WO2017014512A1 - 발광 소자 - Google Patents

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WO2017014512A1
WO2017014512A1 PCT/KR2016/007792 KR2016007792W WO2017014512A1 WO 2017014512 A1 WO2017014512 A1 WO 2017014512A1 KR 2016007792 W KR2016007792 W KR 2016007792W WO 2017014512 A1 WO2017014512 A1 WO 2017014512A1
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WO
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light emitting
holes
semiconductor layer
electrode
planar shape
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PCT/KR2016/007792
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English (en)
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문지형
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엘지이노텍(주)
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    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
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    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
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    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • H01L33/382—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape the electrode extending partially in or entirely through the semiconductor body
    • H—ELECTRICITY
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    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the embodiment relates to a light emitting device.
  • LEDs light emitting devices
  • GaN gallium nitride
  • LEDs do not contain environmentally harmful substances such as mercury (Hg) used in existing lighting equipment such as incandescent lamps and fluorescent lamps, so they have excellent eco-friendliness and have advantages such as long life and low power consumption. It is replacing.
  • Hg mercury
  • a key competitive factor in these LED devices is their high brightness and high brightness by high efficiency chip and packaging technology.
  • the embodiment provides a light emitting device having improved reliability and excellent light emission uniformity.
  • the light emitting device includes a substrate; A plurality of light emitting cells spaced apart from each other on the substrate; And connection wires electrically connecting neighboring light emitting cells to each other, wherein each of the plurality of light emitting cells includes a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer on the substrate; And first and second electrodes electrically connected to the first and second semiconductor layers, respectively, the plurality of light emitting cells comprising: a first power cell to receive a first power source through the first electrode; And a second power supply cell receiving a second power supply through the second electrode, wherein the first planar shape of the first electrode in the first power supply cell is the second power supply of the second electrode in the second power supply cell. It may differ from the planar shape.
  • the light emitting device may further include a first insulating layer disposed between the connection line and the neighboring light emitting cell to electrically insulate the connection line and the neighboring light emitting cell.
  • the light emitting device may include a first bonding pad electrically connected to the first electrode; A second bonding pad electrically connected to the second electrode; And a second insulating layer disposed between the first bonding pad and the second electrode to electrically insulate the first bonding pad and the second electrode.
  • the first electrode is connected to the first bonding pad through a plurality of first through holes penetrating the second insulating layer, the second semiconductor layer, and the active layer, and the second electrode is the second electrode. It may be connected to the second bonding pad through a plurality of second through holes penetrating the second insulating layer.
  • the first planar shape may include a planar view in which the plurality of first through holes are arranged, the number of the plurality of first through holes, the planar shape of the plurality of first through holes, and the plurality of first through holes. At least one of a distance spaced from each other or a plane size of each of the plurality of first through holes, wherein the second plane shape is a plan view in which the plurality of second through holes are arranged, and the number of the plurality of second through holes. And at least one of a planar shape of each of the plurality of second through holes, a distance from which the plurality of second through holes are spaced apart from each other, or a plane size of each of the plurality of second through holes.
  • the number of the plurality of first through holes in the first planar shape and the number of the plurality of second through holes in the second planar shape may be different or the same.
  • the plurality of first through holes may be arranged in at least one of a first direction and a second direction crossing the thickness direction of the light emitting structure.
  • the plurality of first through holes may be arranged at regular intervals.
  • the plurality of second through holes may be arranged in at least one of a first direction and a second direction crossing the thickness direction of the light emitting structure.
  • the plurality of second through holes may be arranged at regular intervals.
  • each of the plurality of light emitting cells except the first power cell may further include a contact hole exposing the first semiconductor layer in the light emitting structure, and the connection line may include the one of the adjacent light emitting cells.
  • the second semiconductor layer may be electrically connected to the first semiconductor layer through the contact hole of the other one of the neighboring light emitting cells.
  • the contact hole may include a plurality of contact holes spaced apart from each other in a direction crossing the thickness direction of the light emitting structure.
  • connection wiring is electrically spaced apart from a side of the light emitting structure of one of the neighboring light emitting cells by the first insulating layer, and is electrically connected to the second electrode of one of the neighboring light emitting cells.
  • the plurality of connecting branches extend from the connecting body in a first direction crossing the thickness direction and are spaced apart from each other in the first direction and in a second direction crossing the thickness direction, respectively. It can include 1 connection branch.
  • the plurality of connection branches may include a second connection branch extending from the connection body in a second direction crossing the thickness direction; And a third connecting branch extending from the second connecting branch in a first direction crossing the thickness direction and the second direction, respectively.
  • each of the plurality of connection branches may have a stripe plane shape.
  • the plurality of second through holes may be arranged in the first direction between the plurality of connection branches.
  • the plurality of connection branches may be disposed to overlap with the second bonding pad in the thickness direction or to not overlap each other.
  • the plurality of connection branches may be disposed at an edge of the second power cell.
  • a light emitting device in another embodiment, includes: a substrate; A plurality of light emitting cells spaced apart from each other on the substrate; And connection wirings for electrically connecting neighboring light emitting cells to each other.
  • Each of the plurality of light emitting cells includes a light emitting structure including an n-type semiconductor layer, an active layer and a p-type semiconductor layer on the substrate; And n-type and p-type electrodes electrically connected to the n-type and p-type semiconductor layers, respectively, wherein the plurality of light emitting cells receive a negative voltage through an n-type bonding pad connected to the n-type electrode.
  • a contact hole may be further included, and the connection line may be electrically connected to the n-type semiconductor layer through the contact hole, and the contact hole may be disposed without overlapping in the thickness direction of the p-type bonding pad and the light emitting structure.
  • the light emitting device according to the embodiment has excellent light emission uniformity and improved reliability.
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting device according to one embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along the line BB ′ shown in FIG. 1.
  • FIG. 4A is an enlarged cross-sectional view of an embodiment of the portion 'F1' shown in FIG. 2
  • FIG. 4B is an enlarged cross-sectional view of another embodiment of the portion 'F1' shown in FIG. 2.
  • FIG. 5 is a plan view showing a light emitting device according to another embodiment.
  • FIGS. 6 is a plan view illustrating an n-th connection line included in the light emitting devices illustrated in FIGS. 1 and 5.
  • FIG. 7 is a plan view according to another exemplary embodiment of an nth connection line included in the light emitting device illustrated in FIGS. 1 and 5.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ shown in FIG. 1.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D 'of FIG. 5.
  • FIGS. 10 is a circuit diagram of the light emitting device illustrated in FIGS. 1 and 5.
  • the upper (up) or the lower (down) (on or under) when described as being formed on the “on” or “on” (under) of each element, the upper (up) or the lower (down) (on or under) includes both the two elements are in direct contact with each other (directly) or one or more other elements are formed indirectly formed (indirectly) between the two elements.
  • the upper (up) or the lower (down) (on or under) when expressed as “up” or "on (under)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one element.
  • relational terms such as “first” and “second,” “upper / upper / up” and “lower / lower / lower”, etc., as used below, may be used to refer to any physical or logical relationship between such entities or elements, or It may be used to distinguish one entity or element from another entity or element without necessarily requiring or implying an order.
  • the light emitting devices 100A and 100B will be described using the Cartesian coordinate system.
  • the light emitting devices 100A and 100B may be described using other coordinate systems.
  • the Cartesian coordinate system the x-axis, the y-axis, and the z-axis are orthogonal to each other, but the embodiment is not limited thereto. That is, the x, y and z axes may intersect each other.
  • FIG. 1 is a plan view of a light emitting device 100A according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along the line AA ′ of FIG. 1
  • FIG. 3 is a B-B of FIG. 1.
  • 4 illustrates an enlarged cross-sectional view of the portion 'F1' shown in FIG. 2, and
  • FIG. 4B illustrates another embodiment of the portion 'F1' shown in FIG.
  • An enlarged cross-sectional view of F2) is shown.
  • the light emitting device 100A includes a substrate 110, a light emitting structure 120, first electrodes 132A and 132B, a second electrode 130, and a first and second insulating layers ( Or passivation layers) 142 and 144, first and second bonding pads 152 and 156A, connection pads 154, and first to Nth connection wirings 160-1 to 160 -N (where N is a positive integer of 2 or greater).
  • the first and second bonding pads 152 and 156A and the connection pads 154 are treated with transparency, and the light emitting structure 120, the first electrodes 132A and 132B, and the second pads are transparent.
  • the first and second insulating layers 142 and 144 are omitted in FIG. 1.
  • the substrate 110 may be formed of a material suitable for growth of a semiconductor material, a carrier wafer.
  • the substrate 110 may be formed of a material having excellent thermal conductivity, and may be a conductive substrate or an insulating substrate.
  • the substrate 110 may be made of a light transmitting material, and the scribing process and the breaking process may be performed without bringing warpage of the entire nitride light emitting structure 120 of the light emitting device 100A. It can have a degree of mechanical strength to separate well into separate chips.
  • the substrate 110 may be a material including at least one of sapphire (Al 2 O 3 ), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga 2 O 3 , GaAs, and Ge.
  • the upper surface of the substrate 110 may have an uneven pattern shape, for example, a patterned sapphire substrate (PSS) 112.
  • PPS patterned sapphire substrate
  • a buffer layer may be further disposed between the substrate 110 and the light emitting structure 120.
  • the buffer layer may be formed using a compound semiconductor of group III-V elements.
  • the buffer layer serves to reduce the difference in lattice constant between the substrate 110 and the light emitting structure 120.
  • the buffer layer may include, but is not limited to, AlN or undoped nitride.
  • the buffer layer may be omitted depending on the type of substrate 110 and the type of light emitting structure 120.
  • M the number of light emitting cells (or light emitting regions) is 9, but the embodiment is not limited thereto, and the embodiment may be equally applied even when there are more or less than 9 light emitting cells.
  • M may be N + 1 as a positive integer of 1 or more.
  • the plurality of light emitting cells may be spaced apart from each other on the substrate 110. As illustrated in FIG. 1, the plurality of light emitting cells P1 to P9 intersect the thickness direction (eg, the x-axis direction) of the light emitting structure 120 (eg, the y-axis direction and the z-axis direction). ) Can be spaced apart from one another.
  • the plurality of light emitting regions P1 to P9 are called first to ninth light emitting regions in order. That is, although the first bonding pad 152 may be located in the first emission area P1 and the second bonding pad 156A may be located in the ninth emission area P9, the embodiment is not limited thereto. If the first semiconductor layer 122 is an n-type semiconductor layer, the first bonding pad 152 is an n-type bonding pad, and when the second semiconductor layer 126 is a p-type semiconductor layer, the second bonding pad 156A may be formed. It may be a p-type bonding pad.
  • the first to ninth light emitting cells are disposed in the first to ninth light emitting regions of the substrate 110, respectively. That is, the first light emitting cell is disposed in the first light emitting region P1 of the substrate 110, the second light emitting cell is disposed in the second light emitting region P2 of the substrate 110, and the third light emitting cell is the substrate. Disposed in the third light emitting region P3 of 110, and the fourth light emitting cell is disposed in the fourth light emitting region P4 of the substrate 110, and the fifth light emitting cell is the fifth light emitting region of the substrate 110.
  • the sixth light emitting cell is disposed in the sixth light emitting region P6 of the substrate 110, and the seventh light emitting cell is disposed in the seventh light emitting region P7 of the substrate 110.
  • the eighth light emitting cell is disposed in the eighth light emitting region P8 of the substrate 110, and the ninth light emitting cell is disposed in the ninth light emitting region P9 of the substrate 110.
  • the mth light emitting cell 1 ⁇ m ⁇ M is disposed in the mth light emitting region Pm of the substrate 110.
  • the mth light emitting cell is referred to as 'Pm'.
  • Each of the first to Mth light emitting cells P1 to PM may include a light emitting structure 120, a first electrode 132A or 132B, and a second electrode 130 disposed on the substrate 110.
  • the light emitting structure 120 constituting one light emitting cell may be distinguished from the light emitting structure 120 of another light emitting cell by the boundary area S.
  • FIG. The boundary area S may be an area positioned around each of the first to Mth light emitting cells P1 to PM, and may be the substrate 110.
  • An area of each of the first to Mth light emitting cells P1 to PM may be the same, but is not limited thereto.
  • areas of each of the first to Mth light emitting cells P1 to PM may be different from each other.
  • areas of some of the first to Mth light emitting cells P1 to PM may be identical to each other, and areas of other parts may be different from each other.
  • the light emitting structure 120 of each light emitting cell P1 to PM may include a first semiconductor layer 122, an active layer 124, and a second semiconductor layer 126 sequentially disposed on the substrate 110. have.
  • the first semiconductor layer 122 may be disposed between the substrate 110 and the active layer 124, may include a semiconductor compound, and may be implemented as a compound semiconductor such as a group III-V group or a group II-VI group.
  • the one conductivity type dopant may be doped.
  • the first semiconductor layer 122 is a semiconductor material having a composition formula of Al x In y Ga (1-xy) N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1).
  • InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP may include any one or more.
  • the first conductivity type dopant may include an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, Te, or the like.
  • the first semiconductor layer 122 may have a single layer or a multilayer structure, but is not limited thereto.
  • the active layer 124 is disposed between the first semiconductor layer 122 and the second semiconductor layer 126, and has a single well structure, a multi well structure, a single quantum well structure, a multi quantum well (MQW) structure, It may include any one of the quantum dot structure or quantum line structure.
  • the active layer 124 is formed of a well layer and a barrier layer, for example, InGaN / GaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / GaN, GaAs (InGaAs), / AlGaAs, using a compound semiconductor material of group III-V elements. It may have a pair structure of at least one of GaP (InGaP) / AlGaP, but is not limited thereto.
  • the well layer may be made of a material having an energy band gap smaller than the energy band gap of the barrier layer.
  • the second semiconductor layer 126 is disposed on the active layer 124 and may include a semiconductor compound.
  • the second semiconductor layer 126 may be implemented with compound semiconductors such as group III-V and group II-VI, for example, In x Al y Ga 1-xy N (0 ⁇ x ⁇ 1, 0 ⁇ y ⁇ 1, 0 ⁇ x + y ⁇ 1) or one or more of AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, and AlGaInP.
  • the second semiconductor layer 126 may be a second conductive semiconductor layer, and when the second semiconductor layer 126 is a p-type semiconductor layer, the second conductive dopant may be p such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba. It may be a type dopant.
  • the second semiconductor layer 126 may have a single layer or a multilayer structure, but is not limited thereto.
  • the first semiconductor layer 122 is an n-type semiconductor layer and the second semiconductor layer 126 is implemented as a p-type semiconductor layer, or the first semiconductor layer 122 is a p-type semiconductor layer and the second semiconductor layer 126 is It may be implemented as an n-type semiconductor layer. Accordingly, the light emitting structure 120 may include at least one of an n-p junction, a p-n junction, an n-p-n junction, and a p-n-p junction structure.
  • the present embodiment may be applied even when the first semiconductor layer 122 is a p-type semiconductor layer and the second semiconductor layer 126 is an n-type semiconductor layer.
  • the first electrodes 132A and 132B may be disposed on the first semiconductor layer 122 to be electrically connected to the first semiconductor layer 122. If the first semiconductor layer 122 is an n-type semiconductor layer, the first electrodes 132A and 132B may be n-type electrodes. For example, referring to FIG. 2, in the first light emitting cell P1, the first electrode 132A is disposed on the first semiconductor layer 122, and referring to FIGS. 4A and 4B, the third light emitting cell P3. The first electrodes 132A and 132B may be disposed on the first semiconductor layer 122.
  • first electrodes 132A and 132B In order to arrange the first electrodes 132A and 132B on the first semiconductor layer 122, a portion of the first semiconductor layer 122 of the light emitting structure 120 may be exposed. That is, contact holes (or mesas) exposing a part of the first semiconductor layer 122 by mesa etching a part of the second semiconductor layer 126, the active layer 124, and the first semiconductor layer 122. Etch) CH may be formed. In this case, an exposed surface of the first semiconductor layer 122 may be lower than a lower surface of the active layer 124.
  • the first electrodes 132A and 132B may be integrally formed with the i-th connection wiring 160-i-1.
  • the first electrode 132B of the third light emitting cell P3 may be formed separately from the second connection line 160-2, and as illustrated in FIG. 4A.
  • the first electrode 132A of the third light emitting cell P3 may be integrally formed with the first connection line 160-2.
  • the second electrode 130 may be disposed on the second semiconductor layer 126 and electrically connected to the second semiconductor layer 126. If the second semiconductor layer 126 is a p-type semiconductor layer, the second electrode 130 may be a p-type electrode. For example, referring to FIG. 2, in each of the first, second, and third light emitting cells P1, P2, and P3, the second electrode 130 is disposed on the second semiconductor layer 126.
  • the second electrode 130 of M-1 may be integrally formed with the jth connection line 160-j.
  • each of the first electrodes 132A and 132B and the second electrode 130 may be an adhesive layer (not shown), a reflective layer (not shown), a barrier layer (not shown), or a bonding layer (not shown). At least one of) may have a stacked structure sequentially.
  • the adhesive layers of the first electrodes 132A and 132B include a material in ohmic contact with the first semiconductor layer 122, and the adhesive layer of the second electrode 130 includes a material in ohmic contact with the second semiconductor layer 126. can do.
  • the adhesive layer may be formed of at least one material of Cr, Rd, and Ti, and may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the barrier layer is disposed on the adhesive layer, and may be formed of a material including at least one of Ni, Cr, Ti, and Pt, in a single layer or a multilayer.
  • the barrier layer may be made of an alloy of Cr and Pt.
  • the reflective layer interposed between the barrier layer and the adhesive layer may be made of Ag or the like.
  • the bonding layer is disposed on the barrier layer and may include Au.
  • the first bonding pad 152 may be a pad provided with a first power source (eg, a voltage of ( ⁇ )) and may be a pad to which wires (not shown) are bonded. 1 and 2, the first bonding pad 152 may include the first semiconductor layer 122 and the first semiconductor layer of any one of the first to Mth light emitting cells P1 to PM. Electrical contact may be made through the electrode 132A.
  • the light emitting cells to which the first power is applied among the first to Mth light emitting cells are referred to as 'first power cells' (or 'negative power cells').
  • the second bonding pads 156A may be pads provided with a second power source (for example, a positive voltage), and may be pads to which wires (not shown) are bonded. 1 and 3, the second bonding pad 156A may include the second semiconductor layer 126 and the second of the other light emitting cell (eg, P9) among the first to Mth light emitting cells P1 to PM. Electrical contact may be made through the electrode 130.
  • the light emitting cells to which the second power is applied among the first to Mth light emitting cells are referred to as 'second power cells' (or 'positive power cells').
  • each of the first and second power cells is illustrated as one, but the embodiment is not limited thereto. That is, any of the second to eighth light emitting cells may be a first power supply cell if it has a structure such as P1, or may be a second power supply cell if it has a structure such as P9.
  • connection pad 154 may mean a pad included in the light emitting cells other than the first and second power cells P1 and P9 among the first to Mth light emitting cells.
  • the connection pad 154 is disposed on the light emitting structure 120 of the corresponding light emitting cell, and may be omitted in some cases. If at least one of the second to eighth light emitting cells P2 to P8 serves as the first power cell, the connection pad 154 may be formed of the first semiconductor layer 122 like the first bonding pad 152. It may be arranged to be electrically connected to). Alternatively, when at least one of the second to eighth light emitting cells P2 to P8 serves as the second power cell, the connection pad 154 may be formed of the second semiconductor layer 126 like the second bonding pad 156A. It may be arranged to be electrically connected to).
  • a conductive layer may be further disposed between the second electrode 130 and the second semiconductor layer 126.
  • Each conductive layer not only reduces total reflection but also has good light transmittance, thereby increasing extraction efficiency of light emitted from the active layer 124 and passing through the second semiconductor layer 126.
  • Each conductive layer is a transparent oxide-based material having high transmittance with respect to the emission wavelength, for example, indium tin oxide (ITO), tin oxide (TO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), and indium aluminum (AZO) Zinc Oxide), Indium Gallium Zinc Oxide (IGZO), Indium Gallium Tin Oxide (IGTO), Aluminum Zinc Oxide (AZO), Aluminum Tin Oxide (ATO), Gallium Zinc Oxide (GZO), IrOx, RuOx, RuOx / ITO, Ni , Ag, Ni / IrOx / Au or Ni / IrOx / Au / ITO may be implemented in a single layer or multiple layers.
  • ITO indium tin oxide
  • TO tin oxide
  • IZO indium zinc oxide
  • IZTO indium zinc tin oxide
  • AZO Aluminum
  • IrOx, RuOx, RuOx / ITO Ni , Ag,
  • the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N connect the plurality of light emitting cells P1 to PM with each other. That is, the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N electrically connect neighboring light emitting cells.
  • the nth connection wiring 160-n (where 1 ⁇ n ⁇ N) includes the nth light emitting region Pn, the n + 1th light emitting region P (n + 1), and the [Pn, P (n + 1)] on the boundary region S and between the second electrode 130 of the nth light emitting cell Pn and the n + 1th light emitting cell P (n + 1). It serves to electrically connect the first electrodes 132A, 132B.
  • the first electrode 132A may be electrically connected to each other, and may be positioned on the first emission region P1, the second emission region P2, and the boundary region S between the first and second emission regions P1 and P2.
  • the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N have the first light emitting cell P1, which is the first power cell in which the first bonding pad 152 is positioned, as the start point, and the second bonding pad 156A.
  • the first to Mth light emitting cells P1 to PM may be connected in series using the Mth light emitting area PM, which is a second power cell in which V is located.
  • the embodiment is not limited thereto, and at least some of the first to Mth light emitting cells P1 to PM may be electrically connected in parallel with each other by connection wiring.
  • Each of the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N may be formed of the same material or different materials from those of the first and second electrodes 132A and 132B and 130, respectively. If the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N are made of the same material as the first electrodes 132A and 132B and the second electrode 130, the connection wires are the first electrodes 132A and 132B. ) May be formed integrally with the second electrode 130. 2, 3, and 4A, the first electrode 132A and a corresponding connection line (eg, 160-2) are integrally formed. In the case of FIG. 4B, the first electrode 132B and the corresponding electrode are shown. In this case, the connection wiring (for example, 160-2) is a separate type. Each of the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N may include at least one of Cr, Rd, Au, Ni, Ti, or Pt, but is not limited thereto.
  • the first insulating layer 142 is disposed between the first to Nth connection wirings 160-1 to 160 -N and the adjacent light emitting cells connected by the connecting wirings, and the adjacent light emitting cells and the connecting wirings. Is electrically insulated. That is, the first insulating layer 142 is adjacent to the nth and n + 1th light emitting cells Pn and P (n + 1) connected by the nth connection wire 160-n and the wire 160-n. )] To electrically insulate the nth connection wiring 160-n from the nth light emitting cell Pn, and the nth connection wiring 160-n and the n + 1th light emitting cell P (n). +1)] is electrically insulated. For example, referring to FIG.
  • the first insulating layer 142 is disposed between neighboring second and third light emitting cells P2 and P3 connected by the second connection wire 160-2.
  • the second connection wire 160-2 and the second and third light emitting cells P2 and P3 are electrically insulated from each other.
  • the second insulating layer 144 includes the boundary region S, the connection wires 160-1 to 160 -N, the first insulating layer 142, the light emitting structure 120, and the first electrodes 132A and 132B. And a second electrode 130.
  • the second insulating layer 144 exposes the first electrode 132A in the first power cell P1 as shown in FIG. 2, and in the second power cell P9 as shown in FIG. 3.
  • the second electrode 130 may be disposed to expose the second electrode 130.
  • the second insulating layer 144 electrically insulates the first bonding pad 152 and the second electrode 130 from the first power cell P1 and the second bonding pad 156A in the second power cell P9.
  • the first electrode 132B or the eighth connection wire 160-8A may be electrically insulated from each other.
  • Each of the first and second insulating layers 142 and 144 may be formed of a light-transmissive insulating material, for example, SiO 2 , SiO x , SiO x N y , Si 3 N 4 , or Al 2 O 3 , and the dispersed Bragg reflective layer (DBR: Distribute Bragg Reflector), but the embodiment is not limited thereto.
  • DBR Distribute Bragg Reflector
  • the first electrode 132A may be electrically connected to the first bonding pad 152 through the plurality of first through holes TH1 in the first power cell P1.
  • the first through hole TH1 penetrates through the second insulating layer 144, the second semiconductor layer 126, and the active layer 124 to expose the first electrode 132A.
  • the second electrode 130 may be electrically connected to the second bonding pad 156A through the plurality of second through holes TH21.
  • the second through hole TH21 penetrates the second insulating layer 144 to expose the second electrode 130.
  • first planar shape the planar shape of the first electrode 132A (hereinafter, referred to as a “first planar shape”) in the first power cell P1 is the planar shape of the second electrode 130 in the second power cell P9.
  • second planar shape' may be the same as or different from each other.
  • the first planar shape means a planar shape in which a plurality of first through holes TH1 are arranged, the number of the plurality of first through holes TH1, the planar shape of each of the plurality of first through holes TH1, and the plurality of first through holes TH1.
  • the first through hole TH1 may include at least one of a distance from each other or a size of each of the plurality of first through holes TH1.
  • the second planar shape is a planar view in which the plurality of second through holes TH21 are arranged, the number of the plurality of second through holes TH21, the planar shape of each of the plurality of second through holes TH21, and the plurality of second through holes TH21.
  • the second through hole TH21 may include at least one of a distance from each other or a plane size of each of the plurality of second through holes TH21.
  • the first planar shape and the second planar shape may be different.
  • the first and second through holes TH1 and TH21 included in the first and second planar shapes and the planar shape arranged in the planar shape are the same, the first and second through holes are the same.
  • the sizes of the TH1 and TH21 or the distances spaced apart from each other are different, the first and second planar shapes may be different.
  • the number of the plurality of first through holes TH1 in the first planar shape may be different from the number of the plurality of second through holes TH21 in the second planar shape.
  • the number of first through holes TH1 may be six, but the number of second through holes TH21 may be three, but embodiments are not limited thereto.
  • the number of the plurality of first through holes TH1 in the first planar shape may be the same as the number of the plurality of second through holes TH21 in the second planar shape.
  • the plurality of first through holes TH1 may be arranged in at least one of a first direction and a second direction crossing the thickness direction (eg, the x-axis direction) of the light emitting structure 120.
  • the first and second directions may mean the y-axis and z-axis directions orthogonal to the x-axis direction.
  • the first planar shape may have a planar shape in which three first through holes TH1 are arranged in the y-axis direction and two are arranged in the z-axis direction.
  • the number of the first through holes TH1 arranged in the first direction may be different from the number of the first through holes TH1 arranged in the first direction.
  • the number of TH1) arranged in the first direction and the number arranged in the second direction may be the same. That is, according to another embodiment, three or more first through holes TH1 may be arranged in the y-axis and z-axis directions, respectively.
  • the intervals in which the plurality of first through holes TH1 are arranged may be constant or different from each other.
  • the plurality of second through holes TH21 may be arranged in at least one of a first direction and a second direction.
  • the second through hole TH21 may be arranged only in the y-axis direction, which is the first direction, but embodiments are not limited thereto. That is, according to another exemplary embodiment, similarly to the plan view in which the first through hole TH1 is disposed, the second through hole TH21 may be arranged not only in the first direction but also in the second direction.
  • the interval in which the plurality of second through holes TH21 is arranged may be constant or irregular.
  • each of the first and second through holes TH1 and TH21 is illustrated as being circular, but the embodiment is not limited thereto.
  • the planar shape of each of the first and second through holes TH1 and TH21 may be elliptical or polygonal.
  • the uniformity of light emission of the light emitting device 100A may be improved. That is, as illustrated in FIG. 1, the plurality of second through holes TH21 in the second power cell P9 are arranged in a single line shape, while the plurality of first through holes in the first power cell P1 are arranged. Since TH1 is disposed in the first direction and the second direction in the form of a plurality of lines, the uniformity of light emission of the light emitting device 100A may be improved to be excellent.
  • FIG 5 is a plan view of a light emitting device 100B according to another embodiment.
  • the light emitting device 100B shown in FIG. 5 is the same as the light emitting device 100A shown in FIG. do.
  • the contact hole CH refers to a hole exposing the first semiconductor layer in the light emitting structure 120.
  • Each of the first to Nth connection wires 160-1 to 160 -N is electrically connected to the second semiconductor layer 126 of one of the light emitting cells adjacent to each other, and the contact hole CH of the other of the light emitting devices adjacent to each other. ) May be electrically connected to the first semiconductor layer 122.
  • the n-th connection wiring 160-n may include the second semiconductor layer 126 and the second electrode 130 of the n-th light emitting cell Pn, which is one of the neighboring light-emitting cells Pn and P (n + 1). Is electrically connected through and exposed by the contact hole CH of the n + 1th light emitting cell P (n + 1), which is another one of the neighboring light emitting cells Pn and P (n + 1). It may be electrically connected to the first semiconductor layer 122.
  • each of the light emitting cells P2 to P9 excluding the first power cell P1 includes two contact holes CH, but the embodiment is not limited thereto. . That is, according to another embodiment, each of the second to ninth light emitting cells P2 to P9 may include one contact hole or three or more contact holes CH.
  • the plurality of contact holes CH may be disposed side by side to be spaced apart from each other in a direction (for example, z-axis direction) that crosses the x-axis direction, which is the thickness direction of the light emitting structure 120.
  • FIG. 6 is a plan view according to an embodiment 160A of an nth connection line 160-n included in the light emitting devices 100A and 100B of FIGS. 1 and 5, and FIG. 7 is a view of FIGS. 1 and 5.
  • FIG. 6 is a plan view according to an embodiment 160A of an nth connection line 160-n included in the light emitting devices 100A and 100B of FIGS. 1 and 5
  • FIG. 7 is a view of FIGS. 1 and 5.
  • a plan view according to another embodiment 160B of the nth connection line 160-n included in the light emitting devices 100A and 100B shown in FIG. 5 is shown.
  • the first to seventh connection wires 160-1 to 160-7 shown in FIGS. 1 and 5 and the eighth connection wires 160-8A shown in FIG. 1 have a planar shape as shown in FIG. 6.
  • 5 may have a planar shape as illustrated in FIG. 7, but the embodiment is not limited thereto. That is, the first to seventh connection wires 160-1 to 160-7 shown in FIGS. 1 and 5 and the eighth connection wires 160-8A shown in FIG. 1 are also shown in FIG. 7. Of course, it can have a planar shape.
  • connection wires 160A and 160B may include a connection body 162 and a plurality of connection branches [(164-11, 164-12) or (164-2, 164-31, 164-32). )].
  • the nth connection body 162 is electrically spaced apart from the side of the light emitting structure 120 of one of the light emitting cells Pn and P (n + 1) Pn adjacent to each other by the first insulating layer 142. A portion electrically connected to the second electrode 130 of one of the adjacent light emitting cells Pn and P (n + 1) Pn.
  • connection branches (164-11, 164-12) or (164-2, 164-31, 164-32) extend from the connection body 162 and adjacent light emitting cells Pn, P (n +1)) is a portion electrically connected to the first semiconductor layer 122 through the plurality of contact holes CH included in the other P (n + 1).
  • the plurality of connection branches may include first connection branches 164-11 and 164-12.
  • the first connecting branches 164-11 and 164-12 extend from the connecting body 162 in a first direction (eg, y-axis direction) that intersects a thickness direction (eg, x-axis direction),
  • the first and second layers may be spaced apart from each other in a second direction (eg, a z-axis direction) that intersects with the first direction and the thickness direction.
  • the first connection branches 164-11 and 164-12 may extend in a first direction from an intermediate point of the connection body 162.
  • the first-first connecting branch 164-11 extends from the top of the connecting body 162 in the first direction at a third upper point Z1 of the total length ZT in the z-axis direction
  • the 1-2 connecting branches 164-12 may extend in the first direction from the lowermost point Z2 of the total length ZT from the lowermost end of the connecting body 162.
  • the upper point Z1 and the lower point Z2 are described as being at 1/3 of the total length ZT in the z-axis direction, but may be at 1/4 to 1/3 positions. It is not limited. As such, when the first connection branches 164-11 and 164-12 protrude from the intermediate point of the connection body 162, current spreading may be improved.
  • the plurality of connection branches may include a second connection branch 164-2 and a third connection branch 164-31 and 164-32.
  • the second connecting branch 164-2 extends from the connecting body 162 in a second direction (eg, z-axis direction) and a first direction (eg, y-axis direction) that crosses the thickness direction. Can be.
  • the third connecting branches 164-31 and 164-32 extend from the second connecting branches 164-2 in a first direction (eg, y-axis direction) that intersects the thickness direction and the second direction, respectively. Can be arranged.
  • each of the plurality of connection branches 164-11, 164-12, 164-31, and 164-32 may have a stripe planar shape.
  • the plurality of second through holes TH21 included in the second power cell P9 may have a first direction (for example, between the plurality of connection branches 164-11 and 164-12). For example, in the y-axis direction).
  • the plurality of second through holes TH22 included in the second power cell P9 may have a first direction (for example, between the plurality of connecting branches 164-31 and 164-32). For example, it may be arranged in the y-axis direction and the second direction (eg, z-axis direction).
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along the line CC ′ shown in FIG. 1
  • FIG. 9 is a cross-sectional view taken along the line D-D ′ shown in FIG. 5.
  • connection branches 160-8A 164-11 and 164-12 are disposed to overlap the second bonding pad 156A in the thickness direction (for example, the x-axis direction).
  • the plurality of connection branches 160-8B do not overlap the second bonding pad 156B in the thickness direction, and the second bonding pad 156B is not overlapped with each other. It can be seen that the arrangement is bypassed.
  • the plurality of connection branches 160-31 and 164-32 may be disposed at the edge of the second power cell P9, but the embodiment is not limited thereto. That is, unless the plurality of connection branches overlap in the x-axis direction, which is the thickness direction of the second bonding pad 156B and the light emitting structure 120, in some embodiments, the plurality of connection branches may be disposed in the second power cell P9. It is not limited to a specific location.
  • a step may occur structurally in the 'K1' and 'K2' portions. Due to such a step, the first and second insulating layers 142 and 144 are cracked or cracked due to an external mechanical or electrical force, thereby causing the first and second insulating layers 142 and 144 to break. When the electrically separated portions are shorted or a leakage current occurs, the reliability of the light emitting device 100A may be degraded.
  • the plurality of connecting branches 160-8B may not overlap the second bonding pad 156B in the x-axis direction in the thickness direction.
  • the step is not formed in the 'K1' and 'K2' portion as shown in FIG. 8, the above-mentioned problems are prevented, and the reliability of the light emitting device 100B may be improved.
  • the plurality of connecting branches 164-31 and 164-32 are disposed at the edge of the second power cell P9, an area in which the second through hole TH22 is disposed may be widened.
  • FIG. 10 shows a circuit diagram of the light emitting devices 100A and 100B shown in FIGS. 1 and 5.
  • the light emitting devices 100A and 100B have one common ( ⁇ ) terminal, for example, one positive terminal, which is common with one first bonding pad 152.
  • One second bonding pad 156A and 156B may be provided, but embodiments are not limited thereto.
  • any point between the cathode of the second light emitting cell P2 and the cathode of the eighth light emitting cell P8 between the first bonding pad 152 and the second bonding pads 156A, 156B ( -) Can also be used as a terminal.
  • the second node N2 which is the cathode of the sixth light emitting cell P6 or the third node N3 which is the cathode of the third light emitting cell P3 may be used as the negative terminal. If the second node N2 is used as a negative terminal, the sixth light emitting cell P6 may have the same first planar shape as the first power cell P1, and the sixth light emitting cell P6 may be used.
  • the connection pad 154 may be electrically connected to the first semiconductor layer 122 of the sixth light emitting cell P6 like the first bonding pad 152.
  • a point between the anode of the eighth light emitting cell P8 and the anode of the second light emitting cell P2 is defined between the first bonding pad 152 and the second bonding pads 156A, 156B. It can also be used as a +) terminal.
  • a first node N1 which is an anode of the eighth light emitting cell P8, a second node N2, which is an anode of the fifth light emitting cell P5, or a third of an anode of the second light emitting cell P2.
  • Node N3 may be used as a positive terminal.
  • the second light emitting cell P2 may have a second planar shape like the second power cell P9, and the second light emitting cell P2 may be used.
  • the connection pad 154 may be electrically connected to the second semiconductor layer 126 of the second light emitting cell P2 like the second bonding pads 156A and 156B.
  • each of the first to Mth light emitting cells P1 to PM of the light emitting devices 100A and 100B illustrated in FIGS. 2, 3, 8, and 9 described above is illustrated as having a horizontal structure, the embodiment is It is not limited to this. That is, this embodiment can be applied to the case where each of the first to Mth light emitting cells has a vertical or flip chip structure.
  • a plurality of light emitting device packages according to the embodiment may be arranged on a substrate, and a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, or the like, which is an optical member, may be disposed on an optical path of the light emitting device package.
  • the light emitting device package, the substrate, and the optical member may function as a backlight unit.
  • the display device may include a display device, an indicator device, and a lighting device including a light emitting device package according to an exemplary embodiment.
  • the display device may include a bottom cover, a reflector disposed on the bottom cover, a light emitting module for emitting light, a light guide plate disposed in front of the reflector, and guiding light emitted from the light emitting module to the front, and in front of the light guide plate.
  • An optical sheet including prism sheets disposed, a display panel disposed in front of the optical sheet, an image signal output circuit connected to the display panel and supplying an image signal to the display panel, and a color filter disposed in front of the display panel. It may include.
  • the bottom cover, the reflector, the light emitting module, the light guide plate, and the optical sheet may form a backlight unit.
  • the lighting apparatus includes a light source module including a substrate and a light emitting device package according to an embodiment, a heat sink for dissipating heat from the light source module, and a power supply unit for processing or converting an electrical signal provided from the outside and providing the light source module to the light source module.
  • a light source module including a substrate and a light emitting device package according to an embodiment, a heat sink for dissipating heat from the light source module, and a power supply unit for processing or converting an electrical signal provided from the outside and providing the light source module to the light source module.
  • the lighting device may include a lamp, a head lamp, or a street lamp.
  • the head lamp includes a light emitting module including light emitting device packages disposed on a substrate, a reflector for reflecting light emitted from the light emitting module in a predetermined direction, for example, a lens for refracting the light reflected by the reflector forward. And a shade for blocking or reflecting a part of the light reflected by the reflector toward the lens to achieve a light distribution pattern desired by the designer.
  • the light emitting device may be applied to a display device, an indicator device, and a lighting device.

Landscapes

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Abstract

실시 예의 발광 소자는, 기판과, 기판 위에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀 및 이웃하는 발광 셀을 서로 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하고. 복수의 발광 셀 각각은 기판 상에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물 및 제1 및 제2 반도체층에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 전극을 포함하고, 복수의 발광 셀은 제1 전극을 통해 제1 전원을 인가받는 제1 전원 셀 및 제2 전극을 통해 제2 전원을 인가받는 제2 전원 셀을 포함하고, 제1 전원 셀에서 제1 전극의 제1 평면 형상은 제2 전원 셀에서 제2 전극의 제2 평면 형상과 다르다.

Description

발광 소자
실시 예는 발광 소자에 관한 것이다.
질화갈륨(GaN)의 금속 유기화학기상 증착법 및 분자선 성장법 등의 발달을 바탕으로 고휘도 및 백색광 구현이 가능한 적색, 녹색 및 청색 발광 다이오드(LED:Light Emitting Diode) 같은 발광 소자가 개발되었다.
이러한 LED는 백열등과 형광등 등의 기존 조명기구에 사용되는 수은(Hg)과 같은 환경 유해물질이 포함되어 있지 않아 우수한 친환경성을 가지며, 긴 수명, 저전력 소비특성 등과 같은 장점이 있기 때문에 기존의 광원들을 대체하고 있다. 이러한 LED 소자의 핵심 경쟁 요소는 고효율 및 고출력 칩 및 패키징 기술에 의한 고휘도의 구현이다.
기존의 발광 소자의 경우 균일한 조도와 높은 신뢰성을 가질 것이 요구되고 있다.
실시 예는 개선된 신뢰성을 갖고 우수한 발광 균일도를 갖는 발광 소자를 제공한다.
실시 예에 의한 발광 소자는 기판; 상기 기판 위에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀; 및 이웃하는 발광 셀을 서로 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀 각각은 상기 기판 상에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및 상기 제1 및 제2 반도체층에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 전극을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀은 상기 제1 전극을 통해 제1 전원을 인가받는 제1 전원 셀; 및 상기 제2 전극을 통해 제2 전원을 인가받는 제2 전원 셀을 포함하고, 상기 제1 전원 셀에서 상기 제1 전극의 제1 평면 형상은 상기 제2 전원 셀에서 상기 제2 전극의 제2 평면 형상과 다를 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자는 상기 연결 배선과 상기 이웃하는 발광 셀 사이에 배치되어, 상기 연결 배선과 상기 이웃하는 발광 셀을 전기적으로 절연시키는 제1 절연층을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 발광 소자는 상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드; 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드; 및 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제2 절연층을 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전극은 상기 제2 절연층과, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하는 복수의 제1 관통홀을 통해 상기 제1 본딩패드와 연결되고, 상기 제2 전극은 상기 제2 절연층을 관통하는 복수의 제2 관통홀을 통해 상기 제2 본딩패드와 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 평면 형상은 상기 복수의 제1 관통홀이 배열된 평면 모습, 상기 복수의 제1 관통홀의 개수, 상기 복수의 제1 관통홀의 평면 형상, 상기 복수의 제1 관통홀이 서로 이격된 거리 또는 상기 복수의 제1 관통홀 각각의 평면 크기 중 적어도 하나를 포함하고, 상기 제2 평면 형상은 상기 복수의 제2 관통홀이 배열된 평면 모습, 상기 복수의 제2 관통홀의 개수, 상기 복수의 제2 관통홀 각각의 평면 형상, 상기 복수의 제2 관통홀이 서로 이격된 거리 또는 상기 복수의 제2 관통홀 각각의 평면 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 평면 형상에서 상기 복수의 제1 관통홀의 개수와 상기 제2 평면 형상에서 상기 복수의 제2 관통홀의 개수는 서로 다르거나 동일할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 평면 형상에서 상기 복수의 제1 관통홀은 상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 제1 관통홀은 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 제2 평면 형상에서 상기 복수의 제2 관통홀은 상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열될 수 있다. 상기 복수의 제2 관통홀은 일정한 간격으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 전원 셀을 제외한 상기 복수의 발광 셀 각각은 상기 발광 구조물에서 상기 제1 반도체층을 노출하는 콘텍홀을 더 포함하고, 상기 연결 배선은 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되고 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나의 상기 콘텍홀을 통해 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 콘택홀은 상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되어 나란히 배치된 복수의 콘텍홀을 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 연결 배선은 상기 제1 절연층에 의해 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 발광 구조물의 측부와 전기적으로 이격되고, 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 연결 바디; 및 상기 연결 바디로부터 연장되어 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나에 포함되는 상기 복수의 콘텍홀을 통해 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 복수의 연결 가지를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 연결 가지는 상기 연결 바디로부터 상기 두께 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 두께 방향과 각각 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 제1 연결 가지를 포함할 수 있다.
또는, 예를 들어, 상기 복수의 연결 가지는 상기 연결 바디로부터 상기 두께 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 배치된 제2 연결 가지; 및 상기 제2 연결 가지로부터 상기 두께 방향 및 상기 제2 방향과 각각 교차하는 제1 방향으로 연장되어 배치된 제3 연결 가지를 포함할 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 연결 가지 각각은 스트라이프 평면 형상을 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 제2 관통홀은 상기 복수의 연결 가지 사이에서 상기 제1 방향으로 배열될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 연결 가지는 상기 두께 방향으로 상기 제2 본딩패드와 중첩되어 배치되거나 중첩되지 않고 배치될 수 있다.
예를 들어, 상기 복수의 연결 가지는 상기 제2 전원 셀의 가장 자리에 배치될 수 있다.
다른 실시 예에 의한 발광 소자는, 기판; 상기 기판 위에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀; 및 이웃하는 발광 셀을 서로 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하고. 상기 복수의 발광 셀 각각은 상기 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및 상기 n형 및 p형 반도체층에 각각 전기적으로 연결된 n형 및 p형 전극을 포함하고, 상기 복수의 발광 셀은 상기 n형 전극과 연결된 n형 본딩패드를 통해 음의 전압을 인가받는 음 전원 셀; 및 상기 p형 전극과 연결된 p형 본딩패드를 통해 양의 전압을 인가받는 양 전원 셀을 포함하고, 상기 양 전원 셀은 상기 p형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 n형 반도체층을 노출하는 콘텍홀을 더 포함하고, 상기 연결 배선은 상기 콘텍홀을 통해 상기 n형 반도체층과 전기적으로 연결되고, 상기 콘텍홀은 상기 p형 본딩패드와 상기 발광 구조물의 두께 방향으로 중첩되지 않고 배치될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는 우수한 발광 균일도와 개선된 신뢰도를 갖는다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 B-B'선을 따라 절취한 단면도를 나타낸다.
도 4a는 도 2에 도시된 'F1' 부분의 일 실시 예에 의한 확대 단면도를 나타내고, 도 4b는 도 2에 도시된 'F1' 부분의 다른 실시 예의 확대 단면도를 나타낸다.
도 5는 다른 실시 예에 의한 발광 소자의 평면도를 나타낸다.
도 6은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자에 포함되는 제n 연결 배선의 일 실시 예에 의한 평면도를 나타낸다.
도 7은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자에 포함되는 제n 연결 배선의 다른 실시 예에 의한 평면도를 나타낸다.
도 8은 도 1에 도시된 C-C'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 9는 도 5에 도시된 D-D'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 10은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자의 회로도를 나타낸다.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기 위해 실시 예를 들어 설명하고, 발명에 대한 이해를 돕기 위해 첨부도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명에 따른 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상술하는 실시 예들에 한정되는 것으로 해석되지 않아야 한다. 본 발명의 실시 예들은 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다.
본 발명에 따른 실시 예의 설명에 있어서, 각 element의 " 상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)(on or under)는 두개의 element가 서로 직접(directly)접촉되거나 하나 이상의 다른 element가 상기 두 element사이에 배치되어(indirectly) 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한 “상(위)" 또는 "하(아래)(on or under)”로 표현되는 경우 하나의 element를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
또한, 이하에서 이용되는 "제1" 및 "제2," "상/상부/위" 및 "하/하부/아래" 등과 같은 관계적 용어들은, 그런 실체 또는 요소들 간의 어떠한 물리적 또는 논리적 관계 또는 순서를 반드시 요구하거나 내포하지는 않으면서, 어느 한 실체 또는 요소를 다른 실체 또는 요소와 구별하기 위해서 이용될 수도 있다.
이하, 편의상 실시 예에 의한 발광 소자(100A, 100B)를 데카르트 좌표계를 이용하여 설명하지만, 다른 좌표계에 의해서도 설명될 수 있음은 물론이다. 데카르트 좌표계에 의하면, x축, y축 및 z축은 서로 직교하지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, x축, y축 및 z축은 서로 교차할 수도 있다.
도 1은 일 실시 예에 의한 발광 소자(100A)의 평면도를 나타내고, 도 2는 도 1에 도시된 A-A'선을 따라 절취한 단면도를 나타내고, 도 3은 도 1에 도시된 B-B'선을 따라 절취한 단면도를 나타내고, 도 4a는 도 2에 도시된 ‘F1’ 부분의 일 실시 예에 의한 확대 단면도를 나타내고, 도 4b는 도 2에 도시된 'F1' 부분의 다른 실시 예(F2)의 확대 단면도를 나타낸다.
도 1 내지 도 4b를 참조하면, 발광 소자(100A)는 기판(110), 발광 구조물(120), 제1 전극(132A, 132B), 제2 전극(130), 제1 및 제2 절연층(또는, 패시베이션(passivation)층)(142, 144), 제1 및 제2 본딩패드(152, 156A), 연결패드(154), 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)(여기서, N은 2 이상의 양의 정수)을 포함할 수 있다.
이해를 돕기 위해, 도 1에서 제1 및 제2 본딩패드(152, 156A)와 연결패드(154)는 투명으로 처리하였으며, 발광 구조물(120)과, 제1 전극(132A, 132B), 제2 전극(130)이 배치된 모습을 나타내기 위해, 도 1에서 제1 및 제2 절연층(142, 144)의 도시는 생략되었다.
기판(110)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 또한 기판(110)은 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다. 또한, 기판(110)은 투광성을 갖는 물질로 이루어질 수도 있으며, 발광 소자(100A)의 전체 질화물 발광 구조물(120)의 휨을 가져오지 않으면서, 스크라이빙(scribing) 공정 및 브레이킹(breading) 공정을 통해 별개의 칩으로 잘 분리시키기 위한 정도의 기계적 강도를 가질 수 있다. 예를 들어 기판(110)은 사파이어(Al203), GaN, SiC, ZnO, Si, GaP, InP, Ga203, GaAs, Ge 중 적어도 하나를 포함하는 물질일 수 있다. 이러한 기판(110)의 상면은 요철 패턴 형상 예를 들어, PSS(Patterned Sapphire Substrate)(112)를 가질 수 있다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이에 버퍼층이 더 배치될 수도 있다. 버퍼층은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체를 이용하여 형성될 수 있다. 버퍼층은 기판(110)과 발광 구조물(120) 사이의 격자 상수의 차이를 줄여주는 역할을 한다. 예를 들어, 버퍼층은 AlN을 포함하거나 언 도프드(undoped) 질화물을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않는다. 버퍼층은 기판(110)의 종류와 발광 구조물(120)의 종류에 따라 생략될 수도 있다.
이하, 설명의 편의상 발광 셀(또는, 발광 영역)의 개수(M)는 9인 것으로 가정하지만, 실시예는 이에 국한되지 않으며 발광 셀이 9개보다 많거나 적은 경우에도 실시 예는 동일하게 적용될 수 있다. 여기서, M은 1 이상의 양의 정수로서 N+1일 수 있다.
복수의 발광 셀은 기판(110) 위에 서로 이격되어 배치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 복수의 발광 셀(P1 내지 P9)은 발광 구조물(120)의 두께 방향(예를 들어, x축 방향)과 교차하는 방향(예를 들어, y축 방향과 z축 방향)으로 서로 이격될 수 있다.
먼저, 복수의 발광 영역(P1 내지 P9)을 순서대로 제1 발광 영역 내지 제9 발광 영역이라 한다. 즉, 제1 본딩패드(152)는 제1 발광 영역(P1)에 위치하고, 제2 본딩패드(156A)는 제9 발광 영역(P9)에 위치할 수 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 만일, 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층일 경우 제1 본딩패드(152)는 n형 본딩패드이고, 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층일 경우 제2 본딩패드(156A)는 p형 본딩패드일 수 있다.
제1 내지 제9 발광 셀은 기판(110)의 제1 내지 제9 발광 영역에 각각 배치된다. 즉, 제1 발광 셀은 기판(110)의 제1 발광 영역(P1)에 배치되고, 제2 발광 셀은 기판(110)의 제2 발광 영역(P2)에 배치되고, 제3 발광 셀은 기판(110)의 제3 발광 영역(P3)에 배치되고, 제4 발광 셀은 기판(110)의 제4 발광 영역(P4)에 배치되고, 제5 발광 셀은 기판(110)의 제5 발광 영역(P5)에 배치되고, 제6 발광 셀은 기판(110)의 제6 발광 영역(P6)에 배치되고, 제7 발광 셀은 기판(110)의 제7 발광 영역(P7)에 배치되고, 제8 발광 셀은 기판(110)의 제8 발광 영역(P8)에 배치되고, 제9 발광 셀은 기판(110)의 제9 발광 영역(P9)에 배치된다. 이와 같이, 제m 발광 셀(1 ≤ m ≤ M)은 기판(110)의 제m 발광 영역(Pm)에 배치된다. 이하, 설명의 편의상 제m 발광 셀을 'Pm'이라 칭한다.
제1 내지 제M 발광 셀(P1 ~ PM) 각각은 기판(110) 위에 배치된 발광 구조물(120), 제1 전극(132A 또는 132B) 및 제2 전극(130)을 포함할 수 있다. 하나의 발광 셀을 이루는 발광 구조물(120)은 경계 영역(S)에 의하여 다른 발광 셀의 발광 구조물(120)과 구분될 수 있다. 경계 영역(S)은 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM) 각각의 둘레에 위치하는 영역일 수 있으며, 기판(110)일 수 있다.
복수의 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM) 각각의 면적은 동일할 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 다른 실시 예에 의하면, 복수의 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM) 각각의 면적은 서로 다를 수도 있다. 또 다른 실시 예에 의하면, 복수의 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM)의 일부의 면적은 서로 동일하고 타부의 면적은 서로 다를 수 있다.
각 발광 셀(P1 ~ PM)의 발광 구조물(120)은 기판(110)의 상부에 순차적으로 배치된 제1 반도체층(122), 활성층(124) 및 제2 반도체층(126)을 포함할 수 있다.
제1 반도체층(122)은 기판(110)과 활성층(124) 사이에 배치되며, 반도체 화합물을 포함할 수 있으며, Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(122)은 AlxInyGa(1-x-y)N (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질, InAlGaN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn, Se, Te 등과 같은 n형 도펀트를 포함할 수 있다. 제1 반도체층(122)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
활성층(124)은 제1 반도체층(122)과 제2 반도체층(126) 사이에 배치되며, 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물(MQW:Multi Quantum Well) 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 활성층(124)은 Ⅲ-Ⅴ족 원소의 화합물 반도체 재료를 이용하여 우물층과 장벽층, 예를 들면 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs),/AlGaAs, GaP(InGaP)/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조를 가질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다. 우물층은 장벽층의 에너지 밴드 갭보다 작은 에너지 밴드 갭을 갖는 물질로 이루어질 수 있다.
제2 반도체층(126)은 활성층(124)의 상부에 배치되며, 반도체 화합물을 포함할 수 있다. 제2 반도체층(126)은 Ⅲ-Ⅴ족, Ⅱ-Ⅵ족 등의 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 예를 들어 InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 또는 AlInN, AlGaAs, GaP, GaAs, GaAsP, AlGaInP 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
제2 반도체층(126)은 제2 도전형 반도체층일 수 있으며, 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층인 경우, 제2 도전형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등과 같은 p형 도펀트일 수 있다. 제2 반도체층(126)은 단층 또는 다층 구조를 가질 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
제1 반도체층(122)은 n형 반도체층이고 제2 반도체층(126)은 p형 반도체층으로 구현되거나, 제1 반도체층(122)은 p형 반도체층이고 제2 반도체층(126)은 n형 반도체층으로 구현될 수 있다. 이에 따라 발광 구조물(120)은 n-p 접합, p-n 접합, n-p-n 접합, 및 p-n-p 접합 구조 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
이하, 제1 반도체층(122)은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층(126)은 p형 반도체층이라고 가정하여 설명하지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 제1 반도체층(122)이 p형 반도체층이고, 제2 반도체층(126)이 n형 반도체층인 경우에도 본 실시예는 적용될 수 있다.
각 발광 셀(P1 ~ PM)에서, 제1 전극(132A, 132B)은 제1 반도체층(122) 위에 배치되어, 제1 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 만일, 제1 반도체층(122)이 n형 반도체층일 경우 제1 전극(132A, 132B)은 n형 전극일 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면 제1 발광 셀(P1)에서 제1 전극(132A)은 제1 반도체층(122) 위에 배치되고, 도 4a 및 도 4b를 참조하면 제3 발광 셀(P3)에서 제1 전극(132A, 132B)은 제1 반도체층(122) 위에 배치될 수 있다. 제1 전극(132A, 132B)을 제1 반도체층(122) 위에 배치하기 위해, 발광 구조물(120)의 제1 반도체층(122) 일부가 노출될 수 있다. 즉, 제2 반도체층(126), 활성층(124) 및 제1 반도체층(122)의 일부를 메사 식각(mesa etching)하여 제1 반도체층(122)의 일부를 노출하는 콘텍홀(또는, 메사 식각부)(CH)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 반도체층(122)의 노출면은 활성층(124)의 하면보다 낮게 위치할 수 있다.
또는, 각 발광 셀(P2 ~ PM)에서 제1 전극(132A, 132B)이 제1 반도체층(122) 위에 별개로 마련되는 대신에, 제i 발광 셀(Pi, 2 ≤ i ≤ M)의 제1 전극(132A, 132B)은 제i-1 연결 배선(160-i-1)과 일체로 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 도 4b에 예시된 바와 같이 제3 발광 셀(P3)의 제1 전극(132B)은 제2 연결 배선(160-2)과 별개로 이루어질 수도 있고, 도 4a에 예시된 바와 같이 제3 발광 셀(P3)의 제1 전극(132A)은 제1 연결 배선(160-2)과 일체로 이루어질 수도 있다.
각 발광 셀(P1 ~ PM)에서, 제2 전극(130)은 제2 반도체층(126) 위에 배치되어, 제2 반도체층(126)과 전기적으로 연결될 수 있다. 만일, 제2 반도체층(126)이 p형 반도체층일 경우 제2 전극(130)은 p형 전극일 수 있다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1, 2 및 제3 발광 셀(P1, P2, P3) 각각에서 제2 전극(130)은 제2 반도체층(126) 위에 배치되어 있다.
또는, 각 발광 셀(P1 ~ PM-1)에서 제2 전극(130)이 제2 반도체층(126) 위에 별개로 마련되는 대신에, 도시된 바와 달리 제j 발광 셀(Pi, 1 ≤ j ≤ M-1)의 제2 전극(130)은 제j 연결 배선(160-j)과 일체로 이루어질 수도 있다.
각 발광 셀(P1 ~ PM)에서 제1 전극(132A, 132B) 및 제2 전극(130) 각각은 접착층(미도시), 반사층(미도시), 배리어층(미도시) 또는 본딩층(미도시) 중 적어도 하나가 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 제1 전극(132A, 132B)의 접착층은 제1 반도체층(122)과 오믹 접촉하는 물질을 포함하고, 제2 전극(130)의 접착층은 제2 반도체층(126)과 오믹 접촉하는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 접착층은 Cr, Rd 및 Ti 중 적어도 하나의 재료로, 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
배리어층은 접착층 위에 배치되며, Ni, Cr, Ti 및 Pt 중 적어도 하나를 포함하는 재료로, 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 배리어층은 Cr과 Pt의 합금으로 이루어질 수 있다.
또한, 배리어층과 접착층 사이에 개재되는 반사층은 Ag 등으로 이루어질 수 있다. 본딩층은 배리어층의 위에 배치되며, Au을 포함할 수 있다.
한편, 제1 본딩패드(152)는 제1 전원(예를 들어 (-)의 전압)을 제공받는 패드로서, 와이어(미도시)가 본딩되는 패드일 수 있다. 도 1 및 도 2를 참조하면 제1 본딩패드(152)는 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM) 중 어느 하나의 발광 셀(예컨대, P1)의 제1 반도체층(122)과 제1 전극(132A)을 통해 전기적으로 접촉할 수 있다. 이하, 제1 내지 제M 발광 셀 중에서 제1 전원을 인가받는 발광 셀을 '제1 전원 셀'(또는 '음의 전원 셀')이라 한다.
또한, 제2 본딩패드(156A)는 제2 전원(예를 들어 (+)의 전압)을 제공받는 패드로서, 와이어(미도시)가 본딩되는 패드일 수 있다. 도 1 및 도 3을 참조하면 제2 본딩패드(156A)는 제1 내지 제M 발광 셀(P1 내지 PM) 중 다른 하나의 발광 셀(예컨대, P9)의 제2 반도체층(126)과 제2 전극(130)을 통해 전기적으로 접촉할 수 있다. 이하, 제1 내지 제M 발광 셀 중에서 제2 전원을 인가받는 발광 셀을 '제2 전원 셀'(또는, '양의 전원 셀')이라 한다.
도 1 내지 도 3의 경우 제1 및 제2 전원 셀 각각은 한 개인 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 제2 내지 제8 발광 셀 중 어느 것이라도 P1과 같은 구조를 갖는다면 제1 전원 셀이 될 수도 있고 P9와 같은 구조를 갖는다면 제2 전원 셀이 될 수 있다.
또한, 연결패드(154)는 제1 내지 제M 발광 셀 중에서, 제1 및 제2 전원 셀(P1, P9)을 제외한 발광 셀에 포함되는 패드를 의미할 수 있다. 연결패드(154)는 해당하는 발광 셀의 발광 구조물(120) 위에 배치되며, 경우에 따라 생략될 수 있다. 만일, 제2 내지 제8 발광 셀(P2 내지 P8) 중 적어도 하나가 제1 전원 셀의 역할을 수행할 경우, 연결 패드(154)는 제1 본딩패드(152)와 같이 제1 반도체층(122)에 전기적으로 연결되도록 배치될 수도 있다. 또는, 제2 내지 제8 발광 셀(P2 내지 P8) 중 적어도 하나가 제2 전원 셀의 역할을 수행할 경우, 연결 패드(154)는 제2 본딩패드(156A)와 같이 제2 반도체층(126)에 전기적으로 연결되도록 배치될 수도 있다.
또한, 비록 도시되지는 않았지만, 제2 전극(130)과 제2 반도체층(126) 사이에 전도층이 더 배치될 수도 있다. 각 전도층은 전반사를 감소시킬 뿐만 아니라 투광성이 좋기 때문에 활성층(124)으로부터 방출되어 제2 반도체층(126)을 거친 빛의 추출 효율을 증가시킬 수 있다. 각 전도층은 발광 파장에 대해 투과율이 높은 투명한 산화물계 물질, 예컨대, ITO(Indium Tin Oxide), TO(Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide), IZTO(Indium Zinc Tin Oxide), IAZO(Indium Aluminium Zinc Oxide), IGZO(Indium Gallium Zinc Oxide), IGTO(Indium Gallium Tin Oxide), AZO(Aluminium Zinc Oxide), ATO(Aluminium Tin Oxide), GZO(Gallium Zinc Oxide), IrOx, RuOx, RuOx/ITO, Ni, Ag, Ni/IrOx/Au 또는 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나 이상을 이용하여 단층 또는 다층으로 구현될 수 있다.
한편, 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)은 복수의 발광 셀(P1 ~ PM)을 서로 연결하는 역할을 한다. 즉, 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)은 이웃하는 발광 셀들을 전기적으로 연결하는 역할을 한다. 구체적으로, 제n 연결 배선(160-n)(여기서, 1 ≤ n ≤ N)은 제n 발광 영역(Pn), 제n+1 발광 영역[P(n+1)] 및 그[Pn, P(n+1)] 사이의 경계 영역(S) 상에 위치하여, 이웃하는 제n 발광 셀(Pn)의 제2 전극(130)과 제n+1 발광 셀[P(n+1)]의 제1 전극(132A, 132B)을 전기적으로 연결하는 역할을 한다.
예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1 연결 배선(160-1, n=1)은 이웃하는 제1 발광 셀(P1)의 제2 전극(130)과 제2 발광 셀(P2)의 제1 전극(132A)을 전기적으로 연결하며, 이를 위해 제1 발광 영역(P1), 제2 발광 영역(P2) 및 그(P1, P2) 사이의 경계 영역(S) 상에 위치할 수 있다.
제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)은 제1 본딩패드(152)가 위치하는 제1 전원 셀인 제1 발광 셀(P1)을 시점으로 하고, 제2 본딩패드(156A)가 위치하는 제2 전원 셀인 제M 발광 영역(PM)을 종점으로 하여 제1 내지 제M 발광 셀들(P1 내지 PM)을 직렬 연결할 수 있다. 그러나, 실시예는 이에 국한되지 않으며, 제1 내지 제M 발광 셀(P1 ~ PM) 중 적어도 일부가 연결 배선에 의해 전기적으로 서로 병렬로 연결될 수도 있다.
제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N) 각각은 제1 전극(132A, 132B) 및 제2 전극(130) 각각과 동일하거나 서로 다른 물질로 이루어질 수 있다. 만일, 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)이 제1 전극(132A, 132B) 및 제2 전극(130)과 동일한 물질로 이루어질 경우 연결 배선은 제1 전극(132A, 132B) 또는 제2 전극(130)과 일체형으로 이루어질 수도 있다. 도 2, 도 3 및 도 4a의 경우 제1 전극(132A) 및 해당하는 연결 배선(예를 들어, 160-2)이 일체형으로 이루어진 경우를 나타내고, 도 4b의 경우 제1 전극(132B) 및 해당하는 연결 배선(예를 들어, 160-2)이 분리형으로 이루어진 경우를 나타낸다. 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N) 각각은 Cr, Rd, Au, Ni, Ti 또는 Pt 중 적어도 하나를 포함할 수 있으나 이에 국한되지 않는다.
한편, 제1 절연층(142)은 제1 내지 제N 연결 배선(160-1 ~ 160-N)과 그 연결 배선에 의해 연결되는 이웃하는 발광 셀들 사이에 배치되어, 이웃하는 발광 셀과 연결 배선을 전기적으로 절연시킨다. 즉, 제1 절연층(142)은 제n 연결 배선(160-n)과 그 배선(160-n)에 의해 연결되는 이웃하는 제n 및 제n+1 발광 셀들[Pn, P(n+1)] 사이에 배치되어, 제n 연결 배선(160-n)과 제n 발광 셀(Pn)을 전기적으로 절연시키고, 제n 연결 배선(160-n)과 제n+1 발광 셀[P(n+1)]을 전기적으로 절연시킨다. 예를 들어, 도 2를 참조하면, 제1 절연층(142)은 제2 연결 배선(160-2)에 의해 연결되는 이웃하는 제2 및 제3 발광 셀(P2, P3) 사이에 배치되어, 제2 연결 배선(160-2)과 제2 및 제3 발광 셀들(P2, P3) 각각을 전기적으로 절연시킨다.
또한, 제2 절연층(144)은 경계 영역(S), 연결 배선(160-1 내지 160-N), 제1 절연층(142), 발광 구조물(120), 제1 전극(132A, 132B) 및 제2 전극(130)을 덮도록 배치된다. 이때, 제2 절연층(144)은 도 2에 도시된 바와 같이 제1 전원 셀(P1)에서 제1 전극(132A)을 노출시키고, 도 3에 도시된 바와 같이 제2 전원 셀(P9)에서 제2 전극(130)을 노출시키도록 배치될 수 있다.
제2 절연층(144)은 제1 전원 셀(P1)에서 제1 본딩패드(152)와 제2 전극(130)을 전기적으로 절연시키고, 제2 전원 셀(P9)에서 제2 본딩패드(156A)와 제1 전극(132B) 또는 제8 연결 배선(160-8A)을 전기적으로 절연시킬 수 있다.
제1 및 제2 절연층(142, 144) 각각은 투광성 절연 물질, 예컨대, SiO2, SiOx, SiOxNy, Si3N4, 또는 Al2O3 로 형성될 수도 있고, 분산 브래그 반사층(DBR:Distribute Bragg Reflector)로 형성될 수도 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
실시 예에 의하면, 제1 전원 셀(P1)에서 제1 전극(132A)은 복수의 제1 관통홀(TH1)을 통해 제1 본딩패드(152)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 관통홀(TH1)은 제2 절연층(144)과, 제2 반도체층(126) 및 활성층(124)을 관통하여 제1 전극(132A)을 노출시킨다.
또한, 제2 전원 셀(P9)에서 제2 전극(130)은 복수의 제2 관통홀(TH21)을 통해 제2 본딩패드(156A)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제2 관통홀(TH21)은 제2 절연층(144)을 관통하여 제2 전극(130)을 노출시킨다.
한편, 제1 전원 셀(P1)에서 제1 전극(132A)의 평면 형상(이하, '제1 평면 형상'이라 한다)은 제2 전원 셀(P9)에서 제2 전극(130)의 평면 형상(이하, '제2 평면 형상'이라 한다)과 서로 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다.
여기서, 제1 평면 형상이란, 복수의 제1 관통홀(TH1)이 배열된 평면 모습, 복수의 제1 관통홀(TH1)의 개수, 복수의 제1 관통홀(TH1) 각각의 평면 형상, 복수의 제1 관통홀(TH1)이 서로 이격된 거리 또는 복수의 제1 관통홀(TH1) 각각의 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 또한, 제2 평면 형상이란, 복수의 제2 관통홀(TH21)이 배열된 평면 모습, 복수의 제2 관통홀(TH21)의 개수, 복수의 제2 관통홀(TH21) 각각의 평면 형상, 복수의 제2 관통홀(TH21)이 서로 이격된 거리 또는 복수의 제2 관통홀(TH21) 각각의 평면 크기 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전술한 제1 평면 형상에 포함된 특징 중 적어도 하나가 제2 평면 형상에 포함된 특징 중 적어도 하나와 다를 경우, 제1 평면 형상과 제2 평면 형상은 다르다고 할 수 있다. 예를 들어, 제1 및 제2 평면 형상에 각각 포함된 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH21)의 개수와 평면 형상과 배열된 평면 모습이 서로 동일하다고 하더라고, 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH21)의 크기 또는 상호 이격된 거리가 다를 경우, 제1 및 제2 평면 형상은 다르다고 할 수 있다.
예를 들어, 제1 평면 형상에서 복수의 제1 관통홀(TH1)의 개수와 제2 평면 형상에서 복수의 제2 관통홀(TH21)의 개수는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 관통홀(TH1)의 개수는 6개인 반면, 제2 관통홀(TH21)의 개수는 3개일 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
또는, 제1 평면 형상에서 복수의 제1 관통홀(TH1)의 개수와 제2 평면 형상에서 복수의 제2 관통홀(TH21)의 개수는 서로 동일할 수도 있다.
또한, 제1 평면 형상에서 복수의 제1 관통홀(TH1)은 발광 구조물(120)의 두께 방향(예를 들어, x축 방향)과 교차하는 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 방향은 x축 방향과 직교하는 y축 및 z축 방향을 각각 의미할 수 있다. 예를 들어, 도 1에 예시된 바와 같이, 제1 평면 형상은 제1 관통홀(TH1)이 y축 방향으로 3개가 배열되고, z축 방향으로 2개가 배열된 평면 모습을 가질 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이 제1 관통홀(TH1)이 제1 방향으로 배열된 개수와 제2 방향으로 배열된 개수는 서로 다를 수도 있고, 도 1에 도시된 바와 달리 제1 관통홀(TH1)이 제1 방향으로 배열된 개수와 제2 방향으로 배열된 개수는 서로 동일할 수도 있다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 관통홀(TH1)은 y축과 z축 방향으로 각각 3개 이상씩 배열될 수도 있다.
또한, 제1 평면 형상에서, 복수의 제1 관통홀(TH1)이 배열된 간격은 일정할 수도 있고 서로 다를 수도 있다.
또한, 제2 평면 형상에서 복수의 제2 관통홀(TH21)은 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열될 수도 있다. 예를 들어, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 관통홀(TH21)은 제1 방향인 y축 방향으로만 배열될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면, 제1 관통홀(TH1)이 배치된 평면 모습과 유사하게, 제2 관통홀(TH21)은 제1 방향뿐만 아니라 제2 방향으로도 배열될 수 있다.
또한, 복수의 제2 관통홀(TH21)이 배열된 간격은 일정할 수도 있고 불규칙할 수도 있다.
또한, 도 1의 경우 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH21) 각각의 평면 형상은 원형인 것으로 예시되어 있지만, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 예를 들어, 제1 및 제2 관통홀(TH1, TH21) 각각의 평면 형상은 타원형일 수도 있고 다각형 일수도 있다.
전술한 바와 같이, 실시 예에 의한 발광 소자(100A)의 제1 평면 형상과 제2 평면 형상을 서로 동일하게 하지 않고 다르게 구현함으로써, 발광 소자(100A)의 발광의 균일도가 개선될 수 있다. 즉, 도 1에 도시된 바와 같이, 제2 전원 셀(P9)에서 복수의 제2 관통홀(TH21)은 단일 라인 형태로 배열된 반면, 제1 전원 셀(P1)에서 복수의 제1 관통홀(TH1)은 복수의 라인 형태로 제1 방향과 제2 방향으로 배치되어 있으므로, 발광 소자(100A)의 발광 균일도가 개선되어 우수해질 수 있다.
도 5는 다른 실시 예에 의한 발광 소자(100B)의 평면도를 나타낸다.
제2 전원 셀(P9)의 모습이 다름을 제외하면, 도 5에 도시된 발광 소자(100B)는 도 1에 도시된 발광 소자(100A)와 동일하므로 중복되는 설명을 생략하고 다른 부분에 대해서만 설명한다.
또한, 콘텍홀(CH)은 발광 구조물(120)에서 제1 반도체층을 노출시키는 홀을 의미한다. 발광 구조물(120)에서 제2 반도체층(126)과 활성층(124)과 제1 반도체층(122)의 일부를 메사식각함으로써, 제1 반도체층(122)을 노출시키는 콘텍홀(또는, 메사 식각부)(CH)을 형성할 수 있다.
제1 내지 제N 연결 배선(160-1 내지 160-N) 각각은 이웃하는 발광 셀 중 하나의 제2 반도체층(126)과 전기적으로 연결되고, 이웃하는 발광 소자 중 다른 하나의 콘텍홀(CH)을 통해 제1 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제n 연결 배선(160-n)은 이웃하는 발광 셀(Pn, P(n+1)) 중 하나인 제n 발광 셀(Pn)의 제2 반도체층(126)과 제2 전극(130)을 통해서 전기적으로 연결되고, 이웃하는 발광 셀(Pn, P(n+1)) 중 다른 하나인 제n+1 발광 셀(P(n+1))의 콘택홀(CH)에 의해 노출되는 제1 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 1 내지 도 5의 경우, 제1 전원 셀(P1)을 제외한 복수의 발광 셀(P2 내지 P9) 각각이 2개의 콘텍홀(CH)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 다른 실시 예에 의하면 제2 내지 제9 발광 셀(P2 내지 P9) 각각은 하나의 콘텍홀 또는 3개 이상의 콘텍홀(CH)을 포함할 수도 있다.
또한, 복수의 콘택홀(CH)은 발광 구조물(120)의 두께 방향인 x축 방향과 교차하는 방향(예를 들어, z축 방향)으로 서로 이격되어 나란히 배치될 수 있다.
도 6은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자(100A, 100B)에 포함되는 제n 연결 배선(160-n)의 일 실시 예(160A)에 의한 평면도를 나타내고, 도 7은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자(100A, 100B)에 포함되는 제n 연결 배선(160-n)의 다른 실시 예(160B)에 의한 평면도를 나타낸다.
도 1 및 도 5에 도시된 제1 내지 제7 연결 배선(160-1 내지 160-7)과, 도 1에 도시된 제8 연결 배선(160-8A)은 도 6에 도시된 바와 같은 평면 형상을 가질 수 있고, 도 5에 도시된 제8 연결 배선(160-8B)은 도 7에 도시된 바와 같은 평면 형상을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 도 1 및 도 5에 도시된 제1 내지 제7 연결 배선(160-1 내지 160-7)과, 도 1에 도시된 제8 연결 배선(160-8A)도 도 7에 도시된 바와 같은 평면 형상을 가질 수 있음은 물론이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 연결 배선(160A, 160B)은 연결 바디(162) 및 복수의 연결 가지[(164-11, 164-12) 또는 (164-2, 164-31, 164-32)]를 포함할 수 있다.
제n 연결 바디(162)는 제1 절연층(142)에 의해 이웃하는 발광 셀(Pn, P(n+1)) 중 하나(Pn)의 발광 구조물(120)의 측부와 전기적으로 이격되고, 이웃하는 발광 셀(Pn, P(n+1)) 중 하나(Pn)의 제2 전극(130)과 전기적으로 연결되는 부분이다.
또한, 복수의 연결 가지[(164-11, 164-12) 또는 (164-2, 164-31, 164-32)]는 연결 바디(162)로부터 연장되어 이웃하는 발광 셀(Pn, P(n+1)) 중 다른 하나[P(n+1)]에 포함되는 복수의 콘텍홀(CH)을 통해 제1 반도체층(122)과 전기적으로 연결되는 부분이다.
일 실시 예에 의하면, 도 6에 예시된 바와 같이, 복수의 연결 가지는 제1 연결 가지(164-11, 164-12)를 포함할 수 있다. 제1 연결 가지(164-11, 164-12)는 연결 바디(162)로부터 두께 방향(예를 들어, x축 방향)과 교차하는 제1 방향(예를 들어, y축 방향)으로 연장되고, 제1 방향 및 두께 방향과 각각 교차하는 제2 방향(예를 들어, z축 방향)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 이때, 제1 연결 가지(164-11, 164-12)는 연결 바디(162)의 중간 지점으로부터 제1 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 제1-1 연결 가지(164-11)는 연결 바디(162)의 최상단으로부터 z축 방향의 전체 길이(ZT) 중 1/3 상측 지점(Z1)에서 제1 방향으로 연장되고, 제1-2 연결 가지(164-12)는 연결 바디(162)의 최하단으로부터 전체 길이(ZT) 중 1/3 하측 지점(Z2)에서 제1 방향으로 연장될 수 있다. 본 실시 예에서는 상측 지점(Z1)과 하측 지점(Z2)이 z축 방향의 전체 길이(ZT)의 1/3 지점에 있는 것으로 설명하였으나, 1/4 내지 1/3 위치에 있을 수 있으며, 이에 국한되지 않는다. 이와 같이 연결 바디(162)의 중간 지점으로부터 제1 연결 가지(164-11, 164-12)가 돌출될 경우 전류 스프레딩이 개선될 수 있다.
또는, 다른 실시 예에 의하면, 도 7에 예시된 바와 같이, 복수의 연결 가지는 제2 연결 가지(164-2) 및 제3 연결 가지(164-31, 164-32)를 포함할 수도 있다. 제2 연결 가지(164-2)는 연결 바디(162)로부터 두께 방향과 교차하는 제2 방향(예를 들어 z축 방향) 및 제1 방향(예를 들어, y축 방향)으로 연장되어 배치될 수 있다. 또한, 제3 연결 가지(164-31, 164-32)는 제2 연결 가지(164-2)로부터 두께 방향 및 제2 방향과 각각 교차하는 제1 방향(예를 들어, y축 방향)으로 연장되어 배치될 수 있다.
또한, 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 복수의 연결 가지(164-11, 164-12, 164-31, 164-32) 각각은 스트라이프(stripe) 평면 형상을 가질 수 있다. 이때, 도 1에 도시된 바와 같이 제2 전원 셀(P9)에 포함된 복수의 제2 관통홀(TH21)은 복수의 연결 가지(164-11, 164-12) 사이에서 제1 방향(예를 들어, y축 방향)으로 배열될 수 있다. 또한, 도 5에 도시된 바와 같이 제2 전원 셀(P9)에 포함된 복수의 제2 관통홀(TH22)은 복수의 연결 가지(164-31, 164-32) 사이에서 제1 방향(예를 들어, y축 방향)과 제2 방향(예를 들어, z축 방향)으로 배열될 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 C-C'선을 따라 절개한 단면도를 나타내고, 도 9는 도 5에 도시된 D-D'선을 따라 절개한 단면도를 나타낸다.
도 8을 참조하면, 복수의 연결 가지(160-8A; 164-11, 164-12)는 두께 방향(예를 들어, x축 방향)으로 제2 본딩패드(156A)와 중첩되어 배치된다.
반면에, 도 9을 참조하면, 복수의 연결 가지(160-8B: 164-31, 164-32)는 두께 방향으로 제2 본딩패드(156B)와 중첩되지 않고, 제2 본딩패드(156B)를 우회하여 배치됨을 알 수 있다. 예를 들어, 도 9에 예시된 바와 같이, 복수의 연결 가지(160-31, 164-32)는 제2 전원 셀(P9)의 가장 자리에 배치될 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 복수의 연결 가지가 제2 본딩패드(156B)와 발광 구조물(120)의 두께 방향인 x축 방향으로 중첩되지만 않는다면, 실시 예는 복수의 연결 가지가 제2 전원 셀(P9)에서 배치되는 특정한 위치에 국한되지 않는다.
도 1 및 도 8에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 가지(160-8A: 164-11, 164-12)가 두께 방향으로 중첩될 경우 콘텍홀(CH)을 형성하기 위한 메사 식각 및 제1 전극(132B)을 형성하기 위한 금속 증착 과정에서 'K1' 부분과 'K2' 부분에 구조적으로 단차가 발생할 수 밖에 없다. 이러한 단차로 인해, 외부의 기계적 힘이나 전기적인 힘에 의한 충격으로 제1 및 제2 절연층(142, 144)이 깨지거나 크랙(crack)이 발생하여 제1 및 제2 절연층(142, 144)에 의해 전기적으로 분리된 부분들이 단락되거나 누설 전류가 발생하면 발광 소자(100A)의 신뢰성이 저하될 수도 있다.
반면에, 도 5 및 도 9에 도시된 바와 같이, 복수의 연결 가지(160-8B: 164-31, 164-32)가 두께 방향인 x축 방향으로 제2 본딩패드(156B)와 중첩되지 않을 경우, 도 8에서와 같이 'K1' 및 'K2' 부분에서 단차가 형성되지 않아 전술한 제반 문제점이 방지되어, 발광 소자(100B)의 신뢰성이 개선될 수 있다. 게다가, 복수의 연결 가지(164-31, 164-32)가 제2 전원 셀(P9)의 가장 자리에 배치될 경우, 제2 관통홀(TH22)이 배치될 영역이 넓어질 수 있다.
도 10은 도 1 및 도 5에 도시된 발광 소자(100A, 100B)의 회로도를 나타낸다.
도 1, 도 5 및 도 10을 참조하면, 발광 소자(100A, 100B)는 공통된 하나의 (-) 단자, 예컨대, 하나의 제1 본딩패드(152)와 공통된 하나의 (+) 단자, 예컨대, 하나의 제2 본딩패드(156A, 156B)을 가질 수 있으나, 실시 예는 이에 국한되지 않는다.
다른 실시 예에 의하면, 제1 본딩패드(152)와 제2 본딩패드(156A, 156B) 사이에서 제2 발광 셀(P2)의 음극과 제8 발광 셀(P8)의 음극 사이의 어느 지점이라도 (-) 단자로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 제6 발광 셀(P6)의 음극인 제2 노드(N2) 또는 제3 발광 셀(P3)의 음극인 제3 노드(N3)가 (-) 단자로 사용될 수 있다. 만일, 제2 노드(N2)가 (-) 단자로 사용될 경우, 제6 발광 셀(P6)은 제1 전원 셀(P1)과 같은 제1 평면 형상을 가질 수 있고, 제6 발광 셀(P6)의 연결패드(154)는 제1 본딩패드(152)와 같이 제6 발광 셀(P6)의 제1 반도체층(122)과 전기적으로 연결될 수 있다.
또 다른 실시 에에 의하면, 제1 본딩패드(152)와 제2 본딩패드(156A, 156B) 사이에서 제8 발광 셀(P8)의 양극과 제2 발광 셀(P2)의 양극 사이의 어느 지점이 (+) 단자로 사용될 수도 있다. 예를 들어, 제8 발광 셀(P8)의 양극인 제1 노드(N1), 제5 발광 셀(P5)의 양극인 제2 노드(N2) 또는 제2 발광 셀(P2)의 양극인 제3 노드(N3)가 (+) 단자로 사용될 수 있다. 만일, 제3 노드(N3)가 (+) 단자로 사용될 경우, 제2 발광 셀(P2)은 제2 전원 셀(P9)과 같은 제2 평면 형상을 가질 수 있고, 제2 발광 셀(P2)의 연결패드(154)는 제2 본딩패드(156A, 156B)와 같이 제2 발광 셀(P2)의 제2 반도체층(126)과 전기적으로 연결될 수 있다.
전술한 도 2, 도 3, 도 8 및 도 9에 예시된 발광 소자(100A, 100B)의 제1 내지 제M 발광 셀(P1 ~ PM) 각각은 수평형 구조를 갖는 것으로 예시되었지만, 실시예는 이에 국한되지 않는다. 즉, 제1 내지 제M 발광 셀 각각이 수직형 또는 플립 칩 구조를 가질 경우에도 본 실시예는 적용될 수 있음은 물론이다.
실시 예에 따른 발광 소자 패키지는 복수 개가 기판 상에 어레이될 수 있고, 발광 소자 패키지의 광 경로 상에 광학 부재인 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자 패키지, 기판, 광학 부재는 백라이트 유닛으로 기능할 수 있다.
또한, 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치로 구현될 수 있다.
여기서, 표시 장치는 바텀 커버와, 바텀 커버 상에 배치되는 반사판과, 광을 방출하는 발광 모듈과, 반사판의 전방에 배치되며 발광 모듈에서 발산되는 빛을 전방으로 안내하는 도광판과, 도광판의 전방에 배치되는 프리즘 시트들을 포함하는 광학 시트와, 광학 시트 전방에 배치되는 디스플레이 패널과, 디스플레이 패널과 연결되고 디스플레이 패널에 화상 신호를 공급하는 화상 신호 출력 회로와, 디스플레이 패널의 전방에 배치되는 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 바텀 커버, 반사판, 발광 모듈, 도광판, 및 광학 시트는 백라이트 유닛(Backlight Unit)을 이룰 수 있다.
또한, 조명 장치는 기판과 실시 예에 따른 발광 소자 패키지를 포함하는 광원 모듈, 광원 모듈의 열을 발산시키는 방열체, 및 외부로부터 제공받은 전기적 신호를 처리 또는 변환하여 광원 모듈로 제공하는 전원 제공부를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는, 램프, 해드 램프, 또는 가로등을 포함할 수 있다.
해드 램프는 기판 상에 배치되는 발광 소자 패키지들을 포함하는 발광 모듈, 발광 모듈로부터 조사되는 빛을 일정 방향, 예컨대, 전방으로 반사시키는 리플렉터(reflector), 리플렉터에 의하여 반사되는 빛을 전방으로 굴절시키는 렌즈, 및 리플렉터에 의하여 반사되어 렌즈로 향하는 빛의 일부분을 차단 또는 반사하여 설계자가 원하는 배광 패턴을 이루도록 하는 쉐이드(shade)를 포함할 수 있다.
이상에서 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
발명의 실시를 위한 형태는 전술한 "발명의 실시를 위한 최선의 형태"에서 충분히 설명되었다.
실시 예에 의한 발광 소자는 표시 장치, 지시 장치, 조명 장치에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 위에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀; 및
    이웃하는 발광 셀을 서로 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하고.
    상기 복수의 발광 셀 각각은
    상기 기판 상에 제1 반도체층, 활성층 및 제2 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및
    상기 제1 및 제2 반도체층에 각각 전기적으로 연결된 제1 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 복수의 발광 셀은
    상기 제1 전극을 통해 제1 전원을 인가받는 제1 전원 셀; 및
    상기 제2 전극을 통해 제2 전원을 인가받는 제2 전원 셀을 포함하고,
    상기 제1 전원 셀에서 상기 제1 전극의 제1 평면 형상은 상기 제2 전원 셀에서 상기 제2 전극의 제2 평면 형상과 다른 발광 소자.
  2. 제1 항에 있어서, 상기 연결 배선과 상기 이웃하는 발광 셀 사이에 배치되어, 상기 연결 배선과 상기 이웃하는 발광 셀을 전기적으로 절연시키는 제1 절연층을 더 포함하는 발광 소자.
  3. 제2 항에 있어서, 상기 발광 소자는
    상기 제1 전극과 전기적으로 연결된 제1 본딩패드;
    상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 제2 본딩패드; 및
    상기 제1 본딩패드와 상기 제2 전극 사이에 배치되어, 상기 제1 본딩패드와 상기 제2 전극을 전기적으로 절연시키는 제2 절연층을 더 포함하는 발광 소자.
  4. 제3 항에 있어서, 상기 제1 전극은 상기 제2 절연층과, 상기 제2 반도체층 및 상기 활성층을 관통하는 복수의 제1 관통홀을 통해 상기 제1 본딩패드와 연결되고,
    상기 제2 전극은 상기 제2 절연층을 관통하는 복수의 제2 관통홀을 통해 상기 제2 본딩패드와 연결된 발광 소자.
  5. 제4 항에 있어서, 상기 제1 평면 형상은 상기 복수의 제1 관통홀이 배열된 평면 모습, 상기 복수의 제1 관통홀의 개수, 상기 복수의 제1 관통홀의 평면 형상, 상기 복수의 제1 관통홀이 서로 이격된 거리 또는 상기 복수의 제1 관통홀 각각의 평면 크기 중 적어도 하나를 포함하고,
    상기 제2 평면 형상은 상기 복수의 제2 관통홀이 배열된 평면 모습, 상기 복수의 제2 관통홀의 개수, 상기 복수의 제2 관통홀 각각의 평면 형상, 상기 복수의 제2 관통홀이 서로 이격된 거리 또는 상기 복수의 제2 관통홀 각각의 평면 크기 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
  6. 제5 항에 있어서, 상기 제1 평면 형상에서 상기 복수의 제1 관통홀의 개수와 상기 제2 평면 형상에서 상기 복수의 제2 관통홀의 개수는 서로 다른 발광 소자.
  7. 제5 항에 있어서, 상기 제1 평면 형상에서 상기 복수의 제1 관통홀의 개수와 상기 제2 평면 형상에서 상기 복수의 제2 관통홀의 개수는 서로 동일한 발광 소자.
  8. 제5 항에 있어서, 상기 제1 평면 형상에서 상기 복수의 제1 관통홀은
    상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열되고,
    상기 복수의 제1 관통홀은 일정한 간격으로 배열된 발광 소자.
  9. 제5 항에 있어서, 상기 제2 평면 형상에서 상기 복수의 제2 관통홀은
    상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 제1 방향 또는 제2 방향 중 적어도 한 방향으로 배열되고,
    상기 복수의 제2 관통홀은 일정한 간격으로 배열된 발광 소자.
  10. 제5 항에 있어서, 상기 제1 전원 셀을 제외한 상기 복수의 발광 셀 각각은
    상기 발광 구조물에서 상기 제1 반도체층을 노출하는 콘텍홀을 더 포함하고,
    상기 연결 배선은 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제2 반도체층과 전기적으로 연결되고 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나의 상기 콘텍홀을 통해 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 발광 소자.
  11. 제10 항에 있어서, 상기 콘택홀은 상기 발광 구조물의 두께 방향과 교차하는 방향으로 서로 이격되어 나란히 배치된 복수의 콘텍홀을 포함하는 발광 소자.
  12. 제11 항에 있어서, 상기 연결 배선은
    상기 제1 절연층에 의해 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 발광 구조물의 측부와 전기적으로 이격되고, 상기 이웃하는 발광 셀 중 하나의 상기 제2 전극과 전기적으로 연결된 연결 바디; 및
    상기 연결 바디로부터 연장되어 상기 이웃하는 발광 셀 중 다른 하나에 포함되는 상기 복수의 콘텍홀을 통해 상기 제1 반도체층과 전기적으로 연결된 복수의 연결 가지를 포함하는 발광 소자.
  13. 제12 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지는
    상기 연결 바디로부터 상기 두께 방향과 교차하는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향 및 상기 두께 방향과 각각 교차하는 제2 방향으로 서로 이격되어 배치된 복수의 제1 연결 가지를 포함하는 발광 소자.
  14. 제12 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지는
    상기 연결 바디로부터 상기 두께 방향과 교차하는 제2 방향으로 연장되어 배치된 제2 연결 가지; 및
    상기 제2 연결 가지로부터 상기 두께 방향 및 상기 제2 방향과 각각 교차하는 제1 방향으로 연장되어 배치된 제3 연결 가지를 포함하는 발광 소자.
  15. 제12 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지 각각은 스트라이프 평면 형상을 갖는 발광 소자.
  16. 제15 항에 있어서, 상기 복수의 제2 관통홀은 상기 복수의 연결 가지 사이에서 상기 제1 방향으로 배열된 발광 소자.
  17. 제12 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지는 상기 두께 방향으로 상기 제2 본딩패드와 중첩되어 배치된 발광 소자.
  18. 제12 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지는 상기 두께 방향으로 상기 제2 본딩패드와 중첩되지 않고 배치된 발광 소자.
  19. 제18 항에 있어서, 상기 복수의 연결 가지는 상기 제2 전원 셀의 가장 자리에 배치된 발광 소자.
  20. 기판;
    상기 기판 위에 서로 이격되어 배치된 복수의 발광 셀; 및
    이웃하는 발광 셀을 서로 전기적으로 연결하는 연결 배선을 포함하고.
    상기 복수의 발광 셀 각각은
    상기 기판 상에 n형 반도체층, 활성층 및 p형 반도체층을 포함하는 발광 구조물; 및
    상기 n형 및 p형 반도체층에 각각 전기적으로 연결된 n형 및 p형 전극을 포함하고,
    상기 복수의 발광 셀은
    상기 n형 전극과 연결된 n형 본딩패드를 통해 음의 전압을 인가받는 음 전원 셀; 및
    상기 p형 전극과 연결된 p형 본딩패드를 통해 양의 전압을 인가받는 양 전원 셀을 포함하고,
    상기 양 전원 셀은
    상기 p형 반도체층과 상기 활성층을 관통하여 상기 n형 반도체층을 노출하는 콘텍홀을 더 포함하고,
    상기 연결 배선은 상기 콘텍홀을 통해 상기 n형 반도체층과 전기적으로 연결되고,
    상기 콘텍홀은 상기 p형 본딩패드와 상기 발광 구조물의 두께 방향으로 중첩되지 않고 배치된 발광 소자.
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