特表 2023-527327 ユニットピクセル及びディスプレイ装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-06-28

(54)【発明の名称】ユニットピクセル及びディスプレイ装置

(51)【国際特許分類】

   G09F 9/30 20060101AFI20230621BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20230621BHJP

   H01L 33/00 20100101ALI20230621BHJP

   H01L 33/62 20100101ALI20230621BHJP

【ＦＩ】

G09F9/30 330

G09F9/33

H01L33/00 L

H01L33/62

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022571773

(86)(22)【出願日】2021-05-20

(85)【翻訳文提出日】2022-11-21

(86)【国際出願番号】 KR2021006290

(87)【国際公開番号】W WO2021235869

(87)【国際公開日】2021-11-25

(31)【優先権主張番号】63/028,784

(32)【優先日】2020-05-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/071,522

(32)【優先日】2020-08-28

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/322,129

(32)【優先日】2021-05-17

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【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】100108453

【弁理士】

【氏名又は名称】村山 靖彦

(74)【代理人】

【識別番号】100110364

【弁理士】

【氏名又は名称】実広 信哉

(74)【代理人】

【識別番号】100133400

【弁理士】

【氏名又は名称】阿部 達彦

(72)【発明者】

【氏名】ナムグ・チャ

(72)【発明者】

【氏名】サン・ミン・キム

(72)【発明者】

【氏名】ソンチャン・パク

(72)【発明者】

【氏名】ヨンキュ・パク

(72)【発明者】

【氏名】ジェ・ヘ・リム

(72)【発明者】

【氏名】ジンキュ・ジャン

【テーマコード（参考）】

5C094

5F142

【Ｆターム（参考）】

5C094AA15

5C094AA31

5C094BA02

5C094BA23

5C094CA19

5C094DB01

5C094EA04

5C094ED15

5C094FB01

5C094FB15

5C094HA03

5C094HA08

5C094JA08

5F142AA51

5F142BA32

5F142CA11

5F142CA13

5F142CB14

5F142CB22

5F142CB23

5F142CD02

5F142CD16

5F142CD18

5F142CD32

5F142DB02

5F142DB17

5F142GA02

(57)【要約】

本開示の一実施例に係るユニットピクセルは、透明基板；前記透明基板上に整列された複数の発光素子；前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；を含み、前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板；
前記透明基板上に整列された複数の発光素子；
前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び
前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；
を含み、
前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳するユニットピクセル。

【請求項2】

前記各ボンディングパッドのうち少なくとも一つは、前記各発光素子のうち２個の発光素子と垂直方向に部分的に重畳する、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項3】

前記透明基板は、前記各発光素子に向かう面に凹凸パターンを有する、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項4】

前記複数の発光素子は、それぞれ前記透明基板に向かう面に形成された第１凹凸パターン、及び前記第１凹凸パターン上に形成された第２凹凸パターンを有する、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項5】

前記複数の発光素子は、互いに異なる色相の光を放出する少なくとも３個の発光素子を含み、
前記少なくとも３個の発光素子は一列に配列された、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項6】

前記透明基板と前記各発光素子との間に配置された光遮断層；及び
前記光遮断層と前記各発光素子との間に配置された接着層；
をさらに含み、
前記光遮断層は、前記各発光素子で生成された光が通過する各窓を有し、
前記各発光素子は、前記各窓に対応して配置された、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項7】

前記透明基板と前記光遮断層との間に配置された表面層をさらに含む、請求項６に記載のユニットピクセル。

【請求項8】

前記発光素子を覆う段差調節層をさらに含み、
前記段差調節層は、前記各発光素子を露出させる各開口部を有し、
前記各接続層は、前記段差調節層上に配置され、前記段差調節層の各開口部を介して前記各発光素子に電気的に接続された、請求項６に記載のユニットピクセル。

【請求項9】

前記各接続層を覆う絶縁物質層をさらに含み、
前記絶縁物質層は、前記各接続層を露出させる各開口部を有し、
前記各ボンディングパッドは、前記絶縁物質層の各開口部を介して前記各接続層に電気的に接続された、請求項８に記載のユニットピクセル。

【請求項10】

前記絶縁物質層は、前記各接続層の側面と共に前記段差調節層の側面を覆う、請求項９に記載のユニットピクセル。

【請求項11】

前記絶縁物質層は、前記段差調節層の厚さより薄い厚さを有する、請求項１０に記載のユニットピクセル。

【請求項12】

前記段差調節層及び前記絶縁物質層はポリイミドで形成された、請求項１０に記載のユニットピクセル。

【請求項13】

前記各発光素子は、それぞれ、
第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層との間に介在した活性層を含む発光構造体；及び
前記発光構造体上に配置された第１電極パッド及び第２電極パッド；
を含み、
前記段差調節層の各開口部は、前記第１及び第２電極パッドを露出させる、請求項８に記載のユニットピクセル。

【請求項14】

前記各発光素子は、それぞれ前記発光構造体と前記第１及び第２電極パッドとの間に配置された絶縁層をさらに含み、
前記絶縁層は分布ブラッグ反射器を含む、請求項１３に記載のユニットピクセル。

【請求項15】

前記各発光素子は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子を含み、
前記青色発光素子の絶縁層は、前記赤色発光素子及び前記緑色発光素子の各絶縁層より低い反射率を有する、請求項１４に記載のユニットピクセル。

【請求項16】

前記透明基板は、３００μｍ×３００μｍ未満の面積を有する、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項17】

各パッドを有する回路基板；
前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセル；及び
前記各ユニットピクセルを前記各パッドにボンディングする各ボンディング材；
を含み、
前記ユニットピクセルのそれぞれは、
透明基板；
前記透明基板上に整列された複数の発光素子；
前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び
前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；
を含み、
前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳し、
前記各ボンディング材は、前記各ボンディングパッドと前記回路基板上の各パッドとをボンディングする、ディスプレイ装置。

【請求項18】

前記各ボンディング材はソルダーである、請求項１７に記載のディスプレイ装置。

【請求項19】

前記ユニットピクセルは、
前記透明基板と前記各発光素子との間に配置された光遮断層；及び
前記光遮断層と前記各発光素子との間に配置された接着層；
をさらに含み、
前記光遮断層は、前記各発光素子で生成された光が通過する各窓を有し、
前記各発光素子は、前記各窓に対応して配置された、請求項１７に記載のディスプレイ装置。

【請求項20】

前記透明基板は、３００μｍ×３００μｍ未満の面積を有する、請求項１７に記載のディスプレイ装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

例示的な各実施例は、発光素子を有するユニットピクセル及びそれを有するディスプレイ装置に関する。

【背景技術】

【0002】

発光素子は、無機光源である発光ダイオードを用いた半導体素子であって、ディスプレイ装置、車両用ランプ、一般照明などの多くの分野に多様に用いられている。発光ダイオードは、寿命が長く、消費電力が低く、応答速度が速いという長所を有するので、既存の光源に迅速に取って代わっている。

【0003】

一方、従来の発光ダイオードは、ディスプレイ装置でバックライト光源として主に使用されたが、近年、発光ダイオードを用いて直接イメージを具現するディスプレイ装置が開発されている。このようなディスプレイは、マイクロＬＥＤディスプレイと称されることもある。

【0004】

ディスプレイ装置は、一般に、青色、緑色及び赤色の混合色を用いて多様な色相を具現する。ディスプレイ装置は、多様なイメージを具現するために複数のピクセルを含み、各ピクセルは、青色、緑色及び赤色のサブピクセルを備える。これらのサブピクセルの色相を通じて特定のピクセルの色相が定められ、これらのピクセルの組み合わせによってイメージが具現される。

【0005】

マイクロＬＥＤディスプレイの場合、各サブピクセルに対応してマイクロＬＥＤが２次元平面上に配列され、これによって、一つの基板上に多くの個数のマイクロＬＥＤが配置される必要がある。ところが、マイクロＬＥＤは、そのサイズが、例えば、２００マイクロ以下、さらに１００マイクロ以下と非常に小さく、このような小さいサイズによって多様な問題が発生する。特に、小さい発光ダイオードをハンドリングすることが難しいので、ディスプレイ用パネル上に発光ダイオードを直接実装することは容易でない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

例示的な各実施例は、回路基板に実装するのに適したユニットピクセル及びそれを有するディスプレイ装置を提供する。

【0007】

例示的な各実施例は、高信頼性のユニットピクセル及びそれを有するディスプレイ装置を提供する。

【0008】

例示的な各実施例は、小型ユニットピクセルでバンプパッドの接触面積を増加できるユニットピクセル及びそれを有するディスプレイ装置を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0009】

例示的な実施例は、ユニットピクセルを提供するが、このユニットピクセルは、透明基板；前記透明基板上に整列された複数の発光素子；前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；を含み、前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳する。

【0010】

例示的な実施例は、ディスプレイ装置を提供するが、このディスプレイ装置は、各パッドを有する回路基板；前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセル；及び前記各ユニットピクセルを前記各パッドにボンディングする各ボンディング材；を含み、前記ユニットピクセルのそれぞれは、透明基板；前記透明基板上に整列された複数の発光素子；前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び前記各接触層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；を含み、前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳し、前記各ボンディング材は、前記各ボンディングパッドと前記回路基板上の各パッドとをボンディングする。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】一実施例に係るディスプレイ装置を説明するための概略的な平面図である。

【図2A】一実施例に係る発光素子を説明するための概略的な平面図である。

【図2B】図２ＡのＡ－Ａ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図3A】第１実施例に係るユニットピクセルを説明するための概略的な平面図である。

【図3B】図３ＡのＢ－Ｂ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図4A】一実施例に係るピクセルモジュールを説明するための概略的な平面図である。

【図4B】図４ＡのＣ－Ｃ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図4C】一実施例に係るピクセルモジュールを説明するための概略的な背面図である。

【図4D】一実施例に係るピクセルモジュールを説明するための概略的な回路図である。

【図4E】一実施例に係るピクセルモジュールを説明するための概略的な回路図である。

【図5A】第１実施例に係るユニットピクセルを実装するときに発生する問題を説明するための概略図である。

【図5B】第１実施例に係るユニットピクセルを実装するときに発生した欠陥を示すイメージである。

【図6A】第２実施例に係るユニットピクセルを説明するための概略的な平面図である。

【図6B】図６ＡのＤ－Ｄ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図7】第２実施例に係るユニットピクセルを実装したディスプレイ装置を説明するための概略的な断面図である。

【図8】第２実施例に係る各ユニットピクセルを用いて形成したディスプレイ装置のいくつかのディスプレイ画面を示す各イメージである。

【図9A】第３実施例に係るユニットピクセルを説明するための概略的な平面図である。

【図9B】図９ＡのＥ－Ｅ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図10A】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図10B】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図10C】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図10D】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図10E】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図10F】第３実施例に係るユニットピクセルを製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【図11A】一実施例に係る発光素子を説明するための概略的な平面図である。

【図11B】図１１ＡのＦ－Ｆ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【図12】一実施例に係る発光素子の表面凹凸パターンを説明するための概略的な断面図である。

【図13】発光素子の表面凹凸パターンを示すＳＥＭイメージである。

【発明を実施するための形態】

【0012】

以下、添付の各図面を参照して本開示の各実施例を詳細に説明する。次に紹介する各実施例は、本開示の属する技術分野で通常の技術者に本開示の思想を十分に伝達するために例として提供されるものである。したがって、本開示は、以下で説明する各実施例に限定されなく、他の形態に具体化されることもある。そして、各図面において、構成要素の幅、長さ、厚さなどは、便宜のために誇張して表現する場合がある。また、一つの構成要素が他の構成要素の「上部に」又は「上に」あると記載された場合、各部分が他の部分の「直上部に」又は「直上に」ある場合のみならず、各構成要素と他の構成要素との間に更に他の構成要素が介在した場合も含む。明細書全体にわたって同一の参照番号は、同一の構成要素を示す。

【0013】

例示的な実施例に係るユニットピクセルは、透明基板；前記透明基板上に整列された複数の発光素子；前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；を含み、前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳する。

【0014】

各ボンディングパッドを各発光素子と重畳するように配置することによって、各ボンディングパッドの面積を増加させることができ、リフロー工程などを用いてユニットピクセルを回路基板上に安定的に実装させることができる。

【0015】

前記各ボンディングパッドのうち少なくとも一つは、前記各発光素子のうち２個の発光素子と垂直方向に部分的に重畳し得る。

【0016】

前記透明基板は、前記各発光素子に向かう面に凹凸パターンを有することができる。前記凹凸パターンにより、各発光素子から放出される光の指向角を均一にすることができる。

【0017】

前記複数の発光素子は、それぞれ前記透明基板に向かう面に形成された第１凹凸パターン、及び前記第１凹凸パターン上に形成された第２凹凸パターンを有することができる。前記第１及び第２凹凸パターンによって光抽出効率を改善することができ、各発光素子の指向角を均一にすることができる。

【0018】

前記複数の発光素子は、互いに異なる色相の光を放出する少なくとも３個の発光素子を含むことができ、前記少なくとも３個の発光素子は一列に配列されてもよい。

【0019】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記発光素子との間に配置された光遮断層；及び前記光遮断層と前記各発光素子との間に配置された接着層；をさらに含むことができ、前記光遮断層は、前記各発光素子で生成された光が通過する各窓を有することができ、前記各発光素子は、前記各窓に対応して配置されてもよい。

【0020】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記光遮断層との間に配置された表面層をさらに含むことができる。

【0021】

前記表面層は、前記光遮断層の接着力を向上させ、光遮断層が透明基板から剥離されることを防止する。

【0022】

前記ユニットピクセルは、前記発光素子を覆う段差調節層をさらに含むことができ、前記段差調節層は、前記各発光素子を露出させる各開口部を有することができ、前記各接続層は、前記段差調節層上に配置され、前記段差調節層の各開口部を介して前記各発光素子に電気的に接続されてもよい。

【0023】

前記ユニットピクセルは、前記各接続層を覆う絶縁物質層をさらに含むことができ、前記絶縁物質層は、前記各接続層を露出させる各開口部を有することができ、前記各ボンディングパッドは、前記絶縁物質層の各開口部を介して前記各接続層に電気的に接続されてもよい。

【0024】

前記絶縁物質層は、前記各接続層の側面と共に、前記段差調節層の側面を覆うことができる。

【0025】

一実施例において、前記絶縁物質層は、前記段差調節層の厚さより薄い厚さを有することができる。

【0026】

一実施例において、前記段差調節層及び前記絶縁物質層は、ポリイミドで形成されてもよい。

【0027】

前記各発光素子は、それぞれ第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、及び前記第１導電型半導体層と第２導電型半導体層との間に介在した活性層を含む発光構造体；及び前記発光構造体上に配置された第１電極パッド及び第２電極パッド；を含むことができ、前記段差調節層の各開口部は、前記第１及び第２電極パッドを露出させることができる。

【0028】

前記各発光素子は、それぞれ前記発光構造体と前記第１及び第２電極パッドとの間に配置された絶縁層をさらに含むことができ、前記絶縁層は、分布ブラッグ反射器を含むことができる。

【0029】

前記各発光素子は、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子を含むことができ、前記青色発光素子の絶縁層は、前記赤色及び緑色発光素子の各絶縁層より低い反射率を有することができる。前記青色発光素子の絶縁層の反射率を低下させることによって、赤色光、緑色光、及び青色光の色混合比率を容易に調節することができる。

【0030】

一実施例において、前記透明基板は、３００μｍ×３００μｍ未満、さらに、２００μｍ×２００μｍ以下の面積を有することができる。

【0031】

例示的な実施例に係るディスプレイ装置は、各パッドを有する回路基板；前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセル；及び前記各ユニットピクセルを前記各パッドにボンディングする各ボンディング材；を含み、前記ユニットピクセルのそれぞれは、透明基板；前記透明基板上に整列された複数の発光素子；前記各発光素子に電気的に接続された各接続層；及び前記各接続層の上部に配置され、前記各接続層に電気的に接続された各ボンディングパッド；を含み、前記各ボンディングパッドは、それぞれ前記各発光素子のうち少なくとも一つと垂直方向に部分的に重畳し、前記各ボンディング材は、前記各ボンディングパッドと前記回路基板上の各パッドをボンディングする。

【0032】

前記各ボンディング材はソルダーであってもよい。

【0033】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記各発光素子との間に配置された光遮断層；及び前記光遮断層と前記各発光素子との間に配置された接着層；をさらに含むことができ、前記光遮断層は、前記各発光素子で生成された光が通過する各窓を有し、前記各発光素子は、前記各窓に対応して配置されてもよい。

【0034】

前記透明基板は、３００μｍ×３００μｍ未満、さらに、２００μｍ×２００μｍ以下の面積を有することができる。

【0035】

以下、添付の各図面を参照して、本開示の実施例をより詳細に説明する。

【0036】

図１は、本開示の一実施例に係るディスプレイ装置を説明するための概略的な平面図である。

【0037】

図１を参照すると、ディスプレイ装置１００００は、パネル基板２１００及び複数のピクセルモジュール１０００を含む。

【0038】

ディスプレイ装置１００００は、特に限定されることはないが、マイクロＬＥＤ ＴＶ、スマートウォッチ、ＶＲヘッドセットなどのＶＲディスプレイ装置、又は拡張現実メガネなどのＡＲディスプレイ装置を含むことができる。

【0039】

パネル基板２１００は、受動マトリックス駆動又は能動マトリックス駆動のための回路を含むことができる。一実施例において、パネル基板２１００は、内部に配線及び抵抗を含むことができ、他の実施例において、パネル基板２１００は、配線、トランジスタ及びキャパシタを含むことができる。また、パネル基板２１００は、配置された回路に電気的に接続できる各パッドを上面に有することができる。

【0040】

一実施例において、複数のピクセルモジュール１０００がパネル基板２１００上に整列される。各ピクセルモジュール１０００は、回路基板１００１、及び回路基板１００１上に配置された複数のユニットピクセル１００を含むことができる。他の実施例において、複数のユニットピクセル１００が直接パネル基板２１００上に配列されてもよい。

【0041】

各ユニットピクセル１００は、複数の発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含む。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、互いに異なる色相の光を放出することができる。各ユニットピクセル１００内の各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図１に示したように一列に配列されてもよい。一実施例において、発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、イメージが具現されるディスプレイ画面に対して垂直方向に配列されてもよい。しかし、本開示がこれに限定されることなく、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、イメージが具現されるディスプレイ画面に対して水平方向に配列されてもよい。

【0042】

以下では、ディスプレイ装置１００００内に配置された各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、ユニットピクセル１００及びピクセルモジュール１０００の順にディスプレイ装置１００００の各構成要素を詳細に説明する。

【0043】

まず、図２Ａは、本開示の一実施例に係る発光素子１０ａを説明するための概略的な平面図で、図２Ｂは、図２ＡのＡ－Ａ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。ここで、発光素子１０ａを例に挙げて説明するが、各発光素子１０ｂ、１０ｃも、ほぼ類似する構造を有するので、互いに重複する説明は省略する。

【0044】

図２Ａ及び図２Ｂを参照すると、発光素子１０ａは、第１導電型半導体層２１、活性層２３、及び第２導電型半導体層２５を含む発光構造体を含む。また、発光素子１０ａは、オーミック接触層２７、絶縁層２９、第１電極パッド３１、及び第２電極パッド３３を含むことができる。

【0045】

発光構造体、すなわち、第１導電型半導体層２１、活性層２３及び第２導電型半導体層２５は基板上に成長してもよい。前記基板は、窒化ガリウム基板、ＧａＡｓ基板、Ｓｉ基板、サファイア基板、特に、パターニングされたサファイア基板などの半導体成長用に使用可能な多様な基板であってもよい。成長基板は、各半導体層から機械的研磨、レーザーリフトオフ、ケミカルリフトオフなどの技術を用いて分離されてもよい。但し、本発明がこれに限定されることなく、基板の一部が残留し、第１導電型半導体層２１の少なくとも一部を構成することもできる。

【0046】

一実施例において、赤色光を放出する発光素子１０ａの場合、各半導体層は、ヒ化アルミニウムガリウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ、ＡｌＧａＡｓ）、ヒ化リン化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ａｒｓｅｎｉｄｅ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＡｓＰ）、リン化アルミニウムガリウムインジウム（ａｌｕｍｉｎｕｍ ｇａｌｌｉｕｍ ｉｎｄｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＡｌＧａＩｎＰ）、又はリン化ガリウム（ｇａｌｌｉｕｍ ｐｈｏｓｐｈｉｄｅ、ＧａＰ）を含むことができる。

【0047】

緑色光を放出する発光素子１０ｂの場合、各半導体層は、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、窒化ガリウム（ＧａＮ）、リン化ガリウム（ＧａＰ）、リン化アルミニウムガリウムインジウム（ＡｌＧａＩｎＰ）、又はリン化アルミニウムガリウム（ＡｌＧａＰ）を含むことができる。

【0048】

一実施例において、青色光を放出する発光素子１０ｃの場合、半導体層は、窒化ガリウム（ＧａＮ）、窒化インジウムガリウム（ＩｎＧａＮ）、又はセレン化亜鉛（ｚｉｎｃ ｓｅｌｅｎｉｄｅ、ＺｎＳｅ）を含むことができる。

【0049】

第１導電型と第２導電型は互いに反対の極性であって、第１導電型がｎ型である場合、第２導電型はｐ型になり、第１導電型がｐ型である場合は、第２導電型はｎ型になる。

【0050】

第１導電型半導体層２１、活性層２３及び第２導電型半導体層２５は、金属有機化学気相成長法（ＭＯＣＶＤ）などの公知の方法を用いてチャンバー内で基板上に成長してもよい。また、第１導電型半導体層２１はｎ型不純物（例えば、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ）を含み、第２導電型半導体層２５はｐ型不純物（例えば、Ｍｇ、Ｓｒ、Ｂａ）を含む。一実施例において、第１導電型半導体層２１は、ドーパントとしてＳｉを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含むことができ、第２導電型半導体層２５は、ドーパントとしてＭｇを含むＧａＮ又はＡｌＧａＮを含むことができる。

【0051】

図面において、第１導電型半導体層２１及び第２導電型半導体層２５がそれぞれ単一層であることを示すが、これらの層は、多重層であってもよく、又は超格子層を含んでもよい。活性層２３は、単一量子井戸構造又は多重量子井戸構造を含むことができ、所望の波長を放出するように窒化物系半導体の組成比が調節される。例えば、活性層２３は、青色光、緑色光、赤色光又は紫外線を放出することができる。

【0052】

第２導電型半導体層２５及び活性層２３は、メサＭ構造を有し、第１導電型半導体層２１上に配置されてもよい。メサＭは、第２導電型半導体層２５及び活性層２３を含み、図２Ｂに示したように、第１導電型半導体層２１の一部を含むこともできる。メサＭは、第１導電型半導体層２１の一部の領域上に位置し、メサＭの周囲に第１導電型半導体層２１の上面が露出してもよい。

【0053】

一方、前記第１導電型半導体層２１は、表面テクスチャリングによる凹凸パターン２１ｐを有することができる。表面テクスチャリングは、例えば、乾式又は湿式エッチング工程を用いたパターニングによって行われてもよい。例えば、コーン形状の各突出部が形成されてもよく、コーンの高さは２μｍ乃至３μｍで、コーンの間隔は１．５μｍ乃至２μｍで、コーンの底の直径は約３μｍ乃至５μｍであってもよい。また、コーンは截頭型であってもよく、この場合、コーンの上面の直径は約２μｍ乃至３μｍであってもよい。さらに、凹凸パターン２１ｐに微細凹凸がさらに形成されてもよい。微細凹凸は、例えば、湿式エッチングを用いて形成されてもよい。第１導電型半導体層２１の表面に凹凸パターン２１ｐを形成することによって内部全反射を減少させ、光抽出効率を増加させることができる。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃのいずれにおいても、第１導電型半導体層に表面テクスチャリングが行われてもよいが、これに限定されなく、一部の発光素子において表面テクスチャリングが行われなくてもよい。

【0054】

また、前記メサＭは、第１導電型半導体層２１を露出させる貫通ホール２５ａを有することができる。貫通ホール２５ａは、メサＭの一側縁部の近くに配置されてもよいが、これに限定されなく、メサＭの中央に配置されてもよい。

【0055】

オーミック接触層２７は、第２導電型半導体層２５上に配置され、第２導電型半導体層２５にオーミック接触する。オーミック接触層２７は、単一層、又は多重層で形成されてもよく、透明導電性酸化膜又は金属膜で形成されてもよい。透明導電性酸化膜としては、例えば、ＩＴＯ又はＺｎＯなどを例に挙げることができ、金属膜としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金を例に挙げることができる。

【0056】

絶縁層２９は、メサＭ及びオーミック接触層２７を覆う。さらに、絶縁層２９は、メサＭの周囲に露出した第１導電型半導体層２１の上面及び側面を覆うことができる。一方、絶縁層２９は、オーミック接触層２７を露出させる開口部２９ａ、及び貫通ホール２５ａ内で第１導電型半導体層２１を露出させる開口部２９ｂを有することができる。絶縁層２９は、シリコン酸化膜又はシリコン窒化膜の単一層又は多重層で形成されてもよい。また、絶縁層２９は、分布ブラッグ反射器などの絶縁反射器を含むこともできる。

【0057】

第１電極パッド３１及び第２電極パッド３３は、絶縁層２９上に配置される。第２電極パッド３３は、開口部２９ａを介してオーミック接触層２７に電気的に接続されてもよく、第１電極パッド３１は、開口部２９ｂを介して第１導電型半導体層２１に電気的に接続されてもよい。

【0058】

第１及び／又は第２電極パッド３１、３３は、単一層、又は多重層金属で形成されてもよい。第１及び／又は第２電極パッド３１、３３の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ａｕなどの金属及びこれらの合金などが使用されてもよい。

【0059】

本開示の一実施例に係る発光素子１０ａを図面と共に簡略に説明したが、発光素子１０ａは、上述した層以外にも、付加的な機能を有する層をさらに含むことができる。例えば、光を反射する反射層、特定の構成要素を絶縁するための追加絶縁層、ソルダーの拡散を防止するソルダー防止層などの多様な層がさらに含まれてもよい。

【0060】

また、フリップチップタイプの発光素子を形成するにおいて、多様な形態でメサを形成することができ、第１及び第２電極パッド３１、３３の位置や形状も多様に変更され得る。また、オーミック接触層２７は省略されてもよく、第２電極パッド３３が第２導電型半導体層２５に直接接触することもできる。また、第１電極パッド３１が第１導電型半導体層２１に直接接続することを示したが、貫通ホール２５ａに露出した第１導電型半導体層２１上に接触層が先に形成され、第１電極パッド３１が前記接触層に接続することもできる。

【0061】

図３Ａは、本開示の第１実施例に係るユニットピクセル１００を説明するための概略的な平面図で、図３Ｂは、図３ＡのＢ－Ｂ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【0062】

図３Ａ及び図３Ｂを参照すると、ユニットピクセル１００は、透明基板１２１、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、表面層１２２、光遮断層１２３、接着層１２５、段差調節層１２７、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ、及び保護層１３１を含むことができる。

【0063】

ユニットピクセル１００は、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを含み、一つのピクセルを提供する。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、互いに異なる色相の光を放出し、これらは、それぞれサブピクセルに対応する。

【0064】

透明基板１２１は、ＰＥＴ、ガラス基板、クォーツ、サファイア基板などの光透過性基板である。透明基板１２１は、ディスプレイ装置（図１の１００００）の光放出面に配置され、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光は、透明基板１２１を介して外部に放出される。透明基板１２１は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに向かう面に凹凸パターン１２１ｐを含むことができる。凹凸パターン１２１ｐは、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光を散乱させ、指向角を増加させる。また、互いに異なる指向角特性を有する各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光は、前記凹凸パターン１２１ｐによって均一な指向角で放出させることができる。これによって、見る角度によって色差が発生することを防止することができる。

【0065】

凹凸パターン１２１ｐは、規則的であってもよく、不規則的であってもよい。凹凸パターン１２１ｐは、例えば、３μｍのピッチ、２．８μｍの直径、及び１．８μｍの高さを有することができる。凹凸パターン１２１ｐは、一般に、パターニングされたサファイア基板に適用されるパターンであってもよいが、これに限定されない。

【0066】

また、透明基板１２１は、反射防止コーティングを含むことができ、又はグレア防止層を含んだり、グレア防止処理されてもよい。透明基板１２１は、例えば、５０μｍ～３００μｍの厚さを有することができる。

【0067】

透明基板１２１が光放出面に配置されるので、透明基板１２１は回路を含まない。しかし、本開示がこれに限定されることはなく、回路を含むこともできる。

【0068】

一方、一つの透明基板１２１に一つのユニットピクセル１００が形成されたことを示すが、一つの透明基板１２１に複数のユニットピクセル１００が形成されてもよい。

【0069】

表面層１２２は、透明基板１２１の凹凸パターン１２１ｐを覆う。表面層１２２は、凹凸パターン１２１ｐの形状に沿って形成されてもよい。表面層１２２は、その上に形成される光遮断層１２３の接着力を向上させるために形成される。例えば、表面層１２２は、シリコン酸化膜で形成されてもよい。表面層１２２は、透明基板１２１の種類によって省略されてもよい。

【0070】

光遮断層１２３は、カーボンブラックのように光を吸収する吸収物質を含むことができる。光吸収物質は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃで生成された光が透明基板１２１と各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの間の領域から側面側に漏れることを防止し、ディスプレイ装置のコントラストを向上させる。

【0071】

光遮断層１２３は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃで生成された光が透明基板１２１に入射されるように光進行経路のための窓１２３ａを有することができ、このために、透明基板１２１上で透明基板１２１を露出させるようにパターニングされてもよい。窓１２３ａの幅は、発光素子の幅より狭くてもよいが、これに限定されることなく、発光素子の幅より大きいか、又はそれと同一であってもよい。

【0072】

また、光遮断層１２３の窓１２３ａは、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの整列位置を定義する。よって、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの整列位置を定義するための別途の整列マーカーを省略することができる。しかし、本開示がこれに限定されることなく、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを整列するための位置を提供するために各整列マーカーが透明基板１２１上に又は光遮断層１２３や接着層１２５上に提供されてもよい。

【0073】

接着層１２５は、透明基板１２１上に付着する。接着層１２５は、光遮断層１２３を覆うことができる。接着層１２５は、透明基板１２１の全面上に付着してもよいが、これに限定されることなく、透明基板１２１の縁部付近の領域を露出させるように一部の領域に付着してもよい。接着層１２５は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを透明基板１２１に付着するために使用される。接着層１２５は、光遮断層１２３に形成された窓１２３ａを充填することができる。

【0074】

接着層１２５は、光透過性層で形成されてもよく、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光を透過させる。接着層１２５は、有機接着剤を用いて形成されてもよい。例えば、接着層１２５は、透明エポキシを用いて形成されてもよい。また、接着層１２５は、光を拡散させるために、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯなどの拡散物質（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を含むことができる。光拡散物質は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが光放出面から観察されることを防止する。

【0075】

一方、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが透明基板１２１上に配置される。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、接着層１２５によって透明基板１２１に付着してもよい。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、光遮断層１２３の各窓１２３ａに対応して配置されてもよい。光遮断層１２３が省略された場合、各整列マーカーが各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの整列位置を提供するために追加されてもよい。

【0076】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、例えば、赤色発光素子、緑色発光素子、及び青色発光素子であってもよい。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃのそれぞれの具体的な構成は、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した通りであるので、これについての詳細な説明は省略する。

【0077】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図３Ａに示したように、一列に配列されてもよい。特に、透明基板１２１がサファイア基板である場合、サファイア基板は、切断方向に沿って結晶面によってきれいな各切断面（例えば、ｍ面）と、そうでない各切断面（例えば、ａ面）とを含むことができる。例えば、サファイア基板が四角形状に切断される場合、両側の二つの切断面（例えば、ｍ面）は、結晶面に沿ってきれいに切断され得る一方で、これらの切断面に垂直に配置された他の二つの切断面（例えば、ａ面）はそうでない場合がある。この場合、サファイア基板１２１のきれいな各切断面が各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの整列方向に並んでいてもよい。例えば、図３Ａに示すように、きれいな各切断面（例えば、ｍ面）が上下に配置され、他の二つの切断面（例えば、ａ面）が左右に配置されてもよい。

【0078】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明したものであってもよいが、これに限定されなく、水平型又はフリップチップ構造の多様な発光素子が使用されてもよい。

【0079】

段差調節層１２７は、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを覆う。段差調節層１２７は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１及び第２電極パッド３１、３３を露出させる各開口部１２７ａを有する。段差調節層１２７は、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄが形成される面の高さを一定に調節し、各接続層を安全に形成できるように助ける。さらに、段差調節層１２７は、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ１３３ｄが形成される位置の高さを均一化することができる。段差調節層１２７は、例えば、感光性ポリイミドで形成されてもよい。

【0080】

段差調節層１２７は、接着層１２５の縁部で取り囲まれた領域内に配置されてもよいが、これに限定されることはない。例えば、段差調節層１２７は、接着層１２５の縁部を部分的に露出させるように形成されてもよい。

【0081】

第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、段差調節層１２７上に形成される。各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、段差調節層１２７の各開口部１２７ａを介して第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１及び第２電極パッド３１、３３に接続することができる。

【0082】

一実施例において、図３Ａ及び図３Ｂに示したように、第１接続層１２９ａは、第１発光素子１０ａの第２導電型半導体層に電気的に接続し、第２接続層１２９ｂは、第２発光素子１０ｂの第２導電型半導体層に電気的に接続し、第３接続層１２９ｃは、第３発光素子１０ｃの第２導電型半導体層に電気的に接続することができ、第４接続層１２９ｄは、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１導電型半導体層に電気的に共通に接続することができる。第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、段差調節層１２７上に共に形成されてもよく、例えば、Ａｕを含むことができる。

【0083】

各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄは、それぞれ前記各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ上に形成される。例えば、第１バンプ１３３ａは、第１接続層１２９ａを介して第１発光素子１０ａの第２導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第２バンプ１３３ｂは、第２接続層１２９ｂを介して第２発光素子１０ｂの第２導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第３バンプ１３３ｃは、第３接続層１２９ｃを介して第３発光素子１０ｃの第２導電型半導体層に電気的に接続されてもよい。一方、第４バンプ１３３ｄは、第４接続層１２９ｄを介して第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１導電型半導体層に電気的に共通に接続されてもよい。各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄは、例えば、ＡｕＳｎ、ＳｎＡｇ、Ｓｎ、ＣｕＳｎ、ＣｕＮ、ＣｕＡｇ、Ｓｂ、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ｃｏ、ソルダーなどの金属及び／又は金属合金で形成されてもよい。

【0084】

他の実施例において、第１接続層１２９ａは、第１発光素子１０ａの第１導電型半導体層に電気的に接続し、第２接続層１２９ｂは、第２発光素子１０ｂの第１導電型半導体層に電気的に接続し、第３接続層１２９ｃは、第３発光素子１０ｃの第１導電型半導体層に電気的に接続することができ、第４接続層１２９ｄは、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第２導電型半導体層に電気的に共通に接続することができる。第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、段差調節層１２７上に共に形成されてもよい。

【0085】

さらに、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄは、それぞれ前記各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ上に形成される。例えば、第１バンプ１３３ａは、第１接続層１２９ａを介して第１発光素子１０ａの第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第２バンプ１３３ｂは、第２接続層１２９ｂを介して第２発光素子１０ｂの第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよく、第３バンプ１３３ｃは、第３接続層１２９ｃを介して第３発光素子１０ｃの第１導電型半導体層に電気的に接続されてもよい。一方、第４バンプ１３３ｄは、第４接続層１２９ｄを介して第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第２導電型半導体層に電気的に共通に接続されてもよい。

【0086】

一方、保護層１３１は、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄの側面を覆い、段差調節層１２７を覆うことができる。また、保護層１３１は、段差調節層１２７の周囲に露出した接着層１２５を覆うことができる。保護層１３１は、例えば、感光性ソルダーレジスト（ＰＳＲ）で形成されてもよく、その結果、まず、保護層１３１を写真及び現像を通じてパターニングした後、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを形成することができる。このために、保護層１３１は、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを露出させる各開口部を有するように形成され、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄが保護層１３１の各開口部内に形成されてもよい。各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄは省略されてもよい。

【0087】

保護層１３１は、光漏れを防止するために白色反射物質又は黒色エポキシなどの光吸収物質で形成されてもよい。

【0088】

本実施例において、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが接着層１２５によって透明基板１２１に付着したことを説明するが、接着層１２５の代わりに、他の結合器（ｃｏｕｐｌｅｒ）を用いて各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが透明基板１２１に結合されてもよい。例えば、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを各スペーサーを用いて透明基板１２１に結合させることができ、その結果、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃと透明基板１２１との間の領域に気体又は液体が充填され得る。これらの気体又は液体により、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光を透過させる光学層が形成され得る。上述した接着層１２５も光学層の一例である。ここで、光学層は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃとは異なる材料、例えば、気体、液体、又は固体で形成され、よって、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ内の各半導体層の材料と区別される。

【0089】

図４Ａは、本開示の一実施例に係るピクセルモジュール１０００を説明するための概略的な平面図で、図４Ｂは、図４ＡのＣ－Ｃ線に沿って切り取られた概略的な断面図で、図４Ｃは、ピクセルモジュール１０００の背面図で、図４Ｄは、ピクセルモジュール１０００の回路図である。

【0090】

図４Ａ及び図４Ｂを参照すると、ピクセルモジュール１０００は、回路基板１００１、及び回路基板１００１上に配列された各ユニットピクセル１００を含む。さらに、ピクセルモジュール１０００は、各ユニットピクセル１００を覆うカバー層１０１０をさらに含むことができる。

【0091】

回路基板１００１は、パネル基板２１００と各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃとを電気的に連結するための回路を有することができる。回路基板１００１内の回路は、多層構造で形成されてもよい。また、回路基板１００１は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを受動マトリックス駆動方式で駆動するための受動回路、又は能動マトリックス駆動方式で駆動するための能動回路を含むこともできる。回路基板１００１は、表面に露出した各パッド１００３を含むことができる。各パッド１００３は、その上に実装される各ユニットピクセル１００内の各バンプに対応して配列されてもよい。

【0092】

各ユニットピクセル１００の具体的な構成は、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明した通りであるので、重複を避けるために、これについての詳細な説明は省略する。各ユニットピクセル１００は、回路基板１００１上に整列されてもよい。各ユニットピクセル１００は、図４Ａに示したように２×２行列で配列されてもよいが、これに限定されることなく、２×３、３×３、４×４、５×５などの多様な行列で配列されてもよい。

【0093】

各ユニットピクセル１００は、ボンディング材１００５によって回路基板１００１にボンディングされる。例えば、ボンディング材１００５は、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを各パッド１００３にボンディングすることができる。ボンディング材１００５は、例えば、ソルダーで形成されてもよい。各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄがソルダーで形成された場合、ボンディング材１００５は省略されてもよい。

【0094】

カバー層１０１０は、複数のユニットピクセル１００を覆う。カバー層１０１０は、各ユニットピクセル１００の間の光干渉を防止し、ディスプレイ装置のコントラストを向上させることができる。

【0095】

カバー層１０１０は、例えば、ＤＦＳＲ（ｄｒｙ－Ｆｉｌｍ ｔｙｐｅ ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔ）、ＰＳＲ（ｐｈｏｔｏｉｍａｇｅａｂｌｅ ｓｏｌｄｅｒ ｒｅｓｉｓｔ）、ＢＭ（ｂｌａｃｋ ｍａｔｅｒｉａｌ）又はエポキシモールディングコンパウンド（ＥＭＣ）などで形成されてもよい。カバー層１０１０は、例えば、ラミネーション、スピンコーティング、スリットコーティング、プリンティングなどの技術を用いて形成されてもよい。

【0096】

図４Ａ及び図４Ｂに示した各ピクセルモジュール１０００を図１のパネル基板２１００上に実装することによって、ディスプレイ装置１００００が提供され得る。回路基板１００１は、各パッド１００３に連結された各底パッドを有する。各底パッドは、各パッド１００３に１対１に対応するように配置されてもよいが、共通接続を通じて各底パッドの個数を減少させることができる。これに対して、２×２行列で配列された各ユニットピクセル１００を有するピクセルモジュール１０００を、例えば、図４Ｃ及び図４Ｄを参照して説明する。

【0097】

図４Ｃは、ピクセルモジュール１０００の背面図を示し、回路基板１００１の各底パッドＣ１、Ｃ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１及びＢ２を示している。ピクセルモジュール１０００が２×２行列で配列されるので、全体４個のピクセルモジュールが回路基板１００１上に配列される。また、各ピクセルモジュール１０００上に３個の発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが配置され、４個のバンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄが配置される。よって、回路基板１００１上には、４個のユニットピクセル１００の各バンプである１６個に該当する各パッド１００３が提供される。その一方で、各底パッドは、単に８個のみが配置されてもよく、これらの８個の底パッドがパネル基板２１００に連結され、それぞれの各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを個別的に駆動することができる。

【0098】

図４Ｄは、一実施例において、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが各底パッドＣ１、Ｃ２、Ｒ１、Ｒ２、Ｇ１、Ｇ２、Ｂ１及びＢ２に連結された概略的な回路図を示す。

【0099】

図４Ｄを参照すると、底パッドＣ１は、左側列に配置された各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各カソードに共通的に接続し、底パッドＣ２は、右側列に配置された各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの各カソードに共通的に接続する。

【0100】

一方、上側行に配置された各ユニットピクセル１００において、第１発光素子１０ａの各アノードに底パッドＲ１が接続され、第２発光素子１０ｂの各アノードに底パッドＧ１が接続され、第３発光素子１０ｃの各アノードに底パッドＢ１が接続されてもよい。

【0101】

また、下側行に配置された各ユニットピクセル１００において、第１発光素子１０ａの各アノードに底パッドＲ２が接続され、第２発光素子１０ｂの各アノードに底パッドＧ２が接続され、第３発光素子１０ｃの各アノードに底パッドＢ２が接続されてもよい。

【0102】

ここで、各底パッドＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２は、それぞれ赤色、緑色及び青色発光素子に連結される各パッドを示すためのものである。但し、赤色、緑色及び青色発光素子の配列が変更されてもよく、これによって、各底パッドＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｇ２、Ｂ２が連結される位置も変更され得る。例えば、図４Ｄの回路図は、第１発光素子１０ａが赤色発光素子で、第２発光素子１０ｂが緑色発光素子で、第３発光素子１０ｃが青色発光素子であることを予想し、各底パッドを示している。これと異なり、第１発光素子１０ａが青色発光素子であってもよく、第３発光素子１０ｃが赤色発光素子であってもよい。この場合、底パッドＲ１、Ｒ２と底パッドＢ１、Ｂ２の位置が互いに変わってもよい。

【0103】

本実施例によると、各底パッドＣ１、Ｃ２が各列内の各発光素子の各カソードに共通的に接続され、各底パッドＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｂ２、Ｇ２のそれぞれが二つの発光素子の各アノードに共通的に接続されることによって、各底パッドの全体の個数を減少させながらも、それぞれの発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを独立的に駆動することができる。

【0104】

一方、本実施例では、各底パッドＣ１、Ｃ２が各発光素子の各カソードに連結され、各底パッドＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｂ２、Ｇ２が各発光素子の各アノードに連結されたことを図示及び説明するが、図４Ｅに示したように、各底パッドＣ１、Ｃ２が各発光素子の各アノードに連結され、各底パッドＲ１、Ｇ１、Ｂ１、Ｒ２、Ｂ２、Ｇ２が各発光素子の各カソードに連結されてもよい。

【0105】

ここでは、各ユニットピクセル１００が２×２行列で配列された場合のピクセルモジュール１０００に対して説明するが、各ユニットピクセル１００が３×３や５×５などの他の行列で配列された場合にも、共通接続回路を用いて各底パッドの個数を減少させることができる。

【0106】

ピクセルモジュール１０００内の各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、パネル基板２１００上に配置された駆動IＣによって個別的に駆動してもよく、複数のピクセルモジュール１０００によってイメージが具現され得る。

【0107】

本実施例において、各ユニットピクセル１００がピクセルモジュール１０００で形成され、各ピクセルモジュール１０００がパネル基板２１００上に実装されることによってディスプレイ装置が提供され得、これによって、ディスプレイ装置の工程収率を向上させることができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、各ユニットピクセル１００をパネル基板２１００上に直接実装することもできる。

【0108】

図５Ａは、第１実施例に係るユニットピクセル１００を実装するときに発生する問題を説明するための概略図で、図５Ｂは、第１実施例に係るユニットピクセル１００を実装するときに発生した欠陥を示すイメージである。

【0109】

図５Ａを参照すると、ユニットピクセル１００は、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄの形成領域を定義するために感光性ＰＳＲを用いて保護層１３１を形成することができる。保護層１３１は、概して各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄの高さに相応する厚さを有する。

【0110】

ユニットピクセル１００は、パネル基板２１００に配置されるまで多数の転写工程を経て、この場合、エジェクターピン（ｅｊｅｃｔｏｒ ｐｉｎ）１５０によって保護層１３１に圧力が加えられ得る。エジェクターピン１５０が相対的に厚いＰＳＲで形成された保護層１３１を押す場合、保護層１３１に圧痕が残り、外観検査不良をもたらし得、さらに、亀裂などの欠陥１５１が発生し得る。図５Ｂに示したように、保護層１３１がエジェクターピン１５０によって欠陥１５１、特に割れが発生し得る。

【0111】

さらに、ＰＳＲで形成された保護層１３１が相対的に厚いので、ユニットピクセル１００に大きなストレスを誘発し得る。これによって、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃや多様な薄膜に亀裂が生じたり、これらの薄膜が剥離されることもある。

【0112】

以下では、上記のようにＰＳＲで保護層１３１を形成するときに生じる問題を解決するための各実施例に対して説明する。

【0113】

図６Ａは、第２実施例に係るユニットピクセル２００を説明するための概略的な平面図で、図６Ｂは、図６ＡのＤ－Ｄ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【0114】

図６Ａ及び図６Ｂを参照すると、本実施例に係るユニットピクセル２００は、透明基板２２１、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、表面層２２２、光遮断層２２３、接着層２２５、段差調節層２２７、各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄ、及び絶縁物質層２３１を含むことができる。また、透明基板２２１は、凹凸パターン２２１ｐを有することができる。

【0115】

透明基板２２１、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、表面層２２２、光遮断層２２３、接着層２２５、及び段差調節層２２７は、第１実施例のユニットピクセル１００に対して説明した通りであるので、重複を避けるために、これについての詳細な説明は省略する。

【0116】

一方、各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄは、位置及び形状を除いては、上述した各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄとほぼ類似するので、これについての詳細な説明は省略する。

【0117】

絶縁物質層２３１は、第１実施例の保護層１３１に比べて相対的に薄く形成される。例えば、絶縁物質層２３１は、段差調節層２２７より薄く形成されてもよい。絶縁物質層２３１と段差調節層２２７の厚さの和は、１μｍ以上５０μｍ以下であってもよいが、これに限定されない。

【0118】

絶縁物質層２３１は、段差調節層２２７の側面及び各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄを覆う。また、絶縁物質層２３１は、接着層２２５の一部を覆うことができる。絶縁物質層２３１は、各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄを露出させる各開口部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄを有し、これによって、ユニットピクセル２００の各パッド領域が定義され得る。

【0119】

一実施例において、絶縁物質層２３１は、半透明物質であってもよく、有機又は無機物質で形成されてもよい。絶縁物質層２３１は、例えば、ポリイミドで形成されてもよい。段差調節層２２７と共に、絶縁物質層２３１がポリイミドで形成された場合、各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄは、各パッド領域を除いては、下部面、側面、及び上部面の全てがポリイミドで取り囲まれてもよい。

【0120】

本実施例によると、ユニットピクセル２００は、図３Ａ及び図３Ｂを参照して説明したユニットピクセル１００とほぼ類似するが、各バンプ１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄを含まない点で特徴的な差を有し、また、ＰＳＲ保護層１３１の代わりに、相対的に薄い絶縁物質層２３１を採択した点で差を有する。これによって、ユニットピクセル２００を転写する間に、ユニットピクセル２００に欠陥が発生することを防止することができる。

【0121】

一方、ユニットピクセル２００は、ソルダーなどのボンディング材を用いて回路基板に実装されてもよく、ボンディング材は、絶縁物質層２３１の各開口部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄに露出した各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄと回路基板上の各パッドとをボンディングすることができる。

【0122】

図７は、第２実施例に係るユニットピクセル２００を実装したディスプレイ装置を説明するための概略的な断面図である。

【0123】

図７を参照すると、回路基板２１０上にボンディング材２５０を用いて各ユニットピクセル２００が実装される。回路基板２１０は、上記で説明したパネル基板２１００であってもよく、ピクセルモジュール１０００の回路基板１００１であってもよい。

【0124】

ボンディング材２５０は、図６Ａ及び図６Ｂを参照して説明した絶縁物質層２３１の各開口部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄを介して露出した各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄを回路基板２１０上の各パッド２３０にボンディングする。ボンディング材２５０は、例えば、ソルダーであってもよく、ソルダーペーストを各パッド２３０上にスクリーンプリンティングなどの技術を用いて配置した後、リフロー工程を介してユニットピクセル２００と回路基板２１０とをボンディングすることができる。

【0125】

本実施例によると、ユニットピクセル１００と異なり、各バンプを採択しないので、各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄと各パッド２３０との間に単一構造のボンディング材２５０が配置され、ボンディング材２５０が各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄと各パッド２３０とを直接連結する。

【0126】

図８は、第２実施例に係る各ユニットピクセル２００を用いて形成したディスプレイ装置のいくつかのディスプレイ画面を示す各イメージである。

【0127】

図８を参照すると、各ユニットピクセル２００内の各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを駆動し、多様な色相の画面が具現され得る。左側に配置された画面は、各ユニットピクセル２００内の全ての発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを駆動させて具現される。一方、各ユニットピクセル２００内の赤色発光素子１０ａ、緑色発光素子１０ｂ、及び青色発光素子１０ｃをそれぞれ駆動させて具現される各画面、及び任意の二種の各発光素子を組み合わせて駆動させて具現される各画面が右側に小さく表示されている。本実施例に係るディスプレイ装置は、各ユニットピクセル２００を用いて多様な色相のカラーを具現することができる。

【0128】

図９Ａは、第３実施例に係るユニットピクセル３００を説明するための概略的な平面図で、図９Ｂは、図９ＡのＥ－Ｅ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【0129】

図９Ａ及び図９Ｂを参照すると、本実施例に係るユニットピクセル３００は、透明基板３２１、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、表面層３２２、光遮断層３２３、接着層３２５、段差調節層３２７、各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄ、絶縁物質層３３１、及び各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄを含むことができる。また、透明基板３２１は凹凸パターン３２１ｐを有することができる。

【0130】

透明基板３２１、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、表面層３２２、光遮断層３２３、接着層３２５、段差調節層３２７、各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄ、及び絶縁物質層３３１は、第２実施例のユニットピクセル２００に対する説明と類似するので、重複を避けるために、これについての詳細な説明は省略する。

【0131】

但し、透明基板３２１の外形サイズは、透明基板２２１の外形サイズに比べて相対的に小さくてもよい。例えば、透明基板２２１は、約３００μｍ×３００μｍより大きい面積を有し得るが、透明基板３２１はそれより小さくてもよい。一例において、透明基板３２１は、約２００μｍ×２００μｍ以下の面積を有することができる。

【0132】

ユニットピクセル２００の場合、透明基板２２１が小さいと、絶縁物質層２３１の各開口部２３１ａ、２３１ｂ、２３１ｃ、２３１ｄを介して露出した各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄの露出面積が相対的に小さくなる。これによって、ユニットピクセル２００を回路基板２１０に実装するとき、ボンディング材２５０に接触する各接続層２２９ａ、２２９ｂ、２２９ｃ、２２９ｄの面積が小さくなり、これによって、各ユニットピクセル２００を回路基板２１０上に安定的に実装できなくなる。

【0133】

この問題を解決するために、本実施例に係るユニットピクセル３００は、絶縁物質層３３１上に各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄを形成する。絶縁物質層３３１は、各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄを露出させる各開口部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄを有し、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、絶縁物質層３３１の各開口部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄを介して各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄにそれぞれ電気的に連結される。

【0134】

一方、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄより大きい面積を有することができ、特に、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、それぞれ各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち少なくとも一つを部分的に覆うことができる。すなわち、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、それぞれ各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち少なくとも一つと垂直方向で部分的に重畳し得る。さらに、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、それぞれ隣接した二つの発光素子と部分的に重畳することもできる。例えば、図９Ａでは、第１ボンディングパッド３３３ａは、赤色発光素子１０ａ及び緑色発光素子１０ｂを部分的に覆い、第２ボンディングパッド３３３ｂは、緑色発光素子１０ｂ及び青色発光素子１０ｃを部分的に覆い、第３ボンディングパッド３３３ｃは、緑色発光素子１０ｂ及び青色発光素子１０ｃを部分的に覆う。第４ボンディングパッド３３３ｄは、赤色発光素子１０ａのみを部分的に覆うことを示したが、緑色発光素子１０ｂも部分的に覆うことができる。

【0135】

第１乃至第４ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、段差調節層３２７及び絶縁物質層３３１によって各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから離隔し、各接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄを介してのみ各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに電気的に接続され得る。よって、第１乃至第４ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄと各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃとの電気的短絡が防止される。

【0136】

本実施例によると、透明基板３２１が相対的に小さかったとしても、各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄを相対的に大きく形成することができ、ソルダーなどのボンディング材を用いて回路基板に各ユニットピクセル３００を安定的に実装することができる。

【0137】

図１０Ａ乃至図１０Ｆは、第３実施例に係るユニットピクセル３００を製造する方法を説明するための概略的な断面図である。

【0138】

まず、図１０Ａを参照すると、透明基板３２１の表面に凹凸パターン３２１ｐが形成される。透明基板３２１は、ＰＥＴ、ガラス基板、クォーツ、サファイア基板などの光透過性基板である。一実施例において、凹凸パターン３２１ｐは、乾式又は湿式エッチング技術を用いて透明基板３２１の表面をエッチングすることによって形成され得る。

【0139】

表面層３２２が透明基板３２１上に形成されてもよい。表面層３２２は、凹凸パターン３２１ｐに沿って形成されてもよい。表面層３２２は、例えば、シリコン酸化膜で形成されてもよい。表面層３２２は、透明基板３２１の表面を改質するために形成されるものであって、省略されてもよい。

【0140】

図１０Ｂを参照すると、表面層３２２上に光遮断層３２３が形成される。光遮断層３２３は、光を吸収する物質層、例えば、カーボンブラックのように光を吸収する吸収物質を含むブラックマトリックスで形成されてもよい。また、光遮断層３２３は、感光性物質層で形成され、露光及び現像によってパターニングされてもよい。光遮断層３２３をパターニングすることによって、窓３２３ａが形成され得る。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対応して複数の窓３２３ａが形成されてもよく、これらの窓３２３ａは互いに離隔してもよい。

【0141】

続いて、光遮断層３２３上に接着層３２５が形成されてもよい。接着層３２５は、光遮断層３２３を覆うことができ、また、光遮断層３２３に形成された各窓３２３ａを介して露出した表面層３２２又は透明基板３２１を覆うことができる。

【0142】

接着層３２５は、透明基板３２１の全面上に形成されてもよいが、これに限定されることなく、透明基板３２１の縁部付近の領域を露出させるように一部の領域に形成されてもよい。接着層３２５は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを透明基板３２１に付着するために使用される。接着層３２５は、光透過性層で形成されてもよく、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出された光を透過させる。接着層３２５は、接着シート又は有機接着剤を用いて形成されてもよい。例えば、接着層３２５は、透明エポキシを用いて形成されてもよい。一実施例において、接着層３２５は、光を拡散させるために、ＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２、ＺｎＯなどの拡散物質（ｄｉｆｆｕｓｅｒ）を含むことができる。光拡散物質は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが光放出面から観察されることを防止する。

【0143】

図９Ａ及び図１０Ｃを参照すると、接着層３２５上に発光素子１０ａが配置される。発光素子１０ａは、窓３２３ａに対応して配置されてもよい。発光素子１０ａは、窓３２３ａより小さいサイズを有し、窓３２３ａの上部領域内に位置し得るが、これに限定されない。発光素子１０ａが窓３２３ａより大きい面積を有することもできる。

【0144】

図１０Ｃでは、発光素子１０ａのみを示すが、各発光素子１０ｂ、１０ｃも対応する各窓３２３ａの上部に配置され得る。一実施例において、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、転写工程を用いて共に接着層３２５に転写されてもよい。

【0145】

図９Ａ及び図１０Ｄを参照すると、段差調節層３２７が各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを覆うように形成される。段差調節層３２７は、例えば、感光性ポリイミドで形成されてもよく、露光及び現像技術を用いてパターニングされてもよい。

【0146】

例えば、段差調節層３２７は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを露出させる各開口部３２７ａを有することができる。例えば、段差調節層３２７の各開口部３２７ａは、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１及び第２電極パッド３１、３３を露出させることができる。さらに、段差調節層３２７は、透明基板３２１の縁部に沿って除去され、接着層３２５を露出させることができる。

【0147】

図９Ａ及び図１０Ｅを参照すると、段差調節層３２７上に第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄが形成される。例えば、第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄは、リフトオフ技術を用いて形成されてもよい。

【0148】

第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄは、段差調節層３２７の各開口部３２７ａを介して各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに電気的に連結されてもよい。例えば、第１乃至第３接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃは、それぞれ各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１導電型半導体層に電気的に連結されてもよく、第４接続層３２９ｄは、発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第２導電型半導体層に共通に電気的に連結されてもよい。

【0149】

図９Ａ及び図１０Ｆを参照すると、第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄを覆う絶縁物質層３３１が形成される。また、絶縁物質層３３１は、段差調節層３２７の側面を覆うことができ、接着層３２５を部分的に覆うことができる。例えば、絶縁物質層３３１は、感光性ポリイミドで形成されてもよい。絶縁物質層３３１は、第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄをそれぞれ露出させる各開口部３３１ａ、３３１ｂ、３３１ｃ、３３１ｄを有するようにパターニングされてもよい。

【0150】

その後、絶縁物質層３３１上に各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄが形成され、図９Ａ及び図９Ｂを参照して説明したユニットピクセル３００が形成されてもよい。

【0151】

各ボンディングパッド３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄは、第１乃至第４接続層３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄの上部領域を逸脱し、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを部分的に覆うように形成されてもよい。

【0152】

図１１Ａは、一実施例に係る発光素子２０ａを説明するための概略的な平面図で、図１１Ｂは、図１１ＡのＦ－Ｆ線に沿って切り取られた概略的な断面図である。ここで、赤色発光素子２０ａに対して説明するが、緑色及び青色発光素子２０ｂ、２０ｃもほぼ類似する構造を有するので、互いに重複する説明は省略する。

【0153】

図１１Ａ及び図１１Ｂを参照すると、本実施例に係る発光素子２０ａは、図２Ａ及び図２Ｂを参照して説明した発光素子１０ａとほぼ類似するが、メサＭ形状において差を有する。以下で、発光素子２０ａが発光素子１０ａと重複する内容は簡略に説明し、これらの相違点に対して詳細に説明する。

【0154】

発光素子２０ａは、第１導電型半導体層２１、活性層２３、及び第２導電型半導体層２５を含む発光構造体、オーミック接触層２７、第１コンタクトパッド５３、第２コンタクトパッド５５、絶縁層５９、第１電極パッド６１、及び第２電極パッド６３を含む。発光構造体及びオーミック接触層２７の具体的な材料及び特性は、発光素子１０ａに対して説明した通りであるので、これらに対する詳細な説明は省略する。

【0155】

一方、本実施例において、メサＭは、その周辺に第１導電型半導体層２１を露出させるように形成される。すなわち、本実施例において、貫通ホール２５ａの代わりに、メサＭの外側で第１導電型半導体層２１が露出する。

【0156】

第１コンタクトパッド５３は、露出した第１導電型半導体層２１上に配置される。第１コンタクトパッド５３は、第１導電型半導体層２１にオーミック接触することができる。例えば、第１コンタクトパッド５３は、第１導電型半導体層２１にオーミック接触するオーミック金属層で形成されてもよい。第１コンタクトパッド５３のオーミック金属層は、第１導電型半導体層２１の半導体材料によって適宜選定され得る。

【0157】

第２コンタクトパッド５５は、オーミック接触層２７上に配置されてもよい。第２コンタクトパッド５５は、オーミック接触層２７に電気的に接続する。第２コンタクトパッド５５は省略されてもよい。

【0158】

絶縁層５９は、メサＭ、オーミック接触層２７、第１コンタクトパッド５３、及び第２コンタクトパッド５５を覆う。絶縁層５９は、第１コンタクトパッド５３及び第２コンタクトパッド５５を露出させる各開口部５９ａ、５９ｂを有する。絶縁層５９は、単一層又は多重層で形成されてもよい。さらに、絶縁層５９は、屈折率が互いに異なる各絶縁層を積層した分布ブラッグ反射器を含むこともできる。例えば、分布ブラッグ反射器は、ＳｉＯ_２、Ｓｉ_３Ｎ_４、ＳｉＯＮ、ＴｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、Ｎｂ_２Ｏ_５から選ばれた少なくとも２種類の絶縁層を含むことができる。

【0159】

分布ブラッグ反射器は、活性層２３から放出される光を反射する。分布ブラッグ反射器は、活性層２３から放出される光のピーク波長を含み、相対的に広い波長範囲にわたって高い反射率を示すことができ、光の入射角を考慮して設計され得る。一実施例において、分布ブラッグ反射器は、他の入射角で入射される光に比べて入射角０度で入射される光に対してさらに高い反射率を有することができる。他の実施例において、分布ブラッグ反射器は、入射角０度で入射される光に比べて他の特定の入射角で入射される光に対してさらに高い反射率を有することができる。例えば、分布ブラッグ反射器は、入射角０度で入射される光に比べて入射角１０度で入射される光に対してさらに高い反射率を有することができる。

【0160】

一方、青色発光素子１０ｃの発光構造体は、赤色発光素子１０ａ及び緑色発光素子１０ｂの各発光構造体に比べて高い内部量子効率を有する。これによって、青色発光素子１０ｃは、赤色及び緑色発光素子１０ａ、１０ｂに比べて高い光抽出効率を示すことができる。これによって、赤色光、緑色光、及び青色光の色混合比率を適正に維持することが難しくなり得る。

【0161】

赤色光、緑色光、及び青色光の色混合比率を調節するために、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適用される各分布ブラッグ反射器が互いに異なる反射率を有するように形成されてもよい。例えば、青色発光素子１０ｃは、赤色及び緑色発光素子１０ａ、１０ｂに比べて相対的に低い反射率を有する分布ブラッグ反射器を有することができる。例えば、青色発光素子１０ｃに形成される分布ブラッグ反射器は、活性層２３で生成される青色光に対して入射角０度で約９５％未満、さらに９０％未満の反射率を有することができ、緑色発光素子１０ｂは、緑色光に対して入射角０度で約９５％以上９９％以下の反射率を有することができ、赤色発光素子１０ａは、赤色光に対して入射角０度で９９％以上の反射率を有することができる。

【0162】

一実施例において、赤色、緑色、及び青色発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適用される各分布ブラッグ反射器は、ほぼ類似する厚さを有することができる。例えば、これらの各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適用された各分布ブラッグ反射器の間の厚さの差は、最も厚い分布ブラッグ反射器の厚さの１０％未満であってもよい。各分布ブラッグ反射器の厚さの差を小さくすることによって、赤色、緑色、及び青色発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適用される工程条件、例えば、絶縁層５９をパターニングする工程を類似の形態に設定することができ、さらに、ユニットピクセル製造工程が複雑になることを防止することができる。さらに、赤色、緑色、及び青色発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに適用される各分布ブラッグ反射器は、ほぼ類似する積層数を有することもできる。しかし、本発明がこれに限定されることはない。

【0163】

第１電極パッド６１及び第２電極パッド６３は絶縁層５９上に配置される。第１電極パッド６１は、第１コンタクトパッド５３の上部からメサＭの上部に延長されてもよく、第２電極パッド６３は、メサＭの上部領域内に配置されてもよい。第１電極パッド６１は、開口部５９ａを介して第１コンタクトパッド５３に接続することができ、第２電極パッド６３は、第２コンタクトパッド５５に電気的に接続することができる。第１電極パッド６１が第１導電型半導体層２１に直接オーミック接触することもでき、この場合、第１コンタクトパッド５３は省略されてもよい。また、第２コンタクトパッド５５が省略された場合、第２電極パッド６３は、オーミック接触層２７に直接接続することができる。

【0164】

一方、第１導電型半導体層２１は、光放出面側に凹凸パターン２１ｐを含むことができる。一実施例において、凹凸パターン２１ｐは、図１２に示したように、第１凹凸パターン２１ｐ１と、第１凹凸パターン上にさらに形成された第２凹凸パターン２１ｐ２とを含むことができる。

【0165】

第１凹凸パターン２１ｐ１の各突出部は、約２μｍ乃至３μｍの高さ、１．５μｍ乃至２μｍの間隔、及び約３μｍ乃至５μｍの底の直径を有することができる。一方、第２凹凸パターン２１ｐ２は、第１凹凸パターン２１ｐ１の各突出部、及び各突出部の間の領域に全て形成されてもよい。図１３は、第１導電型半導体層２１の表面に実際に形成された凹凸パターンのＳＥＭイメージを示している。

【0166】

以上で、本開示の多様な実施例に対して説明したが、本開示は、これらの実施例に限定されるものではない。また、一つの実施例に対して説明した事項や構成要素は、本開示の技術的思想を逸脱しない限り、他の実施例にも適用され得る。

【符号の説明】

【0167】

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ 発光素子
２１ 第１導電型半導体層
２３ 活性層
２５ 第２導電型半導体層
２７ オーミック接触層
２９ 絶縁層
３１ 第１電極パッド
３３ 第２電極パッド
５３ 第１コンタクトパッド
５５ 第２コンタクトパッド
５９ 絶縁層
６１ 第１電極パッド
６３ 第２電極パッド
１００ ユニットピクセル
１２１ 透明基板
１２２ 表面層
１２３ 光遮断層
１２５ 接着層
１２７ 段差調節層
１２９ 第４接続層
１２９ 第３接続層
１２９ 第２接続層
１２９ 第１接続層
１２９ 第１乃至第４接続層
１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ 接続層
１３１ ＰＳＲ保護層
１３１ 保護層
１３３ａ、１３３ｂ、１３３ｃ、１３３ｄ バンプ
１５０ エジェクターピン
１５１ 欠陥
２００ ユニットピクセル
２１０ 回路基板
２２１ 透明基板
２２２ 表面層
２２３ 光遮断層
２２５ 接着層
２２７ 段差調節層
２２９ 接続層
２３０ パッド
２３１ 絶縁物質層
２５０ ボンディング材
３００ ユニットピクセル
３２１ 透明基板
３２２ 表面層
３２３ 光遮断層
３２５ 接着層
３２７ 開口部
３２７ 段差調節層
３２９ａ、３２９ｂ、３２９ｃ、３２９ｄ 接続層
３３１ 絶縁物質層
３３３ａ、３３３ｂ、３３３ｃ、３３３ｄ ボンディングパッド
１０００ ピクセルモジュール
１００１ 回路基板
１００３ パッド
１００５ ボンディング材
１０１０ カバー層
２１００ パネル基板
１００００ ディスプレイ装置

【図1】

【図2a】

【図2b】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図4d】

【図4e】

【図5a】

【図5b】

【図6a】

【図6b】

【図7】

【図8】

【図9a】

【図9b】

【図10a】

【図10b】

【図10c】

【図10d】

【図10e】

【図10f】

【図11a】

【図11b】

【図12】

【図13】

【国際調査報告】