JP2021534573A - 発光装置 - Google Patents

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Abstract

発光装置は、第1n型半導体層、第1活性層、第1p型半導体層、及び第1透明電極を含む第1発光部と、前記第1発光部上に配置され、第2n型半導体層、第2活性層、第2p型半導体層、及び第2透明電極を含む第2発光部と、前記第2発光部上に配置され、第3n型半導体層、第3活性層、第3p型半導体層、及び第3透明電極を含む第3発光部と、前記第1及び第2発光部の間に配置され、接着性、電気伝導性を有する第1接続パターンを含む第1接着層と、前記第2及び第3発光部の間に配置され、前記第2及び第3発光部を接着させ、接着性、電気伝導性を有する第2接続パターンを有する第2接着層と、を含み、前記第3発光部は、前記第2接着層の第2接続パターンの一部を露出させるメサ構造体を有する。【選択図】図1c

Description

本発明は、発光装置に関するもので、より詳細には、複数の発光層が積層された発光装置に関するものである。
発光ダイオードは、無機の光源としては、表示装置、車両用ランプ、一般照明のような様々な分野に多様に利用されている。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があり、既存の光源を迅速に代替している。
特に、表示装置は、一般的に青、緑、および赤の混色を利用して、様々な色を実現する。表示装置の各ピクセルは、青色、緑色および赤色のサブピクセルを備え、これらのサブピクセルの色を使用して、特定のピクセルの色が定められ、これらのピクセルの組み合わせによって画像が表示される。
発光ダイオードは、表示装置でバックライト光源として主に使用されてきた。しかし、最近、発光ダイオードを利用して直接画像を表示する次世代ディスプレイとしてマイクロLED(micro LED)が開発されている。
本願発明が解決しようとする課題は、軽くて薄くコンパクトな特徴を有する発光装置を提供することにある。
本発明が解決しようとする課題は、以上で言及した課題に制限されず、言及されていないもう一つの課題は、以下の記載から当業者に明確に理解することができるだろう。
解決しようとする課題を達成するために、本発明の実施形態に係る発光装置は、第1n型半導体層、第1活性層、第1p型半導体層、及び第1透明電極を含む第1発光部と、前記第1発光部上に配置され、第2n型半導体層、第2活性層、第2p型半導体層、及び第2透明電極を含む第2発光部と、前記第2発光部上に配置され、第3n型半導体層、第3活性層、第3p型半導体層、及び第3透明電極を含む第3発光部と、前記第1及び第2発光部の間に配置され、接着性、電気伝導性を有する第1接続パターンを含む第1接着層と、前記第2及び第3発光部の間に配置され、前記第2及び第3発光部を接着させ、接着性、電気伝導性を有する第2接続パターンを有する第2接着層と、を含み、前記第3発光部は、前記第2接着層の第2接続パターンの一部を露出させるメサ構造体を有する。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第1乃至第3透明電極と電気的に接続されている共通電極パッド、前記第1n型半導体層と電気的に接続される第1電極パッドと、前記第2n型半導体層と電気的に接続される第2電極パッドと、前記第3n型半導体層と電気的に接続される第3電極パッドをさらに含んでもよい。
実施形態によれば、前記第1及び第2発光部それぞれは、平面的に長方形の構造を有し、前記発光装置の第1〜第4のコーナーにそれぞれ対応する第1〜第4の領域を有し、前記第3発光部は平面的に長方形の構造を有し、前記第2及び第3コーナーに対応する部分において切断部を有してもよい。
実施形態によれば、第2接続パターンは、前記第3発光部によって公開されている前記第2コーナー及び前記第3コーナーに対応する位置で前記第3発光部によって露出されてもよい。
実施形態によれば、前記第1電極パッドは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁の間に配置され、前記第2電極パッドは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁間に配置されてもよい。
実施形態によると、前記第3発光部の前記切断部の前記距離は、前記発光装置の前記第1コーナーおよび前記第4コーナーに対応する2つの反対のコーナー間の前記第3発光部の距離よりも短くてもよい。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第1〜第3透明電極のそれぞれと前記共通電極パッドを電気的に接続する第1貫通構造体、前記第1n型半導体層と前記第1電極パッドを電気的に接続する第2貫通構造体、および前記第2n型半導体層と前記第2電極パッドを電気的に接続する第3貫通構造体をさらに含んでもよい。
実施形態によれば、前記第1貫通構造体は、前記第1透明電極と前記第1接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターン、前記第2透明電極と前記第2接続パターンを電気的に接続する第2貫通パターン、及び前記第3透明電極と前記共通電極パッドを電気的に接続する第3貫通パターンを含んでもよい。
実施形態によれば、前記第1貫通構造体は、前記第2接続パターンと前記第3透明電極を電気的に接続する第4貫通パターン含み、前記第2接続パターンは、前記第2及び第4貫通パターンの間では、前記第2及び第4貫通パターンを電気的に接続し、前記第1接続パターンは、前記第1貫通パターンと前記第2透明電極の間に配置され、前記第1貫通パターンと前記第2透明電極を電気的に接続してもよい。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第2貫通パターンの外側壁を覆って前記第2n型半導体層上に延長する第1絶縁層、及び前記第3貫通パターンの外側壁を覆う第2絶縁層をさらに含んでもよい。
実施形態によると、第1貫通パターンは下部に比べて幅が広い上部を含み、前記第1接続パターンは、前記上部に接続してもよい。
実施形態によると、前記第2貫通構造体は、前記第1n型半導体層と前記第1接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターン、前記第1接続パターンと前記第2接続パターンを電気的に接続する第2貫通パターン、及び前記第2接続パターンと前記第1電極パッドを電気的に接続する第3貫通パターンを含んでもよい。
実施形態によれば、前記第3貫通パターンは、前記第2発光部の外側壁と前記第3発光部の外側壁の間に配置されてもよい。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第2接続パターン上に配置され、前記第3貫通パターンを覆い、前記第3n型半導体層の上面と同一平面に上部面を有するパッシベーション層をさらに含んでもよい。
実施形態によれば、前記第1接続パターンは、前記第1貫通パターンの外側に延長された延長部を有し、前記第2貫通パターンは、前記第1接続パターンの延長部に接続されることができる。
実施形態によれば、前記第1貫通パターンの中心を通る第1垂直中心軸は、前記第2貫通パターンの中心を通る第2垂直中心軸から水平方向に離隔されることができる。
実施形態によれば、前記第3貫通構造体は、前記第2n型半導体層と前記第2接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターン、及び前記第2接続パターンと前記第2電極パッドを電気的に接続する第2貫通パターンを含んでもよい。
実施形態によると、前記第2貫通パターンは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁の間に配置されてもよい。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第2接続パターンで前記第2貫通パターンを囲み、前記第3n型半導体層の上面と同一平面に上部面を有するパッシベーション層をさらに含んでもよい。
実施形態によれば、前記発光装置は、前記第1透明電極及び第1接着層との間に配置される第1カラーフィルタ、及び前記第2接着層と前記第3透明電極の間に配置される第2カラーフィルタをより含んでもよい。
実施形態によれば、前記第1カラーフィルタと第2カラーフィルタは、それぞれ電気経路を提供するための少なくとも一つの貫通孔を有してもよい。
実施形態によれば、前記第1接続パターンは、前記第1接着層と同じ高さに位置することができ、前記第2接続パターンは、前記第2接着層と同じ高さに位置してもよい。
その他の実施形態の具体的な事項は、詳細な説明及び図面に含まれている。
本発明の実施形態に係る発光装置は、第1発光部、第2発光部、及び第3発光部を貫通する貫通パターンと、第1〜第3発光部を共通電極パッド、第1電極パッド、第2電極パッド、及び第3電極パッドと電気的に接続する第1接着層及び第2接着層内に配置されている接続パターンを含む。この形式において、第1〜第3発光部のそれぞれがメサ構造体を含むように形成する場合よりも広い発光面積が有することができる。また、第1〜第3発光部が貫通パターンおよび接続パターンを用いずに、共通電極パッド、第1電極パッド、第2電極パッド、及び第3電極パッドと電気的に直線的に接続する場合よりも、製造工程の難易度を減らすことができる。
本発明の一実施形態に係る発光装置を説明するための平面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置を説明するための平面図である。 図1aの発光装置をA−A’で切断した断面図である。 図1aの発光装置をA−A’で切断した断面図である。 本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための断面図である。 本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。 本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。
本発明の構成と効果を十分に理解するために、添付した図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を説明する。しかし、本発明は、以下で開示されている実施形態に限定されるものではなく、様々な形で実装することができ、様々な変更を加えることができる。
また、本発明の実施形態で使用される用語は、別の方法で定義されていない限り、当該技術分野における通常の知識を有する者に一般的に知られている意味で解釈されてもよい。
以下、図面を参照して、本発明の実施形態に係る発光装置について詳細に説明する。
図1a及び図1bは、本発明の一実施形態に係る発光装置を説明するための平面図かけて、図1cは、図1aの発光装置をA−A’で切断した断面図である。
図1a〜図1cを参照すると、発光装置は、基板(100)上に垂直に積層された第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)を含んでもよい。
基板(100)は、窒化ガリウム系半導体層を成長させてもよい基板(100)に、サファイア(Al2O3)、シリコンカーバイド(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)、ガリウム酸化物(Ga)、またはシリコンを含んでもよい。また、基板(100)は、パターニングされたサファイア基板であってもよい。
基板(100)の一面は、第1発光部(LE1)と接し、一面に対向する他の面は、発光装置の光取り出し面であってもよい。他の実施形態では、基板(100)は除去されてもよい。この場合には、基板(100)と向き合う第1発光部(LE1)の一面が発光装置の光取り出し面であってもよい。光取り出し面が基板(100)の他面または第1発光部(LE1)の一面である場合には、第1発光部(LE1)の波長が最も短く、第2発光部(LE2)の波長は、第1発光部(LE1)の波長よりも長く、第3発光部(LE3)の波長よりも短く、第3発光部(LE3)の波長が最も長くてもよい。例えば、第1発光部(LE1)は、青色光を発光させ、第2発光部(LE2)は、緑色光を発光させ、第3発光部(LE3)は、赤色光を発光させてもよい。しかし、本発明は必ずしもこれに限定されるものではない。例えば、第1発光部(LE1)が第2発光部(LE2)または第3発光部(LE3)よりも長い波長の光を放出することができ、第2発光部(LE2)が第3発光部(LE3)よりも長い波長の光を放出してもよい。例えば、第1発光部(LE1)は緑色光を発光させ、第2発光部(LE2)は、青色光を発光させ、第3発光部(LE3)は、赤色光を発光させてもよい。
基板(100)は、平面的に長方形の構造を有し、長方形の構造の角の各々は、第1領域(AR1)、第2領域(AR2)、第3領域(AR3)、及び第4の領域(AR4)としてもよい。第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)は、実質的に同じ大きさの発光面積と同様の積層構造を有し、第3発光部(LE3)は、第1発光部(LE1)または第2発光部(LE2)の発光面積よりも小さいサイズの発光面積を有してもよい。第1発光部(LE1)の透明電極(108)と第2発光部(LE2)の透明電極(208)は、異なるサイズの面積を有してもよい。第3発光部(LE3)は、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)のそれぞれの角がエッチングされたメサ(mesa)構造を有してもよい。第3発光部が第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)が切断されたメサ構造体を有することにより、平面視において、第3発光部(LE3)の発光面積が第1発光部(LE1)の発光面積と第2発光部(LE2)の発光面積よりも小さくてもよい。一方、第3発光部(LE3)のエッチングされた側面は、傾斜面を有してもよい。
図1aに示された実施形態によると、第3発光部(LE3)において、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)は隣接するコーナーであってもよい。第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)との間の第3発光部(LE3)の距離(DT1)が第1領域(AR1)及び第4領域(AR4)を含む第3発光部(LE3)の距離(DT2)より短くてもよい。このとき、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)との間の第3発光部(LE3)の距離(DT1)及び第1領域(AR1)及び第4領域(AR4)を含む第3発光部(LE3)の距離(DT2)は最短距離で定義される。
図1bに示された実施形態によると、第3発光部(LE3)において、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)は、互いに対向するコーナーであってもよい。第2領域(AR2)と第3領域(AR3)との間の第3発光部(LE3)の距離(DT1)が第1領域(AR1)及び第4領域(AR4)を含む第3発光部(LE3)の対角方向の距離(DT2)より短くてもよい。このとき、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)との間の第3発光部(LE3)の距離(DT1)及び第1領域(AR1)及び第4領域(AR4)を含む第3発光部(LE3)の対角方向の距離(DT2)は最短距離で定義される。
一実施形態によると、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)で第3発光部(LE3)の外側壁が第2発光部(LE2)の外側壁に対して内側に配置されてもよい。すなわち、第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)において、後続して説明される第5接続パターン(314)及び第6接続パターン(316)が第3発光部(LE3)の外側壁によって露出されてもよい。
第1発光部(LE1)は、垂直積層された第1n型半導体層(102)、第1活性層(104)、第1p型半導体層(106)、及び第1透明電極(108)を含んでもよい。第2発光部(LE2)は、順次に積層された第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を含んでもよい。第3発光部(LE3)は順次に積層された第3透明電極(308)、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、及び第3n型半導体層(302)を含んでもよい。
一実施形態によると、第1n型半導体層(102)、第2n型半導体層(202)、及び第3n型半導体層(302)のそれぞれは、Siがドープされた窒化ガリウム系半導体層であってもよい。第1p型半導体層(106)、第2p型半導体層(206)、及び第3p型半導体層(306)のそれぞれは、Mgがドープされた窒化ガリウム系半導体層であってもよい。第1活性層(104)、第2活性層(204)、及び第3活性層(304)のそれぞれは、多重量子井戸(MQW、multi quantum well)構造を含むことができ、所望のピーク波長の光を放出するように、その組成比が決定されている。第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)のそれぞれは、酸化亜鉛ZnO(Zinc Oxide)、酸化インジウム錫ITO(Indium Tin Oxide)、亜鉛ドープした酸化インジウム錫ZITO(Zinc−doped Indium Tin Oxide)、酸化亜鉛インジウムZIO(Zinc Indium Oxide)、酸化ガリウムインジウムGIO(Gallium Indium Oxide)、酸化亜鉛錫ZTO(Zinc Tin Oxide)、フッ化された酸化スズFTO(Fluorine−doped Tin Oxide)、ガリウムがドープされた酸化亜鉛GZO(Gallium−doped Zinc Oxide)、アルミニウムがドープされた酸化亜鉛AZO(Aluminium−doped Zinc Oxide)などのような透明酸化物層に形成されてもよい。
発光装置は、第3発光部(LE3)上に配置される共通電極パッド(CEL)、第1電極パッド(EL1)、第2電極パッド(EL2)、及び第3電極パッド(EL3)をさらに含んでもよい。
共通電極パッド(CEL)は、第1領域(AR1)において第1発光部(LE1)の第1p型半導体層(106)、第2発光部(LE2)の第2p型半導体層(206)、及び第3発光部(LE3)の第3p型半導体層(306)と電気的に接続してもよい。第1電極パッド(EL1)は、第2領域(AR2)で第1発光部(LE1)の第1n型半導体層(102)と電気的に接続してもよい。第2電極パッド(EL2)は、第3領域(AR3)で第2発光部(LE2)の第2n型半導体層(202)と電気的に接続してもよい。第3電極パッド(EL3)は、第4領域(AR4)で第3発光部(LE3)の第3n型半導体層(302)と電気的に接続してもよい。
これとは違って、第1領域(AR1)の共通電極パッド(CEL)は、第1発光部(LE1)の第1n型半導体層(102)、第2発光部(LE2)の第2n型半導体層(202)、及び第3発光部(LE3)の第3n型半導体層(302)と電気的に接続してもよい。第2領域(AR2)の第1電極パッド(EL1)は、第1発光部(LE1)のp型半導体層(106)と電気的に接続され、第3領域(AR3)の第2電極パッド(EL2)は、第2発光部(LE2)の第2p型半導体層(206)と電気的に接続され、第4の領域(AR4)の第3電極パッド(EL3)は、第3発光部(LE3)の第3p型半導体層(306)と電気的に接続してもよい。
第2発光部(LE2)上で、第3発光部(LE3)の第2領域(AR2)のコーナー及び第3領域(AR3)のコーナーそれぞれが除去された部分を覆うパッシベーション層(PA)が提供されてもよい。パッシベーション層(PA)は、SiO、Al、Si、SOG(Silicon On Glass)、エポキシ、ポリイミド、SU8、またはBCB(benzo cyclo butene)などを含んでもよい。特に、パッシベーション層(PA)は、Siを含む酸化層または窒化層を含んでもよい。
一実施形態において、発光装置は、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)の間に配置される第1カラーフィルタ(CF1)、第1接着層(AD1)、及び第2接着層(AD2)をさらに含むことができ、第2発光部(LE2)及び第3発光部(LE3)との間に配置される第2カラーフィルタ(CF2)及び第3接着層(AD3)をさらに含んでもよい。特定の実施形態において、第1カラーフィルタ(CF1)及び第2カラーフィルタ(CF2)は省略されてもよい。第1カラーフィルタ(CF1)は、第1発光部(LE1)の第1透明電極(108)に隣接して配置され、第1カラーフィルタ(CF1)上に第1接着層(AD1)が配置される。第1接着層(AD1)は、第2接着層(AD2)と接着して、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)を相互に接着させてもよい。また、第2カラーフィルタ(CF2)は、第3発光部(LE3)の第3透明電極(308)に隣接して配置され、第3接着層(AD3)は、第2発光部(LE2)及び第2カラーフィルタ(CF2)の間を接着して、第2発光部(LE2)及び第3発光部(LE3)を相互に接着させてもよい。図示されていないが、第2カラーフィルタ(CF2)と第3接着層(AD3)との間に第4接着層がさらに設けられてもよい。
第1カラーフィルタ(CF1)及び第2カラーフィルタ(CF2)それぞれはTiOとSiOが交互積層された構造を有するDBR(Distributed Bragg Reflector)を含んでもよい。一例として、第1カラーフィルタ(CF1)及び第2カラーフィルタ(CF2)は、TiOとSiOの成分比と交代積層される順序と数量が互いに異なってもよい。第1接着層(AD1)及び第2接着層(AD2)は、電気絶縁性であり、光透過特性を有する接着層であり、例えば、SOG(Silicon On Glass)、エポキシ、ポリイミド、SU8、またはBCB(benzo cyclo butene)などの物質を含んでもよい。
発光装置は、第1領域(AR1)において、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)を共通電極パッド(CEL)と電気的に接続する第1貫通構造体(TVP1)をさらに含んでもよい。以下では、説明されている「第1」、「第2」、「第3」、「第4」、「第5」、「第6」、「第7」、「第8」、および「第9」は、単にパターンを区別するための序数として使用されるものであり、それらの説明の順序は、連続的でなくてもよい。
第1貫通構造体(TVP1)は、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、第3発光部(LE3)のそれぞれを貫通して、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、第3透明電極(308)との間を電気的に接続する貫通パターン(112、214、310、320)と、第1接着層(AD1)、第2接着層(AD2)、及び第3接着層(AD3)それぞれを貫通し、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)と、直接または貫通パターン(112、214、310、320)を介して間接的に電気的に接続されている接続パターン(116、210、312)を含んでもよい。
一実施形態によると、第1貫通構造体(TVP1)は、第1カラーフィルタ(CF1)を貫通し、第1透明電極(108)と電気的に接触する第1貫通パターン(112)と、第1接着層(AD1)及び第2接着層(AD2)を貫通し、第1貫通パターン(112)と第2透明電極(208)との間を電気的に接続する第1接続パターン(116)及び第3接続パターン(210)と、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を貫通し、第2透明電極(208)と電気的に接触する第3貫通パターン(214)と、第3接着層(AD3)を貫通し、第3貫通パターン(214)と電気的に接続する第4接続パターン(312)と、第2カラーフィルタ(CF2)を貫通し、第4接続パターン(312)と第3透明電極(308)との間を電気的に接続する第6貫通パターン(310)と、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、及び第3n型半導体層(302)を貫通して第3透明電極(308)と共通電極パッド(CEL)の間を電気的に接続する第7貫通パターン(320)を含んでもよい。一実施形態によると、第1カラーフィルタ(CF1)は、第1貫通パターン(112)の外側壁を囲って配置されてもよい。第2カラーフィルタ(CF2)は、第6貫通パターン(310)の外側壁を囲って配置されてもよい。
第1貫通構造体(TVP1)の第1貫通パターン(112)、第3貫通パターン(214)、第6貫通パターン(310)、及び第7貫通パターン(320)のそれぞれは、Ti、Ni、Au、Cr、Cu、TiW、Moなどからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第1貫通構造体(TVP1)の第1接続パターン(116)、第3接続パターン(210)、及び第4接続パターン(312)のそれぞれは、接着特性を有し、導電性を有する、例えばSn、Inなどの低融点金属を含んでもよい。このとき、第1接続パターン(116)及び第3接続パターン(210)が実質的に同一の物質を含む場合には、第1接続パターン(116)と第3接続パターン(210)とが区別されなくてもよい。また、第1貫通パターン(112)、第3貫通パターン(214)、及び第7貫通パターン(320)のそれぞれは、下部に行くほど小さな幅を有するように傾斜面を有してもよい。一方、第6貫通パターン(310)は、下部に行くほど広がる幅を持つように傾斜面を有してもよい。
一実施形態によると、第1貫通パターン(112)の一面は、第1透明電極(108)と電気的に接触し、第1貫通パターン(112)の他の面は、第1接続パターン(116)及び第3接続パターン(210)を介して第2透明電極(208)と電気的に接続してもよい。第2透明電極(208)は、第3貫通パターン(214)の一面と電気的に接触し、第3貫通パターン(214)の他の面は、第4接続パターン(312)と電気的に接触する。第4接続パターン(312)は、第6貫通パターン(310)を介して第3透明電極(308)の一面と電気的に接続してもよい。第3透明電極(308)の他の面は、第7貫通パターン(320)によって共通電極パッド(CEL)と電気的に接触してもよい。この場合には、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)のそれぞれは、エッチングされず、第1発光部(LE1)、第1接着層(AD1)、第2接着層(AD2)、第2発光部(LE2)、第3接着層(AD3)、及び第3発光部(LE3)を貫通する貫通パターンと接続パターンを介して相互に電気的に接続される。これにより、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)が貫通パターン(112,214,310,320)または接続パターン(116,210,312)と接触する接触面積を増加させることができ、発光装置の電気的信頼性を向上させることができる。
第1貫通構造体(TVP1)において、第1貫通パターン(112)は、第1領域(AR1)の第1透明電極(108)に対して配置されて、第1接続パターン(116)は、第1貫通パターン(112)に対して整列するように配置されてもよい。第3貫通パターン(214)は、第1領域(AR1)の第2透明電極(208)に対して配置され、第1接続パターン(116)に整列するように配置されてもよい。第4接続パターン(312)は、第3貫通パターン(214)に配置され、第6貫通パターン(310)は、第4接続パターン(312)に整列するように配置されてもよい。第7貫通パターン(320)は、第1領域(AR1)の第3透明電極(308)に対して整列し、共通電極パッド(CEL)が形成される位置に対して整列されて配置されてもよい。
一方、発光装置は、第3貫通パターン(214)の外側壁を囲む第2絶縁層(212)をさらに含んでもよい。第2絶縁層(212)は、第2n型半導体層(202)、第2活性層(204)、及び第2p型半導体層(206)と第3貫通パターン(214)との間を絶縁させてもよい。第2絶縁層(212)は、光透過率が高く、電気的に絶縁特性を有する、例えばSiOまたはSi等を含んでもよい。図示されたように、第2絶縁層(212)は、第2n型半導体層(202)の上部に延長してもよいし、第3貫通パターン(214)の外側壁のみを囲んでもよい。
また、発光装置は、第7貫通パターン(320)の外側壁を囲む第3絶縁層(318)をさらに含んでもよい。第3絶縁層(318)は、第3n型半導体層(302)、第3活性層(304)、及び第3p型半導体層(306)と第7貫通パターン(320)との間を絶縁させてもよい。第3絶縁層(318)は、光透過率が高く、電気的に絶縁特性を有する、例えばSiOまたはSi等を含んでもよい。第3絶縁層(318)は、第7貫通パターン(320)の外側壁のみ包み込むように示されているが、第3絶縁層(318)は、第3n型半導体層(302)の上部に延長されてもよい。
発光装置は、第2領域(AR2)において、n型半導体層(102)と電気的に接続する第2貫通構造体(TVP2)をさらに含んでもよい。
第2貫通構造体(TVP2)は、第1発光部(LE1)のn型半導体層(102)と電気的に接続され、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)、第1接着層(AD1)、第2接着層(AD2)、及び第3接着層(AD3)を貫通する貫通パターン(114、216、322)と、貫通パターン(114、216、322)と電気的に接続されている接続パターン(118、314)を含んでもよい。
一実施形態によると、第2貫通構造体(TVP2)は、第1活性層(104)、p型半導体層(106)、第1透明電極(108)および第1カラーフィルタ(CF1)を貫通し、n型半導体層(102)と電気的に接触する第2貫通パターン(114)と、第1接着層(AD1)を貫通し、第2貫通パターン(114)と電気的に接する第2接続パターン(118)と、第2接着層(AD2)、第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を貫通し、第2接続パターン(118)と電気的に接触する第4貫通パターン(216)と、第3接着層(AD3)を貫通し、第4貫通パターン(216)と電気的に接触する第5接続パターン(314)と、第3透明電極(308)、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、第3n型半導体層(302)およびパッシベーション層(PA)を貫通し、第5接続パターン(314)と第1電極パッド(EL1)との間を電気的に接続する第8貫通パターン(322)を含んでもよい。一実施形態によると、第2領域(AR2)で第8貫通パターン(322)は、第3発光部(LE3)の外側壁と第2発光部(LE2)の外側壁の間に配置されてもよい。また、第1カラーフィルタ(CF1)は、第2貫通パターン(114)の外側壁をかこんでもよい。
第2貫通構造体(TVP2)の第2貫通パターン(114)、第4貫通パターン(216)、及び第8貫通パターン(322)のそれぞれは、Ti、Ni、Au、Cr、Cu、TiW、Moなどからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第2貫通構造体(TVP2)の第2接続パターン(118)及び第5接続パターン(314)のそれぞれは、接着特性を有し、導電性を有する、例えばSn、Inなど低融点金属を含んでもよい。
第2貫通構造体(TVP2)において、第2貫通パターン(114)は、第2領域(AR2)のn型半導体層(102)と整列され、第2接続パターン(118)は、第2貫通パターン(114)に配置されてもよい。第4貫通パターン(216)は、第2接続パターン(118)に配置され、第5接続パターン(314)は、第4貫通パターン(216)に配置されてもよい。第8貫通パターン(322)は、第5接続パターン(314)および第1電極パッド(EL1)と整列されるように配置されてもよい。
図1cに示された実施形態によると、第2貫通構造体(TVP2)の第2貫通パターン(114)、第4貫通パターン(216)、及び第8貫通パターン(322)のそれぞれは、下に行くほど幅が小さくて傾斜面を有してもよい。図1dに図示された実施形態によると、第2貫通構造体(TVP2)の第2貫通パターン(114)、第4貫通パターン(216)、及び第8貫通パターン(322)のそれぞれは、下に行くほど幅が小さくてステップ状の側面を有してもよい。一例として、第2貫通パターン(114)は、第1活性層(104)と、p型半導体層(106)を貫通する第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第1透明電極(108)を貫通する第2部分と、第2部分よりも大きな幅を有し、第1カラーフィルタ(CF1)を貫通する第3部分を含んでもよい。第4貫通パターン(216)は、第2接着層(AD2)内に配置される第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第2透明電極(208)を貫通する第2部分と、第2部分よりも大きい幅を持ち、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を貫通する第3部分を含んでもよい。このように、第2貫通パターン(114)、第4貫通パターン(216)、及び第8貫通パターン(322)のそれぞれがステップ状の構造の側面を有する。理由は、異なる成分で構成された層をエッチングしながらエッチング工程の種類またはエッチングなどにより、異なる成分で構成された層のエッチング選択比が異なるからである。
一方、発光装置は、第2貫通パターン(114)の外側壁を包み込む第1絶縁層(110)をさらに含んでもよい。第1絶縁層(110)は、第2貫通パターン(114)を、第1活性層(104)、第1p型半導体層(106)、及び第1透明電極(108)との間を絶縁させてもよい。図示されていないが、第1絶縁層(110)は、第1カラーフィルタ(CF1)の上部に延長され、第1貫通パターン(112)の側面を包み込む構造を有してもよい。この場合には、第1カラーフィルタ(CF1)が絶縁物質を含むから、第1絶縁層(110)は、第1貫通パターン(112)の側面を囲まなくてもよい。第1絶縁層(110)は、光透過率が高く、電気的に絶縁特性を有する、例えばSiO、AlまたはSi等を含んでもよい。また、第2絶縁層(212)は、第1領域(AR1)の第3貫通パターン(214)の外側壁を包み、第2n型半導体層(202)の上部に沿って延長して、第2領域(AR2)で第4貫通パターン(216)の外側壁を囲んでもよい。
発光装置は、第3領域(AR3)において、第2n型半導体層(202)と電気的に接続する第3貫通構造体(TVP3)を含んでもよい。
第3貫通構造体(TVP3)は、第2発光部(LE2)の第2n型半導体層(202)と電気的に接続され、第2発光部(LE2)の一部及び第3発光部(LE3)を貫通する貫通パターン(218、324)と、第2発光部(LE2)及び第3発光部(LE3)との間を接着する第3接着層(AD3)を貫通し、貫通パターン(218,324)と電気的に接続されている接続パターン(316)を含んでもよい。
一実施形態によると、第3貫通構造体(TVP3)は、第2n型半導体層(202)と電気的に接触する第5貫通パターン(218)と、第5貫通パターン(218)と電気的に接触し、第3接着層(AD3)を貫通する第6接続パターン(316)と、第3透明電極(308)、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、第3n型半導体層(302)およびパッシベーション層(PA)を貫通し、第6接続パターン(316)及び第2電極パッド(EL2)と電気的に接触する第9貫通パターン(324)を含んでもよい。一実施形態によると、第3領域(AR3)において、第9貫通パターン(324)は、第3発光部(LE3)の外側壁と第2発光部(LE2)の外側壁の間に配置されてもよい。
第3貫通構造体(TVP3)の第5貫通パターン(218)及び第9貫通パターン(324)のそれぞれは、Ti、Ni、Au、Cr、Cu、TiW、Moなどからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第3貫通構造体(TVP3)の第6接続パターン(316)は、接着特性を有し、導電性を有する、例えばSn、Inなど低融点金属を含んでもよい。また、第5貫通パターン(218)及び第9貫通パターン(324)のそれぞれは、下部に行くほど小さな幅を有するように傾斜面を有してもよい。
第3貫通構造体(TVP3)において、第5貫通パターン(218)は、第3領域(AR3)の第2n型半導体層(202)と整列され、第6接続パターン(316)は、第5貫通パターン(218)に整列されてもよい。第9貫通パターン(324)は、第6接続パターン(316)に整列され、第2電極パッド(EL2)と整列されるように配置されてもよい。
一方、第2絶縁層(212)は、第1領域(AR1)の第3貫通パターン(214)の外側壁を囲み、第2領域(AR2)の第4貫通パターン(216)の外側壁を囲み、第2n型半導体層(202)の上部に沿って延長して、第3領域(AR3)で第5貫通パターン(218)のうち外側壁の上部を囲んでもよい。
第4領域(AR4)において、第3電極パッド(EL3)は、第3発光部(LE3)の第3n型半導体層(302)上で、貫通パターンおよび接続パターンを形成せずに第3n型半導体層(302)と直接電気的に接触してもよい。
このように、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)のそれぞれを貫通する複数の貫通パターン(112、114、214、216、218、310、320、322、324)と、第1接着層(AD1)、第2接着層(AD2)、及び第3接着層(AD3)それぞれを貫通して導電性を有する接続パターン(116、118、210、312、314、316)によって、共通電極パッド(CEL)、第1電極パッド(EL1)、第2電極パッド(EL2)、及び第3電極パッド(EL3)は、垂直積層された第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)に接続してもよい。このようにして、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)内に貫通パターンを形成ために第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)のすべてをエッチングせずに発光装置の共通電極パッド(CEL)、第1電極パッド(EL1)、第2電極パッド(EL2)、及び第3電極パッド(EL3)のそれぞれが、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)に接続されるため、本発明の実施形態に係る発光装置の発光面積がより大きく形成されてもよい。また、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)、共通電極パッド(CEL)、第1電極パッド(EL1)、第2電極パッド(EL2)、及び第3電極パッド(EL3)を垂直に貫通する貫通ビアパターンが、第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)に接続している場合と比較すると、発光装置の工程の難易度、例えば、コンタクトビアを形成するためのエッチング工程の難易度およびエッチングされたコンタクトビアの大きいアスペクト比(aspect ratio)に対してコンタクトビアを充填する蒸着工程などの難易度等が軽減され、本発明の実施形態に係る表示装置を容易に製造することができる。
図2は、本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための断面図である。
図2を参照すると、発光装置は、垂直積層された第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)を含んでもよい。
第1発光部(LE1)は、垂直積層された第1n型半導体層(102)、第1活性層(104)、第1p型半導体層(106)、及び第1透明電極(108)を含んでもよい。第2発光部(LE2)は、順次に積層された第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を含んでもよい。第3発光部(LE3)は順次に積層された第3透明電極(308)、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、及び第3n型半導体層(302)を含んでもよい。
発光装置は、第1領域(AR1)から第1発光部(LE1)の第1p型半導体層(106)、第2発光部(LE2)の第2p型半導体層(206)、及び第3発光部(LE3)の第3p型半導体層(306)と電気的に接続されている共通電極パッド(CEL)と、第2領域(AR2)で第1発光部(LE1)のn型半導体層(102)と電気的に接続される第1電極パッド(EL1)と、第3領域(AR3)で第2発光部(LE2)の第2n型半導体層(202)と電気的に接続される第2電極パッド(EL2)と、及び第4領域(AR4)で第3発光部(LE3)の第3n型半導体層(302)と電気的に接続される第3電極パッド(EL3)をさらに含んでもよい。
発光装置は、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)の間に配置される第1カラーフィルタ(CF1)及び第1接着層(AD1)をさらに含み、第2発光部(LE2)及び第3発光部(LE3)との間に配置される第2カラーフィルタ(CF2)及び第2接着層(AD2)をさらに含んでもよい。
発光装置は、第1領域(AR1)において第1貫通パターン(112)、第1接続パターン(116)、第3接続パターン(210)、第3貫通パターン(214)、第4接続パターン(312)、第6貫通パターン(310)、及び第7貫通パターン(320)を含む第1貫通構造体(TVP1)と、第2領域(AR2)で第2貫通パターン(114)、第2接続パターン(118)、第4貫通パターン(216)、第5接続パターン(314)、及び第8貫通パターン(322)を含む第2貫通構造体(TVP2)と、第3領域(AR3)で第5貫通パターン(218)、第6接続パターン(316)、及び第9貫通パターン(324)を含む第3貫通構造体(TVP3)をさらに含んでもよい。また、発光装置は、第1絶縁層(110)、第2絶縁層(212)、及び第3絶縁層(318)をさらに含んでもよい。
第1貫通構造体(TVP1)の第1貫通パターン(112)は、第1カラーフィルタ(CF1)の内部に配置される第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第1カラーフィルタ(CF1)の上部に延長する第2部分を含んでもよい。第1貫通パターン(112)の第2部分によって、第1接続パターン(116)を第1貫通パターン(112)と整列させるマージンを増加させることができる。
第1貫通構造体(TVP1)の第3貫通パターン(214)は、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、第2n型半導体層(202)、及び第2絶縁層(212 )の内部に配置される第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第2絶縁層(212)の上部に延長する第2部分を含んでもよい。第3貫通パターン(214)の第2部分により、第4接続パターン(312)を第3貫通パターン(214)と整列するマージンを増加させることができる。
また、前記第1貫通パターン(112)の中心を通る垂直中心軸の第3貫通パターン(214)の中心を通る垂直中心軸から水平方向に離隔されてもよい。さらに、第6貫通パターン(310)または第7貫通パターン(320)の中心を通る垂直中心軸は、第3貫通パターン(214)の中心を通る垂直中心軸から水平方向に離隔されてもよい。一方、第6貫通パターン(310)または第7貫通パターン(320)の中心を通る垂直中心軸は、第1貫通パターン(112)の中心を通る垂直中心軸と一致してもよいし、そこから水平方向に離隔されてもよい。
第2貫通構造体(TVP2)の第2貫通パターン(114)は、第1活性層(104)、p型半導体層(106)、第1透明電極(108)、及び第1カラーフィルタ(CF1)の内部に配置される第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第1カラーフィルタ(CF1)の上部に延長される第2部分を含んでもよい。第2貫通パターン(114)の第2部分によって、第2接続パターン(118)を第2貫通パターン(114)と整列するマージンを増加させることができる。
さらに、第2接続パターン(118)は、第2貫通パターン(114)の第2部分と接触し、第2部分の外側に向かって延長してもよい。
第2貫通構造体(TVP2)の第4貫通パターン(216)は、第2接着層(AD2)、第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、第2n型半導体層(202)、及び第2絶縁層(212)の内部に配置される第1部分と、第1部分よりも大きな幅を有し、第2絶縁層(212)の上部に延長される第2部分を含んでもよい。第4貫通パターン(216)の第2部分によって、第5接続パターン(314)を第4貫通パターン(216)と整列するマージンを増加させることができる。
また、図2に示すように、第4貫通パターン(216)の第1部分は、第2貫通パターン(114)の第1部分から水平方向に離隔されてもよい。第4貫通パターン(216)の第1部分は、第2接続パターン(118)の延長部に電気的に接続してもよい。
これにより、第2貫通パターン(114)の中心を通る垂直中心軸は、第4貫通パターン(216)の中心を通る垂直中心軸から水平方向に離隔されてもよい。また、第8貫通パターン(322)の中心を通る垂直中心軸は、第2貫通パターン(114)の中心を通る垂直中心軸と一致することもあり、そこから水平方向に離隔されてもよい。
詳細に図示されていないが、第5貫通パターン(218)及び第6貫通パターン(310)のそれぞれはより広い幅を有する上部と下部を有することにより、接続パターンが上部に積層されている接続マージンを増加させることができる。
図2の発光装置は、図1a〜図1dに図示された発光装置の構成要素と実質的に同じ構成要素を含み、これに対する説明は省略する。
図3は、本発明の他の実施形態に係る発光装置を説明するための断面図である。
図3を参照すると、発光装置は、垂直積層された第1発光部(LE1)、第2発光部(LE2)、及び第3発光部(LE3)を含んでもよい。
第1発光部(LE1)は、垂直積層された第1n型半導体層(102)、第1活性層(104)、第1p型半導体層(106)、及び第1透明電極(108)を含んでもよい。第2発光部(LE2)は、順次に積層された第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、及び第2n型半導体層(202)を含んでもよい。第3発光部(LE3)は順次に積層された第3透明電極(308)、第3p型半導体層(306)、第3活性層(304)、及び第3n型半導体層(302)を含んでもよい。
発光装置は、第1領域(AR1)において、第1発光部(LE1)の第1p型半導体層(106)、第2発光部(LE2)の第2p型半導体層(206)、及び第3発光部(LE3)の第3p型半導体層(306)と電気的に接続されている共通電極パッド(CEL)と、第2領域(AR2)で第1発光部(LE1)の第1n型半導体層(102)と電気的に接続される第1電極パッド(EL1)と、第3領域(AR3)で第2発光部(LE2)の第2n型半導体層(202)と電気的に接続される第2電極パッド(EL2)と、及び第4領域(AR4)で第3発光部(LE3)の第3n型半導体層(302)と電気的に接続される第3電極パッド(EL3)をさらに含んでもよい。
発光装置は、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)の間に配置される第1カラーフィルタ(CF1)及び第1接着層(AD1)をさらに含み、第2発光部(LE2)及び第3発光部(LE3)との間に配置される第2カラーフィルタ(CF2)及び第2接着層(AD2)をさらに含んでもよい。
発光装置は、第1領域(AR1)において、第1貫通パターン(112)、第1接続パターン(116)、第3接続パターン(210)、第3貫通パターン(214)、第4接続パターン(312)、第6貫通パターン(310)、及び第7貫通パターン(320)を含む第1貫通構造体(TVP1)と、第2領域(AR2)で第1n型半導体層(102)と、第1電極パッド(EL1)との間を電気的に接続する第2貫通構造体(TVP2)と、第3領域(AR3)で第2n型半導体層(202)及び第2電極パッド(EL2)間を電気的に接続する第3貫通構造体(TVP3)をさらに含んでもよい。
発光装置は、第2絶縁層(212)、第3絶縁層(318)、及び第4絶縁層(326)をさらに含んでもよい。
第2絶縁層(212)は、第3貫通パターン(214)の外側壁を囲み、第2n型半導体層(202)の上部に延長してもよい。第3絶縁層(318)は、第7貫通パターン(320)の外側壁を包み込んでもよい。第4絶縁層(326)は、第2貫通構造体(TVP2)の外側壁を包み込む構造を有してもよい。第4絶縁層(326)は、第1活性層(104)、p型半導体層(106)、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、第2p型半導体層(206)、第2活性層(204)、第2n型半導体層(202)を第2貫通構造体(TVP2)から絶縁させてもよい。
第1貫通構造体(TVP1)は、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)をエッチングせずに、複数の貫通パターン(112、214、310、320)と、複数の接続パターン(116、210、312)を利用して、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)の一面と他面を電気的に接続するため、第1透明電極(108)、第2透明電極(208)、及び第3透明電極(308)が貫通パターン(112、214、310、320)および接続パターン(116、210、312)と接触する面積を増加させ、電気抵抗を減少させてもよい。また、第2貫通構造体(TVP2)及び第3貫通構造体(TVP3)は貫通パターンと接続パターンを使用せずに、直接第1n型半導体層(102)を、第1電極パッド(EL1)を直接的に接触し、第2n型半導体層(202)と第2電極パッド(EL2)を直接接続して、工程を単純化してもよい。
図3の発光装置は、図1a〜図1dに図示された発光装置の構成要素と実質的に同じ構成要素を含み、これに対する説明は省略する。
図4〜図19は、本発明の一実施形態に係る発光装置の製造方法を説明するための断面図である。本実施形態では、図1aおよび図1cで説明された発光装置を例示的に説明するが、本発明は、この製造方法を限定しない。
図4を参照すると、基板(100)上に第1n型半導体層(102)、第1活性層(104)、p型半導体層(106)、及び第1透明電極(108)を順次形成して第1発光部(LE1)を形成してもよい。第1発光部(LE1)上に第1カラーフィルタ(CF1)を形成してもよい。
基板(100)は、第1領域(AR1)、第2領域(AR2)、第3領域(AR3)、及び第4領域(AR4)を含んでもよい。一例として、基板(100)は、平面的に長方形の構造を有し、第1領域(AR1)、第2領域(AR2)、第3領域(AR3)、及び第4領域(AR4)は、基板(100)のコーナー部分にそれぞれ対応してもよい。
基板(100)上に第1n型半導体層(102)、第1活性層(104)、及び第1p型半導体層(106)を有機金属化学気相成長法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition:MOCVD)または分子線蒸着法(Molecular Beam Epitaxy:MBE)蒸着法などの工程を経て順番に成長させてもよい。続いて、p型半導体層(106)上に第1透明電極(108)を化学気相蒸着法(Chemical Vapor Deposition:CVD)を利用して形成してもよい。第1透明電極(108)上に化学気相蒸着法を利用して、第1カラーフィルタ(CF1)を形成してもよい。
図5を参照すると、第1カラーフィルタ(CF1)及び第1発光部(LE1)をエッチングして、第1領域(AR1)の第1ホール(H1)と第2領域(AR2)の第2ホール(H2)をそれぞれ形成してもよい。第1ホール(H1)は、第1透明電極(108)を露出させ、第2ホール(H2)は、第1n型半導体層(102)を露出させてもよい。
続いて、第1ホール(H1)及び第2ホール(H2)が形成された第1カラーフィルタ(CF1)の上部に第1ホール(H1)及び第2ホール(H2)を完全に充填せず、第1カラーフィルタ(CF1)及び第1発光部(LE1)の表面に沿って連続的に予備第1絶縁層(図示せず)をコンフォーマルに(conformally)形成してもよい。予備第1絶縁層をエッチングして、第1ホール(H1)の内側壁に残留する第1絶縁層(110)を形成してもよい。
いくつかの実施形態では、第1絶縁層(110)は、第1ホール(H1)内側壁にも形成されてもよい。しかしながら、第1カラーフィルタ(CF1)が絶縁物であるため、第1ホール(H1)内に第1絶縁層(110)が形成されてもよいし、形成されなくてもよい。
図6を参照すると、第1ホール(H1)及び第2ホール(H2)の内部を満たす第1貫通パターン(112)及び第2貫通パターン(114)をそれぞれ形成してもよい。
さらに詳細に説明すれば、第1ホール(H1)及び第2ホール(H2)が形成された第1絶縁層(110)、第1カラーフィルタ(CF1)、及び第1発光部(LE1)上に第1ホール(H1)及び第2ホール(H2)を充填する第1導電層(図示せず)を形成してもよい。第1導電層は、Ti、Ni、Au、Cr、Cu、TiW、Moなどからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。
第1カラーフィルタ(CF1)の表面が露出されるように、第1導電層をエッチングして、第1ホール(H1)を充填する第1貫通パターン(112)及び第2ホール(H2)を充填する第2貫通パターン(114)をそれぞれ形成してもよい。第1貫通パターン(112)は、第1領域(AR1)に形成され、第2貫通パターン(114)は、第2領域(AR2)に形成されてもよい。
図7を参照すると、第1貫通パターン(112)に整列された第1接続パターン(116)と、第2貫通パターン(114)に整列された第2接続パターン(118)を含む第1接着層(AD1)を形成してもよい。
さらに詳細に説明すると、第1貫通パターン(112)及び第2貫通パターン(114)が形成された第1カラーフィルタ(CF1)上に予備第1接着層(図示せず)を形成してもよい。予備第1接着層は、スピンコーティング工程を利用して形成してもよい。例えば、予備第1接着層は、SOG(Spin On Glass))、エポキシ、ポリイミド、SU8、またはBCB(benzo cyclo butene)などを含んでもよい。予備第1接着層をエッチングして第1貫通パターン(112)を露出させる第1開口(図示せず)及び第2貫通パターン(114)を露出させる第2開口(図示せず)を有する第1接着層(AD1)を形成してもよい。第1接着層(AD1)の上に第2導電層(図示せず)を形成してもよい。第2導電層は、低融点、接着特性および電気伝導性を有する、例えば、Sn、Inなど金属材料を含んでもよい。第1接着層(AD1)の表面が露出するように第2導電層をエッチングして、第1接続パターン(116)及び第2接続パターン(118)をそれぞれ形成してもよい。第1接続パターン(116)は、第1領域(AR1)に形成され、第2接続パターン(118)は、第2領域(AR2)に形成されてもよい。
図8を参照すると、第2基板(200)上に第2n型半導体層(202)、第2活性層(204)、及び第2p型半導体層(206)を有機金属化学気相蒸着法または分子線蒸着法を利用して、順次形成し、第2p型半導体層(206)上に第2透明電極(208)を物理気相蒸着法、化学気相蒸着法、ゾル−ゲル法、水熱合成法などを介して形成して第2発光部(LE2)を形成してもよい。
図9を参照すると、第2透明電極(208)上に第3接続パターン(210)を含む第2接着層(AD2)を形成してもよい。詳細に説明すれば、第2透明電極(208)上に予備第2接着層(図示せず)を、スピンコーティング工程を利用して形成してもよい。例えば、予備第2接着層は、SOG、エポキシ、ポリイミド、SU8、またはBCB(benzo cyclo butene)などを含んでもよい。予備第2接着層をエッチングして第3開口(図示せず)を含む第2接着層(AD2)を形成してもよい。第3開口を充填する第2接着層(AD2)の上に第3導電層(図示せず)を形成してもよい。第3導電層は、低融点、接着特性および電気伝導性を有する、例えば、Sn、Inなど金属材料を含んでもよい。第2接着層(AD2)の上部面が露出するまで、第3導電層をエッチングして、第3開口を充填する第3接続パターン(210)を形成してもよい。
続いて、第3接続パターン(210)を含む第2接着層(AD2)が下を向くように裏返す。次に、第2基板(200)をレーザリフトオフ(laser lift−off)で除去してもよい。
図10を参照すると、第1発光部(LE1)上に形成された第1接着層(AD1)と、第2発光部(LE2)上に形成された第2接着層(AD2)を接着させ、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)を接着させてもよい。第1接着層(AD1)及び第2接着層(AD2)のそれぞれは、SOGを含むとき、互いに接触させた後、熱圧着工程で、第1接着層(AD1)及び第2接着層(AD2)を接着させてもよい。このとき、第1領域(AR1)の第1接続パターン(116)が第3接続パターン(210)と接着され、第2領域(AR2)の第2接続パターン(118)が第2接着層(AD2)と接着してもよい。
続いて、図10を続けて参照すると、第2透明電極(208)を露出させる第3ホール(H3)及び第2接続パターン(118)を露出させる第4ホール(H4)をそれぞれ形成してもよい。さらに詳細に説明すると、第1領域(AR1)から第2n型半導体層(202)、第2活性層(204)、及び第2p型半導体層(206)をエッチングして、第2透明電極(208)を露出させる第3ホール(H3)を形成してもよい。第2領域(AR2)において、第2n型半導体層(202)、第2活性層(204)、第2p型半導体層(206)、第2透明電極(208)、及び第2接着層(AD2)をエッチングして、第2接続パターン(118)を露出させる第4ホール(H4)を形成してもよい。
図11を参照すると、第1絶縁層(110)と同様の方法で、第2絶縁層(212)を形成し、第3領域(AR3)に第5ホール(H5)を形成してもよい。
図12を参照すると、第3ホール(H3)、第4ホール(H4)、及び第5ホール(H5)を充填する第3貫通パターン(214)、第4貫通パターン(216)、及び第5貫通パターン(218)をそれぞれ形成してもよい。
さらに詳細に説明すると、第3ホール(H3)、第4ホール(H4)、及び第5ホール(H5)を充填する第2絶縁層(212)上に第4導電層(図示せず)を形成してもよい。第4導電層はTi、Ni、Au、Crからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第2絶縁層(212)の表面が露出するように第4導電層をエッチングして第3ホール(H3)を充填する第3貫通パターン(214)、第4ホール(H4)を充填する第4貫通パターン(216)、及び第5ホール(H5)を充填する第5貫通パターン(218)をそれぞれ形成してもよい。第3貫通パターン(214)は、第1領域(AR1)に形成され、第4貫通パターン(216)は、第2領域(AR2)に形成され、第5貫通パターン(218)は、第3領域(AR3)に形成されてもよい。
図13を参照すると、第3基板(300)上に第3n型半導体層(302)、第3活性層(304)、及び第3p型半導体層(306)を有機金属化学気相蒸着法または分子線蒸着法を利用して順次形成し、第3p型半導体層(306)上に第3透明電極(308)を、化学気相蒸着法を使用して形成して予備第3発光部(図示せず)を形成してもよい。続いて、予備第3発光部上に第2カラーフィルタ(CF2)を形成してもよい。
図14を参照すると、第2カラーフィルタ(CF2)をエッチングして、第1領域(AR1)の第3透明電極(308)を露出させる第6ホール(H6)を形成し、第6ホール(H6)を充填する第5導電層(図示せず)を形成してもよい。第5導電層はTi、Ni、Au、Crからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第2カラーフィルタ(CF2)の表面が露出されるように、第5導電層をエッチングして第6ホール(H6)を充填する第6貫通パターン(310)を形成してもよい。
図15を参照すると、第6貫通パターン(310)が形成された第2カラーフィルタ(CF2)上に、スピンコーティング工程を利用して、予備の第3接着層(図示せず)を形成してもよい。予備第3接着層は、SOGを含んでもよい。
予備第3接着層(AD3)をエッチングして第1領域(AR1)の第6貫通パターン(310)を露出させる第4開口(図示せず)、第2領域(AR2)の第2カラーフィルタ(CF2)を露出させる第5開口(図示せず)、及び第3領域(AR3)の第2カラーフィルタ(CF2)を露出させる第6開口(図示せず)を形成した後、第4開口、第5開口、及び第6開口を充填する第2カラーフィルタ(CF2)の上に第6導電層(図示せず)を形成してもよい。第6導電層はSn、Inなど低融点金属などを含んでもよい。
第2カラーフィルタ(CF2)を露出させるように、第6導電層をエッチングして第4開口を充填する第4接続パターン(312)、第5開口を充填する第5接続パターン(314)、及び第6開口を充填する第6接続パターン(316)をそれぞれ形成してもよい。第4接続パターン(312)は、第1領域(AR1)に形成され、第5接続パターン(314)は、第2領域(AR2)に形成され、第6接続パターン(316)は、第3領域(AR3)に形成されてもよい。
第3基板(300)は、レーザリフトオフ工程を経て除去されてもよい。続いて、第2接着層(AD2)が下を向くようにひっくり返してもよい。
図16を参照すると、第1領域(AR1)において第3n型半導体層(302)、第3活性層(304)、及び第3p型半導体層(306)をエッチングして第3透明電極(308)を露出させる第7ホール(H7)を形成してもよい。その後、第7ホール(H7)を完全に充填しないように予備第3発光部の表面に沿って連続的に予備第3絶縁層(図示されていない)をコンフォーマルに形成してもよい。予備第3絶縁層をエッチングして第7ホール(H7)の内側壁に位置する第3絶縁層(318)を形成してもよい。
第3絶縁層(318)に形成された第7ホール(H7)を充填するために第3n型半導体層(302)上に、第7導電層(図示せず)を形成してもよい。第7導電層はTi、Ni、Au、Crからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。第3n型半導体層(302)の表面を露出させるように第7導電層をエッチングして第7ホール(H7)を充填する第7貫通パターン(320)を形成してもよい。
図17を参照すると、予備の第3発光部をエッチングしてメサ構造体を有する第3発光部(LE3)を形成してもよい。第2領域(AR2)及び第3領域(AR3)のそれぞれに位置するコーナーを除去して第5接続パターン(314)及び第6接続パターン(316)を露出させるメサ構造体を含む第3発光部(LE3)を形成してもよい。
図18を参照すると、第3接着層(AD3)及び第3発光部(LE3)の上に第5接続パターン(314)及び第6接続パターン(316)を覆うパッシベーション層(PA)を形成してもよい。第3発光部(LE3)の表面が露出するようにパッシベーション層(PA)をエッチングしてもよい。
図19を参照すると、パッシベーション層(PA)をエッチングして第5接続パターン(314)を露出させる第8ホール(図示せず)及び第6接続パターン(316)を露出させる第9ホール(図示せず)をそれぞれ形成した後、第8ホール及び第9ホールを充填するパッシベーション層(PA)の上に第8導電層(図示せず)を形成してもよい。第8導電層はTi、Ni、Au、Crからなる群から選択された少なくとも一つを含んでもよい。パッシベーション層(PA)の表面が露出されるように、第8導電層をエッチングして第8ホールを充填する第8貫通パターン(322)及び第9ホールを充填する第9貫通パターン(324)をそれぞれ形成してもよい。第8貫通パターン(322)は、第2領域(AR2)に形成され、第9貫通パターン(324)は、第3領域(AR3)に形成されてもよい。
続いて、第1発光部(LE1)及び第2発光部(LE2)が接着された構造体を、第3接着層(AD3)を利用して、第3発光部(LE3)と接着させてもよい。第3接着層(AD3)はSOGを含み、第2絶縁層(212)と熱圧着工程を経て接着することができる。第4接続パターン(312)は、第3貫通パターン(214)と、第5接続パターン(314)は、第4貫通パターン(216)と、第6接続パターン(316)は第5貫通パターン(218)と、それぞれ整列されて配置されてもよい。
これにより、第1貫通パターン(112)、第1接続パターン(116)、第3接続パターン(210)、第3貫通パターン(214)、第4接続パターン(312)、第6貫通パターン(310)、及び第7貫通パターン(320)を含む第1貫通構造体(TVP1)と、第2貫通パターン(114)、第2接続パターン(118)、第4貫通パターン(216)、第5接続パターン(314)、及び第8貫通パターン(322)を含む第2貫通構造体(TVP2)と、第5貫通パターン(218)、第6接続パターン(316)、及び第9貫通パターン(324)を含む第3貫通構造体(TVP3)をそれぞれ形成してもよい。第1貫通構造体(TVP1)は、第1領域(AR1)に形成され、第2貫通構造体(TVP2)は、第2領域(AR2)に形成され、第3貫通構造体(TVP3)は、第3領域(AR3)に形成されてもよい。
図1bを参照すると、第1領域(AR1)において第1貫通構造体(TVP1)と電気的に接続する共通電極パッド(CEL)と、第2領域(AR2)において第2貫通構造体(TVP2)と電気的に接続する第1電極パッド(EL1)と、第3領域(AR3)の第3貫通構造体(TVP3)と電気的に接続する第2電極パッド(EL2)と、第4領域(AR4)の第3n型半導体層(302)と電気的に接続する第3電極パッド(EL3)をそれぞれ形成することができる。
以上、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明したが、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者は、本発明がその技術的思想や必須の特徴を変更せず、他の具体的な形で実施することができることを理解できるだろう。したがって、以上で記述した実施形態では、すべての面で例示的なものであり限定的ではないと理解しなければならない。

Claims (20)

  1. 第1n型半導体層、第1活性層、第1p型半導体層、及び第1透明電極を含む第1発光部と、
    前記第1発光部上に配置され、第2n型半導体層、第2活性層、第2p型半導体層、及び第2透明電極を含む第2発光部と、
    前記第2発光部上に配置され、第3n型半導体層、第3活性層、第3p型半導体層、及び第3透明電極を含む第3発光部と、
    前記第1及び第2発光部の間に配置され、接着性および電気伝導性を有する第1接続パターンを含む第1接着層と、
    前記第2及び第3発光部の間に配置され、前記第2及び第3発光部を接着させ、接着性および電気伝導性を有する第2接続パターンを含む第2接着層と、を備え、
    前記第3発光部は、前記第2接着層の第2接続パターンの一部を露出させるメサ構造体を有する、
    発光装置。
  2. 前記第1透明電極、前記第2透明電極、および前記第3透明電極と電気的に接続される共通電極パッドと、
    前記第1n型半導体層と電気的に接続される第1電極パッドと、
    前記第2n型半導体層と電気的に接続される第2電極パッドと、
    前記第3n型半導体層と電気的に接続される第3電極パッドと、をさらに含む
    請求項1に記載の発光装置。
  3. 前記第1発光部及び前記第2発光部のそれぞれは、平面的に長方形の構造を有し、前記発光装置の第1コーナー、第2コーナー、第3コーナー、および第4コーナーのそれぞれ対応する第1領域、第2領域、第3領域、および第4領域を有し、
    前記第3発光部は、平面的に長方形の構造を有し、前記発光装置の前記第2コーナー及び前記第3コーナーに対応する位置に切断部を有する、
    請求項2に記載の発光装置。
  4. 前記第2接続パターンは、前記第2コーナー及び前記第3コーナーに対応する位置で前記第3発光部によって露出されている、
    請求項2に記載の発光装置。
  5. 前記第1電極パッドは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁の間に配置され、
    前記第2電極パッドは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁間に配置されている、
    請求項3に記載の発光装置。
  6. 前記切断部の間における前記第3発光部の距離は、前記発光装置の前記第1コーナーおよび前記第4コーナーに対応する2つの反対のコーナー間の前記第3発光部の距離よりも短い、
    請求項3に記載の発光装置。
  7. 前記第1透明電極、前記第2透明電極、および前記第3透明電極と前記共通電極パッドを電気的に接続する第1貫通構造体と、
    前記第1n型半導体層と前記第1電極パッドを電気的に接続する第2貫通構造体と、
    前記第2n型半導体層と前記第2電極パッドを電気的に接続する第3貫通構造体と、をさらに含む、
    請求項2に記載の発光装置。
  8. 前記第1貫通構造体は、前記第1透明電極と前記第1接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターンと、
    前記第2透明電極と前記第3透明電極の間に位置し、前記第2透明電極と前記第2接続パターンを電気的に接続する第2貫通パターンと、
    前記第3透明電極と前記共通電極パッドを電気的に接続する第3貫通パターンと、を含む、
    請求項7に記載の発光装置。
  9. 前記第1貫通構造体は、前記第2接続パターンと前記第3透明電極を電気的に接続する第4貫通パターンを含み、
    前記第2接続パターンは、前記第2及び第4貫通パターンの間に位置し、前記第2及び第4貫通パターンを電気的に接続し、
    前記第1接続パターンは、前記第1貫通パターンと前記第2透明電極の間に位置し、前記第1貫通パターンと前記第2透明電極を電気的に接続する、
    請求項8に記載の発光装置。
  10. 前記第2貫通パターンの外側壁を囲み、前記第2n型半導体層上に延長する第1絶縁層と、
    前記第3貫通パターンの外側壁を囲む第2絶縁層と、をさらに含む、
    請求項8に記載の発光装置。
  11. 前記第1貫通パターンは下部に比べて相対的に幅が広い上部を含み、
    前記第1接続パターンは、前記上部に接続する、
    請求項8に記載の発光装置。
  12. 前記第2貫通構造体は、
    前記第1n型半導体層と前記第1接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターンと、
    前記第1接続パターンと前記第2接続パターンを電気的に接続する第2貫通パターンと、
    前記第2接続パターンと前記第1電極パッドを電気的に接続する第3貫通パターンを含む、
    請求項7に記載の発光装置。
  13. 前記第3貫通パターンは、前記第2発光部の外側壁と前記第3発光部の外側壁との間に配置されている、
    請求項12に記載の発光装置。
  14. 前記第2接続パターン上に配置され、前記第3貫通パターンを囲み、前記第3n型半導体層の上面と同一平面に上部面を有するパッシベーション層をさらに含む、
    請求項12に記載の発光装置。
  15. 前記第1接続パターンは、前記第1貫通パターンの外側に延長された延長部を有し、
    前記第2貫通パターンは、前記第1接続パターンの延長部に接続される、
    請求項12に記載の発光装置。
  16. 前記第1貫通パターンの中心を通る第1垂直中心軸は、前記第2貫通パターンの中心を通る第2垂直中心軸から水平方向に離隔される、
    請求項12に記載の発光装置。
  17. 前記第3貫通構造体は、前記第3n型半導体層と前記第2接続パターンを電気的に接続する第1貫通パターンと、
    前記第2接続パターンと前記第2電極パッドを電気的に接続する第2貫通パターンと、を含む、
    請求項7に記載の発光装置。
  18. 前記第2貫通パターンは、前記第3発光部の外側壁と前記第2発光部の外側壁の間に配置されている、
    請求項17に記載の発光装置。
  19. 前記第2接続パターン上で前記第2貫通パターンを囲み、前記第3n型半導体層の上面と同一平面に上部面を有するパッシベーション層をさらに含む、
    請求項18に記載の発光装置。
  20. 前記第1接続パターンは、前記第1接着層と同じ高さに位置し、
    前記第2接続パターンは、前記第2接着層と同じ高さに位置する、
    請求項1に記載の発光装置。
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