KR102582424B1 - 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 일 실시예는 각각 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 제1 내지 제3 발광소자를 포함하며, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대에 위치하는 제2 면을 갖는 셀 어레이; 상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 파장변환부를 가지며, 상기 제1 면 상에 접합되는 투광성 기판; 및 상기 제1 내지 제3 발광소자에 각각 대응되는 제1 내지 제3 발광창을 가지며 상기 투광성 기판과 상기 제1 내지 제3 발광소자를 접합하는 공융 접합층;을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치{LED LIGHTING DEVICE PACKAGE AND DISPLAY APPARATUS USING THE SAME}
본 발명의 기술적 사상은 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(LED)는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, 다양한 전자 제품의 광원으로 사용되고 있다. 특히, TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다.
종래의 디스플레이 장치는 주로 액정 디스플레이(LCD)로 구성된 디스플레이 패널과 백라이트로 구성되었으나, 최근에는 LED 소자를 그대로 하나의 픽셀로서 사용하여 백라이트가 별도로 요구되지 않는 형태로도 개발되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 컴팩트화할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 LCD에 비해 광효율도 우수한 고휘도 디스플레이를 구현할 수 있다. 또한, 디스플레이 화면의 종횡비를 자유롭게 바꾸고 대면적으로 구현할 수 있으므로 다양한 형태의 대형 디스플레이로 제공할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 제조비용이 감소되며 소형화가 용이한 발광소자 패키지 및 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예는, 각각 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 제1 내지 제3 발광소자를 포함하며, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대에 위치하는 제2 면을 갖는 셀 어레이; 상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 파장변환부를 가지며, 상기 제1 면 상에 접합되는 투광성 기판; 및 상기 제1 내지 제3 발광소자에 각각 대응되는 제1 내지 제3 발광창을 가지며 상기 투광성 기판과 상기 제1 내지 제3 발광소자를 접합하는 공융 접합층;을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 행과 열을 이루어 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지 각각은 하나의 화소를 제공하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부; 및 상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 디스플레이 패널은, 각각 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 제1 내지 제3 발광소자를 포함하며, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대에 위치하는 제2 면을 갖는 셀 어레이; 상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 파장변환부를 가지며, 상기 제1 면 상에 접합되는 투광성 기판; 및 상기 제1 내지 제3 발광소자에 각각 대응되는 제1 내지 제3 발광창을 가지며 상기 투광성 기판과 상기 제1 내지 제3 발광소자를 접합하는 공융 접합층;을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광소자 패키지 및 이러한 발광소자 패키지를 이용한 디스플레이 장치는 제조하는 데에 소요되는 시간이 감소되며 소형화가 용이한 효과가 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 디스플레이 장치의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지의 개략 사시도이다.
도 4는 도 3의 I방향에서 본 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절개하여 본 측 단면도이다.
도 6은 도 5의 'B'부분을 확대한 도면이다.
도 7 내지 도 13은 도 5의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 다양한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 디스플레이 장치의 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(1)는 회로 기판(30)과, 회로 기판(30) 상에 배열된 디스플레이 패널(20)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 디스플레이 패널(20)은 적색(Red, R), 녹색(Green, G), 청색(Blue, B)의 광이 혼합된 광을 방출할 수 있는 복수의 발광소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 복수의 발광소자 패키지(10)는 각각 디스플레이 패널의 하나의 픽셀(pixel)을 구성할 수 있으며, 회로 기판(30) 상에 행과 열을 이루어 배열될 수 있다. 본 실시예에서는, 15×15의 발광소자 패키지(10)들로 배열된 형태를 예시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 실제로는 필요한 해상도에 따른 더 많은 수의 발광소자 패키지들(예, 1024×768, 1920×1080)이 배열될 수 있다.
각각의 발광소자 패키지(10)는 RGB의 광원에 해당하는 복수의 서브 픽셀(sub-pixel)을 포함할 수 있으며, 하나의 발광소자 패키지(10) 내의 복수의 서브 픽셀은 근접하여 배치된 구조로 제공될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 서브 픽셀의 색은 RGB로 한정되는 것은 아니며, CYMK(Cyan, Yellow, Magenta, Black)와 같이 다양한 색이 사용될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 하나의 픽셀에 RGB의 광원에 각각 해당하는 3개의 서브 픽셀이 포함된 형태를 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 4개 이상의 서브 픽셀이 포함될 수 있다.
상기 회로 기판(30)에는 디스플레이 패널(20)의 각각의 발광소자 패키지(10)에 전원을 공급하도록 구성된 구동부 및 구동부를 제어하는 제어부가 배치될 수 있다. 상기 회로 기판(30)은 각 픽셀의 서브 픽셀을 독립적으로 구동하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 기판(30)은 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 TFT 기판일 수 있다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(20)은 복수의 발광소자 패키지(10)가 배치되는 영역을 정의하는 제1 격벽 구조(21)를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수의 발광소자 패키지(10)는 각각 제2 격벽 구조(22)에 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 제2 격벽 구조(22)는 각 발광소자 패키지(10)를 전기적으로 분리시켜, 각 발광소자 패키지(10)가 하나의 픽셀로서 서로 독립적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제2 격벽 구조(22)는 복수의 발광소자 패키지(10)를 회로 기판(30) 상에 견고하게 고정시킬 수 있다. 다만, 제1 및 제2 격벽 구조(21, 22)는 실시예에 따라서는 생략될 수도 있다.
제1 및 제2 격벽 구조(21, 22)는 블랙 매트릭스(black matrix)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블랙 매트릭스는 상기 회로 기판의 둘레에 배치되어 복수의 발광소자 패키지(10)의 탑재영역을 정의하는 가이드 라인으로서 역할을 할 수 있다. 상기 매트릭스는 블랙(black) 색상에 한정되는 것은 아니며 제품의 용도 및 사용처 등에 따라 백색(white) 매트릭스 또는 녹색(green) 등 다른 색깔을 사용할 수 있으며 필요에 따라서는 투명 재질의 매트릭스를 사용할 수도 있다. 상기 백색 매트릭스는 반사 물질 또는 산란물질을 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 수지를 포함하는 폴리머, 세라믹, 반도체 또는 금속과 같은 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 도 2의 발광소자 패키지의 개략 사시도이고, 도 4는 도 3의 I방향에서 본 발광소자 패키지의 평면도이다. 도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절개하여 본 측 단면도이고, 도 6은 도 5의 'B'부분을 확대한 도면이다.
도 3 내지 도 5를 참조하면, 하나의 픽셀을 이루는 발광소자 패키지(10)는 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)를 구비한 셀 어레이(CA)와, 파장변환부를 가지는 투광성 기판(160) 및 상기 셀 어레이(CA)와 투광성 기판(160)을 접합하는 공융 접합(eutectic bonding)층(190)을 포함할 수 있다. 일 실시예의 발광소자 패키지(10)는 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package, CSP)일 수 있으며, 웨이퍼 레벨 패키지(Wafer Level Package, WLP)일 수 있다.
발광소자 패키지(10)는 하나의 픽셀의 RGB광원에 각각 해당하는 제1 및 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3)을 포함할 수 있다. 이 중 제1 및 제2 서브 픽셀(SP1, SP2)은 각각 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)와 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)을 포함하며, 제3 서브 픽셀(SP3)은 파장변환부 없이 제3 발광소자(LED)만 포함할 수 있다. 따라서, 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광은 파장변환부를 거쳐 다른 파장의 광으로 변환되어 방출되며, 제3 발광소자(LED3)에서 방출된 광은 파장변환 없이 방출될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 서로 인접하여 나란하게 배치되되, 제3 발광소자(LED3)가 제1 발광소자(LED1)와 제2 발광소자(LED2)의 사이에 배치될 수 있다. 이때, 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 서로 전기적으로 영향을 미치지 않는 한도 내에서 서로 밀접하게 배치될 수 있다. 즉, 후술하는 절연층(120)이 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)의 사이에 배치되어 되어 전기적 절연을 유지할 수 있을 정도의 간격을 두고 배치될 수 있다.
상기 셀 어레이(CA)는 각각 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)을 갖는 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)를 포함하며, 제1 면(S1) 및 상기 제1 면(S1)과 반대에 위치하는 제2 면(S2)을 가질 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)과 같은 에피텍셜층이 적층된 발광구조물(110)을 포함할 수 있다. 이러한 에피택셜층들은 하나의 웨이퍼에서 동일한 공정에 의해 성장될 수 있다. 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)의 활성층(112)은 동일한 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 활성층(112)은 청색 광(예, 440㎚∼460㎚)을 방출할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 동일한 구조를 가질 수 있으며, 이하에서는 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해, 제1 발광소자(LED1)를 중심으로 설명한다.
상기 제1 도전형 반도체층(111)은 상기 셀 어레이(CA)의 제1 면(S1)을 제공할 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(113)은 상기 셀 어레이(CA)의 제2 면(S2)을 제공할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(111) 및 제2 도전형 반도체층(113)은 각각 n형 반도체층 및 p형 반도체층일 수 있다. 예를 들어, AlxInyGa(1-x-y)N(0=x=1, 0=y=1, 0=x+y=1)의 질화물 반도체일 수 있다. 활성층(112)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(122)은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN와 같은 질화물계 MQW일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 GaAs/AlGaAs 또는 InGaP/GaP, GaP/AlGaP와 같은 다른 반도체일 수 있다. 실시예에 따라서는 상기 셀 어레이(CA)의 제1 면(S1)에 요철이 형성될 수 있으며, 이에 의해 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다. 이러한 요철은 제1 도전형 반도체층(111)의 노출된 표면을 습식 식각하거나 플라즈마를 이용하여 건식 식각함으로써 얻어질 수 있다.
상기 셀 어레이(CA)는 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)를 각각 둘러싸도록 상기 제2 면에 배치된 절연층(120)을 포함할 수 있다. 상기 절연층(120)은 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)를 서로 전기적으로 분리시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 절연층(120)은 상기 공융 접합층(190)과 접하도록 배치되어, 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 간에 이른바 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제3 발광소자(LED3)에서 방출된 광(L1)이 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광과 서로 간섭하는 것을 광학적으로 차단할 수 있다.
상기 절연층(120)은 전기적으로 절연성을 갖는 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 절연층(120)은 실리콘 산화물, 실리콘 산질화물, 실리콘 질화물일 수 있다. 또한, 상기 절연층(120)은 추가적으로 광흡수율이 낮거나 반사성을 갖는 물질 또는 반사성 구조를 포함할 수 있다. 이러한 절연층(120)은 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)의 상호 광학적 간섭을 차단하여 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)의 독립적인 구동을 보장할 수 있다. 특정 예에서, 상기 절연층(120)은 서로 다른 굴절률을 갖는 복수의 절연막들이 교대로 적층된 분산 브래그 반사기(DBR: Distributed Bragg Reflector) 구조를 포함할 수 있다. 이러한 DBR 구조는 상기 굴절률이 서로 다른 복수의 절연막들이 2회 내지 100회 반복하여 적층될 수 있다. 상기 복수의 절연막은 SiO2, SiN, SiOxNy, TiO2, Si3N4, Al2O3, ZrO2, TiN, AlN, TiAlN, TiSiN 등의 산화물 또는 질화물로부터 선택될 수 있다.
각각의 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 제1 도전형 반도체층(111)과 제2 도전형 반도체층(123)에 각각 전원을 인가하는 전극부(130)를 포함할 수 있다. 전극부(130)는 제1 및 제2 전극(131, 132)을 포함할 수 있다. 제1 및 제2 전극(131, 132)은 각각 제1 도전형 반도체층(111)의 메사 에칭된 영역과 제2 도전형 반도체층(113)에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(131)은 Al, Au, Cr, Ni, Ti, Sn 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 제2 전극(132)은 반사성 금속으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제2 전극(132)은 Ag, Ni, Al, Cr, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au 등의 물질을 포함할 수 있으며, 단일층 또는 2층 이상의 구조로 채용될 수 있다.
또한, 각각의 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)는 상기 발광소자 패키지(10)에 전원을 인가하기 위한 전극 패드부(140)를 포함할 수 있다. 상기 전극 패드부(140)는 제1 및 제2 전극 패드(141, 142)를 포함할 수 있으며, 상기 제1 및 제2 전극 패드는(141, 142)는 각각 상기 제1 및 제2 전극(131,132)과 접속될 수 있다.
상기 발광소자 패키지(10)는 상기 셀 어레이(CA)의 하부면을 포장하면서 상기 전극 패드부(140)를 노출시키는 몰딩부(150)를 포함할 수 있다. 상기 몰딩부(150)는 상기 발광소자 패키지(10)를 견고하게 지지하기 위해서 높은 영률(Young's Modulus)을 가질 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(150)는 상기 제1 내지 제3 발광소자(LEL1, LED2, LED3)에서 발생한 열을 효과적으로 방출하기 위하여 높은 열 전도도를 갖는 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 몰딩부(150)는 에폭시 수지 또는 실리콘(silicone) 수지를 포함할 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(150)는 빛을 반사시키기 위한 광반사성 입자를 포함할 수 있다. 상기 광반사성 입자로는 이산화 티타늄(TiO2) 또는 산화 알루미늄(Al2O3)이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)은 'I'방향에서 보았을 때, 동일한 면적을 갖도록 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 서로 다른 면적을 갖도록 배치될 수도 있다.
상기 투광성 기판(160)은 상기 셀 어레이(CA)의 제1 면(S1)에 접합되어, 상기 셀 어레이(CA)를 지지하며, 상기 셀 어레이(CA)의 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광의 파장을 변환하는 파장변환부를 제공할 수 있다.
상기 투광성 기판(160)은, 파장변환부가 충전되는 제1 및 제2 홈부(163, 164)와, 제1 및 제2 홈부(163, 164)의 사이에 배치되는 지지부(161)와, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)와 지지부(161)의 상부에 배치되는 평탄부(162)를 포함할 수 있다.
상기 지지부(161)는 제1 및 제2 홈부(163, 164)의 사이를 채우도록 배치되어 상기 투광성 기판(160)이 상기 셀 어레이(CA)를 견고하게 지지할 수 있을 정도의 강성을 제공할 수 있다. 또한, 상기 지지부(161)는 제3 발광소자(LED3) 상에 배치되어, 제3 발광소자(LED3)에서 방출되는 광을 상부의 평탄부(162)로 전달할 수 있다.
상기 평탄부(162)는 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)와 상기 지지부(161)의 상부에 위치하며, 상기 지지부(161)에 연장된 부분이다. 상기 평탄부(162)는 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)를 봉지하며, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)와 상기 지지부(161)에서 각각 방출되는 광을 전달하는 광도파로로 사용될 수 있다.
상기 투광성 기판(160)은 투명한 물질로 형성될 수 있으며, 상기 셀 어레이(CA)를 지지기판에서 분리하는 과정에서 상기 셀 어레이(CA)를 견고하기 지지할 수 있을 정도의 경도를 갖는 물질이면 어느 것이나 채용가능하다. 예를 들어, 투광성 기판(160)은 투광성 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 유리, 연질유리(softglass), 석영, 용융 석영(fused quartz), 투명 수지, SiO2, 용융실리카(fused silica), SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 또한, 유리로 이루어진 경우, 파이렉스®(pyrex®), 제로듀어®(zerodur®) 등과 같이 높은 열에도 용융되지 않는 재질로 이루어질 수도 있다. 상기 투광성 기판(160)은 일면 및 상기 일면에 반대되는 타면을 갖는 웨이퍼 형상의 모 기판을 절단하여 형성될 수 있다.
상기 투광성 기판(160)에는 상기 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에 대응되는 위치에 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)가 배치될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)는 상기 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)와 접하는 면에 노출되도록 형성될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 투광성 기판(160)의 내부에 배치될 수도 있다.
상기 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)는 상기 투광성 기판(160)의 일면에 제1 및 제2 홈부(163, 164)를 형성하고, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)에 파장변환물질을 충전하여 형성할 수 있다.
상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)는 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)와 각각 대응되는 위치에 소정의 깊이를 가지고 형성될 수 있다. 이러한 제1 및 제2 홈부(163, 164)는 다양한 형상으로 변형될 수 있다. 예를 들어, 도 3 내지 도 5와 같이, 상면('I') 방향에서 보았을 때, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)가 각각 사각기둥 형상의 공간부를 가지도록 형성할 수 있다. 이러한 제1 및 제2 홈부(163, 164)는 모두 동일한 깊이를 가지도록 형성될 수 있으나, 실시예에 따라서는 서로 다른 깊이로 형성될 수도 있다.
상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)에 충전되는 파장변환물질은 적어도 한 종류의 형광체 또는 양자점(Quantum Dot, QD)과 같은 물질이 실리콘(silicone)과 같은 수지에 분산된 것 일 수 있다. 또한, 이러한 형광체 또는 양자점이 상기 투광성 기판(160)과 동일한 조성을 가지는 물질에 분산된 것일 수 있으며, 상기 투광성 기판(160)과 동일한 조성을 가지는 물질이 혼합된 것일 수도 있다. 일 실시예의 경우, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)에는 각각 청색광을 적색광 및 녹색광으로 파장변환할 수 있는 형광체 또는 양자점이 포함될 수 있다.
상기 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)는 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)에 이러한 파장변환물질을 충전한 후 경화하여 형성할 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)는 각각 적색 형광체(166a) 및 녹색 형광체(167a)가 혼합된 광투과성 액상 수지(166b, 167b)를, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)에 디스펜싱 또는 잉크젯 프린팅한 후 경화하여 형성할 수 있다.
필요에 따라, 상기 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)의 상면에는 각각 특정 파장의 광을 선택적으로 차단하는 광 필터층(180) 또는 분산 브래그 반사층(Distributed Bragg Reflector, DBR)을 더 배치할 수 있다. 일 실시예의 경우, 특정 파장의 광은 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출되는 청색 광일 수 있으며, 상기 광 필터층(180)과 분산 브래그 반사층은 청색 광을 선택적으로 차단하도록 마련될 수 있다. 따라서, 상기 광 필터층(180) 또는 분산 브래그 반사층을 이용함으로써 제1 및 제2 서브 픽셀(SP1, SP2)은 청색광이 제거된 광을 제공할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)의 측면에는 각각 상기 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광을 반사하기 위한 반사층(170)이 배치될 수 있다. 상기 반사층(170)은 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164) 측면을 모두 덮도록 배치될 수 있으며, 상기 공융 접합층(190)과 접하도록 배치되어, 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 간에 이른바 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 즉, 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광이 서로 간섭되지 않도록 광학적으로 차단할 수 있다. 상기 반사층(170)은 상기 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광을 반사하여, 상기 발광소자 패키지(10)의 전방(도 3의 'I'방향)으로 집중시킬 수 있다. 상기 반사층은 고반사성 금속인 알루미늄(Al), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 반사층(170)은 제3 서브 픽셀(SP3)의 제3 발광소자(LED3)에서 방출된 광(L1)을 반사하여 상기 발광소자 패키지(10)의 전방(도 3의 'I'방향)으로 집중시킬 수 있다.
이와 같은 투광성 기판(160)은 특유의 광투과 성질로 인하여, 상기 투광성 기판(160)을 통하여 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)로부터 방출된 광이 투과될 수 있으므로, 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)를 봉지하는 보호층으로 작용할 수 있다. 또한, 상기 투광성 기판(160)은 발광구조물(110)과 접합되므로, 우수한 투습 방지 효과를 기대할 수 있다.
또한, 투광성 기판(160)은, 셀 어레이(CA)에 부착된 임시 기판을 분리하는 과정에서 상기 셀 어레이(CA)를 견고하기 지지할 수 할 수 있을 정도의 경도를 가지므로, 상기 임시 기판을 분리하기 위한 지지기판으로 사용될 수 있다. 따라서, 임시 기판을 제거하는 과정에서, 셀 어레이(CA)가 손상되는 것을 방지하기 위해 별도의 지지체를 부착할 필요가 없으므로, 제조공정이 간편하게 되는 효과가 있다.
또한, 상기 투광성 기판(160) 중 상기 발광구조물(110)과 접합된 면의 타면 방향에서 화학적 기계적 연마법(Chemical Mechanical Polishing, CMP)으로 상기 투광성 기판(160)을 미세 연마하여, 상기 투광성 기판(160)을 박형화할 수도 있다. 다만, 이에 한정하는 것은 아니므로, 상기 투광성 기판(160)의 타면을 화학적으로 일부 식각하는 방법이 적용될 수도 있으며, 상기 투광성 기판(160)의 두께가 충분히 얇은 경우에는 박형화 공정이 생략될 수도 있다. 이러한 박형화 공정은 투광성 기판(160)의 두께를 얇게 하므로, 광추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 개별 반도체 발광소자 패키지(100)로 분리하는 후속 공정에서 발생할 수 있는 투광성 기판(160)의 손상을 감소시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따라서는 상기 투광성 기판(160)의 표면(165)에 요철이 형성될 수 있으며, 이에 의해 광 추출 효율이 더욱 향상될 수 있다. 이러한 요철은 투광성 기판(160)의 표면을 습식 식각하거나 플라즈마를 이용하여 건식 식각함으로써 얻어질 수 있다.
상기 투광성 기판(160)과 상기 셀 어레이(CA)는 공융 접합층(190)에 의해 접합될 수 있다.
상기 공융 접합층(190)은 상기 투광성 기판(160)과 셀 어레이(CA)의 제1 면(S1)에 각각 증착된 제1 및 제2 접합 재료층을 비교적 저온의 공융 온도에서 용융시켜 접합하는 공융 접합(Eutectic Bonding)법에 의해 형성될 수 있다.
상기 공융 접합층(190)을 형성하기 위한 제1 및 제2 접합 재료층은, 비교적 저온(약 150℃ 이하)에서 공융 접합이 가능한 Bi58Sn42와 같은 물질을 포함할 수 있다. 이와 같이, 공융 접합층(190)은 비교적 저온에서 형성되므로, 상기 투광성 기판(160)과 셀 어레이(CA)를 접합하는 과정에서, 양자점과 같이 열에 취약한 파장변환물질이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
상기 공융 접합층(190)은 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)와 대응되는 위치에, 제1 내지 제3 발광창(191, 192, 193)을 가질 수 있다. 상기 제1 내지 제3 발광창(191, 192, 193)은 상기 셀 어레이(CA)와 상기 투광성 기판(160)이 이격된 공간부를 형성할 수 있으며, 이러한 공간부에는 공기(air)가 충전될 수 있다. 또한, 상기 공간부에는 상기 셀 어레이(CA)와 상기 투광성 기판(160)의 굴절률차를 완화하기 위한 물질이 충전될 수 있다.
상기 제1 내지 제3 발광창(191, 192, 193)은 상기 제1 내지 제3 발광소자(LED1, LED2, LED3)에서 방출된 광을 각각 분리하여 투과되게 할 수 있으므로, 광들이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 발광소자(LED1, LED2)에서 방출된 광은 각각 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)에 분리되어 입사될 수 있으며, 제3 발광소자(LED3)에서 방출된 광은 투광성 기판(160)의 지지부(161)에 입사될 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 공융 접합층(190)은 반사층(170)과 접하도록 배치되어, 제1 내지 제3 서브 픽셀(SP1, SP2, SP3) 간에 이른바 빛샘 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다. 실시예에 따라서는, 제3 발광창(193)의 면적을 제1 및 제2 발광창(191, 192)의 면적에 비해 좁게 형성하여, 제3 발광창(193)을 통하여 방출되는 광의 광량을 제1 및 제2 발광창(191, 192)를 통해 방출되는 광의 광량에 비해 상대적으로 적도록 할 수도 있다. 제1 및 제2 발광창(191, 192)을 통해 방출되는 광은 각각 제1 및 제2 파장변환부(166, 167)를 거쳐 방출되고, 제3 발광창(193)을 통해 방출되는 광은 파장변환부를 거치지 않고 방출되므로, 제3 발광창(193)을 통해 방출되는 광의 광량이 상대적으로 클 수 있다. 따라서, 제3 발광창(193)의 면적을 제1 및 제2 발광창(191, 192)의 면적에 비해 좁게 형성함으로써, 제1 내지 제3 발광창(191, 192, 193)에서 방출되는 광의 광량을 서로 균일하게 조정할 수 있다.
종래에는 디스플레이 패널의 서브 픽셀들에서 방출되는 광이 서로 간섭하는 것을 방지하기 위해, 서브 픽셀들 사이에 광차단 효과가 있는 격벽 구조를 채용하였다. 그러나, 디스플레이 패널이 점점 고해상도화 됨에 따라, 픽셀의 크기가 점점 소형화되는 추세이나, 이에 맞추어 격벽 구조의 두께도 얇게 하면 서브 픽셀들에서 방출되는 광들이 서로 간섭하게 되므로, 격벽 구조의 두께를 얇게하는 데에 한계가 있었다. 따라서, 픽셀의 크기가 소형화되더라도, 격벽의 두께를 유지하고 서브 픽셀의 크기를 줄일 수 밖에 없었다. 이로 인해, 디스플레이 패널은 고해상도가 되고 있으나, 각각의 픽셀에서 방출되는 광량이 감소되어, 디스플레이 패널 전체에서 방출되는 광량이 감소되는 문제가 발생하였다.
일 실시예의 발광소자 패키지(10)는 기존의 발광소자 패키지에 채용되던, 광차단 효과가 있는 격벽 구조를 투광성 기판의 지지부로 대체함으로써, 격벽 구조에 의해 서브 픽셀의 크기가 제한되는 문제를 해소하였다. 또한, 격벽 구조가 제거되어, 서브 픽셀들 간의 거리를 최소화하면서도, 서브 픽셀들의 크기는 최대화할 수 있으므로, 발광소자 패키지(10)를 더욱 소형화할 수 있다. 또한, 발광소자 패키지(10)를 제조하는 과정에서, 투광성 기판(160)을 셀 어레이(CA)를 지지하는 지지체로 사용할 수 있으므로, 제조공정이 간편한 장점이 있다.
다음으로, 도 7 내지 도 13을 참조하여, 발광소자 패키지의 제조공정에 대해 설명한다. 도 7 내지 도 13은 도 5의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다. 앞서 설명한 발광소자 패키지(10)와 동일한 도면부호가 부여된 구성은, 설명이 중복되는 것을 방지하기 위해 생략한다.
구체적으로 상기 발광소자 패키지의 제조방법은 칩 스케일 패키지(Chip Scale Package)의 제조방법에 대한 것이다. 이러한 칩 스케일 패키지는 실질적으로 반도체 발광소자와 동일한 수준의 패키지 사이즈를 달성할 수 있다. 따라서, 디스플레이 패널에 이용되는 경우, 화소 사이즈 및 화소 피치를 감소시켜 고해상도의 디스플레이 패널을 제조할 수 있다. 또한, 웨이퍼 레벨로 모든 공정이 이루어지기 때문에 대량 생산에 적합하며, 발광구조물과 함께, 파장변환부 및 광 필터와 같은 광학 구조를 일체형으로 제조할 수 있다는 장점도 갖고 있다.
먼저, 도 7에 도시된 바와 같이, 투광성 기판(160)의 일면(S3)을 식각(E)하여 픽셀 단위(CELL1, CELL2)마다 제1 및 제2 홈부(163, 164)를 형성한다. 상기 홈부(163, 164)는 상기 투광성 기판(160)을 oxide-DRIE(oxide-deep reactive ion etching)와 같은 방법으로 건식식각하여 형성할 수 있다. 그러나, 이러한 방법 이외에도, 당업계에서 사용되는 다양한 건식 또는 습식 식각방법이 사용될 수 있다. 상기 투광성 기판(160)은 웨이퍼 형상일 수 있다. 상기 투광성 기판(160)은 앞서 설명한 바와 같이, 예를 들어, 투광성 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 유리, 연질유리(softglass), 석영, 용융 석영(fused quartz), 투명 수지, SiO2, 용융실리카(fused silica), SiNx, Al2O3, HfO, TiO2 또는 ZrO 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 제1 및 제2 홈부(163, 164) 사이의 간격(W1)은 후속 공정에서 부착되는 셀 어레이(CA)의 제3 발광소자(LED3)의 폭에 대응된 크기로 마련될 수 있다. 또한, 인접한 픽셀 사이의 간격(W2)은 다이싱 공정에서 투광성 기판(160)이 깨지지 않는 범위 내에서 최소한의 폭으로 마련될 수 있다. 실시예에 따라서는 제1 및 제2 홈부가 형성된 일면(S3)에 대향하는 타면(S4)에 광 추출 효율 향상을 위해 요철이 형성될 수 있다.
다음으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 홈부(163, 164)의 측면(163a, 164a)에 반사층(170)을 형성할 수 있다. 상기 반사층(170)은 고반사성 금속인 알루미늄(Al), 루테늄(Ru), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 니켈(Ni), 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 및 구리(Cu) 중 적어도 하나를 포함하는 물질을 증착하여 형성할 수 있다.
또한, 상기 제1 및 제2 홈부(163, 164)의 저면(164b, 164b)에 광 필터층(180)을 배치할 수 있다.
또한, 상기 투광성 기판(160)의 일면(S3)에 공융 접합층을 형성하기 위한 제1 접합 재료층(190a)을 증착하고, 제1 내지 제3 통공(191a, 192a, 193a)을 형성할 수 있다. 제1 접합 재료층(190a)은 Bi58Sn42와 같이 비교적 저온(약 150℃ 이하)에서 공융 접합이 가능한 물질이 채용될 수 있다. 상기 제1 접합 재료층(190a)은 상기 반사층(170)과 접하도록 형성될 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 바와 같이, 상기 제1 홈부(163)에 적색 형광체(166a)가 혼합된 광투과성 액상 수지(166b)를 잉크젯 프린팅하여 제1 파장변환부(166)를 형성하고, 상기 제2 홈부(164)에 녹색 형광체(167a)가 혼합된 광투과성 액상 수지(167b)를 잉크젯 프린팅하여 제2 파장변환부(167)를 형성할 수 있다.
다음으로, 도 10에 도시된 바와 같이, 제1 도전형 반도체층(111), 활성층(112) 및 제2 도전형 반도체층(113)을 각각 포함하는 발광구조물(110), 발광구조물(110)을 각각 둘러싸는 절연층(120), 전극부(130), 전극 패드부(140) 및 몰딩부(50)를 포함하는 셀 어레이(CA)를, 임시 기판(TS)이 부착된 상태로 준비할 수 있다.
또한, 셀 어레이(CA)의 제1 면(S1)에 공융 접합층을 형성하기 위한 제2 접합 재료층(190b)을 증착하고, 제4 내지 제6 통공(191b, 192b, 193b)을 형성할 수 있다. 상기 제4 내지 제6 통공(191b, 192b, 193b)의 크기는, 상기 투광성 기판(160)의 일면(S3)에 증착된 제1 접합 재료층(190a)의 제1 내지 제3 통공(191a, 192a, 193a)과 각각 동일한 크기로 형성될 수 있다. 상기 제2 접합 재료층(190b)은 상기 제1 접합 재료층(190a)과 동일하게 Bi58Sn42와 같은 물질이 채용될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 상기 제1 접합 재료층(190a)과 비교적 저온(약 150℃ 이하)에서 공융 접합이 가능한 물질이면 채용될 수 있다.
다음으로, 도 11에 도시된 바와 같이, 투광성 기판(160)의 제1 접합 재료층(190a)과 셀 어레이(CA)의 제2 접합 재료층(190b)을 서로 접하여 배치하고, 공융 온도 이상의 온도로 가열하여, 제1 접합 재료층(190a)과 제2 접합 재료층(190b)을 서로 공융 접합시킬 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 투광성 기판(160)을 지지체로 사용하여 셀 어레이(CA)에서 임시 기판(TS)을 분리한다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 블레이드(BL)를 이용하여 상기 투광성 기판(160) 및 셀 어레이(CA)를 픽셀 단위(CELL1, CELL2)로 절단하는 공정을 수행함으로써, 도 5에 도시된 발광소자 패키지(10)를 제조할 수 있다. 다만, 픽셀 단위(CELL1, CELL2)로 절단하는 공정은 이에 한정하는 것은 아니며, 레이저 또는 워터 젯(Water Jet)을 이용하여 분리하는 방법 등을 적용할 수도 있다.
이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예에는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 디스플레이 장치
10: 발광소자 패키지
20: 디스플레이 패널
21: 제1 격벽 구조
22: 제2 격벽 구조
30: 회로 기판
110: 발광구조물
111: 제1 도전형 반도체층
112: 활성층
113: 제2 도전형 반도체층
120: 절연층
130: 전극부
131, 132: 제1 및 제2 전극
140: 전극 패드부
141, 142: 제1 및 제2 전극 패드
160: 투광성 기판
163, 164: 제1 및 제2 홈부
166, 167: 제1 및 제2 파장변환부
170: 반사층
180: 광 필터층
190: 공융 접합층
191, 192, 193: 제1 내지 제3 발광창
LED1, LED2, LED3: 제1 내지 제3 발광소자
CA: 셀 어레이

Claims (10)

  1. 각각 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 제1 내지 제3 발광소자를 포함하며, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대에 위치하는 제2 면을 갖는 셀 어레이;
    상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 파장변환부를 가지며, 상기 제1 면 상에 접합되는 투광성 기판; 및
    상기 제1 내지 제3 발광소자에 각각 대응되는 제1 내지 제3 발광창을 가지며 상기 투광성 기판과 상기 제1 내지 제3 발광소자를 접합하는 공융 접합층;을 포함하되,
    상기 투광성 기판은 상기 제1 면과 접하는 면에 상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 홈부를 가지며,
    상기 제1 및 제2 파장변환부는 상기 제1 및 제2 홈부 내에 각각 배치되며, 상기 제1 및 제2 발광소자로부터 방출되는 광과 다른 파장의 광을 제공하고,
    상기 제1 및 제2 홈부의 측면에는 각각 반사층이 배치된 것을 특징으로 하는
    발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 기판은 연질유리(softglass), 용융실리카(fused silica), 및 용융 석영(fused quartz) 중 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 투광성 기판은 상기 제1 및 제2 홈부의 사이에 배치되며 상기 공융 접합층에 의해 상기 셀 어레이와 부착되는 지지부를 갖는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 반사층은 상기 공융 접합층과 접하도록 연장된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광소자는 청색(Blue)의 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 파장변환부는 각각 상기 제1 및 제2 발광소자에 중첩하여 배치되며, 상기 제1 및 제2 파장변환부는 각각 적색 형광체 및 녹색 형광체를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광소자는 서로 나란하게 배치되며, 상기 제3 발광소자는 상기 제1 및 제2 발광소자 사이에 배치된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 행과 열을 이루어 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지 각각은 하나의 화소를 제공하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 구동부; 및
    상기 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
    상기 디스플레이 패널은,
    각각 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 갖는 제1 내지 제3 발광소자를 포함하며, 제1 면 및 상기 제1 면과 반대에 위치하는 제2 면을 갖는 셀 어레이;
    상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 파장변환부를 가지며, 상기 제1 면 상에 접합되는 투광성 기판; 및
    상기 제1 내지 제3 발광소자에 각각 대응되는 제1 내지 제3 발광창을 가지며 상기 투광성 기판과 상기 제1 내지 제3 발광소자를 접합하는 공융 접합층;을 포함하되,
    상기 투광성 기판은 상기 제1 면과 접하는 면에 상기 제1 및 제2 발광소자에 각각 대응되는 제1 및 제2 홈부를 가지며,
    상기 제1 및 제2 파장변환부는 상기 제1 및 제2 홈부 내에 각각 배치되며, 상기 제1 및 제2 발광소자로부터 방출되는 광과 다른 파장의 광을 제공하고,
    상기 제1 및 제2 홈부의 측면에는 각각 반사층이 배치된 것을 특징으로 하는
    디스플레이 장치.
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Families Citing this family (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10707377B2 (en) 2018-04-19 2020-07-07 Lg Electronics Inc. Display device using semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same
KR20200079817A (ko) * 2018-12-26 2020-07-06 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치
CN112151517B (zh) * 2019-06-28 2023-10-20 隆达电子股份有限公司 应用于显示器的封装体
US11676548B2 (en) * 2019-08-20 2023-06-13 Shenzhen Tcl New Technology Co., Ltd. Light source unit, backlight module and display device
KR20210064855A (ko) 2019-11-26 2021-06-03 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자 및 그의 제조 방법
US11404473B2 (en) 2019-12-23 2022-08-02 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays
US11923398B2 (en) 2019-12-23 2024-03-05 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays
KR20210116730A (ko) 2020-03-12 2021-09-28 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치 및 그 제조방법
KR20220006164A (ko) * 2020-07-07 2022-01-17 삼성디스플레이 주식회사 표시 장치
DE102020124921A1 (de) * 2020-09-24 2022-03-24 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Verfahren zur Herstellung von optoelektronischen Halbleiterbauelementen und optoelektronisches Halbleiterbauelement sowie eine optoelektronische Anordnung
US11631786B2 (en) 2020-11-12 2023-04-18 Lumileds Llc III-nitride multi-wavelength LED arrays with etch stop layer
CN113488498B (zh) * 2021-06-30 2024-04-23 上海天马微电子有限公司 显示面板及其制备方法、显示装置
CN117501355A (zh) * 2022-05-31 2024-02-02 京东方科技集团股份有限公司 芯片结构、芯片制备方法、显示基板和显示装置

Family Cites Families (46)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1758169A3 (en) 1996-08-27 2007-05-23 Seiko Epson Corporation Exfoliating method, transferring method of thin film device, and thin film device, thin film integrated circuit device, and liquid crystal display device produced by the same
USRE38466E1 (en) 1996-11-12 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Manufacturing method of active matrix substrate, active matrix substrate and liquid crystal display device
US7208725B2 (en) 1998-11-25 2007-04-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optoelectronic component with encapsulant
JP3906654B2 (ja) 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
US6800169B2 (en) * 2001-01-08 2004-10-05 Fujitsu Limited Method for joining conductive structures and an electrical conductive article
WO2003019678A1 (fr) 2001-08-22 2003-03-06 Sony Corporation Element semiconducteur au nitrure et procede de production de cet element
JP2003218034A (ja) 2002-01-17 2003-07-31 Sony Corp 選択成長方法、半導体発光素子及びその製造方法
JP3815335B2 (ja) 2002-01-18 2006-08-30 ソニー株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
KR100499129B1 (ko) 2002-09-02 2005-07-04 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
US7002182B2 (en) 2002-09-06 2006-02-21 Sony Corporation Semiconductor light emitting device integral type semiconductor light emitting unit image display unit and illuminating unit
US20060283917A1 (en) * 2003-04-09 2006-12-21 The Regents Of The University Of California Method of soldering or brazing articles having surfaces that are difficult to bond
KR100714639B1 (ko) 2003-10-21 2007-05-07 삼성전기주식회사 발광 소자
KR100506740B1 (ko) 2003-12-23 2005-08-08 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100664985B1 (ko) 2004-10-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 소자
KR100665222B1 (ko) 2005-07-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 확산재료를 이용한 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
KR100661614B1 (ko) 2005-10-07 2006-12-26 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100723247B1 (ko) 2006-01-10 2007-05-29 삼성전기주식회사 칩코팅형 ｌｅｄ 패키지 및 그 제조방법
KR100927619B1 (ko) 2006-04-12 2009-11-23 삼성에스디아이 주식회사 반사 휘도를 줄인 플라즈마 디스플레이 패널
KR100735325B1 (ko) 2006-04-17 2007-07-04 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
CN101460589B (zh) 2006-05-26 2012-06-13 松下电器产业株式会社 荧光体及发光装置
KR100930171B1 (ko) 2006-12-05 2009-12-07 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 백색 광원 모듈
KR100855065B1 (ko) 2007-04-24 2008-08-29 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지
JP4372807B2 (ja) 2007-05-11 2009-11-25 パナソニック株式会社 プラズマディスプレイパネルおよびその製造方法
KR100982980B1 (ko) 2007-05-15 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 면 광원 장치 및 이를 구비하는 ｌｃｄ 백라이트 유닛
KR101164026B1 (ko) 2007-07-12 2012-07-18 삼성전자주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100891761B1 (ko) 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
KR101332794B1 (ko) 2008-08-05 2013-11-25 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100030470A (ko) 2008-09-10 2010-03-18 삼성전자주식회사 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치 및 발광 시스템
KR101530876B1 (ko) 2008-09-16 2015-06-23 삼성전자 주식회사 발광량이 증가된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
US8008683B2 (en) 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
JP5456545B2 (ja) * 2009-04-28 2014-04-02 昭和電工株式会社 回路基板の製造方法
JP5539907B2 (ja) 2010-03-31 2014-07-02 パナソニック株式会社 表示パネル装置及び表示パネル装置の製造方法
JP2013065726A (ja) 2011-09-16 2013-04-11 Toshiba Corp 半導体発光装置及びその製造方法
KR20130060065A (ko) * 2011-11-29 2013-06-07 에스케이하이닉스 주식회사 비휘발성 메모리 장치 및 이의 제조 방법
CN203277498U (zh) * 2012-05-29 2013-11-06 璨圆光电股份有限公司 发光组件及其发光装置的装置基座
US9111464B2 (en) * 2013-06-18 2015-08-18 LuxVue Technology Corporation LED display with wavelength conversion layer
KR102171024B1 (ko) * 2014-06-16 2020-10-29 삼성전자주식회사 반도체 발광소자 패키지의 제조 방법
KR20160017849A (ko) * 2014-08-06 2016-02-17 서울바이오시스 주식회사 고출력 발광 장치 및 그 제조 방법
KR20160025456A (ko) * 2014-08-27 2016-03-08 서울바이오시스 주식회사 발광 다이오드 및 그 제조 방법
KR102032158B1 (ko) 2014-12-19 2019-10-15 글로 에이비 백플레인 상의 발광 다이오드 어레이 및 그의 제조 방법
KR102555242B1 (ko) * 2015-09-30 2023-07-17 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
KR102524805B1 (ko) * 2016-02-12 2023-04-25 삼성전자주식회사 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 이를 구비한 디스플레이 장치
KR102527387B1 (ko) 2016-02-24 2023-04-28 삼성전자주식회사 발광 소자 패키지 및 그 제조 방법
KR102531109B1 (ko) * 2016-05-17 2023-05-10 쑤저우 레킨 세미컨덕터 컴퍼니 리미티드 발광 소자 및 이를 구비한 조명 모듈
KR20180076066A (ko) 2016-12-27 2018-07-05 삼성전자주식회사 발광소자 패키지
US10797027B2 (en) * 2017-12-05 2020-10-06 Seoul Semiconductor Co., Ltd. Displaying apparatus having light emitting device, method of manufacturing the same and method of transferring light emitting device

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