WO2015030481A1 - 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 - Google Patents

반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법 Download PDF

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    • H01L2224/48151—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive
    • H01L2224/48221—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked
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    • H01L2224/48247—Connecting between a semiconductor or solid-state body and an item not being a semiconductor or solid-state body, e.g. chip-to-substrate, chip-to-passive the body and the item being stacked the item being metallic connecting the wire to a bond pad of the item

Definitions

  • the present disclosure relates to a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same as a whole, and more particularly, to a semiconductor light emitting device and a method of manufacturing the same, which can reduce the use of a light conversion material (for example, a phosphor). MANUFACTURING THE SAME).
  • a light conversion material for example, a phosphor
  • the semiconductor light emitting device refers to a semiconductor optical device such as a light emitting diode (LED) and a laser diode (LD) that generate light through recombination of electrons and holes, and may be a group III nitride semiconductor light emitting device.
  • the group III nitride semiconductor consists of a compound of Al (x) Ga (y) In (1-x-y) N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • GaAs type semiconductor light emitting elements used for red light emission, etc. are mentioned.
  • FIG. 1 is a view illustrating an example of a conventional semiconductor light emitting device chip, wherein the semiconductor light emitting device chip includes a substrate 100, a buffer layer 200, and a first semiconductor having a first conductivity on the substrate 100.
  • the layer 300, an active layer 400 that generates light through recombination of electrons and holes, and a second semiconductor layer 500 having a second conductivity different from that of the first conductivity are sequentially deposited thereon.
  • the transmissive conductive film 600 and the electrode 700 serving as the bonding pad are formed, and the electrode 800 serving as the bonding pad is formed on the etched and exposed first semiconductor layer 300.
  • FIG. 2 is a view illustrating a flip chip of a semiconductor light emitting device chip disclosed in US Patent No. 7,262,436, wherein the semiconductor light emitting device chip is formed on a substrate 100 (eg, a sapphire substrate) and a substrate 100.
  • a first semiconductor layer 300 having a conductivity eg, an n-type GaN layer
  • an active layer 400 generating light through recombination of electrons and holes eg, InGaN / (In) GaN MQWs
  • a second semiconductor layer 500 having a second conductivity for example, p-type GaN layer
  • a three-layer electrode film 901 eg, Ag
  • an electrode film 902 e.g., Ni diffusion barrier film
  • an electrode film 903 e.g., Au bonding layer
  • the electrode film 903 side when the electrode film 903 side is placed in the package, it functions as a mounting surface.
  • a dielectric laminate structure e.g. DBR of SiO 2 / TiO 2
  • a method of forming a phosphor in such a semiconductor light emitting device chip is disclosed in US Patent No. 6,650,044.
  • FIG 3 is a view illustrating an example of a conventional semiconductor light emitting device, wherein the semiconductor light emitting device includes a vertical semiconductor light emitting device chip 150 in the lead frames 110 and 120, the mold 130, and the cavity 140. 1 to 2.
  • the semiconductor light emitting device (chip) shown in FIGS. 1 and 2 may be provided.), and the cavity 140 may function as a light conversion unit. It is filled with the sealing material 170 containing.
  • a lower surface of the vertical semiconductor light emitting device chip 150 is electrically connected to the lead frame 110, and an upper surface of the vertical semiconductor light emitting device chip 150 is electrically connected to the lead frame 120 by a wire 180.
  • a portion of the light (eg, blue light) from the vertical semiconductor light emitting device chip 150 excites the phosphor 160, and the phosphor 160 generates light (eg, yellow light), and these lights (blue light + yellow light) Make this white light.
  • the support 130 of the semiconductor light emitting device package that is, the carrier
  • the mold 130-the encapsulant 170 or the lead frames 110 and 120-the mold 130-the encapsulant 170 carries the vertical semiconductor light emitting chip. It acts as a carrier.
  • a technique for sedimenting the phosphor 160 has been proposed (for example, US Patent No. 6,960,878).
  • the base 10 illustrates a problem associated with phosphor settling, wherein the base 10, the semiconductor light emitting device chip 20 on the base 20, and the semiconductor light emitting device chip 20 on the base 10 are shown.
  • a covering encapsulant 30 is shown.
  • the phosphor 31 is uniformly distributed in the sealing material 30. As shown below in FIG. 4, the phosphor 31 may be settled in the encapsulant 30 using appropriate encapsulant 30 curing conditions.
  • the thickness t 1 of the encapsulant 30 in the region A on the semiconductor light emitting device chip 20 is equal to the thickness t of the encapsulant 30 in the region B in which the semiconductor light emitting chip 20 is not placed.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip that generates light using recombination of electrons and holes; And a light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength; And a settling distance limiting layer formed around the semiconductor light emitting device chip under the light converting material-containing layer so as to reduce the settling distance of the light converting material.
  • an semiconductor light emitting device may include: a semiconductor light emitting device chip that generates light using recombination of electrons and holes; And an encapsulant which converts light generated by the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength, and encapsulates the semiconductor light emitting device chip, wherein the density of the light converting material in the region above the semiconductor light emitting device chip is increased.
  • a semiconductor light emitting device is provided which is higher than the density of the light conversion material in a region where the semiconductor light emitting device chip is not located.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip that generates light using recombination of electrons and holes; A light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength; And a sedimentation control layer positioned below the light conversion material containing layer and containing the light conversion material precipitated from the light conversion material containing layer.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising placing a semiconductor light emitting device chip that generates light by recombination of electrons and holes on a substrate step; Forming a settling control layer to surround at least a portion of the semiconductor light emitting device chip; Forming a light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated by the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength on the sedimentation control layer; And, it is provided with a method for manufacturing a semiconductor light emitting device comprising a; the step of sedimenting the light conversion material in the light conversion material containing layer to the sedimentation control layer.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip that generates light using recombination of electrons and holes; A colored protective layer surrounding upper and lower portions of the semiconductor light emitting device chip and in contact with the semiconductor light emitting device chip; And a light conversion material-containing layer formed on the semiconductor light emitting device chip and including a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising placing a semiconductor light emitting device chip that generates light by recombination of electrons and holes on a substrate step; Enclosing the colored protective layer in contact with the semiconductor light emitting device chip; And placing a light conversion material containing layer on the open top of the semiconductor light emitting device chip, the light conversion material containing layer converting light generated by the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength.
  • a method of manufacturing a light emitting device is provided.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising: placing a semiconductor light emitting device chip on a substrate to generate light using recombination of electrons and holes; Encapsulating the semiconductor light emitting device chip with a light transmitting material; Forming a colored protective layer to contact the light-transmitting material while opening the upper and lower portions of the semiconductor light emitting device chip; And placing a light conversion material-containing layer on the semiconductor light emitting device chip, the light conversion material containing layer including a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength.
  • a method is provided.
  • 1 is a view showing an example of a conventional semiconductor light emitting device chip (Lateral Chip),
  • FIG. 2 is a view illustrating an example of a flip chip of a semiconductor light emitting device chip disclosed in US Patent No. 7,262,436;
  • FIG. 3 is a view showing another example of a conventional semiconductor light emitting device
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a problem associated with phosphor sedimentation
  • FIG. 5 is a diagram illustrating an example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 6 to 8 are views showing various combinations of the sediment control layer and the light conversion material-containing layer configuration
  • FIG. 9 is a view showing an example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • FIG. 10 is a view showing another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 11 to 12 are views showing other examples of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • 13 to 15 are views showing various combinations of the light conversion material-containing layer and the colored protective layer;
  • FIG. 16 illustrates another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIG. 17 illustrates another example of a semiconductor light emitting device according to the present disclosure
  • FIGS. 18 to 23 are views showing still another example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • a semiconductor light emitting device includes a light conversion material-containing layer containing a semiconductor light emitting device chip 20 and a light conversion material 31 on a substrate 10. 33) and the sedimentation adjusting layer 32 containing the light conversion material 31 sedimented from the light conversion material containing layer 33.
  • a semiconductor light emitting device chip As the semiconductor light emitting device chip 20, a semiconductor light emitting device chip having a shape shown in FIGS. 1 to 3 may be used, and a semiconductor light emitting device chip made of a group III nitride semiconductor may be used.
  • the light converting material 31 may be any type as long as it converts light generated from the active layer of the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength (eg, pigments, dyes, etc.). , (Sr, Ba, Ca) 2 SiO 4 : Eu and the like).
  • the light converting material-containing layer 33 may further contain a light scattering material or the like.
  • an epoxy resin, a silicone resin, or the like generally used in the semiconductor light emitting device field may be used.
  • the sedimentation adjusting layer 32 the same material as the light conversion-containing layer 31 can be used, and if necessary, a material having a different viscosity and / or curing rate can be used.
  • the precipitation control layer 32 is formed (eg, dispensing, stencil, screen printing, spin coating, etc.), and the light conversion material-containing layer 33 is disposed thereon. ) Is formed by spraying, stenciling, screen printing, sping coating, or dispensing. Spray coating is preferred from the viewpoint of uniformity of thickness, internal density of phosphors, and the like. Since the material constituting the sedimentation control layer 32 and the light conversion material-containing layer 33 is generally a thermosetting resin, after the sedimentation control layer 32 is formed, the sedimentation control layer 32 is cured or the sedimentation control is performed.
  • the light conversion material-containing layer 33 While maintaining the state that the layer 32 is not cured, the light conversion material-containing layer 33 is formed, and then the light conversion material 31 is cured so as to settle from the light conversion material-containing layer 33 into the settling control layer 32. Maintain the condition. Although natural sedimentation is not impossible, it is common to control the temperature so that sedimentation occurs well, and this sedimentation process is generally used by those skilled in the art. In general, in the case of silicone, the curing temperature is 40 ⁇ 90 °C, the viscosity becomes weaker than the room temperature, the liquefaction is made, and after passing through the section, the hardness is strengthened again, by adjusting the temperature and time of the liquefaction to control the degree of sedimentation If the silicon does not contain a binder, the settling speed may be faster. For example, a sedimentation process can be performed at the temperature of 50-80 degreeC for 10-60 minutes.
  • the substrate 10 may or may not form part of the semiconductor light emitting element.
  • the lead frame of FIG. 3, a PCB on which an electrical pattern is formed, a submount, and the like may be examples of the substrate 10.
  • the substrate 10 does not form part of the semiconductor light emitting device, after the sedimentation and curing are completed, the substrate 10 is removed and the sedimentation control layer 32 is operated by a method such as sawing by the blade 40. ) And the light conversion material-containing layer 33 can be cut to form a single semiconductor light emitting element (see FIG. 9). This method is particularly advantageous when a flip chip type semiconductor light emitting device chip 20 is used in which two electrodes 21 can be exposed to the settling control layer 32 side.
  • the semiconductor light emitting device may have various forms such as a shell type package, a surface mounted device (SMD) type package, a chip on board (COB) type package, but a semiconductor light emitting device chip 20 and a settling control layer. (32) And it is sufficient to provide the light conversion material containing layer 33.
  • SMD surface mounted device
  • COB chip on board
  • the light converter 31 does not necessarily have to be settled to the bottom surface.
  • the density or concentration of the light converting agent 31 in the thickness t 1 of the region A is equal to the light converting agent 31 in the thickness t 2 of the region B.
  • the density or concentration of is greater than. Assuming that the density or concentration of the light converting material 31 injected into the light converting material-containing layer 33 is generally uniform, the total number of the light converting agents 31 in both regions A and B is similar, but the thickness is similar. Different, ie, different in volume, different in density or concentration.
  • FIG. 6 to 8 show various combinations of the settling control layer and the light conversion material-containing layer configuration
  • FIG. 6 shows the thickness t 4 of the settling control layer 32 and the thickness of the light conversion material-containing layer 33.
  • An example in which (t 3 ) is the same is shown, and in FIG. 7, an example in which the thickness t 1 on the region A and the thickness t 4 of the sediment control layer 32 is the same is shown, and in FIG. 8, the sediment control is shown.
  • An example is provided in which the layer 32 does not reach the height of the semiconductor light emitting device chip 20 (the settling adjusting layer 32 covers only a part of the semiconductor light emitting device chip 20), and the settling control layer 32 is also provided.
  • the light conversion material and / or the light scattering material 34 are contained separately from the light conversion material 31 contained in the light conversion material containing layer 33 .
  • the viscosity of both, and curing conditions, the content of the light conversion material 33, the distribution density in the settling control layer 32 and the light conversion material containing layer 33, the settling time, and the like can be adjusted. Will be.
  • FIG. 10 is a view showing an example of another semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the semiconductor light emitting device includes a colored protective layer 35 instead of the sedimentation control layer 32.
  • a colored protective layer 35 By introducing such a colored protective layer 35 and forming the light conversion material-containing layer 33 on the colored protective layer 35, the light conversion material 31 on the side surface of the semiconductor light emitting element chip 20 is unnecessary. It can be prevented from being used much.
  • the light converting material-containing layer 33 may be formed by the above-described method, and may be formed, for example, by spray coating, or by dispensing, screen printing, or stencil. In addition, the light conversion material 31 can be settled.
  • the sedimentation may function to make the distribution of the light conversion material 31 uniform in the light conversion material-containing layer 33 downward to make the entire light emission of the light emitting element uniform.
  • the colored protective layer 35 primarily functions to reduce the amount of the light conversion material 31 used, but additionally and preferably has a function of reflecting light generated from the semiconductor light emitting device chip 20. It is colored, that is, has a color that does not transmit light.
  • the colored protective layer 35 is preferably made of a white material (for example, white silicon).
  • the colored protective layer 35 is surrounded to contact the side surface 20c of the semiconductor light emitting device chip 20 while opening the upper and lower portions 20a and 20b of the semiconductor light emitting device chip 20.
  • the upper part 20a and the lower part 20b of the semiconductor light emitting device chip 20 are also the upper part and the lower part of the colored protective layer 35.
  • Various flip chip type semiconductor light emitting device chips 20 described with reference to FIG. 2 may be used.
  • the two electrodes 21 and 21 of the semiconductor light emitting device chip 20 may be colored.
  • 35 may be exposed through the lower portion 20b.
  • the exposure means exposure in the relationship between the semiconductor light emitting device chip 20 and the colored protective layer 35, and does not mean exposure through the substrate 10 or removal of the substrate 10.
  • the substrate 10 may have the same form as described above and may be removed.
  • FIG. 11 to 12 are views showing other examples of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the semiconductor light emitting device chip 20 and the colored protective layer ( 35) And the light conversion material containing layer 33 is cut
  • An electrical pattern may be formed on the substrate 10, and in this case, the substrate 10 and the semiconductor LED chip may be formed by wire bonding, conductive paste, or eutectic bonding according to the shape of the semiconductor LED chip 20. 20) may be in electrical communication.
  • FIG. 13 to 15 illustrate various combinations of the light conversion material-containing layer and the colored protective layer.
  • the upper surface 35d of the colored protective layer 35 is formed on the upper surface of the semiconductor light emitting device chip 20. 20d) is shown below the semiconductor light emitting device, and in FIG. 14, a semiconductor light emitting device in which the top surface 35d of the colored protective layer 35 is placed on the top surface 20d of the semiconductor light emitting device chip 20 is shown.
  • 15 shows a semiconductor light emitting device having a sloped surface 36 which is chamfered at the side where the colored protective layer 35 and the semiconductor light emitting device chip 20 meet.
  • a colored protective layer 35 is formed and then formed to have a structure of the corresponding colored protective layer 35 through mechanical polishing, dry etching, wet etching, or a combination thereof. Can be.
  • the inclined surface 36 may be formed through such active etching since etching is actively performed at a vertex in the process of forming the colored protective layer 35 shown in FIG. 14.
  • FIG. 16 is a view showing an example of another semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • the semiconductor light emitting device includes a coating layer or a coating layer 37 on the semiconductor light emitting device chip 20, and the colored protective layer 35 is formed.
  • the semiconductor light emitting device chip 20 is in contact with the coating layer 37.
  • the coating layer 37 is formed of a light transmitting material (for example, transparent silicon), and serves to reduce light absorption by the colored protective layer 35.
  • a material having a refractive index of less than 1.6 can be used.
  • the coating layer 37 may be formed by various methods such as dispensing, spray coating, and spin coating, and in the case of using spray coating or spin coating, may be conformally coated.
  • conformal coating means that the inner and outer surfaces of the coating layer 37 follow the outer shape of the semiconductor light emitting device chip 20 as it is, and the coating does not have a special meaning and has a meaning of covering.
  • the coating layer or the coating layer 37 may also contain a light converting agent, and its concentration may be lower than that of the light converting material containing layer 33. It is also possible for the light conversion material 31 to settle from the light conversion material containing layer 33, and the light conversion material to settle within it.
  • FIG. 17 is a view showing another example of the semiconductor light emitting device according to the present disclosure, in which the semiconductor light emitting device seals the semiconductor light emitting device chip 20 on the substrate 10 in addition to the colored protective layer 35 ( and an encapsulating light transmitting material 38.
  • the upper portion 20a and the lower portion 20b of the semiconductor light emitting device chip 20 are open without being covered by the colored protective layer 35 so that light can pass therethrough, and the light emitting material 31 is contained thereon.
  • the light conversion material containing layer 33 is formed.
  • the colored protective layer 35 is preferably provided in white.
  • the light transmissive material 38 may be formed of the same method and the same material as the settling control layer 32, and may further include a light converting material. In FIG.
  • the height of the translucent material 38 and the height of the colored protective layer 35 are higher than the height of the semiconductor light emitting device chip 20, but have various height relationships as shown in FIGS. 10 and 13. Can be.
  • the light transmissive material 38 does not necessarily have to encapsulate the upper portion 20a of the semiconductor light emitting device chip 20. Through this configuration, it is possible to reduce the consumption of the light conversion material 31, while reducing the light absorption by the colored protective layer 35.
  • FIG. 18 to 23 are diagrams illustrating still another example of a method of manufacturing a semiconductor light emitting device according to the present disclosure.
  • one or a plurality of semiconductor light emitting device chips 20 are first formed on a substrate 10. And 20, the semiconductor light emitting device chip 20 is encapsulated with a light transmissive material 38.
  • the translucent material 38 eg, epoxy resin, silicone resin
  • the translucent material 38 may be formed by methods such as dispensing, stencils, screen printing, spin coating, and the like.
  • a gap 38a is formed in the light transmissive material 38 to separate the light transmissive material 38.
  • the gap 38a may be formed up to the substrate 10, but may also be formed so as not to reach the substrate 10, as in (b).
  • the gap 38a may be formed by a sawing using a blade, a press using a pointed tip, or the like.
  • the external force F is applied in all directions to widen the gap 38a or to separate the semiconductor light emitting device chips 20 and 20 from each other.
  • the external force F can be applied by forming the base material 10 with a flexible material such as a blue tape and then tensioning the base material 10 in one or more directions to widen the gap 38a. have. This makes it possible to reduce the consumption of the light transmissive material 38 and the light conversion material contained therein than when using a wider blade.
  • a colored protective layer 35 is formed in the gap 38a.
  • the colored protective layer 35 can be formed by the method of destenting, screening, etc., and can also be formed using a mold.
  • the light conversion material containing layer 33 is formed. If necessary, as shown in FIG. 22, the colored protective layer 35 may be cut to include the semiconductor light emitting device chip 20 using the blade 40.
  • the light transmissive material 38 may contain a light converting material or a light scattering material 39 separately from the light converting material 31, and the substrate 10 may be removed or the substrate ( 10) It is possible to cut using a blade or file saw 40, etc. in a removed state.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip for generating light by recombination of electrons and holes; And an encapsulant which converts light generated by the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength, and encapsulates the semiconductor light emitting device chip, wherein the density of the light converting material in the region above the semiconductor light emitting device chip is increased. And a density of light converting material in a region where the semiconductor light emitting device chip is not located.
  • the encapsulant means a cover layer made of a single material or a plurality of materials surrounding the semiconductor light emitting device chip.
  • it may be formed by dispensing a resin material that does not contain a phosphor, followed by dispensing a resin material of the same material that contains a phosphor in succession, or by dispensing a resin material that does not contain a phosphor, It may be formed by applying a phosphor or a phosphor layer by spray coating, and may be formed in various ways.
  • the encapsulant has a thickness of the region above the semiconductor light emitting device chip being thinner than the thickness of the region where the semiconductor light emitting device chip is not located.
  • the encapsulant includes a light converting material containing layer containing a light converting material, and a settling adjusting layer containing a light converting material deposited under the light converting material containing layer and settled from the light converting material containing layer.
  • Light emitting element
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip for generating light by recombination of electrons and holes; A light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength; And a sedimentation control layer positioned below the light conversion material containing layer and containing the light conversion material precipitated from the light conversion material containing layer.
  • a semiconductor light emitting element wherein the light conversion material-containing layer and the sedimentation control layer are made of the same material.
  • a semiconductor light emitting element wherein the viscosity of the sedimentation adjusting layer is lower than the viscosity of the light conversion material-containing layer.
  • a semiconductor light emitting element characterized in that the settling adjusting layer contains a light converting material separately from the light converting material precipitated from the light converting material-containing layer.
  • the light conversion material of a light conversion material containing layer into a yellow fluorescent substance, and to make another light conversion material in a sedimentation control layer into a red or green fluorescent substance.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising the steps of: placing a semiconductor light emitting device chip on the substrate to generate light by recombination of electrons and holes; Forming a settling control layer to surround at least a portion of the semiconductor light emitting device chip; Forming a light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated by the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength on the sedimentation control layer; And depositing the light converting material in the light converting material-containing layer into the sedimentation adjusting layer.
  • the light conversion material-containing layer can be composed of only the light conversion material itself.
  • the present application does not exclude the application of a phosphor on the sedimentation control layer followed by sedimentation thereof.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip for generating light by recombination of electrons and holes; A colored protective layer surrounding upper and lower portions of the semiconductor light emitting device chip and in contact with the semiconductor light emitting device chip; And a light conversion material-containing layer formed on the semiconductor light emitting device chip and containing a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength.
  • a semiconductor light emitting device wherein the colored protective layer is a white protective layer.
  • a semiconductor light emitting element characterized in that the upper surface of the colored protective layer is located below the upper surface of the semiconductor light emitting element chip.
  • a semiconductor light emitting element characterized in that the upper surface of the colored protective layer is located on the upper surface of the semiconductor light emitting element chip.
  • a semiconductor light emitting element wherein the upper surface of the colored protective layer is chamfered at the side where the upper surface of the semiconductor light emitting element chip meets.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a coating layer conformally coated on a semiconductor light emitting device chip, wherein the colored protective layer is in contact with the semiconductor light emitting device chip through the coating layer.
  • a semiconductor light emitting device characterized in that it further comprises; a substrate on which the semiconductor light emitting chip and the colored protective layer is placed.
  • (21) A semiconductor light emitting device, characterized in that the lower surface of the semiconductor light emitting device chip is exposed through the colored protective layer.
  • a semiconductor light emitting device comprising two electrodes of a semiconductor light emitting device chip exposed through a colored protective layer.
  • the colored protective layer is a white protective layer, wherein two electrodes of the semiconductor light emitting device chip are exposed through a lower portion of the colored protective layer.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising: cutting a colored protective layer and a light conversion material-containing layer such that the semiconductor light emitting device chip is included.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device further comprising the step of: separating the substrate from the colored protective layer prior to cutting.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device further comprising the step of forming a coating layer on the semiconductor light emitting device chip prior to the enclosing step.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising the steps of: placing a semiconductor light emitting device chip on the substrate to generate light by recombination of electrons and holes; Encapsulating the semiconductor light emitting device chip with a light transmitting material; Forming a colored protective layer to contact the light-transmitting material while opening the upper and lower portions of the semiconductor light emitting device chip; And placing a light conversion material-containing layer on the semiconductor light emitting device chip, the light conversion material containing layer including a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength. Way.
  • the method of manufacturing a semiconductor light emitting device characterized in that it further comprises.
  • a plurality of semiconductor light emitting device chips are placed on the substrate, and prior to forming a colored protective layer, applying a external force in a direction away from each other; Method of manufacturing a semiconductor light emitting device.
  • a method of manufacturing a semiconductor light emitting device comprising: cutting a colored protective layer to include a semiconductor light emitting device chip.
  • a method for manufacturing a semiconductor light emitting element wherein the semiconductor light emitting element chip is a flip chip whose electrode is located on the opposite side of the light conversion material-containing layer.
  • a semiconductor light emitting device comprising: a semiconductor light emitting device chip for generating light by recombination of electrons and holes; And a light conversion material-containing layer containing a light conversion material for converting light generated in the semiconductor light emitting device chip into light having a different wavelength; And a settling distance limiting layer formed around the semiconductor light emitting device chip under the light converting material-containing layer to reduce the settling distance of the light converting material.
  • the sedimentation distance limiting layer may be formed of a sedimentation adjusting layer 32, a colored protective layer 35, or a combination thereof, and serves to reduce or uniformize the sedimentation distance of the light conversion material as compared with a conventional semiconductor light emitting device. do.
  • a semiconductor light emitting device according to claim 1, wherein the settling distance limiting layer comprises a light transmitting material.
  • a semiconductor light emitting element according to claim 1, wherein the settling distance limiting layer includes a colored protective layer.

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Abstract

본 개시(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME)는 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재를 침강 거리를 감소시키도록 광 변환재 함유층 아래에서 반도체 발광소자 칩 주위에 형성되는 침강 거리 제한층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 및 그 제조방법에 관한 것이다.

Description

반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법
본 개시(Disclosure)는 전체적으로 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 관한 것으로, 특히 광 변환재(예: 형광체)의 사용을 줄일 수 있는 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법(SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME)에 관한 것이다.
여기서, 반도체 발광소자는 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 LED(Light Emitting Diode), LD(Laser Diode)와 같은 반도체 광소자를 의미하며, 3족 질화물 반도체 발광소자를 예로 들 수 있다. 3족 질화물 반도체는 Al(x)Ga(y)In(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)로 된 화합물로 이루어진다. 이외에도 적색 발광에 사용되는 GaAs계 반도체 발광소자 등을 예로 들 수 있다.
여기서는, 본 개시에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 기판(100), 기판(100) 위에, 버퍼층(200), 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 전류 확산을 위한 투광성 전도막(600)과, 본딩 패드로 역할하는 전극(700)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 역할하는 전극(800)이 형성되어 있다.
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 일 예(Flip Chip)를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자 칩은 기판(100; 예: 사파이어 기판), 기판(100) 위에, 제1 도전성을 가지는 제1 반도체층(300; 예: n형 GaN층), 전자와 정공의 재결합을 통해 빛을 생성하는 활성층(400; 예: InGaN/(In)GaN MQWs), 제1 도전성과 다른 제2 도전성을 가지는 제2 반도체층(500; 예: p형 GaN층)이 순차로 증착되어 있으며, 그 위에 기판(100) 측으로 빛을 반사시키기 위한 3층으로 된 전극막(901; 예: Ag 반사막), 전극막(902; 예: Ni 확산 방지막) 및 전극막(903; 예: Au 본딩층)이 형성되어 있고, 식각되어 노출된 제1 반도체층(300) 위에 본딩 패드로 기능하는 전극(800; 예: Cr/Ni/Au 적층 금속 패드)이 형성되어 있다. 여기서, 전극막(903) 측이 패키지에 놓일 때, 장착면으로 기능한다. 금속으로 된 반사막(901,902,903) 대신에 유전체 적층 구조를 반사막(예: SiO2/TiO2로 된 DBR)으로 이용하는 것도 가능하다(예: 일본 공개특허공보 제2006-120913호). 이러한 반도체 발광소자 칩을 형광체를 형성하는 방법의 일 예가 미국 등록특허공보 제6,650,044호에 제시되어 있다.
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 리드 프레임(110,120), 몰드(130), 그리고 캐비티(140) 내에 수직형 반도체 발광소자 칩(150; Vertical Type Light-emitting Chip; 도 1 내지 도 2에 제시된 반도체 발광소자(칩)이 구비될 수 있음은 물론이다.)이 구비되어 있고, 캐비티(140)는 광 변환부(Light Conversion)로 기능하도록 형광체(160)를 함유하는 봉지재(170)로 채워져 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)의 하면이 리드 프레임(110)에 전기적으로 연결되고, 상면이 와이어(180)에 의해 리드 프레임(120)에 전기적으로 연결되어 있다. 수직형 반도체 발광소자 칩(150)에서 나온 광(예: 청색광)의 일부가 형광체(160)를 여기시켜 형광체(160)가 광(예: 황색광)을 만들고, 이 광들(청색광+황색광)이 백색광을 만든다. 여기서, 몰드(130)-봉지재(170) 또는 리드 프레임(110,120)-몰드(130)-봉지재(170)가 수직형 반도체 발광소자 칩을 담지한 채로, 반도체 발광소자 패키지의 지지체 즉, 캐리어(Carrier)로 역할한다. 이러한 반도체 발광소자를 구현함에 있어서, 외부로 방출되는 빛의 균일성을 향상시키기 위해, 형광체(160)를 침강시키는 기술이 제시되고 있다(예: 미국 특허등록 제6,960,878호).
도 4는 형광체 침강에 수반하는 문제점을 설명하는 도면으로서, 기재(10; base), 기재(20) 위에 놓인 반도체 발광소자 칩(20), 그리고 기재(10) 위에서 반도체 발광소자 칩(20)을 덮고 있는 봉지재(30)가 도시되어 있다. 봉지재(30)에는 형광체(31)가 균일하게 분포되어 있다. 도 4의 아래에서와 같이, 적절한 봉지재(30) 경화 조건을 이용하여, 봉지재(30) 내에서 형광체(31)를 침강시킬 수 있다. 이때, 반도체 발광소자 칩(20) 위 영역(A)의 봉지재(30) 두께(t1)가, 반도체 발광소자 칩(20)이 놓이지 않는 영역(B)의 봉지재(30) 두께(t2)보다 얇으므로, 즉, 영역(A) 위의 형광체(31)의 양이 영역(B) 위의 형광체(31)의 양보다 작으므로, 침강이 완료된 후 영역(A)에 침강된 형광체(31)와 영역(B)에 침강된 형광체(31)의 양이 달라 반도체 발광소자로부터 외부로 방출되는 빛의 불균일 및/또는 형광체(31)의 광 변환 효율의 저하를 가져올 수 있으며, 또한 불필요하게 많은 양의 형광체를 사용하게 되는 문제점을 가진다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to one aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재를 침강 거리를 감소시키도록 광 변환재 함유층 아래에서 반도체 발광소자 칩 주위에 형성되는 침강 거리 제한층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하며, 반도체 발광소자 칩을 덮고 있는 봉지재;로서, 반도체 발광소자 칩 위 영역에서의 광 변환재 밀도가, 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역에서의 광 변환재 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며, 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 반도체 발광소자 칩의 적어도 일부를 둘러싸도록 침강 조절층을 형성하는 단계; 침강 조절층 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 형성하는 단계; 그리고, 광 변환재 함유층 내의 광 변환재를 침강 조절층으로 침강시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자가 제공된다.
본 개시에 따른 또 다른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 제공된다.
본 개시에 따른 일 태양에 의하면(According to another aspect of the present disclosure), 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 반도체 발광소자 칩을 투광성 물질로 봉지하는(encapsulating) 단계; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 투광성 물질과 접촉하도록 유색의 보호층을 형성하는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 제공된다.
이에 대하여 '발명의 실시를 위한 구체적인 내용'의 후단에 기술한다.
도 1은 종래의 반도체 발광소자 칩의 일 예(Lateral Chip)를 나타내는 도면,
도 2는 미국 등록특허공보 제7,262,436호에 제시된 반도체 발광소자 칩의 일 예(Flip Chip)를 나타내는 도면,
도 3은 종래의 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 4는 형광체 침강에 수반하는 문제점을 설명하는 도면,
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면,
도 6 내지 도 8은 침강 조절층과 광 변환재 함유층 구성의 다양한 조합을 나나태는 도면,
도 9는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법이 일 예를 나타내는 도면,
도 10은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 다른 예를 나타내는 도면,
도 11 내지 도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 예들을 나타내는 도면,
도 13 내지 도 15는 광 변환재 함유층과 유색의 보호층의 다양한 조합을 나타내는 도면,
도 16은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면,
도 18 내지 도 23은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면.
이하, 본 개시를 첨부된 도면을 참고로 하여 자세하게 설명한다(The present disclosure will now be described in detail with reference to the accompanying drawing(s)).
도 5는 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 일 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 기재(10) 위에, 반도체 발광소자 칩(20), 광 변환재(31)를 함유하는 광 변환재 함유층(33) 그리고, 광 변환재 함유층(33)으로부터 침강되는 광 변환재(31)를 함유하는 침강 조절층(32)을 포함한다. 반도체 발광소자 칩(20)으로는, 도 1 내지 도 3에 도시된 형태를 가지는 반도체 발광소자 칩이 사용될 수 있으며, 3족 질화물 반도체로 이루어진 반도체 발광소자 칩이 사용될 수 있다. 광 변환재(31)는 반도체 발광소자 칩의 활성층으로부터 생성되는 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 것이라면 어떠한 것이라도 좋지만(예: 안료, 염료 등), 광 변환 효율을 고려할 때 형광체(예: YAG, (Sr,Ba,Ca)2SiO4:Eu 등)를 사용하는 것이 바람직하다. 광 변환재 함유층(33)에는 광 산란재 등이 부가적으로 더 함유될 수 있다. 광 변환재 함유층(33)으로는, 반도체 발광소자 분야에서 일반적으로 사용되는 에폭시 수지, 실리콘 수지 등이 이용될 수 있다. 침강 조절층(32)으로는, 광 변환 함유층(31)과 동일한 물질을 사용할 수 있으며, 필요에 따라 점도 및/또는 경화 속도가 다른 물질을 사용하는 것도 가능하다. 기재(10)에 반도체 발광소자 칩(20)을 위치시킨 다음, 침강 조절층(32)을 형성(예: 디스펜싱, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등)하고, 그 위에 광 변환재 함유층(33)을 스프레이, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핑 코팅, 디스펜싱과 같은 방법으로 형성한다. 두께의 균일도나 형광체의 내부 밀도 등의 관점에서 스프레이 코팅이 바람직하다. 침강 조절층(32) 및 광 변환재 함유층(33)을 구성하는 재질은 열경화성 수지인 것이 일반적이므로, 침강 조절층(32)을 형성한 다음, 침강 조절층(32)이 경화되기 전에 또는 침강 조절층(32)이 경화되지 않는 상태를 유지하면서, 광 변환재 함유층(33)을 형성한 다음, 광 변환재(31)가 광 변환재 함유층(33)으로부터 침강 조절층(32)으로 침강되도록 경화 조건을 유지한다. 자연 침강이 불가능한 것은 아니나, 침강이 잘 일어나도록 온도를 조절하는 것이 일반적이며, 이러한 침강 공정은 당업자가 일반적으로 사용하는 공정이다. 일반적으로 실리콘의 경우에는 경화 온도가 40~90℃에서는 상온보다 그 점도가 약해져서 액상화가 이루어지고, 그 구간을 지나고 나면 경도가 다시 강화되는데, 액상화가 이루어지는 온도와 시간을 조절함으로써 침강되는 정도를 조절할 수 있으며, 실리콘에 바인더를 포함하지 않는 경우에는 그 침강 속도가 더 빨라질 수 있다. 예를 들어, 50~80℃의 온도에서 10~60분의 시간 동안 침강 공정을 행할 수 있다.
기재(10)는 반도체 발광소자의 일부를 구성하여도 좋고 그렇지 않아도 좋다. 기재(10)가 반도체 발광소자의 일부를 구성하는 경우에, 도 3의 리드 프레임, 전기 패턴이 형성된 PCB, 서브마운트 등이 기재(10)의 예가 될 수 있다. 기재(10)가 반도체 발광소자의 일부를 구성하지 않는 경우에, 침강 및 경화가 완료된 후에, 기재(10)가 제거되고 블레이드(40)에 의한 쏘잉(sawing)과 같은 방법으로 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)을 절단하여, 낱개로 된 반도체 발광소자를 구성하는 것이 가능해진다(도 9 참조). 이러한 방법은 특히, 두 개의 전극(21)이 침강 조절층(32) 측으로 노출될 수 있는 플립 칩 형태의 반도체 발광소자 칩(20)이 이용될 때 이점을 가진다. 기재(10)를 그대로 두고, 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)을 절단하는 것도 가능하다. 따라서, 본 개시에 따른 반도체 발광소자는 포탄형 패키지, SMD(Surface Mounted Device)타입 패키지, COB(Chip on Board) 타입 패키지 등 다양한 형태를 가질 수 있지만, 반도체 발광소자 칩(20), 침강 조절층(32) 그리고 광 변환재 함유층(33)을 구비하는 것으로 충분하다.
광 변환제(31)를 반드시 바닥면까지 침강시키지 않아도 된다는 점을 당업자는 잘 알고 있을 것이다. 도 5에 있어서, 영역(A)의 두께(t1) 내에서 광 변환제(31)의 밀도 또는 농도(Concentration)가, 영역(B)의 두께(t2) 내에서 광 변환제(31)의 밀도 또는 농도보다 크다는 것을 당업자는 잘 알 수 있다. 광 변환재 함유층(33)에 투입된 광 변환재(31)의 밀도 또는 농도가 전체적으로 균일하다고 가정할 때, 양 영역(A,B)에서의 광 변환제(31)의 총 개수는 유사하지만, 두께가 달라, 즉 그 부피가 달라 밀도 또는 농도가 달라지게 된다.
도 6 내지 도 8은 침강 조절층과 광 변환재 함유층 구성의 다양한 조합을 나나태는 도면으로서, 도 6에는 침강 조절층(32)의 두께(t4)와 광 변환재 함유층(33)의 두께(t3)가 동일한 예가 제시되어 있으며, 도 7에는 영역(A) 위에서의 두께(t1)와 침강 조절층(32)의 두께(t4)가 동일한 예가 제시되어 있고, 도 8에는 침강 조절층(32)이 반도체 발광소자 칩(20)의 높이에 미치지 못하는 예가 제시되어 있으며(침강 조절층(32)이 반도체 발광소자 칩(20)의 일부만을 덮고 있음), 또한 침강 조절층(32)과 광 변환재 함유층(33)에 함유된 광 변환재(31)와 별도로 광 변환재 및/또는 광 산란재(34)를 함유하는 예가 제시되어 있다. 이러한 구성적 조합, 양자의 점도, 경화 조건 등을 통해, 광 변환재(33)의 함유량, 침강 조절층(32) 및 광 변환재 함유층(33) 내에서의 분포 밀도, 침강 시간 등을 조절할 수 있게 된다.
도 10은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 침강 조절층(32) 대신에 유색의 보호층(35)을 구비한다. 이러한 유색의 보호층(35)을 도입하여, 유색의 보호층(35) 위에 광 변환재 함유층(33)을 형성함으로써, 반도체 발광소자 칩(20) 측면에서의 광 변환재(31)가 불필요하게 많이 사용되는 것을 막을 수 있다. 광 변환재 함유층(33)은 전술한 방법으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 스프레이 코팅으로 형성하거나, 디스펜싱, 스크린 프린팅, 또는 스텐실로 형성할 수 있다. 부가적으로 광 변환재(31)를 침강시킬 수 있다. 침강은 광 변환재 함유층(33) 내에서 광 변환재(31)의 분포를 아래쪽으로 균일하게 하여 발광소자의 전체 발광을 균일하게 하는데 기능할 수 있다. 유색의 보호층(35)은 1차적으로 광 변환재(31)의 사용량을 줄이는 기능을 하지만, 부가적으로 그리고 바람직하게는 반도체 발광소자 칩(20)으로부터 생성되는 빛을 반사하는 기능을 가지며 따라서 유색, 즉 빛을 투과하지 않는 색을 가진다. 이러한 관점에서 유색의 보호층(35)은 백색 물질(예: 백색 실리콘)로 이루어지는 것이 바람직하다. 도 10에서, 유색의 보호층(35)은 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a) 및 하부(20b)를 개방하면서 반도체 발광소자 칩(20)의 측면(20c)과 접촉하도록 둘러싸고 있다. 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a) 및 하부(20b)는 유색의 보호층(35)의 상부 및 하부이기도 하다. 도 2와 관련하여 설명된 다양한 플립 칩 형태의 반도체 발광소자 칩(20)이 이용될 수 있으며, 이 경우에 반도체 발광소자 칩(20)의 두 개의 전극(21,21)이 유색의 보호층(35)의 하부(20b)를 통해 노출될 수 있다. 여기서 노출은 반도체 발광소자 칩(20)과 유색의 보호층(35)과의 관계에서 노출을 의미하며, 기재(10)를 통한 노출이나, 기재(10)의 제거를 의미하는 것은 아니다. 기재(10)는 전술한 것과 마찬가지의 형태를 가질 수 있으며, 제거될 수 있다.
도 11 내지 도 12는 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 다른 예들을 나타내는 도면으로서, 도 11에서, 기재(10)가 제거된 후에 반도체 발광소자 칩(20), 유색의 보호층(35) 그리고 광 변환재 함유층(33)의 절단이 이루어지며, 도 12에서, 기재(10)를 그대로 둔 채로 절단이 이루어진다. 기재(10)에 전기적 패턴이 형성될 수 있으며, 이 경우에 반도체 발광소자 칩(20)의 형태에 따라 와이어 본딩, 도전성 페이스트, 유테틱 본딩 등의 방법으로 기재(10)와 반도체 발광소자 칩(20)이 전기적으로 연통될 수 있다.
도 13 내지 도 15는 광 변환재 함유층과 유색의 보호층의 다양한 조합을 나타내는 도면으로서, 도 13에는, 유색의 보호층(35)의 상면(35d)이 반도체 발광소자 칩(20)의 상면(20d) 아래에 놓이는 반도체 발광소자가 제시되어 있으며, 도 14에는, 유색의 보호층(35)의 상면(35d)이 반도체 발광소자 칩(20)의 상면(20d) 위에 놓이는 반도체 발광소자가 제시되어 있고, 도 15에는, 유색의 보호층(35)과 반도체 발광소자 칩(20)이 만나는 측에서 모따기되어 경사면(36)을 가지는 반도체 발광소자가 제시되어 있다. 각각의 반도체 발광소자에서, 유색의 보호층(35)을 형성한 다음, 이를 기계적 연마, 건식 식각, 습식 식각 또는 이들의 조합을 통해 해당하는 유색의 보호층(35)의 구조를 가지도록 형성할 수 있다. 경사면(36)은 도 14에 도시된 유색의 보호층(35)을 형성하는 과정에서 꼭지점에서 식각이 활발히 이루어지므로 이러한 활발한 식각을 통해 형성될 수 있다.
도 16은 본 개시에 따른 또 다른 반도체 발광소자의 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 반도체 발광소자 칩(20)에 도포층 또는 코팅층(37)을 구비하며, 유색의 보호층(35)이 코팅층(37)을 매개로 반도체 발광소자 칩(20)에 접촉되어 있다. 바람직하게는 코팅층(37)은 투광성 물질(예: 투명 실리콘)로 형성되어, 유색의 보호층(35)에 의한 빛의 흡수를 줄이는 역할을 한다. 예를 들어, 굴절률이 1.6보다 작은 물질이 사용될 수 있다. 코팅층(37)은 디스펜싱, 스프레이 코팅, 스핀 코팅 등 다양한 방법으로 형성될 있으며, 스프레이 코팅, 스핀 코팅을 이용하는 경우에, 컨포멀 코팅될 수 있다. 여기서 컨포멀 코팅이라 함은 코팅층(37)의 내외면이 반도체 발광소자 칩(20)의 외부 형상을 그대로 따르는 것을 의미하며 코팅은특별한 의미를 가지는 것은 아니며, 덮고 있다 정도의 의미를 가진다. 도포층 또는 코팅층(37)에도 광 변환제가 함유될 수 있으며, 그 농도는 광 변환재 함유층(33)보다 낮을 수 있다. 광 변환재 함유층(33)으로부터 광 변환재(31)가 침강하는 것 및 그 내에서 광 변환재가 침강하는 것도 가능하다.
도 17은 본 개시에 따른 반도체 발광소자의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 반도체 발광소자는 유색의 보호층(35)에 더하여, 기재(10) 위에 놓인 반도체 발광소자 칩(20)을 봉지하는(encapsulating) 투광성 물질(38)을 더 구비한다. 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a) 및 하부(20b)는 빛이 투과될 수 있도록 유색의 보호층(35)에 의해 덮히지 않고 개방되어 있으며, 그 위에는 광 변환재(31)를 함유하는 광 변환재 함유층(33)이 형성되어 있다. 전술한 바와 같이, 유색의 보호층(35)은 바람직하게는 백색으로 구비된다. 투광성 물질(38)은 침강 조절층(32)과 동일한 방법 및 동일한 물질로 형성될 수 있으며, 추가적으로 광 변환재를 구비할 수 있다. 도 17에서, 투광성 물질(38)의 높이 및 유색의 보호층(35)의 높이가 반도체 발광소자 칩(20)의 높이보다 높지만, 도 10 및 도 13에 도시된 바와 같이, 다양한 높이 관계를 가질 수 있다. 따라서 투광성 물질(38)이 반드시 반도체 발광소자 칩(20)의 상부(20a)까지를 봉지해야 하는 것은 아님을 당업자는 알 수 있을 것이다. 이러한 구성을 통해, 광 변환재(31)의 소모량을 줄이는 한편, 유색의 보호층(35)에 의한 광 흡수를 줄일 수 있게 된다.
도 18 내지 도 23은 본 개시에 따른 반도체 발광소자를 제조하는 방법의 또 다른 예를 나타내는 도면으로서, 도 18에 도시된 바와 같이, 먼저 기재(10) 위에 하나 또는 복수의 반도체 발광소자 칩(20,20)을 놓은 다음, 투광성 물질(38)로 반도체 발광소자 칩(20)을 봉지한다. 전술한 바와 같이, 투광성 물질(38; 예: 에폭시 수지, 실리콘 수지)은 디스펜싱, 스텐실, 스크린 프린팅, 스핀 코팅 등의 방법으로 형성될 수 있다. 다음으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 투광성 물질(38)에 틈(38a)을 형성하여 투광성 물질(38)을 분리한다. (a)에서와 같이, 틈(38a)은 기재(10)에 이르기까지 형성될 수 있지만, (b)에서와 같이, 기재(10)에 이르지 않도록 형성될 수도 있다. 틈(38a)은 블레이드를 이용한 쏘잉(sawing), 뾰족한 tip을 이용한 프레스 등의 방법으로 형성될 수 있다. 다음으로, 바람직하게는, 도 20에 도시된 바와 같이, 틈(38a)을 넓히도록 또는 반도체 발광소자 칩(20,20)이 서로 멀어지도록 사방으로 외력(F)을 가한다. 예를 들어, 기재(10)를 블루 테이프와 같은 연성(flexible)을 가지는 재질로 구성한 다음, 기재(10)를 틈(38a)을 넓힐 수 있는 일방향 이상으로 인장함으로써, 외력(F)을 가할 수 있다. 이렇게 되면, 넓은 폭의 블레이드를 이용하는 경우보다 투광성 물질(38) 및 여기에 함유되는 광 변환재의 소모를 줄일 수 있게 된다. 다음으로, 도 21에 도시된 바와 같이, 틈(38a)에 유색의 보호층(35)을 형성한다. 유색의 보호층(35)은 디스텐싱, 스크리닝 등의 방법으로 형성할 수 있으며, 또한 몰드를 이용하여 형성할 수도 있다. 마지막으로, 도 17에서와 같이, 광 변환재 함유층(33)을 형성한다. 필요에 따라, 도 22에 도시된 바와 같이, 블레이드(40)를 이용하여 반도체 발광소자 칩(20)이 포함되도록 유색의 보호층(35)을 절단할 수 있다. 또한 도 23에 도시된 바와 같이, 투광성 물질(38)에 광 변환재(31)와 별도로, 광 변환재 또는 광 산란재(39)를 함유할 수 있으며, 기재(10)를 제거하거나, 기재(10)를 제거한 상태에서 블레이드 또는 줄톱(40) 등을 이용하여 절단하는 것이 가능하다.
이하, 본 개시의 다양한 실시 형태에 대하여 설명한다.
(1) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하며, 반도체 발광소자 칩을 덮고 있는 봉지재;로서, 반도체 발광소자 칩 위 영역에서의 광 변환재 밀도가, 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역에서의 광 변환재 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 여기서, 봉지재(encapsulant)는 말 그대로 반도체 발광소자 칩을 둘러싸고 있는 단일 또는 복수의 물질로 된 커버층을 의미한다. 예를 들어, 형광체를 함유하지 않은 수지재를 디스펜싱한 다음, 연속하여 형광체를 함유하는 동일한 재질의 수지재를 디스펜싱함으로써 형성될 수도 있고, 형광체를 함유하지 않은 수지재를 디스펜싱한 다음, 스프레이 코팅으로 형광체 또는 형광체층을 도포함으로써 형성될 있으며, 다양한 방법으로 형성될 수 있다.
(2) 봉지재는 반도체 발광소자 칩 위 영역의 두께가 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(3) 봉지재는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층과, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(4) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며, 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(5) 광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(6) 광 변환재 함유층과 침강 조절층이 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 이러한 구성을 통해, 종래기술의 문제점을 해소하는 한편, 종래기술과 동일한 봉지재로 된 반도체 발광소자를 구현할 수 있게 된다.
(7) 침강 조절층의 점도가 광 변환재 함유층의 점도보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 이러한 구성을 통해, 종래에 비해 광 변환재의 침강 시간을 줄일 수 있게 된다.
(8) 침강 조절층이 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재와 별도로 광 변환재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 예를 들어, 광 변환재 함유층의 광 변환재를 황색 형광체로 하고, 침강 조절층 내의 별도의 광 변환재를 적색 또는 녹색 형광체로 하는 것이 가능하다.
(9) 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 반도체 발광소자 칩의 적어도 일부를 둘러싸도록 침강 조절층을 형성하는 단계; 침강 조절층 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 형성하는 단계; 그리고, 광 변환재 함유층 내의 광 변환재를 침강 조절층으로 침강시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. 광 변환재 함유층이 광 변환재 자체만으로 구성될 수 있음을 물론이다. 예를 들어, 침강 조절층 위에 형광체를 도포한 다음, 이것을 침강시키는 것을 본 개시는 배제하지 않는다.
(10) 적어도 하나의 반도체 발광소자 칩이 포함되도록 침강 조절층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법. 도 9에서 칩은 하나씩 절단하는 것을 예시하였지만, 필요에 따라 복수개씩 절단하는 것도 가능하다.
(11) 절단하는 단계에 앞서, 기재를 침강 조절층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(12) 반도체 발광소자 칩은 전극이 침강 조절층으로 노출되는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(13) 광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(14) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(15) 유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.\
(16) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(17) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(18) 유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면과 만나는 측에서 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(19) 반도체 발광소자 칩에 컨포멀(conformal) 코팅된 코팅층;을 더 포함하며, 유색의 보호층은 코팅층을 매개로 반도체 발광소자 칩에 접촉되는 것을 특징을 하는 반도체 발광소자.
(20) 반도체 발광소자 칩과 유색의 보호층이 놓이는 기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(21) 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 하면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(22) 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(23) 유색의 보호층은 백색 보호층이며, 유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(24) 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(25) 반도체 발광소자 칩이 포함되도록 유색의 보호층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(26) 절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(27) 반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(28) 둘러싸는 단계에 앞서, 반도체 발광소자 칩에 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(29) 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서, 기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계; 반도체 발광소자 칩을 투광성 물질로 봉지하는(encapsulating) 단계; 반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 투광성 물질과 접촉하도록 유색의 보호층을 형성하는 단계; 그리고, 반도체 발광소자 칩 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(30) 유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 틈이 형성되도록 투광성 물질을 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(31) 기재에 복수의 반도체 발광소자 칩이 놓여 있으며, 유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 복수의 반도체 발광소자 칩이 서로 멀어지는 방향으로 외력을 가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(32) 유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 틈이 넓어지도록 투광성 물질에 외력을 가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(33) 유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(34) 유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(35) 반도체 발광소자 칩을 포함하도록 유색의 보호층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(36) 절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(37) 투광성 물질이 추가로 광 변환재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(38) 반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
(39) 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재를 침강 거리를 감소시키도록 광 변환재 함유층 아래에서 반도체 발광소자 칩 주위에 형성되는 침강 거리 제한층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자. 여기서 침강 거리 제한층은 침강 조절층(32), 유색의 보호층(35) 또는 이들의 조합으로 이루어질 수 있으며, 광 변환재의 침강 거리를 종래의 반도체 발광소자에 비해 줄이거나, 균일하게 하는 역할을 한다.
(40) 침강 거리 제한층이 투광성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
(41) 침강 거리 제한층이 유색의 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
본 개시에 따른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 봉지재 내에 반도체 발광소자 칩의 존재로 인해 발생하는 광 변환재 침강시의 문제점을 해소할 수 있게 된다.
본 개시에 따른 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 소모량을 줄일 수 있게 된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 균일한 침강을 통해 외부로 취출되는 광의 균일성 및/또는 광 변환 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 소모량을 줄이는 한편, 빛을 반도체 발광소자 상부로 반사할 수 있게 된다.
본 개시에 따른 또 다른 하나의 반도체 발광소자 및 이를 제조하는 방법에 의하면, 광 변환재의 소모량을 줄이는 한편, 유색의 보호층에 의한 광 흡수를 줄일 수 있게 된다.

Claims (43)

  1. 반도체 발광소자에 있어서, 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고, 광 변환재를 침강 거리를 감소시키도록 광 변환재 함유층 아래에서 반도체 발광소자 칩 주위에 형성되는 침강 거리 제한층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  2. 청구항 1에 있어서,
    침강 거리 제한층이 투광성 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  3. 청구항 2에 있어서,
    침강 거리 제한층이 유색의 보호층을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  4. 반도체 발광소자에 있어서,
    전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩; 그리고,
    반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하며, 반도체 발광소자 칩을 덮고 있는 봉지재;로서, 반도체 발광소자 칩 위 영역에서의 광 변환재 밀도가, 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역에서의 광 변환재 밀도보다 높은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  5. 청구항 4에 있어서,
    봉지재는 반도체 발광소자 칩 위 영역의 두께가 반도체 발광소자 칩이 위치하지 않는 영역의 두께보다 얇은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  6. 청구항 4에 있어서,
    봉지재는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층과, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  7. 청구항 4에 있어서,
    광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  8. 청구항 7에 있어서,
    봉지재는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층과, 광 변환재 함유층의 하부에 위치하며 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층을 구비하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  9. 반도체 발광소자에 있어서,
    전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩;
    반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층; 그리고,
    광 변환재 함유층의 하부에 위치하며, 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재를 함유하는 침강 조절층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  10. 청구항 9에 있어서,
    광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  11. 청구항 9에 있어서,
    광 변환재 함유층과 침강 조절층이 동일한 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  12. 청구항 9에 있어서,
    침강 조절층의 점도가 광 변환재 함유층의 점도보다 낮은 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  13. 청구항 9에 있어서,
    침강 조절층이 광 변환재 함유층으로부터 침강된 광 변환재와 별도로 광 변환재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  14. 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
    기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계;
    반도체 발광소자 칩의 적어도 일부를 둘러싸도록 침강 조절층을 형성하는 단계;
    침강 조절층 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 형성하는 단계; 그리고,
    광 변환재 함유층 내의 광 변환재를 침강 조절층으로 침강시키는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  15. 청구항 14에 있어서,
    적어도 하나의 반도체 발광소자 칩이 포함되도록 침강 조절층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  16. 청구항 15에 있어서,
    절단하는 단계에 앞서, 기재를 침강 조절층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  17. 청구항 15에 있어서,
    반도체 발광소자 칩은 전극이 침강 조절층으로 노출되는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  18. 청구항 17에 있어서,
    광 변환재는 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  19. 반도체 발광소자에 있어서,
    전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩;
    반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 유색의 보호층; 그리고,
    반도체 발광소자 칩의 상부에 형성되며, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  20. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  21. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 아래에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  22. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면 위에 위치하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  23. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층의 상면이 반도체 발광소자 칩의 상면과 만나는 측에서 모따기되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  24. 청구항 19에 있어서,
    반도체 발광소자 칩에 컨포멀(conformal) 코팅된 코팅층;을 더 포함하며,
    유색의 보호층은 코팅층을 매개로 반도체 발광소자 칩에 접촉되는 것을 특징을 하는 반도체 발광소자.
  25. 청구항 19에 있어서,
    반도체 발광소자 칩과 유색의 보호층이 놓이는 기재;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  26. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 하면이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  27. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  28. 청구항 19에 있어서,
    유색의 보호층은 백색 보호층이며,
    유색의 보호층 하부를 통해 반도체 발광소자 칩의 두 개의 전극이 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자.
  29. 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
    기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계;
    유색의 보호층으로 반도체 발광소자 칩과 접촉하도록 둘러싸는 단계; 그리고,
    반도체 발광소자 칩의 개방된 상부에, 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  30. 청구항 29에 있어서,
    반도체 발광소자 칩이 포함되도록 유색의 보호층과 광 변환재 함유층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  31. 청구항 30에 있어서,
    절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  32. 청구항 29에 있어서,
    반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  33. 청구항 29에 있어서,
    둘러싸는 단계에 앞서, 반도체 발광소자 칩에 코팅층을 형성하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방방법.
  34. 반도체 발광소자를 제조하는 방법에 있어서,
    기재에 전자와 정공의 재결합을 이용해 빛을 생성하는 반도체 발광소자 칩을 놓는 단계;
    반도체 발광소자 칩을 투광성 물질로 봉지하는(encapsulating) 단계;
    반도체 발광소자 칩의 상부 및 하부를 개방하면서 투광성 물질과 접촉하도록 유색의 보호층을 형성하는 단계; 그리고,
    반도체 발광소자 칩 위에 반도체 발광소자 칩에서 생성된 빛을 다른 파장의 빛으로 변환하는 광 변환재를 함유하는 광 변환재 함유층을 놓는 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  35. 청구항 34에 있어서,
    유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 틈이 형성되도록 투광성 물질을 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  36. 청구항 34에 있어서,
    기재에 복수의 반도체 발광소자 칩이 놓여 있으며,
    유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 복수의 반도체 발광소자 칩이 서로 멀어지는 방향으로 외력을 가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  37. 청구항 35에 있어서,
    유색의 보호층을 형성하는 단계에 앞서, 틈이 넓어지도록 투광성 물질에 외력을 가하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  38. 청구항 34에 있어서,
    유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  39. 청구항 37에 있어서,
    유색의 보호층은 백색 보호층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  40. 청구항 34에 있어서,
    반도체 발광소자 칩을 포함하도록 유색의 보호층을 절단하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  41. 청구항 39에 있어서,
    절단하는 단계에 앞서, 기재를 유색의 보호층으로부터 분리하는 단계;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  42. 청구항 34에 있어서,
    투광성 물질이 추가로 광 변환재를 함유하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
  43. 청구항 34에 있어서,
    반도체 발광소자 칩은 전극이 광 변환재 함유층의 반대 측에 위치하는 플립 칩인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자를 제조하는 방법.
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