KR20200040674A - 발광 소자 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 제 1 발광 영역, 제 2 발광 영역 및 제 3 발광 영역을 포함하는 발광 소자를 개시한다. 제 1 발광 영역은 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛을 포함하고, 제 2 발광 영역은 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛을 포함하며, 제 3 발광 영역은 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛을 포함한다. 제 1 발광 영역은 제 2 발광 영역 및 제 3 발광 영역보다 크다. 제 1 발광 유닛, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛의 길이 및 폭은 모두 100 ㎛ 미만이다.

Description

발광 소자{LIGHT-EMITTING DEVICE}
본 발명은 발광 소자의 구조 설계에 관한 것으로, 특히 복수개의 발광 유닛을 갖는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light-emitting diode; LED)는 에너지 소모가 낮고, 수명이 길며, 체적이 작고, 반응 속도가 빠르며, 광 출력이 안정적인 등 특성을 가지며, 종래의 조명 광원을 점차적으로 대체하여 다양한 발광 장치에 사용된다.
크기가 축소된 발광 다이오드는 고해상도 프린터 및 고해상도 디스플레이에서 그 응용이 우세를 차지하고 있다. 발광 다이오드는 제 1 반도체 층, 제 2 반도체 층 및 제 1 반도체 층과 제 2 반도체 층에 사이에 위치하는 활성 스택(active stack)을 포함하는 적층 구조를 갖는다. 그러나, 발광 다이오드의 부피가 작아질 경우, 예를 들어, 면적이 2500μm2 미만인 경우, 발광 다이오드의 측벽의 에칭에 의한 격자 결함은 활성 적층 단면의 비방사 재결합 효과(non-radiative recombination)의 영향을 두드러지게 하여 발광 다이오드의 발광 효율이 저하되게 된다.
비방사 재결합 효과는 정공과 전자가 발광 적층에서 결합된 후 광자의 형태로 방출되는 것이 아니라 열의 형태로 방출되는 것이다. 비방사 재결합 효과는 발광 다이오드의 측면에서 발생하기 쉽다. 비방사 재결합 효과는 제조 단계에서, 예를 들어 절단 또는/및 에칭으로 인해 발광 다이오드의 측면이 손상되어 활성 스택이 측면(단면)에 가까운 댕글링 본드(dangling bond)의 흡착 단면상의 불순물로 인해 발생한다. 발광 다이오드의 크기가 소형화됨에 따라, 전자 및 정공이 발광 다이오드의 측면에 보다 쉽게 확산될 수 있고, 비방사 재결합 효과의 영향이 보다 심각하여 발광 효율이 저하된다.
적색광을 방출하기 위한 제 1 발광 유닛을 포함하는 제 1 발광 영역; 청색광을 방출하기 위한 제 2 발광 유닛을 포함하는 제 2 발광 영역; 및 녹색광을 방출하기 위한 제 3 발광 유닛을 포함하는 제 3 발광 영역을 포함하며, 상기 제 1 발광 영역은 상기 제 2 발광 영역 및 상기 제 3 발광 영역보다 크고, 상기 제 1 발광 유닛, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛의 길이 및 폭은 100 ㎛ 미만인 발광 소자.
도 1은 발광 소자의 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도.
도 7a 내지 7e는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 공정을 나타내는 흐름도이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 유닛과 지지체의 접합 제조 단계이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템이다.
도 12a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 12b는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도이다.
도 12c는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도.
도 14는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 평면도.
이하의 실시예는 도면에 따라 본 발명의 개념을 설명할 것이며, 도면 또는 설명에 있어서, 유사 또는 동일한 부분은 동일한 부호를 사용하고, 도면에서 소자의 형태, 두께 또는 높이는 합리적인 범위 내에서 확대 또는 축소할 수 있다. 본 발명에서 열거한 각 실시예는 본 발명을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 발명의 범위를 제한하는 것이 아니다. 본 발명에 대한 어떠한 자명한 윤식 또는 변경은 모두 본 발명의 사상과 범위를 벗어나지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자(100)를 나타내는 평면도이다. 발광 소자(100)는 실내 또는 실외에서 사용 가능한 디스플레이이다. 발광 소자(100)는 백색광 또는 특정의 색광을 방출 가능하며, 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 및 지지체(4)를 포함한다. 제 1 발광 유닛(1)은 적색광 발광 다이오드일 수 있으며, 피크 값이 약 600nm에서 720nm 사이이다. 제 2 발광 유닛(2)은 청색광 발광 다이오드일 수 있으며, 피크 값이 약 430nm에서 490nm 사이이다. 제 3 발광 유닛(3)은 녹색광 발광 다이오드일 수 있으며, 피크 값이 약 510nm에서 570nm 사이이다. 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)은 지지체(4) 상에 위치한다. 지지체(4)는 지지대 또는 기판일 수 있다. 지지대는 해당 발광 유닛들을 전기적으로 연결하는 전도성 단자 및 적어도 전도성 단자의 일부를 커버하는 하우징을 포함할 수 있다. 여기서, 하우징은 오목홈을 선택적으로 구비하여 해당 발광 유닛들을 수용할 수 있다. 기판의 재료는 금속, 열가소성 재료, 열경화성 재료 또는 세라믹 재료를 포함할 수 있다. 금속은 알루미늄, 구리 등을 포함한다. 열경화성 재료는 페놀(Phenolic)수지, 에폭시(Epoxy) 수지, 비스말레이미드-트리아진(Bismaleimide Triazine) 수지 또는 이들의 조합을 포함한다. 열가소성 재료는 폴리이미드 수지(Polyimide resin), 폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluorethylene) 등을 포함한다. 세라믹 재료는 산화알루미늄, 질화알루미늄, 알루미늄 탄화규소(AlSiC) 등을 포함한다.
발광 유닛은 비간섭성 광을 방출 가능한 반도체 발광 소자로, 캐리어(carrier), 제 1 반도체 층(first semiconductor layer), 활성 스택(active stack) 및 제 2 반도체 층(second semiconductor layer)을 포함한다. 제 1 반도체 층 및 제 2 반도체 층은 예를 들어 피복층(cladding layer) 또는 제한층(confinement layer)로, 각각 전자, 정공을 제공하여, 전자, 정공이 활성 스택에서 결합되어 발광하도록 할 수 있다. 제 1 반도체 층, 활성 스택 및 제 2 반도체 층은 제Ⅲ-Ⅴ족 반도체 재료를 포함할 수 있으며, 예를 들어 AlxInyGa(1-x-y)N 또는 AlxInyGa(1-x-y)P이며, 여기서 0≤x, y≤1, (x+y)≤1이다. 활성 스택의 재료에 따라, 발광 유닛은 적외선광 광, 적색광, 녹색광, 청색광, 근 자외선 광 또는 자외선 광을 방출할 수 있다. 캐리어는 제 1 반도체 층, 활성 스택 및 제 2 반도체 층의 성장 기판으로 될 수 있거나, 또는 성장 기판을 제거한 후 제 1 반도체 층, 활성 스택 및 제 2 반도체 층의 캐리어로 된다. 캐리어의 재료는 게르마늄(Ge), 갈륨비소(GaAs), 인화인듐(InP), 사파이어(Sapphire), 탄화규소(SiC), 규소(Si), 리튬알루미네이트(LiAlO2), 산화아연(ZnO), 질화갈륨(GaN), 질화알루미늄(AlN), 금속, 유리, 복합 재료(Composite), 다이아몬드, CVD 다이아몬드, 다이아몬드상 ㅋ카캅카본(Diamond-Like Carbon; DLC) 등을 포함하나, 이에 제한되지 않는다. 일 실시예에서, 발광 유닛은 성장 기판를 구비하지 않고, 캐리어도 구비하지 않으며, 두께가 약 5~10μm이다.
발광 유닛의 크기가 축소될 경우, 예를 들어, 발광 유닛의 길이 또는 폭이 100μm 미만이거나, 또는 발광 영역이 2500μm2 미만일 경우, 비방사 재결합 효과(non-radiative recombination)의 영향이 두드러져, 발광 다이오드의 외부 양자 효율(External Quantum Efficiency; EQE)이 감소하고, 밝기가 감소하게 된다. 발광 유닛의 활성 스택 재료가 Al, In, Ga, P 및/또는 As을 포함할 경우, 발광 유닛은 적색광을 방출 가능하고, 캐리어 표면 재결합 속도(carrier surface recombination velocity; SRV)가 약 1×105（cm/s）로, 청색광과 녹색광을 방출하는 재료, 예를 들어, 실리콘(silicone)이 약 1×103（cm/s）이고, 질화갈륨(GaN)이 약 1×104（cm/s）인 것보다 높다. 따라서, 발광 유닛이 Al, In, Ga, P 및/또는 As을 포함하는 재료일 경우, 확산 거리(diffusion length)가 비교적 길어 약 2μm이다. 다시 말하면, 발광 영역에서, 단면과 근접하는 곳에 2μm 의 둘레 영역이 비발광 영역으로 변하게 된다. 그러나, 발광 유닛의 활성 스택 재료가 질화갈륨(GaN)일 경우, 발광 유닛은 청색광을 방출 가능하고, 확산 거리가 비교적 짧아 약 수백 nm로 2μm보다 작다. 따라서, 발광 유닛의 크기가 축소될 경우, 질화물의 재료에서 활성 스택 단면에서 발생하는 비방사 재결합 효율은 비교적 낮고, 비발광 영역의 면적이 비교적 작다. Al, In, Ga, P 또는 As의 재료는 활성 스택 단면에서 발생하는 비방사 재결합 효율이 비교적 높고, 비발광 영역의 면적이 비교적 커서, 발광 효율의 저하가 비교적 많다.
도 1을 참조하면, 발광 유닛(1, 2, 3)의 발광 영역(활성층의 투영 면적)이 1500μm2일 경우, 예를 들어, 길이가 50μm이고, 폭이 30μm인 직사각형이거나, 또는 반경이 22μm인 원형일 경우, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 외부 양자 효율(EQE)은 7%이고, 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)의 외부 양자 효율(EQE)은 27%이고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)의 외부 양자 효율(EQE)은 25%이다. 따라서, 발광 소자(100)에서, 발광 유닛(1, 2, 3)의 크기가 모두 동일하게 약 1500μm2일 경우, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 발광 효율은 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛의 약 1/4일 뿐이고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛의 약 1/3일 뿐이다. 다른 실시예에서, 유사/동일한 크기에서 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 발광 효율과 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛의 발광 효율의 비율은 <1/4이고, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 발광 효율과 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛의 발광 효율의 비율은 <1/3이다. 발광 유닛의 크기가 축소될 경우, 유사/동일한 크기에서 적색광 발광 유닛의 발광 효율/밝기는 녹색광과 청색광 발광 유닛보다 낮다. 발광 소자의 적색광, 청색광, 녹색광의 밝기의 균형을 맞추기 위해, 적색광의 발광 영역을 증가함으로써 적색광의 광량을 증가해야 한다.
도 2는 발광 소자(200)를 도시하였으며, 발광 소자(200)는 백색광 또는 특정의 색광을 방출 가능하며, 적색광의 발광 영역은 청색광의 발광 영역보다 크고, 적색광의 발광 영역은 녹색광의 발광 영역보다 크다. 발광 소자(200)가 방출하는 적색광은 제 1 밝기를 구비하고, 방출하는 녹색광은 제 2 밝기를 구비하되, 제 1 밝기와 제 2 밝기의 비율이 0.8~1.2 사이이다. 발광 소자(200)는 적색광을 방출 가능한 2개의 발광 유닛 즉 제 1 발광 유닛(1)과 제 4 발광 유닛(5), 청색광을 방출 가능한 1개의 제 2 발광 유닛(2), 녹색광을 방출 가능한 제 3 발광 유닛(3) 및 지지체(4)를 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3, 5)는 모두 지치체(4)의 상면에 위치하고, 출광면이 동일한 방향으로, 지지체(4)의 상면과 동일한 방향이다. 발광 유닛(1, 2, 3, 5)은 길이와 폭이 모두 100μm 미만이거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.01mm2 미만이다. 일 실시예에서, 발광 유닛은 길이와 폭이 모두 70μm 미만이며, 예를 들어, 30μmХ50μm의 직사각형이다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3, 5)의 크기(활성층의 투영 면적)는 2500μm2 미만이며, 예를 들어, 반경이 약 22μm인 원형이다. 발광 유닛(1, 2, 3, 5)은 일부 또는 전부가 플립 본딩(flip bonding) 및/또는 와이어 본딩(wire bonding)의 방식으로 지지체(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(200)의 크기는 1mm×1mm 미만이며, 일 실시예에서, 발광 소자(200)의 크기는 0.1mm×0.1mm과 1mm×1mm 사이이다. 여기서 발광 유닛의 형상은 예시일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 예를 들어, 발광 유닛의 형상은 원형, 삼각형, 정사각형, 평행사변형, 사다리꼴 또는 기타 다각형의 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 직사각형이며, 다른 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 상이할 수도 있거나, 또는 일부가 동일하고 일부가 상이할 수도 있다. 다른 실시예에서, 적색광을 방출 가능한 발광 유닛의 수는 2보다 크고, 녹색광을 방출 가능한 발광 유닛의 수는 적어도 1이며, 청색광을 방출 가능한 발광 유닛의 수는 적어도 1이되, 적색광을 방출 가능한 발광 유닛의 수는 녹색광을 방출 가능한 발광 유닛보다 크고, 청색광을 방출 가능한 발광 유닛보다도 크다. 발광 유닛과 지지체의 재료에 관한 설명은 전술한 단락을 참조할 수 있다.
상술한 실시예는 적색광 발광 유닛의 수를 증가함으로써, 적색광의 발광 영역을 증가하는 것으로, 적색광의 발광 유닛의 수가 녹색광과 청색광의 발광 유닛보다 커서, 3색의 밝기가 균형을 이룬다. 적색광의 발광 유닛의 수를 조절하는 것 외에, 비교적 큰 크기의 적색광을 방출하는 발광 유닛을 비교적 작은 크기의 청색광을 방출하는 발광 유닛과 녹색광을 방출하는 발광 유닛과 결합하여 사용할 수도 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 발광 유닛(300)은 백색광 또는 특정의 색광을 방출 가능하고, 적색광 발광 유닛의 발광 영역은 청색광 발광 유닛의 발광 영역보다 크고, 적색광 발광 유닛의 발광 영역은 녹색광 발광 유닛의 발광 영역보다 크다. 발광 소자(300)가 방출하는 적색광은 제 1 밝기를 구비하고, 방출하는 녹색광은 제 2 밝기를 구비하되, 제 1 밝기와 제 2 밝기의 비율이 0.8~1.2 사이이다. 발광 소자(300)는 적색광을 방출하는 1개의 제 1 발광 유닛(1), 청색광을 방출하는 1개의 제 2 발광 유닛(2), 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3) 및 지지체(4)를 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3, 5)은 길이와 폭은 모두 100μm 미만이거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.01mm2 미만이다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 크기는 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)보다 크고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)보다도 크다. 다시 말하면, 제 1 발광 유닛(1)의 발광 영역은 제 2 발광 유닛(2)의 발광 영역보다 크고, 제 3 발광 유닛(3)의 발광 영역보다도 크다. 일 실시예에서, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 적어도 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 적어도 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 다른 실시예에서, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 면적은 적어도 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛의 면적의 2배이고, 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 면적은 적어도 녹색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 2 배이다. 다른 실시예에서, 청색광 및 녹색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 길이와 폭은 모두 70 μm 미만이며, 예를 들어 30 μm × 50 μm의 직사각형이다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3, 5)의 크기(활성층의 투영 면적)는 2500μm2 미만이며, 예를 들어 반경이 약 22μm의 원형이다. 발광 소자(300)의 크기는 1 mm ×1 mm 미만이며, 일 실시예에서, 발광 소자(300)의 크기는 0.1 mm ×0.1 mm와 1 mm ×1 mm 사이이다. 여기서 발광 유닛의 형상은 예시일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 예를 들어, 발광 유닛의 형상은 원형, 삼각형, 정사각형, 평행사변형, 사다리꼴 또는 기타 다각형의 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 직사각형이며, 다른 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 상이할 수도 있거나, 또는 일부가 동일하고 일부가 상이할 수도 있다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 일부 또는 전부가 플립 본딩(flip bonding) 및/또는 와이어 본딩(wire bonding)의 방식으로 지지체(4)에 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 유닛(1, 2, 3)과 지지체(4)의 재료에 관한 설명은 전술한 단락을 참조할 수 있다.
전술한 실시예의 발광 소자에서, 발광 유닛(1, 2, 3)은 지지체(4)의 상면(배열 방향이 지지체(4)의 상면과 수직이다)에 수평으로 배열되므로, 평면도에서 발광 소자의 총 면적은 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 합보다 크거나/또는 같다. 크기를 축소하기 위해, 발광 소자의 총 면적이 발광 유닛의 면적의 합보다 작도록 수직 배열을 이용할 수도 있다. 도 4a는 발광 소자(401)를 도시하였으며, 발광 소자(401)는 백색광 또는 특정의 색광을 방출 가능하고, 적색광을 방출 가능한 1개의 제 1 발광 유닛(1), 청색광을 방출 가능한 1개의 제 2 발광 유닛(2), 녹색광을 방출 가능한 1개의 제 3 발광 유닛(3) 및 지지체(미도시)를 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 출광면은 동일한 방향이다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 길이 및 폭이 모두 100μm 미만이거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.01mm2 미만이다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 크기는 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)보다 크고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)보다도 크다. 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)은 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1) 상에 설치되어, 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 일부를 커버한다. 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)은 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3) 상에 설치되어, 제 3 발광 유닛(3)의 출광면의 일부를 커버한다. 평면도에 도시된 바와 같이, 제 2 발광 유닛(2)은 제 3 발광 유닛(3)과 완전히 중첩되고, 외측변이 제 3 발광 유닛(3)의 일부 출광면에 의해 둘러 싸여있다. 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 완전히 중첩되고, 외측변이 제 1 발광 유닛(1)의 일부 출광면에 의해 둘러 싸여있다. 일 실시 예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출되는 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과할 수 있고, 제 3 발광 유닛(3)에서 방출되는 광은 제 2 발광 유닛 (2)을 투과할 수 있으며; 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적보다 크고, 제 2 발광 유닛(2)의 면적보다도 크다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 적어도 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 다른 실시예에서, 제 2 발광 유닛과 제 3 발광 유닛은 반사층을 포함하여, 발광 유닛의 광이 반사층에 의해 반사되어 상향으로 광을 방출하여 밝기를 증가시키므로, 제 1 발광 유닛(1)에 의해 방출되는 광은 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)을 투과되지 않고, 제 2 발광 유닛(2)에 의해 방출되는 광은 제 3 발광 유닛(3)을 투과하지 않으며; 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 출광 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 커버되지 않은 출광 면적보다 크고, 제 2 발광 유닛(2)의 의 출광 면적보다도 크다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 발광 영역은 적어도 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 발광 영역은 적어도 제 3 발광 유닛(3)의 커버되지 않은 발광 영역의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 일 실시예에서, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛은 길이 및 폭이 모두 70 μm 미만이며, 예를 들어 30 μm × 50 μm의 직사각형이다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3)의 크기(활성층의 투영 면적)는 2500μm2 미만이며, 예를 들어 반경이 약 22 μm인 원형이다. 평면도에서, 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛 (2), 제 3 발광 유닛(3)은 동일한 기하학적 중심을 갖는다. 다른 실시예에서, 평면도에서, 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛의 기하학적 중심은 서로 상이하다. 다른 실시예에서, 도 4b에 도시된 바와 같이, 발광 소자(402)에서, 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)은 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1) 상에 설치되어, 제 1 발광 유닛(1)의 일부 출광면을 커버하고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)은 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2) 상에 설치되어, 제 2 발광 유닛(2)의 일부 출광면을 커버한다.
발광 유닛(1, 2, 3) 사이는 본딩 재료에 의해 접합되고, 본딩 재료는 접착제(glue)를 포함할 수 있다. 접착제는 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로시클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 에폭시(epoxy), Su8 또는 스핀온글래스(spin-on glass; SOG)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료가 구비되지 않는다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 지지체 상에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료를 피복한다. 접착제의 재료는 전술한 본딩 재료와 동일할 수 있다. 발광 유닛 (1, 2, 3)은 플립 본딩(flip bonding) 또는 와이어 본딩(wire bonding)의 방식으로 외부 전원과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)은 플립 본딩에 의해 외부 전원과 전기적 연결로 형성되고, 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)은 와이어 본딩에 의해 외부 전원과 전기적으로 연결된다. 다른 실시 예에서, 제 1 발광 유닛 (1), 제 2 발광 유닛 (2) 및 제 3 발광 유닛 (3)은 와이어 본딩에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결된다. 여기서 발광 유닛의 형상은 예시일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것이 아니다. 발광 유닛의 형상은 원형, 삼각형, 정사각형, 평행사변형, 사다리꼴 또는 기타 다각형의 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 직사각형이며, 다른 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 상이할 수도 있거나, 또는 일부가 동일하고 일부가 상이할 수도 있다. 지지체(미도시)는 제 1 발광 유닛(1) 아래에 위치하고, 제 1 발광 유닛(1)보다 약간 클 수 있으며, 평면도에서 발광 소자(401)의 면적은 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 합보다 작다. 다른 실시예에서, 지지체(미도시)가 제 1 발광 유닛(1)과 동일하거나 또는 약간 작을 경우, 평면도에서 발광 소자(401)의 면적은 제 1 발광 유닛(1)의 면적과 동일하다.
다른 실시예에서, 발광 소자의 평면도에서의 면적을 축소하고, 측면도에서의 두께를 감소시키기 위해, 발광 유닛은 일부가 수직으로 배열되고, 일부가 수평으로 배열될 수 있다. 도 5에는 발광 소자(500)가 도시되어 있으며, 발광 소자(500)는 백색광 또는 특정의 색광을 방출할 수 있으며, 적색광을 방출 가능한 1개의 제 1 발광 유닛(1), 청색광을 방출 가능한 1개의 제 2 발광 유닛(2), 녹색광을 방출 가능한 제 3 발광 유닛(3)을 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 출광면은 동일한 방향이다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 길이와 폭이 각각 100μm 미만이거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.01mm2 미만일 수 있다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 크기는 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)보다 크고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)보다도 크다. 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 설치되어, 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 제 1 부분을 커버한다. 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 설치되어, 제 1 발광 유닛(1)의 출광면에서 제 1 부분과 상이한 제 2 부분을 커버한다. 평면도에 도시된 바와 같이, 제 2 발광 유닛(2)은 제 3 발광 유닛(3)과 물리적으로 분리되어 있고, 제 1 발광 유닛(1)과 완전히 중첩되며, 외측변은 제 1 발광 유닛(1)의 일부 출광면에 의해 둘러 싸여있다. 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 수직으로 배열되고(배열 방향이 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향과 평행이다), 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 수직으로 배열되고(배열 방향이 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향과 평행이다), 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛 상에 배열된다 (배열 방향이 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향과 수직이다). 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출하는 광은 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)을 투과할 수 있고, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적보다 크고, 제 2 발광 유닛(2)의 면적보다도 크다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 적어도 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 적어도 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 1.5배, 예를 들어 1.5 내지 20배이다. 다른 실시예에서, 제 2 발광 유닛과 제 3 발광 유닛은 반사층을 포함하여, 발광 유닛의 발광층에서 방출된 광이 반사층에 의해 반사되어 상향으로 광을 방출하여 밝기를 증가시킨다. 따라서, 제 1 발광 유닛(1)이 방출한 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과하지 않고, 제 1 발광 유닛 (1)의 커버되지 않은 출광 면적은 제 2 발광 유닛(2)의 출광 면적보다 크고, 제 3 발광 유닛(3)의 출광 면적보다도 크다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 발광 영역은 적어도 제 2 발광 유닛의 면적의 1.5 배, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 발광 영역은 적어도 제 3 발광 유닛의 면적의 1.5 배로, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 다른 실시예에서, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛은 길이 및 폭이 모두 70 μm 미만이며, 예를 들어 30 μm ×50 μm의 직사각형이다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3)은 크기(활성층의 투영 면적)가 2500 μm2 미만이며, 예를 들어 반경이 약 22 μm의 원형이다. 평면도에서, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1) 출광면의 대각선의 양단에 근접하고, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)의 기하학적 중심이 제 1 발광 유닛(1)의 기하학적 중심과의 거리는 대략적으로 동일하다. 다른 실시예에서, 평면도에서, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)의 공통 기하학적 중심은 제 1 발광 유닛(1)의 기하학적 중심의 위치와 상이하다.
발광 유닛(2, 3) 및 발광 유닛(1) 사이는 본딩 재료에 의해 접합되고, 본딩 재료는 접착제(glue)를 포함할 수 있다. 접착제는 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로시클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 에폭시(epoxy), Su8 또는 스핀온글래스(spin-on glass; SOG)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료를 구비하지 않는다. 발광 유닛(1, 2, 3)이 지지체 상에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료가 피복되며, 접착제 재료의 재료는 상기 본딩 재료와 같을 수 있다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 플립 본딩(flip bonding) 또는 와이어 본딩(wire bonding)에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)은 플립 본딩에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결되고, 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)은 와이어 본딩에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결된다. 다른 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)은 와이어 본딩에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결된다. 발광 유닛의 형상은 단지 예시일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 발광 유닛의 형상은 원형, 삼각형, 정사각형, 평행사변형, 사다리꼴 또는 기타 다른 다각형 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 모두 직사각형이며, 다른 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 상이할 수 있거나, 또는 부분적으로 동일하거나 상이할 수 있다.
다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3)은 모두 플립 칩(flip chip)이고, 모두 플립 칩 본딩에 의해 지지체에 고정 결합된다. 도 6은 백색광 또는 특정 색 광을 방출하고, 지지체(4) 상에 위치하는, 적색광을 방출 가능한 제 1 발광 유닛(1), 청색광을 방출 가능한 제 2 발광 유닛(2) 및 녹색광을 방출 가능한 제 3 발광 유닛(3)을 포함하는 발광 소자(600)를 도시한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 출광면은 동일한 방향이다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 길이 및 폭은 모두 100 μm 미만이거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.01 mm2 미만이다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1)의 크기는 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)보다 크고, 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)보다도 크다. 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)은 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1) 상에 설치되고, 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 제 1 부분(11)을 커버한다. 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛(3)과 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛(2)은 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛(1) 상에 수평으로 배열되고, 제 1 발광 유닛(1)의 출광면에서 제 1 부분(11)과는 다른 제 2 부분(12)을 커버한다. 평면도에서, 제 2 발광 유닛(2)은 제 3 발광 유닛(3)과 물리적으로 분리되고, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)에 부분적으로 중첩되며, 제 2 발광 유닛(2)의 장변 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 장변 방향에 수직이다. 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)에 부분적으로 중첩되고, 제 3 발광 유닛(3)의 장변 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 장변 방향에 수직이다. 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 수직으로 배열되고(배열 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향과 평행한다), 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 수직으로 배열되고(배열 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향과 평행한다), 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛 상에 수평으로 배열된다(배열 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 출광면 방향에 수직이다). 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)이 제 1 발광 유닛(1) 상에 용이하게 적층되게 하기 위해, 제 1 발광 유닛(1)은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 가지므로, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 제 2 발광 유닛(2)보다 얇고, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 제 3 발광 유닛(3)의 두께보다 얇다. 다른 실시예에서, 발광 소자의 전체 두께를 감소하기 위해 발광 유닛(1, 2, 3)은 모두 성장 기판을 가지지 않거나 또는 얇아진 성장 기판을 갖는다.
발광 유닛(2, 3) 및 발광 유닛(1) 사이는 본딩 재료에 의해 접합되고, 본딩 재료는 접착제를 포함할 수 있다. 접착제는 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로시클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 에폭시(epoxy), Su8 또는 스핀온글래스(spin-on glass; SOG)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료를 구비하지 않는다. 발광 유닛(1, 2, 3)이 지지체 상에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료가 더 피복된다. 구체적으로, 접착제 재료는 발광 유닛(1, 2, 3)의 외면 및 출광면을 연속적으로 덮을 수 있다. 접착제 재료의 재료는 상술한 바와 같은 본딩 재료일 수 있다.
도 6을 참조하면, 평면도에서, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩된 제 1 부분(21), 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 2 부분(22) 및 제 3 부분(23)을 포함한다. 제 2 부분(22) 및 제 3 부분(23)은 제 1 부분(21)의 양측에 위치하고, 제 2 부분(22)은 제 1 발광 유닛(1)의 전면(16) 외부에 위치하고, 제 3 부분(23)은 제 1 발광 유닛의 전면(16)에 대향하는 후면(17) 외부에 위치한다. 제 1 부분(21)은 제 1 발광 유닛(1)의 전면(16)과 후면(17) 사이에 위치한다. 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩된 제 1 부분(31), 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 2 부분(32) 및 제 3 부분(33)을 포함한다. 제 2 부분(32) 및 제 3 부분(33)은 제 1 부분(31)의 양측에 위치하고, 제 2 부분(32)은 제 1 발광 유닛(1)의 전면(16) 외부에 위치하고, 제 3 부분(33)은 제 1 발광 유닛의 전면(16)에 대향하는 후면(17) 외부에 위치한다. 제 1 부분(31)은 제 1 발광 유닛(1)의 전면(16)과 후면(17) 사이에 위치한다. 제 1 발광 유닛(1)은 제 2 발광 유닛(2)에 의해 커버된 제 1 부분(11) 및 제 3 발광 유닛(3)에 의해 커버된 제 2 부분(12) 및 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)에 의해 커버되지 않은 제 3 부분(13), 제 4 부분(14) 및 제 5 부분(15)을 가진다. 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 제 3 부분(13)은 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3) 사이에 위치한다. 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 제 4 부분(14)은 제 1 발광 유닛(1)의 좌측이면서, 제 2 발광 유닛(2)의 좌측 외부에 위치한다. 제 1 발광 유닛(1)의 출광면의 제 5 부분(15)은 제 1 발광 유닛(1)의 우측이면서 제 3 발광 유닛(3)의 우측 외부에 위치한다. 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 출광 면적(제 3 부분(13), 제 4 부분(14) 및 제 5 부분(15)의 합)은 제 2 발광 유닛(2)의 출광 면적(제 1 부분(21), 제 2 부분(22) 및 제 3 부분(23)의 합)보다 크고, 제 3 발광 유닛(3)의 출광 면적(제 1 부분(31), 제 2 부분(32) 및 제 3 부분(33)의 합)보다도 크다. 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과할 수 있고, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적보다 크고, 제 2 발광 유닛(2)의 면적보다도 크다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 2 발광 유닛(2)의 면적의 적어도 1.5 배, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적의 적어도 1.5 배, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 다른 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과하지 않으며, 제 1 발광 유닛(1)의 커버되지 않은 발광 영역은 제 2 발광 유닛의 면적의 1.5 배, 예를 들어 1.5 내지 20 배이다. 다른 실시예에서, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛의 길이 및 폭은 모두 70 μm, 예를 들어 30 μm ×50 μm의 직사각형이다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 전극은 모두 출광면의 하면에 위치하고, 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결된다.
다른 실시예에서, 발광 유닛(2, 3)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측 또는 가장 우측에 부분적으로 위치될 수 있으므로, 제 1 발광 유닛(1)은 적어도 하나의 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 예를 들어, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측에 위치하고, 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 우측에 위치하면서 제 2 발광 유닛(2)과 물리적으로 분리될 경우, 제 1 발광 유닛(1)은 커버되지 않는 하나의 발광 영역을 갖는다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(2, 3)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 서로 나란히 배열될 수 있으므로, 제 1 발광 유닛(1)은 적어도 하나의 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 예를 들어, 발광 유닛(2, 3)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측과 가장 우측 사이에 위치하고, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 사이에 갭 없이 제 1 발광 유닛(1) 상에 수평으로 인접하게 배열될 경우, 제 1 발광 유닛(1)은 2 개의 분리되어 있고 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다.
도 7a 내지 7e는 발광 소자(600)의 제조 흐름을 나타내는 도면이다. 도 7a를 참조하면, 지지체(4)가 제공되며, 지지체(4) 상에 제 1 조의 본딩 패드(bonding pad)(61, 62), 제 2 조의 본딩 패드(63, 64), 제 3 조의 본딩 패드(65, 66)를 구비하고, 선택적으로 지지체(4)에 형성된 발광 유닛을 전기적으로 연결하기 위한 와이어 구조(미도시)를 포함한다. 제 1 조의 본딩 패드(61, 62)는 제 1 발광 유닛(1)의 전극에 대응하고, 제 2 조의 본딩 패드(63, 64)는 제 2 발광 유닛(2)의 전극에 대응하며, 제 3 조의 본딩 패드(65, 66)는 제 3 발광 유닛(3)의 전극에 대응한다. 도 7b를 참조하면, 제 1 조의 본딩 패드(61, 62) 위에 페이스트(71)가 도포된다. 페이스트(71)는 절연 재료 및 절연 재료 내에 분산된 복수의 전도성 입자를 포함한다. 도포 방식은 페이스트(71)가 제 2 조의 본딩 패드(63, 64) 및 제 3 조의 본딩 패드(65, 66)를 덮지 않도록 스텐실과 같은 패터닝 고정구를 통해 실시할 수 있다. 일 실시예에서, 서로 분리된 본딩 패드(61) 및 본딩 패드(62)는 동일한 페이스트(71)에 의해 덮여진다. 다른 실시예에서, 서로 분리된 본딩 패드(61) 및 본딩 패드(62)는 물리적으로 분리된 2 개의 페이스트로 덮여진다. 도 7c를 참조하면, 제 1 발광 유닛(1)은 플립 방식으로 대응하는 제 1 조의 본딩 패드(61, 62) 상에 설치되고 페이스트(71)와 서로 접촉한다. 이어서, 가열 경화 단계를 실시하여 제 1 발광 유닛(1)을 제 1 조의 본딩 패드(61, 62)와 결합시킨다. 도 7d를 참조하면, 페이스트(72)를 제 1 발광 유닛(1)의 전면(16) 외부의 본딩 패드(63, 65)에 도포하고, 본딩 패드(63) 및 본딩 패드(65)는 각각 제 2 조의 본딩 패드 및 제 3 조의 본딩 패드에 속한다. 페이스트(73)를 제 1 발광 유닛(1)의 후면(17) 외부의 본딩 패드(64 및 66)에 도포하고, 본딩 패드(64) 및 본딩 패드(66)는 각각 제 2 조의 본딩 패드 및 제 3 조의 본딩 패드에 속한다. 도포 방식은 페이스트(72)가 제 1 발광 유닛(1) 및 본딩 패드(64, 66)를 덮지 않고 페이스트(73)가 제 1 발광 유닛(1) 및 본딩 패드(63, 65)를 덮지 않도록 패터닝 고정구를 통해 실시될 수있다. 일 실시예에서, 서로 분리된 본딩 패드(63) 및 본딩 패드(65)는 동일한 페이스트(72)에 의해 덮이고, 서로 분리된 본딩 패드(64) 및 본딩 패드(66)는 동일한 페이스트(73)에 의해 덮여진다. 다른 실시예에서, 서로 분리된 본딩 패드(63, 64, 65, 66)는 4 개의 물리적으로 분리된 페이스트로 덮여진다. 도 7e를 참조하면, 제 2 발광 유닛(2)을 플립 방식으로 대응하는 제 2 조의 본딩 패드(63, 64) 상에 설치하고, 페이스트(72 및 73)와 서로 접촉시킨다. 제 3 발광 유닛(3)을 플립 방식으로 대응하는 제 3 조의 본딩 패드(65, 66) 상에 설치하고 페이스트(72, 73)와 서로 접촉시킨다. 이어서, 제 2 발광 유닛(2)이 제 2 조의 본딩 패드(63, 64)와 접합되고, 제 3 발광 유닛(3)이 제 3 조의 본딩 패드(65, 66)와 접합되도록 가열 경화 단계를 실시하여 발광 소자의 제조를 완성한다.
도 8a 및 8b는 도 7a 내지 7e에서 발광 유닛이 지지체에 접합되는 과정을 도시한 도면이다. 도 8a를 참조하면 제 1 발광 유닛(1)을 예로 하고 있다. 제 1 발광 유닛(1)은 출광면에 대향하는 하면에 위치하는 2 개의 전극(181, 182)을 포함한다. 전극(181, 182)은 지지체(4) 상의 제 1 조의 본딩 패드(61, 62)와 각각 대향하고, 페이스트(71)는 제 1 발광 유닛(1)과 지지체(4) 사이에 도포된다. 도 8a를 참조하면, 가열 경화 전 페이스트(71)는 절연 재료(74) 및 절연 재료(74) 내에 분산된 복수의 전도성 입자(75)를 포함한다. 제 1 발광 유닛(1)의 접합 방법은 가열 경화 단계를 포함하며, 경화 과정에서, 절연 재료(74)의 점도가 먼저 내려갔다가 다시 상승하며, 전도성 입자(75)는 제 1 발광 유닛(1)의 전극(181, 182) 및 제 1 조의 본딩 패드(61, 62) 사이 또는 주변 홈에 집중된다. 도 8b는 가열 경화 후의 상태를 나타낸다. 페이스트(71)로 커버된 영역은 전도성 영역(76) 및 비전도성 영역(77)을 포함한다. 전도성 영역(76)은 전극(181)과 본딩 패드(61) 사이 및 전극(182)과 본딩 패드(62) 사이에 위치한다. 전도성 영역(76)을 제외하고, 다른 페이스트에 의해 커버된 영역은 비전도성 영역(77)이다. 도 8a에 도시된 바와 같이,가열 경화 단계 전에 전도성 영역(76) 내의 전도성 입자(75)의 평균 밀도는 비전도성 영역(77)과 유사하다. 도 8b에 도시된 바와 같이, 가열 경화 단계 이후, 대부분의 전도성 입자(75)는 전도성 영역(76)에 집중된다. 전도성 영역(76) 내의 전도성 입자(75)의 평균 밀도는 비전도성 영역(77)보다 크다. 일 실시예에서, 전도성 영역(76) 내의 전도성 입자(75)의 평균 밀도는 75 %보다 크거나, 또는 전도성 영역(76)은 절연 재료(74)를 갖지 않는 것이 바람직하다. 비전도성 영역(77) 내의 전도성 입자(75)의 평균 밀도는 40 % 미만이지만, 0은 아니다. 즉, 비전도성 영역(77)은 서로 분리된 소량의 전도성 입자(75)를 포함한다. 예를 들어, 비전도성 영역(77) 내의 전도성 입자(75)의 함량은 0.1 % 내지 40 %, 바람직하게는 2 % 내지 10 %이다. 비전도성 영역(77)에서의 절연 재료(74)의 평균 밀도는 60 %보다 높고, 바람직하게는 60 % 내지 99.9 % 사이, 보다 바람직하게는 90 % 내지 98 % 사이이다. 일 실시예에서, 비전도성 영역(77)은 10 % 내지 40 %의 전도성 입자(75) 및 60 % 내지 90 % 절연 재료(74)를 포함하고, 바람직하게는 비전도성 영역(77)은 20 % 내지 30 % 전도성 입자(75) 및 70 % 내지 80 % 절연 재료(74)를 포함한다. 다른 실시예에서, 비전도성 영역(77)은 전도성 입자(75)를 포함하지 않는다.
페이스트(71)는 복수의 서브 부분(예를 들어, 3 내지 10 개의 서브 부분)으로 나뉠 수 있다. 평균 밀도는 모든 또는 선택된 서브 부분의 밀도의 평균값으로 정의된다. 서브 부분의 크기는 테스트 샘플의 크기 또는 측정 방법에 따라 조절될 수 있다. 예를 들어, 서브 부분은 3 차원 형상을 갖거나 단면도에서 2 차원 형상을 갖는다. 2차원 형상은 팔각형, 육각형, 직사각형, 삼각형, 원형, 타원형 또는 이들의 조합일 수 있다. 3 차원 형상은 원통체, 입방체, 직육면체 또는 구형일 수 있다. 전도성 입자(75)의 밀도는 페이스트(71)의 서브 부분의 소정의 영역(예를 들어, 20 × 20 μm2)에서 모든 전도성 입자(75)의 수량 또는 점유 면적을 계산함으로써 얻을 수 있다.
전도성 입자(75)는 융점이 낮은 금속 또는 액화 융점(liquidus melting point)이 낮은 합금을 포함할 수 있으며, 그 융점 또는 액화 온도는 210 ℃ 미만이다. 금속 재료는 비스무트(Bi), 주석(Sn), 은(Ag), 인듐(In) 또는 이들의 합금과 같은 원소, 화합물 또는 합금일 수 있다. 일 실시예에서, 융점이 낮은 금속 또는 액화 융점이 낮은 합금의 융점 또는 액화 온도는 170 ℃ 미만이다. 액화 융점이 낮은 합금 재료는 주석 인듐 합금 또는 주석 안티몬 합금일 수 있다. 절연 재료(74)는 에폭시 수지(epoxy), 실리콘 수지(silicone), 폴리메틸메타크릴레이트 및 에피 설파이드(episulfide)와 같은 열경화성 중합체일 수 있다. 절연 재료(74)는 경화 온도에서 경화될 수 있다. 본 실시예에서, 전도성 입자(75)의 융점은 절연 재료(74)의 경화 온도보다 낮다. 도 8a에 도시된 바와 같이, 가열 경화 단계 전에, 전도성 입자(75)의 입경은 전도성 입자(75)의 직경으로 정의되며, 5 ㎛ 내지 50 ㎛ 사이이다. 2 개의 전극(181, 182) 사이의 최단 거리는 바람직하게는 전도성 입자(75)의 입경의 2 배 이상이다. 제 1 발광 유닛(1)의 크기가 100 μm × 100 μm 미만, 예를 들어 80 μm × 80 μm 또는 70 μm × 50 μm 인 경우, 제 1 발광 유닛(1)의 2개의 전극(181, 182) 사이의 최단 거리는 바람직하게는 50 μm 이하, 예를 들어 40 μm 이하, 30 μm 이하 또는 20 μm 이하이다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 가열 경화 후, 전도성 영역(76) 내에 위치한 전도성 입자(75)는 벌크 형상(bulk)을 나타내는 전도성 구조(78)이며, 전극(181, 182) 및 본딩 패드(61, 62)의 적어도 일측 표면을 커버한다. 전도성 구조(78)와 각각 서로 대응하는 전극(181, 182)과 본딩 패드(61, 62)는 직접 접촉하여 전기 전도를 제공하고, 외부 전원은 본딩 패드(61, 62), 전도성 구조(78) 및 전극(181, 182)을 통해 제 1 발광 유닛(1)으로 전달될 수 있다. 절연 재료(74)는 전도성 구조(78), 전극(181, 182) 및 본딩 패드(61, 62)의 외부 표면을 둘러싼다. 비전도성 영역(77) 내의 전도성 입자(75)는 개별적으로 분포되고 절연 재료(74)에 의해 덮여진다. 따라서, 비전도성 영역(77)에는 전류가 흐를 수 없다. 비전도성 영역(77) 내에 충진된 절연 재료(74)는 제 1 발광 유닛(1)과 지지체(4) 사이의 접합 강도를 향상시킬 수 있고, 외부 환경에 의한 전도성 재료의 산화를 피할 수 있으며, 전도성 구조(78)가 고온 환경에서 재료의 연화 또는 용융으로 인해 단락이 발생하는 문제를 피할 수 있다. 측면도에서, 대응하는 전극(182) 및 본딩 패드(62)를 예로서, 전도성 구조(78)의 하단(본딩 패드(62)와 접촉하는 일단)은 본딩 패드(62)의 상면(621)을 완전히 덮고, 전도성 구조(78)의 하단에 대향하는 상단(전극(182)와 접촉하는 일단)은 전극(182)의 하면(183)을 완전히 커버한다. 전도성 구조(78)은 목부(necking) 형상을 가지며, 전도성 구조(78)의 외측면(781)은 오목부 및 볼록부의 표면을 갖는다. 구체적으로, 전극(182)은 폭(W1)을 갖고, 본딩 패드(62)는 폭(W2)을 가지며, 본딩 패드의 폭(W2)은 전극의 폭(W1)보다 크거나 동일하다. 전도성 구조(78)는 지지체(4)의 법선 방향에서 고정된 값이 아닌 폭(W3)을 갖는다. 전도성 구조(78)는 목부에서 전극(182)과 본딩 패드(62) 사이의 최소 폭(W3(min))을 가지며 전극(182)의 폭(W1) 및/또는 본딩 패드(62)의 폭(W2)보다 작다. 다른 실시예에서, 전도성 구조(78)의 외측면(781)은 볼록한 원호 형상, 즉 전도성 구조(78)는 목부가 없는 구조이다. 다른 실시예에서, 전도성 구조(78)의 외측면(781)은 평탄한 면이다.
도 8b에 도시된 바와 같이, 페이스트(71)의 최외면(711)은 만곡된 형상을 가지며, 지지체(4)로부터 제 1 발광 유닛(1)의 외측면(19)까지 연장된다. 페이스트(71)의 형상은 가열 경화 후 변하게 되며(도 8a와 비교하여), 즉 페이스트(71)는 가열 경화 단계 전과 후에 상이한 형상을 갖는다. 페이스트(71)는 제 1 발광 유닛(1)의 측면(19)의 일부를 커버한다. 보다 구체적으로, 가열 경화 후, 도 8b에 도시된 바와 같이, 페이스트(71)의 최외면(711)과 지지체(4) 사이에 각도(θ)를 가지며, 각도(θ)는 최외면(711)을 따라 제 1 발광 유닛(1)의 측면(19) 방향으로 점차 증가한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈(1000)을 도시한 도면이다. 디스플레이 모듈(1000)은 회로기판과 같은 적재판(8) 및 복수의 발광 소자(700)를 포함한다. 발광 소자(700)는 전술한 발광 소자(100, 200, 300, 401, 402, 500, 600) 또는 이들의 조합일 수 있다. 일 실시예에서, 복수의 발광 소자(700)는 적재판(8) 상에 어레이 형태로 배열되고 적재판(8) 상의 회로와 전기적으로 연결된다. 적재판(8)의 표면은 디스플레이 모듈(1000)이 영상을 디스플레이할 때의 콘트라스트를 높일 수 있도록 흡광층(미도시)을 구비한다. 흡광층의 색은 흑색, 갈색, 회색 등과 같은 어두운 색인 것이 바람직하고, 빛을 반사하지 않는 차광 재료를 포함한다. 차광 재료는 어둡고 불투광성(opaque) 재료이다. 불투광 재료는 비스말레이미드-트리아진 수지(Bismaleimide Triazine Resin, BT)를 포함 할 수 있으며, 표면에 블랙 잉크(BT는 담황색) 또는 차광 재료과 같이 가시 광선을 차단할 수 있는 재료를 형성한다. 차광 재료는 금속, 수지 또는 흑연을 포함할 수 있다. 금속 재료는 크롬일 수 있다. 수지는 주로 폴리이미드(PI) 또는 아크릴레이트일 수 있고, 탄소, 산화티타늄 등과 같은 광 흡수 재료 또는 어두운 안료가 수지에 분산될 수 있다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(2000)를 나타내는 도면이다. 디스플레이 장치(2000)는 적재판(91)을 포함하며, 복수의 디스플레이 모듈(1000)은 적재판(91) 상에 형성된다. 프레임(92)은 복수의 디스플레이 모듈(1000)을 둘러싸고, 플레이트(93)는 디스플레이 모듈(1000)과 프레임(92)을 커버한다. 일 실시예에서, 디스플레이 모듈(1000) 사이의 간격은 매우 가깝고, 심지어 붙어있을 수 있다(간격이 0).
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 시스템(3000)이다. 디스플레이 시스템(3000)은 프로세서(301), 데이터 수신기(302), 디스플레이 장치(303) 및 하나 이상의 디스플레이 드라이버 IC(304)를 포함한다. 데이터 수신기(302)는 무선 또는 유선으로 데이터를 수신할 수 있다. 무선 방법은 WiFi(IEEE802.11), WiMAX(IEEE 802.16), IEEE 802.20, LTE, Ev_D0, HSPA+, HSDPA+, HSUPA+, EDGE, GSM, GPRS, CDMA, TDMA, EDCT, Bluetooth 또는 3G, 4G, 5G 이상의 버전으로 지정된 무선 프로토콜과 같은 임의의 무선 표준 또는 프로토콜을 채용할 수 있다. 하나 이상의 디스플레이 드라이버 IC(304)는 디스플레이 장치(303)에 전기적으로 연결된다. 디스플레이 장치(303)는 상기 디스플레이 장치(2000), 디스플레이 모듈(1000) 또는 발광 소자(100-600)를 포함한다. 응용에 따라, 디스플레이 시스템(3000)은 메모리, 터치 스크린 컨트롤러, 센서 및 배터리와 같은 다른 소자를 선택적으로 포함할 수 있다.
도 12a는 발광 소자(601)의 평면도를 도시한다. 발광 소자(601)는 도 6의 발광 소자(600)와 유사하며, 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 출광면은 동일한 방향을 가지며, 모두 지지체(4)에 대향하는 방향을 향한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 전극은 출광면에 대향하는 하면의 양단에 위치하고, 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결된다. 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛 상에 물리적으로 분리되도록 수평으로 배열되고, 제 1 발광 유닛(1)의 일부를 커버한다. 제 2 발광 유닛(2)의 장변 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 장변 방향에 수직이며, 제 1 발광 유닛(1)과 부분적으로 중첩된다. 제 3 발광 유닛(3)의 장변 방향은 제 1 발광 유닛(1)의 장변 방향에 수직이며, 제 1 발광 유닛(1)과 부분적으로 겹친다. 제 1 발광 유닛(1)은 페이스트(71)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 제 1 발광 유닛(1)의 좌측에 배열된 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 전극은 완전하고 분리되지 않은 페이스트(72)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 제 1 발광 유닛(1)의 우측에 배열된 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 전극은 완전하고 분리되지 않은 페이스트(73)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 페이스트(71, 72, 73)의 재료 및 도포 방식은 전술한 도 7 및 8의 관련 설명을 참조할 수 있다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 길이는 100 μm보다 크고, 폭은 50 μm보다 크거나 크기(활성층의 투영면적)는 0.005 mm2 보다 크다. 제 1 발광 유닛(1)은 적색광을 방출할 수 있고, 제 2 발광 유닛(2)은 청색광을 방출할 수 있으며, 제 3 발광 유닛(3)은 녹색광을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과할 수 있고, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적보다 크고, 제 2 발광 유닛(2)의 면적보다도 크다. 다른 실시예에서, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 반사층을 포함하고, 발광 유닛의 광이 반사층에 의해 반사되어 상향으로 광을 방출하여 밝기를 높이므로 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과하지 않는다. 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)이 제 1 발광 유닛(1) 상에 용이하게 적층되게 하기 위해, 제 1 발광 유닛(1)은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 가지므로, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 제 2 발광 유닛(2)보다 얇아지고, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 제 3 발광 유닛(3)의 두께보다 얇아진다. 다른 실시예에서, 전체 발광 소자의 두께를 감소시키기 위해, 발광 유닛(1, 2, 3)은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 갖는다.
발광 유닛(2, 3)과 발광 유닛(1) 사이는 본딩 재료에 의해 접합되고, 본딩 재료는 도 6의 관련 단락을 참조할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료가 없다. 발광 유닛(1, 2, 3)은 지지체(4)에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료를 더 피복하며, 접착체 재료는 상기 본딩 재료일 수있다.
도 12b는 발광 소자(602)의 평면도를 도시한다. 발광 소자(602)는 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 전극은 모두 출광면에 대향하는 하면의 양단에 위치하고, 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결된다. 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 배열 방식은 도 12a의 관련 설명을 참조할 수 있다. 제 1 발광 유닛(1)은 페이스트(71)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 제 2 발광 유닛(2)의 양단은 페이스트(72 및 73)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 제 3 발광 유닛(3)의 양단은 페이스트(74, 75)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 도 12a의 발광 소자(601)와 달리, 제 1 발광 유닛(1)의 좌측에 배열된 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 전극은 물리적으로 분리된 2 개의 페이스트(72, 74)를 통해 지지체(4)에 고정 결합되며, 제 1 발광 유닛(1)의 우측에 배열된 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)의 전극은 물리적으로 분리된 2 개의 페이스트(73, 75)를 통해 지지체(4)에 고정 결합된다. 발광 유닛(1, 2, 3)의 길이는 100 μm보다 크고, 폭은 50 μm보다 크거나, 또는 크기(활성층의 투영 면적)가 0.005 mm2보다 크다. 제 1 발광 유닛(1)은 적색광을 방출할 수 있고, 제 2 발광 유닛(2)은 청색광을 방출할 수 있으며, 제 3 발광 유닛(3)은 녹색광을 방출할 수 있다. 일 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과할 수 있고, 제 1 발광 유닛(1)의 면적은 제 3 발광 유닛(3)의 면적보다 크며, 제 2 발광 유닛(2)의 면적보다도 크다. 다른 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)에서 방출된 광은 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)을 투과하지 않는다.
도 12c는 디스플레이 모듈(1001)을 도시한 도면이다. 디스플레이 모듈(1001)은 회로기판과 같은 적재판(8) 및 발광 소자(602)와 같은 복수의 발광 소자를 포함한다. 복수의 발광 소자(602)는 적재판(8) 상에 어레이 형태로 배열되고, 적재판(8) 상의 회로에 전기적으로 연결된다. 각 발광 소자(602)의 제 1 발광 유닛은 적색광을 방출할 수 있고, 제 2 발광 유닛은 청색광을 방출할 수 있으며, 제 3 발광 유닛은 녹색광을 방출할 수 있으므로, 각 발광 소자(602)는 하나의 픽셀로 볼 수 있다. 적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛의 장변의 방향은 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛 및 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛에 수직이고, 청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛의 장변은 녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛의 장변의 방향과 서로 평행한다. 각 발광 소자(602)의 제 1 발광 유닛의 장변의 배열 방향은 가로 방향(제 1 방향)이다. 각 발광 소자(602)의 제 2 발광 유닛의 장변의 배열 방향은 직선 방향(제 2 방향)이다. 각 발광 소자(602)의 제 3 발광 유닛의 장변의 배열 방향은 직선 방향(제 2 방향)이다. 제 2 방향과 제 1 방향은 서로 수직이다. 각 제 2 발광 유닛의 장변의 배열은 각 제 3 발광 유닛의 장변의 배열 방향과 동일하다. 적재판(8)의 표면에는 디스플레이 모듈(1000)이 영상을 디스플레이 할 때의 콘트라스트를 향상시킬 수 있도록 흡광층(미도시)을 구비한다. 흡광층의 재료는 도 9의 관련 설명을 참조할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 소자는 전술한 발광 소자(601)일 수 있다.
상술한 도 5 및 도 6에서, 발광 소자는 부분 수평 배열 및 부분 수직 배열 방식으로 단일 패키지 내에 적층된 복수의 발광 유닛을 포함한다. 도 7에서, 절연 재료 및 전도성 입자를 포함하는 페이스트를 사용하여 어떻게 도 6의 발광 소자가 제조되는지에 대해 상세하게 설명한다. 상기 적층 방법은 다중 대역 발광 소자에도 적용될 수 있다. 패키지 방법을 이용하여 다중 대역 또는 광대역 발광 소자를 제조하는 것은 에피택셜 방법에 비해 발광 품질을 더 간편하고 양호하게 제어할 수 있다. 도 13을 참조하면, 도 13은 발광 소자(800)의 평면도가 도시되어 있다. 발광 소자(800)는 복수의 발광 유닛의 발광 파장의 선택 및 매칭에 따라 다중 대역 또는 광대역의 광을 방출할 수 있다. 발광 소자(800)는 지지체(4), 및 지지체(4) 위에 위치하는 제 1 발광 유닛(1), 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 및 제 4 발광 유닛(5)을 포함한다. 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 및 제 4 발광 유닛(5)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 수평으로 배열되고, 각각 상이한 부분의 제 1 발광 유닛(1)의 출광면을 커버한다커버한다 유닛(1, 2, 3, 5)의 출광면은 동일한 방향이다. 평면도에서 볼 때, 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 및 제 4 발광 유닛(5)은 물리적으로 서로 분리되어 있다. 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 부분적으로 중첩되고, 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 부분적으로 중첩되며, 제 4 발광 유닛(5)은 제 1 발광 유닛(1)과 부분적으로 중첩된다. 제 1 발광 유닛(1)은 발광 유닛(2, 3, 5)에 의해 분리되고 커버되지 않은 복수의 발광 영역을 갖는다. 본 실시예에서, 발광 유닛(2, 3, 5)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측과 가장 우측 사이에서 서로 분리되어 위치하고 있기 때문에 제 1 발광 유닛(1)은 4 개의 분리된 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(2, 3, 5)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측 또는 가장 우측에 부분적으로 위치할 수 있기 때문에 제 1 발광 유닛(1)은 적어도 하나의 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 예를 들어, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측에 위치하고, 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 우측에 위치하며, 제 4 발광 유닛(5)과 제 2 발광 유닛(2) 및 제 3 발광 유닛(3)은 물리적으로 분리되면서 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측과 가장 우측 사이에 위치할 경우 제 1 발광 유닛(1)은 2 개의 분리된 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(2, 3, 5)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 부분적으로 서로 연결되도록 수평으로 나란히 위치하기 때문에, 제 1 발광 유닛(1)은 적어도 하나의 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다. 예를 들어, 발광 유닛(2, 3, 5)은 제 1 발광 유닛(1)의 가장 좌측과 가장 우측 사이에 위치하고, 제 2 발광 유닛(2)과 제 3 발광 유닛(3)은 서로 갭 없이 수평으로 인접하게 제 1 발광 유닛(1) 상에 배열되며, 제 4 발광 유닛(5)은 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3)과 물리적으로 분리되고, 제 1 발광 유닛(1)은 3 개의 분리된 커버되지 않은 발광 영역을 갖는다.
발광 유닛(2, 3, 5)이 제 1 발광 유닛(1) 상에 용이하게 적층되도록 하기 위해, 제 1 발광 유닛(1)은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 가지므로, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 발광 유닛(2, 3, 5)보다 얇다. 다른 실시예에서, 전체 발광 소자의 두께를 감소시키기 위해, 발광 유닛(1, 2, 3 및 5)은 모두 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 갖는다. 발광 유닛(2, 3, 5) 및 제 1 발광 유닛(1)은 본딩 재료에 의해 접합되고, 본딩 재료는 접착제를 포함할 수 있다. 접착제는 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로시클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 에폭시(epoxy), Su8 또는 스핀온글래스(spin-on glass; SOG)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료를 구비하지 않는다. 발광 유닛(1, 2, 3)이 지지체(4) 상에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료가 더 피복된다. 접착제 재료는 상술한 바와 같은 본딩 재료일 수 있다.
발광 유닛(1, 2, 3, 5)은 플립 본딩에 의해 외부 전원에 전기적으로 연결된다. 도 6과 유사하게, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분 및 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분의 양측에 위치하는 두 부분을 포함한다. 제 3 발광 유닛(3)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분 및 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분의 양측에 위치하는 두 부분을 포함한다. 제 4 발광 유닛(5)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분 및 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분의 양측에 위치하는 두 부분을 포함한다. 발광 유닛(1, 2, 3, 5)의 전극은 모두 출광면에 대향하는 하면에 위치하고, 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결된다. 전극 및 지지체(4)의 본딩 재료 및 단계는 도 7 및 8의 관련 단락의 설명을 참조할 수 있다.
발광 소자(800)는 적색광 내지 적외선광 대역을 커버하는 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)은 630-780 nm의 파장을 갖는 적색광을 방출할 수 있고, 발광 유닛(2, 3, 5)은 780 nm보다 큰 파장을 갖는 적외선광을 방출할 수 있다. 적외선광은 예를 들어 810nm, 850nm, 880nm, 910nm, 940nm, 970nm 또는 1050nm이다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3, 5)의 일부는 2 개의 파장의 광을 동시에 방출할 수 있으며, 예를 들어, 제 1 발광 유닛(1)은 720 nm 미만의 색광을 방출할 수 있고, 제 2 발광 유닛(2)은 동시에 810 nm과 850 nm의 적외선광을 방출할 수 있으며, 제 3 발광 유닛(3)은 동시에 880 nm 및 910 nm의 적외선광을 방출할 수 있고, 제 4 발광 유닛(5)은 1000 nm 보다 큰 적외선광을 방출할 수있다. 다른 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)은 720nm 미만의 색광을 방출할 수 있고, 제 2 발광 유닛(2)은 동시에 810nm 및 850nm의 적외선광을 방출할 수 있고, 제 3 발광 유닛(3)은 동시에 910nm 및 940nm의 적외선광을 방출할 수 있고, 제 4 발광 유닛(5)은 1000nm 보다 큰 적외선광을 방출할 수 있다. 제 1 발광 유닛(1)의 광선은 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 및 제 4 발광 유닛(5)을 투과할 수 있다. 다른 실시예에서, 제 1 발광 유닛(1)의 광선은 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 또는 제 4 발광 유닛(5) 중의 적어도 하나를 투과할 수 있고, 제 2 발광 유닛(2), 제 3 발광 유닛(3) 또는 제 4 발광 유닛(5) 중의 적어도 하나를 투과하지 않을 수 있다. 여기에서 발광 유닛의 형상은 예시일 뿐이며, 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 발광 유닛의 형상은 삼각형, 정사각형, 평행사변형, 사다리꼴 또는 다른 다각형 형상일 수 있다. 본 실시예에서, 각 발광 유닛은 모두 직사각형 형상을 가지며, 다른 실시예에서, 각 발광 유닛의 형상은 상이할 수 있으며, 또는 부분적으로 동일하거나 상이할 수 있다. 발광 유닛의 수는 4 개이며, 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 발광 유닛의 수는 적어도 2보다 크다. 여기서 발광 유닛의 발광 파장은 예시일 뿐이며 본 발명을 제한하는 것은 아니다. 다른 실시예에서, 발광 유닛의 일부 또는 전부는 적색광 또는 적외선광과 다른 광을 방출한다.
도 14에 도시된 바와 같이, 복수의 발광 유닛은 수직 배열 방식으로 단일 패키지 내에 적층되며 동축으로 광을 방출하는 발광 소자에 적용될 수 있다. 도 14는 발광 소자(900)의 평면도를 도시한다. 발광 소자(900)는 적색광 및 적외선광과 같은 2 개의 파장 대역을 커버하는 광을 방출할 수 있다. 발광 소자(900)는 지지체(4) 및 지지체(4) 상에 위치하는 제 1 발광 유닛(1) 및 제 2 발광 유닛(2)을 포함한다. 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1) 상에 수직으로 배열되고 제 1 발광 유닛(1)의 일부 출광면과 중첩된다. 발광 유닛(1, 2)은 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결된다. 도 6과 유사하게, 제 2 발광 유닛(2)은 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분 및 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되지 않는 제 1 발광 유닛(1)과 중첩되는 부분의 양측에 위치하는 두 부분을 포함한다. 발광 유닛(1, 2)의 전극은 모두 출광면과 대향하는 하면에 위치하고, 플립 본딩에 의해 지지체(4)에 전기적으로 연결되어 있다. 전극 및 지지체(4)의 접합 재료 및 단계는 도 7 및 도 8의 관련 단락의 설명을 참조 할 수 있다.
제 2 발광 유닛(2)을 제 1 발광 유닛(1) 상에 용이하게 적층시키기 위해, 제 1 발광 유닛(1)은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 가지므로, 제 1 발광 유닛(1)의 두께는 제 2 발광 유닛(2)보다 얇다. 다른 실시예에서, 전체 발광 소자의 두께를 감소시키기 위해, 발광 유닛(1, 2)은 모두 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 갖는다. 제 2 발광 유닛(2)과 제 1 발광 유닛(1)은 투광성 본딩 재료에 의해 접합되고, 투광성 본딩 재료는 접착제를 포함할 수 있다. 접착제는 폴리이미드(polyimide), 벤조시클로부텐(benzocyclobutene; BCB), 퍼플루오로시클로부탄(perfluorocyclobutane; PFCB), 에폭시(epoxy), Su8 또는 스핀온글래스(spin-on glass; SOG)을 포함할 수 있다. 다른 실시예에서, 발광 유닛(1, 2, 3) 사이에는 본딩 재료를 구비하지 않는다. 발광 유닛(1, 2, 3)이 지지체 상에 고정된 후, 발광 유닛(1, 2, 3)을 보호하도록 접착제 재료가 더 피복된다. 접착제 재료의 재료는 상술한 바와 같은 본딩 재료일 수 있다. 제 1 발광 유닛(1)의 광선은 제 2 발광 유닛(2)을 투과할 수 있다. 따라서, 제 1 발광 유닛(1) 및 제 2 발광 유닛(2)에서방출된 광은 동축(coaxial)일 것이고, 발광 소자(900)는 동축으로 광을 방출하는 발광 소자로 한다.
상술한 실시예는 본 발명의 기술적 사상 및 특징을 설명하기 위한 것일 뿐이며, 본 기술분야의 기술자가 본 발명의 내용을 이해하고 본 발명을 실시할 수 있도록 하는 것을 목적으로 하며, 본 발명의 특허 범위를 한정할 수 없다. 본 발명의 사상에 따라 이루어진 동등한 변화 또는 윤식은 여전히 본 발명의 특허 범위 내에 포함되어야 한다.
100, 200, 300, 401, 402, 500: 발광 소자
600, 601, 602, 700, 800, 900: 발광 소자
1: 제 1 발광 유닛 2: 제 2 발광 유닛
3: 제 3 발광 유닛 5: 제 4 발광 유닛
4: 지지체 8: 적재판
11, 21, 31: 제 1 부분 12, 22, 32: 제 2 부분
13, 23, 33: 제 3 부분 14: 제 4 부분
15: 제 5 부분 16: 전면
17: 후면 19: 외측면
61, 62: 제 1 조의 본딩 패드 63, 64: 제 2 조의 본딩 패드
65, 66: 제 3 조의 본딩 패드 71, 72, 73, 74, 75: 페이스트
74: 절연 재료 75: 전도성 입자
76: 전도성 영역 77: 비전도성 영역
78: 전도성 구조 91: 적재판
92: 프레임 93: 패널
181, 182: 전극 183: 하면
301: 프로세서 302: 데이터 수신기
303: 디스플레이 장치 304: 디스플레이 드라이버 IC
621: 상면 711: 최외면
781: 외측면 W1, W2, W3: 폭
1000, 1001: 디스플레이 모듈 2000: 디스플레이 장치
3000: 디스플레이 시스템
[대표도 부호설명]
600: 광소자 1: 제 1 발광 유닛
2: 제 2 발광 유닛 3: 제 3 발광 유닛
4: 지지체 11, 21, 31: 제 1 부분
12, 22, 32: 제 2 부분 13, 23, 33: 제 3 부분
14: 제 4 부분 15: 제 5 부분
16: 전면 17: 후면

Claims (10)

  1. 발광 소자에 있어서,
    적색광을 방출하는 제 1 발광 유닛을 포함하는 제 1 발광 영역;
    청색광을 방출하는 제 2 발광 유닛을 포함하는 제 2 발광 영역; 및
    녹색광을 방출하는 제 3 발광 유닛을 포함하는 제 3 발광 영역을 포함하며,
    상기 제 1 발광 영역은 상기 제 2 발광 영역 및 상기 제 3 발광 영역보다 크고,
    제 1 발광 유닛, 제 2 발광 유닛 및 제 3 발광 유닛의 길이 및 폭은 모두 100 ㎛ 미만인 것인, 발광 소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 영역은 적색광을 방출하는 제 4 발광 유닛을 포함하는 것인, 발광 소자.
  3. 제 1 항에 있어서,
    지지체를 더 포함하고, 상기 제 1 발광 유닛, 상기 제 2 발광 유닛 및 상기 제 3 발광 유닛이 상기 지지체 상에 설치되는 것인, 발광 소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 유닛, 상기 제 2 발광 유닛 및 상기 제 3 발광 유닛은 모두 플립 칩인 것인, 발광 소자.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 2 발광 유닛 및 상기 제 3 발광 유닛은 상기 제 1 발광 유닛 상에 설치되는 것인, 발광 소자.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 2 발광 유닛과 상기 제 3 발광 유닛은 물리적으로 분리되어 있는 것인, 발광 소자.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 유닛은 성장 기판을 갖지 않거나 얇아진 성장 기판을 갖는 것인, 발광 소자.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 유닛의 두께는 상기 제 2 발광 유닛보다 얇고, 상기 제 1 발광 유닛의 두께는 상기 제 3 발광 유닛보다 얇은 것인, 발광 소자.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 발광 유닛, 상기 제 2 발광 유닛 및 상기 제 3 발광 유닛을 연속적으로 커버하는 접착제 재료를 더 포함하는, 발광 소자.
  10. 제 1 항에 있어서, 상기 제 1 발광 영역은 적어도 상기 제 2 발광 영역보다 1.5 배 더 큰 것인, 발광 소자.
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