(57)【要約】  実施例は、複数個の発光部；前記複数個の発光部上にそれぞれ配置される複数個の波長変換層；前記複数個の発光部の間、および前記複数個の波長変換層の間に配置される隔壁；前記複数個の波長変換層上にそれぞれ配置される複数個のカラーフィルタ；および前記複数個のカラーフィルタの間に配置されるブラックマトリックスを含む半導体素子を開示する。  【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の発光部；
前記複数個の発光部上にそれぞれ配置される複数個の波長変換層；
前記複数個の発光部の間、および前記複数個の波長変換層の間に配置される隔壁；
前記複数個の波長変換層上にそれぞれ配置される複数個のカラーフィルタ；および
前記複数個のカラーフィルタの間に配置されるブラックマトリックスを含む、半導体素子。
【請求項２】
前記複数個の波長変換層の間の幅は前記複数個の発光部の間の最大幅より大きい、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記それぞれの発光部は、
第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、および前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層間に配置される活性層を含み、
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど狭くなる、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど大きくなる、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記複数個の発光部に共通して連結される第１バンプ電極；
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第２バンプ電極；
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層を互いに電気的に連結する第１電極；および、
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層をさらに含む、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記第１電極は前記第１絶縁層を貫通して前記第１導電型半導体層と電気的に連結され、
前記第１電極は前記第１バンプ電極と電気的に連結される、請求項５に記載の半導体素子。
【請求項７】
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第１バンプ電極；
前記複数個の発光部に共通して連結される第２バンプ電極；および
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層を互いに電気的に連結する第２電極をさらに含み、
前記第２電極は前記第２バンプ電極と電気的に連結される、請求項３に記載の半導体素子。
【請求項８】
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層、および
前記第１絶縁層を貫通し、前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の下部にそれぞれ配置される複数個の反射電極をさらに含み、
前記第２電極は前記複数個の反射電極を互いに電気的に連結する、請求項７に記載の半導体素子。
【請求項９】
隣り合う前記波長変換層の間の幅は３０μｍ〜５０μｍであり、
前記隔壁は反射粒子を含む、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１０】
前記波長変換層と前記カラーフィルタの間に配置される第１中間層をさらに含み、
前記波長変換層はシリコーン樹脂を含み、前記カラーフィルタはアクリル樹脂を含み、
前記第１中間層は酸化物または窒化物を含む、請求項１に記載の半導体素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施例は半導体素子およびこれを含む表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
発光ダイオード（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ：ＬＥＤ）は電流が印加されると光を放出する発光素子の一つである。発光ダイオードは低電圧で高効率の光を放出できるため、エネルギー節減効果に優れている。最近、発光ダイオードの輝度問題が大きく改善され、液晶表示装置のバックライトユニット（Ｂａｃｋｌｉｇｈｔ  Ｕｎｉｔ）、電光掲示板、表示器、家電製品などのような各種機器に適用されている。
【０００３】
一般的な液晶表示装置は、発光ダイオードから放出された光と液晶の透過率を制御してカラーフィルタを通過する光でイメージまたは映像を表示する。最近ではＨＤ以上の高画質および大画面の表示装置が要求されているが、一般的に主に使用されている複雑な構成を有する液晶表示装置および有機電界表示装置は歩留まりおよび費用のため、高画質の大画面表示装置の具現に困難がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
実施例は色純度が向上した半導体素子を提供する。
【０００５】
実施例は光度が向上した半導体素子を提供する。
【０００６】
実施例は個別的に駆動される第１〜第３発光部を含むチップレベルの発光素子が表示装置のピクセルとして提供され得る。この時、第１〜第３発光部がピクセルの各サブピクセルとして機能して高解像度の大型表示装置を具現することができる。
【０００７】
実施例で解決しようとする課題はこれに限定されるものではなく、下記で説明する課題の解決手段や実施形態から把握され得る目的や効果も含まれるものと言える。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の一実施例に係る半導体素子は複数個の発光部を含む；前記複数個の発光部上にそれぞれ配置される複数個の波長変換層；前記複数個の発光部の間、および前記複数個の波長変換層の間に配置される隔壁および前記複数個の波長変換層上にそれぞれ配置される複数個のカラーフィルタ；および前記複数個のカラーフィルタの間に配置されるブラックマトリックスを含む。
【０００９】
前記複数個の波長変換層の間の幅は前記複数個の発光部の間の最大幅より大きくてもよい。
【００１０】
前記それぞれの発光部は、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、および前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層間に配置される活性層を含むことができる。
【００１１】
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど狭くなり得る。
【００１２】
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど大きくなり得る。
【００１３】
前記複数個の発光部に共通して連結される第１バンプ電極；前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第２バンプ電極；および前記複数個の発光部の第１導電型半導体層を電気的に連結する第２電極を含むことができる。
【００１４】
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層をさらに含むことができる。
【００１５】
前記第１電極は前記第１絶縁層を貫通して前記第１導電型半導体層と電気的に連結され得る。
【００１６】
前記第１電極は前記第１バンプ電極と電気的に連結され得る。
【００１７】
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第１バンプ電極；前記複数個の発光部に共通して連結される第２バンプ電極；および前記複数個の発光部の第２導電型半導体層を電気的に連結する第２電極を含むことができる。
【００１８】
前記第２電極は前記第２バンプ電極と電気的に連結され得る。
【００１９】
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層をさらに含むことができる。
【００２０】
前記第１絶縁層を貫通して、前記複数個の発光部の第２導電型半導体層の下部にそれぞれ配置される複数個の反射電極をさらに含み、前記第２電極は前記複数個の反射電極を電気的に連結することができる。
【００２１】
前記隣り合う波長変換層の間の幅は３０μｍ〜５０μｍであり得る。
【００２２】
前記隔壁は反射粒子を含むことができる。
【００２３】
前記波長変換層上に配置されたカラーフィルタ層をさらに含み、前記カラーフィルタ層は前記複数個のカラーフィルタおよび前記ブラックマトリックスを含むことができる。
【００２４】
本発明の一実施例に係る表示装置は前記半導体素子を含むことができる。
【００２５】
複数個の共通配線と複数個の駆動配線が交差して定義された複数個のピクセル領域を含むパネルを含み、前記ピクセル領域ごとに前記半導体素子が配置されて前記第１、第２および第３発光部がそれぞれ緑色、赤色および青色波長帯の光を放出する第１、第２および第３サブピクセルであり得る。
【発明の効果】
【００２６】
実施例の半導体素子は色純度が向上し得る。
【００２７】
実施例の半導体素子は相対的光度が向上し得る。
【００２８】
実施例の半導体素子は個別的に駆動される第１〜第３発光部を含むチップレベルの発光素子が表示装置のピクセルとして提供され得る。この時、第１〜第３発光部がピクセルの各サブピクセルとして機能して高解像度の大型表示装置を具現することができる。
【００２９】
本発明の多様かつ有益な長所と効果は前述した内容に限定されず、本発明の具体的な実施形態を説明する過程でより容易に理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１実施例に係る半導体素子の平面図。
【図２】図１のＡ−Ａ方向断面図。
【図３】本発明の第２実施例に係る半導体素子の断面図。
【図４ａ】実施例に係る半導体素子の隔壁の幅による光束の変化を測定したグラフ。
【図４ｂ】実施例に係る半導体素子の隔壁の幅による色純度の変化を測定したグラフ。
【図５】本発明の第３実施例に係る半導体素子の断面図。
【図６】図５の変形例。
【図７ａ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図７ｂ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図７ｃ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図７ｄ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図７ｅ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図７ｆ】第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図８】本発明の第４実施例に係る半導体素子の断面図。
【図９ａ】第４実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図９ｂ】第４実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図９ｃ】第４実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図９ｄ】第４実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面。
【図１０】図８に図示した第４実施例に係る半導体素子の変形例の断面図。
【図１１】本発明の第５実施例に係る半導体素子の断面図。
【図１２】本発明の第６実施例に係る半導体素子の断面図。
【図１３】本発明の第７実施例に係る半導体素子の断面図。
【図１４】本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の平面図。
【図１５】半導体素子と回路基板が電気的に連結された状態を示した図面。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
本実施例は他の形態に変形され，または多様な実施例が互いに組み合わせられ得るが、本発明の範囲は以下で説明するそれぞれの実施例に限定されるものではない。
【００３２】
特定の実施例で説明された事項が他の実施例で説明されていなくても、他の実施例でその事項と反対または矛盾する説明がない限り、他の実施例に関連した説明と理解され得る。
【００３３】
例えば、特定の実施例で構成Ａに対する特徴を説明し、他の実施例で構成Ｂに対する特徴を説明したとすれば、構成Ａと構成Ｂが結合された実施例が明示的に記載されなくても、反対または矛盾する説明がない限り、本発明の技術的範囲に属するものと理解されるべきである。
【００３４】
実施例の説明において、いずれか一つのｅｌｅｍｅｎｔが他のｅｌｅｍｅｎｔの「上（うえ）または下（した）（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）」に形成されるものと記載される場合において、上（うえ）または下（した）（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）は二つのｅｌｅｍｅｎｔが互いに直接（ｄｉｒｅｃｔｌｙ）接触したり一つ以上の他のｅｌｅｍｅｎｔが前記両ｅｌｅｍｅｎｔの間に配置されて（ｉｎｄｉｒｅｃｔｌｙ）形成されるものをすべて含む。また「上（うえ）または下（した）（ｏｎ  ｏｒ  ｕｎｄｅｒ）」と表現される場合、一つのｅｌｅｍｅｎｔを基準として上側方向だけでなく下側方向の意味も含み得る。
【００３５】
以下では添付した図面を参照して本発明の実施例について、本発明が属する技術分野で通常の知識を有する者が容易に実施できるように詳細に説明する。
【００３６】
半導体素子は発光素子、受光素子などの各種電子素子を含むことができ、発光素子と受光素子はいずれも第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを含むことができる。
【００３７】
本実施例に係る半導体素子は発光素子であり得る。
【００３８】
発光素子は電子と正孔が再結合することによって光を放出するようになり、この光の波長は物質固有のエネルギーバンドギャップによって決定される。したがって、放出される光は前記物質の組成により異なり得る。
【００３９】
以下、添付された図面を参照して実施例の半導体素子を詳細に説明すれば次の通りである。
【００４０】
図１は本発明の第１実施例に係る半導体素子の平面図であり、図２は図１のＡ−Ａ方向断面図である。
【００４１】
図１を参照すると、半導体素子は複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含むことができる。複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ同じであるかまたは異なる波長の光を出射することができる。複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は互いに独立的に制御され得る領域と定義することができる。例示的に複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のうち選択的に電流を印加して第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のうちいずれか一つのみを独立的に点灯することができる。
【００４２】
複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は、第１波長帯の光を出射する第１発光部Ｐ１、第２波長帯の光を出射する第２発光部Ｐ２、および第３波長帯の光を出射する第３発光部Ｐ３を含むことができる。
【００４３】
第１発光部Ｐ１は緑色光を出射することができ、第２発光部Ｐ２と第３発光部Ｐ３は青色光を出射することができるがこれに限定されない。例示的に第１発光部Ｐ１は青色光を出射し、第２発光部Ｐ２と第３発光部Ｐ３は緑色光を出射することもできる。また、第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はすべて青色光を出射してもよい。第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は注入される電流により互いに異なる波長帯の光を出射してもよい。
【００４４】
図２を参照すると、半導体素子１Ａは第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、分離された第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを電気的に連結する第１電極１５１と、第１電極１５１に連結された第１バンプ電極１５０、および分離された第２導電型半導体１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃとそれぞれ電気的に連結された複数の第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを含むことができる。
【００４５】
半導体素子の、第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下部に配置され得る。図面では、第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの下部に配置されたものと図示したが必ずしもこれに限定されない。例示的に第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃが第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの上部に配置されてもよい。
【００４６】
第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３はそれぞれ第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを含むことができる。
【００４７】
例示的に第１発光部Ｐ１は第１導電型半導体層１１０ａ、活性層１２０ａおよび第２導電型半導体層１３０ａを含み、第２発光部Ｐ２は第１導電型半導体層１１０ｂ、活性層１２０ｂおよび第２導電型半導体層１３０ｂを含み、第３発光部Ｐ３は第１導電型半導体層１１０ｃ、活性層１２０ｃおよび第２導電型半導体層１３０ｃを含むことができる。
【００４８】
第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは上部に行くほど幅が狭くなるように配置され得、第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは下部に行くほど幅が狭くなるように配置され得る。すなわち、第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃは互いに反対方向に行くほど幅が狭くなるように製作され得る。
【００４９】
第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃはＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現され得、ｎ型ドーパントがドーピングされ得る。第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質またはＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質で形成され得る。例えば、ＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうち選択された物質で形成され得るが、これに限定されない。ｎ型ドーパントはＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｓｅ、Ｔｅなどで選択され得、これに限定されない。
【００５０】
活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは、単一井戸構造、多重井戸構造、単一量子井戸構造、多重量子井戸（Ｍｕｌｔｉ  Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｗｅｌｌ；ＭＱＷ）構造、量子ドット構造または量子細線構造のうちいずれか一つの構造を有することができ、活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃの構造はこれに限定されない。活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃが井戸構造で形成される場合、例えば、ＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する井戸層とＩｎａＡｌｂＧａ１−ａ−ｂＮ（０≦ａ≦１、０≦ｂ≦１、０≦ａ＋ｂ≦１）の組成式を有する障壁層を有する単一または量子井戸構造を有することができる。
【００５１】
また、活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは井戸層の組成が（ＡｌｐＧａ１−ｐ）ｑＩｎ１−ｑＰ層（ただし、０≦ｐ≦１、０≦ｑ≦１）であり得、障壁層の組成が（Ａｌｐ１Ｇａ１−ｐ１）ｑ１Ｉｎ１−ｑ１Ｐ層（ただし、０≦ｐ１≦１、０≦ｑ１≦１）であり得るがこれに限定されるものではない。例えば、活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃはＩｎＧａＮ／ＧａＮ、ＩｎＧａＮ／ＩｎＧａＮ、ＧａＮ／ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ／ＧａＮ、ＧａＡｓ（ＩｎＧａＡｓ）／ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ（ＩｎＧａＰ）／ＡｌＧａＰのうちいずれか一つ以上のペア構造で形成され得るがこれに限定されない。井戸層は障壁層のバンドギャップより小さいバンドギャップを有する物質で形成され得る。
【００５２】
活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを通じて注入される電子（または正孔）と第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを通じて注入される正孔（または電子）が会う層である。活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは電子と正孔が再結合するにつれて低いエネルギー準位に遷移し、それに相応する波長を有する光を生成することができる。例えば、第１、第２および第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは青色波長帯の光を生成することができる。
【００５３】
第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃはＩＩＩ−Ｖ族、ＩＩ−ＶＩ族などの化合物半導体で具現され得、ｐ型ドーパントがドーピングされ得る。第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃはＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＮ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質またはＩｎｘＡｌｙＧａ１−ｘ−ｙＰ（０≦ｘ≦１、０≦ｙ≦１、０≦ｘ＋ｙ≦１）の組成式を有する半導体物質で形成され得る。例えば、第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃはＡｌＩｎＮ、ＡｌＧａＡｓ、ＧａＰ、ＧａＡｓ、ＧａＡｓＰ、ＡｌＧａＩｎＰのうち選択された物質で形成され得るがこれに限定されない。Ｐ型ドーパントはＭｇ、Ｚｎ、Ｃａ、Ｓｒ、Ｂａなどで選択され得、これに限定されない。
【００５４】
第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを通じて青色波長帯の光が放出され得る。
【００５５】
第１絶縁層１４０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下部に配置され得る。第１絶縁層１４０はＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも一つが選択されて形成され得、これに限定されない。第１絶縁層１４０は第１電極１５１を第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃおよび活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃと電気的に絶縁させることができる。
【００５６】
第１絶縁層１４０はＳｉ酸化物やＴｉ化合物を含む多層構造のＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）でもよい。しかし、必ずしもこれに限定されず第１絶縁層１４０は多様な反射構造を含むことができる。
【００５７】
第１電極１５１は分離された第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの間に配置され得る。そして第１電極１５１は分離された第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを電気的に連結することができる。例えば、第１電極１５１は第１絶縁層１４０を貫通して第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと電気的に連結され得る。
【００５８】
第１電極１５１は第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと離隔して配置され得る。そして第１電極１５１は各発光構造物の第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを電気的に連結することができる。第１電極１５１は第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと一部重なるように配置されて電気的に連結され得る。第１電極１５１はオーミック電極であり得るが、これに限定されない。
【００５９】
第１バンプ電極１５０は第１電極１５１と電気的に連結され得る。したがって、互いに離隔して配置された第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは第１バンプ電極１５０と電気的に連結され得る。第１バンプ電極１５０と第１電極１５１は共通電極として機能することができるが、これに限定されない。
【００６０】
複数個の第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと電気的に連結されてもよい。例示的に第２−１バンプ電極１６０ａは第２−１導電型半導体層１３０ａと電気的に連結され、第２−２バンプ電極１６０ｂは第２−２導電型半導体層１３０ｂと電気的に連結され、第２−３バンプ電極１６０ｃは第２−３導電型半導体層１３０ｃと電気的に連結され得る。
【００６１】
第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃはＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、Ａｕ、Ｈｆ、Ｃｕなどのような金属で形成され得る。また、第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃは伝導性酸化膜と金属が混合された一つまたは複数個の層で形成され得、これに限定されない。
【００６２】
第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの下部には反射層がさらに配置され得るが、これに限定されない。
【００６３】
複数個の第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの間には第２電極（１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃ）が配置され得る。しかし、必ずしもこれに限定されず第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃが第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃとオーミック接触する物質を含むこともできる。
【００６４】
支持層１７０は絶縁層１４０、第１電極１５１、第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃおよび第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを支持するように半導体素子の下部に配置され得る。また、支持層１７０は光の透過度が低く、光反射層および／または光吸収層の役割を遂行することができる。
【００６５】
支持層１７０は基材に反射粒子が分散した構造であり得る。基材はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂のうちいずれか一つ以上であり得る。一例として、高分子樹脂はシリコーン樹脂であり得る。反射粒子はＴｉＯ２またはＳｉＯ２のような無機物粒子を含むことができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、支持層はＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）またはＳＭＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂でもよい。
【００６６】
支持層１７０は１０〜５０ｗｔ％、または１５〜３０ｗｔ％の無機物粒子を含むことができる。粒子の含量が１０ｗｔ％より小さい場合、透過度を２０％以下に制御することが難しく、含量が５０ｗｔ％より大きい場合、無機物粒子の含量が高いためクラックが発生し得る。
【００６７】
支持層１７０は熱膨張係数（ＣＴＥ）が５０ｐｐｍ／℃以下であり得る。支持層１７０の厚さが７０μｍ以上である場合に支持層１７０の透過度は２０％以下であり得る。これにより、支持層１７０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で発生した光が第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの上部に向かって反射することができる。これにより、実施例に係る半導体素子は向上した発光効率を提供することができる。
【００６８】
図３は本発明の第２実施例に係る半導体素子の断面図であり、図４ａおよび図４ｂは実施例に係る半導体素子の隔壁の幅による光束および色純度の変化を測定したグラフである。
【００６９】
図３を参照すると、第２実施例に係る半導体素子１Ｂは第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上に配置された波長変換層１８１、１８２、１８３、および隔壁１９０をさらに含むことができる。
【００７０】
波長変換層１８１、１８２、１８３は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される光の波長を変換することができる。
【００７１】
例示的に第１波長変換層１８１は第１発光部Ｐ１から出射する光を緑色光に変換することができ、第２波長変換層１８２は第２発光部Ｐ２から出射する光を赤色光に変換することができ、第３波長変換層１８３は第３発光部Ｐ３から出射する光を青色光に変換することができる。もし第３発光部Ｐ３から青色光を出射する場合、第３波長変換層１８３は波長を変化させないか配置されなくてもよい。
【００７２】
しかし、必ずしもこれに限定されず、第１〜第３波長変換層１８１、１８２、１８３は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される青色（Ｂ）波長帯の光を吸収して白色（Ｗｈｉｔｅ：Ｗ）波長帯の光に変換してもよい。
【００７３】
波長変換層１８１、１８２、１８３はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂などで選択された高分子樹脂に波長変換粒子が分散した構造であり得、これに限定されない。
【００７４】
波長変換粒子は蛍光体、ＱＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）のうちいずれか一つ以上を含むことができる。以下では波長変換粒子を蛍光体として説明する。
【００７５】
蛍光体はＹＡＧ系、ＴＡＧ系、Ｓｉｌｉｃａｔｅ系、Ｓｕｌｆｉｄｅ系またはＮｉｔｒｉｄｅ系のうちいずれか一つの蛍光物質が含まれ得るが、実施例は蛍光体の種類に制限されない。
【００７６】
例示的に、ＹＡＧおよびＴＡＧ系蛍光物質は（Ｙ、Ｔｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍ）３（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｆｅ）５（Ｏ、Ｓ）１２：Ｃｅ中で選択され得、Ｓｉｌｉｃａｔｅ系蛍光物質は（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）２ＳｉＯ４：（Ｅｕ、Ｆ、Ｃｌ）の中から選択使用可能である。また、Ｓｕｌｆｉｄｅ系蛍光物質は（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）（Ａｌ、Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕのうち選択可能であり、Ｎｉｔｒｉｄｅ系蛍光体は（Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ）Ｎ：Ｅｕ（例、ＣａＡｌＳｉＮ４：Ｅｕβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）またはＣａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ系である（Ｃａｘ、Ｍｙ）（Ｓｉ、Ａｌ）１２（Ｏ、Ｎ）１６であり得る。この時、ＭはＥｕ、Ｔｂ、ＹｂまたはＥｒのうち少なくとも一つの物質であり、０．０５＜（ｘ＋ｙ）＜０．３、０．０２＜ｘ＜０．２７  ａｎｄ  ０．０３＜ｙ＜０．３を満足する蛍光体成分の中から選択され得る。
【００７７】
前記のような波長変換層１８１、１８２、１８３は隔壁１９０により第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と垂直方向に重なる領域別に分離され得る。隔壁１９０は波長変換層１８１、１８２、１８３の間および発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間に配置され得る。隔壁１９０はカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）のように光吸収物質を含んでもよいが、光を反射する反射物質を含んでもよい。
【００７８】
隔壁１９０は基材に反射粒子が分散した構造であり得る。基材はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂のうちいずれか一つ以上であり得る。一例として、高分子樹脂はシリコーン樹脂であり得る。反射粒子はＴｉＯ２またはＳｉＯ２のような無機物粒子を含むことができるが、これに限定されない。
【００７９】
隔壁１９０は無機物粒子を２０ｗｔ％以上含むことができる。例示的に隔壁の無機物粒子は２０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であり得る。無機物粒子を２０ｗｔ％未満で含む場合、隔壁１９０の反射度が低くなって色純度が低くなる問題がある。例えば、第１発光部Ｐ１のみを点灯させて緑色光を出力する場合、第１発光部Ｐ１から出射した光の一部は隔壁１９０を通過して第２波長変換層１８２により赤色光に変換され得る。これによって色純度が低くなり得る。隔壁１９０は無機物粒子が７０ｗｔ％を超過すると高分子樹脂の含量が小さくなるためクラック（Ｃｒａｃｋ）が発生し得る。
【００８０】
隔壁１９０は波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置される第１領域、および第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間に配置される第２領域を含むことができる。
【００８１】
例示的に第１領域の幅ｄ１は第２領域の幅ｄ２より大きくてもよい。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１領域の幅ｄ１と第２領域の幅ｄ２は同じでもよい。
【００８２】
第１領域と第２領域の幅ｄ１、ｄ２は複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の厚さ方向と垂直な方向（Ｘ軸方向）の距離であり得る。
【００８３】
隔壁１９０の第１領域の幅ｄ１は１０μｍ以上であり得る。第１領域の幅ｄ１は１０μｍ〜５０μｍであり得る。第１領域の幅ｄ１が１０μｍ以上である場合に、隔壁１９０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される光を遮断して色純度を向上させることができる。
【００８４】
例示的に無機物粒子の含量が２０ｗｔ％以上であり、厚さが３０μｍ以上である場合、隔壁１９０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される光を遮断して光の重なりおよび混色を防止することができる。
【００８５】
第１領域の幅ｄ１が５０μｍより大きい場合、第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間の幅が広くなって半導体素子のサイズが大きくなり得る。隔壁１９０の形成方法は特に制限されない。例えば、隔壁１９０はフォトリソグラフィ、インプリンティング、ロールツーロールプリンティング、およびインクジェットプリンティングなどを利用して形成することができる。
【００８６】
第１領域の幅ｄ１は第２領域の最大幅ｄ２より大きくてもよい。したがって、それぞれの第１〜第３波長変換層１８１、１８２、１８３のＸ軸方向の幅は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の幅より小さくてもよい。このような構成によると、半導体素子のサイズを同一に製作しながらも隔壁の幅ｄ１を増加させることができる。例示的にそれぞれの第１〜第３波長変換層１８１、１８２、１８３のＸ軸方向の幅は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の幅の８０％〜９０％であり得る。
【００８７】
図４ａおよび図４ｂを参照すると、第１領域の幅が増加するほど複数個の発光部の光束は多少減少するが、色純度が大きく向上することを確認することもできる。すなわち、第１領域の幅が２０μｍである場合、色純度は１０２％向上し、第１領域の幅が３０μｍである場合１０５％に、第１領域の幅が５０μｍである場合１０６％に向上した。
【００８８】
図５は本発明の第３実施例に係る半導体素子の断面図であり、図６は図５の変形例である。
【００８９】
図５を参照すると、第３実施例に係る半導体素子１Ｃは波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０上に配置されたカラーフィルタ層２２０を含むことができる。
【００９０】
カラーフィルタ層２２０は複数のカラーフィルタ２２１、２２２、２２３とブラックマトリックス２２４を含むことができる。カラーフィルタ層２２０には第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３が配置され得る。例示的に第１カラーフィルタ２２１は緑色フィルタでもよく、第２カラーフィルタ２２２は赤色フィルタでもよく、第３カラーフィルタ２２３は青色フィルタでもよい。
【００９１】
複数個のカラーフィルタ２２１、２２２、２２３はＭｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ（ＭＢＳ）のようなアクリル系列の樹脂に緑色／赤色／青色ピグメント（ｐｉｇｍｅｎｔ）を混合して製作することができる。例示的にカラーフィルタ層２２０はフォトレジストに分散した顔料組成物をコーティング、露光、現像および硬化（焼成）することで形成することができる。
【００９２】
カラーフィルタ層２２０は波長変換層１８１、１８２、１８３により変換された光の色純度を向上させることができる。例示的に第１カラーフィルタ２２１は第１波長変換層１８１により変換された緑色光以外の光を遮断して緑色光の色純度を向上させることができる。
【００９３】
また、波長変換層１８１、１８２、１８３が第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の光を白色光に変換した場合、カラーフィルタ層２２０は白色（Ｗ）波長帯の光を青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）波長帯の光に分離することができる。
【００９４】
カラーフィルタ層２２０は第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３の間に配置されるブラックマトリックス２２４を含むことができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３の間に配置されて区画できる構造であれば特に制限しない。
【００９５】
ブラックマトリックス２２４の厚さは５μｍ〜５５μｍであり得る。厚さが５μｍより小さい場合、過度に薄いため第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３を画することができない可能性があり、厚さが５５μｍより大きい場合、全体的なフィルタの厚さが厚くなる問題がある。しかし、ブラックマトリックス２２４の厚さは必ずしもこれに限定されない。
【００９６】
また、ブラックマトリックス２２４の幅はブラックマトリックス２２４の下部に配置された隔壁１９０の第１領域の幅ｄ１の±５μｍ範囲を有することができる。ブラックマトリックス２２４の幅は５μｍ〜５５μｍであり得る。
【００９７】
第１中間層２１０はカラーフィルタ層２２０と波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置されてこれらを接着する役割を遂行することができる。前述した通り、カラーフィルタ２２１、２２２、２２３はアクリル樹脂を主原料として使い、隔壁と波長変換層１８１、１８２、１８３はシリコーン樹脂を主原料として使うことができる。しかし、アクリル樹脂とシリコーン樹脂は物性差によって接着性が悪いため、波長変換層１８１、１８２、１８３上に直接カラーフィルタ２２１、２２２、２２３を製作することが難しい場合もある。
【００９８】
第１中間層２１０は無機質材料として酸化物または窒化物を含むことができる。例示的に、第１中間層２１０は、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＡＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＺＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＧＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ  ｇａｌｌｉｕｍ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＺＯ（ａｌｕｍｉｎｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＡＴＯ（ａｎｔｉｍｏｎｙ  ｔｉｎ  ｏｘｉｄｅ）、ＧＺＯ（ｇａｌｌｉｕｍ  ｚｉｎｃ  ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯＮ（ＩＺＯ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）、ＡＧＺＯ（Ａｌ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ  ＺｎＯ）、ＺｎＯ、ＩｒＯｘ、ＲｕＯｘ、ＮｉＯ、ＲｕＯｘ／ＩＴＯ、ＺｎＯ、  ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮのうち少なくとも一つを含んで単層または多層で形成することができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１中間層２１０はアクリル樹脂およびシリコーン樹脂の両方とも接着力が優秀な物質であれば制限なく選択され得る。
【００９９】
第１中間層２１０の厚さは５ｎｍ〜１，０００ｎｍ、または４０ｎｍ〜２００ｎｍであり得る。厚さが５ｎｍより小さい場合はアクリル樹脂が蛍光体に拡散することを防止することが難く、厚さが１０００ｎｍより大きい場合は透過率が７０％よりも小さくなって光束が減少する問題がある。
【０１００】
隔壁１９０、第１中間層２１０、カラーフィルタ層２２０および封止層２３０の全体の厚さＬ１は３０μｍ〜１００μｍであり得る。この時、隔壁１９０、第１中間層２１０、カラーフィルタ層２２０および封止層２３０の全体の厚さＬ１が３０μｍより小さい場合、波長変換層１８１、１８２、１８３内の粒子数が少ないため色変換が少なくなり得、工程が困難であり得る。そして、隔壁１９０、第１中間層２１０、カラーフィルタ層２２０および封止層２３０の全体の厚さＬ１が１００μｍより大きい場合、厚さによる光透過度が減少し得る。ここで、厚さはＹ軸方向の距離を意味する。
【０１０１】
図６を参照すると、変形例の半導体素子１Ｃ’は、第２中間層２４０が第１中間層２１０と波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置され得る。波長変換層１８１、１８２、１８３は工程によって、または樹脂に蛍光体粒子が分散するため、表面が平坦でないこともある。したがって、波長変換層１８１、１８２、１８３の表面の上にカラーフィルタ層を形成する場合、信頼性が低下する問題がある。第１中間層２１０は第２中間層２４０上に配置されて平坦面を提供することができる。
【０１０２】
しかし、必ずしもこれに限定されず、第２中間層２４０の構成は省略されてもよい。例示的に、波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０の表面粗さが１０μｍ以下または５μｍ以下である場合、第２中間層２４０は省略されてもよい。この時、第１中間層２１０の表面粗さは波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０の表面粗さによって決定され得る。波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０の表面粗さを制御するためにレベリングまたは研磨工程を遂行できる。
【０１０３】
第２中間層２４０は波長変換層１８１、１８２、１８３との接着力のために同じ材質を含むことができる。例示的に、第２中間層２４０と波長変換層１８１、１８２、１８３はすべてシリコーン樹脂を含むことができる。
【０１０４】
第２中間層２４０の厚さは３，０００ｎｍ〜２０，０００ｎｍであり得る。第２中間層２４０の厚さが３，０００ｎｍより小さい場合、表面の平坦化が不良であり得、厚さが２０，０００ｎｍより大きい場合、光透過率が減少する問題がある。したがって、第１中間層２１０と第２中間層２４０の厚さ比は１：４０００〜１：３であり得る。
【０１０５】
封止層２３０はカラーフィルタ層２２０上に配置され得る。封止層２３０は画素と半導体素子を覆うようにカラーフィルタ層２２０上に配置され、複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０を保護することができる。
【０１０６】
封止層２３０は熱および／または光硬化性樹脂で形成されて液状の状態でカラーフィルタ層２２０上にコーティングされ、熱および／または光を利用した硬化工程によって硬化され得る。この時、封止層２３０は外部の押圧を緩衝する役割もすることができる。
【０１０７】
図７ａ〜図７ｆは第３実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面である。
【０１０８】
図７ａを参照すると、基板１上に第１導電型半導体層１１０、活性層１２０、および第２導電型半導体層１３０を順に形成することができる。基板１はサファイア（Ａｌ２Ｏ３）、ＳｉＣ、ＧａＡｓ、ＧａＮ、ＺｎＯ、Ｓｉ、ＧａＰ、ＩｎＰおよびＧｅのうち選択された物質で形成され得、これに限定しはしない。
【０１０９】
図示してはいないが、第１導電型半導体層１１０と基板１の間にバッファー層（図示されず）がさらに具備され得る。バッファー層は第１導電型半導体層１１０、活性層１２０１２０および第２導電型半導体層１３０と基板１の間の格子不整合を緩和することができる。バッファー層はＩＩＩ族とＶ族元素が結合された形態であるか、ＧａＮ、ＩｎＮ、ＡｌＮ、ＩｎＧａＮ、ＡｌＧａＮ、ＩｎＡｌＧａＮ、ＡｌＩｎＮのうちいずれか一つを含むことができる。バッファー層にはドーパントがドーピングされ得るが、これに限定されない。
【０１１０】
第１導電型半導体層１１０、活性層１２０および第２導電型半導体層１３０は、有機金属化学蒸着法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）、化学蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）、プラズマ化学蒸着法（Ｐｌａｓｍａ−Ｅｎｈａｎｃｅｄ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＰＥＣＶＤ）、分子線成長法（Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ  Ｂｅａｍ  Ｅｐｉｔａｘｙ；ＭＢＥ）、水素化物気相成長法（Ｈｙｄｒｉｄｅ  Ｖａｐｏｒ  Ｐｈａｓｅ  Ｅｐｉｔａｘｙ；ＨＶＰＥ）、スパッタリング（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）等の方法を利用して形成することができ、これに限定されない。
【０１１１】
図７ｂを参照すると、第２導電型半導体層１３０上に第１絶縁層１４０、第１電極１５１、および第２電極１６１ａ、１６１ｂ、１６１ｃを形成することができる。以降、支持層１７０を形成した後、第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを貫通形成することができる。ただし、これに限定されず、第１バンプ電極１５０と第２バンプ電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃを形成し、その後に支持層１７０を形成してもよい。
【０１１２】
この時、第２導電型半導体層１３０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃはメサ食刻されて分離され得る。したがって、第２導電型半導体層１３０ａ、１６０ｂ、１６０ｃと活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃは基板１と遠ざかる方向に幅が狭くなるように形成され得る。
【０１１３】
図７ｃを参照すると、基板１を除去することができる。基板１はレーザーリフトオフ（ＬＬＯ）方式を利用することができるが必ずしもこれに限定されない。その後、第１導電型半導体層１１０を各発光部  Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３単位で分離することができる。したがって、第１導電型半導体層１１０はメサ食刻する過程で第２導電型半導体層１３０と反対方向に幅が狭くなるように形成され得る。
【０１１４】
図７ｄを参照すると、第１導電型半導体層１１０上に波長変換層１８１、１８２、１８３と隔壁１９０を形成することができる。この時、波長変換層１８１、１８２、１８３を先に形成した後に隔壁１９０を形成してもよいが必ずしもこれに限定されず、隔壁１９０を先に形成した後貫通ホールを形成してその中に波長変換層１８１、１８２、１８３を形成してもよい。
【０１１５】
図７ｅを参照すると、波長変換層１８１、１８２、１８３上に第１中間層２１０を形成し、その上に第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３を形成することができる。この時、ブラックマトリックスを先に形成して波長変換層１８１、１８２、１８３と整列した後、第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３を形成してもよいが、これに限定されるものではない。
【０１１６】
具体的には、緑色顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）をスピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）またはバーコーティング（ｂａｒ  ｃｏａｔｉｎｇ）等の方法で全面塗布し、マスク工程を進行させて第１波長変換層１８１と対応する領域に第１カラーフィルタ２２１を形成することができる。
【０１１７】
その後、赤色顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）をスピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）またはバーコーティング（ｂａｒ  ｃｏａｔｉｎｇ）等の方法で全面塗布し、マスク工程を進行させて第２波長変換層１８２と対応する領域に第２カラーフィルタ２２２を形成することができる。
【０１１８】
また、青色顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）をスピンコーティング（ｓｐｉｎ  ｃｏａｔｉｎｇ）またはバーコーティング（ｂａｒ  ｃｏａｔｉｎｇ）等の方法で全面塗布し、マスク工程を進行させて第３波長変換層１８３と対応する領域に第３カラーフィルタ２２３を形成することができる。その後、図７ｆのようにカラーフィルタ層２２０上に封止層２３０を形成することができる。
【０１１９】
図８は、本発明の第４実施例に係る半導体素子の断面図である。
【０１２０】
図８を参照すると、半導体素子１Ｄは波長変換層１８１、１８２、１８３の間、および第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間に配置された遮断層２００をさらに含むことができる。遮断層２００は第１絶縁層１４０上にも配置され得る。
【０１２１】
遮断層２００は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出された光が隣接した波長変換層１８１、１８２、１８３に放出されることを遮断することができる。例示的に遮断層２００は第１発光部Ｐ１から放出された光が第２波長変換層１８２に入射することを防止することができる。このような構成によって、遮断層２００は光の重なりおよび混色を防止することができる。
【０１２２】
遮断層２００は金属を含むことができる。遮断層２００は光を反射させる金属を含んで隣接した波長変換層１８１、１８２、１８３に移動する光を反射させることができる。一例として、金属はＡｇ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ａｌを含むことができるが、これに限定されるものではない。
【０１２３】
遮断層２００の幅ｄ３は２０ｎｍ以上であり得る、望ましくは、遮断層２００の幅ｄ３は１００ｎｍ〜１０００ｎｍであり得る。遮断層２００の幅ｄ３が１００ｎｍより小さい場合、遮断層２００の固定が難しいため表面粗さが大きくなり得る。また、遮断層２００の幅ｄ３が１０００ｎｍより大きいと重さなどによるストレスで剥離が発生し得る。
【０１２４】
遮断層２００は金属の蒸着によって形成され得るが、これに限定されるものではない。
【０１２５】
カラーフィルタ層２２０は複数のカラーフィルタ２２１、２２２、２２３とブラックマトリックス２２４を含むことができる。カラーフィルタ層２２０には第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３が配置され得る。例示的に第１カラーフィルタ２２１は緑色フィルタでもよく、第２カラーフィルタ２２２は赤色フィルタでもよく、第３カラーフィルタ２２３は青色フィルタでもよい。
【０１２６】
第１中間層２１０はカラーフィルタ層２２０と波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置されてこれらを接着する役割を遂行することができる。カラーフィルタ層２２０と第１中間層２１０は図５で説明した特徴がそのまま適用され得る。また、図６の第２中間層がさらに配置されてもよい。
【０１２７】
図９ａ〜図９ｄは、第４実施例に係る半導体素子の製造方法を示した図面である。
【０１２８】
図９ａに係る発光素子は、図７ａ〜図７ｃで説明した製造過程がそのまま適用され得る。すなわち、基板を除去した後、第１導電型半導体層１１０を各発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３単位で分離することができる。したがって、第１導電型半導体層１１０はメサ食刻する過程で第２導電型半導体層１３０と反対方向に幅が狭くなるように形成され得る。
【０１２９】
図９ｂを参照すると、第１導電型半導体層１１０上に波長変換層１８１、１８２、１８３と感光層Ｓを形成することができる。この時、波長変換層１８１、１８２、１８３を先に形成した後に感光層Ｓを形成してもよいが必ずしもこれに限定されず、感光層Ｓを先に形成した後に貫通ホールを形成してその中に波長変換層１８１、１８２、１８３を形成してもよい。
【０１３０】
図９ｃを参照すると、波長変換層１８１、１８２、１８３、第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３および第１電極１５１と隔壁１９０の間に遮断層２００が形成され得る。一例として、遮断層２００は感光層Ｓを除去した後に蒸着され得る。
【０１３１】
遮断層２００は有機金属化学蒸着法（Ｍｅｔａｌ  Ｏｒｇａｎｉｃ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＭＯＣＶＤ）、化学蒸着法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ；ＣＶＤ）、スパッタ（Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ）等の方法を利用して形成することができ、これに限定されない。
【０１３２】
遮断層２００が形成されて遮断層２００上に隔壁１９０が形成され得る。
【０１３３】
図９ｄを参照すると、波長変換層１８１、１８２、１８３、隔壁１９０および遮断層２００のそれぞれが上部面に露出するように波長変換層１８１、１８２、１８３、隔壁１９０および遮断層２００の一部を除去することができる。除去方法はレベリング、ポリッシング工程を適用することができるが、必ずしもこれに限定されるものではない。
【０１３４】
図１０は、図８に図示した第４実施例に係る半導体素子の変形例の断面図である。
【０１３５】
図１０を参照すると、半導体素子１Ｄ’の遮断層２００は波長変換層１８１、１８２、１８３および第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と隔壁１９０の間に配置され得る。この時、第１絶縁層１４０は遮断層２００の間に露出され得る。
【０１３６】
遮断層２００は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出された光が隣接した波長変換層１８１、１８２、１８３に放出されることを遮断することができる。このような構成によって、遮断層２００は光の重なりおよび混色防止を提供することができる。遮断層２００は前記の説明が同様に適用され得る。
【０１３７】
図１１は、本発明の第５実施例に係る半導体素子の断面図である。
【０１３８】
図１１を参照すると、半導体素子１Ｅは第１発光部〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、離隔された第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとそれぞれ電気的に連結された第１バンプ電極１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃ、分離された第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを電気的に連結する第２電極１６２、および第２電極１６２と電気的に連結された第２バンプ電極１６０を含むことができる。
【０１３９】
実施例に係る半導体素子１Ｅは第１バンプ電極１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃが第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃにそれぞれ電気的に連結され、第２バンプ電極１６０は第２電極１６２を通じて第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと電気的に連結され得る。
【０１４０】
第２電極１６２は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で離隔した第２導電型半導体層間１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃに配置され得る。そして第２電極１６２は離隔した第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃを電気的に連結することができる。
【０１４１】
また、第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下部に第１絶縁層１４０が配置され得る。そして第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの下部には反射電極１６１が配置され得る。
【０１４２】
一例として、第１発光部〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと第１バンプ電極１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃの間にはそれぞれ第１電極１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃが配置され得る。反射電極１６１はＡｇ、Ｎｉ、Ａｌ、Ｒｈ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｕ、Ｍｇ、Ｚｎ、Ｐｔ、ＡｕおよびＨｆなどのように反射率が高い物質で形成されるか、前記反射率が高い物質とＩＺＯ、ＩＺＴＯ、ＩＡＺＯ、ＩＧＺＯ、ＩＧＴＯ、ＡＺＯ、ＡＴＯなどのような伝導性物質が混合されて単層または多層で形成され得、これに限定されない。
【０１４３】
そして、第２電極１６２は反射電極１６１の間に配置されて第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと第２バンプ電極１６０を電気的に連結することができる。第２電極１６２は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３に電源を印加する共通電極の役割を遂行することができる。
【０１４４】
再び図１１を参照すると、第１絶縁層１４０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下部を覆うように配置され得る。第２絶縁層１４１は第１電極１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃの一部、反射電極１６１の一部、および第２電極１６２の全体を覆うことができる。
【０１４５】
第１絶縁層１４０と第２絶縁層１４１は  ＳｉＯ２、ＳｉｘＯｙ、Ｓｉ３Ｎ４、ＳｉｘＮｙ、ＳｉＯｘＮｙ、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２、ＡｌＮなどからなる群から少なくとも一つが選択されて形成され得、これに限定されない。
【０１４６】
第１絶縁層１４０はＳｉ酸化物やＴｉ化合物を含む多層構造のＤＢＲ（ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄ  Ｂｒａｇｇ  ｒｅｆｌｅｃｔｏｒ）でもよい。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１絶縁層１４０は多様な反射構造を含むことができる。
【０１４７】
支持層１７０は複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と第２電極１６２を支持するように複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の下部に配置され得る。また、支持層１７０は光の透過度が低く、光反射層および／または光吸収層の役割を遂行することができる。
【０１４８】
支持層１７０は基材に反射粒子が分散した構造であり得る。基材は光透過性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂のうちいずれか一つ以上であり得る。一例として、高分子樹脂はシリコーン樹脂であり得る。反射粒子はＴｉＯ２またはＳｉＯ２のような無機物粒子を含むことができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、支持層はＥＭＣ（Ｅｐｏｘｙ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）またはＳＭＣ（Ｓｉｌｉｃｏｎｅ  Ｍｏｌｄｉｎｇ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ）樹脂でもよい。
【０１４９】
支持層１７０は１０〜５０ｗｔ％、または１５〜３０ｗｔ％の無機物粒子を含むことができる。粒子の含量が１０ｗｔ％より小さい場合、透過度を２０％以下に制御するのが難しく、含量が５０ｗｔ％より大きい場合、無機物粒子の含量が高いためクラックが発生し得る。
【０１５０】
支持層１７０は熱膨張係数（ＣＴＥ）が５０ｐｐｍ／℃以下であり得る。そのため、支持層１７０の厚さが７０μｍ以上である場合に支持層１７０の透過度は２０％以下であり得る。これによって、支持層１７０は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３で発生した光が第１導電型半導体層１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの上部に向かって反射され得る。したがって、一実施例に係る半導体素子は向上した発光効率を提供することができる。
【０１５１】
第１バンプ電極１５０ａ、１５０ｂ、１５０ｃは支持層１７０を貫通して第１電極１５１ａ、１５１ｂ、１５１ｃと電気的に連結され得る。
【０１５２】
第２バンプ電極１６０は支持層１７０を貫通して反射電極１６１と電気的に連結され得る。反射電極１６１は第２電極１６２によって電気的に連結され得る。ただし、これに限定されるものではない。
【０１５３】
そして、第２バンプ電極１６０は反射電極１６１と第２電極１６２を通じて第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃと電気的に連結され得る。
【０１５４】
図１２は本発明の第６実施例に係る半導体素子の断面図であり、図１３は本発明の第７実施例に係る半導体素子の断面図である。
【０１５５】
図１２を参照すると、実施例に係る半導体素子１Ｆは第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３上に配置された波長変換層１８１、１８２、１８３、および隔壁１９０をさらに含むことができる。
【０１５６】
波長変換層１８１、１８２、１８３は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される光の波長を変換することができる。
【０１５７】
例示的に第１波長変換層１８１は第１発光部Ｐ１から出射する光を緑色光に変換することができ、第２波長変換層１８２は第２発光部Ｐ２から出射する光を赤色光に変換することができ、第３波長変換層１８３は第３発光部Ｐ３から出射する光を青色光に変換することができる。もし第３発光部Ｐ３から青色光を出射する場合、第３波長変換層１８３は波長を変化させなくてもよい。
【０１５８】
しかし、必ずしもこれに限定されず、第１〜第３波長変換層１８１、１８２、１８３は第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３から放出される青色（Ｂ）波長帯の光を吸収して白色（Ｗｈｉｔｅ：Ｗ）波長帯の光に変換してもよい。
【０１５９】
波長変換層１８１、１８２、１８３は透過性エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂などで選択された高分子樹脂に波長変換粒子が分散した構造であり得、これに限定されない。
【０１６０】
波長変換粒子は蛍光体、ＱＤ（Ｑｕａｎｔｕｍ  Ｄｏｔ）のうちいずれか一つ以上を含むことができる。以下では波長変換粒子を蛍光体として説明する。
【０１６１】
蛍光体はＹＡＧ系、ＴＡＧ系、Ｓｉｌｉｃａｔｅ系、Ｓｕｌｆｉｄｅ系またはＮｉｔｒｉｄｅ系のうちいずれか一つの蛍光物質が含まれ得るが、実施例は蛍光体の種類に制限されない。
【０１６２】
例示的に、ＹＡＧおよびＴＡＧ系蛍光物質は（Ｙ、Ｔｂ、Ｌｕ、Ｓｃ、Ｌａ、Ｇｄ、Ｓｍ）３（Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｆｅ）５（Ｏ、Ｓ）１２：Ｃｅの中で選択され得、Ｓｉｌｉｃａｔｅ系蛍光物質は（Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｍｇ）２ＳｉＯ４：（Ｅｕ、Ｆ、Ｃｌ）の中から選択使用可能である。また、Ｓｕｌｆｉｄｅ系蛍光物質は（Ｃａ、Ｓｒ）Ｓ：Ｅｕ、（Ｓｒ、Ｃａ、Ｂａ）（Ａｌ、Ｇａ）２Ｓ４：Ｅｕのうち選択可能であり、Ｎｉｔｒｉｄｅ系蛍光体は（Ｓｒ、Ｃａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｏ）Ｎ：Ｅｕ（例、ＣａＡｌＳｉＮ４：Ｅｕβ−ＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ）またはＣａ−αＳｉＡｌＯＮ：Ｅｕ系である（Ｃａｘ、Ｍｙ）（Ｓｉ、Ａｌ）１２（Ｏ、Ｎ）１６であり得る。この時、ＭはＥｕ、Ｔｂ、ＹｂまたはＥｒのうち少なくとも一つの物質であり、０．０５＜（ｘ＋ｙ）＜０．３、０．０２＜ｘ＜０．２７  ａｎｄ  ０．０３＜ｙ＜０．３を満足する蛍光体成分の中から選択され得る。
【０１６３】
前記のような波長変換層１８１、１８２、１８３は隔壁１９０により第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と垂直方向に重なる領域別に分離され得る。隔壁１９０は波長変換層１８１、１８２、１８３の間および発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間に配置され得る。隔壁１９０はカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）のように光吸収物質を含んでもよいが、光を反射する反射物質を含んでもよい。
【０１６４】
隔壁１９０は基材に反射粒子が分散した構造であり得る。基材はエポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、尿素樹脂、およびアクリル樹脂のうちいずれか一つ以上であり得る。一例として、高分子樹脂はシリコーン樹脂であり得る。反射粒子はＴｉＯ２またはＳｉＯ２のような無機物粒子を含むことができるが、これに限定されない。
【０１６５】
隔壁１９０は無機物粒子を２０ｗｔ％以上含むことができる。例示的に隔壁の無機物粒子は２０ｗｔ％〜７０ｗｔ％であり得る。無機物粒子を２０ｗｔ％未満で含む場合、隔壁１９０の反射度が低くなって色純度が低くなる問題がある。例えば、第１発光部Ｐ１のみを点灯させて緑色光を出力する場合、第１発光部Ｐ１から出射した光の一部は隔壁１９０を通過して第２波長変換層１８２により赤色光に変換され得る。これによって色純度が低くなり得る。隔壁１９０は無機物粒子が７０ｗｔ％を超過するとクラック（Ｃｒａｃｋ）が発生し得る。
【０１６６】
隔壁１９０は波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置される第１領域、および第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間に配置される第２領域を含むことができる。隔壁１９０についての説明は前記と同様に適用され得る。
【０１６７】
図１３を参照すると、実施例に係る半導体素子１Ｇは波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０上に配置されたカラーフィルタ層２２０を含むことができる。
【０１６８】
カラーフィルタ層２２０は第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３が配置され得る。例示的に第１カラーフィルタ２２１は緑色フィルタでもよく、第２カラーフィルタ２２２は赤色フィルタでもよく、第３カラーフィルタ２２３は青色フィルタでもよい。
【０１６９】
カラーフィルタ層２２０はＭｅｔｈｙｌｍｅｔｈａｃｒｙｌａｔｅ−Ｂｕｔａｄｉｅｎｅ−Ｓｔｙｒｅｎｅ（ＭＢＳ）のようなアクリル樹脂に緑色／赤色／青色ピグメント（ｐｉｇｍｅｎｔ）を混合して製作することができる。例示的にカラーフィルタ層２２０はフォトレジストに分散した顔料組成物をコーティング、露光、現像および硬化（焼成）することで形成することができる。
【０１７０】
カラーフィルタ層２２０は波長変換層１８１、１８２、１８３により変換された光の色純度を向上させることができる。例示的に第１カラーフィルタ２２１は第１波長変換層１８１により変換された緑色光以外の光を遮断して緑色光の色純度を向上させることができる。
【０１７１】
また、波長変換層１８１、１８２、１８３が第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の光を白色光に変換した場合、カラーフィルタ層２２０は白色（Ｗ）波長帯の光を青色（Ｂ）、緑色（Ｇ）および赤色（Ｒ）波長帯の光に分離することができる。
【０１７２】
カラーフィルタ層２２０は第１〜第３カラーフィルタ２２１、２２２、２２３の間に配置されるブラックマトリックス２２４を含むことができる。
【０１７３】
第１中間層２１０はカラーフィルタ層２２０と波長変換層１８１、１８２、１８３の間に配置され得る。前述した通り、カラーフィルタ層２２０はアクリル樹脂を主原料として使い、隔壁と波長変換層１８１、１８２、１８３はシリコーン樹脂を主原料として使うことができる。しかし、アクリル樹脂とシリコーン樹脂の接着性が悪いため、波長変換層１８１、１８２、１８３上に直接カラーフィルタ層２２０を製作することが困難であり得る。
【０１７４】
第１中間層２１０は無機質材料として酸化物または窒化物を含むことができる。例示的に、第１中間層２１０はＩＴＯ、ＺｎＯ、ＡＺＯ、ＳｉＯ２を含むことができる。しかし、必ずしもこれに限定されず、第１中間層２１０はアクリル樹脂およびシリコーン樹脂の両方とも接着力が優秀な物質が選択され得る。
【０１７５】
第１中間層２１０の厚さは５ｎｍ〜１０００ｎｍ、または４０ｎｍ〜２００ｎｍであり得る。厚さが５ｎｍより小さい場合アクリル樹脂が蛍光体に拡散することを防止することが難しく、厚さが１０００ｎｍより大きい場合、透過率が７０％より小さくなって光束が減少する問題がある。図示してはいないが第１中間層２１０と波長変換層１８１、１８２、１８３の間には第２中間層が配置されてもよい。
【０１７６】
封止層２３０はカラーフィルタ層２２０上に配置され得る。封止層２３０は画素と半導体素子を覆うようにカラーフィルタ層２２０上に配置され、複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、波長変換層１８１、１８２、１８３および隔壁１９０を保護することができる。
【０１７７】
封止層２３０は熱および／または光硬化性樹脂で形成されて液状の状態でカラーフィルタ層２２０上にコーティングされ、熱および／または光を利用した硬化工程によって硬化され得る。この時、封止層２３０は外部の押圧を緩衝する役割もする。
【０１７８】
図１４は本発明の一実施例に係るディスプレイ装置の平面図であり、図１５は半導体素子と回路基板が電気的に連結された状態を示した図面である。
【０１７９】
図１４および図１５を参照すると、表示装置は共通配線４１と駆動配線４２が交差する領域と定義された複数個のピクセル領域を含むパネル４０、各ピクセル領域に配置された半導体素子、共通配線４１に駆動信号を印加する第１ドライバー３０、駆動配線４２に駆動信号を印加する第２ドライバー２０、および第１ドライバー３０と第２ドライバー２０を制御するコントローラ５０を含むことができる。
【０１８０】
パネル４０に配置された第２隔壁４６は各ピクセル領域に配置された半導体素子間に配置され、半導体素子、共通配線４１および駆動配線４２等を支持することができる。したがって、パネル４４が大面積に大きくなっても共通配線４１および駆動配線４２の断線が防止され得る。第２隔壁４６はカーボンブラック（ｃａｒｂｏｎ  ｂｌａｃｋ）、グラファイト（Ｇｒａｐｈｉｔｅ）等のような物質を含んで形成されて隣接したピクセル領域の間の光漏れを防止することができ、これに限定されない。
【０１８１】
共通配線４１は半導体素子の第１電極１５０と電気的に連結され得る。そして、第１、第２、第３駆動配線４３、４４、４５は第１、第２、第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の第２電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃとそれぞれ電気的に連結され得る。
【０１８２】
第１電極１５０と第２電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃが活性層１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを基準として、すべて半導体素子の第２導電型半導体層１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃが配置された方向に露出するため、共通配線４１と駆動配線４２は少なくとも一つの絶縁膜を挟んで分離された構造であり得、これに限定されない。実施例では第１、第２絶縁膜１ａ、１ｂを図示した。
【０１８３】
半導体素子はパネル４０のピクセル領域ごとに配置され得る。一つの半導体素子が表示装置のピクセルとして機能することができる。そして、半導体素子の第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３は第１、第２、第３サブピクセルとして機能することができる。例えば、第１発光部Ｐ１は青色サブピクセルとして機能することができ、第２発光部Ｐ２は緑色サブピクセルとして機能することができ、第３発光部Ｐ３は赤色サブピクセルとして機能することができる。したがって、前記のような一つの半導体素子から放出される青色、緑色および赤色波長帯の光を混合して白色光を具現することができる。
【０１８４】
また、半導体素子は基板上にチップ単位パッケージ（Ｃｈｉｐ  Ｓｃａｌｅ  Ｐａｃｋａｇｅ、ＣＳＰ）で配置され得る。
【０１８５】
コントローラ５０は共通配線４１と駆動配線４２に選択的に電源が印加されるように、第１、第２ドライバー３０、２０に制御信号を出力することができる。これに伴い、半導体素子の第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を個別的に制御することができる。
【０１８６】
一般的な表示装置はピクセルの各サブピクセルごとに発光素子を個別的に配置するか、ダイボンディング（Ｄｉｅ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）およびワイヤーボンディングのようなさらなるパッケージング工程を通じてパッケージングされた二個以上の発光素子を含む半導体素子をピクセルに配置することができる。したがって、一般的な表示装置はパッケージング面積を考慮しなければならないため、パネルの全体面積のうち実際に発光する領域の面積が狭いため発光効率が低い。
【０１８７】
その反面、実施例の表示装置はピクセル領域にチップレベルの半導体素子が配置され、半導体素子の第１、第２、第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３がＲ、Ｇ、Ｂの第１〜第３サブピクセルとして機能することができる。したがって、第１〜第３サブピクセルとして機能する第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３をダイボンディング（Ｄｉｅ−Ｂｏｎｄｉｎｇ）およびワイヤーボンディングのようなさらなる工程でパッケージングする必要がない。これに伴い、ワイヤーボンディングなどを遂行する面積が除去されて、半導体素子の第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間の幅が減少され得る。すなわち、サブピクセルおよびピクセル領域のピッチ幅が減少して表示装置のピクセル密度および解像度が向上し得る。
【０１８８】
特に、第１電極１５０と第２電極１６０ａ、１６０ｂ、１６０ｃが複数個の発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と垂直方向に重なるため、実施例の半導体素子は前述したパッド領域を確保する必要がない。したがって、発光効率が高く、前述したように第１〜第３発光部Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の間の幅が減少して半導体素子の大きさを減少させることができる。
【０１８９】
したがって、実施例の半導体素子を含む実施例の表示装置はＳＤ（Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）級の解像度（７６０×４８０）、ＨＤ（Ｈｉｇｈ  ｄｅｆｉｎｉｔｉｏｎ）級の解像度（１１８０×７２０）、ＦＨＤ（Ｆｕｌｌ  ＨＤ）級の解像度（１９２０×１０８０）、ＵＨ（Ｕｌｔｒａ  ＨＤ）級の解像度（３４８０×２１６０）、またはＵＨＤ級以上の解像度（例：４Ｋ（Ｋ＝１０００）、８Ｋなど）で具現するのに制約がない。
【０１９０】
さらに、実施例の表示装置は対角線の大きさが１００インチ以上の電光掲示板やＴＶにも適用することができる。これは前述した通り、実施例に係る半導体素子が各ピクセルとして機能するため、電力消費が低く、低い維持費用で長い寿命を有することができるためである。
【０１９１】
以上で実施例を中心に説明したが、これは単なる例示に過ぎず、本発明を限定するものではなく、本発明が属する分野の通常の知識を有する者であれば、本実施例の本質的な特性を逸脱しない範囲で以上に例示されていない多様な変形と応用が可能であることが分かるはずである。例えば、実施例に具体的に示された各構成要素は変形して実施できるものである。そして、このような変形と応用に関係した差異点は添付された特許請求の範囲で規定する本発明の範囲に含まれるものと解釈されるべきである。
【図１】
2019536292.tif 000003
【図２】
2019536292.tif 000004
【図３】
2019536292.tif 000005
【図４ａ】
2019536292.tif 000006
【図４ｂ】
2019536292.tif 000007
【図５】
2019536292.tif 000008
【図６】
2019536292.tif 000009
【図７ａ】
2019536292.tif 000010
【図７ｂ】
2019536292.tif 000011
【図７ｃ】
2019536292.tif 000012
【図７ｄ】
2019536292.tif 000013
【図７ｅ】
2019536292.tif 000014
【図７ｆ】
2019536292.tif 000015
【図８】
2019536292.tif 000016
【図９ａ】
2019536292.tif 000017
【図９ｂ】
2019536292.tif 000018
【図９ｃ】
2019536292.tif 000019
【図９ｄ】
2019536292.tif 000020
【図１０】
2019536292.tif 000021
【図１１】
2019536292.tif 000022
【図１２】
2019536292.tif 000023
【図１３】
2019536292.tif 000024
【図１４】
2019536292.tif 000025
【図１５】
2019536292.tif 000026
【手続補正書】
【提出日】令和1年5月27日(2019.5.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれの発光部が、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、および前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層間に配置される活性層を含む複数個の発光部；
前記複数個の発光部上にそれぞれ配置される複数個の波長変換層；
前記複数個の発光部の間、および前記複数個の波長変換層の間に配置される隔壁；
前記複数個の波長変換層上にそれぞれ配置される複数個のカラーフィルタ；
前記複数個のカラーフィルタの間に配置されるブラックマトリックス；
前記複数個の発光部に共通して連結される第１バンプ電極；
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第２バンプ電極；
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層を互いに電気的に連結する第１電極；および
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層を含む、半導体素子。
【請求項２】
前記複数個の波長変換層の間の幅は前記複数個の発光部の間の最大幅より大きい、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項３】
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど大きくなる、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項４】
前記第１電極は前記第１絶縁層を貫通して前記第１導電型半導体層と電気的に連結され、
前記第１電極は前記第１バンプ電極と電気的に連結される、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項５】
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第１バンプ電極；
前記複数個の発光部に共通して連結される第２バンプ電極；および
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層を互いに電気的に連結する第２電極をさらに含み、
前記第２電極は前記第２バンプ電極と電気的に連結される、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項６】
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層、および
前記第１絶縁層を貫通し、前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の下部にそれぞれ配置される複数個の反射電極をさらに含み、
前記第２電極は前記複数個の反射電極を互いに電気的に連結する、請求項５に記載の半導体素子。
【請求項７】
隣り合う前記波長変換層の間の幅は３０μｍ〜５０μｍである、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項８】
前記隔壁は反射粒子を含む、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項９】
前記波長変換層と前記カラーフィルタの間に配置される第１中間層をさらに含む、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１０】
前記波長変換層はシリコーン樹脂を含み、前記カラーフィルタはアクリル樹脂を含む、請求項９に記載の半導体素子。
【請求項１１】
前記第１中間層は酸化物または窒化物を含む、請求項９に記載の半導体素子。
【請求項１２】
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど狭くなる、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１３】
前記複数個の発光部の前記活性層の幅は前記波長変換層に近づくほど大きくなる、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１４】
前記ブラックマトリックスの厚さは５μｍ〜５５μｍである、請求項１に記載の半導体素子。
【請求項１５】
半導体素子を含み、
前記半導体素子は、
それぞれの発光部が、第１導電型半導体層、第２導電型半導体層、および前記第１導電型半導体層と前記第２導電型半導体層間に配置される活性層を含む複数個の発光部；
前記複数個の発光部上にそれぞれ配置される複数個の波長変換層；
前記複数個の発光部の間、および前記複数個の波長変換層の間に配置される隔壁；
前記複数個の波長変換層上にそれぞれ配置される複数個のカラーフィルタ；
前記複数個のカラーフィルタの間に配置されるブラックマトリックス；
前記複数個の発光部に共通して連結される第１バンプ電極；
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第２バンプ電極；
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層を互いに電気的に連結する第１電極；および
前記複数個の発光部の下部を覆う第１絶縁層を含む、表示装置。
【請求項１６】
前記複数個の波長変換層の間の幅は前記複数個の発光部の間の最大幅より大きい、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１７】
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど大きくなる、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１８】
前記第１電極は前記第１絶縁層を貫通して前記第１導電型半導体層と電気的に連結され、
前記第１電極は前記第１バンプ電極と電気的に連結される、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項１９】
前記複数個の発光部にそれぞれ電気的に連結される複数個の第１バンプ電極；
前記複数個の発光部に共通して連結される第２バンプ電極；および
前記複数個の発光部の前記第２導電型半導体層を互いに電気的に連結する第２電極をさらに含み、
前記第２電極は前記第２バンプ電極と電気的に連結される、請求項１５に記載の表示装置。
【請求項２０】
前記複数個の発光部の前記第１導電型半導体層の幅は前記波長変換層に近づくほど狭くなる、請求項１５に記載の表示装置。
【国際調査報告】
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