KR102435798B1 - Display device using semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로 특히, 외부 광량에 따라 밝기가 조절되는 디스플레이 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 제1전극라인들을 구비하는 배선기판, 상기 배선기판상에 배치되고, 상기 제1전극라인들 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 제1반도체 발광소자들, 상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고, 상기 제1전극라인들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들 및 상기 제2반도체 발광소자들 상에 배치되며, 상기 제2반도체 발광소자들에서 발생된 전류가 흐르도록 이루어지는 투명전극라인을 포함하고, 상기 제2반도체 발광소자들에서 발광되는 빛의 광량은 상기 투명전극라인을 따라 흐르는 전류량에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a display device in which brightness is adjusted according to the amount of external light. A display device according to the present invention includes a wiring board having a plurality of first electrode lines, a plurality of first semiconductor light emitting devices disposed on the wiring board and electrically connected to any one of the first electrode lines; a plurality of second semiconductor light emitting devices that emit light in a wavelength band different from that of the first semiconductor light emitting devices, are electrically connected to another one of the first electrode lines, and absorb light to generate a current; and a transparent electrode line disposed on the semiconductor light emitting devices and configured to allow current generated by the second semiconductor light emitting devices to flow, and the amount of light emitted from the second semiconductor light emitting devices passes through the transparent electrode line. It is characterized in that it varies according to the amount of current flowing accordingly.
Description
본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로 특히, 외부 광량에 따라 밝기가 조절되는 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a display device in which brightness is adjusted according to the amount of external light.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.Recently, in the field of display technology, display devices having excellent characteristics, such as thin and flexible, have been developed. On the other hand, currently commercialized main displays are represented by LCD (Liguid Crystal Display) and AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes).
그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않다는 취약점이 존재한다.However, in the case of LCD, there are problems in that the response time is not fast and it is difficult to implement flexible, and in the case of AMOLED, there are weaknesses in that the lifespan is short and the mass production yield is not good.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광소자를 이용하여 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다.On the other hand, a light emitting diode (Light Emitting Diode: LED) is a well-known semiconductor light emitting device that converts electric current into light. It has been used as a light source for display images of electronic devices including communication devices. Accordingly, a method for solving the above problems by implementing a display using the semiconductor light emitting device may be proposed.
한편, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이를 이동 단말기에 활용하려는 시도가 계속되고 있다. 이동 단말기는 다양한 환경에서 사용될 수 있다. 구체적으로, 이동 단말기는 외부 광이 큰 환경 뿐 아니라, 외부 광이 거의 없는 환경에서 사용될 수 있다. 사용자 편의를 위해서는 외부 광의 세기에 따라 디스플레이의 밝기를 조절할 필요가 있다. 최근들어, 외부 광량에 따라 디스플레이의 밝기를 자동으로 조절할 수 있는 사용자 인터페이스에 대한 수요가 증가하고 있다.Meanwhile, attempts to utilize a display using a semiconductor light emitting device in a mobile terminal are continuing. Mobile terminals can be used in a variety of environments. Specifically, the mobile terminal can be used not only in an environment in which external light is large, but also in an environment in which there is little external light. For user convenience, it is necessary to adjust the brightness of the display according to the intensity of external light. Recently, the demand for a user interface capable of automatically adjusting the brightness of a display according to the amount of external light is increasing.
본 발명의 일 목적은 별도의 광 검출 센서 없이 외부 광량에 따라 디스플레이의 밝기를 조절할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.It is an object of the present invention to provide a display device capable of adjusting the brightness of a display according to the amount of external light without a separate light detection sensor.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 제1전극라인들을 구비하는 배선기판, 상기 배선기판상에 배치되고, 상기 제1전극라인들 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 제1반도체 발광소자들, 상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고, 상기 제1전극라인들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들 및 상기 제2반도체 발광소자들 상에 배치되며, 상기 제2반도체 발광소자들에서 발생된 전류가 흐르도록 이루어지는 투명전극라인을 포함하고, 상기 제2반도체 발광소자들에서 발광되는 빛의 광량은 상기 투명전극라인을 따라 흐르는 전류량에 따라 달라지는 것을 특징으로 한다.A display device according to the present invention includes a wiring board having a plurality of first electrode lines, a plurality of first semiconductor light emitting devices disposed on the wiring board and electrically connected to any one of the first electrode lines; a plurality of second semiconductor light emitting devices that emit light in a wavelength band different from that of the first semiconductor light emitting devices, are electrically connected to another one of the first electrode lines, and absorb light to generate a current; and a transparent electrode line disposed on the semiconductor light emitting devices and configured to allow current generated by the second semiconductor light emitting devices to flow, and the amount of light emitted from the second semiconductor light emitting devices passes through the transparent electrode line. It is characterized in that it varies according to the amount of current flowing accordingly.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2반도체 발광소자들은 상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 전압이 인가됨에 따라 발광될 수 있다.In an embodiment, the second semiconductor light emitting devices may emit light as a voltage is applied between the first electrode line and the transparent electrode line.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 인가되는 전압의 크기는 상기 투명전극라인을 따라 흐르는 전류량에 따라 달라질 수 있다.In an embodiment, the magnitude of the voltage applied between the first electrode line and the transparent electrode line may vary according to the amount of current flowing along the transparent electrode line.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2반도체 발광소자의 두께는 상기 제1반도체 발광소자의 두께보다 작을 수 있다.In an embodiment, a thickness of the second semiconductor light emitting device may be smaller than a thickness of the first semiconductor light emitting device.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2반도체 발광소자들 위에 배치되고, 상기 제1반도체 발광소자들이 형성되는 높이까지 형성되는 광투과층을 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a light-transmitting layer disposed on the second semiconductor light emitting devices and formed to a height at which the first semiconductor light emitting devices are formed may be further included.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명전극라인의 일부는 상기 광투과층 및 상기 제2반도체 발광소자 사이에 배치될 수 있다.In an embodiment, a portion of the transparent electrode line may be disposed between the light transmitting layer and the second semiconductor light emitting device.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1반도체 발광소자 상측에서 상기 제1반도체 발광소자와 전기적으로 연결되는 복수의 제2전극라인들을 더 포함하고, 상기 제2전극라인들과 상기 투명전극라인은 서로 다른 소재로 이루어질 수 있다.In an embodiment, the display device further includes a plurality of second electrode lines electrically connected to the first semiconductor light emitting device on an upper side of the first semiconductor light emitting device, wherein the second electrode lines and the transparent electrode line are different from each other. It can be made of material.
일 실시 예에 있어서, 상기 투명전극라인의 일부는 상기 제2전극라인과 다른 평면상에 배치될 수 있다.In an embodiment, a portion of the transparent electrode line may be disposed on a different plane from the second electrode line.
일 실시 예에 있어서, 상기 제1 및 제2반도체 발광소자를 덮도록 배치되는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.In an embodiment, a lens unit disposed to cover the first and second semiconductor light emitting devices may be further included.
또한, 본 발명은 기판 위에 형성된 제1전극라인들 중 일부에 복수의 제1반도체 발광소자들을 결합하는 단계, 상기 제1전극라인들 중 다른 일부에 상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들을 결합하는 단계, 상기 제2반도체 발광소자 상에 투명전극라인을 배치하는 단계, 상기 제1 및 제2반도체 발광소자들을 덮는 광투과성 물질을 도포하는 단계, 상기 광투과성 물질 및 상기 제1반도체 발광소자들 각각의 일부분을 식각하여, 상기 일부분을 외부로 노출시키는 단계 및 외부로 노출된 상기 일부분에 제2전극라인을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다. In addition, the present invention provides a step of coupling a plurality of first semiconductor light emitting devices to some of the first electrode lines formed on a substrate, and light of a wavelength different from that of the first semiconductor light emitting devices to another part of the first electrode lines combining a plurality of second semiconductor light emitting devices that emit light and absorb light to generate a current, disposing a transparent electrode line on the second semiconductor light emitting device, covering the first and second semiconductor light emitting devices Applying a light-transmitting material, etching a portion of each of the light-transmitting material and the first semiconductor light emitting device, exposing the portion to the outside, and forming a second electrode line on the portion exposed to the outside It provides a method of manufacturing a display device comprising the steps.
본 발명에 따르면, 외부 광량에 따라 디스플레이 장치의 밝기를 조절함에 있어서, 외부 광량을 센싱하기 위한 별도의 센서를 필요로 하지 않는다. According to the present invention, in adjusting the brightness of the display device according to the amount of external light, a separate sensor for sensing the amount of external light is not required.
또한, 본 발명에 따르면 발광소자 자체가 외부 광량에 따라 신호를 발생시키기 때문에, 외부 광량이 발광소자의 밝기에 정확하게 반영될 수 있다.In addition, according to the present invention, since the light emitting device itself generates a signal according to the amount of external light, the amount of external light can be accurately reflected in the brightness of the light emitting device.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10 내지 12는 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 단면도이다.
도 13은 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 전극 배치를 나타내는 개념도이다.
도 14는 새로운 구조의 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 15a 내지 15g는 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 16a 및 16b는 본 발명의 디스플레이 장치의 변형 예를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
FIG. 2 is a partially enlarged view of part A of FIG. 1 , and FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines BB and CC of FIG. 2 .
4 is a conceptual diagram illustrating the flip chip type semiconductor light emitting device of FIG. 3 .
5A to 5C are conceptual views illustrating various forms of implementing colors in relation to a flip-chip type semiconductor light emitting device.
6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
7 is a perspective view illustrating another embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG. 7 ;
9 is a conceptual diagram illustrating the vertical semiconductor light emitting device of FIG. 8 .
10 to 12 are cross-sectional views of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
13 is a conceptual diagram illustrating an electrode arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device.
14 is a conceptual diagram illustrating a semiconductor light emitting device having a new structure.
15A to 15G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
16A and 16B are conceptual views illustrating a modified example of the display device of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar components are assigned the same reference numerals regardless of reference numerals, and redundant description thereof will be omitted. The suffixes "module" and "part" for components used in the following description are given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and do not have distinct meanings or roles by themselves. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, it should be noted that the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical spirit disclosed in the present specification by the accompanying drawings.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.It is also understood that when an element, such as a layer, region, or substrate, is referred to as being “on” another component, it may be directly on the other element or intervening elements in between. There will be.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.The display device described in this specification includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, and a slate PC. , Tablet PC, Ultra Book, digital TV, desktop computer, and the like. However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiment described herein may be applied to a display capable device even in a new product form to be developed later.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다. As illustrated, information processed by the control unit of the
플렉서블 디스플레이는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.The flexible display includes a display that can be bent, bent, twisted, folded, or rolled by an external force. For example, the flexible display may be a display manufactured on a thin and flexible substrate that can be bent, bent, folded, or rolled like paper while maintaining the display characteristics of a conventional flat panel display.
상기 플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.In a state in which the flexible display is not bent (eg, a state having an infinite radius of curvature, hereinafter referred to as a first state), the display area of the flexible display becomes a flat surface. In a state bent by an external force in the first state (for example, a state having a finite radius of curvature, hereinafter referred to as a second state), the display area may be a curved surface. As illustrated, the information displayed in the second state may be visual information output on the curved surface. Such visual information is implemented by independently controlling the light emission of sub-pixels arranged in a matrix form. The unit pixel means a minimum unit for realizing one color.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.The unit pixel of the flexible display may be implemented by a semiconductor light emitting device. In the present invention, a light emitting diode (LED) is exemplified as a type of semiconductor light emitting device that converts current into light. The light emitting diode is formed in a small size, so that it can serve as a unit pixel even in the second state.
이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a flexible display implemented using the light emitting diode will be described in more detail with reference to the drawings.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이며, 도 4는 도 3a의 플립 칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.2 is a partially enlarged view of part A of FIG. 1, FIGS. 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines B-B and C-C of FIG. 2, and FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the flip-chip type semiconductor light emitting device of FIG. 3A, 5A to 5C are conceptual views illustrating various forms of implementing colors in relation to a flip-chip type semiconductor light emitting device.
도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다.Referring to FIGS. 2, 3A and 3B , the
상기 디스플레이 장치(100)는 제1기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광소자(150)를 포함한다.The
제1기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 제1기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.The
상기 제1기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 제1기판(110) 상에 위치할 수 있다.The
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 제1기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 상기 제1기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.As shown, the insulating
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아 홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.The
본 도면들을 참조하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 제1기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 제1기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.Referring to the drawings, the conductive
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 상기 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.The conductive
이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 상기 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).For this example, the conductive
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 상기 이방성 전도성 필름에는 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법도 가능하다. 이러한 방법은, 예를 들어 상기 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.The anisotropic conductive film is a film in which an anisotropic conductive medium is mixed with an insulating base member, and when heat and pressure are applied, only a specific portion has conductivity by the anisotropic conductive medium. Hereinafter, it will be described that heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film, but other methods are also possible in order for the anisotropic conductive film to have partial conductivity. In this method, for example, only one of the heat and pressure may be applied or UV curing may be performed.
또한, 상기 이방성 전도매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 도시에 의하면, 본 예시에서 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.In addition, the anisotropic conductive medium may be, for example, conductive balls or conductive particles. As shown, in this example, the anisotropic conductive film is a film in which conductive balls are mixed with an insulating base member, and when heat and pressure are applied, only a specific portion has conductivity by the conductive balls. The anisotropic conductive film may be in a state in which the core of the conductive material contains a plurality of particles covered by an insulating film made of a polymer material. . At this time, the shape of the core may be deformed to form a layer in contact with each other in the thickness direction of the film. As a more specific example, heat and pressure are applied as a whole to the anisotropic conductive film, and electrical connection in the Z-axis direction is partially formed due to a height difference of an object adhered by the anisotropic conductive film.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.As another example, the anisotropic conductive film may be in a state in which an insulating core contains a plurality of particles coated with a conductive material. In this case, the conductive material is deformed (pressed) in the portion to which heat and pressure are applied, so that it has conductivity in the thickness direction of the film. As another example, a form in which the conductive material penetrates the insulating base member in the Z-axis direction to have conductivity in the thickness direction of the film is also possible. In this case, the conductive material may have a pointed end.
도시에 의하면, 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스부재의 바닥부분에 집중적으로 배치되며, 상기 베이스부재에서 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.As shown, the anisotropic conductive film may be a fixed array anisotropic conductive film (ACF) in which conductive balls are inserted into one surface of the insulating base member. More specifically, the insulating base member is formed of a material having an adhesive property, and the conductive balls are intensively disposed on the bottom of the insulating base member, and when heat and pressure are applied from the base member, it is deformed together with the conductive balls. It has conductivity in the vertical direction.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the anisotropic conductive film has a form in which conductive balls are randomly mixed in an insulating base member, or is composed of a plurality of layers and conductive balls are arranged on one layer (double- ACF) are all possible.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 particle 혹은 nano 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.The anisotropic conductive paste is a combination of a paste and a conductive ball, and may be a paste in which a conductive ball is mixed with an insulating and adhesive base material. Also, a solution containing conductive particles may be a solution containing conductive particles or nano particles.
다시 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.Referring back to the drawing, the
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다. After the conductive
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the semiconductor light emitting device may be a flip chip type light emitting device.
예를 들어, 상기 반도체 발광소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다. For example, the semiconductor light emitting device includes a p-
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring again to FIGS. 2, 3A and 3B , the
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.More specifically, the semiconductor
또한, 복수의 반도체 발광소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다. In addition, the plurality of semiconductor
발광 소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.The light emitting device array may include a plurality of semiconductor light emitting devices having different luminance values. Each semiconductor
또한, 반도체 발광소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광소자일 수 있다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.In addition, since the semiconductor light emitting devices are connected in a flip-chip form, semiconductor light emitting devices grown on a transparent dielectric substrate can be used. In addition, the semiconductor light emitting devices may be, for example, nitride semiconductor light emitting devices. Since the semiconductor
도시에 의하면, 반도체 발광소자(150)의 사이에 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다. As illustrated, a
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.In addition, when the base member of the anisotropic conductive film is black, the
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.As another example, a reflective barrier rib may be separately provided as the
형광체층(180)은 반도체 발광소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자고이고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다. The
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자(151) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(151) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(151)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.That is, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and instead of the phosphor, the semiconductor
또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다. In addition, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and other structures for implementing blue, red, and green colors may be applied.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.Referring to FIG. 5A , each semiconductor
이 경우, 반도체 발광소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.In this case, the semiconductor
도 5b를 참조하면, 반도체 발광소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.Referring to FIG. 5B , the semiconductor light emitting device may include a white light emitting device W in which a yellow phosphor layer is provided for each individual device. In this case, a
도 5c를 참조하면, 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광소자의 형태로 확장될 수 있다.Referring to FIG. 5C , a structure in which a
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.Referring back to this example, the semiconductor
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다. 따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.In addition, even when a square semiconductor
상기에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.The display device using the semiconductor light emitting device described above can be manufactured by a new type of manufacturing method. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIG. 6 .
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
본 도면을 참조하면, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. Referring to this figure, first, a conductive
상기 전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.The conductive
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)과 대향하도록 배치한다.Next, the
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광소자(150)를 성장시키는 성장기판으로서, 사파이어(sapphire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.In this case, the
상기 반도체 발광소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.When the semiconductor light emitting device is formed in a wafer unit, the semiconductor light emitting device can be effectively used in a display device by having an interval and a size that can form a display device.
그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head 를 적용하여 열압착될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.Then, the wiring board and the
그 다음에, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.Then, the
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다. Finally, the
또한, 상기 반도체 발광소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자고이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.In addition, the method may further include forming a phosphor layer on one surface of the semiconductor
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.The manufacturing method or structure of the display device using the semiconductor light emitting device described above may be modified in various forms. As an example, a vertical semiconductor light emitting device may also be applied to the display device described above. Hereinafter, a vertical structure will be described with reference to FIGS. 5 and 6 .
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다. In addition, in the modification or embodiment described below, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar components as those of the preceding example, and the description is replaced with the first description.
도 7은 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line D-D of FIG. 7, and FIG. 9 is a conceptual view showing the vertical semiconductor light emitting device of FIG. to be.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.Referring to the drawings, the display device may be a display device using a passive matrix (PM) type vertical semiconductor light emitting device.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광소자(250)를 포함한다.The display device includes a
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.The
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.The
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.The conductive
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.After the anisotropic conductive film is positioned on the
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분(231)과 전도성을 가지지 않는 부분(232)으로 구획된다.The electrical connection is created because, as described above, the anisotropic conductive film partially has conductivity in the thickness direction when heat and pressure are applied thereto. Accordingly, the anisotropic conductive film is divided into a conductive portion 231 and a non-conductive portion 232 in the thickness direction.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.In addition, since the anisotropic conductive film contains an adhesive component, the conductive
이와 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.As described above, the semiconductor
상기 반도체 발광소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.The semiconductor
수직형 반도체 발광소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.A plurality of
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.Referring to FIG. 9 , the vertical semiconductor light emitting device includes a p-
다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.Referring back to FIG. 8 , a
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자(251) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(251) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(251)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.That is, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and as described above in a display device to which a flip chip type light emitting device is applied, other structures for implementing blue, red, and green colors may be applied.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다. Referring back to the present embodiment, the
개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250) 사이에 위치될 수 있다. Since the distance between the semiconductor
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.The
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.Also, the
도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.As illustrated, the
만약 반도체 발광소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.If a transparent electrode such as indium tin oxide (ITO) is used to position the
도시에 의하면, 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다. As illustrated, a
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.In addition, when the base member of the anisotropic conductive film is black, the
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.As another example, as the
만일 제2전극(240)이 반도체 발광소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.If the
또한, 도시에 의하면, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다. Also, as illustrated, a
상기 설명과 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.As described above, the semiconductor
상기에서 설명된 본 발명의 디스플레이 장치는 외부 광량에 따라 특정 소자의 밝기를 조절할 수 있도록 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 디스플레이 장치는 외부 광량이 많은 낮 시간에는 적색(R) 소자의 밝기를 증가시키고, 외부 광량이 적은 밤 시간에는 적색(R) 소자의 밝기를 감소시킬 수 있다. 종래에는 외부 광량에 따라 소자의 밝기를 조절하기 위해 외부 광량을 센싱하기 위한 별도의 센서를 활용하였다. 이러한 센서는 디스플레이 장치에 별도로 배치되어야 하기 때문에 디스플레이 장치의 크기를 증가시킨다는 문제가 있다. 또한, 외부 광량을 측정하는 센서의 위치와 발광 소자의 위치가 다르기 때문에, 개별 소자의 밝기가 외부 광량에 따라 정확히 조절되기 어렵다는 문제가 있다.The display device of the present invention described above may be configured to adjust the brightness of a specific element according to the amount of external light. For example, the display device of the present invention may increase the brightness of the red (R) element during the day when the amount of external light is large, and decrease the brightness of the red (R) element during the night when the amount of external light is small. Conventionally, a separate sensor for sensing the amount of external light is used to adjust the brightness of the device according to the amount of external light. Since these sensors must be separately disposed on the display device, there is a problem in that the size of the display device is increased. In addition, since the position of the sensor measuring the amount of external light and the position of the light emitting element are different, there is a problem in that it is difficult to accurately adjust the brightness of each element according to the amount of external light.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 반도체 발광소자를 제시한다. 이하, 형광체와 반도체 발광소자가 일체형으로 구현된 새로운 구조의 반도체 발광소자가 적용된 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 대하여 설명한다. The present invention proposes a semiconductor light emitting device having a novel structure that can solve these problems. Hereinafter, a display device to which a semiconductor light emitting device of a new structure in which a phosphor and a semiconductor light emitting device are integrated is applied and a method for manufacturing the same will be described.
도 10 내지 12는 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 단면도이고, 도 13은 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 전극 배치를 나타내는 개념도이다.10 to 12 are cross-sectional views of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention, and FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating electrode arrangement of the display device using the semiconductor light emitting device.
도 10을 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치는 서로 다른 두 종류의 반도체 발광소자를 구비한다. 구체적으로, 본 발명의 디스플레이 장치는 복수의 제1전극라인들을 구비하는 배선기판, 상기 배선기판상에 배치되고, 상기 제1전극라인들 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 제1반도체 발광소자들(250), 상기 제1반도체 발광소자들(250)과 다른 파장대의 빛을 발광하고, 상기 제1전극라인들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들 및 상기 제2반도체 발광소자들(350) 상에 배치되며, 상기 제2반도체 발광소자들(350)에서 발생된 전류가 흐르도록 이루어지는 투명전극라인(340)을 구비한다.Referring to FIG. 10 , the display device of the present invention includes two different types of semiconductor light emitting devices. Specifically, the display device of the present invention includes a wiring board having a plurality of first electrode lines, a plurality of first semiconductor light emitting devices disposed on the wiring board and electrically connected to any one of the first electrode lines. (250), a plurality of second semiconductors that emit light in a wavelength band different from that of the first semiconductor
본 명세서에서는 반도체 발광소자가 배선기판에 배치되었을 때, 시각정보가 출력되는 방향을 상측으로 정의하고, 이를 기준으로 상술한 반도체층들의 면들의 결합관계를 정의한다. 예를 들어, 제1 및 제2반도체 발광소자 하측에는 제1전극라인이 배치되고, 상기 제2반도체 발광소자 상측에는 투명전극라인이 배치된다.In this specification, when the semiconductor light emitting device is disposed on the wiring board, the direction in which the visual information is output is defined as the upper side, and the coupling relation between the surfaces of the semiconductor layers is defined based on this. For example, a first electrode line is disposed below the first and second semiconductor light emitting devices, and a transparent electrode line is disposed above the second semiconductor light emitting device.
상기 제1전극라인들 각각은 서로 평행하게 배선기판 위에 배치될 수 있다. 상기 제1전극라인들 중 일부는 제1반도체 발광소자와 전기적으로 연결되고, 다른 일부는 제2반도체 발광소자와 전기적으로 연결된다. 제1전극라인에 대한 설명은 도 8에서 설명한 제1전극(220)에 대한 설명으로 갈음한다.Each of the first electrode lines may be disposed parallel to each other on the wiring board. Some of the first electrode lines are electrically connected to the first semiconductor light emitting device, and other portions are electrically connected to the second semiconductor light emitting device. The description of the first electrode line is replaced with the description of the
제1반도체 발광소자는 도 4 및 9에서 설명한 플립 칩 타입 또는 수직형 반도체 발광소자일 수 있다. 도 5a 내지 5c에서 설명한 바와 같이, 반도체 발광소자가 색을 구현하는 방식은 여러 가지가 있지만, 이하에서는 수직형 반도체 발광소자가 개별적으로 색을 띠는 실시 예로 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다.The first semiconductor light emitting device may be the flip chip type or vertical semiconductor light emitting device described with reference to FIGS. 4 and 9 . As described with reference to FIGS. 5A to 5C , although there are various methods in which the semiconductor light emitting device implements color, an embodiment in which the vertical semiconductor light emitting device is individually colored will be described below. However, the present invention is not limited thereto.
수직형 반도체 발광소자를 이용하여 디스플레이를 구현하는 경우, 전극은 도 13과 같이 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1전극라인들 중 일부(220)는 제1반도체 발광소자(250)하측에서 제1반도체 발광소자(250)와 전기적으로 연결되고, 제1전극라인들 중 다른 일부(320)는 제2반도체 발광소자(350) 하측에서, 제2반도체 발광소자(350)와 전기적으로 연결된다. 한편, 제2전극라인(240)은 제1반도체 발광소자(250) 상측에서 제1반도체 발광소자(250)와 전기적으로 연결된다. 또한, 투명전극라인(340)은 제2반도체 발광소자(350) 상측에서 제2반도체 발광소자(350)와 전기적으로 연결된다.When a display is implemented using a vertical semiconductor light emitting device, electrodes may be disposed as shown in FIG. 13 . Specifically, some of the
여기서, 제2전극라인(240)은 반도체 발광소자에 흐르는 전류량을 높이기 위해 불투명한 금속으로 이루어질 수 있다. 한편, 투명전극라인(340)은 제2반도체 발광소자(350)의 광검출 감도 및 광량을 높이기 위해 광투과성 물질로 이루어질 수 있다.Here, the
한편, 제1반도체 발광소자(250)와 제2반도체 발광소자(350)의 두께가 서로 다른 경우, 투명전극라인(340)의 일부는 제2전극라인(240)과 다른 평면상에 배치될 수 있다.On the other hand, when the first semiconductor
제1반도체 발광소자들 각각은 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 빛 중 어느 하나를 발광할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 디스플레이 장치는 녹색(G) 빛을 발광하는 반도체 발광소자 및 청색(B) 빛을 발광하는 반도체 발광소자를 구비할 수 있다. Each of the first semiconductor light emitting devices may emit any one of red (R), green (G), and blue (B) light. For example, the display device of the present invention may include a semiconductor light emitting device emitting green (G) light and a semiconductor light emitting device emitting blue (B) light.
한편, 상기 제2반도체 발광소자는 상기 제1반도체 발광소자와 마찬가지로, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 빛 중 어느 하나를 발광할 수 있다. 또한, 상기 제2반도체 발광소자는 빛을 흡수하여 전류를 발생시킨다. 이때, 상기 제2반도체 발광소자에서 발생되는 전류량은 흡수된 빛의 광량에 비례하여 커질 수 있다. Meanwhile, the second semiconductor light emitting device may emit any one of red (R), green (G), and blue (B) light, like the first semiconductor light emitting device. In addition, the second semiconductor light emitting device absorbs light to generate a current. In this case, the amount of current generated by the second semiconductor light emitting device may increase in proportion to the amount of absorbed light.
상술한 바와 같이, 상기 제2반도체 발광소자와 전기적으로 연결된 제1전극라인 및 투명전극라인 사이에 전압이 인가됨에 따라 상기 제2반도체 발광소자에 전류가 흐르는 것과는 별개로, 상기 제2반도체 발광소자는 빛을 흡수하여 전류를 발생시킨다. As described above, as a voltage is applied between the first electrode line and the transparent electrode line electrically connected to the second semiconductor light emitting device, the second semiconductor light emitting device separates from the current flowing through the second semiconductor light emitting device absorbs light and generates an electric current.
상기 제2반도체 발광소자에서 발생된 전류는 상기 제1전극라인 및 투명전극라인을 따라 흐르며, 전류량은 상기 제1전극라인 및 투명전극라인과 전기적으로 연결된 제어부에서 센싱될 수 있다. The current generated in the second semiconductor light emitting device flows along the first electrode line and the transparent electrode line, and the amount of current may be sensed by a controller electrically connected to the first electrode line and the transparent electrode line.
상기 제어부는 각각의 반도체 발광소자에 인가되는 전압의 크기를 제어하여, 개별 발광소자의 발광 여부 및 광량을 제어한다. 여기서, 제어부는 상기 제2반도체 발광소자에서 발생된 전류량을 센싱하고, 센싱된 전류량에 따라 상기 제2반도체 발광소자에 인가되는 전압의 크기를 결정할 수 있다.The control unit controls the magnitude of the voltage applied to each semiconductor light emitting device to control whether each light emitting device emits light and the amount of light. Here, the controller may sense the amount of current generated by the second semiconductor light emitting device, and determine the magnitude of the voltage applied to the second semiconductor light emitting device according to the sensed amount of current.
구체적으로, 상기 제2반도체 발광소자에서 발광되는 빛의 광량은 상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 인가되는 전압의 크기에 따라 달라진다. 상기 제어부는 상기 센싱된 전류량에 따라 상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 인가되는 전압의 크기를 결정할 수 있다.Specifically, the amount of light emitted from the second semiconductor light emitting device varies according to the magnitude of a voltage applied between the first electrode line and the transparent electrode line. The controller may determine a magnitude of a voltage applied between the first electrode line and the transparent electrode line according to the sensed amount of current.
예를 들어, 제어부는 상기 제2반도체 발광소자에서 발생된 전류량에 비례하여 상기 제2반도체 발광소자에 인가되는 전압의 크기를 제어할 수 있다. 이러한 경우, 본 발명의 디스플레이 장치는 외부 광량이 클수록 밝아지는 디스플레이를 구현할 수 있다.For example, the controller may control the magnitude of the voltage applied to the second semiconductor light emitting device in proportion to the amount of current generated by the second semiconductor light emitting device. In this case, the display device of the present invention can implement a display that becomes brighter as the amount of external light increases.
도 11 및 12를 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치는 녹색(G) 빛을 발광하는 제1반도체 발광소자 및 청색(B) 빛을 발광하는 제2반도체 발광소자를 구비하고, 적색(R) 빛을 발광하는 제2반도체 발광소자를 구비할 수 있다. 또한, 본 발명의 디스플레이 장치는 제2반도체 발광소자에서 발생되는 전류에 비례하여 제2반도체 발광소자에 인가되는 전류량을 증가시킬 수 있다. 11 and 12, the display device of the present invention includes a first semiconductor light emitting device emitting green (G) light and a second semiconductor light emitting device emitting blue (B) light, and red (R) light A second semiconductor light emitting device that emits light may be provided. In addition, the display device of the present invention may increase the amount of current applied to the second semiconductor light emitting device in proportion to the current generated by the second semiconductor light emitting device.
도 11과 같이, 제2반도체 발광소자에 흡수되는 광량이 많은 낮 시간에는 제2반도체 발광소자(350)에서 발광되는 빛의 광량이 커질 수 있다. 이와 달리, 도 12에 따르면, 제2반도체 발광소자(350)에 흡수되는 광량이 적은 밤 시간에는 제2반도체 발광소자(350)에서 발광되는 빛의 광량이 커질 수 있다. 상술한 바와 같이, 본 발명의 디스플레이 장치는 외부 광량에 따라 적색(R) 빛의 광량을 조절할 수 있다. 이를 통해, 본 발명은 외부 광량에 따라 색온도(CCT) 및 Color Rendering Index(CRI)를 조절할 수 있게 된다. As shown in FIG. 11 , the amount of light emitted from the second semiconductor
한편, 디스플레이 장치가 도 11 및 12에 따른 기능을 수행함에 있어서, 외부 광량을 센싱하기 위한 별도의 센서를 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명에 따르면 발광소자 자체가 외부 광량에 따라 신호를 발생시키기 때문에, 외부 광량이 발광소자의 밝기에 정확하게 반영될 수 있다.Meanwhile, when the display apparatus performs the function according to FIGS. 11 and 12 , a separate sensor for sensing the amount of external light is not required. In addition, according to the present invention, since the light emitting device itself generates a signal according to the amount of external light, the amount of external light can be accurately reflected in the brightness of the light emitting device.
한편, 상기 제2반도체 발광소자는 상술한 도면들에서 설명하지 않은 새로운 구조를 가진다. 이하에서는, 상술한 제2반도체 발광소자 및 제2반도체 발광소자를 구비하는 디스플레이 장치의 구조에 대하여 구체적으로 설명한다.Meanwhile, the second semiconductor light emitting device has a new structure not described in the above drawings. Hereinafter, the structure of the above-described second semiconductor light emitting device and a display device including the second semiconductor light emitting device will be described in detail.
도 14는 새로운 구조의 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.14 is a conceptual diagram illustrating a semiconductor light emitting device having a new structure.
상기 제2반도체 발광소자는 전자 주입층(351), 활성층(352), 정공 이동층(353) 및 정공 주입층(354)으로 이루어진다. The second semiconductor light emitting device includes an
상기 전자 주입층(351)은 활성층(352)으로 전자를 공급하는 역할을 하고, 정공 이동층(353) 및 정공 주입층(354)는 활성층(352)으로 정공을 주입하는 역할을 한다.The
한편, 상기 활성층(352)은 이종접합 나노막대(Double-heterojunction Nanorod, DHNR)로 이루어질 수 있다. 이종접합 나노막대는 나노막대 끝에 코어와 쉘 구조의 양자점이 아령처럼 붙어있는 구조를 가진다. 아령모양 양자점은 대칭적인 구조의 구형 코어쉘 양자점과 달리 비대칭적 에너지 차이를 가지고 있다. 예를 들어 나노 막대는 CdS로 이루어지고, 나노막대 끝에 결합된 코어는 CdSe, 쉘은 ZnSe로 이루어질 수 있다. Meanwhile, the
이러한 경우, 상기 이종접합 나노막대는 발광특성과 광검출 특성이 모두 우수해질 수 있다. 활성층(352)이 상술한 이종접합 나노막대로 이루어지는 경우, 활성층(352)은 발광 기능 및 광 검출 기능을 모두 수행할 수 있게 된다. 구체적으로, 상기 활성층(352)에 전압이 인가되면 활성층(352)으로 전류가 흐르고, 활성층(352)이 발광한다. 이와 달리, 활성층(352)이 광을 흡수하는 경우, 전류를 발생시킨다.In this case, the heterojunction nanorod may be excellent in both light emission characteristics and photodetection characteristics. When the
한편, 상기 전자 주입층(351) 및 상기 정공 주입층(354) 각각은 서로 다른 전극라인에 연결된다. 예를 들어, 상기 전자 주입층(351)은 상기 제1전극라인에 연결될 수 있고, 상기 정공 주입층(354)는 상기 투명전극라인에 연결될 수 있다. Meanwhile, each of the
상기 제2반도체 발광소자에서 발광된 빛은 상기 정공 이동층(353) 및 상기 정공 주입층(354)을 통과하여 외부로 방출될 수 있다. 또한, 상기 활성층(352)에서 검출되는 빛은 상기 정공 이동층(353) 및 상기 정공 주입층(354)을 통과한 빛일 수 있다. 따라서, 제2반도체 발광소자의 밝기 및 광 감지 정밀도를 높이기 위해서는 상기 정공 주입층(354)과 전기적으로 연결되는 전극이 광투과성 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.Light emitted from the second semiconductor light emitting device may pass through the
한편, 상술한 제1반도체 발광소자와 제2반도체 발광소자의 구조는 서로 다를 수 있다. 특히, 제1반도체 발광소자와 제2반도체 발광소자의 두께가 다를 수 있다. 도 10에서 설명한 바와 같이, 상기 제1 및 제2반도체 발광소자는 동일 평면 상에 배치되는데, 반도체 발광소자의 두께가 다를 경우, 디스플레이 상측에 추가적인 구조물을 배치하기 어려워진다.Meanwhile, the structures of the above-described first semiconductor light emitting device and the second semiconductor light emitting device may be different from each other. In particular, the thickness of the first semiconductor light emitting device and the second semiconductor light emitting device may be different. As described with reference to FIG. 10 , the first and second semiconductor light emitting devices are disposed on the same plane, but when the semiconductor light emitting devices have different thicknesses, it is difficult to arrange an additional structure above the display.
상술한 문제를 해결하기 위해, 도 10을 다시 참조하면, 본 발명의 디스플레이 장치는 제2반도체 발광소자들(350) 위에 배치되고, 제1반도체 발광소자들(250)이 형성되는 높이까지 형성되는 광투과층(330)을 더 포함할 수 있다. 이러한 경우, 투명전극라인(340)의 일부는 광투과층(330) 및 상기 제2반도체 발광소자(350) 사이에 배치될 수 있다.In order to solve the above problem, referring back to FIG. 10 , the display device of the present invention is disposed on the second semiconductor
상술한 구조에 따르면, 제1 및 제2반도체 발광소자의 두께가 다르더라도, 두 종류의 반도체 발광소자를 동일 평면상에 배치할 수 있게 된다.According to the above-described structure, even if the thicknesses of the first and second semiconductor light emitting devices are different, two types of semiconductor light emitting devices can be disposed on the same plane.
이하에서는, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.Hereinafter, a method for manufacturing a display device according to the present invention will be described.
도 15a 내지 15g는 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.15A to 15G are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
먼저, 기판 위에 형성된 제1전극라인들 중 일부에 복수의 제1반도체 발광소자들을 결합하는 단계가 진행된다. First, a step of coupling the plurality of first semiconductor light emitting devices to some of the first electrode lines formed on the substrate is performed.
도 15a에 따르면, 기판 위에 복수의 리세스부들을 형성하고, 상기 리세스부 바닥면에 제1전극라인(420)을 형성하는 단계가 진행된다. 상기 리세스부들 중 일부의 바닥면에 형성되는 제1전극라인과 제1반도체 발광소자가 전기적으로 연결된다. Referring to FIG. 15A , the steps of forming a plurality of recesses on a substrate and forming a
여기서, 기판은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 기판은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다. 한편, 상기 제1전극라인은 불투명한 금속으로 이루어질 수 있다. Here, the substrate may include glass or polyimide (PI). In addition, any material such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET) may be used as long as it has insulating properties and is flexible. In addition, the substrate may be any of a transparent material or an opaque material. Meanwhile, the first electrode line may be made of an opaque metal.
한편, 도 15b와 같이, 제1반도체 발광소자와 전기적으로 연결되는 제1전극라인에는 결합 금속(470)이 배치될 수 있다. 상기 결합 금속(470)은 제1반도체 발광소자를 제1전극라인에 고정함과 동시에 제1반도체 발광소자와 제1전극라인을 전기적으로 연결한다. Meanwhile, as shown in FIG. 15B , a
이후, 도 15c와 같이, 기판 위에 반사층(460)을 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 상기 반사층(460)은 PDMS 및 PMPS 중 적어도 하나의 물질을 포함하며, 입경이 수 나노미터인 필러를 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 반사층(460)은 반도체 발광소자 하측으로 향하는 빛을 반사시켜 광 추출 효율을 향상시킨다. Thereafter, as shown in FIG. 15C , the step of forming the
한편, 상기 반사층(460)은 상기 결합 금속(420) 위에도 형성될 수 있는데, 이러한 경우, 반도체 발광소자와 전극라인이 전기적으로 연결되기 어렵다. 이를 해결 하기 위해, 도 15d와 같이, 반도체 발광소자가 결합되는 영역을 제외한 다른 영역에 PR 코팅(490)을 한 후, Photo-litho 공정을 통해 결합 금속(470)을 외부로 노출시킨다. 이후, 제1반도체 발광소자(250)를 결합 금속(470)에 결합시킨다. 이후, F 기반 Dry etching을 통해 PR 코팅을 제거할 수 있다.Meanwhile, the
상술한 PR 코팅, Photo-litho 및 Dry etching을 반복하여 서로 다른 색의 빛을 발광하는 제1반도체 발광소자들을 원하는 위치에 배치할 수 있다.The first semiconductor light emitting devices emitting light of different colors may be disposed at desired positions by repeating the above-described PR coating, photo-litho, and dry etching.
다음으로, 상기 제1전극라인들 중 다른 일부에 상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들을 결합하는 단계가 진행된다.Next, a step of combining a plurality of second semiconductor light emitting devices that emit light in a wavelength band different from that of the first semiconductor light emitting devices and absorb the light to generate a current to another part of the first electrode lines is performed. .
제2반도체 발광소자를 제1전극라인에 결합하는 단계는 상술한 PR 코팅, Photo-litho 및 Dry etching을 반복하여 수행될 수 있다. 다만, 도 15e와 같이, 제2반도체 발광소자는 결합 금속 없이 직접 제1전극라인에 결합될 수 있다.The step of coupling the second semiconductor light emitting device to the first electrode line may be performed by repeating the above-described PR coating, photo-litho, and dry etching. However, as shown in FIG. 15E , the second semiconductor light emitting device may be directly coupled to the first electrode line without a bonding metal.
다음으로, 도 15f와 같이, 제2반도체 발광소자 상에 투명전극라인(440)을 배치하는 단계가 진행된다. 투명전극라인(440)은 상술한 제2전극라인보다 먼저 형성될 수 있다. 제1반도체 발광소자와 제2전극라인 간의 오믹(omic)을 형성하기 위해서는, 식각을 통해 제1반도체 발광소자의 도전형 반도체층이 외부로 노출되어야 한다. 이와 달리, 제2반도체 발광소자는 이러한 식각없이 곧바로 투명전극라인과 오믹을 형성할 수 있다. Next, as shown in FIG. 15F , a step of disposing the
다음으로, 도 15g와 같이, 투명전극라인(440)을 형성한 후, 제1 및 제2반도체 발광소자들을 덮는 광투과성 물질(430)을 도포하는 단계 및 상기 광투과성 물질 및 상기 제1반도체 발광소자들 각각의 일부분을 식각하여, 상기 일부분을 외부로 노출시키는 단계가 진행된다.Next, as shown in FIG. 15G , after forming the
상기 식각과정을 통해 제1반도체 발광소자(250)를 덮는 광투과성 물질과 제1반도체 발광소자(250)의 일부가 제거된다. 이에 따라, 제1반도체 발광소자(250)와 제2전극라인이 오믹을 형성할 수 있게 된다. 이때, 광투과성 물질(430)은 제1반도체 발광소자(250)의 측면에 잔류할 수 있다.Through the etching process, the light-transmitting material covering the first semiconductor
한편, 제2반도체 발광소자(350)를 덮는 광투과성 물질(430)은 상기 식각과정에서 제2반도체 발광소자(350) 및 투명전극라인(440)이 손상되는 것을 방지한다. 상기 식각과정 이후에도 제2반도체 발광소자를 덮는 광투과성 물질이 잔류할 수 있으며, 이러한 광투과성 물질은 제1 및 제2반도체 발광소자의 두께 차이에 따라 발생되는 문제를 해결하는 역할을 한다.Meanwhile, the light-transmitting
마지막으로, 식각에 의하여 외부로 노출된 제1반도체 발광소자의 일부분에 제2전극라인을 형성하는 단계가 진행된다.Finally, a step of forming a second electrode line on a portion of the first semiconductor light emitting device exposed to the outside by etching is performed.
한편, 도 16a 및 16b와 같이, 상술한 방식에 따라 제조된 디스플레이 장치 상측에는 광투과성 물질로 이루어지는 렌즈부(490)가 배치될 수 있다. 상기 렌즈부(490)는 반도체 발광소자의 광추츌 효율을 높이는 역할을 한다. 일 실시 예에 있어서, 상기 렌즈부(490)는 PDMS 및 PMPS 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다.Meanwhile, as shown in FIGS. 16A and 16B , a
상술한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 외부 광량에 따라 디스플레이 장치의 밝기를 조절함에 있어서, 외부 광량을 센싱하기 위한 별도의 센서를 필요로 하지 않는다. 또한, 본 발명에 따르면 발광소자 자체가 외부 광량에 따라 신호를 발생시키기 때문에, 외부 광량이 발광소자의 밝기에 정확하게 반영될 수 있다.As described above, according to the present invention, in adjusting the brightness of the display device according to the amount of external light, a separate sensor for sensing the amount of external light is not required. In addition, according to the present invention, since the light emitting device itself generates a signal according to the amount of external light, the amount of external light can be accurately reflected in the brightness of the light emitting device.
이상에서 설명한 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.The display device using the semiconductor light emitting device described above is not limited to the configuration and method of the above-described embodiments, but all or part of each embodiment may be selectively combined so that various modifications may be made. may be
Claims (10)
상기 배선기판상에 배치되고, 상기 제1전극라인들 중 어느 하나와 전기적으로 연결되는 복수의 제1반도체 발광소자들;
상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고, 상기 제1전극라인들 중 다른 하나와 전기적으로 연결되고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들; 및
상기 제2반도체 발광소자들 상에 배치되며, 상기 제2반도체 발광소자들에서 발생된 전류가 흐르도록 이루어지는 투명전극라인을 포함하고,
상기 제2반도체 발광소자들에서 발광되는 빛의 광량은 상기 투명전극라인을 따라 흐르는 전류량에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.a wiring board having a plurality of first electrode lines;
a plurality of first semiconductor light emitting devices disposed on the wiring board and electrically connected to any one of the first electrode lines;
a plurality of second semiconductor light emitting devices that emit light in a wavelength band different from that of the first semiconductor light emitting devices, are electrically connected to another one of the first electrode lines, and absorb light to generate a current; and
and a transparent electrode line disposed on the second semiconductor light emitting devices and configured to allow current generated in the second semiconductor light emitting devices to flow;
The display device, characterized in that the amount of light emitted from the second semiconductor light emitting devices varies according to the amount of current flowing along the transparent electrode line.
상기 제2반도체 발광소자들은 상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 전압이 인가됨에 따라 발광되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
and the second semiconductor light emitting devices emit light as a voltage is applied between the first electrode line and the transparent electrode line.
상기 제1전극라인 및 상기 투명전극라인 사이에 인가되는 전압의 크기는 상기 투명전극라인을 따라 흐르는 전류량에 따라 달라지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
A voltage applied between the first electrode line and the transparent electrode line varies according to an amount of current flowing along the transparent electrode line.
상기 제2반도체 발광소자의 두께는 상기 제1반도체 발광소자의 두께보다 작은 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
A thickness of the second semiconductor light emitting device is smaller than a thickness of the first semiconductor light emitting device.
상기 제2반도체 발광소자들 위에 배치되고, 상기 제1반도체 발광소자들이 형성되는 높이까지 형성되는 광투과층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.5. The method of claim 4,
and a light-transmitting layer disposed on the second semiconductor light emitting devices and formed to a height at which the first semiconductor light emitting devices are formed.
상기 투명전극라인의 일부는 상기 광투과층 및 상기 제2반도체 발광소자 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.6. The method of claim 5,
A portion of the transparent electrode line is disposed between the light transmitting layer and the second semiconductor light emitting device.
상기 제1반도체 발광소자 상측에서 상기 제1반도체 발광소자와 전기적으로 연결되는 복수의 제2전극라인들을 더 포함하고,
상기 제2전극라인들과 상기 투명전극라인은 서로 다른 소재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.6. The method of claim 5,
a plurality of second electrode lines electrically connected to the first semiconductor light emitting device on an upper side of the first semiconductor light emitting device;
The display device, characterized in that the second electrode lines and the transparent electrode line is made of different materials.
상기 투명전극라인의 일부는 상기 제2전극라인과 다른 평면상에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.8. The method of claim 7,
A part of the transparent electrode line is disposed on a different plane from the second electrode line.
상기 제1 및 제2반도체 발광소자를 덮도록 배치되는 렌즈부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
and a lens unit disposed to cover the first and second semiconductor light emitting devices.
상기 제1전극라인들 중 다른 일부에 상기 제1반도체 발광소자들과 다른 파장대의 빛을 발광하고 빛을 흡수하여 전류를 발생시키는 복수의 제2반도체 발광소자들을 결합하는 단계;
상기 제2반도체 발광소자 상에 투명전극라인을 배치하는 단계;
상기 제1 및 제2반도체 발광소자들을 덮는 광투과성 물질을 도포하는 단계;
상기 광투과성 물질 및 상기 제1반도체 발광소자들 각각의 일부분을 식각하여, 상기 일부분을 외부로 노출시키는 단계; 및
외부로 노출된 상기 일부분에 제2전극라인을 형성하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.coupling a plurality of first semiconductor light emitting devices to some of the first electrode lines formed on the substrate;
coupling a plurality of second semiconductor light emitting devices for emitting light in a wavelength band different from that of the first semiconductor light emitting devices and absorbing the light to generate a current to another part of the first electrode lines;
disposing a transparent electrode line on the second semiconductor light emitting device;
applying a light-transmitting material covering the first and second semiconductor light emitting devices;
etching a portion of each of the light-transmitting material and the first semiconductor light emitting device to expose the portion to the outside; and
A method of manufacturing a display device comprising the step of forming a second electrode line in the portion exposed to the outside.
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