KR20200088779A - Led 디바이스 및 led 디바이스를 포함하는 발광 장치 - Google Patents

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Abstract

LED 디바이스(100)는 다수의 LED 칩(110L1, 110L2, 110L3, 110L4)을 포함하고, 다수의 LED 칩(110L1, 110L2, 110L3, 110L4) 각각은 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면(S21, S22), 측면(S24), 및 전극 어셈블리(1120)를 포함하고, 전극 어셈블리(1120)는 제2 표면(S22) 상에 배치되고 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)을 포함한다. LED 칩(110L1-110L4) 각각의 제1 표면(S21)은 광 방출 표면이다. LED 디바이스(100)는 LED 칩(110L1-110L4)의 제2 표면(S22) 상에 배치된 전자 회로층 어셈블리(130)를 더 포함하고, 전자 회로층 어셈블리(130)는 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면(S31, S32)과 측면(S33)을 가진다. 제1 표면(S31)은 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)과 전기적으로 연결된다. LED 디바이스(100)는, 전자 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)를 노출시키도록 LED 칩(110L1-110L4) 및 전자 회로층 어셈블리(130)를 둘러싸는 봉지층(120)을 더 포함한다.

Description

LED 디바이스 및 LED 디바이스를 포함하는 발광 장치 {LED DEVICE AND LIGHT EMITTING APPARATUS INCLUDING THE SAME}
본 개시는 반도체 디바이스에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, LED 디바이스 및 LED 디바이스를 포함하는 발광 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light-emitting diode, LED)는 텔레비전, 이동 전화, 노트북 컴퓨터, 개인 휴대 정보 단말 등과 같은 다양한 조명 및 전자 디바이스에 사용되는 광원이다. LED 디바이스를 소형화함으로써 디스플레이 디바이스의 해상도가 증가될킬 수 있으며, 그 결과 디스플레이 디바이스의 적용 범위가 넓어진다.
WO 2017/150804 A1은 패키지 기판에 고정되고 와이어 본딩을 통해 다수의 전극에 연결된 복수의 LED 칩을 포함하는 LED 디스플레이 디바이스를 개시한다. 와이어 본딩 구조는 각각의 LED 칩 주위의 특정 공간을 차지하여, LED 디스플레이 디바이스의 크기가 커진다.
CN 107134469 A는 회로 보드의 전도성 트레이스(trace)에 다수의 LED 칩을 본딩하기 위해 플립 칩 기술을 이용하는 발광 디바이스를 개시한다. 이러한 발광 디바이스는 와이어 본딩 구조를 갖는 발광 디바이스와 비교하여 더 작은 치수를 가질 수 있다. 그러나, 플립 칩 기술은 전도성 트레이스가 LED 칩과 전도성 트레이스 사이의 매우 정밀한 정렬은 물론 회로 기판 상에서 정확한 치수와 위치를 가져야하기 때문에, 높은 제조 비용을 초래한다.
따라서, 본 개시의 측면은 종래 기술의 단점을 완화시킬 수 있는 LED 디바이스 및 LED 디바이스를 포함하는 발광 장치를 제공하는 데 있다.
본 개시의 제1 측면은 복수의 LED 칩, 전기 회로층 어셈블리 및 봉지층을 포함하는 LED 디바이스를 제공하는 것이다.
LED 칩 각각은 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면, 제1 표면과 제2 표면 사이에 연결된 측면, 및 LED 칩의 제2 표면 상에 배치된 전극 어셈블리를 포함하고, 전극 어셈블리는 제1 전극 및 제2 전극을 포함한다. LED 칩 각각의 제1 표면은 광 방출 표면이다. 전기 회로층 어셈블리는 LED 칩의 제2 표면 상에 배치되고, 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면과 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면과 제2 표면 사이에 연결된 측면을 갖는다. 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면은 전극 어셈블리의 제1 전극 및 제2 전극에 전기적으로 연결된다. 봉지층은 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면이 봉지층으로부터 노출되는 방식으로 LED 칩 및 전기 회로층 어셈블리를 둘러싼다.
본 개시의 제2 측면은 상기한 LED 디바이스를 포함하는 발광 장치를 제공하는 것이다.
본 개시의 제3 측면은 회로 보드 및 회로 보드 상에 배치된 복수의 상기한 LED 디바이스를 포함하는 다른 발광 장치를 제공하는 것이다. LED 디바이스 각각의 LED 칩은 적어도 하나의 픽셀로 정의된다.
본 개시의 다른 특징 및 장점은 첨부 도면을 참조하여 이하의 실시예의 상세한 설명에서 명백해질 것이다.
도 1은 본 개시에 따른 LED 디바이스의 실시예의 사시도이다.
도 2는 실시예의 개략적인 평면도이다.
도 3a는 실시예의 LED 칩의 개략적인 측면도이다.
도 3b는 실시예의 LED 칩의 대안 구성의 개략적인 측면도이다.
도 4는 작은 패키지 크기를 갖는 실시예의 다른 사시도이다.
도 5는 작은 패키지 크기를 갖는 실시예의 또 다른 사시도이다.
도 6은 디스플레이 패널에서 사용되는 본 개시에 따른 복수의 LED 디바이스를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 7은 본 개시에 따른 LED 디바이스의 실시예를 제조하는 방법을 도시한 흐름도이다.
도 8은 방법의 단계를 도시한 사시도이다.
도 9는 방법의 다른 단계를 도시한 사시도이다.
도 10은 도 9의 I-I 선을 따라 취해진 단면도이다.
도 11은 방법의 또 다른 단계를 도시한 사시도이다.
도 12는 도 11의 개략적인 평면도이다.
도 13은 방법의 또 다른 단계를 도시한 사시도이다.
도 14는 도 13의 개략적인 평면도이다.
도 15는 방법의 또 다른 단계를 도시한 사시도이다.
도 16은 도 15의 개략적인 평면도이다.
도 17은 방법의 또 다른 단계를 도시한 사시도이다.
도 18은 도 17의 II-II 선을 따라 취해진 단면도이다.
도 19 및 도 20은 실시예의 제1 변형을 도시한 사시도이다.
도 21은 제1 변형의 전기 회로층 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 22는 제1 변형의 전극 어셈블리 및 전기 회로층 어셈블리를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 23은 제2 변형의 전기 회로층 어셈블리를 도시한 사시도이다.
도 24는 제2 변형의 전극 어셈블리 및 전기 회로층 어셈블리를 도시한 개략적인 평면도이다.
도 25 및 26은 실시예의 제3 변형의 사시도이다.
도 27은 제3 변형의 전극 어셈블리 및 전기 회로층 어셈블리를 도시한 개략 평면도이다.
도 28은 실시예의 제4 변형의 사시도이다.
도 29는 보호층을 포함하는 제4 변형을 도시한 사시도이다.
도 30은 제4 변형 및 제4 변형의 보호층의 개략적인 측면도이다.
도 31은 실시예의 제5 변형의 사시도이다.
도 32는 제5 변형의 개략적인 측면도이다.
도 33은 도 3b에 도시된 바와 같은 기판이 생략된, 제5 변형의 LED 칩의 측면도이다.
도 34는 실시예의 제6 변형의 개략적인 평면도이다.
도 35는 제6 변형의 개략적인 측면도이다.
본 개시가 보다 상세하게 설명되기 전에, 적절하게 고려되는 경우, 참조 번호 또는 참조 번호의 단자 부분은 대응하거나 또는 유사한 요소를 지시하도록 도면들에서 반복되어, 선택적으로 유사한 특성을 가질 수 있음에 유의해야 한다.
도 1 및 도 2는 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예를 도시한다. 도 3a를 더 참조하면, 본 실시예에서, LED 디바이스(100)는 기판이 없고, 복수의 LED 칩(110L1, 110L2, 110L3)을 포함하며, LED 칩(110L1, 110L2, 110L3) 각각은 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면(S21, S22) 및, 제1 표면과 제2 표면(S21, S22) 사이에 연결된 측면(S24)을 포함한다. LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)은 광 방출 표면이다. 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, LED 디바이스(100)는 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)을 포함하는 제1 표면(101), LED 칩(110L1-110L3)의 제2 표면(S22) 상에 배치된 전기 회로층 어셈블리(130), LED 칩(110L1-110L3) 및 전기 회로층 어셈블리(130)를 둘러싸는 봉지층(120) 및 봉지층(120) 상에 배치된 복수의 본드 패드(140P1, 140P2, 140P3, 140P4)를 도 포함하며, 복수의 본드 패드(140P1, 140P2, 140P3, 140P4)는 전기 회로층 어셈블리(130)에 전기적으로 연결된다.
도 18을 더 참조하면, LED 칩(110L1-110L3) 각각은 LED 칩의 제2 표면(S22) 상에 배치된 전극 어셈블리(1120)를 더 포함하고, 전극 어셈블리(1120)는 제1 전극(1121) 및 제2 전극(1122)을 포함한다. 전기 회로층 어셈블리(130)는 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면(S31, S32)과, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 표면 및 제2 표면(S31, S32) 사이에 연결된 측면(S33)을 갖는다. 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 표면(S31)은 전극 어셈블리(1120)의 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)에 전기적으로 연결된다.
LED 디바이스(100)의 실시예는 3개의 LED 칩(110L1-110L3)을 포함하는 것으로 예시되지만, LED 칩(110L1-110L3)의 개수는 실제 요구사항에 따라 변경될 수 있음에 유의해야 한다. LED 칩(110L1-110L3)은 동일하거나 상이한 파장의 광을 방출할 수 있다. 일 예에서, LED 칩(110L1-110L3)은 청색광 또는 자외선을 방출할 수 있다. 다른 예에서, LED 칩(110L1-110L3) 중 적어도 하나는 제1 파장의 광을 방출 할 수 있고, 나머지 LED 칩(110L1-110L3)은 제1 파장과 서로 다른 제2 파장의 광을 방출할 수 있다. 다른 예에서, LED 칩(110L1-110L3)은 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출할 수 있다. 인접한 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리는 LED 디바이스(100)의 전체 크기를 감소시키기 위해, 50 내지 100 μm 범위와 같이, 100 μm 미만, 또는 심지어 50 μm 미만일 수 있다. 디스플레이 패널과 같은 특정 응용 분야에서, 인접한 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리는 40 내지 50 μm, 30 내지 40 μm, 20 내지 30 μm 또는 10 내지 20 μm 범위와 같이, 50 μm 미만이다. 인접한 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리가 작을수록, LED 디바이스(100)의 소형화로 인한 디스플레이 패널의 해상도가 더 양호해진다. 조명 응용 분야에서 사용되는 경우, 인접한 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리를 감소시킴으로써 칩 표면적 대 디바이스 면적의 비율을 증가시킬 수 있어서, 더 작은 디바이스 치수가 가능해지며, 이는 CSP(chip scale package) 응용 분야에서 특히 바람직하다.
다시 도 1, 2, 3a를 참조하면, LED 칩(110L1-110L3) 중 하나의 상세한 구조가 아래에서 설명된다. LED 칩(110L1-110L3)은 플립-칩 LED이며, (실제 요구사항에 따라 생략될 수 있는) 광 투과성 기판(1110), 광 투과성 기판(1110)에 연결된 제1 유형 반도체층(1111), 제1 유형 반도체층(1111)에 연결된 발광층(1112) 및 발광층(1112)에 연결된 제2 유형 반도체층(1113)을 포함한다. 제1 유형 및 제2 유형 반도체층(1111, 1113)은 각각 p형 층 및 n형 층일 수 있고, 각각 AlxInyGa(1-x-y)N으로 표시될 수 있으며, 여기서 0 ≤ x ≤ 1이고, 0 ≤ y ≤ 1이며, 0 ≤ x + y ≤ 1이다. 다르게는, 제1 유형 및 제2 유형 반도체층(1111, 1113) 각각은 GaAs 기반 또는 GaP 기반일 수 있다. 발광층(1112)은 InGaN/GaN 구조, GaN/AlGaN 구조, GaAs/AlGaAs 구조, InGaP/GaP 구조, 또는 GaP/AlGaP 구조와 같은, 복수의 교번 적층된 양자 우물층 및 양자 장벽층을 갖는 다수의 양자 우물 구조일 수 있다. 전극 어셈블리(1120)의 제1 전극(1121)은 제1 유형 반도체층(1111)에 전기적으로 연결되고, 전극 어셈블리(1120)의 제2 전극(1122)은 제2 유형 반도체층(1113)에 전기적으로 연결된다.
도 3b를 더 참조하면, 다르게는, LED 칩(110L1-110L3)은 전기 전도성 재료로 만들어진 2개의 농집층(thickening layer)(1123)을 더 포함할 수 있으며, 2개의 농집층(thickening layer)(1123)은 봉지층(120)에 의해 고정되고 둘러쌓여 있다. 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)의 두께를 증가시키기 위해, 농집층(1123)은 제1 전극(1121)과 전기 회로층 어셈블리(130) 사이에 연결되고, 농집층(1124)은 제2 전극(1122)과 전기 회로층 어셈블리(130) 사이에 연결된다. 제2 전극(1122) 및 농집층(1124)의 높이(h3)는 5 ㎛보다 더 클 수 있다. 특정 실시예에서, 높이(h3)는 5 내지 500 μm의 범위일 수 있다. 농집층(1123, 1124)은 전기 도금, 무전해 도금 또는 인쇄에 의해 형성될 수 있고, Cu, CuxW 등과 같은 전기 전도성 금속으로 제조될 수 있다. 봉지층(120)과 LED 칩(110L1-110L3)의 접촉 표면을 증가시키기 위해 농집층(1123, 1124)은 LED 칩(110L1-110L3)의 측면(S24)을 증가시키고, 농집층(1123, 1124)은 LED 칩(110L1-110L3)이 봉지층(120)에 의해 더 잘 봉지될 수 있도록 LED 칩(110L1-110L3)이 봉지층(120)에 매립된 못과 같은 구조를 형성하게 한다. 높이(h3)에 대한 제2 전극(1122)의 폭(D)의 비율은 1과 같이, 1/2보다 클 수 있다. 특정 실시예에서, 높이(h3)는 30 내지 150 μm, 30 내지 100 μm, 30 내지 50 μm 또는 80 내지 120 μm의 범위일 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
LED 디바이스(100)가 디스플레이 패널에서 사용되는 경우, LED 디바이스(100)는 디스플레이 패널의 명암비를 증가시키기 위해 측면(S24)을 덮는 흑색 재료층(170)을 더 포함할 수 있다. 특정 실시예에서, 봉지층(120)은 어두운 색이다. 특정 실시예에서, LED 디바이스(100)는 디스플레이 패널의 눈부심을 감소시키도록 광 산란을 유도하기 위해 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21) 상에 배치된 광 투과성 거친(coarse) 층(180)을 더 포함한다. 광 투과성 거친(roughened) 층은 다수의 작은 입자를 갖는 무광택 재료로 제조될 수 있다.
봉지층(120)의 광 투과율은 50% 이하이다. 특정 실시예에서, 봉지층(120)의 광 투과율은 30% 미만이다. 특정 실시예에서, 봉지층(120)의 광 투과율은 5% 내지 20%의 범위이다. 특정 실시예에서, 봉지층(120)은 불투명하다. 본 실시예에서, 봉지층(120)은, LED 칩(110L1-110L3)이 제1 표면(S21)으로부터 광을 방출할 수 있고, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)이 다른 컴포넌트와 전기적으로 연결되기 위해 봉지층(120)으로부터 노출될 수 있도록, LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)이 봉지층(120)으로부터 노출되는 방식으로 형성된다.
도 4를 더 참조하면, 본 실시예에서, 봉지층(120)은 2 단계 방식으로 형성되고, 제1 봉지 서브층(121) 및 제2 봉지 서브층(122)을 포함한다. 제1 봉지 서브층(121)은 LED 칩(110L1-110L3)을 덮어서 고정한다. 구체적으로, 제1 봉지 서브층(121)은 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표먼(S21)이 제1 봉지 서브층(121)으로부터 노출되는 방식으로 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 측면(S24)을 덮는다. 제1 봉지 서브층(121)의 높이(h1)는 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 높이(h2)와 실질적으로 동일하다. 제2 봉지 서브층(122)은 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)의 적어도 일부가 제2 봉지 서브층(122)으로부터 노출되는 방식으로 전기 회로층 어셈블리(130)를 덮는다. 본 실시예에서, 제2 봉지 서브층(122)의 높이(h4)는 전기 회로층 어셈블리(130)의 높이(h5)와 실질적으로 동일하다.
제1 봉지 서브층(121) 및 제2 봉지 서브층(122)은 동일한 재료 또는 서로 다른 재료로 제조될 수 있다. 디스플레이 패널과 같은 응용 분야에서, 제1 봉지 서브층(121) 및 제2 봉지 서브층(122)은 제1 봉지 서브층 및 제2 봉지 서브층(121, 122)이 모놀리식 조각으로서 일체로 형성될 수 있도록 동일한 재료로 만들어진다. 특정 실시예에서, 제1 봉지 서브층 및 제2 봉지 서브층(121, 122) 각각은 에폭시 수지 또는 실리카로 만들어지며, 착색제를 포함할 수 있어서, 봉지층(120)이 LED 칩(110L1-110L3)을 유지할 뿐만 아니라 LED 칩(110L1-110L3) 간의 광 간섭을 억제할 수 있게 한다.
본 실시예에서, 봉지층(120)은 100 ppm/K 미만의 열 팽창 계수를 가지며, 이는 봉지층(120) 및 LED 칩(110L1-110L3)의 열 팽창의 계수들 사이의 불일치로 인한 균열 또는 굽힘을 방지하기 위해 LED 칩(110L1-110L3)의 열 팽창 계수와 상대적으로 유사하다. 다른 실시예에서, 봉지층(120)의 열 팽창 계수는 10 ppm/K 미만이다.
도 2, 도 13 및 도 18을 참조하면, 전기 회로층 어셈블리(130)는 실제 요구사항에 따라 LED 칩(110L1-110L3)을 직렬 또는 병렬로 전기적으로 연결하고, LED 칩(110L1-110L3) 각각의 전극 어셈블리(1120)를 회로 보드와 같은 외부 전기 연결로 전기적으로 연결하기 위해 사용된다. 본 실시예에서, 전기 회로층 어셈블리(130)는 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 표면(S31)을 정의하고 제1 전기 회로층(131)이자 LED 칩(110L1-110L3) 중 대응하는 하나의 전극 어셈블리(1120)의 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)에 전기적으로 연결되는 제1 전기 회로층(131), 및 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)을 정의하고 LED 칩(110L1-110L3) 중 대응하는 하나에 대향하고 있는 제1 전기 회로층(131) 상에 배치된 제2 전기 회로층(132)을 포함한다. 본 실시예에서, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 표면(S31)의 면적은 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)의 면적보다 더 크다. 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 전기 회로층(131)은 복수의 제1 전기 회로 서브층(1311, 1312, 1313, 1314, 1315)을 포함하고, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 전기 회로층(132)은 복수의 제2 전기 회로 서브층(1321, 1322, 1323, 1324)을 포함한다. LED 칩(110L1-110L3)의 개수는 A이고, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수는 N이며, 제2 전기 회로 서브층(1321-1324)의 개수는 M이고, 여기서 M ≤ N ≤ 2A의 관계를 만족시킨다. 즉, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수(N)는 제2 전기 회로 서브층(1321-1324)의 개수(M) 이상이다. 본 실시예에서, 3개의 LED 칩(110L1-110L3)의 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)의 총 개수는 6개이고, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수는 4개이다. 즉, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수는 LED 칩(110L1-110L3)의 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)의 개수보다 적다. 특정 실시예에서, LED 칩(110L1-110L3)의 개수가 A인 경우, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수는 A+1이며, 여기서 제1 전기 회로 서브층(1311-1315) 중 하나는 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결되고, 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 나머지는 각각 LED 칩(110L1-110L3) 중 대응하는 하나의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)의 개수가 제2 전기 회로 서브층(1321-1324)의 개수와 같고 제2 전기 회로 서브층(1321-1324) 각각이 각각의 제1 전기 회로 서브층(1311-1315) 상에 배치되는 경우, 봉지층(120) 상의 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 전기 회로층(132)의 투영이 봉지층(120) 상의 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 전기 회로층(131)의 투영 내에 놓여서, 절연 층이 제1 전기 회로층 및 제2 전기 회로 층(131, 132) 사이에 배치될 필요가 없도록, 봉지층(120) 상의 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 전기 회로층(131)의 투영 면적이 봉지층(120) 상의 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 전기 회로층(132)의 투영 면적보다 더 클 수 있다. 인접한 2개의 제2 전기 회로 서브층(1321-1324) 사이의 거리는 인접한 2개의 제1 전기 회로 서브층(1311-1315) 사이의 거리보다 더 크다. 본 실시예에서, 제1 전기 회로 서브층(1311)은 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1312)은 LED 칩(110L1)의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1313)은 LED 칩(110L2)의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1314)은 LED 칩(110L3)의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1321)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1311)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1322)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1312)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1323)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1313)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1324)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1314)에 전기적으로 연결된다. 전기 회로층 어셈블리(130)는 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 정확한 전기 상호연결로서 작용한다.
도 2, 도 13, 도 17 및 도 18을 참조하면, 본 실시예에서, 본드 패드(140P1-140P4)는 봉지층(120)의 하부 표면(S12) 상에 형성된다. 본드 패드(140P1-140P4)의 개수는 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1321-1324)의 개수와 동일할 수 있다. 본드 패드(140P1)는 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1321)에 전기적으로 연결된다. 본드 패드(140P2)는 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1322)에 전기적으로 연결된다. 본드 패드(140P3)는 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1323)에 전기적으로 연결된다. 본드 패드(140P4)는 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1324)에 전기적으로 연결된다. 본드 패드(140P1-140P4)의 총 표면적은 LED 칩(110L1-110L3)의 제1 표면(S21)의 표면적보다 더 크다. 본드 패드(140P1-140P4)의 개수는 LED 칩(110L1-110L3)의 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122)의 총 개수보다 더 적다.
특정 실시예에서, 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1321-1324) 각각은 직사각형 형상이며, 본드 패드(140P1-140P4)가 생략될 수 있도록 외부 전기 연결을 위해 사용될 수 있다.
전기 회로층 어셈블리(130)에 의해, 본 개시의 LED 디바이스(100)는 전기 연결을 위한 와이어 본딩을 필요로하지 않으므로, LED 디바이스(100)의 전체 크기를 감소시키고 제1 표면(101)의 면적에 대한 LED 칩(110L1-110L3)의 제1 표면(S21)의 총 표면적(즉, 광 방출 표면)의 비율을 증가시킬 수 있다. 게다가, 전기 회로층 어셈블리(130)는 LED 칩(110L1-110L3)이 별도의 회로 보드를 필요로하지 않으면서 그 사이에서 전기적으로 상호 연결될 수 있게 하지만, 이는 소형화된 LED 디바이 (100)에 적합하게 적용되지 않을 수 있다. 작은 크기 및 높은 광 방출 표면 비율은 디스플레이 패널의 응용 분야에서 특히 인기가 있다. 특정 실시예에서, LED 칩(110L1-110L3)의 제1 표면(S21)의 면적은 8.5%와 같이 LED 디바이스(100)의 제1 표면(101)의 면적의 30% 미만일 수 있거나, 심지어 2.8%, 1.125% 또는 그보다 낮은 것과 같이 5% 미만일 수 있다. LED 디바이스(100)가 조명 응용 분야에서 사용되는 경우, 이러한 백분율은 40%보다 더 크거나 심지어 50%보다 더 클 수 있다.
도 1 및 도 2에 개략적으로 도시된 하나의 구성에서, LED 칩(110L1-110L3) 각각은 5 mil x 9 mil 칩이고, 패키지 크기(즉, LED 디바이스(100)의 제1 표면(101)의 크기)는 1.0 mm x 1.0 mm이다. 도 4에 개략적으로 도시된 다른 구성에서, LED 칩(110L1-110L3) 각각은 3 mil x 5 mil 칩이고, 패키지 크기는 0.4 mm x 0.4 mm이다. 도 5에 개략적으로 도시된 또 다른 구성에서, LED 칩(110L1-110L3) 각각은 3 mil x 5 mil 칩이고, 패키지 크기는 0.3 mm x 0.3 mm이다.
도 6은 디스플레이 패널(10)에서 사용되는 본 개시에 따른 복수의 LED 디바이스(100)를 도시한 개략적인 평면도이다. 디스플레이 패널(10)은 LED 디바이스(100)가 적색 광, 녹색 광 또는 청색 광을 선택적으로 방출하기 위해 실장될 회로 보드(200)를 포함한다. LED 디바이스(100) 각각은 디스플레이 패널(10)의 픽셀로서 작용한다. LED 디바이스(100)가 도 6에서 6 x 6 어레이로서 도시되어 있더라도, LED 디바이스(100)의 개수 및 배열은 실제 응용에 따라 변경될 수 있음에 유의해야 한다. 특정 실시예에서, LED 디바이스(100) 각각의 LED 칩(110L1-110L3)은 각각 적색 광, 녹색 광 및 청색 광을 방출함으로써 RGB 픽셀 그룹을 형성할 수 있다. 다르게는, LED 디바이스(100) 각각의 LED 칩(110L1-110L3)은 CYM(cyan-yellow-magenta) 픽셀을 형성할 수 있다. 특정 실시예에서, 봉지층(120)은 에폭시 수지 또는 실리카로 만들어지며, 흑색 착색제를 포함한다. 따라서, LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)을 제외한 전체 LED 디바이스(100)는 흑색으로 되어 있으므로, LED 칩(110L1-110L3) 사이의 광 간섭을 감소시키고 디스플레이 패널(10)의 명암비를 향상시킬 수 있다. 실제 요구사항에 기초하여, 봉지층(120)은 광 투과성 재료 또는 불투명 재료로 만들어질 수 있음에 유의해야 한다. 도 4 및 도 5에 도시된 LED 디바이스(100) 각각이 디스플레이 패널(10)에서 단일 픽셀로서 사용되는 경우, 인접한 2개의 픽셀 사이의 거리는 1 mm 미만일 수 있다.
도 7 내지 도 18을 참조하면, 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 제조 방법이 아래에서 설명된다.
도 8을 참조하면, LED 칩(110L1-110L3)의 전극 어셈블리(1120)는 위로 향하도록 배열된다. 특정 실시예에서, LED 칩(110L1-110L3)의 전극 어셈블리(1120)는 아래로 향하도록 배열될 수 있다. 기판(도시되지 않음)은 LED 칩(110L1-110L3)을 위치시키기 위해 제공될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 봉지 서브층(121)은 LED 칩(110L1-110L3)을 고정하기 위해 형성된다. 본 실시예에서, 제1 봉지 서브층(121)은 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 측면(S24)을 덮고, 하부 표면(S12)에 대향하고 있는 제1 봉지 서브층(121)의 상부 표면(S11)은 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)과 동일 평면상에 있다. 특정 실시예에서, 제1 봉지 서브층(121)은 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 제1 표면(S21)이 제1 봉지 서브층(121)과 동일 평면상에 있도록 노출될 때까지 연마하거나 또는 분사 가공(abrasive blasting)될 수 있다. 제1 봉지 서브층(121)의 높이는 LED 칩(110L1-110L3) 각각의 높이(h2)(도 3a 참조)와 실질적으로 동일하다. 특정 실시예에서, 제1 봉지 서브층(121)은 실크 스크린 인쇄에 의해 형성될 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 전기 회로층 어셈블리(130)는 제1 봉지 서브층(121) 상에 형성되며, LED 칩(110L1-110L3)의 전극 어셈블리(1120)에 전기적으로 연결된다. 전기 회로층 어셈블리(130)는 단일 층 또는 다층일 수 있다. 특정 실시예에서, 전기 회로층 어셈블리(130)가 다층인 경우, 각각의 층은 다른 층의 패턴과 서로 다른 패턴을 가질 수 있다. 본 실시예에서, 제1 전기 회로층(131)은 제1 봉지 서브층(121) 상에 먼저 형성된다. 도 13 및 도 14를 참조하면, 그 후 제2 전기 회로층(132)이 제1 전기 회로층(131) 상에 형성된다. 상기한 바와 같이, 본 실시예에서, 봉지층(120) 상의 제2 전기 회로층(132)의 투영이 봉지층(120)상의 제1 전기 회로층(131)의 투영 내에 있을 수 있도록, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제1 전기 회로층(131)의 투영 영역은 봉지층(120) 상의 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 전기 회로층(132)의 영역보다 더 클 수 있다. 제1 전기 회로층 및 제2 전기 회로층(131, 132) 각각의 패턴 및 개수는 실제 요구사항에 따라 변경될 수 있음에 유의해야 한다. 특정 실시예에서, 제2 전기 회로층(132)은 제1 전기 회로층(131)의 패턴과 동일한 패턴을 가질 수 있다. 특정 실시예에서, 제2 전기 회로층(132)의 일부는 제1 전기 회로층(131) 상에 배치될 수 있고, 제2 전기 회로층(132)의 다른 부분은 제1 봉지 서브층(121)과 직접 접촉될 수 있다. 특정 실시예에서, 절연층(도시되지 않음)은 제1 전기 회로층(131) 상에 먼저 형성될 수 있고, 그 후 제2 전기 회로층(132)이 절연층 상에 형성된다. 전기 회로층 어셈블리(130)는 전기 도금 또는 무전해 도금에 의해 형성될 수 있다. 특정 실시예에서, 전기 회로층 어셈블리(130)는 Cu 또는 CuxW로 만들어질 수 있고, 포토리소그래피 기술에 의해 패턴화될 수 있다. 특정 실시예에서, 제1 전기 회로층(131)은 전기 도금에 의해 Cu로 만들어질 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 제2 봉지 서브층(122)은 제1 봉지 서브층(121) 상에 형성된다. 본 실시예에서, 제2 전기 회로층(132)의 하부 표면(즉, 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32))이 제2 봉지 서브층(12)으로부터 노출되고 제2 표면(S32)이 제2 봉지 서브층(122)의 바닥면(즉, 제2 봉지층(120)의 하부 표면(S12))과 동일 평면상에 있도록 하는 방식으로, 제2 봉지 서브층(122)은 제1 봉지 서브층(121) 및 전기 회로층 어셈블리(130)로부터 노출된 LED 칩(110L1-110L3)의 전극 어셈블리(1120), 제2 전기 회로층(132)에 의해 덮이지 않은 제1 전기 회로층(131)의 바닥면, 제1 전기 회로층(131)의 측면 및 제2 전기 회로 층(132)의 측면을 덮는다. 즉, 제2 봉지 서브층(122)의 높이(h4)(도 4 참조)는 전기 회로층 어셈블리(130)의 높이와 동일하다. 본 실시예에서, 제2 봉지 서브층(122)은 제2 표면(S32)이 제2 봉지 서브층(122)으로부터 노출될 때까지 제2 봉지 서브층(122)을 얇게하기 위해 압축 성형, 그 후의 연마 또는 분사 가공에 의해 형성된다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 그 후, 본드 패드(140P1-140P4)는 전기 회로층 어셈블리(130)의 제2 표면(S32)에 전기적으로 연결되기 위해(도 15 참조) 봉지층(120)의 하부 표면(S12) 상에 형성된다. 본드 패드(140P1-140P4) 각각의 치수는 LED 칩(110L1-110L3) 각각은 제1 전극 및 제2 전극(1121, 1122) 각각의 치수보다 상당히 클 수 있다.
통상적으로, LED 칩은 땜납을 기판에 적용하는 단계, LED 칩을 기판과 정렬시키는 단계, 및 LED 칩이 기판에 장착될 수 있도록 리플로 납땜하는 단계를 포함하는 복수의 단계를 포함하는 납땜 기술에 의해 기판에 접합된다. 다르게는, 본 실시예는 LED 칩(110L1-110L3)을 둘러싸고 LED 칩(110L1-110L3)의 제2 표면(S22) 상에 전기 회로층 어셈블리(130)를 형성하기 위해 봉지 층(120)을 이용함으로써, 기존 기술에 의해 사용된 땜납 적용 및 땜납 리플로와 연관된 가능한 정렬 에러를 제거할 수 있다. 따라서, 인접하는 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리가 10 μm 이하로 되면서, 본 실시예의 접합 정확도가 향상될 수 있다. 게다가, 전술한 바와 같이, 전기 회로층 어셈블리(130)는 LED 칩(110L1-110L3)을 정확하게 함께 연결하기 위해 포토리소그래피 기술에 의해 형성될 수 있다. 따라서, 와이어 본딩이 필요하지 않으며, LED 칩(110L1-110L3)이 전기 회로층 어셈블리(130)를 통해 정확하게 연결되므로, 외부 회로 보드의 정교한 회로 설계가 필요하지 않다. 본 개시에 따르면, 3 mil x 5 mil의 치수를 갖는 LED 칩(110L1-110L3)은 0.3 mm x 0.3 mm의 패키지 크기 또는 더 작은 패키지 크기를 갖는 LED 디바이스(100)를 제조하기 위해 사용될 수 있다. LED 디바이스(100)가 디스플레이 패널에 적용되는 경우, LED 디바이스(100)의 패키지 크기가 작을수록 디스플레이 패널의 해상도가 더 양호해진다. LED 칩(110L1-110L3)이 조명에 적용되는 경우, 인접한 2개의 LED 칩(110L1-110L3) 사이의 거리를 줄임으로써 LED 칩(110L1-110L3)의 광 방출 표면의 표면적 비가 증가할 수 있다.
도 19 및 도 20은 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제1 변형을 도시한다. 이러한 변형에서, LED 디바이스(100)는 4개의 LED 칩(110L1, 110L2, 110L3, 110L4), 및 LED 칩(110L1-110L4)의 광 방출 표면을 둘러싸는 형광 분말층(150)을 포함하여, 제1 변형이 조명 디바이스에 적용 가능하도록 한다. LED 칩(110L1-110L4)은 플립 칩 방식으로 패키징되어 있으며, 각각은 LED 디바이스(100)가 백색광을 방출할 수 있도록 형광 분말층(150)과 협력하여 자외선 또는 청색광을 방출할 수 있다. 제1 변형의 제2 봉지 서브층(122)은 LED 디바이스(100)의 조명 효율을 증가시키기 위해 광 반사 재료로 만들어질 있다. 이러한 변형의 제1 봉지 서브층(121)은 LED 디바이스(100)의 조명 효율을 더 향상시키기 위해 LED 칩(110L1-110L4)에 의해 방출된 광을 반사시키고 그리고/또는 산란시키기 위한 복수의 입자를 포함할 수 있다.
도 21 및 도 22는 제1 변형의 LED 칩(110L1-110L4)의 전극 어셈블리(1120) 및 전기 회로층 어셈블리(130)를 도시한다. LED 칩(110L1-110L4)은 3개의 제1 전기 회로 서브층(1312, 1313, 1314)을 통해 직렬로 연결된다. 구체적으로, 제1 전기 회로 서브층(1311)은 LED 칩(110L1)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1312)은 LED 칩(110L1)의 제2 전극(1122) 및 LED 칩(110L2)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1313)은 LED 칩(110L2)의 제2 전극(1122) 및 LED 칩(110L3)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1314)은 LED 칩(110L3)의 제2 전극(1122) 및 LED 칩(110L4)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1315)은 LED 칩(110L4)의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 이러한 변형의 제2 전기 회로층(132)은 2개의 제2 전기 회로 서브층(1321, 1322)을 포함한다. 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1321)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1311) 상에 배치되고 제1 전기 회로 서브층(1311)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로층(132)의 제2 전기 회로 서브층(1322)은 제1 전기 회로층(131)의 제1 전기 회로 서브층(1315) 상에 배치되고 제1 전기 회로 서브층(1315)에 전기적으로 연결된다. 이러한 변형의 LED 디바이스(100)는 제2 전기 회로 서브층(1321, 1322)에 각각 그리고 전기적으로 연결된 2개의 본드 패드(140P1, 140P2)를 포함한다.
도 23 및 도 24는 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제2 변형을 도시하며, 이는 후술하는 차이점을 제외하고 제1 변형의 구조와 유사한 구조를 갖는다. 제2 변형에서, 제1 전기 회로 서브층(1311)은 LED 칩(110L1-110L4)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1312-1315)은 각각 그리고 전기적으로 LED 칩(110L1-110L4)의 제2 전극(1122)에 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1321)은 제1 전기 회로 서브층(1311)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1322)은 제1 전기 회로 서브층(1312-1315)에 전기적으로 연결되며, LED 칩(110L1-110L4)이 전기적으로 병렬로 연결될 수 있도록 전기 절연층(도시되지 않음)에 의해 제1 전기 회로 서브층(1311)과 분리된다.
제2 변형에서, 형광 분말층(150)은 봉지층(120)의 제1 봉지 서브층(121)의 상부 표면(S11)을 부분적으로 덮는다. 구체적으로, 형광 분말층(150)은 LED 칩(110L1-110L4)의 제1 표면(S21)만을 덮는다.
도 25 내지 도 27은 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제3 변형을 도시한다. 제3 변형은 디스플레이 패널에서 사용될 수 있고, 각각 적색광, 녹색광, 청색광 및 백색광(즉, RGBW 조합)을 방출하는 4개의 LED 칩(110L1-110L4)을 포함함으로써, 디스플레이 패널의 전체 밝기를 증가시킬 수 있으며, 이것이 실외 적용에 바람직한 특성이다.
제3 변형에서, 제1 전기 회로층(131)은 5개의 제1 전기 회로 서브층(1311, 1312, 1313, 1314, 1315) 및 5개의 제2 전기 회로 서브층(1321, 1322, 1323, 1324, 1325)을 포함한다. 제1 전기 회로 서브층(1311)은 LED 칩(110L1-110L4)의 제1 전극(1121)에 전기적으로 연결된다. 제1 전기 회로 서브층(1312-1315)은 각각 그리고 LED 칩(110L1-110L4)의 제2 전극(1122)에 전기적으로 연결된다. 제2 전기 회로 서브층(1321-1325)은 각각 제1 전기 회로 서브층(1311-1315)에 전기적으로 연결된다. 제3 변형은 6개의 본드 패드(140P1, 140P2, 140P3, 140P4, 140P5, 140P6)를 포함하고, 그 중 5개(즉, 140P1-140P5)는 각각 제2 전기 회로 서브층(1321-1325)에 전기적으로 연결되고, 나머지 본드 패드(즉, 140P6)는 봉지층(120)의 하부 표면(S12) 상에 배치되며 전기 회로층 어셈블리(130)에 연결되지 않는다. 다르게는, 본드 패드(140P1-140P6)는 생략될 수 있고, 제2 전기 회로 서브층(1321-1325)은 외부 회로 보드에 전기적으로 연결하기 위해 사용될 수 있다.
도 28은 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제4 변형을 도시하며, 이는 디스플레이 패널에서 사용될 수 있다. 제4 변형의 LED 디바이스(100)는 봉지층(120)에 의해 고정되고 둘러싸인 센서(151)를 포함한다. 이러한 변형에서, LED 디바이스(100)는 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 3개의 LED 칩(110L1-110L3)을 포함하고, 센서(151)는 LED 칩(110L1-110L3)과 이격된 포토다이오드이다. 제4 변형의 LED 디바이스(100)는 디스플레이 패널을 위한 터치 검출기로서 작용할 수 있다. 사용자의 손가락이 디스플레이 패널을 터치하는 경우, LED 칩(110L1-110L3)에 의해 방출된 광이 손가락에 의해 반사된 후, 광전류를 형성하기 위해 센서(151)에 의해 흡수되어, 디스플레이 패널이 터치 감지를 달성할 수 있게 한다. 센서(151)는 포토 다이오드로 제한되지 않으며, 실제 요구사항에 따라 변경될 수 있음에 유의해야 한다. 도 29 및 도 30을 더 참조하면, LED 디바이스(100)는 LED 칩(110L1-110L3)에 의해 방출된 광이 통과할 수 있도록 광 투과성일 수 있는 보호층(160)을 더 포함할 수 있다.
도 31 내지 도 33은 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제5 변형을 도시하며, 이는 디스플레이 패널에서 사용될 수 있다. 제 5 변형의 LED 디바이스(100)는 각각 100 ㎛보다 작은 치수를 갖는 마이크로 LED 칩인 3개의 LED 칩(110L1-110L3)을 포함한다. LED 칩(110L1-110L3)의 광 방출 표면(즉, LED 칩(110L1-110L3)의 제1 표면(S21))의 표면적은 디스플레이 패널의 명암비가 높아질 수 있도록 봉지층(120)의 제1 봉지 서브층(121)의 상부 표면(S11)의 표면적의 5% 미만을 차지하고, 제1 봉지 서브층(121)은 어두운 색의 재료로 제조된다. 이러한 변형에서, LED 칩(110L1-110L3) 각각의 크기는 30 μm × 30 μm이고, LED 디바이스(100)의 패키지 크기는 0.4 mm × 0.4 mm이다. LED 칩(110L1-110L3)의 제1 표면(S21)의 표면적은 봉지층(120)의 제1 봉지 서브층(121)의 상부 표면(S11)의 표면적의 1.125%를 차지한다. 도 33을 더 참조하면, 마이크로 LED 칩은 일반적으로 도 3b에 도시된 바와 같이 기판(1110)을 포함하지 않는다.
도 34 및 도 35는 본 개시에 따른 LED 디바이스(100)의 실시예의 제6 변형을 도시하며, 이는 디스플레이 패널의 발광 장치에서 사용될 수 있다. 발광 장치는 회로 보드(300), 및 회로 보드(300) 상에 배열된 복수의 LED 디바이스(100)(하나만이 도 34 및 도 35에 도시됨)를 포함한다. LED 디바이스(100) 각각의 LED 칩(100L1-100L3)은 적어도 하나의 픽셀로 정의된다. 다르게는, LED 디바이스(100) 각각은 복수의 칩 그룹(M)을 포함하고, 복수의 칩 그룹(M) 각각은 각각 적색광, 녹색광 및 청색광을 방출하는 3개의 LED 칩(100L1-100L3)을 포함한다. 칩 그룹(M) 각각은 디스플레이 패널의 픽셀로서 정의될 수 있다. LED 디바이스(100) 각각의 봉지층(120)의 하부 표면(S12)의 일부는 제어기, 캐패시턴스 등과 같은 마이크로 전자 디바이스를 위한 장착 영역으로서 작용하여, LED 디바이스(100)의 봉지층(120)의 제1 봉지 서브층(121)의 상부 표면(S11)이 LED 칩(100L1-100L3)의 광 방출 표면으로서 작용할 수 있게 하고 LED 디바이스(100)의 봉지층(120)의 하부 표면(S12)이 마이크로 전자 엘리먼트에 연결될 수 있게 함으로써, LED 칩(100L1-100L3)의 광 방출 표면을 최대화하고 디스플레이 패널이 얇은 베젤 모니터에서 사용될 수 있게 할 수 있다.
상기 설명에서, 설명의 목적으로, 실시예들의 철저한 이해를 제공하기 위해 다수의 특정 세부 사항들이 설명되었다. 그러나, 당업자에게는 하나 이상의 다른 실시예가 이들 특정 세부 사항 없이 실시될 수 있음이 명백할 것이다. 또한, 본 명세서 전체에서 "하나의 실시예", "일 실시예", 서수의 지시를 갖는 실시예 등에 대한 참조는 특정 특징, 구조 또는 특성이 개시의 실시에 포함될 수 있음을 의미한다는 것이 이해되어야 한다. 상세한 설명에서, 다양한 특징은 개시를 간소화하고 다양한 발명의 측면의 이해를 돕기 위해 단일 실시예, 도면 또는 설명에서 때때로 함께 그룹화되고, 하나 이상의 특징 또는 일 실시예의 특정 세부 사항은 본 개시의 실시에서 적절한 경우 다른 실시예의 하나 이상의 특징 또는 특정 세부 사항과 함께 실시될 수 있다는 것이 또한 이해되어야 한다.
본 개시가 예시적인 실시예로 간주되는 것과 관련하여 설명되었지만, 본 개시는 개시된 실시예로 제한되지 않으며, 그러한 모든 수정 및 균등한 배치를 포함하기 위해 가장 넓은 해석의 사상 및 범위 내에 포함되는 다양한 배치를 포함하도록 의도된 것으로 이해된다.

Claims (57)

  1. LED 디바이스로서,
    복수의 LED 칩 ― 상기 LED 칩 각각은 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면, 상기 제1 표면 및 제2 표면 사이에 연결된 측면, 및 상기 LED 칩의 제2 표면 상에 배치된 전극 어셈블리를 포함하고, 상기 전극 어셈블리는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하며, 상기 LED 칩 각각의 제1 표면은 광 방출 표면임 ―;
    상기 LED 칩의 제2 표면 상에 배치된 전기 회로층 어셈블리 ― 상기 전기 회로층 어셈블리는 대향하고 있는 제1 표면 및 제2 표면과, 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면 및 제2 표면 사이에 연결된 측면을 구비하고, 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면은 상기 전극 어셈블리의 제1 전극 및 제2 전극에 전기적으로 연결됨 ―; 및
    봉지층 ― 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면의 적어도 일부가 상기 봉지층으로부터 노출되는 방식으로, 상기 봉지층이 상기 LED 칩 및 상기 전기 회로층 어셈블리를 둘러싸고 있음 ―
    을 포함하는 LED 디바이스.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 50% 이하의 광 투과율을 갖는,
    LED 디바이스.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 봉지층의 광 투과율은 30% 미만인,
    LED 디바이스.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 불투명한 층인,
    LED 디바이스.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 에폭시 수지 및 실리카 중 하나로 구성되는,
    LED 디바이스.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 봉지층은 착색제를 포함하는,
    LED 디바이스.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 제1 표면은 상기 봉지층으로부터 노출되어 있는,
    LED 디바이스.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 어두운 색상의 층인,
    LED 디바이스.
  9. 제1항에 있어서,
    광 투과성인 보호층을 더 포함하고, 상기 보호층은 상기 LED 칩 각각의 제1 표면 상에 배치되어 있는,
    LED 디바이스.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 제1 표면을 포함하는 제1 표면을 더 포함하고, 상기 LED 칩의 제1 표면의 면적은 상기 LED 디바이스의 제1 표면의 면적의 15% 미만인,
    LED 디바이스.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 LED 칩의 제1 표면의 면적은 상기 LED 디바이스의 제1 표면의 면적의 5% 미만인,
    LED 디바이스.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 제1 표면을 포함하는 제1 표면을 더 포함하고, 상기 LED 칩의 제1 표면의 면적은 상기 LED 디바이스의 제1 표면의 면적의 40%보다 큰,
    LED 디바이스.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 LED 칩의 제1 표면의 면적은 상기 LED 디바이스의 제1 표면의 면적의 50%보다 큰,
    LED 디바이스.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층에 의해 고정되고 상기 봉지층에 의해 둘러싸인 센서를 더 포함하는,
    LED 디바이스.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 센서는 포토다이오드인,
    LED 디바이스.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층 상에 배치된 복수의 본드 패드를 더 포함하고, 상기 본드 패드는 상기 전기 회로층 어셈블리에 전기적으로 연결되는,
    LED 디바이스.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 본드 패드의 전체 표면적은 상기 LED 칩의 제1 표면의 전체 표면적보다 큰,
    LED 디바이스.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 본드 패드의 개수는 상기 LED 칩의 제1 전극 및 제2 전극의 총 개수보다 작은,
    LED 디바이스.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 적어도 하나는 제1 파장을 갖는 광을 방출할 수 있고, 상기 LED 칩의 나머지는 상기 제1 파장과 서로 다른 제2 파장을 갖는 광을 방출할 수 있는,
    LED 디바이스.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 적어도 하나는 적색광을 방출할 수 있고, 상기 LED 칩 중 적어도 하나는 녹색광을 방출할 수 있으며, 상기 LED 칩 중 적어도 하나는 청색광을 방출할 수 있는,
    LED 디바이스.
  21. 제20항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 적어도 하나는 백색광을 방출할 수 있는,
    LED 디바이스.
  22. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩은 복수의 칩 그룹으로 분할되고, 상기 칩 그룹 각각은 상기 LED 칩 중 3 개를 포함하며, 픽셀로 정의되는,
    LED 디바이스.
  23. 제22항에 있어서,
    상기 봉지층은 마이크로 전자 디바이스에 장착되도록 구성된 하부 표면을 갖는,
    LED 디바이스.
  24. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 인접한 두 개 사이의 거리는 50 마이크로미터보다 작은,
    LED 디바이스.
  25. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리는 두 개의 농집층(thickening layer)을 더 포함하고, 상기 농집층 각각은 상기 제1 전극 및 제2 전극 각각과 상기 전기 회로층 어셈블리 사이에 전기적으로 연결되며, 상기 농집층은 상기 봉지층에 의해 고정되고 상기 봉지층에 의해 둘러싸여 있는,
    LED 디바이스.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리는 5 ㎛ 이상의 높이를 갖는,
    LED 디바이스.
  27. 제26항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리의 높이는 5 ㎛에서 500 ㎛ 사이에 있는,
    LED 디바이스.
  28. 제27항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리의 높이는 30 ㎛에서 100 ㎛ 사이에 있는,
    LED 디바이스.
  29. 제1항에 있어서,
    상기 전극 어셈블리 각각의 높이 대 폭의 비는 1/2보다 큰,
    LED 디바이스.
  30. 제25항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리의 농집층 각각은 금속으로 구성되고, 전기 도금 및 무전해 도금 중 하나에 의해 형성되는,
    LED 디바이스.
  31. 제30항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각의 전극 어셈블리의 농집층 각각은 Cu 및 CuxW 중 하나로 구성되는,
    LED 디바이스.
  32. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 적어도 하나의 측면을 덮는 흑색 재료층을 더 포함하는,
    LED 디바이스.
  33. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 중 적어도 하나의 제1 표면 상에 배치된 광 투과성 거친 층(coarse layer)을 더 포함하는,
    LED 디바이스.
  34. 제1항에 있어서,
    상기 LED 칩 각각은 상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제1 전극에 전기적으로 연결된 제1 유형 반도체층, 상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제2 전극에 전기적으로 연결된 제2 유형 반도체층, 및 상기 제1 유형 반도체층과 상기 제2 유형 반도체층 사이에 배치된 발광층을 더 포함하는,
    LED 디바이스.
  35. 제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리는 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면을 정의하는 제1 전기 회로층 ― 상기 제1 전기 회로층은 상기 LED 칩 중 대응하는 하나의 전극 어셈블리의 제1 전극 및 제2 전극에 전기적으로 연결되어 있음 ―, 및 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면을 정의하는 제2 전기 회로층 ― 상기 제2 전기 회로층은 상기 LED 칩 중 상기 대응하는 하나에 대향하고 있는 상기 제1 전기 회로층 상에 배치되어 있음 ―
    을 포함하는, LED 디비이스.
  36. 제35항에 있어서,
    상기 봉지층은 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 전기 회로층을 완전히 봉지하는,
    LED 디바이스.
  37. 제35항에 있어서,
    상기 봉지층은, 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면이 상기 봉지층으로부터 노출되는 방식으로, 상기 제2 전기 회로층을 덮고 있는,
    LED 디바이스.
  38. 제35항에 있어서,
    상기 봉지층 상의 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 전기 회로층의 투영 면적은 상기 봉지층 상의 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 전기 회로층의 투영 면적보다 큰,
    LED 디바이스.
  39. 제35항에 있어서,
    상기 봉지층 상의 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 전기 회로층의 투영은 상기 봉지층 상의 상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 전기 회로층의 투영 내에 있는,
    LED 디바이스.
  40. 제35항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 전기 회로층은 복수의 제1 전기 회로 서브층을 포함하고, 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 전기 회로층은 복수의 제2 전기 회로 서브층을 포함하는,
    LED 디바이스.
  41. 제40항에 있어서,
    상기 제2 전기 회로 서브층 중 인접한 두 개 사이의 거리는 상기 제1 전기 회로 서브층 중 인접한 두 개 사이의 거리보다 큰,
    LED 디바이스.
  42. 제40항에 있어서,
    상기 제1 전기 회로 서브층의 개수는 상기 제2 전기 회로 서브층의 개수 이상인,
    LED 디바이스.
  43. 제40항에 있어서,
    상기 제1 전기 회로 서브층의 개수는 상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제1 전극 및 제2 전극의 개수보다 적은,
    LED 디바이스.
  44. 제40항에 있어서,
    상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제1 전극 및 제2 전극의 총 개수는 6이고, 상기 제1 전기 회로 서브층의 개수는 4인,
    LED 디바이스.
  45. 제40항에 있어서,
    상기 LED 칩의 개수는 A이고, 상기 제1 전기 회로 서브층의 개수는 N이며, 상기 제2 전기 회로 서브층의 개수는 M이고, M≤ N ≤ 2A인,
    LED 디바이스.
  46. 제40항에 있어서,
    상기 제1 전기 회로 서브층 중 하나는 상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제1 전극에 전기적으로 연결되고, 상기 제1 전기 회로 서브층의 나머지는 각각 상기 LED 칩의 전극 어셈블리의 제2 전극에 전기적으로 연결되는,
    LED 디바이스.
  47. 제1항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면의 면적은 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면의 면적보다 큰,
    LED 디바이스.
  48. 제47항에 있어서,
    상기 봉지층은 대향하고 있는 상부 표면 및 하부 표면을 구비하며, 상기 봉지층의 상부 표면은 상기 LED 칩 각각의 제1 표면과 동일 평면 상에 있고, 상기 봉지층의 하부 표면은 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면과 동일 평면 상에 있는,
    LED 디바이스.
  49. 제48항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리의 제1 표면의 면적은 상기 LED 칩의 제2 표면의 면적보다 큰,
    LED 디바이스.
  50. 제1항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리는 전기 도금 및 무전해 도금 중 하나에 의해 형성되는,
    LED 디바이스.
  51. 제1항에 있어서,
    상기 전기 회로층 어셈블리는 Cu 및 CuxW 중 하나로 구성되는,
    LED 디바이스.
  52. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 대향하고 있는 상부 표면 및 하부 표면을 구비하며, 상기 봉지층의 상부 표면은 상기 LED 칩 각각의 제1 표면과 동일 평면 상에 있고, 상기 봉지층의 하부 표면은 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면과 동일 평면 상에 있는,
    LED 디바이스.
  53. 제1항에 있어서,
    상기 봉지층은 제1 봉지 서브층 및 제2 봉지 서브층을 포함하고, 상기 제1 봉지 서브층은, 상기 LED 칩 각각의 제1 표면이 상기 제1 봉지 서브층으로부터 노출되는 방식으로, 상기 LED 칩을 덮고 있고, 상기 제2 봉지 서브층은, 상기 전기 회로층 어셈블리의 제2 표면의 적어도 일부가 상기 제2 봉지 서브층으로부터 노출되는 방식으로, 상기 전기 회로층 어셈블리를 덮고 있는,
    LED 디바이스.
  54. 제53항에 있어서,
    상기 봉지층의 제1 봉지 서브층의 높이는 상기 LED 칩 각각의 높이와 동일한,
    LED 디바이스.
  55. 제54항에 있어서,
    상기 봉지층의 제2 봉지 서브층의 높이는 상기 전기 회로층 어셈블리의 높이와 동일한,
    LED 디바이스.
  56. 발광 장치로서,
    청구항 1에 따른 상기 LED 디바이스를 포함하는,
    발광 장치.
  57. 발광 장치로서,
    청구항 1에 따른 회로 보드 및 복수의 상기 LED 디바이스를 포함하며, 상기 LED 디바이스는 상기 회로 보드 상에 배치되고, 상기 LED 디바이스 각각의 LED 칩은 적어도 하나의 픽셀로 정의되는,
    발광 장치.
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