(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-04
(45)【発行日】2024-09-12
(54)【発明の名称】発光素子
(51)【国際特許分類】
H01L 33/08 20100101AFI20240905BHJP
【ＦＩ】
H01L33/08
【請求項の数】
5
(21)【出願番号】P 2021523211
(86)(22)【出願日】2019-11-07
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-01-17
(86)【国際出願番号】 KR2019015092
(87)【国際公開番号】W WO2020096386
(87)【国際公開日】2020-05-14
【審査請求日】2022-11-02
(31)【優先権主張番号】62/756,901
(32)【優先日】2018-11-07
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】16/672,691
(32)【優先日】2019-11-04
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】506029004
【氏名又は名称】ソウル バイオシス カンパニー リミテッド
【氏名又は名称原語表記】ＳＥＯＵＬ ＶＩＯＳＹＳ ＣＯ．，ＬＴＤ．
【住所又は居所原語表記】６５－１６，Ｓａｎｄａｎ－ｒｏ １６３ Ｂｅｏｎ－ｇｉｌ，Ｄａｎｗｏｎ－ｇｕ，Ａｎｓａｎ－ｓｉ，Ｇｙｅｏｎｇｇｉ－ｄｏ，Ｒｅｐｕｂｌｉｃ ｏｆ Ｋｏｒｅａ
(74)【代理人】
【識別番号】110000408
【氏名又は名称】弁理士法人高橋・林アンドパートナーズ
(72)【発明者】
【氏名】イ，チョン フン
【審査官】東松 修太郎
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１５／０３７０８２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特表２０１７－５２２５８３（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２００５／０９８８０２（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１１－０４０３５２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－０５９８０９（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００５－０７２３９７（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｌ ３３／００－３３／６４
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
パッドと、前記パッド上の発光部と、
互いに対向する第１の面及び第２の面を有し、前記第１の面が前記発光部で覆われる透光性材料と、
前記透光性材料の前記第２の面に配置され前記発光部の少なくとも一部を露出する遮光層と、を有し、
前記遮光層は、前記発光部から発せられる光の波長のうち最も長い波長の長さよりも大きい厚さを有する領域を有し、
前記遮光層は前記透光性材料の前記第２の面とは反対側の面が凹面を有することを特徴とする発光デバイス。
【請求項2】
前記遮光層は、発光部の周囲を覆って光取り出し面を画定する、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項3】
光取り出し面の幅は遮光層の前記領域の厚さよりも小さい、請求項２に記載の発光デバイス。
【請求項4】
前記遮光層は前記発光部の少なくとも一部を露出させる領域の側面に光を散乱する粗面を含む、請求項１に記載の発光デバイス。
【請求項5】
前記遮光層は前記透光性材料の長手方向に対して直立した側壁を有する、請求項１に記載の発光デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明の例示的な実施形態は、広くは発光デバイスに関し、より具体的には、複数の発光部を含む発光デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
発光ダイオードは、無機光源として、表示装置、車両灯、一般照明など様々な分野で多用されている。発光ダイオードは、寿命が長く、消費電力が少なく、応答速度が速いために、急速に既存の光源を置き換えつつある。
【0003】
一般的に、表示装置は青、緑、赤の混色を利用して様々な色を表示する。 表示装置の各画素は、青、緑、赤のサブピクセルを含み、これらのサブピクセルの色によって特定の画素の色が決定され、画素の組み合わせによって画像が表示される。
【0004】
発光ダイオードは、主に表示装置のバックライト光源として使用されてきた。しかし近年、次世代ディスプレイとして、発光ダイオードを用いて画像を直接表示することができるマイクロＬＥＤディスプレイが開発されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明の例示的な実施形態に従って構成されたデバイスは、混色を抑制し、光の再現性を向上させることができる。
【0006】
本発明の概念のさらなる特徴は、以下の説明に記載され、その一部は、説明から明らかにされ、又は本発明の概念の実施によって得ることができる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
例示的な実施形態に係る発光デバイスは、互いに対向する第１の面及び第２の面を有する基板と、基板の第１の面に配置され発光領域を画定する複数の発光部と、基板の第２の面に配置され発光領域の少なくとも一部を露出する遮光層と、を含み、遮光層は、発光部から発せられる光の波長のうち最も長い波長の長さよりも大きい厚さを有する。
【0008】
遮光層は発光部の周囲を覆うことにより光取り出し面を画定してもよい。
【0009】
光取り出し面の幅は遮光層の厚さよりも小さくてもよい。
【0010】
遮光層は粗面を含む側面を有していてもよい。
【0011】
遮光層は、基板の第２の面に対向する第１の面と、基板の第１の面に対向する第２の面とを含み、遮光層の第２の面は凹凸面を有していてもよい。
【0012】
遮光層は基板の長手方向に対して直立した側壁を有していてもよい。
【0013】
遮光層は基板の長手方向に対して傾斜した側壁を有していてもよい。
【0014】
遮光層は、基板の第２の面に対向する第１の面と、基板の第１の面に対向する第２の面とを有し、遮光層は、遮光層の第１の面から遮光層の第２の面まで幅が広くなっていてもよい。
【0015】
他の実施形態の詳細は、詳細な説明及び図面に含まれる。
【発明の効果】
【0016】
本発明の発光デバイスは、遮光層を用いて発光面積よりも小さい光取り出し面を規定しているので、発光デバイスのコントラストを向上させることができる。また、十分な厚さの遮光層を用いることにより、狭い幅の光取り出し面を透過した光の回折をなくすことで、発光デバイスを用いた表示装置の画像のボケを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1A】例示的な実施形態に係る発光デバイスの上面図である。
【図1B】例示的な実施形態に係る発光デバイスの上面図である。
【図4】例示的な実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図5】例示的な実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図6】例示的な実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図7】例示的な実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
【図8】例示的な実施形態に係る発光デバイスの製造方法を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【0018】
本開示の構成及び効果を十分に理解するために、本開示の実施形態を、添付図面を参照して説明する。しかしながら、本開示は、本明細書に記載される実施形態に限定されず、様々な形態で実施されてもよく、様々な変更が加えられてもよい。
【0019】
本開示の実施形態において使用されるように、技術用語は、他に定義されない限り、当業者に通常知られている意味として解釈することができる。
【0020】
以下、本発明の発光デバイスについて、種々の実施例を用いて図面を参照しながら説明する。
【0021】
図１Ａ及び図１Ｂは、例示的な実施形態による発光デバイスの上面図である。図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄは、図１Ａ及び図１ＢのＡ－Ａ’線に沿った断面図である。図３Ａは、図１Ａに示す発光デバイスの発光構造体の上面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＡ－Ａ’線及びＢ－Ｂ’線に沿った断面図である。
【0022】
【0023】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、及び図２Ｄを参照すると、発光デバイスは、第１の面ＳＦ１＿Ｓと、第１の面ＳＦ１＿Ｓに対向する第２の面ＳＦ２＿Ｓとを有する基板１００と、基板１００の第１の面ＳＦ１＿Ｓ上に配置された複数の発光部ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３と、基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓ上に配置された遮光層ＬＳとを含むことができる。
【0024】
基板１００は、その上に窒化ガリウム系半導体層を成長させることができるものであればよく、サファイア（Ａｌ２Ｏ３）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＮ）、窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）、又はシリコンを含んでいてもよい。また、基板１００は、パターン化されたサファイア基板であってもよい。いくつかの例示的な実施形態では、基板１００は、可視光を透過する材料を含んでいてもよい。
【0025】
図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、発光デバイスは、第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２、及び第３の発光部ＬＥ３が縦方向に積層された発光構造体ＬＥＤを含んでいてもよい。また、基板１００は、発光構造体ＬＥＤが配置された発光領域ＬＥＡと、発光領域ＬＥＡの周辺の周辺領域ＰＰＡとを含んでいてもよい。例えば、それぞれの発光構造体ＬＥＤが、第３の発光部ＬＥ３から第１の発光部ＬＥ１に向かって徐々に増加する幅を有する場合、それぞれの発光領域ＬＥＡは、それぞれの発光構造体ＬＥＤの最大幅と実質的に同じ第１の幅Ｗ１を有していてもよい。
【0026】
基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓが光取り出し面ＬＥＸを含む場合、第１の発光部ＬＥ１から出射される光の波長が最も短く、第２の発光部ＬＥ２から出射される光の波長が第１の発光部ＬＥ１から出射される光の波長よりも長く、及び第３の発光部ＬＥ３から出射される光の波長よりも短く、第３の発光部ＬＥ３から出射される光の波長が最も長くなってもよい。例えば、第１の発光部ＬＥ１が青色の光を、第２の発光部ＬＥ２が緑色の光を、第３の発光部ＬＥ３が赤色の光を発してもよい。この場合、第１の発光部ＬＥ１から発生した光の波長は約４５０ｎｍから４９５ｎｍであり、第２の発光部ＬＥ２から発生した光の波長は約４９５ｎｍから５７０ｎｍであり、第３の発光部ＬＥ３から発生した光の波長は約６２０ｎｍから７５０ｎｍであってもよい。しかしながら、本発明の概念はこれに限定されるものではない。例えば、いくつかの例示的な実施形態において、第２の発光部ＬＥ２は、第１の発光部ＬＥ１から放射される光よりも短い波長の光を放射してもよい。
【0027】
第１の発光部ＬＥ１は、第１のｎ型半導体層１０２、第１の活性層１０４、第１のｐ型半導体層１０６、及び第１のオーミック層１０８を含んでいてもよく、第２の発光部ＬＥ２は、第２のｎ型半導体層２０２、第２の活性層２０４、第２のｐ型半導体層２０６、及び第２のオーミック層２０８を含んでいてもよく、第３の発光部ＬＥ３は、第３のｎ型半導体層３０２、第３の活性層３０４、第３のｐ型半導体層３０６、及び第３のオーミック層３０８を含んでいてもよい。
【0028】
第１のｎ型半導体層１０２、第２のｎ型半導体層２０２、及び第３のｎ型半導体層３０２のそれぞれは、Ｓｉドープの窒化ガリウム系半導体層であってもよい。また、第１のｐ型半導体層１０６、第２のｐ型半導体層２０６、及び第３のｐ型半導体層３０６のそれぞれは、Ｍｇドープの窒化ガリウム系半導体層であってもよい。第１の活性層１０４、第２の活性層２０４、及び第３の活性層３０４のそれぞれは、多重量子井戸（ＭＱＷ）を含んでいてもよく、所望のピーク波長の光を放出するために、その組成比を決定されてもよい。また、第１のオーミック層１０８、第２のオーミック層２０８及び第３のオーミック層３０８のそれぞれとして、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化インジウム（ＩｎＯ２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、インジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）、インジウムスズ亜鉛酸化物（ＩＴＺＯ）などの透明導電性酸化物（ＴＣＯ）を用いてもよい。
【0029】
第１の発光部ＬＥ１は、第２の発光部ＬＥ２と間隔をあけて配置されていてもよい。例えば、第１の発光部ＬＥ１の第１のオーミック層１０８と、第２の発光部ＬＥ２の第２のオーミック層２０８とは、互いに向き合っていてもよい。他の例として、第１の発光部ＬＥ１の第１のオーミック層１０８と、第２の発光部ＬＥ２の第２のｎ型半導体層２０２とが向き合っていてもよい。
【0030】
第２の発光部ＬＥ２は、第３の発光部ＬＥ３と間隔をあけて配置されていてもよい。例えば、第２の発光部ＬＥ２の第２のｎ型半導体層２０２と、第３の発光部ＬＥ３の第３のオーミック層３０８とが対向していてもよい。他の例として、第２の発光部ＬＥ２の第２のオーミック層２０８と第３の発光部ＬＥ３の第３のｎ型半導体層３０２とが対向していてもよい。
【0031】
発光デバイスは、第１の発光部ＬＥ１と第２の発光部ＬＥ２との間に配置され、第１の発光部ＬＥ１と第２の発光部ＬＥ２とを接着する第１の接着部ＡＤ１と、第２の発光部ＬＥ２と第３の発光部ＬＥ３との間に配置され、第２の発光部ＬＥ２と第３の発光部ＬＥ３とを接続する第２の接着部ＡＤ２と、をさらに含んでいてもよい。第１の接着部ＡＤ１及び第２の接着部ＡＤ２のそれぞれは、可視光を透過し、かつ、絶縁性を有する材料を含んでいてもよい。第１の接着部ＡＤ１及び第２の接着部ＡＤ２は、それぞれ、ポリマー、レジスト、又はポリイミドを含んでいてもよい。例えば、第１の接着部ＡＤ１及び第２の接着部ＡＤ２は、ＳＯＧ（スピンオンガラス）、ＢＣＢ（ベンゾシクロブタジエン）、ＨＳＱ（ハオドロシルセスキオキサン）、又はＳＵ－８フォトレジストを含んでいてもよい。
【0032】
発光デバイスは、第１の発光部ＬＥ１と第２の発光部ＬＥ２との間に配置された第１のカラーフィルタＣＦ１と、第２の発光部ＬＥ２と第３の発光部ＬＥ３との間に配置された第２のカラーフィルタＣＦ２とをさらに含んでいてもよい。第１のカラーフィルタＣＦ１は、第１の発光部ＬＥ１の第１のオーミック層１０８又は第２の発光部ＬＥ２の第２のオーミック層２０８上に配置されていてもよい。第２のカラーフィルタＣＦ２は、第２の発光部ＬＥ２の第２のｎ型半導体層２０２又は第３の発光部ＬＥ３の第３のオーミック層３０８上に配置されていてもよい。第１のカラーフィルタＣＦ１は、第１の発光部ＬＥ１から放射された光を反射し、第２の発光部ＬＥ２及び第３の発光部ＬＥ３から放射された光を通過させて、第１の発光部ＬＥ１から放射された光が第２の発光部ＬＥ２及び第３の発光部ＬＥ３のそれぞれに影響を及ぼさないようにされていてもよい。第２のカラーフィルタＣＦ２は、第１の発光部ＬＥ１及び第２の発光部ＬＥ２から放射された光が第３の発光部ＬＥ３に影響を及ぼさないように、第１の発光部ＬＥ１及び第２の発光部ＬＥ２から放射された光を反射し、第３の発光部ＬＥ３から放射された光を通過させてもよい。第１のカラーフィルタＣＦ１及び第２のカラーフィルタＣＦ２のそれぞれは、ＴｉＯ２とＳｉＯ２とが交互に積層された分布型ブラッグリフレクタ（ＤＢＲ）を含んでいてもよい。第１のカラーフィルタＣＦ１は、ＴｉＯ２及びＳｉＯ２の交互に積層された数及び厚さにおいて、第２のカラーフィルタＣＦ２と異なっていてもよい。いくつかの例示的な実施形態では、第１のカラーフィルタＣＦ１及び第２のカラーフィルタＣＦ２の少なくとも一方が選択的に省略されていてもよい。
【0033】
発光デバイスは、第３の発光部ＬＥ３、第２のカラーフィルタＣＦ２、第２の接着部ＡＤ２、第２の発光部ＬＥ２、第１の接着部ＡＤ１、及び第１のカラーフィルタＣＦ１を貫通して第１のオーミック層１０８と電気的に接触する第１のビアパターンＶＡ１と、第３の発光部ＬＥ３、第２のカラーフィルタＣＦ２、第２の接着部ＡＤ２、第２のｎ型半導体層２０２、第２の活性層２０４、及び第２のｐ型半導体層２０６を貫通して第２のオーミック層２０８と電気的に接触する第２のビアパターンＶＡ２と、第３のｎ型半導体層３０２、第３の活性層３０４、及び第３のｐ型半導体層３０６を貫通して第３のオーミック層３０８と電気的に接触する第３のビアパターンＶＡ３と、をさらに含んでもよい。また、発光デバイスは、第３の発光部ＬＥ３、第２のカラーフィルタＣＦ２、第２の接着部ＡＤ２、第２の発光部ＬＥ２、第１の接着部ＡＤ１、第１のカラーフィルタＣＦ１、第１のオーミック層１０８、第１のｐ型半導体層１０６、及び第１の活性層１０４を貫通し、第１のｎ型半導体層１０２と電気的に接触する第４のビアパターンＶＡ４と、第３の発光部ＬＥ３、第２のカラーフィルタＣＦ２、及び第２の接着部ＡＤ２を貫通し、第２のｎ型半導体層２０２と電気的に接触する第５のビアパターンＶＡ５と、第３のｎ型半導体層３０２と電気的に接触する第６のビアパターンＶＡ６と、をさらに含んでもよい。
【0034】
発光デバイスは、第１のビアパターンＶＡ１を介して第１のオーミック層１０８と電気的に接続された第１のパッドＰＤ１と、第２のビアパターンＶＡ２を介して第２のオーミック層２０８と電気的に接続された第２のパッドＰＤ２と、第３のビアパターンＶＡ３を介して第３のオーミック層３０８と電気的に接続された第３のパッドＰＤ３と、第４、第５、第６のビアパターンＶＡ４、ＶＡ５、ＶＡ６を介して第１のｎ型半導体層１０２、第２のｎ型半導体層２０２、第３のｎ型半導体層３０２とそれぞれ共通に電気的に接続された共通パッドＣＰＤと、をさらに含んでもよい。例示的な実施形態によれば、第１のパッドＰＤ１、第２のパッドＰＤ２、第３のパッドＰＤ３、及び共通パッドＣＰＤのそれぞれは、第３の発光部ＬＥ３上に配置されてもよい。
【0035】
共通パッドＣＰＤは、第１のｎ型半導体層１０２、第２のｎ型半導体層２０２、及び第３のｎ型半導体層３０２と共通に接続されるように図示されているが、しかしながら、本発明の概念はこれに限定されるものではない。例えば、いくつかの例示的な実施形態では、共通パッドＣＰＤは、第１のオーミック層１０８、第２のオーミック層２０８、及び第３のオーミック層３０８と共通に接続されていてもよい。
【0036】
発光デバイスは、第１のビアパターンＶＡ１、第２のビアパターンＶＡ２、第３のビアパターンＶＡ３、第４のビアパターンＶＡ４、第５のビアパターンＶＡ５、及び第６のビアパターンＶＡ６の外側の側壁を囲み、第３の発光部ＬＥ３上に延在するパッシベーション層ＰＶＴをさらに含んでいてもよい。
【0037】
発光部は、縦方向に積層された第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２及び第３の発光部ＬＥ３を含み、発光デバイスは、第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２及び第３の発光部ＬＥ３を貫通するビアパターンＶＡ１、ＶＡ２、ＶＡ３、ＶＡ４、ＶＡ５、ＶＡ６を含むものとして図示されているが、本発明の概念はこれに限定されるものではない。例えば、他の例示的な実施形態では、縦方向に積層された第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２及び第３の発光部ＬＥ３をエッチングすることにより、発光デバイスは、第１のｎ型半導体層１０２、第２のｎ型半導体層２０２、第３のｎ型半導体層３０２、第１のオーミック層１０８、第２のオーミック層２０８及び第３のオーミック層３０８を露出させるメサ構造を有していてもよい。さらに、いくつかの例示的な実施形態では、発光デバイスは、第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２、及び第３の発光部ＬＥ３が、同一平面上に水平に配置された構造を有していてもよい。
【0038】
図１Ａ、図１Ｂ、図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃ、図２Ｄを参照すると、遮光層ＬＳは、それぞれが基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓ上の対応する発光領域ＬＥＡの少なくとも一部を露出させる複数のホールＨＬを含んでいてもよい。遮光層ＬＳのそれぞれのホールＨＬは、光取り出し面ＬＥＸを画定しており、光取り出し面ＬＥＸから出射された光は、光取り出し面ＬＥＸを露出させているホールＨＬから出射されてもよい。より詳細には、それぞれのホールＨＬは、光取り出しのパスとして機能してもよい。
【0039】
例示的な実施形態によれば、発光領域ＬＥＡ内のそれぞれの光取り出し面ＬＥＸは、発光領域ＬＥＡの第１の幅Ｗ１よりも小さい第２の幅Ｗ２を有していてもよい。また、光取り出し面ＬＥＸの中心は、発光領域ＬＥＡの中心と実質的に同じであってもよい。
【0040】
遮光層ＬＳは、Ｔｉ、Ｎｉ、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒなどの金属を含んでいてもよいし、フォトレジスト、エポキシ、ＰＤＭＳ（ポリジメチルシロキサン）、ブラックマトリクスなどの材料を含んでいてもよい。
【0041】
例示的な実施形態によれば、遮光層ＬＳの厚さＴＨは、発光部ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３で発生する光の波長のうち、最も長い波長の長さと同等以上であってもよい。
例えば、第１の発光部ＬＥ１が約４５０ｎｍから４９５ｎｍの波長を有する青色光を発光し、第２の発光部ＬＥ２が約４９５ｎｍから５７０ｎｍの波長を有する緑色光を発光し、第３の発光部ＬＥ３が約６２０ｎｍから７５０ｎｍの波長を有する赤色光を発光する場合、遮光層ＬＳの厚さＴＨは、第３の発光部ＬＥ３から発生する光の波長と同じ又はそれ以上であってもよい。
例えば、第１の発光部ＬＥ１が約４５０ｎｍから４９５ｎｍの波長を有する青色光を発光し、第２の発光部ＬＥ２が約４９５ｎｍから５７０ｎｍの波長を有する緑色光を発光し、第３の発光部ＬＥ３が約６２０ｎｍから７５０ｎｍの波長を有する赤色光を発光する場合、遮光層ＬＳの厚さＴＨは、第３の発光部ＬＥ３から発生する光の波長と同じ又はそれ以上であってもよい。
【0042】
例示的な実施形態によれば、遮光層ＬＳによって画定される光取り出し面ＬＥＸの第２の幅Ｗ２は、遮光層ＬＳの厚さＴＨよりも小さくてもよい。例えば、隣接する発光構造体ＬＥＤの中心間の距離ＤＴが約８０μｍである場合、第２の幅Ｗ２は約５μｍであってもよい。
【0043】
遮光層ＬＳを用いて光取り出し面ＬＥＸを発光領域ＬＥＡよりも小さくすることで、発光デバイスのコントラスト、色再現性を向上させることができる。
【0044】
この場合、光取り出し面ＬＥＸの幅が狭いため、遮光層ＬＳを通過した光が回折により広がってしまい、発光デバイスから出射される光によって表示される画像がぼやけるおそれがある。このように、遮光層ＬＳを、発光部ＬＥ１、ＬＥ２、ＬＥ３から発生する光の波長のうち最も長い波長よりも厚い厚さＴＨに形成することにより、遮光層ＬＳを通過する際の光の回折をなくし、表示画像のボケを抑制することができる。
【0045】
図２Ａを参照すると、図示された例示的な実施形態による遮光層ＬＳのホールＨＬによって露出された側壁ＳＷは、基板１００に対して垂直であってもよい。遮光層ＬＳは、実質的に一定の厚さＴＨを有していてもよい。
【0046】
以下、発光構造体ＬＥＤについて、第１の発光構造体ＬＥＤ１と第２の発光構造体ＬＥＤ２とを参照して説明し、ホールＨＬについて、第１のホールＨＬ１と第２のホールＨＬ２とを参照して説明する。第１の発光構造体ＬＥＤ１は、第１のホールＨＬ１を介して光を出射し、第２の発光構造体ＬＥＤ２は、第２のホールＨＬ２を介して光を出射する。
【0047】
第１の発光構造体ＬＥＤ１で発生した光は、第１のホールＨＬ１から出射されることが望ましいが、基板１００を導光路として利用することで、光の一部が反射して隣接する第２のホールＨＬ２に放射されることがある。第１の発光構造体ＬＥＤ１から発生した光は、第２のホールＨＬ２で反射して放射されるが、基板１００を通過する間に、厚い遮光層ＬＳを通過して第２のホールＨＬ２に向かう間に、光の一部が消失して強度が低下することがある。また、第１の発光構造体ＬＥＤ１から発生した光が第１のホールＨＬ１から出射されても、厚い遮光層ＬＳを通過する間に回折現象が消失する場合がある。
【0048】
図２Ｂを参照すると、他の例示的な実施形態による遮光層ＬＳのホールＨＬによって露出された側壁ＳＷは、基板１００の長手方向に対して垂直であり、粗面ＲＧＨを含んでもよい。粗面ＲＧＨは、凹凸パターンＣＣを含んでもよい。
【0049】
上述したように、第１の発光構造体ＬＥＤ１から発生した光は、厚い遮光層ＬＳを通過して第２のホールＨＬ２に向かう間に消失してもよい。例示的な実施形態によれば、第２のホールＨＬ２の側壁ＳＷには粗面ＲＧＨが形成されているので、第１の発光構造体ＬＥＤ１から発生した光は、拡散反射されたり散乱されたりして迅速かつ完全に消失してもよい。
【0050】
図２Ｃを参照すると、遮光層ＬＳのホールＨＬによって露出した側壁ＳＷは、傾斜を有していてもよい。例えば、遮光層ＬＳは、基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓに対向する第１の面ＳＦ１＿ＬＳと、第１の面ＳＦ１＿ＬＳに対向する第２の面ＳＦ２＿ＬＳとを含み、遮光層ＬＳは、遮光層ＬＳの第２の面ＳＦ２＿ＬＳから第１の面ＳＦ１＿ＬＳに向かって徐々に減少する幅を有していてもよい。特に、遮光層ＬＳの側壁ＳＷは、逆勾配を有していてもよい。逆の傾きを有する側壁ＳＷの面積は、垂直である側壁ＳＷの面積よりも大きくてもよい。
【0051】
上述したように、第１の発光構造体ＬＥＤ１から発生した光は、第２のホールＨＬ２を通過する間に厚い遮光層ＬＳによって消失させることができる。図示された例示的な実施形態による第２のホールＨＬ２の側壁ＳＷは、逆の傾斜を有する側壁を有するので、様々な角度から放射された光は、効果的に反射及び吸収されて、効果的に消失させることができる。
【0052】
図２Ｄを参照すると、遮光層ＬＳは、基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓに対向する第１の面ＳＦ１＿ＬＳと、第１の面ＳＦ１＿ＬＳに対向し、凹面ＣＶＳを有する第２の面ＳＦ２＿ＬＳとを含む。より詳細には、遮光層ＬＳは、遮光層ＬＳの一端からその中央に向かって徐々に減少する厚さＴＨを有していてもよい。例えば、遮光層ＬＳの一端（又は端部）は、第１の厚さＴＨ１を有し、遮光層ＬＳの中央部は、第１の厚さＴＨよりも小さい第２の厚さＴＨ２を有していてもよい。このように、ホールＨＬによって露出する遮光層ＬＳの端部の厚さＴＨ１が比較的厚いため、ホールＨＬの深さが深くなり、上述したように隣接する発光構造体ＬＥＤから出射される光を効率よく消滅させることができる。さらに、遮光層ＬＳの中央部は比較的薄い厚さＴＨ２を有するため、発光デバイスにかかる引張応力を低減することができ、発光素子の破損を防止し、又は少なくとも抑制することができる。
【0053】
【0054】
【0055】
図４を参照すると、第１の基板１００の第１の面に、第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２、及び第３の発光部ＬＥ３が順次積層されていてもよい。
【0056】
例示的な実施形態によれば、第１の基板１００は、第１の発光部ＬＥ１を成長可能な成長用基板であってもよく、第１の発光部ＬＥ１を対象装置に搭載するための転写用基板であってもよい。例えば、完成した発光デバイスを腕時計などの表示デバイスに適用する場合、第１の基板１００を腕時計の表示部に対応する大きさに切断した後、その上に第１の発光部ＬＥ１を成長させてもよい。
【0057】
第１の基板１００上には、ＭＯＣＶＤ（有機金属化学気相成長）、ＭＢＥ（分子線エピタキシー）、ＨＶＰＥ（ハイドライド気相成長）、ＭＯＣ（有機金属塩化物）などの成長方法を用いて、第１のｎ型半導体層１０２、第１の活性層１０４、第１のｐ型半導体層１０６を順次形成してもよい。第１の発光部ＬＥ１を形成するために、第１のｐ型半導体層１０６上に、化学気相成長法（ＣＶＤ）、物理気相成長法（ＰＶＤ）などにより、第１のオーミック層１０８を形成してもよい。
【0058】
ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＨＶＰＥ、ＭＯＣなどの成長法を用いて、第２の基板上に第２のｎ型半導体層２０２、第２の活性層２０４、第２のｐ型半導体層２０６を順次形成してもよい。第２の発光部ＬＥ２を形成するために、第２のｐ型半導体層２０６上に、ＣＶＤプロセス、ＰＶＤプロセスなどを介して第２のオーミック層２０８を形成してもよい。
【0059】
第２の基板を裏返すことで、第２のオーミック層２０８が第１のオーミック層１０８と向き合うように配置され、第２の発光部ＬＥ２が第１の接着部ＡＤ１を介して第１の発光部ＬＥ１に接着されてもよい。第１の発光部ＬＥ１と第２の発光部ＬＥ２とを接着した後、レーザーリフトオフ（ＬＬＯ）工程又はケミカルリフトオフ（ＣＬＯ）工程により、第２の基板を除去してもよい。
【0060】
ＭＯＣＶＤ、ＭＢＥ、ＨＶＰＥ、ＭＯＣなどの成長法を用いて、第３の基板上に第３のｎ型半導体層３０２、第３の活性層３０４、第３のｐ型半導体層３０６を順次形成してもよい。 第３の発光部ＬＥ３を形成するために、第３のｐ型半導体層３０６上に、ＣＶＤプロセス、ＰＶＤプロセスなどにより、第3のオーミック層３０８を形成してもよい。
【0061】
第２の発光部ＬＥ２の第２のｎ型半導体層２０２と第３の発光部ＬＥ３の第３のオーミック層３０８とが対向するように、第３の基板を裏返し、第２の接着部ＡＤ２を介して第２の発光部ＬＥ２と第３の発光部ＬＥ３とを接着してもよい。第２の接着部ＡＤ２によって第２の発光部ＬＥ２と第３の発光部ＬＥ３とを接着した後、ＬＬＯ工程又はＣＬＯ工程によって第３の基板を除去してもよい。
【0062】
図３Ｂ及び図５を参照すると、第３の発光部ＬＥ３、第２の発光部ＬＥ２、及び第１の発光部ＬＥ１をエッチングすることで、第１のオーミック層１０８を露出させる第１のビアホール、第２のオーミック層２０８を露出させる第２のビアホール、第３のオーミック層３０８を露出させる第３のビアホール、第１のｎ型半導体層１０２を露出させる第４のビアホール、第２のｎ型半導体層２０２を露出させる第５のビアホール、及び第３のｎ型半導体層３０２を露出させる第６のビアホールを形成してもよい。
【0063】
例示的な実施形態によれば、第１のビアホール、第２のビアホール、第３のビアホール、第４のビアホール、第５のビアホール、及び第６のビアホールを形成する一方で、第１の発光部ＬＥ１、第２の発光部ＬＥ２、及び第３の発光部ＬＥ３をエッチングすることによって、複数の発光構造体ＬＥＤが第１の基板１００の第１の面で分離されてもよい。
【0064】
パッシベーション層ＰＶＴは、第１のビアホール、第２のビアホール、第３のビアホール、第４のビアホール、第５のビアホール、及び第６のビアホールの少なくとも一部に形成され、第３のｎ型半導体層３０２の上面まで延びるように形成されていてもよい。
【0065】
パッシベーション層ＰＶＴをエッチングすることで、第１のビアホールの底面に第１のオーミック層１０８が露出してもよく、第２のビアホールの底面に第２のオーミック層２０８が露出してもよく、第３のビアホールの底面に第３のオーミック層３０８が露出してもよく、第４のビアホールの底面に第１のｎ型半導体層１０２が露出していてもよく、第５のビアホールの底面に第２のｎ型半導体層２０２が露出していてもよく、第６のオーミック層の底面に第３のｎ型半導体層３０２が露出していてもよい。
【0066】
第１のビアパターンＶＡ１、第２のビアパターンＶＡ２、第３のビアパターンＶＡ３、第４のビアパターンＶＡ４、第５のビアパターンＶＡ５、第６のビアパターンＶＡ６を、パッシベーション層ＰＶＴと共に、第１のビアホール、第２のビアホール、第３のビアホール、第４のビアホール、第５のビアホール、第６のビアホールにそれぞれ配置してもよい。
【0067】
第１のパッドＰＤ１を第１のビアパターンＶＡ１上に形成し、第２のパッドＰＤ２を第２のビアパターンＶＡ２上に形成し、第３のパッドＰＤ３を第３のビアパターンＶＡ３上に形成し、共通パッドＣＰＤを第４のビアパターンＶＡ４、第５のビアパターンＶＡ５及び第６のビアパターンＶＡ６と共に電気的に接続されるように形成することができる。
【0068】
図６を参照すると、第１の基板１００の第１の面には、発光構造体ＬＥＤの間に追加された遮光層ＡＬＳが配置されていてもよい。発光構造体ＬＥＤが形成された発光領域ＬＥＡの周辺領域ＰＰＡは、追加さえた遮光層ＡＬＳによって覆われていてもよい。
【0069】
図７を参照すると、第１の基板１００の第２の面には、遮光層ＬＳが形成されていてもよい。例示的な実施形態によれば、遮光層ＬＳは、第３の発光部ＬＥ３から出射される光の波長よりも大きい厚さＴＨを有してもよい。
【0070】
図８を参照すると、遮光層ＬＳ上にマスクパターンを形成し、そのマスクパターンをエッチングマスクとして用いて遮光層ＬＳをエッチングすることにより、それぞれの発光部ＬＥＡの少なくとも一部を露出させるホールＨＬをそれぞれ形成することができる。それぞれのホールＨＬは、それぞれの発光構造体ＬＥＤから光が出射される光取り出し経路として機能してもよい。例示的な実施形態によれば、それぞれのホールＨＬは、それぞれの発光領域ＬＥＡ内に形成されてもよく、それぞれのホールＨＬの中心は、それぞれの発光領域ＬＥＡの中心と実質的に同じであってもよい。
【0071】
図２Ａを再び参照すると、それぞれのホールＨＬによって露出する遮光層ＬＳの側壁ＳＷは、基板１００に対して垂直であってもよい。 遮光層ＬＳの側壁ＳＷが垂直にエッチングされるように、マスクパターンが選択されてもよい。
【0072】
図２Ｂを再び参照すると、マスクパターンをエッチングマスクとして用い、垂直な遮光層ＬＳの側壁ＳＷをエッチングすることにより、例えばウェットエッチングなどのエッチング処理によって粗面ＲＧＨを形成してもよい。
【0073】
図２Ｃを再び参照すると、それぞれのホールＨＬによって露出された遮光層ＬＳの側壁ＳＷは、逆勾配の傾斜を有していてもよい。遮光層ＬＳの側壁ＳＷが逆勾配の表面を有するようにエッチングされるように、マスクパターンが選択されてもよい。
【0074】
図２Ｄを再び参照すると、遮光層ＬＳが、基板１００の第２の面ＳＦ２＿Ｓに対向する第１の面ＳＦ１＿ＬＳと、第１の面ＳＦ１＿ＬＳに対向する第２の面ＳＦ２＿ＬＳとを有する場合、遮光層ＬＳの第２の面ＳＦ２＿ＬＳには、ＣＭＰ工程などにより凹部が形成されてもよい。より詳細には、遮光層ＬＳは、遮光層ＬＳの端部から中央部に向かって徐々に減少する厚さＴＨを有していてもよい。
【0075】
このように、発光構造体ＬＥＤ、遮光層ＬＳ、及び追加された遮光層ＡＬＳを含む発光デバイスが、第１の基板１００上に形成されてもよい。第１の基板１００は、例えば、対象となる実装デバイスの表示部に対応する大きさに切断されてもよく、第１の基板１００に形成された発光構造体ＬＥＤを切断、転写、及び実装する工程が省略され、第１の基板１００が対象となるデバイスに直接実装されてもよい。このようにして、例示的な実施形態による発光デバイスは、対象となるデバイスに容易に取り付けることができ、一方で、別個の切断、移送、及び／又は実装プロセスの必要性を排除することができる。
【0076】
本明細書では、特定の例示的な実施形態及び実施態様を説明したが、他の実施形態及び修正は、この説明から明らであろう。したがって、本発明の概念は、そのような実施形態に限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲のより広い範囲、及び当業者には明らかな様々な明らかな変更及び同等の配置に限定されるものである。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図2C】
【図2D】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
