KR102462881B1 - Display device using semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 배선전극이 형성되는 기판, 상기 배선전극과 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자들, 빛의 파장을 변환하고, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부를 덮도록 배치되는 복수의 형광체층들 및 광투과성 물질로 이루어지는 복수의 광투과층들 및 빛을 반사하도록 이루어지는 복수의 반사층들을 구비하고, 상기 복수의 형광체층들의 사이에 배치되는 복수의 격벽부들을 포함하고, 상기 광투과층들은 상기 반사층들을 에워싸도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The display device according to the present invention includes a substrate on which a wiring electrode is formed, a plurality of semiconductor light emitting devices electrically connected to the wiring electrode, converts wavelengths of light, and covers at least some of the plurality of semiconductor light emitting devices. A plurality of phosphor layers, a plurality of light-transmitting layers made of a light-transmitting material, and a plurality of reflective layers configured to reflect light, comprising a plurality of barrier ribs disposed between the plurality of phosphor layers, The light-transmitting layers are arranged to surround the reflective layers.
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a display device, and more particularly, to a flexible display device using a semiconductor light emitting device.
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 않을 뿐 아니라 플렉서블의 정도가 약하다는 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 flexibility, and in the case of AMOLED, the lifespan is short, the mass production yield is not good, and there are weaknesses in that the degree of flexibility is weak.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 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 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다. Meanwhile, 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 flexible display using the semiconductor light emitting device may be proposed.
상기 반도체 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이에는 형광체층을 이용하여 상기 반도체 발광 소자에서 발광되는 빛을 여기하는 구조가 적용될 수 있다. 이 경우에, 상기 형광체층에는 혼색을 방지하기 위한 격벽 구조물이 구비될 수 있으나, 이에 대한 연구가 미비한 실정이다. 특히, 반도체 발광 소자를 이용하여 고화질 디스플레이를 구현하는 경우에, 반도체 발광 소자가 작아져야 하나 이에는 한계가 있다. 이러한 문제를 해결하기 위하여, 펜타일(pentile) 방식의 디스플레이 구동이 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이에 활용될 수 있으나, 이와 관련한 격벽 구조물에 대한 연구는 전무하다. 따라서, 본 발명에서는 새로운 형태의 격벽 구조물에 대하여 제시한다. A structure for exciting light emitted from the semiconductor light emitting device using a phosphor layer may be applied to a flexible display using the semiconductor light emitting device. In this case, a barrier rib structure for preventing color mixing may be provided in the phosphor layer, but research on this is insufficient. In particular, when realizing a high-definition display using a semiconductor light emitting device, the semiconductor light emitting device should be small, but there is a limit to this. In order to solve this problem, a pentile type display driving can be used for a display using a semiconductor light emitting device, but there is no research on the barrier rib structure related thereto. Accordingly, the present invention proposes a new type of barrier rib structure.
본 발명의 일 목적은 휘도가 향상될 수 있도록 하는 새로운 형태의 격벽 구조를 갖는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a display device having a new type of barrier rib structure capable of improving luminance.
플렉서블이 가능하며, 혼색을 방지할 수 있는 새로운 형태의 격벽 구조를 갖는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.An object of the present invention is to provide a display device having a new type of barrier rib structure that is flexible and capable of preventing color mixing.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 배선전극이 형성되는 기판, 상기 배선전극과 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자들, 빛의 파장을 변환하고, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부를 덮도록 배치되는 복수의 형광체층들 및 광투과성 물질로 이루어지는 복수의 광투과층들 및 빛을 반사하도록 이루어지는 복수의 반사층들을 구비하고, 상기 복수의 형광체층들의 사이에 배치되는 복수의 격벽부들을 포함하고, 상기 광투과층들은 상기 반사층들을 에워싸도록 배치되는 것을 특징으로 한다.The display device according to the present invention includes a substrate on which a wiring electrode is formed, a plurality of semiconductor light emitting devices electrically connected to the wiring electrode, converts wavelengths of light, and covers at least some of the plurality of semiconductor light emitting devices. A plurality of phosphor layers, a plurality of light-transmitting layers made of a light-transmitting material, and a plurality of reflective layers configured to reflect light, comprising a plurality of barrier ribs disposed between the plurality of phosphor layers, The light-transmitting layers are arranged to surround the reflective layers.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층은 두 개의 서로 다른 광투과층 사이에 충진될 수 있다.In an embodiment, the reflective layer may be filled between two different light-transmitting layers.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층은 상기 반도체 발광소자들 사이에 배치되고, 상기 반도체 발광소자들 중 적어도 하나와 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다.In an embodiment, the reflective layer may be disposed between the semiconductor light emitting devices and spaced apart from at least one of the semiconductor light emitting devices by a predetermined distance.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층은 상기 형광체층들 중 적어도 하나를 에워싸도록 배치되고, 상기 형광체층들 중 적어도 하나와 소정 거리 이격되도록 배치될 수 있다.In an embodiment, the reflective layer may be disposed to surround at least one of the phosphor layers, and may be disposed to be spaced apart from at least one of the phosphor layers by a predetermined distance.
일 실시 예에 있어서, 상기 광투과층들 중 일부는 반도체 발광소자들 중 일부와 오버랩되고, 상기 광투과층들 중 다른 일부는 반도체 발광소자들 사이에 배치될 수 있다.In an embodiment, some of the light-transmitting layers may overlap some of the semiconductor light-emitting devices, and other portions of the light-transmitting layers may be disposed between the semiconductor light-emitting devices.
일 실시 예에 있어서, 상기 광투과층들은 상기 반도체 발광소자들 중 일부와 오버랩 되도록 배치되는 제1광투과층, 상기 반도체 발광소자들 사이에 배치되는 제2광투과층 및 상기 반도체 발광소자들 테두리에 배치되는 제3광투과층을 포함할 수 있다.In an embodiment, the light-transmitting layers include a first light-transmitting layer disposed to overlap some of the semiconductor light-emitting devices, a second light-transmitting layer disposed between the semiconductor light-emitting devices, and an edge of the semiconductor light-emitting devices It may include a third light-transmitting layer disposed on the.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층들은 상기 제1광투과층과 상기 제3광투과층의 사이에 배치될 수 있다.In an embodiment, the reflective layers may be disposed between the first light-transmitting layer and the third light-transmitting layer.
일 실시 예에 있어서, 상기 제2광투과층과 상기 제3광투과층의 사이에 배치될 수 있다.In an embodiment, it may be disposed between the second light-transmitting layer and the third light-transmitting layer.
일 실시 예에 있어서, 상기 반사층은 상기 반사층의 상측에서 상기 반도체 발광소자를 향하는 방향으로 연장되는 돌출부를 구비할 수 있다.In an embodiment, the reflective layer may include a protrusion extending from an upper side of the reflective layer in a direction toward the semiconductor light emitting device.
일 실시 예에 있어서, 상기 돌출부는 상기 반사층을 에워싸는 광투과층의 일부를 덮도록 형성될 수 있다.In an embodiment, the protrusion may be formed to cover a portion of the light-transmitting layer surrounding the reflective layer.
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본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 격벽부들에 구비된 반사층들이 디스플레이 장치 측면으로 향하는 빛을 상측으로 반사시킨다. 이에 따라, 디스플레이 장치의 휘도가 향상된다.In the display device according to the present invention, the reflective layers provided in the barrier ribs reflect light directed toward the side of the display device upward. Accordingly, the luminance of the display device is improved.
또한, 본 발명에서는 복수의 광투과층 사이에 반사물질을 충진시켜 반사층을 형성한다. 즉, 복수의 광투과층은 반사층에 대한 지지층으로 활용된다. 이에 따라, 반사층을 소정 높이 이상으로 형성할 수 있게 된다.Further, in the present invention, a reflective layer is formed by filling a reflective material between the plurality of light transmitting layers. That is, the plurality of light-transmitting layers is used as a support layer for the reflective layer. Accordingly, the reflective layer can be formed to have a predetermined height or higher.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 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 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 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 10은 새로운 구조의 반도체 발광소자가 적용된 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 11a는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다.
도 11b는 도 11의 라인 F-F를 따라 취한 단면도이다.
도 12는 도 11a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 14는 도 13의 G-G를 따라 취한 단면도이다.
도 15는 도 13의 H-H를 따라 취한 단면도이다.
도 16은 도 13의 I- I를 따라 취한 단면도이다.
도 17은 도 13의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 18a, 도 18b, 도 18c, 도 19a, 도 19b, 도 19c, 도 19d는 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.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 a 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 is an enlarged view of part A of FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention to which a semiconductor light emitting device of a new structure is applied.
11A is a cross-sectional view taken along line EE of FIG. 10 .
11B is a cross-sectional view taken along line FF of FIG. 11 .
12 is a conceptual diagram illustrating the flip chip type semiconductor light emitting device of FIG. 11A .
13 is an enlarged view of part A of FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a cross-sectional view taken along line GG of FIG. 13 .
15 is a cross-sectional view taken along HH of FIG. 13 .
FIG. 16 is a cross-sectional view taken along line I-I of FIG. 13 .
17 is a view for explaining a modified embodiment of FIG. 13 .
18A, 18B, 18C, 19A, 19B, 19C, and 19D are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting 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 발광 소자를 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 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 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 a 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 발광 소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 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 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.Referring to FIGS. 2, 3A and 3B , the
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.The
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(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 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.The
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.The
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판(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 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.As shown, the insulating
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(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 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(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), etc. 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 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다. After the conductive
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 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 발광 소자는 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 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring back to FIGS. 2 , 3A and 3B , the
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.More specifically, the semiconductor
또한, 복수의 반도체 발광 소자(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 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 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 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 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 발광 소자(151) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 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 발광 소자는 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 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 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.Referring to FIG. 5C , a structure in which a
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자의 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 발광 소자를 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 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display device using a 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 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.Next, the
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.In this case, the
상기 반도체 발광 소자는 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 발광 소자(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 발광 소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(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 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다. Finally, the
또한, 상기 반도체 발광 소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광 소자의 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 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 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 발광 소자를 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. 8 to be.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 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 발광 소자(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 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광 소자(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 부분과 전도성을 가지지 않는 부분으로 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 and a non-conductive portion in the thickness direction.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(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 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(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 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.The semiconductor
수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.A plurality of
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 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 발광 소자(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 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(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 발광 소자(251) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다. Referring back to this embodiment, the
개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(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 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(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 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 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 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에는 플립 칩 타입이 적용된 경우에는 동일평면상에 제1 및 제2전극이 배치되므로 고정세(파인 피치)의 구현이 어려운 문제가 있다. 이하, 이러한 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립 칩 타입의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치에 대하여 설명한다.When the flip chip type is applied to the display device using the semiconductor light emitting device of the present invention described above, since the first and second electrodes are disposed on the same plane, it is difficult to implement high definition (fine pitch). Hereinafter, a display device to which a flip-chip type light emitting device is applied according to another embodiment of the present invention capable of solving such a problem will be described.
도 10은 새로운 구조의 반도체 발광소자가 적용된 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이고, 도 11a는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이며, 도 11b는 도 11의 라인 F-F를 따라 취한 단면도이고, 도 12는 도 11a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.10 is an enlarged view of part A of FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention to which a semiconductor light emitting device of a new structure is applied, FIG. 11A is a cross-sectional view taken along line E-E of FIG. 10, and FIG. 11B is FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line F-F, and FIG. 12 is a conceptual diagram illustrating the flip-chip type semiconductor light emitting device of FIG. 11A.
도 10, 도 11a 및 도 11b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다. 10, 11A, and 11B , the
디스플레이 장치(1000)는 기판(1010), 제1전극(1020), 전도성 접착층(1030), 제2전극(1040) 및 복수의 반도체 발광 소자(1050)를 포함한다. 여기에서, 제1 전극(1020) 및 제2 전극(1040)은 각각 복수의 전극 라인들을 포함할 수 있다.The
기판(1010)은 제1전극(1020)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(1020)은 기판(1010) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(1020)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.The
전도성 접착층(1030)은 제1전극(1020)이 위치하는 기판(1010)상에 형성된다. 전술한 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(1030)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서 상기 전도성 접착층(1030)은 접착층으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(1020)이 기판(1010)상에 위치하지 않고, 반도체 발광소자의 도전형 전극과 일체로 형성된다면, 접착층은 전도성이 필요없게 될 수 있다.The
상기 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(1020)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반도체 발광 소자(1050)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(1040)이 위치한다.A plurality of
도시에 의하면, 상기 제2전극(1040)은 전도성 접착층(1030) 상에 위치될 수 있다. 즉, 전도성 접착층(1030)은 배선기판과 제2전극(1040)의 사이에 배치된다. 상기 제2전극(1040)은 상기 반도체 발광 소자(1050)와 접촉에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.As illustrated, the
상기에서 설명된 구조에 의하여, 복수의 반도체 발광 소자(1050)는 상기 전도성 접착층(1030)에 결합 되며, 제1전극(1020) 및 제2전극(1040)과 전기적으로 연결된다.With the structure described above, the plurality of semiconductor
경우에 따라, 반도체 발광 소자(1050)가 형성된 기판(1010) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(1040)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(1040)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(1040)은 전도성 접착층(1030) 또는 투명 절연층에 이격 되어 형성될 수도 있다.In some cases, a transparent insulating layer (not shown) including silicon oxide (SiOx) may be formed on the
도시와 같이, 복수의 반도체 발광소자(1050)는 제1전극(1020)에 구비되는 복수의 전극 라인들과 나란한 방향으로 복수의 열들을 형성할 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 반도체 발광소자(1050)는 제2전극(1040)을 따라 복수의 열들을 형성할 수 있다.As shown, the plurality of semiconductor
나아가, 디스플레이 장치(1000)는, 복수의 반도체 발광소자(1050)의 일면에 형성되는 형광체층(1080)을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(1050)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 형광체층(1080)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(1080)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(1081) 또는 녹색 형광체(1082)가 될 수 있다. 즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(1051a) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(1081)가 적층 될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(1051b) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(1082)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자(1051c)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(1020)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층 될 수 있다. 따라서, 제1전극(1020)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(1040)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(1050)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 단위 화소를 구현할 수 있다.Furthermore, the
한편, 이러한 형광체층(1080)의 대비비(Contrast) 향상을 위하여 디스플레이 장치는 각각의 형광체들의 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(1091)를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(1091)는 형광체 도트 사이에 갭을 만들고, 흑색 물질이 상기 갭을 채우는 형태로 형성될 수 있다. 이를 통하여 블랙 매트릭스(1091)는 외광반사를 흡수함과 동시에 명암의 대조를 향상시킬 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(1091)는, 형광체층(1080)이 적층된 방향인 제1전극(1020)을 따라 각각의 형광체층들의 사이에 위치한다. 이 경우에, 청색 반도체 발광 소자(1051)에 해당하는 위치에는 형광체층이 형성되지 않으나, 블랙 매트릭스(1091)는 상기 형광체층이 없는 공간을 사이에 두고(또는 청색 반도체 발광 소자(1051c)를 사이에 두고) 양측에 각각 형성될 수 있다.Meanwhile, in order to improve the contrast ratio of the
다시, 본 예시의 반도체 발광소자(1050)를 살펴보면, 본 예시에서 반도체 발광 소자(1050)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다. 다만, 전극이 상/하로 배치되나, 본 발명의 반도체 발광소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다. Again, looking at the semiconductor
도 12를 참조하면, 예를 들어, 상기 반도체 발광 소자(1050)는 제1도전형 전극(1156)과, 제1도전형 전극(1156)이 형성되는 제1도전형 반도체층(1155)과, 제1도전형 반도체층(1155) 상에 형성된 활성층(1154)과, 상기 활성층(1154) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(1153) 및 제2도전형 반도체층(1153)에 형성되는 제2도전형 전극(1152)을 포함한다.Referring to FIG. 12 , for example, the semiconductor
보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제1도전형 반도체층(1155)은 각각 p형 전극 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 상기 제2도전형 전극(1152) 및 제2도전형 반도체층(1153)은 각각 n형 전극 및 n형 반도체층이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1도전형이 n형이 되고 제2도전형이 p형이 되는 예시도 가능하다.More specifically, the first
보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(1156)은 상기 제1도전형 반도체층(1155)의 일면에 형성되며, 상기 활성층(1154)은 상기 제1도전형 반도체층(1155)의 타면과 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면의 사이에 형성되고, 상기 제2도전형 전극(1152)은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 형성된다.More specifically, the first
이 경우에, 상기 제2도전형 전극은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 타면에는 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)이 형성될 수 있다. In this case, the second conductivity type electrode is disposed on one surface of the second conductivity
도 12를 도 10 내지 도 11b와 함께 참조하면, 상기 제2도전형 반도체층의 일면은 상기 배선기판에 가장 가까운 면이 될 수 있고, 상기 제2도전형 반도체층의 타면은 상기 배선기판에 가장 먼 면이 될 수 있다.12 together with FIGS. 10 to 11B , one surface of the second conductivity type semiconductor layer may be the surface closest to the wiring board, and the other surface of the second conductivity type semiconductor layer is closest to the wiring board. It can be on the far side.
또한, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 반도체 발광소자의 폭방향을 따라 이격된 위치에서 각각 상기 폭방향과 수직방향(또는 두께방향)으로 서로 높이차를 가지도록 이루어진다. In addition, the first
상기 높이차를 이용하여 상기 제2도전형 전극(1152)은 상기 제2도전형 반도체층(1153)에 형성되나, 반도체 발광소자의 상측에 위치하는 상기 제2전극(1040)과 인접하게 배치된다. 예를 들어, 상기 제2도전형 전극(1152)은 적어도 일부가 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 측면(또는, 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)의 측면)으로부터 상기 폭방향을 따라 돌출된다. 이와 같이, 제2도전형 전극(1152)이 상기 측면에서 돌출되기에, 상기 제2도전형 전극(1152)은 반도체 발광소자의 상측으로 노출될 수 있다. 이를 통하여, 상기 제2도전형 전극(1152)은 전도성 접착층(1030)의 상측에 배치되는 상기 제2전극(1040)과 오버랩되는 위치에 배치된다.The second
보다 구체적으로, 반도체 발광 소자는 상기 제2도전형 전극(1152)에서 연장되며, 상기 복수의 반도체 발광 소자의 측면에서 돌출되는 돌출부(1152a)를 구비한다. 이 경우에, 상기 돌출부(1152a)를 기준으로 보면, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 상기 돌출부(1152a)의 돌출방향을 따라 이격된 위치에서 배치되며, 상기 돌출방향과 수직한 방향으로 서로 높이차를 가지도록 형성되는 것으로 표현될 수 있다.More specifically, the semiconductor light emitting device has
상기 돌출부(1152a)는 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에서 측면으로 연장되며, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 상면으로, 보다 구체적으로는 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)으로 연장된다. 상기 돌출부(1152a)는 상기 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)의 측면에서 상기 폭방향을 따라 돌출된다. 따라서, 상기 돌출부(1152a)는 상기 제2도전형 반도체층을 기준으로 상기 제1도전형 전극의 반대측에서 상기 제2전극(1040)과 전기적으로 연결될 수 있다. The
상기 돌출부(1152a)를 구비하는 구조는, 전술한 수평형 반도체 발광소자와 수직형 반도체 발광소자의 장점을 이용할 수 있는 구조가 될 수 있다. 한편, 상기 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)에서 상기 제1도전형 전극(1156)으로부터 가장 먼 상면에는 roughing 에 의하여 미세홈들이 형성될 수 있다.The structure including the
상기에서 설명된 디스플레이 장치에 의하면, 반도체 발광소자들에서 출력된 빛은 형광체를 이용하여 여기시켜, 적색(R) 및 녹색(G)을 구현하게 된다. 또한, 전술한 블랙 매트릭스(191, 291, 1091, 도 3b, 도 8 및 도 11b 참조)가 형광체들의 사이에서 혼색을 방지하는 격벽의 역할을 하게 된다. 이에, 본 발명에서는, 형광체의 충진공간이 보다 넓어질 수 있는 형광체층의 구조나 플렉서블이 가능한 종래와 다른 새로운 형태의 격벽 구조를 제시한다.According to the display device described above, the light output from the semiconductor light emitting devices is excited using a phosphor to realize red (R) and green (G). In addition, the aforementioned
또한, 상기에서 설명된 디스플레이 장치는 각 화소에 동일한 모양으로 형광체를 증착하여 적색, 녹색 및 청색을 구현하는 real ppi type의 구조를 가진다. 이에 본 발명에서는 디스플레이 장치를 펜타일(pentile) 방식으로 구현하는 새로운 구조를 제시한다. In addition, the display device described above has a real ppi type structure in which red, green, and blue are realized by depositing phosphors in the same shape in each pixel. Accordingly, the present invention proposes a new structure for implementing a display device in a pentile manner.
이하, 새로운 격벽 구조를 가지는 펜타일(pentile) 방식의 디스플레이 장치의 구조에 대하여, 첨부된 도면과 함께 상세하게 살펴본다. Hereinafter, a structure of a pentile type display device having a new barrier rib structure will be described in detail with accompanying drawings.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이고, 도 14는 도 13의 G-G를 따라 취한 단면도이며, 도 15는 도 13의 H-H를 따라 취한 단면도이고, 도 16은 도 13의 I- I를 따라 취한 단면도이고, 도 17은 도 13의 변형 실시예를 설명하기 위한 도면이다.13 is an enlarged view of part A of FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention, FIG. 14 is a cross-sectional view taken along G-G of FIG. 13, and FIG. 15 is a cross-sectional view taken along H-H of FIG. , FIG. 16 is a cross-sectional view taken along I-I of FIG. 13 , and FIG. 17 is a view for explaining a modified embodiment of FIG. 13 .
도 13 내지 17의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치로서 도 10 내지 12를 참조하여 설명한 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(2000)를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 플립 칩 타입 반도체 발광소자에서 새로운 형광체층의 구조가 적용된 경우를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 전술한 다른 형태의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에도 적용 가능하다. 13 to 17 , a
이하 설명되는 본 예시에서는, 앞서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 예시의 각 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다. 예를 들어, 디스플레이 장치(2000)는 기판(2010), 제1전극(2020), 전도성 접착층(2030), 제2전극(2040) 및 복수의 반도체 발광 소자(2050)를 포함하며, 이들에 대한 설명은 앞서 도 10 내지 도 12를 참조한 설명으로 갈음한다. 따라서, 본 실시예에서 상기 전도성 접착층(2030)은 접착층으로 대체되고, 복수의 반도체 발광소자들이 기판(2010)상에 배치되는 접착층에 부착되며, 상기 제1전극(2020)이 기판(2010)상에 위치하지 않고, 반도체 발광소자의 도전형 전극과 일체로 형성될 수 있다. In this example to be described below, the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar components as those of the examples described with reference to FIGS. 10 to 12 above, and the description is replaced with the first description. For example, the
상기 제2전극(2040)은 전도성 접착층(2030) 상에 위치될 수 있다. 즉, 전도성 접착층(2030)은 배선기판과 제2전극(2040)의 사이에 배치된다. 상기 제2전극(2040)은 상기 반도체 발광 소자(2050)와 접촉에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.The
전술한 바와 같이, 디스플레이 장치(2000)는, 복수의 반도체 발광소자(2050)를 덮도록 배치되는 파장 변환층(2080)을 구비할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(2050)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 파장 변환층(2080)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. As described above, the
도시에 의하면, 상기 파장 변환층(2080)은 빛의 파장을 변환하는 복수의 형광체층들(2084)을 구비한다.As shown, the
복수의 형광체층들(2084)은 적색 형광체를 구비하는 적색 형광체층(2084a)과 녹색 형광체를 구비하는 녹색 형광체층(2084b)을 포함할 수 있다. 적색의 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(2051a) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체층(2084a)이 적층 될 수 있고, 녹색의 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(2051b) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체층(2084b)이 적층될 수 있다. The plurality of
한편, 적색 형광체층(2084a)과 녹색 형광체층(2084b)의 사이에는 하나의 격벽부(2085)가 배치된다. 여기서, 격벽부(2085)는 광투과성 물질로 이루어지는 광투과층 및 빛을 반사하도록 이루어지는 반사층을 구비한다.Meanwhile, one
상기 복수의 격벽부들(2085) 중 적어도 하나는 상기 파장 변환층(2080)의 두께 방향을 따라 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나와 중첩된다. 또한, 상기 복수의 격벽부들(2085) 중 적어도 하나는 상기 파장 변환층(2080)의 두께 방향을 따라 빛을 투과하도록 이루어진다. 보다 구체적으로, 청색의 화소를 이루는 부분에서 청색 반도체 발광 소자(2051c) 상에는 하나의 격벽부(2085)가 배치되며, 상기 청색 반도체 발광 소자(2051c)에서 발광되는 빛을 색의 파장 변환 없이 외부로 투과한다. At least one of the plurality of
이 경우에, 청색 빛과 녹색 빛을 출력하는 화소와, 적색 빛과 녹색 빛을 출력하는 화소가 순차적으로 배치되도록, 청색에 해당하는 격벽부, 녹색 형광체층, 적색 형광체층 및 청색에 해당하는 격벽부가 번갈아 증착될 수 있다. In this case, the partition wall portion corresponding to blue, the green phosphor layer, the red phosphor layer, and the partition wall corresponding to the blue color are sequentially arranged such that a pixel emitting blue light and green light and a pixel emitting red light and green light are sequentially arranged. The additions may be alternately deposited.
제1전극(2020)의 각 라인을 따라 하나의 색상에 해당하는 형광체층이나 격벽부가 형성되는 것이 아니라, 어느 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 되고, 다른 라인은 복수의 색상을 제어하는 라인이 될 수 있다. 예를 들어, 제1전극(2020)의 어느 라인에는 녹색 형광체층이 배치되며, 다른 라인에는 적색 형광체층과 청색에 해당하는 격벽부가 번갈아 배치될 수 있다.Instead of forming a phosphor layer or partition wall corresponding to one color along each line of the
또한, 제2전극(2040)을 따라서, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 및 녹색(G)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 적색과 청색을 서로 공유하는 디스플레이 장치가 구현될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 퀀텀닷(QD)이 상기 형광체층에 충전되어, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 단위 화소를 구현할 수 있다.In addition, red (R), green (G), blue (B), and green (G) may be sequentially disposed along the
보다 구체적인 예로서, 상기 복수의 격벽부들(2085)은 제1광투과층(2086)과 제2광투과층(2087), 제3광투과층(2088) 및 반사층(2089)을 포함한다.As a more specific example, the plurality of
상기 제1광투과층(2086)은 상기 복수의 반도체 발광소자들의 사이를 덮도록 배치된다. 따라서, 상기 복수의 형광체층들(2084) 중 적어도 일부는 상기 제1광투과층(2086)을 사이에 두고 배치된다. 이 경우에, 상기 적어도 일부의 형광체층들(2084)은 적색 형광체, 녹색 형광체 및 황색 형광체 중 적어도 하나를 구비할 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 제1광투과층(2086)은 반복적으로 형성되는 적색 형광체층(2084a)과 녹색 형광체층(2084b)의 사이 공간 중에서 청색의 화소가 배치되지 않는 부분에 위치하게 된다. 따라서, 제1광투과층(2086)의 하부에는 반도체 발광소자가 미배치된다.The first
한편, 상기 제2광투과층(2087)은 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나를 덮도록 이루어진다. 이 경우에, 상기 제2광투과층(2087)에 의하여 덮이는 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나는 청색 반도체 발광소자(2051c)를 포함한다. 즉, 상기 제2광투과층(2087)은 반복적으로 형성되는 적색 형광체층(2084a)과 녹색 형광체층(2084b)의 사이 공간 중에서 청색의 화소가 배치되는 부분에 위치하게 된다. 따라서, 제2광투과층(2087)의 하부에는 청색 반도체 발광소자(2051c)가 배치된다.Meanwhile, the second
한편, 상기 제3광투과층(2088)은 형광체층(2084)들 각각의 측면들을 에워싸도록 배치되며, 상기 제3광투과층(2088)의 하부에는 반도체 발광소자가 미배치된다. 이에 따라, 형광체층(2084)들의 측면을 빠져나온 빛은 가장 먼저 제3광투과층(2088)을 투과하게 된다. 상기 제3광투과층(2088)이 형광체층(2084)의 테두리를 에워싸기 때문에, 상기 제3광투과층(2088)은 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부의 테두리에 배치된다. 예를 들어, 제3광투과층(2088)은 형광체층과 오버랩되는 적색 형광체층(2084a) 및 녹색 형광체층(2084b)의 테두리에 배치될 수 있다. 또한, 상기 제3광투과층(2088)은 형광체층으로 덮이지 않은 청색 반도체 발광소자(2051c)의 테두리에 형성될 수 있다.Meanwhile, the third
한편, 상기 제3광투과층(2088)은 상기 제1 및 제2광투과층(2086 및 2087) 각각과 소정거리 이격되도록 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2광투과층(2086 및 2087) 각각과 제3광투과층(2088)이 서로 이격됨에 따라 형성되는 공간에는 반사물질이 충진될 수 있다.Meanwhile, the third
상기 반사층(2089)은 제1 및 제2광투과층(2086 및 2087) 각각과 제3광투과층(2088)이 서로 이격됨에 따라 형성되는 공간에 형성된다. 즉, 반사층(2089)은 제1광투과층(2086)과 제3광투과층(2088)의 사이 또는 제2광투과층(2087)과 제3광투과층(2088)의 사이에 배치된다. 상기 반사층(2089)은 형광체층(2084)의 테두리에 배치되는데, 상기 반사층(2089)과 형광체층(2084) 사이에는 상기 제3광투과층이 배치되기 때문에, 상기 반사층(2089)과 형광체층(2084)은 서로 소정 거리 이격된다.The
한편, 상기 반사층(2089)은 반사율이 높은 백색물질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 반사층(2089)는 산화 티타늄으로 이루어질 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 상기 반사층(2089)는 포토리소그래피(photolithography) 공정으로 충진될 수 있는 반사물질일 수 있다.Meanwhile, the
상기에서 설명된 구조의 구현을 위하여, 또한, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 단위 화소 내에서는 상기 제1광투과층(2086)과 상기 제2광투과층(2087)이 각각 하나씩 배치될 수 있다. 또한, 상기 제1광투과층(2086)과 상기 제2광투과층(2087)은 상기 형광체층(2080)의 두께 방향과 수직한 방향을 따라 형성되는 폭(W)의 크기가 서로 다르도록 형성될 수 있다. 또한, 제3광투과층(2088)은 반도체 발광소자마다 배치될 수 있다.In order to implement the structure described above, the first
이 경우에, 상기 제1광투과층(2086)은 상기 제2광투과층(2087)보다 상기 폭의 크기가 작도록 이루어진다. 상기 제2광투과층(2087)의 폭은 상기 반도체 발광소자(2050)의 폭보다 크거나 같도록 이루어지며, 따라서 상기 제1광투과층(2086)의 폭은 상기 반도체 발광소자(2050)의 폭보다 작도록 형성될 수 있다. In this case, the width of the first light-
보다 구체적으로, 상기 제2광투과층(2087)의 폭은 픽셀 간의 피치(pitch)의 70 내지 135 % 의 크기가 될 수 있다. 이는 상기 제2광투과층(2087)이 너무 크면 적색 화소 및 녹색 화소의 발광영역이 충분히 확보되지 못하게 되며, 너무 작으면 청색 화소와 적색 화소 또는 청색 화소와 녹색 화소간의 광의 간섭이 발생할 수 있기 때문이다.More specifically, the width of the second light-
또한, 이 경우에 상기 제1광투과층(2086)의 폭은 픽셀 간의 피치(pitch)의 10 내지 40 %의 크기가 될 수 있다. 이러한 예로서, 피치가 100 마이크로미터인 경우에, 상기 제1광투과층(2086)의 폭은 40 마이크로미터 이하로 형성될 수 있다. 이는 발광면적을 충분히 확보하기 위함이며, 반도체 발광소자 사이에 적어도 하나의 반사층(2089) 및 제3광투과층(2088)을 배치하기 위함이다.Also, in this case, the width of the first
한편, 단위 화소내에서 제3광투과층(2088)은 반사층(2089)의 개수만큼 배치될 수 있다. 반사층(2089)의 일 측면은 상기 제1 및 제2광투과층(2086 및 2087) 중 어느 하나로 에워싸이고, 반사층(2089)의 다른 측면은 제3광투과층(2088)으로 에워싸인다.Meanwhile, the number of third light-transmitting
도시에 의하면, 상기 형광체층(2084)의 폭은 상기 반도체 발광소자(2050)의 폭보다 크도록 이루어질 수 있다. 이에 더하여, 단위 화소내에 격벽부가 2개만이 존재하고, 상기 2개 중에서 하나의 폭이 작아지므로, 상기 형광체층(2084)의 폭은 보다 증가할 수 있게 된다. 이와 같이, 상기 형광체층(2084)의 폭이 커지므로 기존보다 형광체층의 충전 공간이 보다 확보될 수 있으며, 따라서 충전되는 형광체의 양이 보다 증가될 수 있다. 이 경우에, 상기 형광체층에 충전되는 형광체의 입도는 3 내지 15 마이크로 미터의 크기가 가능하게 된다.As illustrated, a width of the
이 경우에, 상기 복수의 격벽부들은 서로 교차하는 제1방향 및 제2방향의 각각을 따라 상기 형광체층들의 사이에 순차적으로 배치된다. 이를 통하여, 세로방향(제1방향에 해당)과 가로방향(제2방향에 해당)으로 모두 빛의 누수를 막을 수 있게 된다. 또한, 순차적으로 배치되는 격벽부들 중 적어도 하나는 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다. 이를 통하여, 펜타일 방식의 디스플레이 장치에서 가로방향과 세로방향으로 새로운 격벽 구조가 적용될 수 있다.In this case, the plurality of barrier rib portions are sequentially disposed between the phosphor layers along each of the first and second directions crossing each other. Through this, it is possible to prevent light leakage in both the vertical direction (corresponding to the first direction) and the horizontal direction (corresponding to the second direction). In addition, at least one of the sequentially arranged partition walls may overlap at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices. Through this, a new barrier rib structure may be applied in the horizontal direction and the vertical direction in the pentile type display device.
이 때에, 상기 제1광투과층(2086)과 제2광투과층(2087)은 상기 가로방향 및 세로방향을 따라 형성되는 폭의 크기가 서로 다르도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 청색의 빛을 투과하는 제2광투과층(2087)은 세로방향과 가로방향의 폭이 다르도록 형성될 수 있다. 도시에 의하면, 세로방향의 폭이 가로방향의 폭보다 큰 경우가 예시된다. In this case, the first light-
상기 격벽부들(2085)의 구조에 대하여 보다 상세히 설명하면, 상기 복수의 격벽부들은 제1광투과층(2086)과 제3광투과층(2088) 사이 또는 제2광투과층(2087)과 제3광투과층(2088) 사이에 형성된 공간에 반사층이 배치되도록 형성된다. If the structure of the
상기 광투과층은 가시광선 영역에서 투과율이 높은 물질로서, 예를 들어, 상기 광투과층은 에폭시 계열의 PR(포토 레지스트), PDMS(polydimethylsiloxane), 레진 등으로 이루어질 수 있다. 이러한 재질들은 고온에서 견고해지는 성질이 없기에 플렉서블 디스플레이에 적용되는 격벽부의 재질로서 적합하다.The light-transmitting layer is a material having high transmittance in the visible light region, and for example, the light-transmitting layer may be formed of an epoxy-based photoresist (PR), polydimethylsiloxane (PDMS), resin, or the like. Since these materials do not have a property of being hardened at a high temperature, they are suitable as a material for the barrier rib part applied to the flexible display.
상기 제2광투과층(2087)이 청색 반도체 발광소자를 덮기에, 청색 화소에 해당하는 부분에서는 상기 광투과층이 청색 반도체 발광소자와 오버랩하게 된다. 이 경우에, 상기 청색 반도체 발광소자와 오버랩되는 광투과층은 상기 제1방향 및 제2방향 중 어느 하나를 따라 상기 녹색 형광체층들의 사이에 배치되고, 다른 하나를 따라 상기 적색 형광체층의 사이에 배치될 수 있다. 본 예시에서는 상기 청색 반도체 발광소자와 오버랩되는 광투과층은 가로 방향으로는 상기 녹색 형광체층의 사이에 배치되고, 세로 방향으로는 상기 적색 형광체층들의 사이에 배치된다.Since the second
한편, 상기 복수의 격벽부들은 각각 적어도 사변을 가지며, 상기 반사층은 가로방향과 세로방향 중 적어도 하나를 따라 순차적으로 배치되는 변들에 각각 구비될 수 있다. 이러한 예로서, 가로방향 및 세로방향을 따라 각 형광체층들은 상기 반사층에 의하여 감싸질 수 있다. 이러한 구조에 의하면, 적색 형광체층 또는 녹색 형광체층은 사면이 모두 반사층으로 에워싸일 수 있다.Meanwhile, each of the plurality of partition walls may have at least a quadrilateral, and the reflective layer may be provided on each of the sides sequentially arranged along at least one of a horizontal direction and a vertical direction. As an example, each of the phosphor layers in the horizontal and vertical directions may be covered by the reflective layer. According to this structure, all sides of the red phosphor layer or the green phosphor layer may be surrounded by the reflective layer.
한편, 도 17에 도시된 바와 같이, 상기 반사층(2089)은 상기 반사층의 상측에서 상기 반도체 발광소자를 향하는 방향으로 연장되는 돌출부(2089'')를 구비할 수 있다. 상기 돌출부(2089'')는 상기 반사층(2089)을 에워싸는 광투과층의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. Meanwhile, as shown in FIG. 17 , the
상기 돌출부(2089'')는 반도체 발광소자 간의 대비비를 증가시키는 역할을 할 수 있다. 구체적으로, 상기 반사층(2089)과 형광체층(2084) 사이는 제3광투과층(2088)로 인하여 소정 거리 이격되고, 이로 인하여 반도체 발광소자에서 발광된 빛 또는 형광체층에서 발광된 빛이 넓게 퍼져나갈 수 있다. 상기 돌출부(2089'')는 파장변환층 상측에서 파장변환층 측면으로 진행하는 빛을 반사시켜 디스플레이 장치 상측으로 집중시킨다. 이를 통해, 상기 돌출부(2089'')는 디스플레이 장치의 대비비를 증가시킬 수 있다.The
이상에서 살펴본 새로운 형광체층 구조에 의하면, 디스플레이의 휘도를 향상시킬 수 있는 격벽부가 구현될 수 있다. 이하에서는, 위에서 살펴본 새로운 형광체층 구조를 형성하는 제조하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 18a 내지 18c는, 도 13의 G-G방향에서 바라본 단면도들을 참조하여 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 19a 내지 19c는, 도 13의 H-H방향에서 바라본 단면도들을 참조하여 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 설명하기 위한 도면이다.According to the new phosphor layer structure as described above, the barrier rib portion capable of improving the luminance of the display may be implemented. Hereinafter, a manufacturing method of forming the new phosphor layer structure described above will be described in more detail with accompanying drawings. 18A to 18C are views for explaining a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention with reference to the cross-sectional views taken in the G-G direction of FIG. It is a view for explaining a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention with reference to cross-sectional views.
먼저, 제조방법에 의하면, 기판에 복수의 반도체 발광 소자들을 결합하는 단계가 진행된다. 예를 들어, 성장기판에 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층을 성장시키고, 식각을 통하여 각 반도체 발광소자를 생성한 후에 제1도전형 전극(2156)과 제2도전형 전극(2152)을 형성한다(도 18a).First, according to the manufacturing method, a step of coupling a plurality of semiconductor light emitting devices to a substrate is performed. For example, a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer are grown on a growth substrate, and each semiconductor light emitting device is generated through etching, followed by the first
성장기판(2101)(웨이퍼)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 성장기판(2101)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하여 예를 들어, 사파이어(Al2O3) 기판에 비해 열전도성이 큰 SiC 기판 또는 Si, GaAs, GaP, InP, Ga2O3 중 적어도 하나를 사용할 수 있다. The growth substrate 2101 (wafer) may be formed of a material having a light-transmitting property, for example, any one of sapphire (Al2O3), GaN, ZnO, and AlO, but is not limited thereto. In addition, the
제1도전형 전극(2156) 및 제1도전형 반도체층은 각각 p형 전극 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 제2도전형 전극(2152) 및 제2도전형 반도체층은 각각 n형 전극 및 n형 반도체층이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1도전형이 n형이 되고 제2도전형이 p형이 되는 예시도 가능하다.The first
이 경우에, 전술한 바와 같이, 상기 제2도전형 전극(2152)은 적어도 일부가 상기 제2도전형 반도체층의 측면(또는, 언도프된(Undoped) 반도체층(2153a)의 측면)으로부터 돌출된다.In this case, as described above, at least a portion of the second
다음으로, 상기 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자를 전도성 접착층(2030)을 이용하여 배선기판에 결합하며, 성장기판을 제거한다(도 18b).Next, the flip chip type light emitting device is bonded to a wiring board using a
상기 배선기판은 제1전극(2020)이 형성된 상태이며, 상기 제1전극(2020)은 하부 배선으로서 상기 전도성 접착층(2030)내에서 도전볼 등에 의해 제1도전형 전극(2156)과 전기적으로 연결된다. The wiring board is in a state in which the
이후에, 언도프된(Undoped) 반도체층(2153a)을 식각하여 제거한 후에, 상기 돌출된 제2도전형 전극(2152)을 연결하는 제2전극(2040)을 형성한다(도 18c). 상기 제2전극(2040)은 상부 배선으로서, 상기 제2도전형 전극(2152)과 직접 연결된다.Thereafter, after removing the
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 언도프된 반도체층은 UV 레이저를 흡수하는 다른 형태의 흡수층으로 대체될 수 있다. 상기 흡수층은 버퍼층이 될 수 있으며, 저온 분위기에서 형성되며, 반도체층과 성장기판과의 격자상수 차이를 완화시켜 줄 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 물질을 포함할 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the undoped semiconductor layer may be replaced with another type of absorption layer that absorbs UV laser. The absorption layer may be a buffer layer, is formed in a low-temperature atmosphere, and may be made of a material capable of alleviating a difference in lattice constant between the semiconductor layer and the growth substrate. For example, it may include materials such as GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, and InAlGaN.
다음으로, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 덮도록 배치되는 파장 변환층을 형성한다. 상기 파장 변환층은, 빛의 파장을 변환하는 복수의 형광체층들과, 상기 복수의 형광체층들의 사이에 형성되는 복수의 격벽부들을 구비하게 된다. 이 경우에 상기 복수의 격벽부들 중 적어도 하나는 상기 파장 변환층의 두께 방향을 따라 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나와 중첩될 수 있다.Next, a wavelength conversion layer disposed to cover the plurality of semiconductor light emitting devices is formed. The wavelength conversion layer includes a plurality of phosphor layers for converting a wavelength of light, and a plurality of barrier ribs formed between the plurality of phosphor layers. In this case, at least one of the plurality of barrier rib portions may overlap at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices along a thickness direction of the wavelength conversion layer.
도시에 의하면, 먼저, 격벽부를 형성하는 단계가 진행될 수 있다. 도 19a를 참조하면, 상기 복수의 반도체 발광 소자들에 광투과성 물질(LT)을 도포한다. According to the illustration, first, the step of forming the partition wall part may be performed. Referring to FIG. 19A , a light-transmitting material LT is applied to the plurality of semiconductor light emitting devices.
상기 광투과성 물질(LT)은 가시광선 영역에서 투과율이 높은 물질로서, 전술한 바와 같이, 에폭시 계열의 PR(포토 레지스트), PDMS(polydimethylsiloxane), 레진 등이 이용될 수 있다. The light-transmitting material LT is a material having high transmittance in the visible light region, and as described above, an epoxy-based photoresist (PR), polydimethylsiloxane (PDMS), resin, or the like may be used.
이후에, 상기 광투과성 물질을 식각하고, 상기 광투과성 물질(LT)이 식각된 부분(LR)에 형광체를 충전하여 상기 형광체층들을 생성하는 단계가 진행된다.Thereafter, the light-transmitting material is etched, and the phosphor layers are formed by filling the portion LR where the light-transmitting material LT is etched with a phosphor.
보다 구체적으로, 도 19b에 의하면, 상기 광투과성 물질(LT)이 식각되며, 이 경우에 상기 광투과성 물질(LT)은 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나에 대응되는 부분에서 미식각된다. More specifically, referring to FIG. 19B , the light-transmitting material LT is etched, and in this case, the light-transmitting material LT is unetched in a portion corresponding to at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices.
즉, 상기 식각에 의하여 상기 광투과성 물질(LT)은 상기 복수의 반도체 발광소자들의 사이를 덮도록 배치되는 부분과, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나를 덮도록 배치되는 부분으로 구획될 수 있다.That is, by the etching, the light-transmitting material LT may be divided into a portion disposed to cover between the plurality of semiconductor light emitting devices and a portion disposed to cover at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices. have.
한편, 상기 반도체 발광소자들 사이를 덮도록 배치되는 부분을 식각하여 상술한 제2광투과층(2087) 및 제3광투과층(2088)을 형성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 반도체 발광소자들 사이를 덮도록 배치되는 부분의 중앙부는 식각되지 않고, 테두리 부분만 식각된다. 이 경우에, 상기 제1광투과층(2087)으로 덮이지 않은 두 개의 반도체 발광소자 사이에는 두 개의 반도체 발광소자 사이에는 한 개의 제2광투과층(2086) 및 두 개의 제3광투과층(2088)이 배치될 수 있다.Meanwhile, the above-described second
도시되지 않았지만, 상기 광투과성 물질(LT)은 상기 반도체 발광소자들 사이를 덮도록 배치되는 부분의 중앙부가 식각될 수 있다. 즉, 상기 반도체 발광소자들 사이를 덮도록 배치되는 부분의 중앙부가 식각됨에 따라, 상술한 제3광투과층이 형성되며, 제1광투과층과 제3광투과층 사이가 소정거리 이격될 수 있다. 또한, 상기 제1광투과층으로 덮이지 않은 두 개의 반도체 발광소자 사이에는 두 개의 제3광투과층이 배치될 수 있다. Although not shown, a central portion of the light-transmitting material LT may be etched to cover between the semiconductor light emitting devices. That is, as the central portion of the portion disposed to cover between the semiconductor light emitting devices is etched, the above-described third light transmitting layer is formed, and the first light transmitting layer and the third light transmitting layer may be spaced apart by a predetermined distance. have. In addition, two third light transmitting layers may be disposed between the two semiconductor light emitting devices not covered with the first light transmitting layer.
도 18c에 의하면, 제1광투과층(2086)과 제3광투과층(2088), 제2광투과층(2087)과 제3광투과층(2088) 사이에 형성되는 공간에 반사물질이 충진된다. Referring to FIG. 18C , a reflective material is filled in the space formed between the first
이 경우에, 상기 반사물질은 포토리소그래피(photolithography) 공정을 통해 충진될 수 있다. 포소리소그래피 공정을 수행함에 있어서, 광투과층은 반사물질을 지지하는 지지층 역할을 한다. 두 개의 광투과층 사이에 충진되는 반사물질의 양을 조절하여 반사층의 높이를 조절할 수 있다. 전술한 바와 같이, 반사물질의 주성분은 산화 티타늄일 수 있고, 이에 한정되지 않는다.In this case, the reflective material may be filled through a photolithography process. In performing the photolithography process, the light-transmitting layer serves as a support layer for supporting the reflective material. The height of the reflective layer may be adjusted by adjusting the amount of the reflective material filled between the two light-transmitting layers. As described above, the main component of the reflective material may be titanium oxide, but is not limited thereto.
한편, 반사층은 반도체 발광소자와 오버랩되지 않도록 형성되어야 한다. 반사층이 반도체 발광소자와 오버랩되는 경우, 디스플레이 장치의 휘도가 감소할 수 있다. Meanwhile, the reflective layer should be formed so as not to overlap the semiconductor light emitting device. When the reflective layer overlaps the semiconductor light emitting device, the luminance of the display device may decrease.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 반사층은 두 개의 서로 다른 광투과층 사이에 충진되어 형성되기 때문에, 두 개의 광투과층 사이에 충진되는 반사물질의 양, 광투과층의 높이를 조절하여 반사층의 높이를 용이하게 조절할 수 있게 된다.As described above, since the reflective layer according to the present invention is formed by filling between two different light-transmitting layers, the amount of the reflective material filled between the two light-transmitting layers and the height of the light-transmitting layer are adjusted to form the reflective layer. The height can be easily adjusted.
이상에서 설명한 반도체 발광 소자를 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 (12)
상기 배선전극과 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광소자들;
빛의 파장을 변환하고, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부를 덮도록 배치되는 복수의 형광체층들; 및
광투과성 물질로 이루어지는 복수의 광투과층들 및 빛을 반사하도록 이루어지는 복수의 반사층들을 구비하고, 상기 복수의 형광체층들의 사이에 배치되는 복수의 격벽부들을 포함하고,
상기 광투과층들은 상기 반사층들을 에워싸도록 배치되며,
상기 반도체 발광소자들 중 일부와 오버랩 되도록 배치되는 제1광투과층, 상기 반도체 발광소자들 사이에 배치되는 제2광투과층, 및 상기 제1 및 제2광투과층 사이에 배치되는 제3광투과층을 포함하고,
상기 반사층들은,
상기 제1광투과층과 상기 제3광투과층의 사이에 그리고 상기 제2광투과층과 상기 제3광투과층의 사이에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.a substrate on which wiring electrodes are formed;
a plurality of semiconductor light emitting devices electrically connected to the wiring electrode;
a plurality of phosphor layers that convert a wavelength of light and are disposed to cover at least a portion of the plurality of semiconductor light emitting devices; and
A plurality of light-transmitting layers made of a light-transmitting material and a plurality of reflective layers configured to reflect light, and comprising a plurality of barrier ribs disposed between the plurality of phosphor layers,
The light-transmitting layers are arranged to surround the reflective layers,
A first light transmitting layer disposed to overlap some of the semiconductor light emitting devices, a second light transmitting layer disposed between the semiconductor light emitting devices, and a third light disposed between the first and second light transmitting layers a permeable layer;
The reflective layers are
The display device, characterized in that it is respectively disposed between the first light-transmitting layer and the third light-transmitting layer and between the second light-transmitting layer and the third light-transmitting layer.
상기 반사층은,
두 개의 서로 다른 광투과층 사이에 충진되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
The reflective layer is
A display device, characterized in that it is filled between two different light-transmitting layers.
상기 반사층은,
상기 반도체 발광소자들 사이에 배치되고, 상기 반도체 발광소자들 중 적어도 하나와 소정 거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
The reflective layer is
The display device is disposed between the semiconductor light emitting devices and is disposed to be spaced apart from at least one of the semiconductor light emitting devices by a predetermined distance.
상기 반사층은,
상기 형광체층들 중 적어도 하나를 에워싸도록 배치되고, 상기 형광체층들 중 적어도 하나와 소정 거리 이격되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. 3. The method of claim 2,
The reflective layer is
The display device is arranged to surround at least one of the phosphor layers and to be spaced apart from at least one of the phosphor layers by a predetermined distance.
상기 광투과층들 중 일부는 반도체 발광소자들 중 일부와 오버랩되고,
상기 광투과층들 중 다른 일부는 반도체 발광소자들 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
Some of the light-transmitting layers overlap some of the semiconductor light emitting devices,
Another part of the light-transmitting layers is disposed between the semiconductor light emitting devices.
상기 제3광투과층은,
상기 반도체 발광소자들의 테두리에 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.6. The method of claim 5,
The third light-transmitting layer,
A display device, characterized in that it is disposed on the edge of the semiconductor light emitting devices.
상기 반사층은,
상기 반사층의 상측에서 상기 반도체 발광소자를 향하는 방향으로 연장되는 돌출부를 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.According to claim 1,
The reflective layer is
and a protrusion extending from an upper side of the reflective layer in a direction toward the semiconductor light emitting device.
상기 돌출부는,
상기 반사층을 에워싸는 광투과층의 일부를 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.10. The method of claim 9,
The protrusion is
The display device, characterized in that formed to cover a portion of the light-transmitting layer surrounding the reflective layer.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant |