KR102587215B1 - 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

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Abstract

발광 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되며 길이 방향으로 제1 단부와 제2 단부를 갖는 발광 소자; 상기 기판 상에 배치되며 상기 발광 소자와 이격된 적어도 하나 이상의 격벽; 상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 인접하게 배치된 제1 반사 전극 및 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 인접하게 배치된 제2 반사 전극; 상기 제1 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 각각 연결된 제1 컨택 전극; 상기 제1 컨택 전극 상에 배치되며 상기 발광 소자의 상기 제2 단부 및 상기 제2 반사 전극을 외부로 노출하는 개구부를 포함한 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치되며 상기 개구부를 통해 상기 제2 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 각각 연결되는 제2 컨택 전극을 포함할 수 있다.

Description

발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치{LIGHT EMITTING DEVICE AND DISPLAY DEVICE HAVING THE SAME}
본 발명의 실시예는 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode, 이하 LED라 함)는 열악한 환경조건에서도 비교적 양호한 내구성을 나타내며, 수명 및 휘도 측면에서도 우수한 성능을 보유한다. 최근, 이러한 LED를 다양한 발광 장치에 적용하기 위한 연구가 활발히 진행되고 있다.
이러한 연구의 일환으로서, 무기 결정 구조, 일예로 질화물계 반도체를 성장시킨 구조를 이용하여 마이크로 스케일이나 나노 스케일 정도로 작은 초소형의 막대형 LED를 제작하는 기술이 개발되고 있다. 일예로, 막대형 LED는 자발광 표시패널의 화소 등을 구성할 수 있을 정도로 작은 크기로 제작될 수 있다.
본 발명의 실시예는 출광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 장치 및 이를 구비한 표시 장치를 제공하는 데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되며 길이 방향으로 제1 단부와 제2 단부를 갖는 발광 소자; 상기 기판 상에 배치되며 상기 발광 소자와 이격된 적어도 하나 이상의 격벽; 상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 인접하게 배치된 제1 반사 전극 및 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 인접하게 배치된 제2 반사 전극; 상기 제1 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 각각 연결된 제1 컨택 전극; 상기 제1 컨택 전극 상에 배치되며 상기 발광 소자의 상기 제2 단부 및 상기 제2 반사 전극을 외부로 노출하는 개구부를 포함한 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치되며 상기 개구부를 통해 상기 제2 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 각각 연결되는 제2 컨택 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 전극 중 어느 하나는 상기 격벽 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 전극과 상기 격벽은 서로 상이한 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 격벽은 절연 물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 반사 전극은 도전성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 평면 상에서 볼 때, 상기 제1 컨택 전극은 상기 제1 반사 전극에 중첩되고, 상기 제2 컨택 전극은 상기 제2 반사 전극에 중첩될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는, 마이크로 스케일 혹은 나노 스케일을 갖는 원기둥 형상 혹은 다각 기둥 형상의 발광 다이오드일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 소자는, 제1 도전성 도펀트가 도핑된 제1 도전성 반도체층; 제2 도전성 도펀트가 도핑된 제2 도전성 반도체층; 및 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층 사이에 제공된 활성층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 컨택 전극 중 어느 하나는 일함수가 4.1eV 보다 작은 도전성 물질을 포함하고, 나머지 하나는 일함수가 7.5eV 보다 큰 도전성 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 전극 각각은 상기 격벽 상에 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 장치는 상기 기판과 상기 발광 소자 사이에 제공되는 지지 부재를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지 부재는 절연 물질을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 발광 장치는 상기 발광 소자의 외주면에 제공되는 절연성 피막을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는, 화소 영역을 포함한 기판; 상기 화소 영역에 배치되며 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터를 구비한 화소; 및 상기 박막 트랜지스터 상에 제공되어 상기 박막 트랜지스터에 연결된 발광 장치를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 발광 장치는, 상기 기판 상에 배치되며 길이 발향으로 제1 단부와 제2 단부를 갖는 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자 각각에 이격된 적어도 하나 이상의 격벽; 각 발광 소자의 상기 제1 단부에 인접하게 배치된 제1 반사 전극 및 각 발광 소자의 상기 제2 단부에 인접하게 배치된 제2 반사 전극; 상기 제1 반사 전극과 상기 제1 단부에 각각 연결된 제1 컨택 전극; 상기 제1 컨택 전극 상에 배치되며 상기 제2 단부 및 상기 제2 반사 전극을 외부로 노출하는 개구부를 포함한 절연층; 및 상기 절연층 상에 배치되며 상기 개구부를 통해 상기 제2 반사 전극과 상기 제2 단부에 각각 연결되는 제2 컨택 전극을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사 전극 중 어느 하나의 반사 전극은 상기 박막 트랜지스터에 연결될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 출광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 장치를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 상기한 발광 장치를 구비한 표시 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 발광 다이오드를 나타내는 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 장치를 나타내는 구조도이다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 회로도로서, 특히 수동형 발광 표시 패널을 구성하는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 회로도로서, 특히 능동형 발광 표시 패널을 구성하는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 평면도이다.
도 6은 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다.
도 7 내지 도 14는 도 6에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 도시한 것으로서, 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 도시한 것으로서, 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 평면도이다.
도 18은 도 17의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 19 내지 도 27은 도 18에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 본 발명의 실시예들과 관련된 도면들을 참고하여, 본 발명의 실시예에 따른 발광 장치에 대해 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 막대형 발광 다이오드를 나타내는 사시도이다. 도 1에 있어서, 원기둥 형상의 막대형 LED(LD)를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 막대형 LED(LD)는 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13)과, 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13)의 사이에 개재된 활성층(12)을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 도전성 반도체층(11), 상기 활성층(12), 및 상기 제2 도전성 반도체층(13)이 순차적으로 적층된 적층체로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 막대형 LED(LD)는 일 방향을 따라 연장된 막대 형상으로 제공될 수 있다. 상기 막대형 LED(LD)의 연장 방향을 길이 방향이라고 하면, 상기 막대형 LED(LD)는 상기 연장 방향을 따라 제1 단부와 제2 단부를 가질 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 단부에는 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 하나, 상기 제2 단부에는 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 나머지 하나가 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 도 1에서는 상기 막대형 LED(LD)는 원 기둥 형상으로 제공될 수 있다. 그러나, 여기서 "막대형"이라고 함은 원기둥, 다각 기둥 등과 같이, 상기 길이 방향으로 긴(즉, 종횡비가 1보다 큰) 로드 형상(rod-like shape), 혹은 바 형상(bar-like shape)을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 막대형 LED(LD)의 길이는 그 직경보다 클 수 있다.
이러한 막대형 LED(LD)는 일 예로 마이크로 스케일 혹은 나노 스케일 정도의 직경 및/또는 길이를 가질 정도로 작게 제작될 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 의한 상기 막대형 LED(LD)의 크기가 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 막대형 LED(LD)가 적용되는 발광 장치의 요구 조건에 부합되도록 상기 막대형 LED(LD)의 크기가 변경될 수도 있다.
상기 제1 도전성 반도체층(11)은 일 예로 적어도 하나의 n형 반도체층을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제1 도전성 반도체층(11)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 어느 하나의 반도체 재료를 포함하며, Si, Ge, Sn 등과 같은 제1 도전성 도펀트가 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전성 반도체층(11)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질 상기 제1 도전성 반도체층(11)을 구성할 수 있다.
상기 활성층(12)은 상기 제1 도전성 반도체층(11) 상에 형성되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 활성층(12)의 상부 및/또는 하부에는 도전성 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있다. 일 예로, 상기 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다. 그 외에 AlGaN, AlInGaN 등의 물질도 상기 활성층(12)으로 이용될 수 있음을 물론이다. 상기 막대형 LED(LD)의 양단에 소정 전압 이상의 전계를 인가하게 되면, 상기 활성층(12)에서 전자-정공 쌍이 결합하면서 상기 막대형 LED(LD)가 발광하게 된다.
상기 제2 도전성 반도체층(13)은 상기 활성층(12) 상에 제공되며, 상기 제1 도전성 반도체층(11)과 상이한 타입의 반도체층을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 제2 도전성 반도체층(13)은 적어도 하나의 p형 반도체층을 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 제2 도전성 반도체층(13)은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 중 적어도 하나의 반도체 재료를 포함하며, Mg 등과 같은 제2 도전성 도펀트가 도핑된 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전성 반도체층(13)을 구성하는 물질이 이에 한정되는 것은 아니며, 이 외에도 다양한 물질이 상기 제2 도전성 반도체층(13)을 구성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 막대형 LED(LD)는 전술한 상기 제1 도전성 반도체층(11), 상기 활성층(12), 및 상기 제2 도전성 반도체층(13) 외에도 각 층의 상부 및/또는 하부에 다른 형광체층, 활성층, 반도체층 및/또는 전극층을 더 포함할 수 있다. 또한, 상기 막대형 LED(LD)는 절연성 피막(14)을 더 포함할 수 있다. 다만, 본 발명의 일 실시예에 따르면 상기 절연성 피막(14)은 생략될 수도 있으며, 상기 제1 도전성 반도체층(11), 상기 활성층(12), 및 상기 제2 도전성 반도체층(13) 중 일부만을 덮도록 제공될 수도 있다. 예를 들어, 상기 절연성 피막(14)은 상기 막대형 LED(LD)의 양 단부를 제외한 부분에 제공됨으로써 상기 막대형 LED(LD)의 양 단부가 노출될 수도 있다.
설명의 편의를 위해, 도 1에서는 상기 절연성 피막(14)의 일부를 삭제한 모습을 도시한 것으로서, 실제 막대형 LED(LD)는 원 기둥의 측면이 모두 상기 절연성 피막(14)으로 둘러싸일 수 있다.
상기 절연성 피막(14)은 상기 제1 도전성 반도체층(11), 상기 활성층(12) 및/또는 상기 제2 도전성 반도체층(13)의 외주면 적어도 일부를 감싸도록 제공될 수 있다. 일 예로, 상기 절연성 피막(14)은 적어도 상기 활성층(12)의 외주면을 감싸도록 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 절연성 피막(14)은 투명한 절연 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 절연성 피막(14)은 SiO2, Si3N4, Al2O3 및 TiO2로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 절연물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 다양한 재료가 사용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연성 피막(14) 자체가 소수성 재료로 이루어지거나, 상기 절연성 피막(14) 상에 소수성 재료로 이루어진 소수성 피막이 더 제공될 수 있다. 상기 소수성 재료는 소수성을 나타내도록 불소를 함유하는 재료일 수 있다. 상기 소수성 재료는 자기조립 단부자막(self-assembled monolayer; SAM)의 형태로 상기 막대형 LED(LD)에 적용될 수 있으며, 이 경우, 옥타데실트리크로로실리란(octadecyltrichlorosilane)과 플루오로알킬트리클로로실란(fluoroalkyltrichlorosilane), 플루오로알킬트리에톡시실란(perfluoroalkyltriethoxysilane) 등을 포함할 수 있다. 또한, 소수성 재료는 테플론(TeflonTM)이나 사이토프(CytopTM)와 같은 상용화된 불소 함유 재료이거나, 이에 상응하는 재료일 수 있다.
상기 절연성 피막(14)이 상기 막대형 LED(LD)에 제공되면, 상기 활성층(12)이 도시되지 않은 제1 및/또는 제2 전극과 단락되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 상기 절연성 피막(14)을 형성함에 의해 상기 막대형 LED(LD)의 표면 결함을 최소화하여 수명과 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 다수의 막대형 LED(LD)들이 밀접하여 배치되는 경우, 상기 절연성 피막(14)은 막대형 LED(LD)들의 사이에서 발생할 수 있는 원치 않은 단락을 방지할 수 있다.
상술한 막대형 LED(LD)는, 다양한 발광 장치의 발광원으로 이용될 수 있다. 일 예로, 상기 막대형 LED(LD)는, 조명 장치나 자발광 표시 장치로 이용될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 장치를 나타내는 구조도이다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 2에서는 막대형 LED(LD)를 이용한 발광 장치의 일 예로서 발광표시장치를 도시하였으나, 본 발명에 의한 발광 장치가 발광표시장치로 한정되지는 않는다. 일 예로, 본 발명에 의한 발광 장치는 조명 장치 등과 같은 다른 형태의 발광 장치일 수도 있다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 장치는, 타이밍 제어부(110), 주사 구동부(120), 데이터 구동부(130) 및 발광부(140)를 포함할 수 있다. 본 실시예에서와 같이 발광 장치가 발광표시장치인 경우, 상기 발광부(140)는 표시 패널 상에 구현되는 화소 영역 전체를 의미할 수 있다.
상기 타이밍 제어부(110)는 외부(일 예로, 영상 데이터를 송신하는 시스템)로부터 상기 발광부(140)의 구동에 필요한 각종 제어 신호 및 영상 데이터를 수신할 수 있다. 이러한 타이밍 제어부(110)는 수신한 영상 데이터를 재정렬하여 상기 데이터 구동부(130)로 전송한다. 또한, 상기 타이밍 제어부(110)는 상기 주사 구동부(120) 및 상기 데이터 구동부(130)의 구동에 필요한 주사 제어신호들 및 데이터 제어신호들을 생성하고, 생성된 상기 주사 제어신호들 및 데이터 제어신호들을 각각 상기 주사 구동부(120) 및 상기 데이터 구동부(130)로 전송한다.
상기 주사 구동부(120)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 상기 주사 제어신호를 공급받고, 이에 대응하여 주사 신호를 생성한다. 상기 주사 구동부(120)에서 생성된 상기 주사 신호는 주사선(S1 ~ Sn)을 통해 단위 발광 영역들(EMA, 예를 들어 화소가 제공된 화소 영역)로 공급될 수 있다.
상기 데이터 구동부(130)는 상기 타이밍 제어부(110)로부터 상기 데이터 제어 신호 및 상기 영상 데이터를 공급받고, 이에 대응하여 데이터 신호를 생성할 수 있다. 상기 데이터 구동부(130)에서 생성된 상기 데이터 신호는 데이터 선(D1 ~ Dm)으로 출력될 수 있다. 상기 데이터선들(D1 ~ Dm)로 출력된 상기 데이터 신호는 상기 주사 신호에 의해 선택된 수평 화소 라인의 단위 발광 영역들(EMA)로 입력될 수 있다.
상기 발광부(140)는 상기 주사선들(S1 ~ Sn) 및 상기 데이터선들(D1 ~ Dm)에 접속된 다수의 단위 발광 영역들(EMA)을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서, 단위 발광 영역들(EMA)은 개별 화소들을 의미할 수 있다.
상기 단위 발광 영역들(EMA) 각각은 도 1에 도시된 바와 같은 막대형 LED(LD)를 하나 이상 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 단위 발광 영역들(EMA) 각각은 하나 이상의 제1색 막대형 LED(LD), 제2색 막대형 LED(LD) 및/또는 제3색 막대형 LED(LD)를 포함할 수 있다. 이러한 단위 발광 영역들(EMA)은 상기 주사선들(S1 내지 Sn)로부터 상기 주사신호가 공급될 때 상기 데이터선들(D1 내지 Dm)로부터 입력되는 상기 데이터 신호에 대응하여 선택적으로 발광한다. 일례로, 각 프레임 기간 동안 각각의 단위 발광 영역들(EMA)은 입력 받은 상기 데이터 신호에 상응하는 휘도로 발광한다. 블랙 휘도에 상응하는 데이터 신호를 공급받은 상기 단위 발광 영역(EMA)은 해당 프레임 기간 동안 비발광함으로써 블랙을 표시한다. 한편, 상기 발광부(140)가 능동형 발광표시패널의 화소부인 경우, 상기 발광부(140)는 상기 주사 신호 및 상기 데이터 신호 외에도 제1 및 제2 화소 전원을 더 공급받아 구동될 수 있다.
도 3a 내지 도 3e는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 회로도로서, 특히 수동형 발광 표시 패널을 구성하는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 3a 내지 도 3e에 있어서, 단위 발광 영역은 제i(i는 자연수) 번째 수평 화소라인 상의 제j(j는 자연수) 번째 화소를 포함할 수 있다. 도 3a 내지 도 3e에 도시된 화소와 관련한 비제한적인 예로서, 화소는 적색, 녹색, 청색, 및 백색 화소 중 하나일 수 있다.
도 3a를 참조하면, 화소(PXL)는 주사선(Si) 및 데이터선(Dj) 사이에 접속되는 막대형 LED(LD)를 포함한다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 막대형 LED(LD)의 제1 전극(예컨대, 애노드 전극)은 상기 주사선(Si)에 접속되고, 제2 전극(예컨대, 캐소드 전극)은 상기 데이터선(Dj)에 접속될 수 있다. 이러한 막대형 LED(LD)는, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극의 사이에 문턱전압 이상의 전압이 인가될 때, 인가된 전압의 크기에 상응하는 휘도로 발광한다. 즉, 상기 주사선(Si)으로 인가되는 주사신호 및/또는 상기 데이터선(Dj)으로 인가되는 데이터 신호의 전압을 조절함에 의해 상기 화소(142)의 발광을 제어할 수 있다.
도 3b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 화소(PXL)는 병렬 연결된 두 개 이상의 막대형 LED(LD)들을 포함할 수 있다. 이 경우, 화소(PXL)의 휘도는 이를 구성하는 복수의 막대형 LED(LD)들의 밝기 합에 대응될 수 있다. 이와 같이, 상기 화소(PXL)가 상기 복수의 막대형 LED(LD)들, 특히 많은 수의 상기 막대형 LED(LD)들을 포함하게 되면, 일부의 막대형 LED(LD)들에 불량이 발생하더라도 이러한 불량이 상기 화소(PXL) 자체의 결함으로 이어지는 것을 방지할 수 있다.
도 3c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 화소(PXL)에 구비된 막대형 LED(LD)의 연결방향은 변경될 수 있다. 일 예로, 상기 막대형 LED(LD)의 제1 전극(애노드 전극)은 데이터선(Dj)에 접속되고, 제2 전극(캐소드 전극)은 주사선(Si)에 접속될 수 있다. 도 3a의 실시예 및 도 3c의 실시예에서 상기 주사선(Si) 및 상기 데이터선(Dj) 사이에 인가되는 전압의 방향은 서로 반대일 수 있다.
도 3d를 참조하면, 도 3c의 실시예에 의한 화소(PXL)도 병렬 연결된 두 개 이상의 막대형 LED(LD)들을 포함할 수 있다.
도 3e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 화소(PXL)는 서로 다른 방향으로 연결된 복수의 막대형 LED(LD)들을 포함할 수 있다. 일 예로, 상기 화소(PXL)는 제1 전극(애노드 전극)이 주사선(Si)에 접속되고 제2 전극(캐소드 전극)이 데이터선(Dj)에 접속되는 하나 이상의 막대형 LED(LD)와, 상기 제1 전극(애노드 전극)이 상기 데이터선(Dj)에 접속되고 상기 제2 전극(캐소드 전극)이 상기 주사선(Si)에 접속되는 하나 이상의 상기 막대형 LED(LD)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 도 3e의 상기 화소(PXL)는 직류 구동 또는 교류 구동될 수 있다. 도 3e의 상기 화소(PXL)가 직류 구동되는 경우, 순방향으로 접속된 막대형 LED(LD)들은 발광하고, 역방향으로 접속된 막대형 LED(LD)들은 비발광할 수 있다. 한편, 도 3e의 화소(PXL)가 교류 구동되는 경우, 인가되는 전압의 방향에 따라 순방향이 되는 상기 막대형 LED(LD)들이 발광한다. 즉, 교류 구동 시 도 3e의 화소(PXL)에 포함된 막대형 LED(LD)들은 전압 방향에 따라 교번적으로 발광할 수 있다.
도 4a 내지 도 4c는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 회로도로서, 특히 능동형 발광 표시 패널을 구성하는 화소의 일 예를 도시한 회로도이다. 도 4a 내지 도 4c에서, 도 3a 내지 도 3e와 유사 또는 동일한 구성요소에 대해서는 동일 부호를 부여하고, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 본 발명의 실시예에 있어서, 단위 발광 영역은 하나의 화소(PXL)를 포함할 수 있다.
도 4a를 참조하면, 화소(PXL)는 하나 이상의 막대형 LED(LD)와, 이에 접속되는 화소 회로(144)를 포함한다.
상기 막대형 LED(LD)의 제1 전극(예컨대, 애노드 전극)은 상기 화소 회로(144)를 경유하여 제1 화소 전원(ELVDD)에 접속되고, 제2 전극(예컨대, 캐소드 전극)은 제2 화소 전원(ELVSS)에 접속된다. 상기 제1 화소 전원(ELVDD) 및 상기 제2 화소 전원(ELVSS)은 서로 다른 전위를 가질 수 있다. 일 예로, 상기 제2 화소 전원(ELVSS)은 상기 제1 화소 전원(ELVDD)의 전위보다 상기 막대형 LED(LD)의 문턱전압 이상 낮은 전위를 가질 수 있다. 이러한 상기 막대형 LED(LD) 각각은 상기 화소 회로(144)에 의해 제어되는 구동전류에 상응하는 휘도로 발광한다.
한편, 도 4a에서는 상기 화소(PXL)에 하나의 상기 막대형 LED(LD)만이 포함되는 실시예를 개시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 예컨대, 상기 화소(PXL)는 서로 병렬 연결되는 복수의 상기 막대형 LED(LD)들(LD)을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 화소 회로(144)는 제1 및 제2 트랜지스터(M1, M2)와 스토리지 커패시터(Cst)를 포함한다. 다만, 상기 화소 회로(144)의 구조가 도 4a에 도시된 실시예에 한정되지는 않는다.
상기 제1 트랜지스터(스위칭 트랜지스터)(M1)의 제1 전극은 데이터선(Dj)에 접속되고, 제2 전극은 제1 노드(N1)에 접속된다. 여기서, 상기 제1 트랜지스터(M1)의 상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 서로 다른 전극으로, 예컨대 상기 제1 전극이 소스 전극이면 상기 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 그리고, 상기 제1 트랜지스터(M1)의 게이트 전극은 주사선(Si)에 접속된다. 이와 같은 상기 제1 트랜지스터(M1)는, 상기 주사선(Si)으로부터 상기 제1 트랜지스터(M1)가 턴-온될 수 있는 전압(예컨대, 로우 전압)의 주사신호가 공급될 때 턴-온되어, 상기 데이터선(Dj)과 상기 제1 노드(N1)를 전기적으로 연결한다. 이때, 상기 데이터선(Dj)으로는 해당 프레임의 데이터 신호가 공급되고, 이에 따라 상기 제1 노드(N1)로 상기 데이터 신호가 전달된다. 상기 제1 노드(N1)로 전달된 상기 데이터 신호는 상기 스토리지 커패시터(Cst)에 충전된다.
상기 제2 트랜지스터(구동 트랜지스터)(M2)의 제1 전극은 상기 제1 화소 전원(ELVDD)에 접속되고, 제2 전극은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 전극에 접속된다. 그리고, 상기 제2 트랜지스터(M2)의 게이트 전극은 상기 제1 노드(N1)에 접속된다. 이와 같은 상기 제2 트랜지스터(M2)는 상기 제1 노드(N1)의 전압에 대응하여 상기 막대형 LED(LD)로 공급되는 구동전류의 양을 제어한다.
상기 스토리지 커패시터(Cst)의 일 전극은 상기 제1 화소 전원(ELVDD)에 접속되고, 다른 전극은 상기 제1 노드(N1)에 접속된다. 이와 같은 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 제1 노드(N1)로 공급되는 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고, 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 충전된 전압을 유지한다.
편의상, 도 4a에서는 상기 데이터 신호를 상기 화소(PXL) 내부로 전달하기 위한 상기 제1 트랜지스터(M1)와, 상기 데이터 신호의 저장을 위한 상기 스토리지 커패시터(Cst)와, 상기 데이터 신호에 대응하는 구동전류를 상기 막대형 LED(LD)로 공급하기 위한 상기 제2 트랜지스터(M2)를 포함한 비교적 단순한 구조의 상기 화소 회로(144)를 도시하였다. 하지만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 상기 화소 회로(144)의 구조는 다양하게 변경 실시될 수 있다. 일 예로, 상기 화소 회로(144)는 상기 제2 트랜지스터(M2)의 문턱전압을 보상하기 위한 트랜지스터 소자, 상기 제1 노드(N1)를 초기화하기 위한 트랜지스터 소자, 및/또는 상기 막대형 LED(LD)의 발광시간을 제어하기 위한 트랜지스터 소자 등과 같은 적어도 하나의 트랜지스터 소자나, 상기 제1 노드(N1)의 전압을 부스팅하기 위한 부스팅 커패시터 등과 같은 다른 회로소자들을 추가적으로 더 포함할 수 있음은 물론이다.
또한, 도 4a에서는 상기 화소 회로(144)에 포함되는 트랜지스터들, 예컨대 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)을 모두 P타입의 트랜지스터들로 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 즉, 상기 화소 회로(144)에 포함되는 상기 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2) 중 적어도 하나는 N타입의 트랜지스터로 변경될 수도 있다.
도 4b를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 제1 및 제2 트랜지스터들(M1, M2)은 N타입의 트랜지스터로 구현될 수 있다. 도 4b에 도시된 화소 회로(144)는 트랜지스터 타입 변경으로 인한 일부 구성요소들의 접속위치 변경을 제외하고는 그 구성이나 동작이 도 4a의 화소 회로(144)와 유사하다. 따라서, 이에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 4c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따르면 화소(PXL)는 서로 다른 방향으로 연결되는 복수의 막대형 LED(LD)들을 포함할 수도 있다. 이 경우, 상기 화소(PXL)는 직류 구동 또는 교류 구동될 수 있다. 이에 대해서는 앞서 도 3e에서 설명하였으므로, 상세한 설명은 생략하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 평면도이고, 도 6은 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 따른 단면도이다. 도 5 및 도 6에서는 발광 장치의 일종인 발광 표시 패널에 적용될 수 있는 화소를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 또한, 도 5에서는 단위 발광 영역에 하나의 막대형 LED가 구비되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 단위 발광 영역에는 복수개의 막대형 LED들이 제공될 수도 있다.
또한, 도 5에 있어서, 도시의 편의를 위하여 상기 막대형 LED가 수평 방향으로 정렬된 것으로 도시하였으나, 상기 막대형 LED의 배열이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 막대형 LED는 제1 및 제2 반사 전극 사이에 사선 방향으로 정렬되어 있을 수도 있다.
또한, 도 5에 있어서, 단위 발광 영역은 하나의 화소(PXL)를 포함하는 화소 영역일 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 각 화소(PXL)는 기판(SUB), 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2), 막대형 LED(LD), 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2), 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 포함할 수 있다.
상기 기판(SUB)은 다양한 형상의 판 상으로 제공된다. 상기 기판(SUB)은 대략적으로 사각형 형상, 그 중에서도 직사각을 가질 수 있다. 그러나, 상기 기판(SUB)의 형상은 이에 한정되는 것은 아니며, 다양한 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(SUB)은 직선의 변을 포함하는 닫힌 형태의 다각형, 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 원, 타원, 등, 직선과 곡선으로 이루어진 변을 포함하는 반원, 반타원, 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 기판(SUB)이 직선으로 이루어진 변을 갖는 경우, 각 형상의 모서리 중 적어도 일부는 곡선으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 기판(SUB)이 직사각 형상을 가질 때, 서로 인접한 직선 변들이 만나는 부분이 소정 곡률을 가지는 곡선으로 대체될 수 있다. 즉, 직사각 형상의 꼭지점 부분은 서로 인접한 그 양단이 서로 인접한 두 직선 변들에 연결되고 소정의 곡률을 갖는 곡선 변으로 이루어질 수 있다. 곡률은 위치에 따라 달리 설정될 수 있다. 예를 들어, 곡률은 곡선이 시작되는 위치 및 곡선의 길이 등에 따라 변경될 수 있다.
상기 기판(SUB)은 유리, 유기 고분자, 수정 등과 같은 절연성 재료를 포함할 수 있다. 또한, 상기 기판(SUB)은 휘거나 접힘이 가능하도록 가요성(flexibility)을 갖는 재료로 이루어질 수 있고, 단층 구조나 다층 구조를 가질 수 있다.
예를 들어, 상기 기판(SUB)은 폴리스티렌(polystyrene), 폴리비닐알코올(polyvinyl alcohol), 폴리메틸메타크릴레이트(Polymethyl methacrylate), 폴리에테르술폰(polyethersulfone), 폴리아크릴레이트(polyacrylate), 폴리에테르이미드(polyetherimide), 폴리에틸렌 나프탈레이트(polyethylene naphthalate), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(polyethylene terephthalate), 폴리페닐렌 설파이드(polyphenylene sulfide), 폴리아릴레이트(polyarylate), 폴리이미드(polyimide), 폴리카보네이트(polycarbonate), 트리아세테이트 셀룰로오스(triacetate cellulose), 셀룰로오스아세테이트 프로피오네이트(cellulose acetate propionate) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 다만, 상기 기판(SUB)을 구성하는 재료는 다양하게 변화될 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB) 상에서 서로 이격되도록 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 막대형 LED(LD)의 길이 이상으로 상기 기판(SUB) 상에 이격되도록 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 기판(SUB)에 접하는 일면(SF1)과, 상기 일면(SF1)에 마주보며 제1 방향(DR1)으로의 폭이 상기 일면(SF1)의 폭보다 좁은 상면(SF2), 및 상기 일면(SF1)과 상기 상면(SF2)을 잇는 두 개의 측면(SF3)을 포함하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 상기 두 개의 측면(SF3)은 소정 각도의 경사를 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)에서, 상기 두 개의 측면(SF3)의 경사도는 상기 막대형 LED(LD)의 양단부에서 출사되는 광의 정면 효율을 향상시키는 범위 내에서 다양하게 변경될 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 무기 재료 또는 유기 재료를 포함하는 절연 물질일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 격벽(PW1)과 상기 제2 격벽(PW2)은 상기 기판(SUB) 상의 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 동일한 높이를 가질 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1) 상에 제공되고, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 격벽(PW2) 상에 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)에 비해 두께가 얇기 때문에 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 형상에 대응되게 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 각각은 대응하는 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 측면(SF3) 경사도에 대응되는 경사도를 가질 수 있다.
평면 상에서 볼 때, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 기판(SUB) 상에서 서로 이격되도록 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 막대형 LED(LD)의 길이 이상으로 상기 기판(SUB) 상에 이격되도록 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 평면 상으로 볼 때 상기 막대형 LED(LD)의 양단부에 각각 중첩될 수 있도록 상기 막대형 LED(LD)의 길이보다 짧은 거리만큼 상기 기판(SUB) 상에서 서로 이격되어 제공될 수 있다. 이와 관련된 설명은 도 16을 참조하여 후술하기로 한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 기판(SUB) 상의 동일 평면 상에 배치될 수 있으며, 동일한 높이를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 동일한 높이를 가지면, 상기 막대형 LED(LD)가 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 상에 보다 안정적으로 위치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 설명의 편의를 위해, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)이 제공된 기판(SUB) 상에 제공되는 것을 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)과 상기 기판(SUB) 사이에는 상기 발광 장치가 패시브 매트릭스나 액티브 매트릭스로 구동되기 위한 구성 요소가 더 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 장치가 상기 액티브 매트릭스로 구동되는 경우, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)과 상기 기판(SUB) 사이에는 신호 배선들, 절연층 및/또는 박막 트랜지스터 등이 제공될 수 있다. 상기 신호 배선들은 주사선 및 데이터선을 포함할 수 있으며 상기 박막 트랜지스터는 상기 신호 배선들에 연결되며 게이트 전극, 반도체 패턴, 소스 전극 및 드레인 전극을 포함할 수 있다. 상기 드레인 전극은 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 중 어느 하나의 반사 전극에 연결될 수 있으며, 상기 박막 트랜지스터를 통해 상기 데이터선의 데이터 신호가 상기 어느 하나의 반사 전극에 인가될 수 있다. 여기서, 상기 신호 배선들, 상기 절연층 및/또는 상기 박막 트랜지스터 등은 다양한 개수와 형태로 제공될 수 있음은 물론이다. 이와 관련된 설명은 도 17 및 도 18을 참조하여 후술하기로 한다.
상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 상기 도전성 재료로는 Ag, Mg, Al, Pt, Pd, Au, Ni, Nd, Ir, Cr, 이들의 합금과 같은 금속, ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide)와 같은 도전성 산화물, PEDOT와 같은 도전성 고분자 등이 포함될 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 단일막으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 금속들, 합금들, 도전성 산화물들, 도전성 고분자들 중 2 이상 물질이 적층된 다중막으로 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 재료는 상술한 재료들에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 막대형 LED(LD)의 양단부에서 출사되는 광이 화상이 표시되는 방향(일 예로, 정면 방향)으로 진행되도록 일정한 반사율을 갖는 도전성 재료로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)과 상이한 물질로 구성될 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1)은 컨택 홀(H)을 통해 제1 전극 라인(S)에 연결되고, 상기 제1 전극 라인(S)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 상기 제2 반사 전극(REL2)은 제2 전극 라인(D)으로부터 연장되며 상기 제2 전극 라인(D)에 연결되어 상기 제2 전극 라인(D)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에는 전계가 형성될 수 있다.
상기 막대형 LED(LD)는 상기 기판(SUB) 상에서 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 형성된 상기 전계에 의해 자가 정렬이 유도될 수 있다. 여기서, 상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 방향(DR1)으로 연장된 막대 형상으로 제공될 수 있다.
상기 막대형 LED(LD)는 제1 및 제2 도전성 반도체층(도 1의 11 및 13 참고)과, 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 사이에 개재된 활성층(도 1의 12 참고)을 포함할 수 있다.
상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 방향(DR1)을 따라 제1 단부(EP1)와 제2 단부(EP2)를 가질 수 있다. 상기 제1 단부(EP1)에는 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 하나, 상기 제2 단부(EP2)에는 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 나머지 하나가 배치될 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1) 상에는 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 안정되게 연결하기 위한 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1) 상에 저항성(ohmic) 접촉할 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 막대형 LED(LD)로부터 방출되는 광이 투과할 수 있도록 ITO, IZO, ITZO와 같은 투명 도전성 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 일함수(Work Function)가 대략 4.1eV 보다 작은 Al, Ti, Cr 등을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 평면 상에서 볼 때 상기 제1 반사 전극(REL1)을 커버하며 상기 제1 반사 전극(REL1)에 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)에 부분적으로 중첩될 수 있다.
상기 제2 반사 전극(REL2) 상에는 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 안정되게 연결하기 위한 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2) 상에 저항성(ohmic) 접촉할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제1 컨택 전극(CNE1)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 일함수(Work Function)가 대략 7.5eV 보다 큰 Ni, ITO 등을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 평면 상에서 볼 때 상기 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)에 부분적으로 중첩될 수 있다.
하기에서는, 도 5 및 도 6을 참조하며, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 구조에 대해 적층 순서에 따라 설명한다.
상기 기판(SUB) 상에 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 절연 물질로 구성될 수 있다.
상기 제1 격벽(PW1) 상에 상기 제1 반사 전극(REL1)이 제공되고, 상기 제2 격벽(PW2) 상에 상기 제2 반사 전극(REL2)이 제공될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 대응하는 격벽(PW1, PW2) 상의 동일 평면 상에 제공되며 동일한 높이를 가질 수 있다. 또한, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 상기 막대형 LED(LD)가 정렬될 수 있다. 상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 형성되는 상기 전계를 통해 자가 정렬이 유도될 수 있다. 상기 막대형 LED(LD)는 그 양단부 즉, 상기 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)가 평면 상에서 볼 때 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)에 각각 중첩되지 않도록 상기 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다.
상기 막대형 LED(LD) 상에 상기 막대형 LED(LD)의 상면 일부를 커버하는 제1 보호층(PSV1)이 제공될 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 및 제2 단부는 외부로 노출될 수 있다. 여기서, 상기 제1 보호층(PSV1)은 무기 절연 물질 또는 유기 절연 물질 중 어느 하나의 절연 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 보호층(PSV1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1)을 커버하며 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 평면 상에서 볼 때 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)에 중첩되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)와 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 컨택 전극(CNE1)을 통해 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제2 보호층(PSV2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 보호층(PSV2)은 상기 제1 컨택 전극(CNE1) 및 상기 제1 보호층(PSV1)을 커버하도록 상기 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 보호층(PSV2)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2) 및 상기 제2 반사 전극(REL2)을 외부로 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다. 여기서, 상기 제2 보호층(PSV2)은 상기 제1 보호층(PSV1)과 동일한 물질로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제2 보호층(PSV2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 평면 상에서 볼 때 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)에 중첩되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)와 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 컨택 전극(CNE2)을 통해 전기적 및/또는 물리적으로 연결될 수 있다.
상술한 바와 같이, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 상기 제1 컨택 전극(CNE1) 상에 제공되므로, 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)은 서로 상이한 레이어에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2) 각각은 서로 상이한 물질을 포함하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 어느 하나와 상기 제1 반사 전극(REL1)의 저항성(ohmic) 접촉을 위해 일함수(Work Founction)가 대략 4.1eV 보다 작은 Al, Ti, Cr 등을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 중 나머지 하나와 상기 제2 반사 전극(REL2)의 저항성(ohmic) 접촉을 위해 일함수(Work Function)가 대략 7.5eV 보다 큰 Ni, ITO 등을 포함하는 도전성 물질로 구성될 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 제공될 수 있다. 상기 제3 보호층(PSV3)은 상기 막대형 LED(LD)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지할 수 있다. 상기 제3 보호층(PSV3)은 무기막(미도시)을 포함할 수 있다. 상기 무기막은 실리콘 산화물, 실리콘 질화물, 실리콘 산질화물, 알루미늄 산화물, 티타늄 산화물, 지르코늄 산화물 및 주석 산화물 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에서, 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 도전성 물질 보다 두께 및 경사도 조절이 상대적으로 용이한 절연 물질로 구성될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 높이 및 경사도 조절을 통해 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 상면(SF2) 및 측면(SF3)을 따라 제공되는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 높이 및 경사도 변경이 용이해질 수 있다. 따라서, 상기 막대형 LED(LD)의 정면 출광 효율을 향상시키도록 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 경사도가 대략 45° ~ 50°일 때 상기 막대형 LED(LD)의 정면 출광 효율이 최적인 경우, 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 높이 및 경사도를 조절하여 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절할 수 있다.
기존의 발광 장치는, 일정한 수준 이상의 높이 및 경사도를 가지며 단일 금속 재질로 이루어진 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)을 통해 상기 막대형 LED(LD)의 상기 양단부에서 출사되는 광을 정면 방향으로 진행되게 하였다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 일정한 수준 이상의 높이 및 경사도를 가지며 단일 금속 재질로 이루어져 있어 상기 막대형 LED(LD)의 정면 출광 효율을 향상시키도록 그 높이 및 경사도 변경이 용이하지 않을 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 하부에 각각 대응되게 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)을 배치하고, 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)의 높이 및 경사도 조절을 통해 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절할 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 정면 출광 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예 따른 발광 장치에서는, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절하여 상기 막대형 LED(LD)를 원하는 방향으로 정렬할 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 정렬 불량이 최소화될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에서는, 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 서로 상이한 레이어에 배치하고 서로 상이한 물질을 포함하도록 구성할 수 있다. 이러한 경우, 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 동일 레이어에 배치하고 동일한 물질을 포함하도록 구성하는 일반적인 발광 장치에 비해 미세 패턴 공정을 위한 공정 마진이 확보되지 않을 수 있다. 여기서, 상기 미세 패턴 공정은 상기 기판(SUB) 상에 제공되는 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 일정 간격 이격되도록 패터닝하는 공정을 의미할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치에서는, 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 서로 상이한 물질을 포함하도록 구성하여 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)과 상기 막대형 LED(LD)의 전기적 및/또는 물리적 결합을 신속히 이루어지게 하여 상기 막대형 LED(LD)의 출광 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
도 7 내지 도 14는 도 6에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 기판(SUB) 상에 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격될 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2) 각각은 상기 기판(SUB)에 접하는 일면(SF1), 상기 일면(SF1)에 마주보는 상면(SF2), 및 상기 일면(SF1)과 상기 상면(SF2)을 잇는 두 개의 측면(SF3)을 포함하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 여기서, 상기 상면(SF2)은 상기 기판(SUB)의 제1 방향(도 5의 DR1 참고)으로의 폭이 상기 일면(SF1)의 폭 보다 좁을 수 있다. 또한, 상기 두 개의 측면(SF3)은 소정 각도의 경사를 가질 수 있다. 상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB)의 동일 평면 상에 배치되며 동일한 높이를 가질 수 있다.
도 6 및 도 8을 참조하면, 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2) 상에 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 형성될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1) 상에 형성되고, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 격벽(PW2) 상에 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 일정 간격 이격될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1)의 형상에 대응되며 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 격벽(PW2)의 형상에 대응될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1)의 경사도에 대응되는 경사를 가질 수 있고, 상기 제2 반사 전극(REL1)은 상기 제2 격벽(PW2)의 경사도에 대응되는 경사를 가질 수 있다.
도 6 및 도 9를 참조하면, 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 제공된 기판(SUB) 상에 막대형 LED(LD)를 투입하여 정렬시킨다. 상기 막대형 LED(LD)는 잉크젯 프린팅 방식 등을 이용하여 투입될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 잉크젯 프린팅 방식 등을 이용하여 상기 막대형 LED(LD)를 투입한 후(또는 상기 막대형 LED(LD)의 투입과 동시에) 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 형성되는 전계에 의해 상기 막대형 LED(LD)의 자가 정렬이 유도될 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 배치될 수 있다. 여기서, 상기 막대형 LED(LD)의 양단부 즉, 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)에 중첩되지 않을 수 있다.
도 6 및 도 10을 참조하면, 막대형 LED(LD)가 제공된 기판(SUB) 전면에 절연 물질층을 도포한 후 마스크 공정 등을 이용하여 막대형 LED(LD)의 상면을 커버하는 제1 보호층(PSV1)이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 보호층(PSV1)은 상기 막대형 LED(LD)의 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)를 노출하도록 패터닝될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 제1 보호층(PSV1)은 상기 마스크 공정에 의해 패터닝되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)를 노출한 후, 후속 공정에 의해 형성되는 제2 보호층(PSV2)과 함께 패터닝되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)를 노출할 수도 있다.
도 6 및 도 11을 참조하면, 제1 보호층(PSV1)이 제공된 기판(SUB) 상에 제1 컨택 전극(CNE1)이 형성될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 반사 전극(REL1)을 커버하며 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 막대형 LED(LD)의 제1 단부(EP1)를 커버할 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
도 6 및 도 12를 참조하면, 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공된 기판(SUB) 전면에 절연 물질층을 도포한 후 마스크 공정 등을 이용하여 상기 제1 컨택 전극(CNE1)과 제1 보호층(PSV1)을 커버하는 제2 보호층(PSV2)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 보호층(PSV1, PSV2)은 동일한 절연 물질을 포함하도록 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 여기서, 상기 제2 보호층(PSV2)은 막대형 LED(LD)의 제2 단부(EP2) 및 제2 반사 전극(REL2)을 외부로 노출시키는 개구부를 포함할 수 있다.
도 6 및 도 13을 참조하면, 제2 보호층(PSV2)이 제공된 기판(SUB) 상에 제2 컨택 전극(CNE2)이 형성될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 막대형 LED(LD)의 제2 단부(EP2)를 커버할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
도 6 및 도 14를 참조하면, 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 형성될 수 있다. 상기 제3 보호층(PSV3)은 막대형 LED(LD)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 제2 보호층(PSV2), 제2 컨택 전극(CNE2)을 커버할 수 있다.
도 15는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 도시한 것으로서, 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도 5 및 도 15에 있어서, 단위 발광 영역은 하나의 화소(PXL)를 포함하는 화소 영역일 수 있다.
도 5 및 도 15를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 각 화소(PXL)는 기판(SUB), 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2), 막대형 LED(LD), 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2), 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격되도록 배치되며 그 높이 및 경사도 조절이 용이한 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 대응하는 격벽(PW1, PW2) 상에 각각 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1) 상에 제공될 수 있고, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 격벽(PW2) 상에 제공될 수 있다.
상기 막대형 LED(LD)는 상기 기판(SUB) 상에서 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 제공될 수 있다. 상기 막대형 LED(LD)는 제1 및 제2 도전성 반도체층(도 1의 11 및 13 참고)과, 상기 제1 및 제2 도전성 반도체층(11, 13) 사이에 개재된 활성층(도 1의 12 참고)을 포함할 수 있다.
여기서, 상기 막대형 LED(LD)의 외주면은 절연성 피막(IL)에 의해 커버될 수 있다. 상기 절연성 피막(IL)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 활성층(12)이 상기 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)과의 접촉 시에 발생할 수 있는 전기적 단락을 방지하는 구성요소일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 절연성 피막(IL)이 상기 막대형 LED(LD)의 외주면 중 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)를 제외한 나머지 부분을 둘러싸도록 도시하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 절연성 피막(IL)은 상기 막대형 LED(LD)의 내구성 저하를 방지하기 위해 상기 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)를 포함한 상기 막대형 LED(LD)의 외주면 전체를 커버할 수 있다. 상기 절연성 피막(IL)은 SiO2, Si3N4, Al2O3 및 TiO2로 이루어지는 군으로부터 선택된 하나 이상의 절연물질을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지는 않으며, 절연성을 갖는 다양한 재료가 사용될 수 있다.
상기 절연성 피막(IL)에 의해 그 외주면이 커버되는 상기 막대형 LED(LD) 상에는 제1 보호층(PSV1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 보호층(PSV1)은 상기 절연성 피막(IL) 및 상기 막대형 LED(LD)를 커버할 수 있다.
상기 제1 보호층(PSV1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1)을 커버하며 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)에 중첩되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)에 연결될 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제2 보호층(PSV2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 보호층(PSV2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)에 중첩되어 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)에 연결될 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 제공될 수 있다.
도 16은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역 도시한 것으로서, 도 5의 Ⅰ ~ Ⅰ'선에 대응하는 단면도이다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도 5 및 도 16에 있어서, 단위 발광 영역은 하나의 화소(PXL)를 포함하는 화소 영역일 수 있다.
도 5 및 도 16을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 각 화소(PXL)는 기판(SUB), 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2), 막대형 LED(LD), 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2), 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 포함할 수 있다. 또한, 화소(PXL)는 상기 기판(SUB)과 상기 막대형 LED(LD)의 사이에 배치되는 지지 부재(SM)을 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 격벽(PW1, PW2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격되도록 배치되며 그 높이 및 경사도 조절이 용이한 절연물질을 포함하도록 구성될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 대응하는 격벽(PW1, PW2) 상에 각각 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제1 격벽(PW1) 상에 제공될 수 있고, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 격벽(PW2) 상에 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)은 평면 상으로 볼 때 상기 막대형 LED(LD)의 양단부에 각각 중첩되도록 상기 막대형 LED(LD)의 길이보다 짧은 거리만큼 상기 기판(SUB) 상에서 서로 이격되어 제공될 수 있다. 즉, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 평면 상에서 볼 때 상기 막대형 LED(LD)의 양단부 중 제1 단부(EP1)에 중첩되도록 상기 제1 격벽(PW1) 상에 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 평면 상에서 볼 때 상기 제1 단부(EP1)에 마주보는 제2 단부(EP2)와 중첩되도록 상기 제2 격벽(PW2) 상에 제공될 수 있다. 이로 인해, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)는 상기 제1 반사 전극(REL1) 상에 제공되고, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)는 상기 제2 반사 전극(REL2) 상에 제공될 수 있다.
상기 지지 부재(SM)은 상기 막대형 LED(LD)와 상기 기판(SUB) 사이에 제공될 수 있다. 예를 들어, 상기 지지 부재(SM)는 상기 기판(SUB)과 상기 막대형 LED(LD) 사이의 수직 공간을 메우도록 상기 기판(SUB) 상에 제공될 수 있다. 상기 지지 부재(SM)는 상기 막대형 LED(LD)를 안정적으로 지지함으로써, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)의 사이에 정렬된 상기 막대형 LED(LD)의 이탈을 방지할 수 있다. 상기 지지 부재(SM)는 절연 물질을 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 지지 부재(SM)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)과 동일한 높이를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 상기 지지 부재(SM)는 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)과 상이한 높이를 가질 수도 있다.
상기 지지 부재(SM) 상에 상기 막대형 LED(LD)가 정렬될 수 있다. 이때, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1)는 상기 제1 반사 전극(REL1) 상에 대응되고, 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2)는 상기 제2 반사 전극(REL2) 상에 대응되며, 상기 막대형 LED(LD)에서 상기 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)를 제외한 나머지 부분은 상기 지지 부재(SM) 상에 대응될 수 있다.
상기 막대형 LED(LD) 상에는 제1 보호층(PSV1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 보호층(PSV1)은 상기 막대형 LED(LD)를 커버할 수 있다.
상기 제1 보호층(PSV1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1) 및 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제1 단부(EP1) 상에 제공되어 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제2 보호층(PSV2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 보호층(PSV2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2) 및 상기 막대형 LED(LD)의 상기 제2 단부(EP2) 상에 제공되어 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 제공될 수 있다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 단위 발광 영역을 나타내는 평면도이며 도 18은 도 17의 Ⅱ ~ Ⅱ'선에 따른 단면도이다.
도 17 및 도 18에서는 발광 장치의 일종인 발광 표시 패널에 적용될 수 있는 화소를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지는 않는다. 또한, 도 17에서는 단위 발광 영역에 복수 개의 막대형 LED들이 구비되는 실시예를 도시하였으나, 본 발명이 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 단위 발광 영역에는 하나의 막대형 LED가 제공될 수도 있다.
또한, 도 17에 있어서, 도시의 편의를 위하여 상기 복수 개의 막대형 LED들이 수평 방향으로 정렬된 것으로 도시하였으나, 상기 복수 개의 막대형 LED들의 배열이 이에 한정되지는 않는다. 예를 들어, 상기 복수 개의 막대형 LED들은 제1 및 제2 전극 사이에 사선 방향으로 정렬되어 있을 수도 있다.
또한, 도 17에 있어서, 도시의 편의를 위하여 상기 복수 개의 막대형 LED들에 연결되는 박막 트랜지스터, 및 상기 박막 트랜지스터에 연결된 신호 배선들의 도시를 생략하였다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 중복된 설명을 피하기 위하여 상술한 일 실시예와 상이한 점을 위주로 설명한다. 본 실시예에서 특별히 설명하지 않은 부분은 상술한 일 실시예에 따르며, 동일한 번호는 동일한 구성 요소를, 유사한 번호는 유사한 구성 요소를 나타낸다. 도 17에 있어서, 단위 발광 영역은 제1 내지 제3 서브 화소(SPXL1, SPXL2, SPXL3)를 구비한 하나의 화소(PXL)를 포함하는 화소 영역일 수 있다.
도 17 및 도 18을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 하나 이상의 화소(PXL)를 포함할 수 있다. 각 화소(PXL)는 제1 내지 제3 서브 화소(SPXL1, SPXL2, SPXL3)를 포함할 수 있다.
상기 제1 서브 화소(SPXL1)는 기판(SUB), 제1 막대형 LED(LD1), 상기 기판(SUB)과 상기 제1 막대형 LED(LD1) 사이에 제공되는 회로 소자부, 및 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)을 포함할 수 있다.
상기 제2 서브 화소(SPXL2)는 상기 기판(SUB), 제2 막대형 LED(LD2), 상기 기판(SUB)과 상기 제2 막대형 LED(LD2) 사이에 제공되는 회로 소자부, 및 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)를 포함할 수 있다.
상기 제3 서브 화소(SPXL3)는 상기 기판(SUB), 제3 막대형 LED(LD3), 상기 기판(SUB)과 상기 제3 막대형 LED(LD3) 사이에 제공되는 회로 소자부, 및 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)를 포함할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 서브 화소(SPXL1, SPXL2, SPXL3) 각각에 구비된 상기 회로 소자부는 상기 기판(SUB) 상에 제공된 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)와 스토리지 커패시터(미도시)를 포함할 수 있다.
상기 제1 트랜지스터(T1)는 대응하는 서브 화소(SPXL1, SPXL2, SPXL3) 내부로 데이터 신호를 전달하기 위한 스위칭 트랜지스터이고, 상기 제2 트랜지스터(T2)는 상기 데이터 신호에 대응하는 구동 전류를 대응하는 막대형 LED(LD1, LD2, LD3)로 공급하기 위한 구동 트랜지스터일 수 있다. 상기 스토리지 커패시터(Cst)는 상기 데이터 신호에 대응하는 전압을 충전하고, 다음 프레임의 데이터 신호가 공급될 때까지 충전된 전압을 유지할 수 있다.
상기 제1 내지 제3 막대형 LED(LD1, LD2, LD3) 각각은 서로 상이한 색의 광을 방출하는 발광 다이오드일 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 막대형 LED(LD1)는 적색 광을 방출하는 적색 발광 다이오드일 수 있고, 상기 제2 막대형 LED(LD2)는 녹색 광을 방출하는 녹색 발광 다이오드일 수 있으며, 상기 제3 막대형 LED(LD3)는 청색 광을 방출하는 청색 발광 다이오드일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 막대형 LED(LD1)의 양단부 중 제1 단부(EP1)는 상기 기판(SUB)의 제1 방향(DR1)을 따라 연장된 제1 전극 라인(SL)에 연결된 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 상기 제1 막대형 LED(LD1)의 양단부 중 제2 단부(EP2)는 상기 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 제2-1 전극 라인(DL1)에 연결된 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다.
상기 제2 막대형 LED(LD2)의 양단부 중 제1 단부(EP1)는 상기 제1 전극 라인(SL)에 연결된 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 상기 제2 막대형 LED(LD2)의 양단부 중 제2 단부(EP2)는 상기 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 제2-2 전극 라인(DL2)에 연결된 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다.
상기 제3 막대형 LED(LD3)의 양단부 중 제1 단부(EP1)는 상기 제1 전극 라인(SL)에 연결된 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 상기 제3 막대형 LED(LD3)의 양단부 중 제2 단부(EP2)는 상기 제2 방향(DR2)을 따라 연장된 제2-3 전극 라인(DL3)에 연결된 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제2 및 제3 서브 화소(SPXL2, SPXL3)는 상기 제1 서브 화소(SPXL1)의 상기 제1 막대형 LED(LD)를 제외하고는 동일한 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 상기 제1 서브 화소(SPXL1)에 대한 설명을 통해 상기 제2 및 제3 서브 화소(SPXL2, SPXL3)의 설명을 대신하고자 한다.
상기 제1 서브 화소(SPXL1)는 격벽(PW), 제1 및 제2 컨택 전극(CNE1, CNE2)을 더 포함할 수 있다.
상기 격벽(PW)은 상기 기판(SUB) 상에서 복수 개로 제공되며 서로 이격될 수 있다. 상기 격벽(PW)은 도 18에 도시된 바와 같이, 상기 기판(SUB)에 접하는 일면(SF1), 상기 일면(SF1)에 마주보는 상면(SF2), 및 상기 일면(SF1)과 상기 상면(SF2)을 잇는 두 개의 측면(SF3)을 포함하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 격벽(PW) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 격벽(PW)의 형상에 대응되게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 대응하는 격벽(PW)의 경사도와 동일하거나 유사한 경사도를 가질 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 격벽(PW)은 서로 상이한 물질로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 반사 전극(REL1)은 도전성 물질로 구성될 수 있고, 상기 격벽(PW)은 절연 물질로 구성될 수 있다. 여기서, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제1 반사 전극(REL1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다.
상기 제1 반사 전극(REL1)은 제1 컨택 홀(CH1)을 통해 상기 제1 전극 라인(SL)에 연결되어 상기 제1 전극 라인(SL)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2-1 전극 라인(DL1)으로부터 연장되며 상기 제2-1 전극 라인(DL1)에 연결되어 상기 제2-1 전극 라인(DL1)에 인가되는 전압을 공급받을 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, RLE2) 사이에는 전계가 형성될 수 있다.
평면 상에서 볼 때, 상기 제1 전극 라인(SL)에 연결된 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 제2 반사 전극(REL2)의 좌측 및 우측으로 분기될 수 있다. 이로 인해, 상기 분기된 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 기판(SUB) 상에서 서로 교번하여 배치될 수 있다. 특히, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 평면 상에서 볼 때, 상기 분기된 제1 반사 전극(REL1)들 사이에 배치될 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 반사 전극(REL2)의 좌측으로 분기된 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에서 전계가 형성될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사 전극(REL2)의 우측으로 분기된 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에서 전계가 형성될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 이하에서는 상기 제2 반사 전극(REL2)의 좌측으로 분기된 상기 제1 반사 전극(REL1)을 제1-1 반사 전극(REL1)으로 지칭하고, 상기 제2 반사 전극(REL2)의 우측으로 분기된 상기 제1 반사 전극(REL1)을 제1-2 반사 전극(REL1)으로 지칭하기로 한다.
상기 제1 막대형 LED(LD1)는 상기 기판(SUB) 상에서 상기 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 제공될 수 있다. 구체적으로, 상기 제1 막대형 LED(LD1)는 상기 제1-1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 제공될 수 있고, 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 제1-2 반사 전극(REL1) 사이에 제공될 수 있다. 설명의 편의를 위해, 상기 제1-1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 제공된 상기 제1 막대형 LED(LD1)를 제1-1 막대형 LED(LD1)로 지칭하고, 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 제1-2 반사 전극(REL1) 사이에 제공된 상기 제1 막대형 LED(LD1)를 제1-2 막대형 LED(LD1)로 지칭한다. 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)는 상기 제1-1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 형성된 상기 전계에 의해 자가 정렬이 유도될 수 있다. 또한, 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)는 상기 제1-2 및 상기 제2 반사 전극(REL1, REL2) 사이에 형성된 상기 전계에 의해 자가 정렬이 유도될 수 있다. 여기서, 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)의 양단부(EP1, EP2)는 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)의 양단부(EP1, EP2)와 반대로 배치될 수 있다. 즉, 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)의 제2 단부(EP2)와 상기 제1-2 막대형 LED(LD)의 제2 단부(EP2)가 상기 기판(SUB) 상에서 서로 마주보며 배치될 수 있다.
상기 제1-1 반사 전극(REL1) 상에는 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)의 제1 단부(EP1)와 상기 제1-1 반사 전극(REL1)을 전기적 및/또는 물리적으로 연결하기 위한 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 또한, 상기 제1-2 반사 전극(REL1) 상에는 상기 제1-2 반사 전극(REL1)과 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)의 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 안정되게 연결하기 위한 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 평면 상에서 볼 때 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1) 각각을 커버하며 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1) 각각에 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상기 제1 단부(EP1)에 중첩될 수 있다.
상기 제2 반사 전극(REL2) 상에는 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 안정적되게 연결하기 위한 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 평면 상에서 볼 때 상기 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 중첩될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상기 제2 단부(EP2)에 중첩될 수 있다.
하기에서는, 도 17 및 도 18을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치의 구조에 대해 적층 구조에 따라 설명한다.
상기 기판(SUB) 상에 버퍼층(BFL)이 제공될 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 상기 기판(SUB)으로부터 불순물이 확산되는 것을 방지하며 상기 기판(SUB)의 평탄도를 향상시킬 수 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 단일층으로 제공될 수 있으나, 적어도 2중층 이상의 다중층으로 제공될 수도 있다. 상기 버퍼층(BFL)은 무기 재료로 이루어진 무기 절연막일 수 있다.
상기 버퍼층(BFL) 상에는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각에 포함되는 반도체 패턴(SA)이 제공될 수 있다. 상기 반도체 패턴(SA)은 소스 영역, 드레인 영역, 상기 소스 및 드레인 영역 사이에 제공되는 채널 영역을 포함할 수 있다.
상기 반도체 패턴(SA)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에는 게이트 절연층(GI)이 제공될 수 있다.
상기 게이트 절연층(GI) 상에는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각에 포함되는 게이트 전극(GE)이 제공될 수 있다. 또한, 상기 게이트 절연층(GI) 상에는 상기 제1 전극 라인(SL)이 제공될 수 있다. 여기서, 상기 게이트 전극(GE)은 주사 신호가 인가되는 주사선(미도시)에 연결될 수 있다.
상기 게이트 전극(GE) 등이 제공된 상기 기판(SUB) 상에는 제1 및 제2 층간 절연층(ILD1, ILD2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2) 각각에 포함되는 제1 및 제2 전극(EL1, EL2)이 제공될 수 있다. 또한, 상기 제2 층간 절연층(ILD2) 상에는 브릿지 패턴(BRP)이 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 전극(EL1, EL2)은 서로 다른 전극으로, 예컨대 상기 제1 전극(EL1)이 드레인 전극이면 상기 제2 전극(EL2)은 소스 전극일 수 있다. 이러한 경우, 상기 제2 트랜지스터(T2)의 상기 제1 전극(EL1)은 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다.
상기 브릿지 패턴(BRP)은 상기 제1 및 제2 층간 절연층(ILD1, ILD2)을 순차적으로 관통하는 상기 제1 컨택 홀(CH1)을 통해 상기 제1 전극 라인(SL)에 연결될 수 있다.
상기 브릿지 패턴(BRP) 등이 제공된 상기 기판(SUB) 상에는 절연층(INS)이 제공될 수 있다. 상기 절연층(INS)은 유기 재료를 포함한 유기 절연 물질일 수 있다.
상기 절연층(INS) 상에는 상기 격벽(PW)이 제공될 수 있다. 상기 격벽(PW)은 상기 절연층(INS) 상에서 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 상기 절연층(INS) 상에는 상기 발광 장치의 상기 단위 발광 영역을 정의하는 화소 정의막(PDL)이 제공될 수 있다. 상기 화소 정의막(PDL)과 상기 격벽(PW)은 동일한 절연 물질로 구성되며 동일한 레이어에 제공될 수 있다.
상기 격벽(PW)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에는 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 제공될 수 있다. 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 평면 상에서 볼 때 상기 제1-1 반사 전극(REL1)과 상기 제1-2 반사 전극(REL1) 사이에 배치될 수 있다.
여기서, 상기 제1-1 반사 전극(REL1)은 상기 절연층(INS)을 관통하는 상기 제2 컨택 홀(CH2)을 통해 상기 브릿지 패턴(BRP)에 연결될 수 있다. 따라서, 상기 제1-1 반사 전극(REL1)은 상기 브릿지 패턴(BRP), 상기 제1 및 제2 컨택 홀(CH1, CH2)을 통해 상기 제1 전극 라인(SL1)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1 전극 라인(SL1)에 인가된 전압이 상기 제1-1 반사 전극(REL1)으로 인가될 수 있다. 상기 제1-2 반사 전극(REL1)은 상기 제1-1 반사 전극(REL1)으로부터 분기되므로 상기 제1-2 반사 전극(REL1)에도 상기 제1 전극 라인(SL1)에 인가된 전압이 인가될 수 있다.
상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2 트랜지스터(T2)의 상기 제1 전극(EL1)을 노출시키는 상기 절연층(INS)의 개구부를 통해 상기 제2 트랜지스터(T2)의 상기 제1 전극(EL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 반사 전극(REL2)은 상기 제2-1 전극 라인(DL1)으로부터 연장되어 상기 제2-1 전극 라인(DL1)에 연결될 수 있다. 결국, 상기 제2 트랜지스터(T2)의 상기 제1 전극(EL1)에 인가된 전압이 상기 제2-1 전극 라인(DL1) 및 상기 제2 반사 전극(REL2)으로 인가될 수 있다.
상기 제1-1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)가 정렬될 수 있다. 또한, 상기 제1-2 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)가 정렬될 수 있다.
상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 상에 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상면 일부를 커버하는 제1 보호층(PSV1)이 제공될 수 있다. 이로 인해, 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상기 제1 및 제2 단부(EP1, EP2)는 외부로 노출될 수 있다.
상기 제1 보호층(PSV1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1-1 반사 전극(REL1) 및 상기 제1-2 반사 전극(REL1)을 커버하며 대응하는 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상기 제1 단부(EP1)를 커버할 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1-1 반사 전극(REL1)과 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)의 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1-2 반사 전극(REL1)과 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)의 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
상기 제1 컨택 전극(CNE1)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제2 보호층(PSV2)이 제공될 수 있다.
상기 제2 보호층(PSV2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1) 각각의 상기 제2 단부(EP2)를 커버할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)의 일측과 상기 제1-1 막대형 LED(LD1)의 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)의 타측과 상기 제1-2 막대형 LED(LD1)의 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
상기 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 상기 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 형성될 수 있다. 상기 제3 보호층(PSV3)은 상기 제1 막대형 LED(LD1)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 상기 제2 보호층(PSV2), 상기 제2 컨택 전극(CNE2)을 커버할 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1)의 하부에 상기 격벽(PW)을 배치하고, 상기 격벽(PW)의 높이 및 경사도 조절을 통해 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절할 수 있다. 이로 인해, 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1)의 정면 출광 효율이 향상될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 상기 제1-1 및 제1-2 반사 전극(REL1)의 높이 및 경사도를 용이하게 조절하여 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1)를 원하는 방향으로 정렬할 수 있다. 이로 인해, 상기 제1-1 및 제1-2 막대형 LED(LD1)의 정렬 불량이 최소화될 수 있다.
도 19 내지 도 27은 도 18에 도시된 발광 장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 기판(SUB) 상에 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)와 브릿지 패턴(BRP)이 형성될 수 있다. 상기 제1 및 제2 트랜지스터(T1, T2)와 상기 브릿지 패턴(BRP) 상에 상기 브릿지 패턴(BRP)의 일부를 노출하는 제2 컨택 홀(CH2)과 상기 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극(EL1)의 일부를 노출하는 개구부를 포함하는 절연층(INS)이 형성될 수 있다.
도 18 및 도 20을 참조하면, 브릿지 패턴(BRP) 등이 형성된 기판(SUB) 상에 격벽(PW)과 화소 정의막(PDL)이 형성될 수 있다. 상기 격벽(PW)과 상기 화소 정의막(PDL)은 상기 기판(SUB) 상에서 일정 간격 이격될 수 있다. 상기 격벽(PW)은 절연층(IN)에 접하는 일면(SF1)과, 상기 일면(SF1)에 마주보는 상면(SF2), 및 상기 일면(SF1)과 상기 상면(SR2)을 잇는 두 개의 측면(SF3)을 포함하는 사다리꼴 형상을 가질 수 있으며 상기 기판(SUB) 상에서 복수 개로 제공될 수 있다.
도 18 및 도 21을 참조하면, 격벽(PW) 등이 형성된 기판(SUB) 상에 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 형성될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 격벽(PW) 상에 형성되며 제2 컨택홀(CH2)을 통해 브릿지 패턴(BRP)에 연결될 수 있다. 상기 제2 반사 전극(REL2)은 절연층(INS)의 개구부를 통해 제2 트랜지스터(T2)의 제1 전극(EL1)에 연결될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 도 17에 도시된 바와 같이 분기되어 상기 제2 반사 전극(REL2)의 좌측 및 우측에 각각 배치될 수 있다. 상기 제1 반사 전극(REL1)은 상기 격벽(PW)의 경사도에 대응되는 경사를 가질 수 있다.
도 18 및 도 22를 참조하면, 제1 및 제2 반사 전극(REL1, REL2)이 제공된 기판(SUB) 상에 제1 막대형 LED(LD1)가 정렬될 수 있다. 상기 제1 막대형 LED(LD1)는 상기 제2 반사 전극(REL2)의 좌측에 배치된 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 정렬될 수 있다. 또한, 상기 제1 막대형 LED(LD1)는 상기 제2 반사 전극(REL2)의 우측에 배치된 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제2 반사 전극(REL2) 사이에 정렬될 수 있다.
도 18 및 도 23을 참조하면, 제1 막대형 LED(LD1)가 제공된 기판(SUB) 전면에 절연 물질층을 도포한 후 마스크 공정 등을 이용하여 상기 제1 막대형 LED(LD1)의 제2 단부(EP2) 및 상면과 화소 정의막(PDL)을 커버하는 절연 패턴(PSV1')이 형성될 수 있다. 여기서, 상기 제1 막대형 LED(LD1)의 제1 단부(EP1)는 외부로 노출될 수 있다.
도 18 및 도 24를 참조하면, 절연 패턴(PSV')이 형성된 기판(SUB) 상에 제1 컨택 전극(CNE1)이 형성될 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 반사 전극(REL1)을 커버하며 상기 제1 반사 전극(REL1)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 제1 막대형 LED(LD1)의 제1 단부(EP1)를 커버할 수 있다. 상기 제1 컨택 전극(CNE1)은 상기 제1 반사 전극(REL1)과 상기 제1 막대형 LED(LD1)의 상기 제1 단부(EP1)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
도 18 및 도 25를 참조하면, 제1 컨택 전극(CNE1)이 형성된 기판(SUB) 전면에 절연 물질층을 도포한 후 마스크 공정 등을 이용하여 제2 반사 전극(REL2)과 제1 막대형 LED(LD1)의 제2 단부(EP2)를 노출하는 제2 보호층(PSV2)이 형성될 수 있다. 여기서, 도 24에 도시된 절연 패턴(PSV')은 상기 마스크 공정에 의해 함께 패터닝되어 상기 제1 막대형 LED(LD2)의 제2 단부(EP2)와 상기 제2 반사 전극(REL2)을 노출하는 제1 보호층(PSV1)이 될 수 있다.
도 18 및 도 26을 참조하면, 제2 보호층(PSV2)이 형성된 기판(SUB) 상에 제2 컨택 전극(CNE2)이 형성될 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 제2 반사 전극(REL2)을 커버하며 상기 제2 반사 전극(REL2)에 연결될 수 있다. 또한, 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 제1 막대형 LED(LD1)의 제2 단부(EP2)를 커버할 수 있다. 상기 제2 컨택 전극(CNE2)은 상기 제2 반사 전극(REL2)과 상기 제1 막대형 LED(LD1)의 상기 제2 단부(EP2)를 전기적 및/또는 물리적으로 연결할 수 있다.
도 18 및 도 27을 참조하면, 제2 컨택 전극(CNE2)이 제공된 기판(SUB) 상에 제3 보호층(PSV3)이 형성될 수 있다. 상기 제3 보호층(PSV3)은 제1 막대형 LED(LD1)로 산소 및 수분이 침투하는 것을 방지하기 위해 제2 보호층(PSV2), 제2 컨택 전극(CNE2)을 커버할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광 장치는 다양한 표시 장치에 채용될 수 있다. 예를 들어, 상기 발광 장치는 텔레비젼, 노트북, 휴대폰, 스마트폰, 스마트패드(PD), 피엠피(PMP), 피디에이(PDA), 내비게이션, 스마트 워치와 같은 각종 웨어러블 기기, 등에 적용될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
CNE1, CNE2: 제1 및 제2 컨택 전극
LD: 막대형 LED PW1, PW2: 제1 및 제2 격벽
REL1, REL2: 제1 및 제2 반사 전극 SUB: 기판

Claims (20)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 배치되며 길이 방향으로 제1 단부와 제2 단부를 갖는 발광 소자;
    상기 기판 상에 배치되며 상기 발광 소자와 이격된 적어도 하나 이상의 격벽;
    상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 인접하게 배치된 제1 반사 전극 및 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 인접하게 배치된 제2 반사 전극;
    상기 제1 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제1 단부에 각각 연결된 제1 컨택 전극;
    상기 제1 컨택 전극 상에 배치되며 상기 발광 소자의 상기 제2 단부 및 상기 제2 반사 전극을 외부로 노출하는 개구부를 포함한 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치되며 상기 개구부를 통해 상기 제2 반사 전극과 상기 발광 소자의 상기 제2 단부에 각각 연결되는 제2 컨택 전극을 포함하는 발광 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극 중 어느 하나는 상기 격벽 상에 배치되는 발광 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극과 상기 격벽은 서로 상이한 물질을 포함하는 발광 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 격벽은 절연 물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 반사 전극은 도전성 물질을 포함하는 발광 장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때, 상기 제1 컨택 전극은 상기 제1 반사 전극에 중첩되고, 상기 제2 컨택 전극은 상기 제2 반사 전극에 중첩되는 발광 장치.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자는, 마이크로 스케일 혹은 나노 스케일을 갖는 원기둥 형상 혹은 다각 기둥 형상의 발광 다이오드인 발광 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 발광 소자는,
    제1 도전성 도펀트가 도핑된 제1 도전성 반도체층;
    제2 도전성 도펀트가 도핑된 제2 도전성 반도체층; 및
    상기 제1 및 제2 도전성 반도체층 사이에 제공된 활성층을 포함하는 발광 장치.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컨택 전극 중 어느 하나는 일함수가 4.1eV 보다 작은 도전성 질을 포함하고, 나머지 하나는 일함수가 7.5eV 보다 큰 도전성 물질을 포함하는 발광 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극 각각은 상기 격벽 상에 배치되는 발광 장치.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 발광 소자 사이에 제공되는 지지 부재를 더 포함하는 발광 장치.
  11. 제10 항에 있어서,
    상기 지지 부재는 절연 물질을 포함하는 발광 장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 발광 소자의 외주면에 제공되는 절연성 피막을 더 포함하는 발광 장치.
  13. 화소 영역을 포함한 기판;
    상기 화소 영역에 배치되며 적어도 하나 이상의 박막 트랜지스터를 구비한 화소; 및
    상기 박막 트랜지스터 상에 제공되어 상기 박막 트랜지스터에 연결된 발광 장치를 포함하고,
    상기 발광 장치는,
    상기 기판 상에 배치되며 길이 발향으로 제1 단부와 제2 단부를 갖는 복수의 발광 소자;
    상기 복수의 발광 소자 각각에 이격된 적어도 하나 이상의 격벽;
    각 발광 소자의 상기 제1 단부에 인접하게 배치된 제1 반사 전극 및 각 발광 소자의 상기 제2 단부에 인접하게 배치된 제2 반사 전극;
    상기 제1 반사 전극과 상기 제1 단부에 각각 연결된 제1 컨택 전극;
    상기 제1 컨택 전극 상에 배치되며 상기 제2 단부 및 상기 제2 반사 전극을 외부로 노출하는 개구부를 포함한 절연층; 및
    상기 절연층 상에 배치되며 상기 개구부를 통해 상기 제2 반사 전극과 상기 제2 단부에 각각 연결되는 제2 컨택 전극을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 반사 전극 중 어느 하나의 반사 전극은 상기 박막 트랜지스터에 연결되는 표시 장치.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극 중 어느 하나는 상기 격벽 상에 배치되는 표시 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극과 상기 격벽은 서로 상이한 물질을 포함하는 표시 장치.
  16. 제15 항에 있어서,
    상기 격벽은 절연 물질을 포함하고, 상기 제1 및 제2 반사 전극은 도전성 물질을 포함하는 표시 장치.
  17. 제13 항에 있어서,
    평면 상에서 볼 때, 상기 제1 컨택 전극은 상기 제1 반사 전극에 중첩되고, 상기 제2 컨택 전극은 상기 제2 반사 전극에 중첩되는 표시 장치.
  18. 제13 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 소자 각각은, 마이크로 스케일 혹은 나노 스케일을 갖는 원기둥 형상 혹은 다각 기둥 형상의 발광 다이오드인 표시 장치.
  19. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 컨택 전극 중 어느 하나는 일함수가 4.1eV 보다 작은 도전성 물질을 포함하고, 나머지 하나는 일함수가 7.5eV 보다 큰 도전성 물질을 포함하는 표시 장치.
  20. 제13 항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 반사 전극 각각은 상기 격벽 상에 배치되는 표시 장치.
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