the light emitting diode chip 20 decreases. Accordingly, the mixture located on the upper surface of the light emitting diode chip 20 may have a higher amount of hardening than the mixture located on the side surface of the light emitting diode chip 20.

그 결과, 상기 혼합물은 상기 발광다이오드 칩(20)의 상면부에서 측면부로 갈수록 두께가 얇아질 수 있다. 이 때의 혼합물은 돔 또는 초승달 형상일 수 있다. As a result, the mixture may be thinner from the upper surface portion of the light emitting diode chip 20 to the side portion. The mixture at this time may be dome or crescent shaped.

그 후, 상기 발광다이오드 칩(20)과 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상(Development)하거나 세척하여 제거할 수 있다. Thereafter, the light emitting diode chip 20 and the mixture are isolated, and the remaining uncured mixture can be removed by development or washing.

이와 같이 광경화 코팅법을 통해 형성된 파장변환층은 상기 발광다이오드 칩(20)으로부터 방출되는 광의 각 지향 방위별 복사강도나 복사조도에 비례하여 두께가 형성되므로, 상기 발광다이오드 칩(20)으로부터 각 방향으로 방출되는 광량과 이러한 광 중 파장변환층에 의해 파장변환되어 발생하는 파장변환 광량의 비가 전 방위적으로 일정하게 될 수 있다. 따라서, 발광다이오드의 색온도 분포는 더욱 균일해질 수 있다.As such, the wavelength conversion layer formed through the photocuring coating method has a thickness in proportion to the radiant intensity or the irradiance of each of the directional orientations of the light emitted from the light emitting diode chip 20. The ratio of the amount of light emitted in the direction and the wavelength converted light generated by the wavelength conversion of the light by the wavelength conversion layer may be constant in the omnidirectional direction. Therefore, the color temperature distribution of the light emitting diode can be made more uniform.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 발광다이오드의 구조를 나타내는 단면도이다. 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 설명한 발광다이오드의 구조와 동일하다. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a structure of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention. Except for the following, the structure of the light emitting diode described with reference to FIGS. 1A to 1E is the same.

도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드는 발광다이오드 칩(200)이 배치된 베이스 구조물(100) 상에 파장변환 광확산층(300)이 배치될 수 있다. 상기 파장변환 광확산층(300)은 상기 발광다이오드 칩(200) 상부면 상에 배치되거나(도 3a), 상기 발광다이오드 칩(200)의 외주부를 덮도록 배치될 수 있다(도 3b). 3A and 3B, the light emitting diode according to the present invention may have a wavelength conversion light diffusion layer 300 disposed on the base structure 100 on which the light emitting diode chip 200 is disposed. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may be disposed on an upper surface of the light emitting diode chip 200 (FIG. 3A) or may be disposed to cover an outer circumferential portion of the light emitting diode chip 200 (FIG. 3B).

이 때, 상기 발광다이오드 칩(200)이 수평형 칩이나 플립칩인 경우에, 상기파장변환 광확산층(300)은 비발광영역인 전극들을 노출시키도록 형성할 수 있다. 상기 파장변환 광확산층(300)은 호(arc) 형상 또는 돔(dome) 형상을 가질 수 있다. In this case, when the light emitting diode chip 200 is a horizontal chip or a flip chip, the wavelength conversion light diffusion layer 300 may be formed to expose electrodes that are non-light emitting regions. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may have an arc shape or a dome shape.

상기 파장변환 광확산층(300)은 파장변환물질, 확산물질 및 투광성 물질을 모두 함유할 수 있다. 이 경우, 상기 발광다이오드 칩(200)으로부터 방출된 광은 상기 파장변환물질에 의해 파장이 변환됨과 동시에 상기 확산물질에 의해 광의 분 산 및 산란될 수 있으므로, 광 강도의 균일 영역이 확대되고, 색온도 산포가 균일해질 수 있다. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may contain both a wavelength conversion material, a diffusion material, and a light transmitting material. In this case, since the light emitted from the light emitting diode chip 200 may be converted and scattered by the diffusion material at the same time the wavelength is converted by the wavelength conversion material, a uniform area of light intensity is enlarged and the color temperature is increased. The spread can be uniform.

상기 파장변환 광확산층(300)은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 형성할 수 있다. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may be formed using a photocurable coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광다이오드의 구조를 나타내는 단면도이다. 후술하는 것을 제외하고는 도 1a 내지 도 1e를 참조하여 설명한 발광다이오드의 구조와 동일하다.4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention. Except for the following, the structure of the light emitting diode described with reference to FIGS. 1A to 1E is the same.

도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 발광다이오드는 발광다이오드 칩(200)이 배치된 베이스 구조물(100) 상에 제1 보호층(220)이 배치되고, 상기 제1 보호층(220) 상에 파장변환 광확산층(300)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 4, in the light emitting diode according to the present invention, a first passivation layer 220 is disposed on the base structure 100 on which the light emitting diode chip 200 is disposed, and on the first passivation layer 220. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may be disposed.

상기 파장변환 광확산층(300)은 파장변환물질, 확산물질 및 투광성 물질을 모두 함유할 수 있다. 이 경우, 상기 발광다이오드 (200)칩으로부터 방출된 광은 상기 파장변환물질에 의해 파장이 변환됨과 동시에 상기 확산물질에 의해 광의 분산 및 산란될 수 있으므로, 광 강도가 보다 균일해지고, 색온도 분포가 균일해질 수 있다. The wavelength conversion light diffusion layer 300 may contain both a wavelength conversion material, a diffusion material, and a light transmitting material. In this case, since the light emitted from the light emitting diode chip 200 can be converted and scattered by the diffusion material at the same time the wavelength is converted by the wavelength conversion material, the light intensity becomes more uniform and the color temperature distribution is uniform. Can be done.

상기 파장변환 광확산층(300)은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 형성할 수 있으며, 상기 습식코팅법은 블레이드 코팅법, 스크린 프린팅법, 딥 코팅법, 도팅법, 스핀코팅법, 스프레이법 또는 잉크젯 프린팅법일 수 있다.The wavelength conversion light diffusion layer 300 may be formed using a photocuring coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method, and the wet coating method may be a blade coating method, a screen printing method, a dip coating method, a drawing. It may be a coating method, a spin coating method, a spray method or an inkjet printing method.

상기 파장변환 광확산층(300) 상에 제2 보호층(240)이 배치될 수 있다.The second passivation layer 240 may be disposed on the wavelength conversion light diffusion layer 300.

도 5는 본 발명에 따른 확산층의 유무에 따른 수직형 칩을 적용한 발광다이오드의 광 강도를 나타내는 그래프이다. 5 is a graph showing the light intensity of a light emitting diode to which a vertical chip with or without a diffusion layer according to the present invention is applied.

도 5를 참조하면, 확산층을 구비하지 않는 발광다이오드(도 5의 a)는 상면 방향으로 방출되는 광의 강도가 상측면 방향으로 방출되는 광의 강도에 비해 현저하게 높은 것을 알 수 있다. Referring to FIG. 5, it can be seen that the light emitting diode (a of FIG. 5) having no diffusion layer has a significantly higher intensity of light emitted in the upper direction than the intensity of light emitted in the upper side.

반면에, 본 발명에 따른 확산층을 구비하는 발광다이오드(도 5의 b)는 광의 강도 분포가 가우시안(Gaussian) 분포나 램버시안(lambersian) 분포와 유사한 분포로서 상면 및 상측면 방향으로 방출되는 광의 강도의 비가 확산층을 구비하지 않는 경우에 비하여 완화되는 것을 알 수 있다. 또한 광을 부드럽게 분포시켜주어, 이런 광을 이용하여 파장변환층을 형성시킬 경우, 파장변환층의 두께가 부드럽게 변화되어 층을 형성시키기 용이할 뿐 만 아니라 색온도 분포의 균일성이 향상되는 결과를 가져온다.On the other hand, the light emitting diode (b) of FIG. 5 having the diffusion layer according to the present invention has a light intensity distribution similar to a Gaussian distribution or Lambertian distribution, and the intensity of light emitted in the upper and upper directions. It can be seen that the ratio of is relaxed compared with the case where no diffusion layer is provided. In addition, the light is smoothly distributed, and when the wavelength conversion layer is formed using such light, the thickness of the wavelength conversion layer is softly changed, which not only facilitates the formation of the layer but also improves the uniformity of the color temperature distribution. .

도 6은 확산기능과 파장변환기능을 갖는 층의 유무에 따른 발광다이오드의 색온도 변화를 나타내는 이미지이다. 6 is an image showing a change in color temperature of a light emitting diode according to the presence or absence of a layer having a diffusion function and a wavelength conversion function.

도 6을 참조하면, 확산기능과 파장변환기능을 갖는 층이 구비되지 않은 발광다이오드는 발광 영역의 중심부와 외주부의 색온도가 현저하게 차이가 나는 것을 알 수 있다(도 6의 a).Referring to FIG. 6, it can be seen that a light emitting diode having no layer having a diffusion function and a wavelength conversion function has a significant difference in color temperature of the central portion and the outer peripheral portion of the emission region (FIG. 6A).

반면에, 본 발명에 따른 확산기능과 파장변환기능을 갖는 층을 구비하는 발광다이오드는 중심부와 외주부의 색온도 차이가 없고, 전체적으로 균일한 것을 알 수 있다(도 6의 b). On the other hand, the light emitting diode having a layer having a diffusion function and a wavelength conversion function according to the present invention can be seen that there is no difference in the color temperature of the central portion and the outer circumference portion, and is uniform throughout (Fig. 6B).

도 7a는 확산물질을 함유하지 않고, 파장변환물질만을 함유하는 발광다이오드의 지향각별 색온도 분포를 나타내는 그래프이고, 도 7b는 확산물질 및 파장변환물질을 모두 함유하는 발광다이오드의 지향각별 색온도 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 7A is a graph illustrating color temperature distribution of each light emitting diode including only a wavelength conversion material without containing a diffusing material, and FIG. 7B illustrates color temperature distribution of light emitting diodes containing both a diffusing material and a wavelength converting material. It is a graph.

도 7a 및 도 7b를 참조하면, 확산물질을 함유하지 않고, 파장변환물질만을 구비하는 발광다이오드(도 7a)는 중심부 부근의 색온도가 현저하게 높고 주변부의 색온도가 상대적으로 매우 낮아, 전체적인 색온도 분포가 좋지 않은 백색 광을 방출하는 반면, 본 발명에 따른 확산물질 및 파장변환물질을 모두 함유하는 발광다이오드(도 7b)는 중심부와 주변부의 색온도 분포의 산포가 작아서 색균일성 향상의 결과를 가져온다. Referring to FIGS. 7A and 7B, a light emitting diode (FIG. 7A) containing no diffusion material and having only a wavelength conversion material has a significantly high color temperature near the center and a relatively low color temperature at the periphery, and thus has an overall color temperature distribution. While emitting poor white light, the light emitting diode (FIG. 7b) containing both the diffusing material and the wavelength converting material according to the present invention has a small dispersion of the color temperature distribution in the center and the peripheral area, resulting in improved color uniformity.

이상, 본 발명을 바람직한 실시 예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형 및 변경이 가능하다. As mentioned above, the present invention has been described in detail with reference to preferred embodiments, but the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes may be made by those skilled in the art within the spirit and scope of the present invention. You can change it.

도 1a 내지 도 1e는 본 발명의 일 실시 예에 따른 발광다이오드 제조방법을 공정단계별로 나타낸 단면도들이다. 1A through 1E are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a light emitting diode according to one embodiment of the present invention.

도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 파장변환층의 형성방법을 설명하기 위한 단면도이다. 2 is a cross-sectional view illustrating a method of forming a wavelength conversion layer according to an embodiment of the present invention.

도 3a 및 도 3b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광다이오드의 구조를 나타내는 단면도이다. 3A and 3B are cross-sectional views illustrating a structure of a light emitting diode according to another embodiment of the present invention.

도 4는 본 발명의 또 다른 실시 예에 따른 발광다이오드의 구조를 나타내는 단면도이다. 4 is a cross-sectional view illustrating a structure of a light emitting diode according to still another embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 확산층의 유무에 따른 발광다이오드의 영역별 광 강도를 나타내는 모식도이다. 5 is a schematic diagram showing the light intensity for each region of a light emitting diode with or without a diffusion layer according to the present invention.

도 6은 확산기능과 파장변환기능을 갖는 층의 유무에 따른 발광다이오드의 색온도 변화를 나타내는 이미지이다. 6 is an image showing a change in color temperature of a light emitting diode according to the presence or absence of a layer having a diffusion function and a wavelength conversion function.

도 7a는 확산물질을 함유하지 않고, 파장변환물질만을 함유하는 발광다이오드의 지향각별 색온도 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 7A is a graph showing color temperature distribution of each orientation angle of a light emitting diode containing only a wavelength conversion material without containing a diffusion material. FIG.

도 7b는 확산물질 및 파장변환물질을 모두 함유하는 발광다이오드의 지향각별 색온도 분포를 나타내는 그래프이다. FIG. 7B is a graph illustrating color temperature distribution of each orientation angle of a light emitting diode containing both a diffusion material and a wavelength conversion material. FIG.

Claims (17)

베이스 구조물 상에 배치된 발광다이오드 칩;A light emitting diode chip disposed on the base structure; 상기 발광다이오드 칩 상에 배치되고, 확산층 또는 파장변환층에서 선택되는 제1 물질층; 및A first material layer disposed on the light emitting diode chip and selected from a diffusion layer or a wavelength conversion layer; And 상기 제1 물질층 상에 배치되고, 상기 확산층 또는 파장변환층 중 상기 제1 물질층과 서로 다른 종류의 층으로 이루어진 제2 물질층을 포함하는 발광다이오드. A light emitting diode disposed on the first material layer, the light emitting diode comprising a second material layer comprising a layer of a different type from the first material layer among the diffusion layer or the wavelength conversion layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 확산층은 코어셀 구조를 가지는 물질을 포함하는 발광다이오드.The diffusion layer includes a material having a core cell structure. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 확산층은 무기화합물 또는 메타물질을 포함하는 발광다이오드.The diffusion layer is a light emitting diode containing an inorganic compound or meta-material. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 파장변환층은 상기 발광다이오드 칩의 상면부에서 측면부로 갈수록 두께가 얇아지는 발광다이오드.The wavelength conversion layer is a light emitting diode that is thinner from the upper surface portion of the light emitting diode chip toward the side portion. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발광다이오드 칩은 청색광을 방출하는 소자이고, 상기 파장변환층은 황 색변환층인 발광다이오드. The light emitting diode chip is a device that emits blue light, and the wavelength conversion layer is a yellow color conversion layer. 제1항에 있어서, The method of claim 1, 상기 발광다이오드 칩은 자외선광을 방출하는 소자이고, 상기 파장변환층은 적색, 녹색 및 청색 파장의 범위를 갖는 물질을 모두 함유하는 층인 발광다이오드.The light emitting diode chip is a device that emits ultraviolet light, the wavelength conversion layer is a light emitting diode layer containing all materials having a range of red, green and blue wavelengths. 베이스 구조물 상에 배치된 발광다이오드 칩; 및A light emitting diode chip disposed on the base structure; And 상기 발광다이오드 칩 상에 배치되는 파장변환 광확산층을 포함하는 발광다이오드. A light emitting diode comprising a wavelength conversion light diffusion layer disposed on the light emitting diode chip. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 파장변환 광확산층은 상기 발광다이오드 칩의 상부면 상에 배치되는 발광다이오드.The wavelength conversion light diffusion layer is disposed on the upper surface of the light emitting diode chip. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 발광다이오드 칩 및 상기 파장변환 광확산층 사이에 배치되는 보호층을 더 구비하고, And a protective layer disposed between the light emitting diode chip and the wavelength conversion light diffusion layer. 상기 파장변환 광확산층은 상기 보호층의 상부면 상에 배치되는 발광다이오드. The wavelength conversion light diffusion layer is a light emitting diode disposed on the upper surface of the protective layer. 제7항에 있어서, The method of claim 7, wherein 상기 파장변환 광확산층은 호(arc) 형상, 초승달 형상, 또는 돔(dome) 형상을 가지는 발광다이오드. The wavelength conversion light diffusing layer has an arc shape, a crescent shape, or a dome shape. 제7항에 있어서,The method of claim 7, wherein 상기 파장변환 광확산층은 상기 발광다이오드 칩의 상면부에서 측면부로 갈수록 두께가 얇아지는 발광다이오드.The wavelength conversion light diffusion layer is a light emitting diode that is thinner from the upper surface portion of the light emitting diode chip toward the side portion. 베이스 구조물 상에 발광다이오드 칩을 형성하는 단계;Forming a light emitting diode chip on the base structure; 상기 발광다이오드 칩 상에 확산층 또는 파장변환층에서 선택되는 제1 물질층을 형성하는 단계; 및Forming a first material layer selected from a diffusion layer or a wavelength conversion layer on the light emitting diode chip; And 상기 제1 물질층 상에 상기 확산층 또는 파장변환층 중 상기 제1 물질층과 서로 다른 종류의 층으로 이루어진 제2 물질층을 형성하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법. And forming a second material layer on the first material layer, the second material layer comprising a layer of a different type from the first material layer among the diffusion layer or the wavelength conversion layer. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제1 물질층 또는 제2 물질층은 광경화 코팅법, 금형몰딩법, 습식코팅법 또는 진공증착법을 사용하여 형성하는 발광다이오드 제조방법. The first material layer or the second material layer is formed using a photocurable coating method, a mold molding method, a wet coating method or a vacuum deposition method. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제1 물질층을 형성하는 방법은 확산물질 또는 파장변환물질에 광경화물질을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;The method of forming the first material layer may include preparing a mixture by adding a photocurable material to a diffusion material or a wavelength conversion material; 상기 혼합물을 상기 발광다이오드 칩 상에 도포하는 단계;Applying the mixture onto the light emitting diode chip; 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계; 및Exposing the mixture to light emitted by applying an electric field to the light emitting diode chip to cure the mixture in proportion to the amount of light; And 상기 발광다이오드 칩으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법. Isolating the mixture from the light emitting diode chip and developing or washing the remaining uncured mixture by removing it. 제12항에 있어서, The method of claim 12, 상기 제2 물질층을 형성하는 방법은 확산물질 또는 파장변환물질에 광경화물질을 첨가하여 혼합물을 제조하는 단계;The method of forming the second material layer may include preparing a mixture by adding a photocurable material to a diffusion material or a wavelength conversion material; 상기 혼합물을 상기 제1 물질층 상에 도포하는 단계;Applying the mixture onto the first material layer; 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계; 및Exposing the mixture to light emitted by applying an electric field to the light emitting diode chip to cure the mixture in proportion to the amount of light; And 상기 제1 물질층으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법. Isolating the mixture from the first material layer and developing or washing the remaining uncured mixture by removing it. 베이스 구조물 상에 발광다이오드 칩을 배치시키는 단계; 및Disposing a light emitting diode chip on the base structure; And 상기 발광다이오드 칩 상에 파장변환 광확산층을 형성하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법. Forming a wavelength conversion light diffusion layer on the light emitting diode chip. 제16항에 있어서, The method of claim 16, 상기 파장변환 광확산층을 형성하는 방법은 확산물질, 파장변환물질 및 광경화물질 모두를 혼합하여, 혼합물을 제조하고, 상기 혼합물을 상기 발광다이오드 칩 상에 도포하는 단계;The method of forming the wavelength conversion light diffusion layer may include mixing all of a diffusion material, a wavelength conversion material, and a photocurable material to prepare a mixture, and applying the mixture onto the light emitting diode chip; 상기 발광다이오드 칩에 전계를 인가하여 방출되는 광에 상기 혼합물을 노광시켜, 상기 광량에 비례하여 상기 혼합물을 경화시키는 단계; 및Exposing the mixture to light emitted by applying an electric field to the light emitting diode chip to cure the mixture in proportion to the amount of light; And 상기 발광다이오드 칩으로부터 상기 혼합물을 격리시키고, 경화되지 않은 잔여 혼합물은 현상하거나 세척하여 제거하는 단계를 포함하는 발광다이오드 제조방법. Isolating the mixture from the light emitting diode chip and developing or washing the remaining uncured mixture by removing it.
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