WO2020071810A1 - 발광 소자 - Google Patents

발광 소자

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WO2020071810A1
WO2020071810A1 PCT/KR2019/012952 KR2019012952W WO2020071810A1 WO 2020071810 A1 WO2020071810 A1 WO 2020071810A1 KR 2019012952 W KR2019012952 W KR 2019012952W WO 2020071810 A1 WO2020071810 A1 WO 2020071810A1
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light
light emitting
substrate
lec
shielding film
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이정훈
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서울바이오시스주식회사
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    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device, and more particularly, to a light emitting device including a plurality of light emitting cells.
  • the light emitting diode is an inorganic light source, and is used in various fields such as a display device, a vehicle lamp, and general lighting.
  • Light-emitting diodes have the advantages of long life, low power consumption, and fast response time, and are rapidly replacing conventional light sources.
  • the problem to be solved by the present invention is to provide a light emitting device having excellent color reproducibility by preventing color mixing.
  • a light emitting device includes a substrate having a first surface and a second surface opposite to the first surface, a plurality of substrates disposed on the first surface of the substrate And a light blocking film filling at least a portion of the concave portion extending from at least one of the first surface and the second surface into the substrate between the light emitting cells and the plurality of light emitting cells.
  • At least one of the light emitting cells may have first, second, and third light emitting units vertically stacked.
  • the light emitting device may further include common pads, first to third pads disposed on the at least one light emitting cell, and the common pads are common to the first, second, and third light emitting units.
  • the first, second, and third pads may be electrically connected to the first, second, and third light emitting units, respectively.
  • the light-shielding film may include Ti, Ni, Al, Ag, Cr, photoresist, epoxy, PDMS or black matrix.
  • the light shielding film is disposed on a first surface of the substrate, and may fill the gaps between the light emitting cells on the first surface of the substrate to have the same top surface as each of the light emitting cells.
  • the light emitting device may further include pads disposed on the light shielding film and electrically connected to each of the light emitting cells.
  • the light emitting device may include an insulating film disposed on the light shielding film, through electrodes that penetrate the insulating film and the light blocking film, and are electrically connected to each of the light emitting cells, and the through electrode disposed on the insulating film. It may further include pads that are electrically connected to the field.
  • the concave portion includes a first concave portion extending from the first surface of the substrate into the substrate, and a second concave portion extending from the second surface of the substrate into the substrate.
  • the light blocking film may include a first light blocking film filling at least a portion of the first concave portion, and a second light blocking film filling at least a portion of the second concave portion.
  • the end portion in the substrate of the first light shielding film and the end portion in the substrate of the second light blocking film may overlap each other.
  • the first light blocking film includes a vertical part extending in a first direction and a horizontal part extending in a second direction perpendicular to the first direction, wherein the first light blocking film includes the vertical part and the horizontal part.
  • the second light-shielding film includes vertical parts extending in the first direction and parallel to each other and horizontal parts extending in the second direction, wherein the second light-shielding film includes each of the vertical parts and each of the horizontal parts. They can cross each other.
  • a vertical portion of the first light shielding film may be disposed between vertical portions of the second light shielding film, and a horizontal portion of the first light shielding film may be arranged between horizontal portions of the second light shielding film.
  • the substrate includes cell regions in which the plurality of light-emitting cells are disposed and a peripheral region excluding the cell regions, each of the cell regions being formed by the first light-shielding film and the second light-shielding film It includes defined light emitting regions, but each of the light emitting regions may be smaller than each of the cell regions.
  • each of the light exit regions may have an uneven structure.
  • the light shielding film is disposed on a second surface of the substrate, and the light emitting device may further include through electrodes penetrating the substrate and electrically connecting the light blocking film and the light emitting cells.
  • the light shielding film may include Ti, Ni, Al, Ag, or Cr.
  • the light emitting device may further include a pad disposed between the first surface of the substrate and the light emitting cells, and electrically connected to the light emitting cells.
  • the substrate includes cell regions in which the plurality of light-emitting cells are disposed and a peripheral region excluding the cell regions, and each of the cell regions includes light-emitting regions defined by the light-shielding film, , Each of the light exit regions may be smaller than each of the cell regions.
  • each of the light exit regions may have an uneven structure.
  • the concave portion may include one of a 'V'-shaped structure, a polygonal structure in which the first or second surface of the substrate is opened, and a' U'-shaped structure in terms of cross-sectional area.
  • the light blocking film may fill at least a portion of the concave portion and extend to a first surface or a second surface of the substrate.
  • the light emitting device by forming a light-shielding film filling the at least a portion of the recess and forming a recess on a substrate including a plurality of light-emitting cells, each light generated from neighboring light-emitting cells by the light-shielding film It is blocked, absorbed, or reflected so that it does not affect each other, thereby preventing problems such as color mixing, thereby improving color reproducibility of the light emitting device.
  • the light-shielding film can be disposed on both sides of the substrate to prevent the light emitting device including the thin substrate from being damaged by an external impact.
  • 1A is a plan view illustrating a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 1A cut along A-A '.
  • FIG. 1C is an enlarged view of a concave portion of the light emitting device of FIG. 1A.
  • 1D to 1F are modified examples of the concave portion of FIG. 1C.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a structure of a light blocking film according to embodiments of the present invention.
  • 3A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 3B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 3A taken along line A-A '.
  • 4A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 4A taken along line A-A '.
  • 5A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 5B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 5A cut along A-A '.
  • 6A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 6A cut along A-A '.
  • FIG. 7A and 7B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 7A taken along line A-A '.
  • FIGS. 8A and 8B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8C is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the light emitting device of FIG. 8A.
  • 9A and 9B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 9C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 9A taken along line A-A '.
  • 10A and 10B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 10C is a cross-sectional view taken along line A-A 'of the light emitting device of FIG. 10A.
  • 11A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 11B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 11A taken along line A-A '.
  • 12A, 13A, 14A, 15A, and 16A are plan views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 12A, 13B, 14B, 15B, and 16B are cross-sectional views of the light emitting devices of FIGS. 12A, 13A, 14A, 15A, and 16A, respectively, cut with A-A '.
  • 17A, 18A, and 19A are plan views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • 17B, 18B, and 19B are cross-sectional views of the light emitting devices of FIGS. 17A, 18A, and 19A, respectively, cut with A-A '.
  • FIG. 1A is a plan view for explaining a light emitting device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 1A taken along line A-A '
  • 1C is an enlarged view of the concave portion 106 of the light emitting device of FIG. 1B
  • FIGS. 1D to 1F are modified examples of the concave portion 106 of FIG. 1C.
  • the light emitting device may include a substrate 100 and a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100.
  • the substrate 100 is a substrate 100 capable of growing a gallium nitride-based semiconductor layer, sapphire (Al2O3), silicon carbide (SiC), gallium nitride (GaN), indium gallium nitride (InGaN), aluminum gallium nitride (AlGaN) ), Aluminum nitride (AlN), gallium oxide (Ga2O3), gallium arsenide (GaAs), or silicon (Si). Further, the substrate 100 may be a flexible substrate or a circuit-formed substrate.
  • the substrate 100 may include a first surface 102 on which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a second surface 104 facing the first surface 102.
  • the second surface 104 of the substrate 100 may be an output surface of light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2.
  • the substrate 100 may have a thickness as thin as possible.
  • the substrate 100 may function as a light guide plate to which light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is movable, and thus may have a thickness as thin as possible in order to lose the function as the light guide plate.
  • the substrate 100 may have a thickness of about 80 to 200um.
  • the substrate 100 may be etched to form a recess 106 extending inwardly from the first surface 102.
  • the concave portion 106 may include a vertical portion VL extending in the first direction DR1 and a horizontal portion HL extending in the second direction DR2 perpendicular to the first direction DR1. .
  • the vertical portion VL and the horizontal portion HL may intersect each other.
  • the concave portion 106 may have a 'V'-shaped structure having two sides converging from a first surface 102 of the substrate 100 to a point inside the substrate 100.
  • the depth DT of the concave portion 106 may be 1/3 to 2/3 of the thickness DT_S of the substrate 100.
  • the concave portion 106 may have a depth DT of 25 to 70 um.
  • the longest width WT between two sides of the concave portion 106 may be 20 to 30um.
  • the angle ⁇ between the two sides of the concave portion 106 may be 40 to 80 degrees.
  • the concave portion 106 may have various structures as well as a 'V'-shaped structure.
  • the concave portion 106 may include two vertical surfaces extending inward from the first surface 102 of the substrate 100 and parallel to each other, and a horizontal surface connecting between the vertical surfaces.
  • the concave portion 106 may have a structure in which a surface corresponding to the first surface 102 of the substrate 100 is 'open square'.
  • the concave portion 106 may include two vertical surfaces extending inward from the first surface 102 of the substrate 100 and parallel to each other, and two surfaces converging as a contact point between the two vertical surfaces. have.
  • the concave portion 106 may have a “open pentagon” structure in which a surface corresponding to the first surface 102 of the substrate 100 is formed. Referring to FIG. 1F, the concave portion 106 extends inward from the first surface 102 of the substrate 100 and has a curved surface, and may have an 'U'-shaped structure in terms of cross-sectional area.
  • the structure of the concave portion 106 described in the embodiments is exemplary, and the concave portion 106 may be various, and the structure of the concave portion 106 in the present invention is not limited thereto.
  • a light blocking film 140 formed on at least a portion of the concave portion 106 may be disposed inside the concave portion 106.
  • the light blocking layer 140 may control light generated by the first light emitting cell LEC_1 between two neighboring light emitting cells LEC_1 and LEC_2, for example, the first light emitting cell LEC_1 and the second light emitting cell LEC_2.
  • the light generated in the first light emitting cell LEC_1 may be reflected, blocked, or absorbed in the direction of the first light emitting cell LEC_1 so as not to affect the two light emitting cells LEC_2.
  • the light generated in the second light emitting cell LEC_2 is reflected in the direction of the second light emitting cell LEC_2 so that the light generated in the second light emitting cell LEC_2 does not affect the first light emitting cell LEC_1. It can be blocked or absorbed.
  • the light-shielding film 140 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, or materials such as photoresist, epoxy, PDMS (polydimethylsiloxane), and black matrix. can do.
  • the structure of the light blocking film 140 will be described in detail, but the light blocking film 140 formed in the concave portion 106 illustrated in FIG. 1C will be described as an example.
  • FIGS. 2A to 2D are cross-sectional views illustrating a structure of a light blocking film according to embodiments of the present invention.
  • the light blocking film 140 does not completely fill the concave portion 106 and may be continuously conformally formed along the inner wall of the concave portion 106.
  • the light shielding film 140 does not completely fill the concave portion 106, is formed conformally on the inner wall of the concave portion 106, and is formed on the first surface 102 of the substrate 100. It may extend to cover at least a portion of the first surface 102 of the substrate 100.
  • the light shielding film 140 fills the concave portion 106 and may have an upper surface in the same plane as the first surface 102 of the substrate 100.
  • the light blocking film 140 fills the concave portion 106 and extends on the first surface 102 of the substrate 100 to cover at least a portion of the first surface 102 of the substrate 100. Can be covered.
  • the concave portion 106 is illustratively described as a structure of the concave portion 106 shown in FIG. 1C, but the same can be applied to the concave portion 106 structure shown in FIGS. 1D to 1F. Detailed description will be omitted.
  • light-emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be disposed on the substrate 100 at a distance.
  • the separation distances of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be changed according to a device in which the light emitting element is mounted.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may have a directivity angle ⁇ of 105 to 150 degrees.
  • the separation distance between the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be changed according to a device in which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are mounted. Accordingly, between the first light emitting cell LEC_1 and the second light emitting cell LEC_2 having a directivity angle ⁇ of 105 to 150 degrees, a concave portion 106 on which the light shielding film 140 is formed is disposed on the substrate 100.
  • the light emitted from the first light emitting cell LEC_1 (or the second light emitting cell LEC_2) is reflected, blocked, or absorbed by the light shielding film 140 so that the second light emitting cell LEC_2 (or the first light emitting cell ( The recess 106 may be disposed at a position that may not affect LEC_1)).
  • the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100 may be a unit mounted at a time to a desired device.
  • a light emitting device in which four light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are formed on a substrate 100 may be mounted on a desired device for four light emitting cells LEC_1 and LEC_2 in one process.
  • the four light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are exemplarily described, but in the present invention, the number of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 in the light emitting device is not limited thereto.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may include a first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116.
  • the first conductivity type semiconductor layer 110 may be an n-type semiconductor layer including a Si-doped gallium nitride-based semiconductor layer.
  • the second conductivity type semiconductor layer 114 may be a p-type semiconductor layer including a gallium nitride-based semiconductor layer doped with Mg.
  • the first conductivity type semiconductor layer 110 may be a p-type semiconductor layer
  • the second conductivity type semiconductor layer 114 may be an n-type semiconductor layer.
  • the active layer 112 may include a multi-quantum well (MQW) structure, and its composition ratio may be determined to emit light having a desired peak wavelength.
  • the ohmic layer 116 includes ZnO (Zinc Oxide), ITO (Indium Tin Oxide), ZITO (Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO (Zinc Indium Oxide), GIO (Gallium Indium Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), Transparent Conductive Oxide (TCO) such as FTO (Fluorine-doped Tin Oxide), GZO (Gallium-doped Zinc Oxide), AZO (Aluminum-doped Zinc Oxide), or the like may be used.
  • each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 further includes a first pad 120 electrically connected to the first conductive semiconductor layer 110 and a second pad 130 electrically connected to the ohmic layer 116. It can contain.
  • Each of the first pad 120 and the second pad 130 may include at least one selected from the group consisting of Au, Ti, Ni, Cr, and Al.
  • FIG. 3A is a schematic plan view for explaining a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line A-A 'in FIG. 3A.
  • the light emitting device according to the present embodiment is substantially similar to the light emitting device described with reference to FIGS. 1A and 1B, but each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is vertically stacked. There is a difference in including the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1, the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2, and the third light emitting units LEC_1_3, LEC_2_3. The differences are described below to avoid duplication.
  • the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1 When the second surface 104 of the substrate 100 is the light emitting surface, the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1 generate light of the shortest wavelength, and the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 are the first light emitting units
  • the light emitted from the (LEC_1_1, LEC_2_1) is longer than the light generated from the third light emitting units (LEC_1_3, LEC_2_3), and the third light emitting units (LEC_1_3, LEC_2_3) generate the light of the longest wavelength. I can do it.
  • the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1 generate blue light
  • the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 generate green light
  • the third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 may emit red light.
  • the present disclosure is not limited thereto.
  • the second light emitting units LEC_1_2 and 2-2 may emit light having a shorter wavelength than the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1.
  • the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1 may include a first n-type semiconductor layer, a first active layer, a first p-type semiconductor layer, and a first ohmic layer.
  • the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 may include a second n-type semiconductor layer, a second active layer, a second p-type semiconductor layer, and a second ohmic layer.
  • the third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 may include a third n-type semiconductor layer, a third active layer, a third p-type semiconductor layer, and a third ohmic layer.
  • Each of the first n-type semiconductor layer, the second n-type semiconductor layer, and the third n-type semiconductor layer may be a gallium nitride-based semiconductor layer doped with Si.
  • Each of the first p-type semiconductor layer, the second p-type semiconductor layer, and the third p-type semiconductor layer may be a gallium nitride-based semiconductor layer doped with Mg.
  • Each of the first active layer, the second active layer, and the third active layer may include a multi-quantum well structure, and its composition ratio may be determined to emit light having a desired peak wavelength.
  • Each of the first ohmic layer, the second ohmic layer, and the third ohmic layer is ZnO (Zinc Oxide), ITO (Indium Tin Oxide), ZITO (Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO (Zinc Indium Oxide), GIO (Gallium) Transparent Conductive Oxide (TCO) such as Indium Oxide (ZTO), Zinc (Zinc Tin Oxide), FTO (Fluorine-doped Tin Oxide), GZO (Gallium-doped Zinc Oxide), AZO (Aluminum-doped Zinc Oxide), etc. Can be used.
  • ZTO Indium Oxide
  • Zinc Tin Oxide Zinc Tin Oxide
  • FTO Fluorine-doped Tin Oxide
  • GZO Gaallium-doped Zinc Oxide
  • AZO Alluminum-doped Zinc Oxide
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is electrically connected to a first pad, a second ohmic layer, and a third ohmic layer (not shown), a common pad 120a and a first n-type semiconductor layer that are electrically connected at one time. It may further include a first pad 120b connected, a second pad 120c electrically connected to the second n-type semiconductor layer, and a third pad 120d electrically connected to the third n-type semiconductor layer. have.
  • each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 includes a common pad 120a and a first ohmic layer that electrically connect the first n-type semiconductor layer, the second n-type semiconductor layer, and the third n-type semiconductor layer at one time. It may further include a first pad 120b electrically connected, a second pad 120c electrically connected to the second ohmic layer, and a third pad 120d electrically connected to the third ohmic layer.
  • each of the light emitting cells includes a first light emitting part (LEC_1_1, LEC_2_1), a second light emitting part (LEC_1_2, LEC_2_2), and a third light emitting part (LEC_1_3, LEC_2_3) vertically stacked
  • the third light emitting part ( LEC_1_3 and LEC_2_3 expose at least a portion of the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2
  • the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 expose at least a part of the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1, thereby providing a common pad ( 120a), the first pad 120b, the second pad 120c, and the third pad 120d, respectively, the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1, the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2, and the third light emitting It can be electrically connected to the negative
  • the third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 may be smaller than the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2, and the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 may be smaller than the first light emitting units LEC_1_1 and LEC_2_1.
  • each of the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1, the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2, and the third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 has the same size, and each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is common.
  • Each of the pads 120a, the first pads 120b, the second pads 120c, and the third pads 120d, the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1, the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2, and the 3 may further include a plurality of via structures (not shown) electrically connected to the light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3.
  • each of the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1 and the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2 has the same size, but the third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 are the second light emitting units LEC_1_2 and LEC_2_2.
  • each of the first light emitting unit (LEC_1_1, LEC_2_1), the second light emitting unit (LEC_1_2, LEC_2_2), and third light emitting units LEC_1_3 and LEC_2_3 may be electrically connected.
  • the first light emitting units LEC_1_1, LEC_2_1 and the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2 may include a plurality of via structures (not shown).
  • the concave portion 106 and the light-shielding film 140 may be similarly adopted as well as those described with reference to FIGS. 2A to 2D.
  • the present invention is not limited thereto, and two light emitting units or four or more light emitting units may be vertically stacked.
  • the light emitting cells disposed on the substrate 100 may have light emitting units vertically stacked, the present embodiment is not limited thereto, and some light emitting cells may have a single light emitting unit.
  • the vertically stacked light emitting units described in this embodiment can also be applied to light emitting cells of various embodiments described later.
  • FIG. 4A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 4B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 4A taken along line A-A '
  • 5A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 5B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 5A taken along line A-A '.
  • the light emitting device may include a substrate 100 and a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a first surface 102 on which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a second surface 104 facing the first surface 102.
  • a concave portion 106 extending inwardly from the first surface 102 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the substrate 100 and the concave portion 106 are substantially the same as those described in FIGS. 1A and 1B, and detailed description thereof will be omitted.
  • the structure of the concave portion 106 may have the structure of the concave portion 106 described in FIGS. 1C to 1F.
  • the present invention does not limit the structure of the concave portion 106 to the above structure.
  • the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be disposed on the first surface 102 of the substrate 100 at a distance.
  • each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is a vertically stacked first conductive semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductive semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116, and
  • the first pad 120 may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 110, and the second pad 130 may be electrically connected to the ohmic layer 116.
  • the light blocking layer 140 fills the concave portion 106 and may be disposed on the first surface 102 while covering the light emitting cells LEC_1 and LEC_2.
  • the light blocking film 140 may include insulating materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • light generated in each of the active layers 112 of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 emits light in the upper and lower left and right directions of the active layer 112, and the light blocking film 140 is disposed between the light emitting cells LEC_1 and LEC_2. It can be arranged to prevent light from being mixed. More specifically, on the first surface 102 of the substrate 100, the light-blocking films 140 are adjacent to the light-emitting cells LEC_1 and LEC_2, for example, the first light-emitting cell LEC_1 and the second light-emitting cell LEC_2.
  • the light generated in the active layer 112 of the first light emitting cell LEC_1 is interposed therebetween and is irradiated in the direction of the first surface 102 of the substrate 100 without affecting the second light emitting cell LEC_2. 2
  • the light generated from the active layer 112 of the light emitting cell LEC_2 may be irradiated toward the first surface 102 of the substrate 100 without affecting the first light emitting cell LEC_1.
  • Each of the light of the first light emitting cell LEC_1 and the light of the second light emitting cell LEC_2 irradiated to the substrate 100 may be irradiated in all directions within the substrate 100, but the light of the first light emitting cell LEC_1
  • Each of the light of the second light emitting cell LEC_2 may be reflected, blocked, or absorbed by the light blocking film 140 filling the concave portion 106 so as not to affect each other.
  • the light blocking film 140 fills the concave portion 106 and is formed by covering the light emitting cells LEC_1 and LEC_2, thereby preventing the thin substrate 100 from being split or damaged by an external impact.
  • the upper surface of the light blocking layer 140 may be substantially coplanar with the upper surface of the ohmic layer 116.
  • the light blocking layer 140 may expose the ohmic layer 116.
  • the first pad 120 is buried by the light shielding film 140 and is electrically connected to the third pad 124 disposed on the light shielding film 140 through the through electrode 122 passing through the light shielding film 140. Can be connected.
  • the second pad 130 may be disposed on the ohmic layer 116 exposed on the light blocking film 140.
  • an insulating layer 150 may be further disposed on the light blocking layer 140.
  • the insulating layer 150 may include substantially the same material as the light blocking layer 140.
  • the insulating layer 150 may include silicon oxide or silicon nitride.
  • the light emitting element includes a first through electrode 122 penetrating the insulating film 150 and electrically connected to the first pad 120 and a second penetrating electrode 132 electrically connected to the second pad 130.
  • a third pad 124 disposed on the insulating layer 150 and in electrical contact with the first through electrode 122, and a fourth pad 134 in electrical contact with the second through electrode 132. can do.
  • the third pad 124 and the third pad electrically connected to the first pad 120 2 may be changed to adjust the desired distance of the mounted device.
  • the substrate 100, the concave portion 106, the light-shielding film 140, and the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2, respectively, are omitted for detailed description of FIGS. 1A to The detailed description of the substrate 100, the concave portion 106, the light shielding film 140, and the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 described with reference to FIGS. 1F and 2A to 2D will be omitted.
  • FIG. 6A is a plan view for explaining a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 6B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 6A taken along line A-A '.
  • the light emitting device may include a substrate 100 and a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a first surface 102 on which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a second surface 104 facing the first surface 102.
  • a first concave portion 106 extending inward from the first surface 102 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first concave portion 106 may include a vertical portion VL extending in the first direction DR1 and a horizontal portion HL extending in the second direction DR2 perpendicular to the first direction DR1. have.
  • the vertical portion VL and the horizontal portion HL of the first concave portion 106 may intersect each other.
  • a second concave portion 108 extending inward from the second surface 104 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100.
  • the second concave portion 108 may include vertical portions VL extending in the first direction DR1 and parallel to each other, and horizontal portions HL extending in the second direction DR2 and parallel to each other.
  • the vertical portions VL and the horizontal portions HL of the second concave portion 108 may intersect each other.
  • the vertical portion VL of the first concave portion 106 does not overlap with the vertical portions VL of the second concave portion 108, and the horizontal portion HL of the first concave portion 106 is The horizontal portions HL of the second concave portion 108 may not overlap.
  • the vertical portion VL of the first concave portion 106 may be disposed between two neighboring vertical portions VL of the second concave portion 108.
  • the horizontal portion HL of the first concave portion 106 may be disposed between two adjacent horizontal portions HL of the second concave portion 108.
  • the second recess 108 may be disposed closer to the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 than the first recess 106.
  • the vertical portion VL of the first concave portion 106 may be disposed between two neighboring vertical portions VL of the second concave portion 108. Referring to part A of FIG. 6B, an end portion of the vertical portion VL of the first concave portion 106 and an end portion of each of the vertical portions VL of the second concave portion 108 may overlap with each other.
  • each of the first concave portion 106 and the second concave portion 108 are shown using the structure described in FIG. 1C, but the first concave portion 106 and the second concave portion 108 ) Each structure may have the structure of the concave portion 106 described in FIGS. 1D to 1F. On the other hand, the structure of the first concave portion 106 and the second concave portion 108 is not limited to this.
  • a first light-blocking layer 140 filling at least a portion of the first concave portion 106 may be disposed inside the first concave portion 106.
  • a second light blocking film 145 filling at least a portion of the second concave portion 108 may be disposed inside the second concave portion 108.
  • Each of the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • Each of the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 is shown using the structure of FIG.
  • the structures of the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 are light-shielding films described in 2a to 2d ( 140) It may have a structure. Meanwhile, the structures of the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 are not limited thereto.
  • the second light-blocking layer 145 and the first light-blocking layer 140 are disposed between the first light-emitting cell LEC_1 and the second light-emitting cell LEC_2, so that the light generated in the first light-emitting cell LEC_1 is the second light-emitting cell. It is difficult to affect (LEC_2) and the light generated from the second light emitting cell (LEC_2) may be difficult to affect the first light emitting cell (LEC_1). Therefore, it is possible to prevent a problem caused by mixing light generated from a plurality of light emitting cells.
  • the first concave portion 106, the second concave portion 108, the first light blocking film 140, the second light blocking film 145, and the plurality of light emitting cells LEC_1 , LEC_2) the omitted detailed description of each of the substrate 100, the concave portion 106, the light blocking film 140, and the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 described in FIGS. 1A to 1F and 2A to 2D. It is substantially the same as the detailed description will be omitted.
  • FIG. 7A and 7B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 7C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 7A cut along A-A '
  • 7A is a plan view of the light emitting device viewed from one side, for example, a position where pads are arranged
  • FIG. 7B is a plan view of the light emitting device viewed from the other side facing one side, such as a light exit surface.
  • the light emitting device may include a substrate 100 and a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a first surface 102 on which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a second surface 104 facing the first surface 102.
  • a first concave portion 106 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100, and a second concave portion 108 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100.
  • the first concave portion 106 may include a vertical portion VL and a horizontal portion HL
  • the second concave portion 108 may include vertical portions VL and horizontal portions HL.
  • the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed on the first surface 102 of the substrate 100, and each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is the first conductive semiconductor layer 110, the active layer 112, and the second A conductive semiconductor layer 114 and an ohmic layer 116 may be included.
  • the light emitting device is electrically connected to each of the first pads 120 and the ohmic layers 116 electrically connected to each of the first conductivity type semiconductor layers 110 of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2.
  • the second pads 130 may be further included.
  • the substrate 100, the first concave portion 106, the second concave portion 108, the light emitting cells LEC_1, LEC_2, the first pads 120, and the second pads 130 are shown in FIGS.
  • the substrate 100 may include cell regions CA in which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are located, and a peripheral region PA except for the cell regions CA.
  • Each of the cell regions CA may include an emission region EA in which light is emitted.
  • the light exit area EA may have a smaller size than the cell area CA.
  • a first light blocking film 140 filling at least a portion of the first concave portion 106 on the first surface 102 of the substrate 100 may be provided.
  • the first light blocking layer 140 may be disposed to cover a portion of the peripheral area PA to expose the cell areas CA.
  • a second light blocking film 145 filling at least a portion of the second concave portion 108 on the second surface 104 of the substrate 100 may be provided.
  • the second light blocking layer 145 may cover the peripheral area PA and cover a portion of the cell areas CA to expose the light exit areas EA.
  • the light exit area EA has a rectangular structure concentric with the cell area CA, but may be smaller than the cell area CA.
  • each of the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 is exemplarily described as the structure illustrated in FIG. 2B, but the structure of the light-shielding film 140 illustrated in FIGS. 2A, 2C to 2D is illustrated. It may take at least one of, and the present invention is not limited to the structures of the first light-shielding film 140 and the second light-shielding film 145.
  • the light emitted from the light emitting cell is irradiated through the light emitting area EA having a size smaller than that of the light emitting cell, but the portion except for the light emitting area EA is blocked by the second light blocking film 145 to emit light from the light emitting cell.
  • the concentrated light may be concentrated and emitted in the light exit area EA. As a result, the light emitting device can have excellent contrast.
  • the first light-blocking film 140 and the second light-blocking film 145 are formed on the first surface 102 and the second surface 104 of the substrate 100, respectively, to thereby form the substrate 100.
  • the substrate 100 includes a glass material
  • the second surface 104 of the substrate 100 is an emission surface
  • external light is reflected to the second surface 104 of the emission surface, and thus is not intended.
  • the phenomenon in which an external object is not visible can be prevented by the second light-shielding film 145 of the second surface 104 of the substrate.
  • the uneven structure PT may be formed on the second surface 104 of the substrate 100 corresponding to the light exit regions EA by using a roughing process. Since each of the light emitting regions EA has a concavo-convex structure PT, light emitted through the light-exiting region EA smaller than each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is scattered by the concave-convex structure PT, so that the light-emitting element The light extraction effect of can be increased. Meanwhile, the uneven structure PT may be omitted on the second surface 104 of the substrate 100 corresponding to the light exit regions EA.
  • the substrate 100 shown in FIGS. 7A to 7C, the first concave portion 106, the second concave portion 108, the first light blocking film 140, the second light blocking film 145, and the plurality of light emitting cells LEC_1 , LEC_2) the omitted detailed description of each of the substrate 100, the concave portion 106, the light blocking film 140, and the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 described in FIGS. 1A to 1F and 2A to 2D. It is substantially the same as the detailed description will be omitted.
  • FIG. 8A and 8B are plan views illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 8C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 8A cut along A-A '
  • 8A is a plan view of the light emitting device viewed from one side, for example, a position where pads are disposed
  • FIG. 8B is a plan view of the light emitting device viewed from the other side facing one side, such as a light exit surface.
  • the light emitting device may include a substrate 100 and a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a first surface 102 on which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a second surface 104 facing the first surface 102.
  • the substrate 100 may include cell regions CA in which the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are located, and a peripheral region PA except for the cell regions CA.
  • Each of the cell areas CA may include an emission area EA.
  • the light exit area EA may be smaller than the cell area CA.
  • a first concave portion 106 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100, and a second concave portion 108 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100.
  • the first concave portion 106 may include a vertical portion VL and a horizontal portion HL
  • the second concave portion 108 may include vertical portions VL and horizontal portions HL.
  • the substrate 100, the first concave portion 106, and the second concave portion 108 are the substrate 100, the first concave portion 106, and the second concave portion 108 described in FIGS. 7A to 7C. ), which is substantially the same, and thus detailed description will be omitted.
  • the light emitting device may further include a first light blocking film 140 formed in the first recess 106 and a second light blocking film 145 formed in the second recess 108.
  • the first light blocking film 140 is disposed while filling at least a portion of the first concave portion 106, and may have a structure illustrated in FIG. 2B.
  • the second light blocking film 145 is disposed while filling at least a portion of the second recess 108, and may have a structure illustrated in FIG. 2B.
  • first light-shielding film 140 and the second light-shielding film 145 are exemplarily illustrated in the structure shown in FIG. 2B, at least one of the structures of the light-shielding film 140 shown in FIGS. 2A, 2C to 2D may be taken.
  • the present invention is not limited to the structures of the first light shielding film 140 and the second light shielding film 145.
  • the first light-blocking film 140 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the second light blocking film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may include a first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116.
  • the first conductivity type semiconductor layer 110 may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductivity type semiconductor layer 114 may be a p-type semiconductor layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer 110 may be a p-type semiconductor layer
  • the second conductivity type semiconductor layer 114 may be an n-type semiconductor layer.
  • the first conductive semiconductor layer 110 of each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be electrically connected to the second light blocking film 145 through the through electrode VE.
  • the second light blocking film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, and function as an electrode. That is, current may be supplied to each of the first conductivity type semiconductor layers 110 through the second light blocking film 145, and the second light blocking film 145 may supply current to the first conductivity type semiconductor layers 110. Can function as a common pad.
  • two light-emitting cells LEC_1 and LEC_2 adjacent by the first light-blocking layer 140 and the second light-blocking layer 145 for example, the first light-emitting cell LEC_1 and the second light-emitting cell LEC_2 Since the light generated from each is not mixed with each other, the light emitting device can have excellent color reproducibility.
  • the first light-shielding film 140 is disposed on the first surface 102 of the substrate 100 and the second light-shielding film 145 is disposed on the second surface 104 of the substrate 100, so that a thin substrate ( 100) can be prevented from being damaged by an external impact.
  • the second light blocking film 145 may function as a common pad that provides current to the first conductivity type semiconductor layers 110 including metal.
  • the light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is generated by the second light blocking film 145 selectively exposing the light exit regions EA and blocking the other portions as illustrated in FIG. 8B,
  • the light may be emitted through the light emission area EA smaller than the cell area CA. Therefore, light emitted from the light emitting cell may be concentrated and output in the light exit area EA. As a result, the light emitting device can have excellent contrast.
  • the light emitting device may further include pads 120 disposed on each of the ohmic layers 116.
  • Each of the pads 120 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr.
  • the pads 120 may provide current to each of the second conductivity-type semiconductor layers 114 through the ohmic layers 116.
  • the uneven structure PT may be formed in the light exit regions EA of the second surface 104 of the substrate 100 exposed by the second light blocking film 145. Since each of the light exit regions EA has an uneven structure PT, light emitted through the light emission areas EA smaller than each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is scattered by the uneven structure PT to form a light emitting device. The light extraction effect can be increased.
  • FIGS. 9A and 9B are plan views illustrating a light emitting device according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 9C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 9A cut along A-A '
  • 9A is a plan view of the light emitting device as viewed from one side, for example, a position where pads are arranged
  • FIG. 9B is a plan view of the light emitting device as viewed from the other side opposite to one side, such as a light exit surface.
  • the light emitting device includes a substrate 100, a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on a first surface 102 of the substrate 100, and a first surface of the substrate 100
  • the first pad 120 and the second pads 130 disposed on the 102 and electrically connected to the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are opposed to the first surface 102 of the substrate 100. It may include a light-shielding film 145 disposed on the second surface 104.
  • the substrate 100 includes cell regions CA in which light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a peripheral region PA excluding cell regions CA, and each of the cell regions CA is a cell region
  • the light emitting area EA having a smaller than (CA) may be included.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may include a vertically stacked first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116.
  • the first pad 120 may electrically connect the first conductive semiconductor layers 110 in common.
  • the first pad 120 may supply current to the first conductivity type semiconductor layers 110.
  • the first pad 120 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu.
  • the first pad 120 may be disposed between the first conductive semiconductor layers 110 and the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first pad 120 is disposed at a central portion of the substrate 100 and covers a portion of the cell regions CA to expose each of the light emitting regions EA. Light generated from each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be blocked, reflected, or absorbed at a portion covered by the first pad 120 and may be irradiated to the substrate 100 through the light emitting regions EA. Therefore, the first pad 120 may function as a light shielding film.
  • the substrate 100 has a rectangular structure, and light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be disposed at each edge of the substrate 100 and spaced apart from the edge of the substrate 100.
  • the first pad 120 may have a cross structure exposing each edge of the substrate 100. In this case, the first pad 120 may expose not only the light exit areas EA, but also each of the light exit areas EA to each edge of the substrate 100.
  • the first pad 120 may have a rectangular structure including openings exposing the light exit areas EA. In this case, the first pad 120 may selectively expose only the light exit areas EA.
  • Each of the second pads 130 may be disposed in electrical contact with each of the ohmic layers 116.
  • the second pads 130 may supply current to each of the second conductivity-type semiconductor layers 114 through the ohmic layers 116.
  • the second surface 104 of the substrate 100 may include a recess 108 that has entered into the substrate 100 from the second surface 104.
  • the recessed portion 108 may include vertical portions VL extending in the first direction DR1 and parallel to each other, and horizontal portions HL extending in the second direction DR2 and parallel to each other.
  • the vertical portions VL and the horizontal portions HL of the concave portion 108 may intersect each other.
  • the structure of the concave portion 108 is shown using the structure described in FIG. 1C, but the structure of the concave portion 108 may have the structure of the concave portion 106 illustrated in FIGS. 1D to 1F. You can. On the other hand, the present invention does not limit the structure of the recess 108 to the above structure.
  • the light shielding film 145 may be disposed on the second surface 104 of the substrate 100. According to an embodiment, the light shielding film 145 is disposed at corners of the first portion 145_1 filling at least a portion of the recess 108 and the second surface 104 of the substrate 100, respectively, and the light exit regions The second portions 145_2 disposed to expose the (EA) may be included.
  • the structure of the light blocking film 145 may have the light blocking film 140 structure illustrated in FIGS. 2B to 2D.
  • the present invention does not limit the structure of the light shielding film 145 to the above structure.
  • the second portions 145_2 of the light blocking layer 145 are disposed to correspond to portions where the first pad 120 is not formed, and expose the light exit regions EA.
  • Each of the second portions 145_2 may have an 'L' shape.
  • the light blocking layer 145 may have a structure that selectively exposes the light exit regions EA and covers all other portions.
  • the light generated from each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is reflected, blocked, or absorbed by the first portion 145_1 of the light shielding film 145 to prevent light of each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 from being mixed to emit light.
  • the color reproducibility of the device can be improved.
  • each of the second portions 145_2 of the light shielding film 145 covers portions of the peripheral areas PA and the cell areas CA that are not covered by the first pad 120 to define the light exit areas EA. can do.
  • the defined light exit areas EA may be smaller than each of the cell areas CA in the cell areas CA. Therefore, the light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be selectively concentrated and output through the light emitting regions EA. Therefore, the light emitting device can exhibit excellent contrast ratio.
  • each of the substrate 100, the concave portion 108, the light shielding film 145, and the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 shown in FIGS. 9A to 9C is the substrate described in FIGS. 8A to 8C. (100), the second concave portion 108, the second light-shielding film 145 and the plurality of light emitting cells (LEC_1, LEC_2) is substantially the same, and a detailed description thereof will be omitted.
  • FIGS. 10A and 10B are plan views illustrating a light emitting device according to another exemplary embodiment of the present invention
  • FIG. 10C is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 10A taken along line A-A '.
  • 10A is a plan view of the light emitting device as viewed from one side
  • FIG. 10B is a plan view of the light emitting device as viewed from the other side opposite to one side.
  • the light emitting device includes a substrate 100, a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on a first surface 102 of the substrate 100, and a first surface of the substrate 100
  • a light blocking film 145 disposed on the surface 104 may be included.
  • the substrate 100 includes cell regions CA in which light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a peripheral region PA excluding cell regions CA, and each of the cell regions CA is a cell region An emission area EA smaller than (CA) may be included.
  • the substrate 100 has a rectangular structure, and light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be disposed at each edge of the substrate 100 and spaced apart from the edge of the substrate 100.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may include a vertically stacked first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116.
  • Each of the first pads 120 may be electrically connected to each of the first conductivity-type semiconductor layers 110.
  • Each of the first pads 120 may supply current to each of the first conductivity-type semiconductor layers 110.
  • the first pad 120 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu.
  • each of the first pads 120 may be disposed between the first conductivity type semiconductor layers 110 and the first surface 102 of the substrate 100.
  • each of the first pads 120 may be disposed at corners of the substrate 100 to expose the light exit areas EA.
  • the first pads 120 may have an 'L' shape.
  • Each of the first pads 120 covers a portion of each of the cell areas CA, and each of the light exit areas EA may be exposed. Light generated from each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is blocked, reflected, or absorbed at a portion covered by the first pads 120 and may be irradiated to the substrate 100 through the light emission regions EA. . Therefore, each of the first pads 120 may function as a light shielding film.
  • the second pad 130 is disposed at a central portion of the substrate 100 and electrically connected to the ohmic layers 116 to extend to the first surface 102 of the substrate 100.
  • the light emitting device includes a first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, an ohmic layer 116, and a substrate 100 and a second pad ( 130) may further include a passivation film (PVT) disposed between.
  • the second pad 130 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu, and the passivation film (PVT) may include an insulating material such as SiO2 or SiN.
  • the passivation layer PVT may include openings exposing at least a portion of each of the ohmic layers 116.
  • the second pad 130 may be electrically connected to the ohmic layers 116 through the openings.
  • the second pad 130 may cover each of the ohmic layers 116. In this case, some of the light emitting from each of the active layers 112 in all directions may be reflected in the direction of the substrate 100 by the second pad 130.
  • each of the first pads 120 may overlap a portion of the second pad 130.
  • Each of the first pads 120 covers the portion of the cell regions CA to expose the light emitting regions EA, and the second pad 130 includes the cell regions including each of the light emitting regions EA ( CA) each can be covered.
  • the light blocking film 145 may be disposed while filling at least a portion of the concave portion 108 formed on the second surface 104 of the substrate 100.
  • the structure of the concave portion 108 is shown using the structure described in FIG. 1C, but the structure of the concave portion 108 is concave portion 106 illustrated in FIGS. 1D, 1E, and 1F. Can have the structure of
  • the present invention does not limit the structure of the recess 108 to the above structure.
  • the light shielding film 145 is illustrated as using the structure of FIG. 2B, but the structure of the light shielding film 145 may have the light shielding film 140 structure illustrated in FIGS. 2A, 2C, and 2D. .
  • the present invention does not limit the structure of the light shielding film 145 to the above structure.
  • the light shielding film 145 may be disposed to fill the concave portion 108 and be connected to each other to cover a portion of the second surface 104 of the substrate 100.
  • the light shielding film 145 may be disposed in a central region of the second surface 104 of the substrate 100.
  • the light blocking layer 145 may be disposed to correspond to an area where the first pads 120 are not disposed while exposing the light emitting areas EA.
  • the light blocking layer 145 may have a “cross” structure to expose the light exit regions EA.
  • the light-shielding film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the light generated from each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is reflected, blocked, or absorbed by the light blocking film 145 to prevent the light of each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 from being mixed, thereby improving the color reproducibility of the light emitting device.
  • the light blocking layer 145 may cover the portion of the peripheral area PA and the cell areas CA not covered by the first pads 120 to define the light exit area EA.
  • the defined light emission areas EA may have smaller than each of the cell areas CA in the cell areas CA. Accordingly, the light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be selectively concentrated and output through the light emitting regions EA. Therefore, the light emitting device can exhibit excellent contrast ratio.
  • the light emitting device includes first solders SD1 electrically connected to each of the first pads 120 on the first pads 120, and a second pad 130 on the second pad 130.
  • a second solder SD2 electrically connected may be further included.
  • each of the substrate 100, the concave portion 108, the light shielding film 145, and the plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 shown in FIGS. 10A to 10C is the substrate described with reference to FIGS. 9A to 9C (100), the concave portion 108, the light-shielding film 145 and the plurality of light emitting cells (LEC_1, LEC_2) is substantially the same as the detailed description will be omitted.
  • FIG. 11A is a plan view illustrating a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIG. 11B is a cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 11A taken along line A-A '.
  • FIG. 11A is a plan view of a light emitting device viewed from one side, for example, a position in which pads are arranged, and a plan view of the light emitting device facing the other side, such as a light exit surface, is substantially the same as FIG. 10B, see FIG. 10B do.
  • the light emitting device includes a substrate 100, a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 disposed on a first surface 102 of the substrate 100, and a substrate 100.
  • the first pads 120 and the second pads 130 disposed on the first surface 102 and electrically connected to the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the substrate 100 includes cell regions CA in which light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are disposed, and a peripheral region PA excluding cell regions CA, and each of the cell regions CA is a cell region An emission area EA smaller than (CA) may be included.
  • Each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may include a vertically stacked first conductivity type semiconductor layer 110, an active layer 112, a second conductivity type semiconductor layer 114, and an ohmic layer 116.
  • Each of the first pads 120 is disposed between each of the first conductive semiconductor layers 110 and the substrate 100, and each of the first pads 120 is each of the first conductive semiconductor layers 110. And electrically.
  • the substrate 100 has a rectangular structure, and when each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 is disposed at each corner of the substrate 100, the first pads 120 are disposed at each corner.
  • Each of the light exit areas EA may be exposed.
  • Each of the first pads 120 may include a metal such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu.
  • Each of the second pads 130 may be electrically connected to each of the ohmic layers 116.
  • the first conductivity type semiconductor layer 110, the active layer 112, the second conductivity type semiconductor layer 114, the ohmic layer 116, and the substrate 100 and the second pads 130 May further include a passivation film (PVT) disposed between.
  • Each of the second pads 130 may include a metal such as Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu, and the passivation film PVT may include an insulating material such as SiO 2 or SiN.
  • the passivation layer PVT may include openings exposing at least a portion of each of the ohmic layers 116.
  • Each of the second pads 130 may be electrically connected to each of the ohmic layers 116 through the openings.
  • each of the second pads 130 may cover the upper portion of each of the ohmic layers 116. In this case, some of the light emitting from each of the active layers 112 in all directions may be reflected in the direction of the substrate 100 by the second pad 130.
  • each of the first pads 120 may overlap each of the second pads 130.
  • Each of the first pads 120 covers a portion of the cell regions CA to expose the light emitting regions EA, and each of the second pads 130 includes a cell region including each of the light emitting regions EA
  • Each of the fields CA may be covered.
  • the first light blocking film 140 may be disposed while filling at least a portion of the first concave portion 106 formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first light-blocking film 140 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the structure of the first concave portion 106 is shown using the structure described in FIG. 1C, but the structure of the first concave portion 106 is the concave portion 106 described in FIGS. 1D to 1F Can have the structure of Meanwhile, the present invention does not limit the structure of the first concave portion 106 to the above structure.
  • the first light-shielding film 140 is illustrated as using the structure of FIG. 2B, but the structure of the first light-shielding film 140 may have the light-shielding film structure illustrated in FIGS. 2A, 2C, and 2D. have.
  • the present invention does not limit the structure of the first light-shielding film 140 to the above structure.
  • the second light-shielding film 145 is substantially the same as the second light-shielding film 145 described with reference to FIGS. 10A to 10C, and a detailed description thereof will be omitted.
  • the second light blocking layer 145 may cover each of the peripheral areas PA and the cell areas CA not covered by the first pads 120 to define each of the light exit areas EA.
  • the defined light emission areas EA may have smaller than each of the cell areas CA in the cell areas CA. Accordingly, the light generated from the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be selectively concentrated and output through the light emitting regions EA. Therefore, the light emitting device can exhibit excellent contrast ratio.
  • Sub-108, first light-shielding film 140, second light-shielding film 145, a plurality of light emitting cells (LEC_1, LEC_2), first pads 120, and second pads 130, are substantially the same Therefore, a detailed description will be omitted.
  • FIGS. 7A to 7C A method of manufacturing the light emitting device shown in FIGS. 7A to 7C will be described as an example.
  • FIGS. 12B, 13B, 14B, 15B, and 16B 12A, 13A, 14A, 15A, and 16A are cross-sectional views taken along line A-A '.
  • cells may be formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first conductive type semiconductor layer 110, the active layer 112, and the second conductive type semiconductor layer 114 on the first surface 102 of the substrate 100 are MOCVD (Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), MBE ( It can be formed by using growth methods such as Molecular Beam Epitaxy (HVPE), Hydride Vapor Phase Epitaxy (HVPE), and Metal-Organic Chloride (MOC).
  • MOCVD Metal-Organic Chemical Vapor Deposition
  • MBE Metal-Organic Chemical Vapor Deposition
  • HVPE Molecular Beam Epitaxy
  • HVPE Hydride Vapor Phase Epitaxy
  • MOC Metal-Organic Chloride
  • the ohmic layer 116 may be formed on the second conductivity-type semiconductor layer 114 using a deposition process.
  • the ohmic layer 116, the second conductivity type semiconductor layer 114, and the active layer 112 may be etched to form mesa structures exposing a portion of the first conductivity type semiconductor layer 110. After forming the mesa structures, each of the mesa structures may have inclined sidewalls through a reflow process.
  • the first conductive semiconductor layer 110 may be patterned to form a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2.
  • the semiconductor layers formed in may be sequentially bonded on the ohmic layer 116, and these layers are patterned so that the first light emitting units LEC1_1, LEC2_1, the second light emitting units LEC_1_2, LEC_2_2 and the third light emitting unit LEC_1_3 are formed.
  • LEC_2 and LEC_2 may be formed.
  • the first pads 120 and the ohmic layers 116 are electrically connected to each of the first conductivity type semiconductor layers 110 exposed by the mesa structures, respectively, and the electrical The second pads 130 connected to each other may be formed.
  • a pad film may be conformally formed on a substrate 100 on which a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 are formed through a conventional deposition process.
  • the pad film may include at least one selected from the group consisting of Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu.
  • the first pads 120 and the second pads 130 on the ohmic layers 116 may be formed on the first conductive semiconductor layers 110, respectively.
  • the second surface 104 facing the first surface 102 of the substrate 100 is polished by a process such as chemical mechanical polishing, and the like to polish the substrate 100. It can be formed thinly.
  • the first concave portion 106 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the first concave portion 106 on the first surface 102 of the substrate 100 may be formed by a laser process or an etching process.
  • a first light-blocking film 140 filling at least a portion of the first concave portion 106 on the first surface 102 of the substrate 100 may be formed by processes such as plating, corrosion, deposition, tape, painting, and screen printing. You can.
  • the first light-blocking film 140 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the light emitting devices illustrated in FIGS. 1A and 1B may be completed by the processes of FIGS. 12A to 15A and 12B to 15B.
  • a second recess 108 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100.
  • the second recess 108 on the second surface 104 of the substrate 100 may be formed by a laser process or an etching process.
  • the second light-shielding film 145 may be formed by processes such as plating, corrosion, vapor deposition, tape, painting, and screen printing.
  • the second light blocking film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the first concave portion 106 and the first light blocking film 140 are formed, and then the second concave portion 108 and the second light blocking film 145 are described as being formed, but the first concave portion 106 ) And the second concave portion 108, the first light blocking film 140 and the second light blocking film 145 may be formed.
  • the light emitting device shown in FIGS. 6A and 6B can be used in the processes of FIGS. 12A to 16A and 12B to 16B. Can be completed.
  • an uneven structure PT may be formed on the second surface 104 of the substrate 100 corresponding to the light exit regions EA.
  • the uneven structure PT may be formed using a process such as sandblasting, etching, and grinding the second surface 104 of the substrate 100.
  • FIGS. 10A to 10C A method of manufacturing the light emitting device shown in FIGS. 10A to 10C will be described as an example.
  • FIGS. 17A, 18A, and 19A are plan views illustrating a method of manufacturing a light emitting device according to another embodiment of the present invention
  • FIGS. 17B, 18B, and 19B are light emitting devices of FIGS. 17A, 18A, and 19A, respectively.
  • circuit patterns including the first pads 120 may be formed on the first surface 102 of the substrate 100.
  • the substrate 100 may include a plurality of cell areas CA and a peripheral area PA except for the cell areas CA.
  • Each of the cell areas CA may include light emission areas EA smaller than the cell area CA.
  • Each of the first pads 120 may be disposed exposing the light exit areas EA.
  • each of the first pads 120 may be disposed at each corner of the substrate 100.
  • Each of the first pads 120 may have an 'L'-shaped structure to expose the light exit areas EA.
  • a first conductive semiconductor layer 110 and an active layer 112 are formed on a first surface 102 of a substrate 100 on which circuit patterns including first pads 120 are formed.
  • a plurality of light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be formed in each of the cell regions CA by etching. 12A and 12B will be described for the description.
  • the first conductive semiconductor layers 110 of each of the light emitting cells LEC_1 and LEC_2 may be disposed in electrical contact with the first pads 120.
  • Each of the first pads 120 may include at least one selected from the group consisting of Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, and Cu.
  • each of the first pads 120 may selectively expose the light exit areas EA and cover the other portion to function as a light shielding film.
  • a passivation film PVT is formed conformally on the light emitting cells LEC_1 and LEC_2, and a portion of each of the ohmic layers 116 is exposed by etching the passivation film PVT. Openings can be formed. Openings of the openings on the passivation layer PVT may form a second pad 130 extending on the first surface 102 of the substrate 100. The second pad 130 may be electrically connected to the ohmic layers 116 in common.
  • the second pad 130 may be formed while covering the upper surface of each of the ohmic layers 116. As described above, light generated from the active layer 112 may be reflected in the direction of the substrate 100 by the second pad 130 covering the upper surfaces of each of the ohmic layers 116. In addition, the second pad 130 may cover the light emitting areas EA on the ohmic layers 116, but expose the light emitting areas EA on the first surface 102 of the substrate 100, respectively. You can.
  • a concave portion 108 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100 opposite to the first surface 102 by using a laser or etching process.
  • a light blocking film 145 may be formed on the second surface 104 of the substrate 100 to fill at least a portion of the recess 108 and to expose each of the light exit regions EA.
  • the light-shielding film 145 may include metals such as Ti, Ni, Al, Ag, and Cr, or may include materials such as photoresist, epoxy, PDMS, and black matrix.
  • the light emitting regions EA may be defined by the first pads 120 formed on the first surface 102 of the substrate 100 and the light-shielding film 145 formed on the second surface 104 of the substrate 100. have.

Landscapes

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Abstract

발광 소자를 제공한다. 발광 소자는, 제1 면 및 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 기판, 기판의 제1 면 상에 배치되는 복수의 발광 셀들, 및 복수의 발광 셀들 사이에서, 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나로부터 기판 내부로 연장되는 오목부의 적어도 일부를 채우는 차광막을 포함한다.

Description

발광 소자
본 발명은 발광 소자에 관한 것으로, 보다 상세하게는 복수의 발광 셀들을 포함하는 발광 소자에 관한 것이다.
발광 다이오드는 무기 광원으로서, 디스플레이 장치, 차량용 램프, 일반 조명과 같은 여러 분야에 다양하게 이용되고 있다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비 전력이 낮으며, 응답속도가 빠른 장점이 있어 기존 광원을 빠르게 대체하고 있다.
최근, 발광 다이오드가 휴대폰을 비롯한 각종 표시장치의 배면 광원으로 이용되도록 경박단소화되어 있어, 이웃한 발광 셀들 사이 색이 혼합되는 등 문제가 대두되고 있다.
본원 발명이 해결하고자 하는 과제는 색혼합을 방지하여 색재현성이 우수한 발광 소자를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자는, 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 기판, 상기 기판의 제1 면 상에 배치되는 복수의 발광 셀들, 및 상기 복수의 발광 셀들 사이에서, 상기 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나로부터 상기 기판 내부로 연장되는 오목부의 적어도 일부를 채우는 차광막을 포함한다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 셀들 중 적어도 하나는 수직으로 적층된 제1, 제2 및 제3 발광부들을 가질 수 있다.
나아가, 상기 발광 소자는 상기 적어도 하나의 발광 셀 상에 배치된 공통 패드, 제1 내지 제3 패드들을 더 포함할 수 있으며, 상기 공통 패드는 상기 제1, 제2 및 제3 발광부에 공통으로 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2 및 제3 패드들은 각각 상기 제1, 제2 및 제3 발광부에 전기적으로 연결될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 차광막은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, 포토레지스트, 에폭시, PDMS 또는 블랙매트릭스를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 차광막은 상기 기판의 제1 면에 배치되되, 상기 기판의 제1 면 상에서 상기 발광 셀들 사이를 채워 상기 발광 셀들 각각의 상부면과 동일한 상부면을 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자는, 상기 차광막 상에 배치되고, 상기 발광 셀들 각각과 전기적으로 연결되는 패드들을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자는, 상기 차광막 상에 배치되는 절연막, 상기 절연막 및 상기 차광막을 관통하여 상기 발광 셀들 각각과 전기적으로 연결되는 관통 전극들, 및 상기 절연막 상에 배치되며 상기 관통 전극들과 전기적으로 연결되는 패드들을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 오목부는, 상기 기판의 제1 면으로부터 상기 기판 내부로 연장하는 제1 오목부와, 상기 기판의 제2 면으로부터 상기 기판 내부로 연장하는 제2 오목부를 포함하고, 상기 차광막은 상기 제1 오목부의 적어도 일부를 채우는 제1 차광막과, 상기 제2 오목부의 적어도 일부를 채우는 제2 차광막을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제1 차광막의 기판 내 단부와 상기 제2 차광막의 기판 내 단부는 서로 오버랩될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제1 차광막은 제1 방향으로 연장하는 수직부 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장하는 수평부를 포함하되, 상기 제1 차광막은 상기 수직부 및 상기 수평부는 서로 교차하고, 상기 제2 차광막은 상기 제1 방향으로 연장하며 서로 평행한 수직부들 및 상기 제2 방향으로 연장하는 수평부들을 포함하되, 상기 제2 차광막은 상기 수직부들 각각과 상기 수평부들 각각은 서로 교차할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 제2 차광막의 수직부들 사이에 상기 제1 차광막의 수직부가 배치되고, 상기 제2 차광막의 수평부들 사이에 상기 제1 차광막의 수평부가 배치될 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 기판은 상기 복수의 발광 셀들이 배치되는 셀 영역들 및 상기 셀 영역들을 제외하는 주변 영역을 포함하고, 상기 셀 영역들 각각은 상기 제1 차광막 및 상기 제2 차광막에 의해 정의되는 출광 영역들을 포함하되, 상기 출광 영역들 각각은 상기 셀 영역들 각각보다 작을 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 출광 영역들 각각에는 요철 구조를 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 차광막은 상기 기판의 제2 면에 배치되며, 상기 발광 소자는, 상기 기판을 관통하며 상기 차광막과 상기 발광 셀들을 전기적으로 연결하는 관통 전극들을 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 차광막은 Ti, Ni, Al, Ag 또는 Cr을 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 발광 소자는, 상기 기판의 제1 면과 상기 발광 셀들 사이에 배치되며, 상기 발광 셀들과 전기적으로 연결되는 패드를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 기판은 상기 복수의 발광 셀들이 배치되는 셀 영역들 및 상기 셀 영역들을 제외하는 주변 영역을 포함하고, 상기 셀 영역들 각각은 상기 차광막에 의해 정의되는 출광 영역들을 포함하되, 상기 출광 영역들 각각은 상기 셀 영역들 각각보다 작을 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 출광 영역들 각각에는 요철 구조를 가질 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 오목부는 단면적 관점에서, 'V'자형 구조, 상기 기판의 제1 면 또는 제2 면이 열린 다각형 구조, 및 'U'자형 구조 중 하나를 포함할 수 있다.
실시예들에 따르면, 상기 차광막은 상기 오목부의 적어도 일부를 채우고 상기 기판의 제1 면 또는 제2 면으로 연장할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자에 따르면, 복수의 발광 셀들을 포함하는 기판에 오목부를 형성하고 오목부의 적어도 일부를 채우는 차광막을 배치함으로써, 이웃하는 발광 셀들로부터 발생된 광 각각이 차광막에 의해 차단, 흡수, 또는 반사되어 서로 영향을 미치지 않아, 색혼합과 같은 문제를 방지하여 발광 소자의 색재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 차광막을 기판의 양면에 배치하여 얇은 기판을 포함하는 발광 소자가 외부 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
발광 셀들 각각이 배치되는 셀 영역의 일부를 차광하여 셀 영역보다 작게 출광 영역을 형성하고, 발광 셀로부터 출광 영역을 통한 광은 보다 집중되어 출광함으로써 발광 소자의 명암비(contrast)를 향상시킬 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 1b는 도 1a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 1c는 도 1a의 발광 소자의 오목부를 확대한 도면이다.
도 1d 내지 도 1f는 도 1c의 오목부의 변형예들이다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예들에 따른 차광막의 구조를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 3b는 도 3a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 4b는 도 4a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 5b는 도 5a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 6b는 도 6a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 7c는 도 7a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 8c는 도 8a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 9c는 도 9a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이다.
도 10c는 도 10a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이다.
도 11b는 도 11a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 12a, 도 13a, 도 14a, 도 15a 및 도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 12b, 도 13b, 도 14b, 도 15b 및 도 16b는 각각 도 12a, 도 13a, 도 14a, 도 15a 및 도 16a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 17a, 도 18a 및 도 19a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이다.
도 17b, 도 18b 및 도 19b는 각각 도 17a, 도 18a 및 도 19a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예들을 설명한다. 그러나 본 발명은, 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 따른 발광 소자에 대해 상세히 설명한다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이고, 도 1b는 도 1a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다. 도 1c는 도 1b의 발광 소자의 오목부(106)를 확대한 도면이고, 도 1d 내지 도 1f는 도 1c의 오목부(106)의 변형예들이다.
도 1a 내지 도 1c를 참조하면, 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 질화갈륨계 반도체층을 성장시킬 수 있는 기판(100)으로, 사파이어(Al2O3), 탄화실리콘(SiC), 질화갈륨(GaN), 질화인듐갈륨(InGaN), 질화알루미늄갈륨(AlGaN), 질화알루미늄(AlN), 산화갈륨(Ga2O3), 갈륨비소(GaAs), 또는 실리콘(Si)를 포함할 수 있다. 또한, 기판(100)은 유연성(flexible) 기판이거나, 회로가 형성된 기판일 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 제1 면(102)과, 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제2 면(104)이 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된 광의 출광면일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 기판(100)은 가능한 얇은 두께를 가질 수 있다. 기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된 광이 이동 가능한 도광판으로 기능할 수 있어, 이러한 도광판으로서의 기능을 상실시키기 위하여 최대한 얇은 두께를 가질 수 있다. 예컨대, 기판(100)은 약 80 내지 200um의 두께를 가질 수 있다.
기판(100)의 제1 면(102)에는, 기판(100)을 식각하여 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되는 오목부(106)를 형성할 수 있다. 오목부(106)는 제1 방향(DR1)으로 연장하는 수직부(VL)와, 제1 방향(DR1)과 수직인 제2 방향(DR2)으로 연장하는 수평부(HL)를 포함할 수 있다. 수직부(VL) 및 수평부(HL)는 서로 교차할 수 있다.
도 1c를 참조하면, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 기판(100) 내부 일 지점으로 수렴하는 두 개의 변들을 갖는 'V'자형 구조를 가질 수 있다. 오목부(106)의 깊이(DT)는 기판(100)의 두께(DT_S)의 1/3 내지 2/3일 수 있다. 일 예로, 기판(100)이 80 내지 100um의 두께(DT_S)를 가질 때, 오목부(106)는 25 내지 70um의 깊이(DT)를 가질 수 있다. 또한, 오목부(106)의 두 변들 사이 최장폭(WT)은 20 내지 30um일 수 있다. 오목부(106)의 두 변들 사이의 각도(β)는 40 내지 80도일 수 있다.
오목부(106)는 'V'자형 구조뿐만 아니라 다양한 구조를 가질 수 있다. 도 1d를 참조하면, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되며 서로 평행한 두 수직면과, 수직면 사이를 연결하는 수평면을 포함할 수 있다. 단면적 관점에서, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)에 대응되는 면이 '열린 사각형(open square)' 구조를 가질 수 있다. 도 1e를 참조하면, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되며 서로 평행한 두 수직면들과, 두 수직면들 사이 접점으로 수렴하는 두 면들을 포함할 수 있다. 단면적 관점에서, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)에 대응하는 면이 '열린 오각형(open pentagon)'구조를 가질 수 있다. 도 1f를 참조하면, 오목부(106)는 기판(100)의 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되며 곡면을 가지며, 단면적 관점에서 'U'자 구조를 가질 수 있다. 실시예들에서 설명된 오목부(106)의 구조는 예시적인 것으로 오목부(106)는 다양할 수 있으며, 본 발명에서 오목부(106)의 구조를 이로 한정하는 것은 아니다.
오목부(106) 내부에는, 오목부(106)의 적어도 일부에 형성된 차광막(140)이 배치될 수 있다. 차광막(140)은 이웃하는 두 개의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 예컨대, 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 사이에서, 제1 발광 셀(LEC_1)에서 발생된 광이 제2 발광 셀(LEC_2)에 영향을 미치지 않도록 제1 발광 셀(LEC_1)에서 발생된 광을 제1 발광 셀(LEC_1) 방향으로 반사시키거나 차단 또는 흡수시킬 수 있다. 마찬가지로, 제2 발광 셀(LEC_2)에서 발생된 광이 제1 발광 셀(LEC_1)에 영향을 미치지 않도록 제2 발광 셀(LEC_2)에서 발생된 광을 제2 발광 셀(LEC_2) 방향으로 반사시키거나 차단 또는 흡수시킬 수 있다. 예컨대, 차광막(140)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트(photoresist), 에폭시(epoxy), PDMS(polydimethylsiloxane) 및 블랙매트릭스(black matrix)과 같은 물질을 포함할 수 있다.
이하, 차광막(140)의 구조를 상세하게 설명하되, 도 1c에 도시된 오목부(106)에 형성된 차광막(140)을 예시적으로 설명하기로 한다.
도 2a 내지 도 2d는 본 발명의 실시예들에 따른 차광막의 구조를 설명하기 위한 단면도들이다.
도 2a를 참조하면, 차광막(140)은 오목부(106)를 완전하게 매립하지 않으며, 오목부(106)의 내측벽을 따라 연속적으로 컨포멀하게(comformally) 형성될 수 있다. 도 2b를 참조하면, 차광막(140)은 오목부(106)를 완전하게 채우지 않으며, 오목부(106)의 내측벽 상에 컨포멀하게 형성되고, 기판(100)의 제1 면(102) 상으로 연장되어, 기판(100)의 제1 면(102)의 적어도 일부를 덮을 수 있다. 도 2c를 참조하면, 차광막(140)은 오목부(106)를 매립하며 기판(100)의 제1 면(102)과 동일한 평면에 상부면을 가질 수 있다. 도 2d를 참조하면, 차광막(140)은 오목부(106)를 매립하며, 기판(100)의 제1 면(102) 상으로 연장되어 기판(100)의 제1 면(102)의 적어도 일부를 덮을 수 있다.
본 실시예들에서는 오목부(106)가 도 1c에 도시된 오목부(106) 구조인 것을 예시적으로 설명하나, 도 1d 내지 도 1f에 도시된 오목부(106) 구조에도 동일하게 적용될 수 있어 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1a 및 도 1b를 참조하면, 기판(100) 상에 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)은 일 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)의 이격 거리는 발광 소자가 실장되는 장치에 따라 변경될 수 있다.
일 실시예에 따른 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 105 내지 150도의 지향각(α)을 가질 수 있다. 전술한 바와 같이, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 사이의 이격 거리는 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 실장되는 장치에 따라 변화될 수 있다. 따라서, 105 내지 150도의 지향각(α)을 갖는 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 사이에서, 기판(100)에 차광막(140)이 형성된 오목부(106)가 배치되되, 제1 발광 셀(LEC_1)(또는 제2 발광 셀(LEC_2))에서 발생되는 광이 차광막(140)에 의해 반사, 차단, 또는 흡수되어 제2 발광 셀(LEC_2)(또는 제1 발광 셀(LEC_1))에 영향을 미치지 않을 수 있는 위치에 오목부(106)가 배치될 수 있다.
한편, 기판(100) 상에 배치된 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)은 목적하는 장치에 한번에 실장되는 단위일 수 있다. 일 예로, 기판(100) 상에 4개의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 형성된 발광 소자는 한번의 공정으로 4개의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 목적하는 장치에 실장할 수 있다. 본 실시예에서는 4개의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 예시적으로 설명하나, 본 발명에서 발광 소자 내 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)의 수량을 이로 한정하지 않는다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110)은 Si이 도핑된 질화갈륨계 반도체층을 포함하는 n형 반도체층일 수 있다. 제2 도전형 반도체층(114)은 Mg이 도핑된 질화갈륨계 반도체층을 포함하는 p형 반도체층일 수 있다. 이와는 다르게, 제1 도전형 반도체층(110)은 p형 반도체층일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(114)은 n형 반도체층일 수 있다. 활성층(112)은 다중양자우물구조(Multi Quantum Well: MQW)을 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 그 조성비가 결정될 수 있다. 오믹층(116)은 ZnO(Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide) 등과 같은 투명 산화물층(Transparent Conductive Oxide: TCO)이 사용될 수 있다.
또한, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 도전형 반도체층(110)과 전기적으로 연결되는 제1 패드(120) 및 오믹층(116)과 전기적으로 연결되는 제2 패드(130)를 더 포함할 수 있다. 제1 패드(120) 및 제2 패드(130) 각각은 Au, Ti, Ni, Cr, 및 Al으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 개략적인 평면도이고, 도 3b는 도 3a의 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 본 실시예에 따른 발광 소자는 도 1a 및 도 1b를 참조하여 설명한 발광 소자와 대체로 유사하나, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각이 수직 적층된(vertically stacked) 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)를 포함하는 것에 차이가 있다. 이하에서는 중복을 피하기 위해 차이점에 대해 설명한다. 기판(100)의 제2 면(104)이 출광면일 경우, 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)는 가장 짧은 파장의 광을 발생시키고, 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)는 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)에서 발생되는 광보다 길고 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)에서 발생된 광보다는 짧은 파장의 광을 발생시키고, 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 가장 긴 파장의 광을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)는 청색광을 발생시키고, 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)는 녹색광을 발생시키며, 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 적색광을 발광시킬 수 있다. 그러나 본 개시가 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제2 발광부(LEC_1_2, 2-2)가 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)보다 단파장의 광을 방출할 수 있다. 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)는 제1 n형 반도체층, 제1 활성층, 제1 p형 반도체층, 및 제1 오믹층을 포함할 수 있다. 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)는 제2 n형 반도체층, 제2 활성층, 제2 p형 반도체층, 및 제2 오믹층을 포함할 수 있다. 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 제3 n형 반도체층, 제3 활성층, 제3 p형 반도체층, 및 제3 오믹층을 포함할 수 있다. 제1 n형 반도체층, 제2 n형 반도체층, 및 제3 n형 반도체층 각각은 Si이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다. 제1 p형 반도체층, 제2 p형 반도체층, 및 제3 p형 반도체층 각각은 Mg이 도핑된 질화갈륨계 반도체층일 수 있다. 제1 활성층, 제2 활성층, 및 제3 활성층 각각은 다중양자우물구조을 포함할 수 있고, 원하는 피크 파장의 광을 방출하도록 그 조성비가 결정될 수 있다. 제1 오믹층, 제2 오믹층, 및 제3 오믹층 각각은 ZnO(Zinc Oxide), ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc Tin Oxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), AZO(Aluminum-doped Zinc Oxide) 등과 같은 투명 산화물층(Transparent Conductive Oxide: TCO)이 사용될 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 오믹층, 제2 오믹층, 및 제3 오믹층(도시하지 않음)을 한번에 전기적으로 연결하는 공통 패드(120a), 제1 n형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제1 패드(120b), 제2 n형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제2 패드(120c), 및 제3 n형 반도체층과 전기적으로 연결되는 제3 패드(120d)를 더 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 n형 반도체층, 제2 n형 반도체층, 및 제3 n형 반도체층을 한번에 전기적으로 연결하는 공통 패드(120a), 제1 오믹층과 전기적으로 연결되는 제1 패드(120b), 제2 오믹층과 전기적으로 연결되는 제2 패드(120c), 및 제3 오믹층과 전기적으로 연결되는 제3 패드(120d)를 더 포함할 수 있다.
일 예로, 발광 셀들 각각이 수직 적층된 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)를 포함하는 경우, 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)의 적어도 일부를 노출시키고, 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)는 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)의 적어도 일부를 노출시켜, 공통 패드(120a), 제1 패드(120b), 제2 패드(120c), 및 제3 패드(120d) 각각을 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이 경우, 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)보다 작고, 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)는 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1)보다 작을 수 있다.
다른 예로, 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3) 각각은 동일한 크기를 가지며, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 공통 패드(120a), 제1 패드(120b), 제2 패드(120c), 및 제3 패드(120d) 각각과 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)와 전기적으로 연결시키는 복수의 비아 구조물들(도시하지 않음)을 더 포함할 수 있다.
또 다른 예로, 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1) 및 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2) 각각은 동일한 크기를 가지되, 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)는 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)의 적어도 일부를 노출시켜, 공통 패드(120a), 제1 패드(120b), 제2 패드(120c), 및 제3 패드(120d) 각각은 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2), 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)와 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이때, 제1 발광부(LEC_1_1, LEC_2_1) 및 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2)와 공통 패드(120a), 제1 패드(120b) 및 제2 패드(120c)는 복수의 비아 구조물(도시하지 않음)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 오목부(106) 및 차광막(140)은 도 1a 내지 도 1f를 참조하여 설명한 것 뿐만 아니라, 도 2a 내지 도 2d를 참조하여 설명한 것들도 유사하게 채택될 수 있다.
본 실시예에서, 3개의 발광부들이 수직으로 적층된 것에 대해 설명하지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 2개의 발광부들 또는 4개 이상의 발광부들이 수직으로 적층될 수도 있다.
나아가, 기판(100) 상에 배치된 발광셀들이 모두 수직으로 적층된 발광부들을 가질 수 있지만, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 일부 발광셀은 단일의 발광부를 가질 수도 있다.
또한, 본 실시예에서 설명된 수직으로 적층된 발광부들은 뒤에서 설명되는 다양한 실시예들의 발광셀에도 적용될 수 있다.
도 4a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이고, 도 4b는 도 4a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다. 도 5a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이고, 도 5b는 도 5a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 4a, 도 4b, 도 5a, 및 도 5b를 참조하면, 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 제1 면(102)과, 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제1 면(102)에는 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되는 오목부(106)를 형성할 수 있다. 기판(100) 및 오목부(106)는 도 1a 및 도 1b에서 설명된 것과 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
상세하게 도시되지 않았으나,오목부(106)의 구조는 도 1c 내지 도 1f에 설명된 오목부(106)의 구조를 가질 수 있다. 그러나, 본 발명이 이상의 구조로 오목부(106)의 구조를 한정하는 것은 아니다.
기판(100)의 제1 면(102) 상에 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 일 거리로 이격되어 배치될 수 있다. 본 실시예에서 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 수직 적층된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)과, 제1 도전형 반도체층(110)과 전기적으로 연결되는 제1 패드(120)와, 오믹층(116)과 전기적으로 연결되는 제2 패드(130)를 포함할 수 있다.
차광막(140)은 오목부(106)를 채우며 제1 면(102) 상에서 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 덮으며 배치될 수 있다. 이 경우, 차광막(140)은 포토레지스트, 에폭시, PDMS 및 블랙 매트릭스와 같은 절연 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)의 활성층들(112) 각각에서 발생된 광은 활성층(112) 상하 좌우 사방으로 발광하는데, 차광막(140)이 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 사이에 배치되어, 광이 혼합되는 것을 방지할 수 있다. 더욱 구체적으로 설명하면, 기판(100)의 제1 면(102) 상부에서는 차광막(140)이 이웃하는 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 예컨대 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 사이에 배치되어 제1 발광 셀(LEC_1)의 활성층(112)에서 발생된 광은 제2 발광 셀(LEC_2)에 영향을 미치지 않고 기판(100)의 제1 면(102) 방향으로 조사되고, 제2 발광 셀(LEC_2)의 활성층(112)에서 발생된 광은 제1 발광 셀(LEC_1)에 영향을 미치지 않고 기판(100)의 제1 면(102) 방향으로 조사될 수 있다. 기판(100)으로 조사된 제1 발광 셀(LEC_1)의 광과 제2 발광 셀(LEC_2)의 광 각각은 기판(100) 내에서 사방으로 조사될 수 있으나, 제1 발광 셀(LEC_1)의 광과 제2 발광 셀(LEC_2)의 광 각각은 오목부(106)를 채우는 차광막(140)에서 반사, 차단, 또는 흡수되어 서로에게 영향을 미치지 않을 수 있다.
또한, 차광막(140)이 오목부(106)를 채우고, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 덮으며 형성됨으로써, 얇은 기판(100)이 외부 충격으로 쪼개지거나 손상되는 것을 방지할 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 차광막(140)의 상부면은 오믹층(116)의 상부면과 실질적으로 동일 평면일 수 있다. 또한, 차광막(140)은 오믹층(116)를 노출시킬 수 있다. 일 예로, 제1 패드(120)는 차광막(140)에 의해 매립되어, 차광막(140)을 관통하는 관통 전극(122)을 통해 차광막(140) 상에 배치되는 제3 패드(124)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 패드(130)는 차광막(140) 상에 노출된 오믹층(116) 상에 배치될 수 있다.
도 5a 및 도 5b를 참조하면, 차광막(140) 상에 절연막(150)이 더 배치될 수 있다. 절연막(150)은 차광막(140)과 실질적으로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이와는 다르게, 절연막(150)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물을 포함할 수도 있다. 발광 소자는, 절연막(150)을 관통하며 제1 패드(120)와 전기적으로 연결되는 제1 관통 전극(122)과, 제2 패드(130)와 전기적으로 연결되는 제2 관통 전극(132)과, 절연막(150) 상에 배치되며 제1 관통 전극(122)과 전기적으로 접촉하는 제3 패드(124)와, 제2 관통 전극(132)과 전기적으로 접촉하는 제4 패드(134)를 더 포함할 수 있다. 이 경우, 제1 패드(120) 및 제2 패드(130) 사이 이격 거리가 실장되는 장치에서 요구되는 이격 거리와 상이한 경우, 제1 패드(120)와 전기적으로 연결된 제3 패드(124) 및 제2 패드(130)와 전기적으로 연결된 제4 패드(134)의 위치를 변경하여 실장되는 장치의 목적하는 거리로 조정할 수 있다.
도 4a, 도 4b, 도 5a 및 도 5b에 도시된 기판(100), 오목부(106), 차광막(140), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 1a 내지 도 1f, 도 2a 내지 도 2d에서 설명된 기판(100), 오목부(106), 차광막(140), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 6a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도고, 도 6b는 도 6a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다.
도 6a 및 도 6b를 참조하면, 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 제1 면(102)과, 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제1 면(102)에는 제1 면(102)으로부터 내부로 연장되는 제1 오목부(106)를 형성할 수 있다. 제1 오목부(106)는 제1 방향(DR1)으로 연장하는 수직부(VL)와 제1 방향(DR1)과 수직인 제2 방향(DR2)으로 연장하는 수평부(HL)를 포함할 수 있다. 제1 오목부(106)의 수직부(VL) 및 수평부(HL)는 서로 교차할 수 있다. 기판(100)의 제2 면(104)에는 제2 면(104)으로부터 내부로 연장되는 제2 오목부(108)를 형성할 수 있다. 제2 오목부(108)는 제1 방향(DR1)으로 연장하며 서로 평행한 수직부들(VL)과 제2 방향(DR2)으로 연장하며 서로 평행한 수평부들(HL)을 포함할 수 있다. 제2 오목부(108)의 수직부들(VL) 및 수평부들(HL)을 서로 교차할 수 있다.
평면적 관점에서, 제1 오목부(106)의 수직부(VL)는 제2 오목부(108)의 수직부들(VL)과 오버랩되지 않으며, 제1 오목부(106)의 수평부(HL)는 제2 오목부(108)의 수평부들(HL)과 오버랩되지 않을 수 있다. 일 예로, 제1 오목부(106)의 수직부(VL)는 제2 오목부(108)의 이웃하는 두 개의 수직부들(VL) 사이에 배치될 수 있다. 제1 오목부(106)의 수평부(HL)는 제2 오목부(108)의 이웃하는 두 개의 수평부들(HL) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제2 오목부(108)가 제1 오목부(106)보다 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)에 더 인접하게 배치될 수 있다.
단면적 관점에서, 제1 오목부(106)의 수직부(VL)는 제2 오목부(108)의 이웃하는 두 개의 수직부들(VL) 사이에 배치될 수 있다. 도 6b의 A부분을 참조하면, 제1 오목부(106)의 수직부(VL)의 단부와 제2 오목부(108)의 수직부들(VL) 각각의 단부는 서로 오버랩될 수 있다.
본 실시예에서는 제1 오목부(106) 및 제2 오목부(108) 각각의 구조가 도 1c에서 설명된 구조를 사용하는 것으로 도시되었으나, 제1 오목부(106) 및 제2 오목부(108) 각각의 구조는 도 1d 내지 도 1f에 설명된 오목부(106)의 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 제1 오목부(106) 및 제2 오목부(108) 각각의 구조를 이것으로 한정하는 것은 아니다.
제1 오목부(106) 내부에는, 제1 오목부(106)의 적어도 일부를 채우는 제1 차광막(140)이 배치될 수 있다. 제2 오목부(108) 내부에는, 제2 오목부(108)의 적어도 일부를 채우는 제2 차광막(145)이 배치될 수 있다. 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145) 각각은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다. 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145) 각각은 도 2a의 구조를 사용한 것으로 도시되었으나, 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145) 각각의 구조는 2a 내지 2d에서 설명된 차광막(140) 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145) 각각의 구조를 이로 한정하는 것은 아니다.
복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 예컨대 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)에 인접한 배치된 제2 차광막(145)에 의해 반사, 차단 및 흡수되는데, 제2 차광막(145)을 제외한 공간으로 통과한 광은 제1 차광막(140)에 의해 반사, 차단 및 흡수될 수 있다. 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 사이에 제2 차광막(145) 및 제1 차광막(140)이 배치됨으로써, 제1 발광 셀(LEC_1)에서 발생된 광이 제2 발광 셀(LEC_2)에 영향을 미치기 어렵고 제2 발광 셀(LEC_2)에서 발생된 광이 제1 발광 셀(LEC_1)에 영향을 미치기 어려울 수 있다. 따라서, 복수의 발광 셀로부터 발생된 광이 혼합되어 발생되는 문제를 방지할 수 있다.
도 6a 및 도 6b에 도시된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 1a 내지 도 1f, 도 2a 내지 도 2d에서 설명된 기판(100), 오목부(106), 차광막(140), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이고, 도 7c는 도 7a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다. 도 7a는 발광 소자를 일 측, 예컨대 패드들이 배치되는 위치에서 바라본 평면도이고, 도 7b는 발광 소자를 일 측에 대향하는 타 측, 예컨대 출광면에서 바라본 평면도이다.
도 7a 내지 도 7c를 참조하면, 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 제1 면(102)과, 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있다. 기판(100)의 제1 면(102)에는 제1 오목부(106)가 형성되고, 기판(100)의 제2 면(104)에는 제2 오목부(108)가 형성될 수 있다. 제1 오목부(106)는 수직부(VL) 및 수평부(HL)를 포함하며, 제2 오목부(108)는 수직부들(VL) 및 수평부들(HL)을 포함할 수 있다. 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)은 기판(100)의 제1 면(102) 상에 배치되되, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 또한, 발광 소자는 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)의 제1 도전형 반도체층들(110) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 패드들(120)과, 오믹층들(116) 각각과 전기적으로 연결되는 제2 패드들(130)을 더 포함할 수 있다. 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 제1 패드들(120), 및 제2 패드들(130)은 도 6a 및 도 6b에서 설명된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 제1 패드들(120), 및 제2 패드들(130)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 위치하는 셀 영역들(CA)과, 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(CA) 각각은 광이 출광되는 출광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 출광 영역(EA)은 셀 영역(CA)보다 작을 가질 수 있다.
도 7a 및 도 7c를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102) 상에 제1 오목부(106)의 적어도 일부를 채우는 제1 차광막(140)이 제공될 수 있다. 제1 차광막(140)은 셀 영역들(CA)을 노출시키도록 주변 영역(PA)의 일부를 덮으며 배치될 수 있다.
도 7b 및 도 7c를 참조하면, 기판(100)의 제2 면(104) 상에 제2 오목부(108)의 적어도 일부를 채우는 제2 차광막(145)이 제공될 수 있다. 제2 차광막(145)은 주변 영역(PA)을 덮고 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어, 출광 영역들(EA)을 노출시킬 수 있다. 일 예로, 평면적 관점에서 셀 영역(CA)이 사각형 구조를 갖는 경우, 출광 영역(EA)은 셀 영역(CA)과 동심을 가지는 사각형 구조를 가지되, 셀 영역(CA)보다 작을 가질 수 있다.
본 실시예에서는 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145) 각각을 도 2b에서 설명된 구조로 예시적으로 설명하고 있으나, 도 2a, 도 2c 내지 도 2d에 도시된 차광막(140)의 구조 중 적어도 하나를 취할 수 있으며, 본 발명이 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)의 구조를 이로 한정하는 것은 아니다.
이 경우, 발광 셀로부터 발광되는 광이 발광 셀보다 작은 크기의 출광 영역(EA)을 통해 조사되되, 출광 영역(EA)을 제외한 부분은 제2 차광막(145)에 의해 차광됨으로써, 발광 셀로부터 발광된 광이 출광 영역(EA)에 집중되어 출광될 수 있다. 이로써, 발광 소자는 우수한 명암비(contrast)를 가질 수 있다.
게다가, 기판(100)의 두께가 얇은데 기판(100)의 제1 면(102) 및 제2 면(104) 각각에 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)이 형성되어, 기판(100)이 외부 충격에 의해 파손되어 발광 소자가 손상되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 기판(100)이 글래스(glass) 재질을 포함하고, 기판(100)의 제2 면(104)이 출사면일 때, 출사면의 제2 면(104)으로 외부의 광이 반사되어 목적하지 않은 외부 물체가 시인되는 현상을 기판의 제2 면(104)의 제2 차광막(145)에 의해 방지할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 출광 영역들(EA)에 대응되는 기판(100)의 제2 면(104)에 러프닝(roughing) 공정을 이용하여 요철 구조(PT)를 형성할 수 있다. 출광 영역들(EA) 각각이 요철 구조(PT)를 가짐으로써, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각보다 작은 출광 영역(EA)을 통해 출광하는 광이 요철 구조(PT)에 의해 산란되어, 발광 소자의 광추출 효과를 증대시킬 수 있다. 한편, 출광 영역들(EA)에 대응되는 기판(100)의 제2 면(104)에 요철 구조(PT)는 생략될 수도 있다.
도 7a 내지 도 7c에 도시된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 1a 내지 도 1f, 도 2a 내지 도 2d에서 설명된 기판(100), 오목부(106), 차광막(140), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 8a 및 도 8b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이고, 도 8c는 도 8a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다. 도 8a는 발광 소자를 일 측, 예컨대 패드들이 배치되는 위치에서 바라본 평면도이고, 도 8b는 발광 소자를 일 측에 대향하는 타 측, 예컨대 출광면에서 바라본 평면도이다.
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 발광 소자는 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 제1 면(102)과, 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 포함할 수 있다. 기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 위치하는 셀 영역들(CA)과, 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(CA) 각각은 출광 영역(EA)을 포함할 수 있다. 출광 영역(EA)은 셀 영역(CA)보다 작을 수 있다. 기판(100)의 제1 면(102)에는 제1 오목부(106)가 형성되고, 기판(100)의 제2 면(104)에는 제2 오목부(108)가 형성될 수 있다. 제1 오목부(106)는 수직부(VL) 및 수평부(HL)를 포함하며, 제2 오목부(108)는 수직부들(VL) 및 수평부들(HL)을 포함할 수 있다.
기판(100), 제1 오목부(106), 및 제2 오목부(108)는 도 7a 내지 도 7c에서 설명된 기판(100), 제1 오목부(106), 및 제2 오목부(108)와 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
발광 소자는 제1 오목부(106)에 형성된 제1 차광막(140) 및 제2 오목부(108)에 형성된 제2 차광막(145)을 더 포함할 수 있다. 제1 차광막(140)은 제1 오목부(106)의 적어도 일부를 채우며 배치되며, 도 2b에 도시된 구조를 가질 수 있다. 제2 차광막(145)은 제2 오목부(108)의 적어도 일부를 채우며 배치되며, 도 2b에 도시된 구조를 가질 수 있다.
제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)이 도 2b에 도시된 구조로 예시적으로 도시하였으나, 도 2a, 도 2c 내지 도 2d에 도시된 차광막(140)의 구조 중 적어도 하나를 취할 수 있으며, 본 발명이 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)의 구조를 이로 한정하는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 제1 차광막(140)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다. 제2 차광막(145)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함할 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(110)은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(114)은 p형 반도체층일 수 있다. 이와는 다르게, 제1 도전형 반도체층(110)은 p형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층(114)은 n형 반도체층일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 제1 도전형 반도체층(110)이 관통 전극(VE)을 통해 제2 차광막(145)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전술한 바와 같이, 제2 차광막(145)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하여, 전극으로 기능할 수 있다. 즉, 제2 차광막(145)을 통해 제1 도전형 반도체층들(110) 각각으로 전류를 공급할 수 있으며, 제2 차광막(145)은 제1 도전형 반도체층들(110)로 전류는 공급하는 공통 패드로 기능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)에 의해 이웃하는 두 개의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 예컨대, 제1 발광 셀(LEC_1) 및 제2 발광 셀(LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 서로 혼합되지 않아, 발광 소자는 우수한 색재현성을 가질 수 있다. 또한, 제1 차광막(140)이 기판(100)의 제1 면(102)에 배치되고 제2 차광막(145)이 기판(100)의 제2 면(104)에 배치되어, 얇은 두께의 기판(100)이 외부의 충격에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다. 그리고, 제2 차광막(145)은 금속을 포함하여 제1 도전형 반도체층들(110)로 전류를 제공하는 공통 패드로 기능할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 차광막(145)이 도 8b에 도시된 바와 같이 출광 영역들(EA)을 선택적으로 노출시키고 다른 부분을 차광함으로써, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된 광이, 셀 영역(CA)보다 작은 출광 영역(EA)을 통과하여 출광할 수 있다. 따라서, 발광 셀로부터 발광된 광이 출광 영역(EA)에 집중되어 출광될 수 있다. 이로써, 발광 소자는 우수한 명암비(contrast)를 가질 수 있다.
발광 소자는 오믹층들(116) 각각에 배치되는 패드(120)들을 더 포함할 수 있다. 패드(120)들 각각은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함할 수 있다. 패드(120)들은 오믹층들(116)을 통해 제2 도전형 반도체층들(114) 각각으로 전류를 제공할 수 있다.
한편 도시되지 않았으나, 제2 차광막(145)에 의해 노출된 기판(100)의 제2 면(104)의 출광 영역들(EA)에 요철 구조(PT)가 형성될 수 있다. 출광 영역들(EA) 각각이 요철 구조(PT)를 가짐으로써, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각보다 작은 출광 영역(EA)을 통해 출광하는 광이 요철 구조(PT)에 의해 산란되어 발광 소자의 광추출 효과를 증대시킬 수 있다.
도 8a 내지 도 8c에 도시된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 7a 내지 도 7c에서 설명된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145) 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 9a 및 도 9b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이고, 도 9c는 도 9a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다. 도 9a는 발광 소자를 일 측, 예컨대 패드들이 배치되는 위치에서 바라본 평면도이고, 도 9b는 발광 소자를 일 측에 대향하는 타 측, 예컨대 출광면에서 바라본 평면도이다.
도 9a 내지 도 9c를 참조하면, 발광 소자는 기판(100), 기판(100)의 제1 면(102) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 기판(100)의 제1 면(102) 상에 배치되어 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 전기적으로 연결되는 제1 패드(120) 및 제2 패드들(130), 및 기판(100)의 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)에 배치되는 차광막(145)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 셀 영역들(CA)과, 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함하고, 셀 영역들(CA) 각각은 셀 영역(CA)보다 작을 갖는 출광 영역(EA)을 포함할 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 수직 적층된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 제1 패드(120)는 제1 도전형 반도체층들(110)을 전기적으로 공통으로 연결할 수 있다. 제1 패드(120)는 제1 도전형 반도체층들(110)로 전류를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1 패드(120)는 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, Cu와 같은 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패드(120)는 제1 도전형 반도체층들(110) 및 기판(100)의 제1 면(102) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제1 패드(120)는 기판(100)의 중앙 부위에 배치되며 셀 영역들(CA)의 일부를 덮되, 출광 영역들(EA) 각각을 노출시킬 수 있다. 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 제1 패드(120)에 의해 덮인 부분에서 차단, 반사, 또는 흡수되고, 출광 영역들(EA)을 통해 기판(100)으로 조사될 수 있다. 따라서, 제1 패드(120)는 차광막으로 기능할 수 있다.
평면적 관점에서, 기판(100)은 사각형 구조이고, 기판(100)의 각 모서리에 기판(100)의 가장자리로부터 이격되어 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 패드(120)는 기판(100)의 각 모서리를 노출시키는 십자 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 패드(120)는 출광 영역들(EA)뿐만 아니라, 출광 영역들(EA) 각각으로부터 기판(100)의 각 모서리까지 노출시킬 수 있다. 다른 예로, 제1 패드(120)는 출광 영역들(EA)을 노출시키는 개구들을 포함하는 사각형 구조를 가질 수 있다. 이 경우, 제1 패드(120)는 출광 영역들(EA)만 선택적으로 노출시킬 수 있다.
제2 패드들(130) 각각은 오믹층들(116) 각각과 전기적으로 접촉하며 배치될 수 있다. 제2 패드들(130)은 오믹층들(116)을 통해 제2 도전형 반도체층들(114) 각각으로 전류를 공급할 수 있다.
기판(100)의 제2 면(104)에는 제2 면(104)으로부터 기판(100) 내부로 들어간 오목부(108)를 포함할 수 있다. 오목부(108)는 제1 방향(DR1)으로 연장하고 서로 평행한 수직부들(VL)과 제2 방향(DR2)으로 연장하고 서로 평행한 수평부들(HL)을 포함할 수 있다. 오목부(108)의 수직부들(VL) 및 수평부들(HL)은 서로 교차할 수 있다.
본 실시예에서는 오목부(108)의 구조가 도 1c에서 설명된 구조를 사용하는 것으로 도시되었으나, 오목부(108)의 구조는 도 1d 내지 도 1f에 설명된 오목부(106)의 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 오목부(108)의 구조를 한정하는 것은 아니다.
차광막(145)은 기판(100)의 제2 면(104)에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 차광막(145)은 오목부(108)의 적어도 일부를 채우는 제1 부분(145_1)과, 기판(100)의 제2 면(104)에서 모서리들에 각각 배치되되 출광 영역들(EA)을 노출시키도록 배치되는 제2 부분들(145_2)을 포함할 수 있다.
차광막(145)의 제1 부분(145_1)은 도 2a의 구조를 사용한 것으로 도시되었으나, 차광막(145)의 구조는 도 2b 내지 도 2d에서 설명된 차광막(140) 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 차광막(145)의 구조를 한정하는 것은 아니다.
차광막(145)의 제2 부분들(145_2)은 제1 패드(120)가 형성되지 않은 부분들에 대응되어 배치되되, 출광 영역들(EA)을 노출시킬 수 있다. 제2 부분들(145_2) 각각은 'L'자 구조를 가질 수 있다. 다른 실시예에 따르면, 차광막(145)은 도 7b에 도시된 바와 같이, 출광 영역들(EA)을 선택적으로 노출시키며 다른 부분들을 모두 덮는 구조를 가질 수도 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 차광막(145)의 제1 부분(145_1)에 의해 반사, 차단, 또는 흡수되어 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 광이 혼합되는 것을 방지하여 발광 소자의 색재현성을 향상시킬 수 있다.
또한, 차광막(145)의 제2 부분들(145_2) 각각은 제1 패드(120)가 덮지 않은 주변 영역(PA) 및 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어, 출광 영역들(EA)을 정의할 수 있다. 정의된 출광 영역들(EA)은 셀 영역들(CA) 내에서, 셀 영역들(CA) 각각보다 작을 수 있다. 따라서, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된 광은, 출광 영역들(EA)을 통해 선택적으로 집중되어 출광될 수 있다. 따라서, 발광 소자는 우수한 명암비를 나타낼 수 있다.
도 9a 내지 도 9c에 도시된 기판(100), 오목부(108), 차광막(145), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 8a 내지 도 8c에서 설명된 기판(100), 제2 오목부(108), 제2 차광막(145) 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 10a 및 도 10b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도들이고, 도 10c는 도 10a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다. 도 10a는 발광 소자를 일 측에서 바라본 평면도이고, 도 10b는 발광 소자를 일 측에 대향하는 타 측에서 바라본 평면도이다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 발광 소자는 기판(100), 기판(100)의 제1 면(102) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 기판(100)의 제1 면(102)에 배치되며 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 전기적으로 연결되는 제1 패드들(120) 및 제2 패드(130), 및 기판(100)의 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)에 배치되는 차광막(145)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 셀 영역들(CA)과, 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함하고, 셀 영역들(CA) 각각은 셀 영역(CA)보다 작은 출광 영역(EA)을 포함할 수 있다.
평면적 관점에서, 기판(100)은 사각형 구조이고, 기판(100)의 각 모서리에 기판(100)의 가장자리로부터 이격되어 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치될 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 수직 적층된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 제1 도전형 반도체층들(110) 각각과 전기적으로 연결할 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 제1 도전형 반도체층들(110) 각각으로 전류를 공급할 수 있다. 예컨대, 제1 패드(120)는 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, Cu와 같은 금속을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패드들(120) 각각은 제1 도전형 반도체층들(110) 및 기판(100)의 제1 면(102) 사이에 배치될 수 있다. 또한, 제1 패드들(120) 각각은 기판(100)의 모서리들에 각각 배치되되, 출광 영역들(EA)을 노출시키도록 배치될 수 있다. 일 예로, 제1 패드들(120)은 'L'자 구조를 가질 수 있다.
제1 패드들(120) 각각은 셀 영역들(CA) 각각의 일부를 덮되, 출광 영역들(EA) 각각을 노출시킬 수 있다. 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 제1 패드들(120)에 의해 덮인 부분에서 차단, 반사, 또는 흡수되고, 출광 영역들(EA)을 통해 기판(100)으로 조사될 수 있다. 따라서, 제1 패드들(120) 각각은 차광막으로 기능할 수 있다.
제2 패드(130)는 기판(100)의 중앙 부위에 배치되고, 오믹층들(116)과 전기적으로 공통으로 연결되어 기판(100)의 제1 면(102)으로 연장될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 발광 소자는 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 오믹층(116), 및 기판(100)과 제2 패드(130) 사이에 배치된 패시베이션막(PVT)을 더 포함할 수 있다. 제2 패드(130)는 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, Cu과 같은 금속을 포함하고, 패시베이션막(PVT)은 SiO2 또는 SiN과 같은 절연물을 포함할 수 있다. 패시베이션막(PVT)은 오믹층들(116) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 개구들을 포함할 수 있다. 개구들을 통해 제2 패드(130)는 오믹층들(116)과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 패드(130)가 오믹층들(116) 각각의 상부를 덮을 수 있다. 이 경우, 활성층들(112) 각각으로부터 사방으로 발광하는 광 중 일부가 제2 패드(130)에 의해 기판(100) 방향으로 반사될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패드들(120) 각각은 제2 패드(130)의 일부와 오버랩될 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어 출광 영역들(EA)을 노출시키며, 제2 패드(130)는 출광 영역들(EA) 각각을 포함하는 셀 영역들(CA) 각각을 덮을 수 있다.
차광막(145)은 기판(100)의 제2 면(104)에 형성된 오목부(108)의 적어도 일부를 채우며 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 오목부(108)의 구조가 도 1c에서 설명된 구조를 사용하는 것으로 도시되었으나, 오목부(108)의 구조는 도 1d, 도 1e, 및 도 1f에 설명된 오목부(106)의 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 오목부(108)의 구조를 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는 차광막(145)은 도 2b의 구조를 사용하는 것으로 도시하였으나, 차광막(145)의 구조는 도 2a, 도 2c, 및 도 2d에서 설명된 차광막(140) 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 차광막(145)의 구조를 한정하는 것은 아니다.
일 실시예에 따르면, 차광막(145)은 오목부(108)를 채우고 서로 연결되어 기판(100)의 제2 면(104)의 일부를 덮으며 배치될 수 있다. 차광막(145)은 기판(100)의 제2 면(104)의 중심 영역에 배치될 수 있다. 또한, 차광막(145)은 출광 영역들(EA)을 노출시키면서 제1 패드들(120)이 배치되지 않은 영역에 대응되도록 배치될 수 있다. 일 예로, 차광막(145)은 출광 영역들(EA)을 노출시키도록 '십자' 구조를 가질 수 있다. 예컨대, 차광막(145)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 차광막(145)에 의해 반사, 차단, 또는 흡수되어 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 광이 혼합되는 것을 방지하여 발광 소자의 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 차광막(145)은 제1 패드들(120)이 덮지 않은 주변 영역(PA) 및 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어 출광 영역(EA)을 정의할 수 있다. 정의된 출광 영역들(EA)은 셀 영역들(CA) 내에서, 셀 영역들(CA) 각각보다 작을 가질 수 있다. 따라서, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된광은 출광 영역들(EA)을 통해 선택적으로 집중되어 출광될 수 있다. 따라서, 발광 소자는 우수한 명암비를 나타낼 수 있다.
발광 소자는, 제1 패드들(120) 상부에서 제1 패드들(120) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 솔더들(SD1), 및 제2 패드(130) 상부에서 제2 패드(130)와 전기적으로 연결되는 제2 솔더(SD2)를 더 포함할 수 있다.
도 10a 내지 도 10c에 도시된 기판(100), 오목부(108), 차광막(145), 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 9a 내지 도 9c에서 설명된 기판(100), 오목부(108), 차광막(145) 및 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 11a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 발광 소자를 설명하기 위한 평면도이고, 도 11b는 도 11a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도이다. 도 11a는 발광 소자를 일 측, 예컨대 패드들이 배치되는 위치에서 바라본 평면도이고, 발광 소자를 일 측에 대향하는 타 측, 예컨대 출광면에서 바라본 평면도는 도 10b와 실질적으로 동일하여, 도 10b를 참조한다.
도 10b, 도 11a 및 도 11b를 참조하면, 발광 소자는 기판(100), 기판(100)의 제1 면(102) 상에 배치되는 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 기판(100)의 제1 면(102)에 배치되며 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)과 전기적으로 연결되는 제1 패드들(120) 및 제2 패드들(130), 기판(100)의 제1 면(102)에 배치되며 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 사이에 배치되는 제1 차광막(140), 및 기판(100)의 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)에 배치되는 제2 차광막(145)을 포함할 수 있다.
기판(100)은 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 배치되는 셀 영역들(CA)과, 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함하고, 셀 영역들(CA) 각각은 셀 영역(CA)보다 작은 출광 영역(EA)을 포함할 수 있다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 수직 적층된 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 및 오믹층(116)을 포함할 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 제1 도전형 반도체층들(110) 각각과 기판(100) 사이에 배치되며, 제1 패드들(120) 각각은 제1 도전형 반도체층들(110) 각각과 전기적으로 접할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기판(100)은 사각형 구조를 가지며, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각은 기판(100)의 각 모서리에 배치될 때, 제1 패드들(120)은 각 모서리에 배치되되 출광 영역들(EA) 각각을 노출시킬 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, Cu과 같은 금속을 포함할 수 있다.
제2 패드들(130) 각각은 오믹층들(116) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114), 오믹층(116), 및 기판(100)과, 제2 패드들(130) 사이에 배치된 패시베이션막(PVT)을 더 포함할 수 있다. 제2 패드들(130) 각각은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, Cu과 같은 금속을 포함하고, 패시베이션막(PVT)은 SiO2 또는 SiN과 같은 절연물을 포함할 수 있다. 패시베이션막(PVT)은 오믹층들(116) 각각의 적어도 일부를 노출시키는 개구들을 포함할 수 있다. 개구들을 통해 제2 패드들(130) 각각은 오믹층들(116) 각각과 전기적으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 패드들(130) 각각은 오믹층들(116) 각각의 상부를 덮을 수 있다. 이 경우, 활성층들(112) 각각으로부터 사방으로 발광하는 광 중 일부가 제2 패드(130)에 의해 기판(100) 방향으로 반사될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패드들(120) 각각은 제2 패드들(130) 각각과 오버랩될 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어 출광 영역들(EA)을 노출시키며, 제2 패드들(130) 각각은 출광 영역들(EA) 각각을 포함하는 셀 영역들(CA) 각각을 덮을 수 있다.
제1 차광막(140)은 기판(100)의 제1 면(102)에 형성된 제1 오목부(106)의 적어도 일부를 채우며 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 차광막(140)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 오목부(106)의 구조가 도 1c에서 설명된 구조를 사용하는 것으로 도시되었으나, 제1 오목부(106)의 구조는 도 1d 내지 도 1f에 설명된 오목부(106)의 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 제1 오목부(106)의 구조를 한정하는 것은 아니다. 또한, 본 실시예에서는 제1 차광막(140)은 도 2b의 구조를 사용하는 것으로 도시하였으나, 제1 차광막(140)의 구조는 도 2a, 도 2c, 및 도 2d에서 설명된 차광막 구조를 가질 수 있다. 한편, 본 발명이 이상의 구조로 제1 차광막(140)의 구조를 한정하는 것은 아니다.
제2 차광막(145)은 도 10a 내지 도 10c에서 설명된 제2 차광막(145)과 실질적으로 동일하여 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각으로부터 발생된 광은 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)에 의해 반사, 차단, 또는 흡수되어 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 광이 혼합되는 것을 방지하여 발광 소자의 색재현성을 향상시킬 수 있다. 또한, 제2 차광막(145)은 제1 패드들(120)이 덮지 않은 주변 영역(PA) 및 셀 영역들(CA)의 일부를 덮어 출광 영역들(EA) 각각을 정의할 수 있다. 정의된 출광 영역들(EA)은 셀 영역들(CA) 내에서, 셀 영역들(CA) 각각보다 작을 가질 수 있다. 따라서, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)로부터 발생된광은 출광 영역들(EA)을 통해 선택적으로 집중되어 출광될 수 있다. 따라서, 발광 소자는 우수한 명암비를 나타낼 수 있다.
도 11a 내지 도 11b에 도시된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145), 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 제1 패드들(120), 및 제2 패드들(130) 각각의 생략된 상세한 설명은 도 6a 내지 도 6b에서 설명된 기판(100), 제1 오목부(106), 제2 오목부(108), 제1 차광막(140), 제2 차광막(145), 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2), 제1 패드들(120), 및 제2 패드들(130),과 실질적으로 동일하여 상세한 설명을 생략하기로 한다.
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다. 도 7a 내지 도 7c에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 예시적으로 설명하기로 한다.
도 12a, 도 13a, 도 14a, 도 15a 및 도 16a는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 제조하는 방법을 설명하기 위한 평면도들이고, 도 12b, 도 13b, 도 14b, 도 15b 및 도 16b는 각각 도 12a, 도 13a, 도 14a, 도 15a 및 도 16a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102) 상에 셀들을 형성할 수 있다.
기판(100) 제1 면(102) 상에 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 및 제2 도전형 반도체층(114)을 MOCVD(Metal-Organic Chemical Vapor Deposition), MBE(Molecular Beam Epitaxy), HVPE(Hydride Vapor Phase Epitaxy), MOC(Metal-Organic Chloride) 등의 성장법을 이용하여 형성할 수 있다.
이어서, 제2 도전형 반도체층(114) 상에 오믹층(116)을 증착 공정을 이용하여 형성할 수 있다.
오믹층(116), 제2 도전형 반도체층(114), 및 활성층(112)을 식각하여 제1 도전형 반도체층(110)의 일부를 노출시키는 메사 구조물들을 형성할 수 있다. 메사 구조물들을 형성한 후, 리플로우(reflow) 공정을 통해 메사 구조물들 각각은 경사진 측벽들을 가질 수 있다.
제1 도전형 반도체층(110)을 패터닝하여, 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 형성할 수 있다.
다른 실시예에 있어서, 도 3a 및 도 3b의 발광셀들(LEC_1, LEC_2)을 형성하기 위해, 기판(100)의 제1 면(102) 상에 오믹층(116)이 형성된 후, 다른 기판 상에 형성된 반도체층들이 순차적으로 오믹층(116) 상에 본딩될 수 있으며, 이들 층들이 패터닝되어 제1 발광부(LEC1_1, LEC2_1), 제2 발광부(LEC_1_2, LEC_2_2) 및 제3 발광부(LEC_1_3, LEC_2_3)를 포함하는 발광셀들(LEC_1, LEC_2)이 형성될 수 있다.
도 13a 및 도 13b를 참조하면, 메사 구조물들에 의해 노출된 제1 도전형 반도체층들(110) 각각과 전기적으로 연결되는 제1 패드들(120)과, 오믹층들(116) 각각과 전기적으로 연결되는 제2 패드들(130)을 형성할 수 있다.
복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)이 형성된 기판(100) 상에 패드막을 통상적인 증착 공정을 통해 컨포멀하게 형성할 수 있다. 패드막은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, 및 Cu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다. 패드막을 패터닝하여, 제1 도전형 반도체층들(110) 상에 제1 패드들(120)과 오믹층들(116) 상에 제2 패드들(130)을 각각 형성할 수 있다.
도 14a 및 도 14b를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)을 화학적 기계적 연마(Chemical Mechanical Polishing)등과 같은 공정으로 연마하여, 기판(100)을 얇게 형성할 수 있다.
도 15a 및 도 15b를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102)에 제1 오목부(106)를 형성할 수 있다. 일 예로, 기판(100)의 제1 면(102)에 제1 오목부(106)는 레이저 공정 또는 식각 공정 등으로 형성될 수 있다.
기판(100)의 제1 면(102)에, 제1 오목부(106)의 적어도 일부를 채우는 제1 차광막(140)을 도금, 부식, 증착, 테이프, 페인팅, 스크린 프린팅 등의 공정으로 형성할 수 있다. 제1 차광막(140)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 도 12a 내지 도 15a 및 도 12b 내지 도 15b의 공정으로 도 1a 및 도 1b에 도시된 발광 소자를 완성할 수 있다.
도 16a 및 도 16b를 참조하면, 기판(100)의 제2 면(104)에 제2 오목부(108)를 형성할 수 있다. 일 예로, 기판(100)의 제2 면(104)에 제2 오목부(108)는 레이저 공정 또는 식각 공정 등으로 형성될 수 있다.
기판(100)의 제2 면(104)에, 제2 오목부(108)의 적어도 일부를 채우며 기판(100)의 출광 영역들(EA)을 노출시키는 개구들을 포함하는 제2 차광막(145)을 형성할 수 있다. 제2 차광막(145)은 도금, 부식, 증착, 테이프, 페인팅, 스크린 프린팅 등의 공정으로 형성할 수 있다. 제2 차광막(145)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다.
본 실시예에서는 제1 오목부(106) 및 제1 차광막(140)을 형성한 후, 제2 오목부(108) 및 제2 차광막(145)을 형성하는 것으로 설명하였으나, 제1 오목부(106) 및 제2 오목부(108)를 형성한 후, 제1 차광막(140) 및 제2 차광막(145)을 형성할 수도 있다.
이 공정에서, 제2 차광막(145)을 제2 오목부(108) 내에만 잔류하도록 형성한다면, 도 12a 내지 도 16a 및 도 12b 내지 도 16b의 공정으로 도 6a 및 도 6b에 도시된 발광 소자를 완성할 수 있다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 출광 영역들(EA)에 대응되는 기판(100)의 제2 면(104)에 요철 구조(PT)를 형성할 수 있다. 일 예로, 요철 구조(PT)는 기판(100)의 제2 면(104)을 샌드블라스트(sandblast), 식각(etching), 글라인딩(grinding)과 같은 공정을 이용하여 형성될 수 있다.
이하, 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 상세하게 설명하기로 한다. 도 10a 내지 도 10c에 도시된 발광 소자의 제조 방법을 예시적으로 설명하기로 한다.
도 17a, 도 18a 및 도 19a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 발광 소자의 제조 방법을 설명하기 위한 평면도들이고, 도 17b, 도18b 및 도 19b는 각각 도 17a, 도 18a 및 도 19a의 발광 소자를 A-A'으로 절단한 단면도들이다.
도 17a 및 도 17b를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102) 상에 제1 패드들(120)을 포함하는 회로 패턴들을 형성할 수 있다.
기판(100)은 복수의 셀 영역들(CA)과 셀 영역들(CA)을 제외한 주변 영역(PA)을 포함할 수 있다. 셀 영역들(CA) 각각은 셀 영역(CA)보다 작은 출광 영역들(EA)을 각각 포함할 수 있다.
제1 패드들(120) 각각은 출광 영역들(EA)을 노출시키며 배치될 수 있다. 일 예로, 기판(100)이 사각형 구조를 가질 경우, 제1 패드들(120) 각각은 기판(100)의 각 모서리에 배치될 수 있다. 출광 영역들(EA)을 노출시키기 위하여 제1 패드들(120) 각각은 'L'자 구조를 가질 수 있다.
도 18a 및 도 18b를 참조하면, 제1 패드들(120)을 포함하는 회로 패턴들이 형성된 기판(100)의 제1 면(102) 상에 제1 도전형 반도체층(110), 활성층(112), 제2 도전형 반도체층(114) 및 오믹층(116)을 형성한 후, 식각하여 셀 영역들(CA) 각각에 복수의 발광 셀들(LEC_1, LEC_2)을 형성할 수 있다. 이에 대한 설명은 도 12a 및 도 12b를 참조하기로 한다.
일 실시예에 따르면, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 각각의 제1 도전형 반도체층들(110)은 제1 패드들(120)과 전기적으로 접촉하며 배치될 수 있다. 제1 패드들(120) 각각은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, Au, 및 Cu으로 이루어진 군으로부터 선택된 적어도 하나를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 패드들(120) 각각은 출광 영역들(EA)을 선택적으로 노출시키고 다른 부분을 덮어, 차광막으로 기능할 수 있다.
도 19a 및 도 19b를 참조하면, 발광 셀들(LEC_1, LEC_2) 상에 패시베이션막(PVT)을 컨포멀하게 형성하고, 패시베이션막(PVT)을 식각하여 오믹층들(116) 각각의 일부를 노출시키는 개구들을 형성할 수 있다. 패시베이션막(PVT) 상에 개구들을 매립하며 기판(100)의 제1 면(102) 상으로 연장하는 제2 패드(130)를 형성할 수 있다. 제2 패드(130)는 오믹층들(116)과 전기적으로 공통으로 연결될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 패드(130)는 오믹층들(116) 각각의 상부면을 덮으며 형성될 수 있다. 이처럼 제2 패드(130)가 오믹층들(116) 각각의 상부면을 덮음으로써 활성층(112)으로부터 발생된 광이 기판(100) 방향으로 반사될 수 있다. 또한, 제2 패드(130)는 오믹층들(116) 상부에서는 출광 영역들(EA)을 덮을 수 있으나, 기판(100)의 제1 면(102)에서 출광 영역들(EA)을 각각 노출시킬 수 있다.
도 10a 내지 도 10c를 참조하면, 기판(100)의 제1 면(102)에 대향하는 제2 면(104)에 레이저 또는 식각 공정을 이용하여 오목부(108)를 형성할 수 있다. 기판(100)의 제2 면(104) 상에 오목부(108)의 적어도 일부를 채우며, 출광 영역들(EA) 각각을 노출시키는 차광막(145)을 형성할 수 있다. 차광막(145)은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr과 같은 금속을 포함하거나, 포토레지스트, 에폭시, PDMS, 및 블랙매트릭스와 같은 물질을 포함할 수 있다.
기판(100)의 제1 면(102)에 형성된 제1 패드들(120)과 기판(100)의 제2 면(104)에 형성된 차광막(145)에 의해 출광 영역들(EA)이 정의될 수 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

Claims (20)

  1. 제1 면 및 상기 제1 면에 대향하는 제2 면을 갖는 기판;
    상기 기판의 제1 면 상에 배치되는 복수의 발광 셀들; 및
    상기 복수의 발광 셀들 사이에서, 상기 제1 면 및 제2 면 중 적어도 하나로부터 상기 기판 내부로 연장되는 오목부의 적어도 일부를 채우는 차광막을 포함하는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 셀들 중 적어도 하나는 수직으로 적층된 제1, 제2 및 제3 발광부들을 가지는 발광 소자.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 발광 셀 상에 배치된 공통 패드, 제1 내지 제3 패드들을 더 포함하되,
    상기 공통 패드는 상기 제1, 제2 및 제3 발광부에 공통으로 전기적으로 연결되고, 상기 제1, 제2 및 제3 패드들은 각각 상기 제1, 제2 및 제3 발광부에 전기적으로 연결된 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은 Ti, Ni, Al, Ag, Cr, 포토레지스트, 에폭시, PDMS 또는 블랙매트릭스를 포함하는 발광 소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은 상기 기판의 제1 면에 배치되되,
    상기 기판의 제1 면 상에서 상기 발광 셀들 사이를 채워 상기 발광 셀들 각각의 상부면과 동일한 상부면을 갖는 발광 소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 차광막 상에 배치되고, 상기 발광 셀들 각각과 전기적으로 연결되는 패드들을 더 포함하는 발광 소자.
  7. 제5항에 있어서,
    상기 차광막 상에 배치되는 절연막;
    상기 절연막 및 상기 차광막을 관통하여 상기 발광 셀들 각각과 전기적으로 연결되는 관통 전극들; 및
    상기 절연막 상에 배치되며 상기 관통 전극들과 전기적으로 연결되는 패드들을 더 포함하는 발광 소자.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는, 상기 기판의 제1 면으로부터 상기 기판 내부로 연장하는 제1 오목부와, 상기 기판의 제2 면으로부터 상기 기판 내부로 연장하는 제2 오목부를 포함하고,
    상기 차광막은 상기 제1 오목부의 적어도 일부를 채우는 제1 차광막과, 상기 제2 오목부의 적어도 일부를 채우는 제2 차광막을 포함하는 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 차광막의 기판 내 단부와 상기 제2 차광막의 기판 내 단부는 서로 오버랩되는 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 제1 차광막은 제1 방향으로 연장하는 수직부 및 상기 제1 방향에 수직인 제2 방향으로 연장하는 수평부를 포함하되, 상기 제1 차광막은 상기 수직부 및 상기 수평부는 서로 교차하고,
    상기 제2 차광막은 상기 제1 방향으로 연장하며 서로 평행한 수직부들 및 상기 제2 방향으로 연장하는 수평부들을 포함하되, 상기 제2 차광막은 상기 수직부들 각각과 상기 수평부들 각각은 서로 교차하는 발광 소자.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 차광막의 수직부들 사이에 상기 제1 차광막의 수직부가 배치되고,
    상기 제2 차광막의 수평부들 사이에 상기 제1 차광막의 수평부가 배치되는 발광 소자.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 기판은 상기 복수의 발광 셀들이 배치되는 셀 영역들 및 상기 셀 영역들을 제외하는 주변 영역을 포함하고,
    상기 셀 영역들 각각은 상기 제1 차광막 및 상기 제2 차광막에 의해 정의되는 출광 영역들을 포함하되,
    상기 출광 영역들 각각은 상기 셀 영역들 각각보다 작은 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 출광 영역들 각각에는 요철 구조를 갖는 발광 소자.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은 상기 기판의 제2 면에 배치되며,
    상기 기판을 관통하며 상기 차광막과 상기 발광 셀들을 전기적으로 연결하는 관통 전극들을 더 포함하는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 차광막은 Ti, Ni, Al, Ag 또는 Cr을 포함하는 발광 소자.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 기판의 제1 면과 상기 발광 셀들 사이에 배치되며, 상기 발광 셀들과 전기적으로 연결되는 패드를 더 포함하는 발광 소자.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 기판은 상기 복수의 발광 셀들이 배치되는 셀 영역들 및 상기 셀 영역들을 제외하는 주변 영역을 포함하고,
    상기 셀 영역들 각각은 상기 차광막에 의해 정의되는 출광 영역들을 포함하되,
    상기 출광 영역들 각각은 상기 셀 영역들 각각보다 작은 발광 소자.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 출광 영역들 각각에는 요철 구조를 갖는 발광 소자.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 오목부는 단면적 관점에서, 'V'자형 구조, 상기 기판의 제1 면 또는 제2 면이 열린 다각형 구조, 및 'U'자형 구조 중 하나를 포함하는 발광 소자.
  20. 제1항에 있어서,
    상기 차광막은 상기 오목부의 적어도 일부를 채우고 상기 기판의 제1 면 또는 제2 면으로 연장하는 발광 소자.
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