特表 2023-528076 発光素子を有する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】2023-07-03

(54)【発明の名称】発光素子を有する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】

   H01L 33/48 20100101AFI20230626BHJP

   G09F 9/30 20060101ALI20230626BHJP

   G09F 9/33 20060101ALI20230626BHJP

【ＦＩ】

H01L33/48

G09F9/30 309

G09F9/33

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022574679

(86)(22)【出願日】2021-06-08

(85)【翻訳文提出日】2022-12-02

(86)【国際出願番号】 KR2021007121

(87)【国際公開番号】W WO2021251717

(87)【国際公開日】2021-12-16

(31)【優先権主張番号】63/036,017

(32)【優先日】2020-06-08

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】63/193,362

(32)【優先日】2021-05-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】US

(31)【優先権主張番号】17/339,379

(32)【優先日】2021-06-04

(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】ジェ・ヒ・リム

【テーマコード（参考）】

5C094

5F142

【Ｆターム（参考）】

5C094AA38

5C094BA25

5C094DA07

5C094DA13

5C094DA15

5C094EB02

5C094ED15

5C094FB06

5F142AA67

5F142BA32

5F142CB14

5F142CD16

5F142CD17

5F142CG03

5F142CG07

5F142DB17

5F142DB54

5F142EA02

5F142EA34

5F142GA01

(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；前記透明基板上に配置された複数の発光素子；及び前記各発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を接着させる接着層；を含み、前記接着層は、透明基板の内部に密封される。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

透明基板；
前記透明基板上に配置された複数の発光素子；
前記複数の発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を前記透明基板に接着させる接着層；及び
前記接着層を水分損傷から防ぐために前記接着層を密封するように構成された密封構造体；
を含み、
前記密封構造体は、
耐湿性である絶縁層を含み、前記接着層を覆う第１構造体；
前記第１構造体上に形成された第２構造体；又は、
これら両方を含む、ユニットピクセル。

【請求項2】

前記接着層は、前記透明基板の面積より小さい面積を有する、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項3】

前記第１構造体は、前記第２構造体と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含み、
前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆う、請求項１に記載のユニットピクセル。

【請求項4】

前記第２構造体は、前記接着層及び前記複数の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、前記接着層の側面を覆う、請求項３に記載のユニットピクセル。

【請求項5】

前記保護絶縁層は、前記複数の発光素子を覆い、
前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、前記複数の発光素子を露出させる各開口部を有する、請求項４に記載のユニットピクセル。

【請求項6】

前記段差調節層上に配置され、前記複数の発光素子に対応する複数の接続層をさらに含み、
前記複数の接続層のそれぞれは、前記段差調節層及び前記保護絶縁層の各開口部を介して対応する発光素子に電気的に接続された、請求項５に記載のユニットピクセル。

【請求項7】

前記複数の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、前記複数の接続層を露出させる複数の開口部を有する、請求項６に記載のユニットピクセル。

【請求項8】

前記絶縁物質層は、前記複数の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７に記載のユニットピクセル。

【請求項9】

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８に記載のユニットピクセル。

【請求項10】

透明基板；
前記透明基板上に配置された複数の発光素子；
前記複数の発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を前記透明基板に接着させる接着層；及び
前記接着層を保護するように構成された保護構造体；
を含み、
前記保護構造体は、
耐湿性である絶縁層を含み、前記接着層を覆う第１構造体；
前記第１構造体上に形成された第２構造体；及び
前記第１構造体の下側に形成され、前記接着層の周囲に露出した第３構造体；
を含むユニットピクセル。

【請求項11】

前記透明基板と前記接着層との間に配置された光遮断層をさらに含み、
前記光遮断層は、前記各発光素子で生成された光が通過し得る各窓を有し、
前記接着層は前記各窓を覆う、請求項１０に記載のユニットピクセル。

【請求項12】

前記第３構造体は、前記光遮断層と前記接着層との間に配置されたエッチング防止層をさらに含み、
前記接着層は、前記エッチング防止層の縁部が露出するように前記エッチング防止層を部分的に覆う、請求項１１に記載のユニットピクセル。

【請求項13】

前記エッチング防止層は、前記透明基板の縁部に沿って環状に形成され、前記各窓は、前記エッチング防止層で取り囲まれた、請求項１２に記載のユニットピクセル。

【請求項14】

前記第２構造体は、前記接着層及び前記各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、前記接着層の側面を覆う、請求項１３に記載のユニットピクセル。

【請求項15】

前記第１構造体は、前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含み、
前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆う、請求項１４に記載のユニットピクセル。

【請求項16】

前記保護絶縁層は、前記各発光素子を覆い、
前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、前記各発光素子を露出させる各開口部を有する、請求項１５に記載のユニットピクセル。

【請求項17】

前記透明基板の側面は、前記光遮断層、エッチング防止層、及び保護絶縁層の側面と並んでいる、請求項１５に記載のユニットピクセル。

【請求項18】

回路基板；及び
前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセル；
を含み、
前記ユニットピクセルのそれぞれは、
透明基板；
前記透明基板上に配置された複数の発光素子；
前記各発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を接着させる接着層であって、水分が接近できないように前記ユニットピクセルの内部に密封された接着層；
前記接着層及び前記複数の発光素子を覆う段差調節層；及び
前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層；
をさらに含み、
前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、前記接着層の側面を覆うディスプレイ装置。

【請求項19】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記接着層との間に配置された光遮断層；及び
前記光遮断層と前記接着層との間に配置されたエッチング防止層；
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し得る各窓を有し、
前記接着層は、前記各窓を覆い、
前記接着層は、前記エッチング防止層の縁部が露出するように前記エッチング防止層を部分的に覆う、請求項１８に記載のディスプレイ装置。

【請求項20】

前記エッチング防止層は、前記透明基板の縁部に沿って環状に形成され、前記各窓は、前記エッチング防止層で取り囲まれた、請求項１９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、青色光、緑色光及び赤色光の混合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、ディスプレイパネル上に発光ダイオードを直接実装するのに相当の努力を要する。

【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、外部環境による接着剤の損傷や変形を防止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】

【0007】

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、透明基板と、前記透明基板上に配置された複数の発光素子と、前記各発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を接着させる接着層とを含む。前記接着層は、前記ユニットピクセルの内部に密封される。

【0008】

前記接着層は、前記透明基板より小さい面積を有することができる。

【0009】

さらに、前記ユニットピクセルは、前記接着層及び前記各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、前記接着層の側面を覆うことができる。

【0010】

追加的に又は代案的に、前記ユニットピクセルは、前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含むことができ、前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆うことができる。

【0011】

前記保護絶縁層は、前記各発光素子を覆うことができ、前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、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る。

【0012】

前記ユニットピクセルは、前記段差調節層上に配置された各接続層をさらに含むことができ、前記各接続層は、前記段差調節層及び前記保護絶縁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。

【0013】

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る。

【0014】

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。

【0015】

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。

【0016】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記接着層との間に配置された光遮断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し得る各窓を有することができ、前記接着層は、前記各窓を覆うことができる。

【0017】

前記ユニットピクセルは、前記光遮断層と前記接着層との間に配置されたエッチング防止層をさらに含むことができ、前記接着層は、前記エッチング防止層の縁部が露出するように前記エッチング防止層を部分的に覆うことができる。

【0018】

前記エッチング防止層は、前記透明基板の縁部に沿って環状に形成されてもよく、前記各窓は、前記エッチング防止層で取り囲まれてもよい。

【0019】

前記ユニットピクセルは、前記接着層及び前記各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、前記接着層の側面を覆うことができる。

【0020】

前記ユニットピクセルは、前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含むことができ、前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆うことができる。

【0021】

前記保護絶縁層は、前記各発光素子を覆うことができ、前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、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る。

【0022】

前記透明基板の側面は、前記光遮断層、エッチング防止層、及び保護絶縁層の側面と並んでもよい。

【0023】

本開示の一実施例に係るディスプレイ装置は、回路基板；及び前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセル；を含み、前記ユニットピクセルのそれぞれは、透明基板；前記透明基板上に配置された複数の発光素子；及び前記各発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を接着させる接着層；を含み、前記接着層は、前記ユニットピクセルの内部に密封される。

【0024】

前記ユニットピクセルは、前記接着層及び前記各発光素子を覆う段差調節層；及び前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層；をさらに含むことができ、前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、前記接着層の側面を覆うことができる。

【0025】

前記ユニットピクセルは、前記透明基板と前記接着層との間に配置された光遮断層；及び前記光遮断層と前記接着層との間に配置されたエッチング防止層；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し得る各窓を有することができ、前記接着層は、前記各窓を覆うことができ、前記接着層は、前記エッチング防止層の縁部が露出するように前記エッチング防止層を部分的に覆うことができる。

【0026】

前記エッチング防止層は、前記透明基板の縁部に沿って環状に形成されてもよく、前記各窓は、前記エッチング防止層で取り囲まれてもよい。

【0027】

いくつかの形態において、ユニットピクセルは、透明基板と、前記透明基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を前記透明基板に接着させる接着層と、前記接着層を水分損傷から防ぐために前記接着層を密封するように構成された密封構造体とを含む。前記密封構造体は、耐湿性である絶縁層を含み、前記接着層を覆う第１構造体、前記第１構造体上に形成された第２構造体、又はこれらの全てを含む。

【0028】

前記第１構造体は、前記第２構造体と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含む。前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆う。

【0029】

前記第２構造体は、前記接着層及び前記複数の発光素子を覆う段差調節層をさらに含む。前記段差調節層は、前記接着層の側面を覆う。

【0030】

前記ユニットピクセルは、前記段差調節層上に配置され、前記複数の発光素子に対応する複数の接続層をさらに含む。前記複数の接続層のそれぞれは、前記段差調節層及び前記保護絶縁層の各開口部を介して対応する発光素子に電気的に接続される。

【0031】

いくつかの形態において、ユニットピクセルは、透明基板と、前記透明基板上に配置された複数の発光素子と、前記複数の発光素子と前記透明基板との間に配置され、前記各発光素子を前記透明基板に接着させる接着層と、前記接着層を保護するように構成された保護構造体とを含む。前記保護構造体は、耐湿性である絶縁層を含み、前記接着層を覆う第１構造体と、前記第１構造体上に形成された第２構造体と、前記第１構造体の下側に形成され、前記接着層の周囲に露出した第３構造体とを含む。

【0032】

前記第３構造体は、前記光遮断層と前記接着層との間に配置されたエッチング防止層をさらに含む。前記接着層は、前記エッチング防止層の縁部が露出するように前記エッチング防止層を部分的に覆う。

【0033】

前記エッチング防止層は、前記透明基板の縁部に沿って環状に形成され、前記各窓は、前記エッチング防止層で取り囲まれる。

【0034】

前記第２構造体は、前記接着層及び前記各発光素子を覆う段差調節層をさらに含む。前記段差調節層は、前記接着層の側面を覆う。

【0035】

前記第１構造体は、前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層をさらに含む。前記保護絶縁層は、前記接着層の上面及び側面を覆う。

【0036】

いくつかの形態において、ディスプレイ装置は、回路基板、及び前記回路基板上に配置された複数のユニットピクセルを含む。前記ユニットピクセルのそれぞれは、透明基板と、前記透明基板上に配置された複数の発光素子と、前記各発光素子と前記透明基板の間に配置され、前記各発光素子を接着させる接着層として、水分が接近できないように前記ユニットピクセルの内部に密封された接着層と、前記接着層及び前記複数の発光素子を覆う段差調節層と、前記段差調節層と前記接着層との間に配置された保護絶縁層とをさらに含む。前記段差調節層及び前記保護絶縁層は、前記接着層の側面を覆う。

【図面の簡単な説明】

【0037】

【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2】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3A】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3B】図３Ａ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4A】一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4B】図４Ａ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4C】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5A】凹凸パターンを形成する、一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5B】透明基板上に光遮断層を形成することを例示する、一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5C】前記光遮断層上に接着層を形成することを例示する、一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5D】前記接着層を選択的に除去することを例示する、一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5E】保護絶縁層及び段差調節層を形成することを例示する、一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5F】前記段差調節層上に各接続層を形成することを例示する、一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6A】他の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6C】図６Ａ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7A】凹凸パターンを形成することを例示する、一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7B】透明基板上に光遮断層を形成することを例示する、一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。

【図7C】エッチング防止層及び接着層を形成することを例示する、一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7D】前記接着層を選択的に除去することを例示する、一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7E】前記接着層を覆う保護絶縁層を形成することを例示する、一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7F】前記段差調節層上に各接続層を形成することを例示する、一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。

【発明を実施するための形態】

【0038】

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。

【0039】

マイクロＬＥＤの実装を助けるために、各サブピクセルを含むユニットピクセルが使用される。ユニットピクセルは、透明基板上に接着剤を用いて付着した各発光素子を含む。互いに異なる色相の光を放出する各発光素子を用いて多様な色を具現できる一つのピクセルが提供される。各発光素子から放出された光は、接着剤及び透明基板を介して外部に放出される。ところが、接着剤は、一般に有機物で形成されるので、マイクロＬＥＤディスプレイが使用される環境に起因した熱及び／又は水分によって損傷又は変形し得る。接着剤の損傷や変形は、マイクロＬＥＤディスプレイの動作性能に影響を及ぼし得る。よって、外部環境に起因した接着剤の損傷や変形を防止できるユニットピクセルが好ましい。

【0040】

図１は、本開示の一実施例に係るディスプレイ装置１００００を説明するための概略的な平面図で、図２は、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ある。

【0041】

図１及び図２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を含むことができる。

【0042】

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。

【0043】

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。

【0044】

いくつかの実施例において、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、及び各ユニットピクセル１００を覆うモールディング部１２００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がパネル基板２１００上に直接配列され、モールディング部１２００が各ユニットピクセル１００を覆うこともできる。

【0045】

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２に示したように一列に配列されてもよい。いくつかの実施例において、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はなく、他の形態において、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。

【0046】

各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃをパネル基板２１００上に直接実装することは、避けることが好ましい。実装が確実に行われないと、パネル基板２１００と共に各発光素子を全て廃棄することになり、費用損失が大きく発生し得る。その一方で、まず、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが実装されたユニットピクセル１００を製造した後、良好な各ユニットピクセル１００を選別してパネル基板２１００上に実装することによって、発光素子の実装不良による費用損失を減少させたり避けることができる。

【0047】

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。

【0048】

まず、図３Ａ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３Ｂ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はほぼ類似する構造を有し、互いに重複する説明は省略する。

【0049】

図３Ａ及び図３Ｂ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を含む発光構造体と、オーミック接触層２７と、第１コンタクトパッド５３と、第２コンタクトパッド５５と、絶縁層５９と、第１電極パッド６１と、第２電極パッド６３とを含むことができる。

【0050】

発光素子１０ａは、平面図から見たとき、長軸及び短軸を有する矩形状の外形を有することができる。例えば、長軸の長さは、１００μｍ以下のサイズを有することができ、短軸の長さは、７０μｍ以下のサイズを有することができる。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、ほぼ類似する外形及びサイズを有することができる。

【0051】

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はなく、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。

【0052】

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。

【0053】

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。

【0054】

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。

【0055】

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、第２導電型はｎ型になる。

【0056】

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。緑色光又は青色光を放出する発光素子１０ｂ又は１０ｃの場合、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。

【0057】

図３Ａ及び図３Ｂ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化合物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。

【0058】

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３Ｂ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。

【0059】

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。他の実施例において、メサＭを貫通して第１導電型半導体層２１を露出させる貫通ホールが形成されてもよい。

【0060】

一実施例において、前記第１導電型半導体層２１は、平らな光放出面を有することができる。他の実施例において、前記第１導電型半導体層２１は、光放出面側に表面テクスチャリングによる凹凸パターン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、第１導電型半導体層２１の光放出面に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。

【0061】

他の実施例において、凹凸パターンは、第１凹凸パターンと、第１凹凸パターン上にさらに形成された第２凹凸パターンとを含むことができる。

【0062】

第１導電型半導体層２１の表面に凹凸パターン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の全てにおいて、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く、これによって、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃから放出される光の指向角を均一化することができる。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃのうち少なくとも一つは、凹凸パターンを含まなく、平坦な面を有することもできる。

【0063】

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。

【0064】

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。第１コンタクトパッド５３は省略されてもよい。

【0065】

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。

【0066】

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。

【0067】

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。

【0068】

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。

【0069】

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。

【0070】

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。

【0071】

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。

【0072】

第１及び／又は第２電極パッド６１、６３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６１、６３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。例えば、第１及び第２電極パッド６１、６３は、最上端にＴｉ層又はＣｒ層を含み、その下側にＡｕ層を含むことができる。

【0073】

本開示の一実施例に係る発光素子１０ａを、図３Ａ及び図３Ｂを参照して簡略に説明したが、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。

【0074】

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６１、６３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コンタクトパッド５５又は第２電極パッド６３が第２導電型半導体層２５に直接接触することもできる。

【0075】

図４Ａは、本開示の一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４Ｂは、図４ＡのＢ－Ｂ’線に沿って切り取られた概略的な断面図で、図４Ｃ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ある。

【0076】

図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃ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、及び絶縁物質層１３１を含むことができる。

【0077】

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。

【0078】

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、上面及び下面を有することができる。透明基板１２１は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに向かう面、すなわち、上面に凹凸パターン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。

【0079】

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。

【0080】

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。

【0081】

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。

【0082】

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。

【0083】

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ことができる。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。

【0084】

光遮断層１２３は、透明基板１２１の上面上に形成される。光遮断層１２３は、表面層１２２に接することができる。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。

【0085】

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、１２３ｂ、１２３ｃを有することができ、このために、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、１２３ｂ、１２３ｃ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はない。例えば、窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃの幅は、発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの幅より大きくてもよく、これによって、発光素子１０ａと光遮断層１２３との間にギャップが形成され得る。

【0086】

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はなく、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、１２３ｂ、１２３ｃを充填することができる。

【0087】

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。

【0088】

接着層１２５は、透明基板１２１より小さい面積を有する。接着層１２５は、光遮断層１２３より小さい面積を有することができる。接着層１２３は、透明基板１２１の縁部で取り囲まれた領域の内部に配置される。接着層１２５の周囲に光遮断層１２３が露出してもよい。

【0089】

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、１２３ｂ、１２３ｃに対応して配置されてもよい。

【0090】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図４Ｂ及び図４Ｃに示したように、接着層１２５の平らな面上に配置されてもよい。接着層１２５は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの下面の下側に配置されてもよい。他の実施例において、接着層１２５は、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの側面を部分的に覆うこともできる。

【0091】

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３Ａ及び図３Ｂ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。

【0092】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図４Ａ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もよい。例えば、図４Ａ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。

【0093】

また、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ長軸方向が互いに平行に配列されてもよい。第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの短軸方向は、これらの各発光素子の整列方向と一致し得る。

【0094】

第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、図３Ａ及び図３Ｂ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。

【0095】

保護絶縁層１２６は、接着層１２５及び各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを覆う。保護絶縁層１２６は、特に接着層１２５の側面を覆うことができ、接着層１２５の周囲に露出した光遮断層１２３を覆うことができる。保護絶縁層１２６は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを露出させる各開口部を有することができる。保護絶縁層１２６は、湿気を防止するためのものであって、ＳｉＯｘ、ＳｉＮｘ、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機系絶縁層又は高密度ポリマーなどの有機物層で形成されてもよく、また、分布ブラッグ反射器（ＤＢＲ）などの多層構造で形成されてもよい。一実施例において、保護絶縁層１２６、光遮断層１２３及び透明基板１２１の側面は、互いに並んでもよい。

【0096】

段差調節層１２７は、第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃ及び接着層１２５を覆う。段差調節層１２７は、保護絶縁層１２６上に形成されてもよい。段差調節層１２７は、保護絶縁層１２６と共に、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１及び第２電極パッド６１、６３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。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。

【0097】

段差調節層１２７は、接着層１２５より広い面積を有することができ、接着層１２５の側面を覆うことができる。段差調節層１２７は、透明基板１２１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。接着層１２５は、保護絶縁層１２６又は段差調節層１２７によって密封されてもよい。これによって、接着層１２５が外部に露出したり、湿気などによって変形することを防止することができる。さらに、湿気に強い保護絶縁層１２６を採択することによって、接着層１２５をさらに保護することができる。

【0098】

段差調節層１２７の側面は、接着層１２５の上面に対して９０度未満の角度で傾斜し得る。例えば、段差調節層１２７の側面は、接着層１２５の上面に対して約６０度の傾斜角を有することができる。

【0099】

図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃに示したように、段差調節層１２７の周囲に保護絶縁層１２６が露出してもよい。光遮断層１２３は、保護絶縁層１２６で覆われて露出しない。しかし、本開示がこれに限定されることはない。一例として、保護絶縁層１２６の一部が除去され、光遮断層１２３の上面が部分的に露出してもよい。さらに、段差調節層１２７の側面が保護絶縁層１２６と並んでもよく、段差調節層１２７の周囲に光遮断層１２３が露出してもよい。

【0100】

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及び保護絶縁層の各開口部１２７ａを介して第１乃至第３発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの（図３Ａ及び図３Ｂに示した）第１及び第２電極パッド６１、６３に接続することができる。

【0101】

一実施例において、図４Ａ及び図４Ｂ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。

【0102】

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。

【0103】

絶縁物質層１３１は、段差調節層２２７より薄く形成されてもよい。絶縁物質層１３１と段差調節層１２７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。一方、絶縁物質層１３１の側面は、接着層１２５の上面に対して９０度未満の傾斜角、例えば、約６０度の傾斜角を有することができる。

【0104】

絶縁物質層１３１は、段差調節層１２７の側面及び各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを覆う。また、絶縁物質層１３１は、保護絶縁層１２６の一部を覆うことができる。絶縁物質層１３１は、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを露出させる各開口部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄを有し、これによって、ユニットピクセル１００の各パッド領域が定義され得る。

【0105】

一実施例において、絶縁物質層１３１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１３１は、例えば、ポリイミドで形成されてもよい。段差調節層１２７と共に、絶縁物質層１３１がポリイミドで形成された場合、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ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。

【0106】

一方、ユニットピクセル１００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１３１の各開口部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄに露出した各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ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。

【0107】

本実施例によると、ユニットピクセル１００は、別途の各バンプを含まなく、各接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄがボンディングパッドとして使用される。しかし、本発明がこれに限定されることはなく、絶縁物質層１３１の各開口部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄを覆う各ボンディングパッドが形成されてもよい。一実施例において、各ボンディングパッドは、第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ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。

【0108】

図５Ａ乃至図５Ｆは、一実施例に係るユニットピクセル１００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。

【0109】

まず、図５Ａを参照すると、透明基板１２１の上面に凹凸パターン１２１ｐが形成される。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。一実施例において、凹凸パターン１２１ｐは、乾式又は湿式エッチング技術を用いて透明基板１２１の表面をエッチングすることによって形成され得る。

【0110】

表面層１２２が透明基板１２１上に形成されてもよい。表面層１２２は、凹凸パターン１２１ｐに沿って形成されてもよい。表面層１２２は、例えば、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。

【0111】

図４Ａ及び図５Ｂを参照すると、透明基板１２１上に光遮断層１２３が形成される。光遮断層１２３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１２３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１２３をパターニングすることによって、各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが形成され得る。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃに対応して複数の窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃが形成されてもよく、これらの各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは互いに離隔してもよい。

【0112】

図４Ａ及び図５Ｃを参照すると、光遮断層１２３上に接着層１２５が形成されてもよい。接着層１２５は、光遮断層１２３を覆うことができ、また、光遮断層１２３に形成された各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを介して露出した表面層１２２又は透明基板１２１を覆うことができる。

【0113】

接着層１２５は、透明基板１２１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１２１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、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１２５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。

【0114】

続いて、接着層１２５上に各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが配置される。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、転写工程を用いて共に接着層１２５に転写されてもよい。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、それぞれ各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃに対応して配置されてもよい。各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃは、各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃより小さいサイズを有し、各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃの上部領域内に位置し得る。他の実施例において、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃより大きい面積を有することもできる。

【0115】

図４Ａ及び図５Ｄを参照すると、接着層１２５が選択的に除去され、接着層１２５の周囲に光遮断層１２３が露出してもよい。接着層１２５は、当該分野で入手可能な公知の多様な技術を用いて選択的に除去されてもよい。接着層１２５を選択的に除去する工程は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを付着する前に行われてもよい。

【0116】

図４Ａ及び図５Ｅを参照すると、保護絶縁層１２６及び段差調節層１２７が各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを覆うように形成される。保護絶縁層１２６は、湿気を遮断するために無機絶縁層又は高密度ポリマーで形成されてもよい。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。

【0117】

例えば、保護絶縁層１２６及び段差調節層１２７は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを露出させる各開口部１２７ａを有するようにパターニングされてもよい。例えば、保護絶縁層１２６及び段差調節層１２７の各開口部１２７ａは、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃの第１及び第２電極パッド（図３Ｂの６１、６３）を露出させることができる。さらに、段差調節層１２７は、透明基板１２１の縁部に沿って除去され、保護絶縁層１２６を露出させることができる。また、透明基板１２１の縁部に沿って段差調節層１２７と共に保護絶縁層１２６も除去され、光遮断層１２３が露出してもよい。段差調節層１２７と保護絶縁層１２６が共に除去され、段差調節層１２７の側面と保護絶縁層１２６の側面とが並んでもよいが、本開示がこれに限定されることはない。

【0118】

図４Ａ及び図５Ｆを参照すると、段差調節層１２７上に第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄが形成される。例えば、第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、リフトオフ技術を用いて形成されてもよい。

【0119】

第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄは、保護絶縁層１２６及び段差調節層１２７の各開口部１２７ａ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１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ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１２９ｄは、各発光素子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。

【0120】

続いて、絶縁物質層１３１が形成されてもよい。絶縁物質層１３１は、第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを覆う。絶縁物質層１３１は、図４Ａに示したように、第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄを露出させる各開口部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄを有することができ、これらの各開口部１３１ａ、１３１ｂ、１３１ｃ、１３１ｄによって各パッド領域が定義され得る。

【0121】

本発明の各実施例によると、接着層１２５が保護絶縁層１２６又は段差調節層１２７によって密封されることによって、湿気によって損傷することを防止することができる。

【0122】

図６Ａは、他の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、図６Ｃは、図６ＡのＥ－Ｅ’線に沿って切り取られた概略的な断面図である。

【0123】

図６Ａ、図６Ｂ、及び図６Ｃを参照すると、本実施例に係るユニットピクセル２００は、図４Ａ、図４Ｂ、及び図４Ｃを参照して説明したユニットピクセル１００とほぼ類似し、但し、エッチング防止層１２４をさらに含む点で差を有する。

【0124】

エッチング防止層１２４は、接着層１２５と光遮断層１２３との間に配置され、接着層１２５の周囲に露出する。エッチング防止層１２４は、接着層１２５の周囲で光遮断層１２３が露出することを防止する。例えば、エッチング防止層１２４は、接着層１２５をエッチング技術を用いて選択的に除去するとき、光遮断層１２３がエッチングされて損傷することを防止することができる。エッチング防止層１２４は、透明基板１２１の縁部に沿って環状に形成されてもよく、各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、エッチング防止層１２４で取り囲まれた領域内に位置し得る。エッチング防止層１２４は、金属又は有機／無機絶縁層で形成されてもよい。

【0125】

接着層１２５の周囲に露出したエッチング防止層１２４の上面は、保護絶縁層１２６で覆われてもよい。エッチング防止層１２４の側面は、透明基板１２１、光遮断層１２３及び保護絶縁層１２６の側面と並んでもよい。

【0126】

図７Ａ乃至図７Ｆは、一実施例に係るユニットピクセル２００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。

【0127】

図７Ａ及び図７Ｂは、透明基板１２１の上面に凹凸パターン１２１ｐ及び光遮断層１２３が形成される過程を示し、図５Ａ及び図５Ｂと同一であるので、重複する説明は省略する。

【0128】

図６Ａ及び図７Ｃを参照すると、光遮断層１２３の各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃを取り囲む領域にエッチング防止層１２４が形成される。エッチング防止層１２４は、環状に形成されてもよく、各窓１２３ａ、１２３ｂ、１２３ｃは、エッチング防止層１２４で取り囲まれた領域内に配置される。

【0129】

その後、エッチング防止層１２４及び光遮断層１２３上に接着層１２５が形成される。接着層１２５は、エッチング防止層１２４を覆うことができる。続いて、接着層１２５上に各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが形成される。

【0130】

図６Ａ及び図７Ｄを参照すると、接着層１２５が選択的に除去される。接着層１２５は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃが付着する前に選択的に除去されてもよい。

【0131】

接着層１２５は、例えば、エッチング技術を用いて除去されてもよく、エッチング防止層１２４上の接着層１２５が部分的に除去されてもよい。これによって、残留する接着層１２５はエッチング防止層１２４を覆い、また、エッチング防止層１２４で取り囲まれた領域を覆う。一方、接着層１２５の周囲でエッチング防止層１２４が露出する。エッチング防止層１２４は、接着層１２５を選択的に除去する間に光遮断層１２３が露出することを防止し、光遮断層１２３を保護することができる。

【0132】

図６Ａ及び図７Ｅを参照すると、接着層１２５及び各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを覆う保護絶縁層１２６が形成される。保護絶縁層１２６は、接着層１２５の周囲に露出したエッチング防止層１２４を覆うことができる。続いて、段差調節層１２７が形成される。また、保護絶縁層１２６及び段差調節層１２７は、各発光素子１０ａ、１０ｂ、１０ｃを露出させる各開口部１２７ａを有するようにパターニングされてもよい。さらに、段差調節層１２７は、透明基板１２１の縁部に沿って除去され、保護絶縁層１２６を露出させることができる。また、保護絶縁層１２６が透明基板１２１の縁部に沿って除去され、段差調節層１２７の周囲にエッチング防止層１２４又は光遮断層１２３が露出してもよい。

【0133】

図６Ａ及び図７Ｆを参照すると、段差調節層１２７上に第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄが形成され、第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ上に絶縁物質層１３１が形成されてもよい。第１乃至第４接続層１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ及び絶縁物質層１３１は、図５Ｆ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。

【0134】

本実施例によると、接着層１２５を密封し、湿気などから保護することができ、さらに、エッチング防止層１２４を採択することによって、接着層１２５を選択的に除去するとき、光遮断層１２３が損傷することを防止することができる。

【0135】

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】

【0136】

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
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
１２４ エッチング防止層
１２５ 接着層
１２６ 保護絶縁層
１２７ 段差調節層
１２９ａ、１２９ｂ、１２９ｃ、１２９ｄ 接続層
１３１ 絶縁物質層
２００ ユニットピクセル
２２７ 段差調節層
１０００ ピクセルモジュール
１００１ 回路基板
１２００ モールディング部
２１００ パネル基板
１００００ ディスプレイ装置

【図1】

【図2】

【図3a】

【図3b】

【図4a】

【図4b】

【図4c】

【図5a】

【図5b】

【図5c】

【図5d】

【図5e】

【図5f】

【図6a】

【図6b】

【図6c】

【図7a】

【図7b】

【図7c】

【図7d】

【図7e】

【図7f】

【国際調査報告】