KR102634305B1 - LED pixel unit - Google Patents
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Abstract
개시된 LED 픽셀 유닛은, 상면으로부터 하면까지 이어진 제1 홀, 제2 홀 및 제3 홀을 갖는 광 쉴드 월(light shield wall); 상기 제1 홀을 메우도록 배치된 제1 단위 발광체; 상기 제2 홀을 메우도록 배치된 제2 단위 발광체; 및 상기 제3 홀을 메우도록 배치된 제3 단위 발광체를 포함하며, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체는 각각 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀 각각의 내측 상부에 배치되는 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터와, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 각각의 아래에 위치하는 제1 LED칩, 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩과, 각각이 상기 제1 색 필터와 상기 제1 LED칩 사이, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 LED칩 사이, 및 상기 제3 색 필터와 상기 제3 LED칩 사이에 위치하는 제1 파장변환부, 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부를 포함하며, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩으로부터 받은 동일 파장의 광을 백색광으로 만들고, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광으로부터 제1, 제2 및 제3 파장의 광을 분리하여 방출한다.The disclosed LED pixel unit includes a light shield wall having a first hole, a second hole, and a third hole extending from the upper surface to the lower surface; a first unit light emitting body disposed to fill the first hole; a second unit light emitting body arranged to fill the second hole; and a third unit light emitter arranged to fill the third hole, wherein the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter are respectively the first hole, the second hole, and the third unit light emitter. A first color filter, a second color filter, and a third color filter disposed on an upper inner side of each hole, and a first LED located below each of the first color filter, the second color filter, and the third color filter. chip, the second LED chip and the third LED chip, each between the first color filter and the first LED chip, between the second color filter and the second LED chip, and between the third color filter and the It includes a first wavelength conversion unit, a second wavelength conversion unit, and a third wavelength conversion unit located between the third LED chips, wherein the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength. The first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter convert the light of the same wavelength received from the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip into white light. , the first color filter, the second color filter, and the third color filter separate and emit light of first, second, and third wavelengths from the white light.
Description
본 발명은 LED 픽셀 유닛에 관한 것으로, 더 상세하게는, LED 디스플레이 장치에서 하나의 픽셀(pixel)을 구성하는 LED 픽셀 유닛에 관한 것이다.The present invention relates to an LED pixel unit, and more specifically, to an LED pixel unit that constitutes one pixel in an LED display device.
통상적인 풀-컬러 LED 디스플레이 장치에 있어서, 각 픽셀은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED로 구성된다. 또한, 근래 들어서는, 적색 LED, 녹색 LED, 청색 LED 및 백색 LED로 각 픽셀을 구성하는 LED 디스플레이 장치도 제안된 바 있다. 통상은 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED 각각이 패키지 단위로 제작되어 기판 상에 실장되는데, 이 경우, 각 픽셀을 구성하는 LED들 사이가 멀어져 고품질의 해상도를 얻기 어렵다. 그리고 패키지 단위의 LED들로 픽셀을 구성할 경우, 최근 주목받고 있는 마이크로 LED 디스플레이 장치에 적용이 어려웠다. 또한, 종래에는 하나의 패키지 내에 하나의 픽셀을 구성하는 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED를 실장한 LED 픽셀유닛이 제안된 바 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 내 LED들 사이, 즉, 서브픽셀들 간 간격이 감소되지만, 픽셀간 간격을 줄이기는 어려웠다. 또한, 적색 LED, 녹색 LED 및 청색 LED들 사이에 광의 간섭이 발생할 수 있었다. In a typical full-color LED display device, each pixel is composed of a red LED, a green LED, and a blue LED. Additionally, in recent years, an LED display device in which each pixel is composed of red LED, green LED, blue LED, and white LED has been proposed. Typically, red LED, green LED, and blue LED are each manufactured as a package and mounted on a board. In this case, the LEDs that make up each pixel are spaced apart, making it difficult to obtain high-quality resolution. And when pixels are composed of package-level LEDs, it was difficult to apply them to the micro LED display device that has recently been attracting attention. Additionally, in the past, an LED pixel unit has been proposed in which red LED, green LED, and blue LED that constitute one pixel are mounted in one package. In this case, the spacing between LEDs within one pixel, that is, between subpixels, is reduced, but it is difficult to reduce the spacing between pixels. Additionally, light interference may occur between the red LED, green LED, and blue LED.
본 발명이 해결하는 과제는 LED 디스플레이 장치에 적용될 때, 픽셀들 사이의 거리, 그리고, 각 픽셀 내 LED들 사이의 거리를 최소화할 있는 LED 픽셀 유닛을 제공하는 것이다. The problem solved by the present invention is to provide an LED pixel unit that can minimize the distance between pixels and the distance between LEDs within each pixel when applied to an LED display device.
본 발명의 일측면에 따른 LED 픽셀 유닛은, 상면으로부터 하면까지 이어진 제1 홀, 제2 홀 및 제3 홀을 갖는 광 쉴드 월(light shield wall); 상기 제1 홀을 메우도록 배치된 제1 단위 발광체; 상기 제2 홀을 메우도록 배치된 제2 단위 발광체; 및 상기 제3 홀을 메우도록 배치된 제3 단위 발광체를 포함하며, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체는 각각 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀 각각의 내측 상부에 배치되는 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터와, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 각각의 아래에 위치하는 제1 LED칩, 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩과, 각각이 상기 제1 색 필터와 상기 제1 LED칩 사이, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 LED칩 사이, 및 상기 제3 색 필터와 상기 제3 LED칩 사이에 위치하는 제1 파장변환부, 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부를 포함하며, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩으로부터 받은 광을 백색광으로 만들고, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광으로부터 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장의 광을 분리하여 방출한다.An LED pixel unit according to one aspect of the present invention includes a light shield wall having a first hole, a second hole, and a third hole extending from the upper surface to the lower surface; a first unit light emitting body disposed to fill the first hole; a second unit light emitting body arranged to fill the second hole; and a third unit light emitter arranged to fill the third hole, wherein the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter are respectively the first hole, the second hole, and the third unit light emitter. A first color filter, a second color filter, and a third color filter disposed on an upper inner side of each hole, and a first LED located below each of the first color filter, the second color filter, and the third color filter. chip, the second LED chip and the third LED chip, each between the first color filter and the first LED chip, between the second color filter and the second LED chip, and between the third color filter and the It includes a first wavelength conversion unit, a second wavelength conversion unit, and a third wavelength conversion unit located between the third LED chips, wherein the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength. The first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter convert the light received from the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip into white light, and the third wavelength converter converts the light received from the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip into white light. The first color filter, the second color filter, and the third color filter separate and emit light of a first wavelength, a second wavelength, and a third wavelength from the white light.
일 실시예에 따라, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 각각 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부, 상기 제3 파장변환부와 접해 있는 광방출면과, 상기 광 방출면과 대향되며 외부로 노출되는 패드 형성면을 포함한다.According to one embodiment, the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light in contact with the first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit, respectively. It includes a surface and a pad formation surface that faces the light emitting surface and is exposed to the outside.
일 실시예에 따라, 상기 패드 형성면에 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드가 구비되며, 상기 제1 도전형 전극패드와 상기 제2 도전형 전극패드는 상기 광 쉴드 월의 하면 아래로 돌출되어 플립 타입을 형성한다.According to one embodiment, a first conductive electrode pad and a second conductive electrode pad are provided on the pad formation surface, and the first conductive electrode pad and the second conductive electrode pad are formed on the lower surface of the light shield wall. It protrudes downward to form a flip type.
일 실시예에 따라, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터의 상면과 상기 광 쉴드 월의 상면과 동일 레벨 상에 있다.According to one embodiment, top surfaces of the first color filter, the second color filter, and the third color filter are on the same level as the top surface of the light shield wall.
일 실시예에 따라, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 동일 높이를 형성한다.According to one embodiment, the first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit form the same height.
일 실시예에 따라, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 전력 인가에 따라 400 ~ 480nm 파장의 청색광을 발하는 청색 LED칩이고, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 황색 형광체일 수 있다.According to one embodiment, the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip are blue LED chips that emit blue light with a wavelength of 400 to 480 nm depending on the application of power, and the first wavelength conversion unit and the third LED chip The second wavelength conversion unit and the third wavelength conversion unit may be a yellow phosphor.
일 실시예에 따라, 상기 제1, 제2 및 제3홀은 수직 또는 경사진 홀을 형성한다.According to one embodiment, the first, second and third holes form vertical or inclined holes.
일 실시예에 따라, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 백색광에서 적색광, 녹색광 및 적색광을 분리하여 내보내는 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터일 수 있다.According to one embodiment, the first color filter, the second color filter, and the third color filter may be a red filter, a green filter, and a blue filter that separate red light, green light, and red light from white light.
일 실시예에 따라, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부 각각은 녹색 형광체 및 적색 형광체를 포함하는 두 개 이상의 형광체가 혼합되어 형성된다.According to one embodiment, the first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit are each formed by mixing two or more phosphors including a green phosphor and a red phosphor.
일 실시예에 따라, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 각각 상기 광방출면 포함하는 제1 도전형 반도체층과, 상기 패드 형성면을 포함하는 제2 도전형 반도체층과, 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 형성되는 활성층을 포함한다.According to one embodiment, the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip each include a first conductive type semiconductor layer including the light-emitting surface, and a second conductive type semiconductor layer including the pad formation surface. It includes a semiconductor layer and an active layer formed between the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
일 실시예에 따라, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 각각 상기 광방출면을 포함하는 투명 반도체 성장기판과, 상기 투명 반도체 성장 기판에서 성장된 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함한다.According to one embodiment, the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip each include a transparent semiconductor growth substrate including the light emission surface, and a first conductive type grown on the transparent semiconductor growth substrate. It includes a semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer.
일 실시예에 따라, 상기 투명 반도체 성장 기판의 측면 적어도 일부는 상기 광 쉴드 월의 내측면과 접해 있고, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층 중 적어도 하나는 측면이 상기 광 쉴드 월과 접촉 없이 외부로 노출된다.According to one embodiment, at least a portion of a side surface of the transparent semiconductor growth substrate is in contact with an inner surface of the optical shield wall, and at least one of the first conductivity type semiconductor layer, the active layer, and the second conductivity type semiconductor layer has a side surface of the optical shield wall. It is exposed to the outside without contact with the shield wall.
본 발명의 다른 측면에 따라 LED 픽셀 유닛 제조방법이 제공되며, 이 LED 픽셀 유닛 제조방법은 제1 단위 발광체, 제2 단위 발광체 및 제3 단위 발광체를 제작하는 단계; 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체가 이격되도록, 그리고, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체를 각각 포함하는 제1 그룹과 제2 그룹이 서로 이격되도록, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체를 어레이 하는 단계; 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체 사이와 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이를 메우는 광 쉴드 월을 형성하는 광 쉴드 월 형성 단계; 및 상기 제1 그룹과 상기 제2 그룹 사이가 분리되도록, 상기 광 쉴드 월을 절단하는 단계를 포함하며, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체는 각각이 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 제1 LED칩, 제2 LED칩 및 제3 LED칩과, 제1 LED칩, 제2 LED칩 및 제3 LED칩의 상기 광방출면 상에 적층 형성된 제1 파장변환부, 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부와, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부 상에 적층 형성된 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터를 포함하며, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부는 상기 동일 파장의 광을 백색광으로 만들며, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광에서 서로 다른 파장의 광을 분리하여 내보낸다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an LED pixel unit, which method includes manufacturing a first unit light emitter, a second unit light emitter, and a third unit light emitter; The first unit light emitting body, the second unit light emitting body, and the third unit light emitting body are spaced apart, and the first group and the second unit light emitting body each include the first unit light emitting body, the second unit light emitting body, and the third unit light emitting body. Arranging the first unit light emitting body, the second unit light emitting body, and the third unit light emitting body so that the groups are spaced apart from each other; A light shield wall forming step of forming a light shield wall filling between the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter and between the first group and the second group; and cutting the light shield wall to separate the first group from the second group, wherein the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter each form an electrode pad. The light emission of the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip including a surface and a light emission surface opposite to the electrode pad formation surface, and the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip. A first wavelength converter, a second wavelength converter, and a third wavelength converter stacked on a surface, and a first wavelength converter stacked on the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter. It includes a color filter, a second color filter, and a third color filter, wherein the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength, and the first wavelength conversion unit and the third LED chip emit light of the same wavelength. The second wavelength converter and the third wavelength converter convert the light of the same wavelength into white light, and the first color filter, the second color filter, and the third color filter separate light of different wavelengths from the white light. send.
일 실시예에 따라, 상기 제1 단위 발광체, 제2 단위 발광체 및 제3 단위 발광체를 제작하는 단계는, 임시기판 상에 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터를 포함하는 색 필터 어레이막을 형성하는 단계; 상기 색 필터 어레이막 상에 파장변환부를 형성하여, 상기 색 필터 어레이막과 상기 파장변환부의 적층막을 형성하는 단계; 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 LED 웨이퍼를 제작하는 단계; 상기 파장변환부가 상기 광방출면에 접하도록 상기 적층막을 상기 LED 웨이퍼에 적층하여 발광체 플레이트를 제작하는 단계; 및 상기 발광체 플레이트로부터 상기 제1 LED칩, 상기 제1 파장변환부 및 제1 색 필터를 포함하는 제1 단위 발광체와, 상기 제2 LED칩, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제2 색 필터를 포함하는 제2 단위 발광체와, 상기 제3 LED칩, 상기 제3 파장변환부 및 제3 색 필터를 포함하는 제3 단위 발광체를 분리하도록, 상기 발광체 플레이트를 절단하는 단계를 포함한다. According to one embodiment, the step of manufacturing the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter includes a color filter including a first color filter, a second color filter, and a third color filter on a temporary substrate. forming an array film; Forming a wavelength conversion unit on the color filter array film to form a laminated film of the color filter array film and the wavelength conversion unit; Manufacturing an LED wafer including an electrode pad formation surface and a light-emitting surface opposing the electrode pad formation surface; manufacturing a light emitter plate by laminating the lamination film on the LED wafer so that the wavelength conversion portion is in contact with the light emitting surface; and a first unit light emitter including the first LED chip, the first wavelength conversion unit, and the first color filter, and the second LED chip, the second wavelength conversion unit, and the second color filter from the light emitter plate. It includes cutting the light emitter plate to separate the second unit light emitter including the third LED chip, the third wavelength converter, and the third color filter.
일 실시예에 따라, 상기 색 필터 어레이막을 형성하는 단계는, 상기 임시기판 상의 여러 개소 각각에 제1 색 필터를 형성하는 단계와, 상기 제1 색 필터를 피해 그리고 상기 제1 색 필터와 연속되게 상기 임시기판 상의 여러 개소에 제2 색 필터를 형성하는 단계와, 상기 제1 색 필터와 상기 제2 색 필터를 피해 그리고 상기 제2 색 필터와 연속되게 상기 임시기판 상의 여러 개소에 제3 색 필터를 형성하는 단계를 포함한다.According to one embodiment, forming the color filter array film includes forming a first color filter at each of several locations on the temporary substrate, avoiding the first color filter and being continuous with the first color filter. forming a second color filter at several locations on the temporary substrate, and forming a third color filter at several locations on the temporary substrate to avoid the first color filter and the second color filter and to be continuous with the second color filter. It includes the step of forming.
일 실시예에 따라, 상기 적층막을 형성하는 단계는 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터를 모두 덮는 파장변환부를 상기 색 필터 어레이막 상의 일면 전 영역에 걸쳐 균일 두께로 형성한다.According to one embodiment, forming the laminated film includes forming a wavelength conversion part covering all of the first color filter, the second color filter, and the third color filter to a uniform thickness over the entire area of one surface of the color filter array film. form
일 실시예에 따라, 상기 LED 웨이퍼를 제작하는 단계는, 사파이어 웨이퍼의 상면에 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 차례로 성장시키는 단계와, 복수의 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층 및 활성층을 식각 제거하여 상기 제1 도전형 반도체층을 여러 영역에서 노출시키는 단계와, 상기 여러 영역 각각에 제1 도전형 전극 패드를 형성하고, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 상기 제1 도전형 전극패드와 쌍을 이루는 제2 도전형 전극패드를 형성하여, 상기 LED 웨이퍼의 일면을 복수의 전극 패드 쌍이 구비된 상기 전극 패드 형성면으로 형성하고 상기 LED 웨이퍼의 타면을 상기 광방출면으로 형성하는 단계를 포함한다.According to one embodiment, manufacturing the LED wafer includes sequentially growing a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on the upper surface of the sapphire wafer, and growing the second conductive semiconductor layer in a plurality of regions. exposing the first conductive semiconductor layer in several regions by etching and removing the semiconductor layer and the active layer, forming a first conductive electrode pad in each of the several regions, and forming a first conductive electrode pad on the second conductive semiconductor layer. By forming a second conductive type electrode pad paired with the first conductive type electrode pad, one side of the LED wafer is formed as the electrode pad formation surface provided with a plurality of electrode pad pairs, and the other side of the LED wafer is formed as the light emitting surface. It includes the step of forming into cotton.
일 실시예에 따라, 상기 발광체 플레이트를 절단하는 단계는, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체 각각이 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 중 어느 하나와 복수의 전극 패드 쌍 중 어느 하나를 포함하도록, 상기 발광체 플레이트를 절단하는 것을 포함한다.According to one embodiment, the step of cutting the light emitter plate includes the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter, respectively, the first color filter, the second color filter, and the third color. and cutting the illuminant plate to include any one of a filter and one of a plurality of electrode pad pairs.
일 실시예에 따라, 상기 사파이어 웨이퍼의 하면이 상기 광방출면을 구성하고, 상기 발광체 플레이트를 제작하는 단계는 상기 파장변환부를 상기 사파이어 웨이퍼의 하면과 직접 접촉시킬 수 있다.According to one embodiment, the lower surface of the sapphire wafer constitutes the light-emitting surface, and the step of manufacturing the light emitter plate may bring the wavelength conversion unit into direct contact with the lower surface of the sapphire wafer.
일 실시예에 따라, 상기 LED 웨이퍼를 제작하는 단계는 상기 사파이어 웨이퍼를 상기 제1 도전형 반도체층, 상기 활성층 및 상기 제2 도전형 반도체층을 포함하는 에피층으로부터 분리하는 단계를 더 포함하며, 상기 발광체 플레이트를 제작하는 단계는 상기 파장변환부를 상기 사파이어 웨이퍼 기판이 분리된 상기 에피층의 일면에 직접 접촉시킬 수 있다.According to one embodiment, the step of manufacturing the LED wafer further includes separating the sapphire wafer from the epi layer including the first conductive semiconductor layer, the active layer, and the second conductive semiconductor layer, In the step of manufacturing the light emitter plate, the wavelength conversion unit may be brought into direct contact with one surface of the epitaxial layer from which the sapphire wafer substrate is separated.
일 실시예에 따라, 상기 제1 단위 발광체, 제2 단위 발광체 및 제3 단위 발광체를 어레이 하는 단계에서, 상기 제1 단위 발광체, 제2 단위 발광체 및 제3 단위 발광체는 동일 레벨을 갖는 평면 상에 동일 높이로 배치되며, 상기 광 쉴드 월을 형성하는 단계는 적어도 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터를 전체적으로 덮는 높이로 형성된다. According to one embodiment, in the step of arranging the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter, the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter are on a plane having the same level. They are arranged at the same height, and the step of forming the light shield wall is formed at a height that entirely covers at least the first color filter, the second color filter, and the third color filter.
본 발명의 또 다른 측면에 따라 LED 픽셀 유닛이 제공되며, 상기 LED 픽셀 유닛은, 제1 단위 발광체. 제2 단위 발광체 및 제3 단위 발광체와; 상기 제1 단위 발광체와 상기 제2 단위 발광체 사이, 상기 제2 단위 발광체와 상기 제3 단위 발광체 사이, 그리고 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제 3단위 발광체의 외측면을 둘러싸도록 형성되는 광 쉴드 월을 포함하며, 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체 각각은, 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 제1 LED 칩, 제 2LED 칩 및 제3 LED칩과, 상기 제1 LED 칩, 상기 제2 LED 칩 및 상기 제3 LED칩의 상기 광 방출면 상에 각각 형성된 제1파장변환부, 제2파장변환부 및 제3파장변환부와, 상기 제1파장변환부, 제2파장변환부 및 제3파장변환부 상에 각각 형성되는 제1 색 필터, 제2 색 필터, 제3 색 필터를 포함하며, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부는 상기동일파장의광을 백색광으로 변환하며, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광을 서로 다른 파장의 광으로 분리하여 내보내다.According to another aspect of the present invention, an LED pixel unit is provided, wherein the LED pixel unit is a first unit light emitter. a second unit light emitter and a third unit light emitter; Between the first unit light emitting body and the second unit light emitting body, between the second unit light emitting body and the third unit light emitting body, and surrounding the outer surfaces of the first unit light emitting body, the second unit light emitting body, and the third unit light emitting body. It includes a light shield wall formed, wherein each of the first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter includes an electrode pad formation surface and a light emission surface opposite to the electrode pad formation surface. An LED chip, a second LED chip, and a third LED chip, and a first wavelength conversion unit and a second wavelength conversion unit formed on the light emission surfaces of the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip, respectively. And a third wavelength conversion unit, and a first color filter, a second color filter, and a third color filter formed on the first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit, respectively, The first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength, and the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter convert light of the same wavelength into white light. The first color filter, the second color filter, and the third color filter separate the white light into light of different wavelengths and emit it.
여기에서, 상기 패드 형성면에 제1 도전형 전극패드와 제2 도전형 전극패드가 구비되며, 상기 제1 도전형 전극패드와 상기 제2 도전형 전극패드는 상기 광 쉴드 월의 하면 아래로 돌출되고, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터의 상면과 상기 광 쉴드 월의 상면과 동일 레벨 상에 있으며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 동일 높이를 형성한다.Here, a first conductive electrode pad and a second conductive electrode pad are provided on the pad formation surface, and the first conductive electrode pad and the second conductive electrode pad protrude below the lower surface of the light shield wall. and are on the same level as the upper surfaces of the first color filter, the second color filter, and the third color filter and the upper surface of the light shield wall, and the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the light shield wall. The third wavelength conversion unit forms the same height.
본 발명에 따르면, LED 디스플레이 장치에 적용될 때, 픽셀들 사이의 거리, 그리고, 각 픽셀 내 서브픽셀들 사이의 거리를 최소화할 있는 LED 픽셀 유닛이 제공되며, 이 LED 픽셀 유닛은 일반 LED 디스플레이 장치는 물론이고 마이크로 LED 디스플레이 장치에 적용할 수 있다. 기존 LED 디스플레이 장치에서 픽셀 크기가 대략 200㎛2로 크기를 줄이는데 있어서 한계가 있었지만, 본 발명에 따르면, 픽셀 크기를 UHD급 디스플레이로 적용할 수 있는, 대략 100㎛2 이하로 크게 줄일 수 있다. 또한, 본 발명에 따르면, 제고 공정이 간단하다는 장점이 있다. 또한, 서브픽셀을 구성하는 단위발광체들 사이에 광 간섭을 거의 완전히 차단할 수 있다.According to the present invention, when applied to an LED display device, an LED pixel unit is provided that can minimize the distance between pixels and the distance between subpixels within each pixel, and this LED pixel unit is a general LED display device. Of course, it can be applied to micro LED display devices. In existing LED display devices, there was a limit to reducing the pixel size to approximately 200㎛2 , but according to the present invention, the pixel size can be greatly reduced to approximately 100㎛2 or less, which can be applied to a UHD level display. Additionally, according to the present invention, there is an advantage that the manufacturing process is simple. In addition, light interference between unit light emitters constituting a subpixel can be almost completely blocked.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 픽셀 유닛을 도시한 평면도이다.
도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 LED 픽셀 유닛이 적용된 마이크로 LED 디스플레이 패널을 도시한 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 픽셀 유닛 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 도 4에 도시된 LED 픽셀 유닛 제조 방법의 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 상기 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계에서 색 필터 어레이막과 파장변환부를 형성하는 단계들을 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 상기 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계에서 LED 웨이퍼를 제작하는 단계를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 LED 웨이퍼를 제작하는 단계의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.1 is a plan view showing an LED pixel unit according to an embodiment of the present invention.
Figure 2 is a cross-sectional view taken along II in Figure 1;
FIG. 3 is a plan view showing a micro LED display panel to which the LED pixel unit shown in FIG. 1 is applied.
Figure 4 is a diagram for explaining a method of manufacturing an LED pixel unit according to an embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a diagram for specifically explaining the first, second, and third unit light emitting unit manufacturing steps of the LED pixel unit manufacturing method shown in FIG. 4.
FIG. 6 is a diagram for explaining the steps of forming a color filter array film and a wavelength conversion unit in the first, second, and third unit light emitting unit manufacturing steps.
Figure 7 is a diagram for explaining the step of manufacturing an LED wafer in the first, second, and third unit light emitter manufacturing steps.
Figure 8 is a diagram for explaining another example of the step of manufacturing an LED wafer.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 픽셀 유닛을 도시한 평면도이고, 도 2는 도 1의 I-I를 따라 취해진 단면도이며, 도 3은 도 1에 도시된 LED 픽셀 유닛이 적용된 마이크로 LED 디스플레이 패널을 도시한 평면도이다.FIG. 1 is a plan view showing an LED pixel unit according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line II of FIG. 1, and FIG. 3 is a micro LED display panel to which the LED pixel unit shown in FIG. 1 is applied. This is a floor plan showing.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 픽셀 유닛(1)은 크게 광 쉴드 월(100)과, 제1, 제2 및 제2 단위 발광체(200, 300, 400)를 포함한다.1 to 3, the
상기 광 쉴드 월(100)은 서로 평행한 상면과 하면을 포함하며, 상기 광 쉴드 월(100)의 상면으로부터 하면까지 수직으로 제1 수직홀(101), 제2 수직홀(102) 및 제3 수직홀(103)이 나란하게 형성된다. 상기 광 쉴드 월(100)이 직육면체 형상을 갖는 제1, 제2 및 제3 단위 발광체(200, 300, 400) 각각의 측면들을 덮도록 형성되는 것에 의해, 상기 제1 수직홀(101), 제2 수직홀(102) 및 제3 수직홀(103)이 대략 사각형으로 형성될 수 있다. 수직 홀 대신에 경사진 홀이 이용될 수도 있다.The
상기 제1 단위 발광체(200)는, 상기 제1 수직홀(101)을 메우도록 배치되는 것으로, 상기 제1 수직홀(101)의 내측 상부에 배치되는 제1 색 필터(230)와, 상기 제1 색 필터(230)의 수직 아래쪽에 배치되는 제1 LED칩(210)과, 상기 제1 색 필터(230)와 상기 제1 LED칩(210)사이에 위치하는 제1 파장변환부(220)을 포함한다.The first unit
또한, 상기 제2 단위 발광체(300)는, 상기 제2 수직홀(102)을 메우도록 배치되는 것으로, 상기 제2 수직홀(102)의 내측 상부에 배치되는 제2 색 필터(330)와, 상기 제2 색 필터(330)의 수직 아래쪽에 배치되는 제2 LED칩(310)과, 상기 제2 색 필터(330)와 상기 제2 LED칩(310)사이에 위치하는 제2 파장변환부(320)을 포함한다.In addition, the second
또한, 상기 제3 단위 발광체(400)는, 상기 제3 수직홀(103)을 메우도록 배치되는 것으로, 상기 제3 수직홀(103)의 내측 상부에 배치되는 제3 색 필터(430)와, 상기 제3 색 필터(430)의 수직 아래쪽에 배치되는 제3 LED칩(410)과, 상기 제3 색 필터(430)와 상기 제3 LED칩(410)사이에 위치하는 제3파장변환부(420)을 포함한다.In addition, the third
이때, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 모두 동일한 청색 파장대의 광을 발한다. 또한, 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420)은, 황색 형광체를 포함하는 파장변환부로서, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)으로부터 받은 청색 파장대의 광을 파장변환하여 파장변환된 광과 그렇지 않은 광의 혼합에 의해 백색광을 만든다.At this time, the
상기 제1 색 필터(230)는 상기 제1 LED칩(210)과 상기 제1 파장변환부(220)의 조합으로부터 얻은 백색광으로부터 제1 파장의 광, 즉, 적색광만을 분리하여 방출한다. 또한, 상기 제2 색 필터(330)는 상기 제2 LED칩(310)과 상기 제2 파장변환부(320)의 조합으로부터 얻은 백색광으로부터 제2 파장의 광, 즉, 녹색광만을 분리하여 방출한다. 또한, 상기 제3 색 필터(430)는 상기 제3 LED칩(410)과 상기 제3 파장변환부(420)의 조합으로부터 얻은 백색광으로부터 제3 파장의 광, 즉, 청색광만을 분리하여 방출한다. 따라서, 상기 LED 픽셀유닛(1)은 칩 단위의 제1 단위 발광체(200), 제2 단위 발광체(300) 및 제3 단위 발광체(400)가 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 발하는 서브픽셀들을 구성하여 LED 디스플레이 패널 내 하나의 픽셀을 형성한다. The
본 실시예에 따르면, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 각각 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320), 상기 제3 파장변환부(330)과 접해 있는 광방출면과, 상기 광 쉴드 월(100)의 제1 수직홀(101), 제2 수직홀(102) 및 제3 수직홀(102)의 하부를 통해 외부로 노출되는 패드 형성면을 포함한다. 이하 자세히 설명되는 바와 같이, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410) 각각은 제1, 제2 및 제3 파장변환부(220, 320, 420)과 접해 있는 광방출면과 대향되게 위치한 패드 형성면에 제1 도전형 전극패드 및 제2 도전형 전극패드(E1, E2)를 구비하며, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 제1 도전형 전극패드(E1) 및 제2 도전형 전극패드(E2) 및 이와 연결된 솔더 범프(미도시됨)들을 통해 외부에서 전력을 공급받아 개별 구동될 수 있다. 이때, 상기 제1 도전형 전극패드(E1) 및 제2 도전형 전극패드(E2)는, 상기 광 쉴드 월(100)의 하면 아래로 돌출되어, 외부 기판(미도시됨) 상의 전극(미도시됨)들과 연결된 범프(미도시됨)들과 용이하게 접속될 수 있다.According to this embodiment, the
한편, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 각각 상기 광방출면을 포함하는 상부에 포함하는 투명 반도체 성장기판(211, 311, 411)과, 상기 투명 반도체 성장 기판(211, 311, 411) 상에서 성장된 제1 도전형 반도체층(212, 312, 412), 활성층(213, 313, 413) 및 제2 도전형 반도체층(214, 314, 414)을 포함한다. 투명 반도체 성장기판(211, 311, 411)은 사파이어 기판일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(212, 312, 412), 활성층(213, 313, 413) 및 제2 도전형 반도체층(214, 314, 414)은 상기 사파이어 기판(211, 311, 411) 상에서 성장된 질화갈륨계 화합물 반도체층일 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(212, 312, 412)은 n형 반도체층이고, 상기 제2 도전형 반도체층(214, 314, 414)은 p형 반도체층일 수 있다. 상기 활성층(213, 313, 413)은 멀티 퀀텀웰을 포함할 수 있다.Meanwhile, the
상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)는 상기 광 쉴드 월(100)의 제1 수직홀(101), 제2 수직홀(102) 및 제3 수직홀(103) 각각의 내부에 수용된 채 상기 광 쉴드 월(100)의 내측 벽면과 접하여 서로에 대해 격리된다. 이에 더하여, 상기 제1, 제2 및 제3 파장변환부(220, 320, 420)과, 제1, 제2, 제3 LED칩(210, 310, 310)의 투명 반도체 성장 기판들(211, 311, 411)도 광 쉴드 월(100)의 제1 수직홀(101), 제2 수직홀(102) 및 제3 수직홀(103) 각각의 내부에 수용된 채 상기 광 쉴드 월(100)의 내측 벽면과 접하여 서로에 대해 격리된다. 따라서, 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400) 각각의 적색광, 녹색광 및 청색광이 복잡한 패키지 구조 또는 격벽의 채용 없이도 상기 광 쉴드 월(100) 내에서 섞이지 않고 방출될 수 있다. 상기 광 쉴드 월(100)은 이하 설명되는 것과 같이 블랙 컬러의 바디에 의해 형성될 수 있다.The
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 투명 반도체 성장 기판(211, 311, 411)의 측면 적어도 일부는 상기 광 쉴드 월(100)의 내측면과 접해 있되, 상기 제1 도전형 반도체층(212, 312, 412), 활성층(213, 313, 413) 및 제2 도전형 반도체층(214, 314, 414) 모두 또는 일부의 측면이 상기 광 쉴드 월(100)과 접촉 없이 외부로 노출되는 것이 바람직하다. 상기 상기 제1 도전형 반도체층(212, 312, 412), 활성층(213, 313, 413) 및 제2 도전형 반도체층(214, 314, 414)의 적어도 일부가 상기 광 쉴드 월(100) 바깥쪽 나와 있음으로 해서, 상기 광 쉴드 월(100)이 광을 흡수하는 것으로 인한 광의 손실을 최소화할 수 있다.As mentioned before, at least a portion of the side surface of the transparent
한편, 광의 균일한 분포를 위해, 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)의 상면과 상기 광 쉴드 월의 상면과 동일 레벨 상에 있는 것이 바람한데, 이는 이하 자세히 설명되는 LED 픽셀 유닛 제조방법에 의해 쉽게 그리고 간단하게 달성될 수 있다. 또한, 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420) 또한, 균일한 광 분포를 위해, 동일 레벨 상에 있는 것이 바람직하며, 이 또한 이는 이하 자세히 설명되는 LED 픽셀 유닛 제조방법에 의해 쉽게 그리고 간단하게 달성될 수 있다.Meanwhile, for uniform distribution of light, the upper surfaces of the
앞에서 언급한 바와 같이, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 전력 인가에 따라 400 ~ 480nm 파장의 청색광을 발하는 청색 LED칩인 것이 바람직하며, 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420)은 황색 형광체인 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)는 백색광으로부터 적색광, 녹색광 및 적색광을 분리하여 내보내는 적색 필터, 녹색 필터 및 청색 필터인 것이 바람직하다. 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)는, LED칩들(210, 310, 410)이 동일 기판 상에서 동일 공정으로 성장된 동일한 LED칩들이고, 파장변환부들(220, 320, 420)들이 하나의 큰 파장변환부로부터 분리되어 얻어진 동일 파장변환부들이어서, 상기 제1, 제2 및 제2 색 필터(230, 330, 430) 이전까지는 서로 동일한 백색광을 만들지만, 상기 제1, 제2 및 제2 색 필터(230, 330, 430)에 의해, 특정 파장의 광, 즉, 적색광, 녹색광 및 청색광을 분리하여 방출할 수 있다.As mentioned before, the
한편, 전술한 것과 같이 제조된 LED 픽셀 유닛(1)은 동일 공정으로 제작된 동일 LED 픽셀 유닛들과 함께 도 4에 도시된 것과 같이 소정의 기판에 행렬 배열된다. 이때,LED 픽셀 유닛들 각각의 단위 발광체들은 LED칩들 각각의 패드 형성면에 구비된 제1 도전형 전극패드 및 제2 도전형 전극패드가 LED칩 개별 구동용 기판 상에 구비된 전극들과 솔더 범프들에 의해 플립칩 본딩된다. Meanwhile, the
이제 도 4 내지 도 8을 참조하여 전술한 LED 픽셀 유닛을 제조하는 방법에 대해 설명한다.Now, a method of manufacturing the above-described LED pixel unit will be described with reference to FIGS. 4 to 8.
도 4는 본 발명에 따른 LED 픽셀 유닛 제조 방법을 설명하기 위한 도면이고, 도 5는 도 4에 도시된 LED 픽셀 유닛 제조 방법의 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계를 구체적으로 설명하기 위한 도면이고, 도 6은 상기 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계에서 색 필터 어레이막과 파장변환부의 적층막 제작 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 7은 상기 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계에서 LED 웨이퍼를 제작하는 단계를 설명하기 위한 도면이고, 도 8은 LED 웨이퍼를 제작하는 단계의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.Figure 4 is a diagram for explaining the LED pixel unit manufacturing method according to the present invention, and Figure 5 is a diagram specifically explaining the first, second and third unit light emitter manufacturing steps of the LED pixel unit manufacturing method shown in Figure 4. FIG. 6 is a diagram for explaining the manufacturing step of the color filter array film and the wavelength conversion unit in the first, second, and third unit light emitting unit manufacturing steps, and FIG. 7 is a diagram for explaining the first, second, and third unit light emitting unit manufacturing steps. This is a diagram for explaining the step of manufacturing an LED wafer in the third unit light emitter manufacturing step, and FIG. 8 is a diagram for explaining another example of the step for manufacturing an LED wafer.
먼저 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 LED 픽셀 유닛 제조 방법은, 제1 단위 발광체(200), 제2 단위 발광체(300) 및 제3 단위 발광체(400)를 제작하는 단계(도 5 참조)와, 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)가 이격되도록 그리고 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)를 각각 포함하는 제1 그룹(G1), 제2 그룹(G2) 및 제3 그룹(G3)이 서로 이격되도록, 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 제3 단위 발광체(400)를 어레이 하는 단계와, 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400) 사이와 상기 제1 그룹(G1), 상기 제2 그룹(G2) 및 상기 제3 그룹(G3) 사이를 메우는 판상의 광 쉴드 월(100)을 형성하는 단계와, 상기 제1 그룹(G1), 상기 제2 그룹(G2), 상기 제3 그룹(G3) 및 상기 제4 그룹(G4) 사이가 분리되도록, 상기 광 쉴드 월(100)을 절단하는 단계를 포함한다. 상기 광 쉴드 월(100)을 절단하는 단계에 의해 각 그룹에 해당하는 LED 픽셀 유닛(1)이 복수개로 제작된다.First, referring to FIG. 4, the LED pixel unit manufacturing method according to the present invention includes manufacturing a first
제1 단위 발광체(200), 제2 단위 발광체(300) 및 제3 단위 발광체(400)를 제작하는 단계는 다음에 도 5를 참조하여 보다 더 구체적으로 설명하기로 한다. 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)를 어레이하는 단계는 어레이 지지 기판(SS)의 평탄면 상에 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)를 어레이한다. 어레이 지지 기판(SS) 상에 어레이된 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)는, 전체 높이, 제1, 제2 및 제3 LED칩들간 높이, 제1, 제2, 제3 파장변환부들간 높이, 그리고, 상기 제1, 제2 및 제3 색 필터간 높이가 모두 동일하다.The steps of manufacturing the first
상기 광 쉴드 월(100)을 형성하는 단계는 지지기판(SS) 상에 어레이된 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 제3 단위 발광체(400)들의 사이와, 이들을 포함하는 그룹들(G1, G2, G3) 사이를 블랙 컬러 바디 재료를 채운 후 응고시켜 블랙 컬러의 광 쉴드 월(100)을 형성한다. 상기 광 쉴드 월(100)에 형성되는 사각형 수직홀들은 대략 직육면체 형태를 갖는 단위 발광체(200, 300, 400)들의 측면들을 전체적으로 둘러싸는 것으로 인해 자연적으로 형성되는 상하 개방향의 수직홀들이다.The step of forming the
상기 광 쉴드 월(100)을 절단하는 단계는 한 그룹 내 단위 발광체들 사이의 광 쉴드 월(100)을 절단하지 않고 이웃하는 그룹들 사이에서 상기 광 쉴드 월(100)을 절단하므로, 한 그룹(G1, G2 또는 G3) 내에 있는 제1, 제2 및 제3 단위 발광체들(200, 300, 400) 사이의 광 간섭이 광 쉴드 월(100)에 완전히 차단된 LED 픽셀 유닛(1)이 얻어질 수 있다. 상기 광 쉴드 월(100)을 절단하는 단계는 블레이드(B)를 이용하는 쏘잉(sawing) 공정에 의해 수행되는 것이 바람직하다.The step of cutting the
도 2를 다시 참조하면, 각 LED 픽셀 유닛(1)에 있어서, 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400)는 각각 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 제1 LED칩(210), 제2 LED칩(310) 및 제3 LED칩(410)과, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)의 상기 광방출면 상에 형성된 제1 파장변환부(220), 제2 파장변환부(320) 및 제3 파장변환부(420)과, 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420) 상에 적층 형성된 제1 색 필터(230), 제2 색 필터(330) 및 제3 색 필터(430)를 포함한다.Referring again to FIG. 2, in each
앞에서도 설명한 바와 같이, 상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은 동일 파장의 청색광을 발하고, 상기 제1 파장변환부(220), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420)은 상기 청색광을 파장 변환하여 파장 변환된 광과 그렇지 않은 광의 혼합에 의해 백색광을 만들며, 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)는 상기 백색광에서 서로 다른 파장의 광을 분리하여 내보낸다.As previously described, the
다음 도 5를 참조하여 전술한 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계를 설명한다.Next, the above-described first, second, and third unit light emitting unit manufacturing steps will be described with reference to FIG. 5.
도 5에 잘 도시된 바와 같이, 상기 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계는 임시기판(TS) 상에 제1 색 필터(230), 제2 색 필터(330) 및 제3 색 필터(430)가 2차원적으로 연속되게 그리고 반복적으로 이어진 색 필터 어레이막(FM)을 형성하는 단계와, 상기 색 필터 어레이막(FM) 상에 상기 색 필터 어레이막(FM)의 상면 전체를 덮는 파장변환부(WM)을 형성하여, 상기 색 필터 어레이막(FM)과 상기 파장변환부(WM)의 적층막을 형성하는 단계와, 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 LED 웨이퍼(LW)를 제작하는 단계와, 상기 파장변환부(WM)이 상기 광방출면에 접하도록 상기 적층막을 상기 LED 웨이퍼(LW)에 적층하여 발광체 플레이트(LP)를 제작하는 단계와, 상기 발광체 플레이트(LP)로부터 상기 제1 LED칩(210), 상기 제1 파장변환부(220) 및 제1 색 필터(230)를 포함하는 제1 단위 발광체(200)와, 상기 제2 LED칩(310), 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제2 색 필터(330)를 포함하는 제2 단위 발광체(300)와, 상기 제3 LED칩(410), 상기 제3 파장변환부(420) 및 제3 색 필터(430)를 포함하는 제3 단위 발광체(400)를 분리하도록, 상기 발광체 플레이트(LP)를 절단하는 단계를 포함한다. 상기 발광체 플레이트(LP)를 절단하는 단계는 다이아몬드 블레이드(DB)를 이용한 다이싱(dicing) 공정을 이용한다. As well shown in FIG. 5, the first, second, and third unit light emitter manufacturing steps include forming a
상기 제1 LED칩(210), 상기 제2 LED칩(310) 및 상기 제3 LED칩(410)은, 상기 발광체 플레이트(LP)를 절단하는 단계에 의해 하나의 큰 LED 웨이퍼가(LW)로부터 여러 개로 분리되어 형성된 것이므로, 파장 등 발광 특성이 동일하고, 높이도 동일하다. 또한, 상기 제1 파장변환부(220) 상기 제2 파장변환부(320) 및 상기 제3 파장변환부(420)은, 상기 발광체 플레이트(LP)를 절단하는 단계에 의해 하나의 큰 파장변환부(WM)으로부터 여러 개로 분리되어 형성된 것이므로, 파장 변환 특성이 동일하고, 높이 또한 동일하다. 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)의 높이는, 모두 색 필터 어레이막의 두께를 따르므로, 서로 동일하다. The
전술한 것과 같이 제작된 제1 단위 발광체(200), 제2 단위 발광체(300), 및 제4 단위 발광체(400)가 도 4를 참조하여 위에서 설명한 것과 같이 LED 픽셀 유닛 제조에 이용된다. The first
한편, 전술한 제1, 제2 및 제3 단위 발광체 제작 단계 내에서 색 필터 어레이막(FM)과 파장변환부(WM)을 적층 형성하는 과정에 대하여 도 6을 참조하여 보다 구체적으로 설명하면 다음과 같다. Meanwhile, the process of stacking the color filter array film (FM) and the wavelength conversion unit (WM) in the above-described first, second, and third unit light emitter manufacturing steps will be described in more detail with reference to FIG. 6 as follows. Same as
도 6을 참조하면, 상기 색 필터 어레이막을 형성하는 단계는, 제1 색 필터용 3D 섀도우 마스크(SD1)를 이용하여, 임시기판(TS) 상의 여러 개소 각각에 제1 색 필터(230)를 형성하는 단계와, 제2 색 필터용 3D 섀도우 마스크(SD2)를 이용하여, 상기 제1 색 필터(230)를 피해 그리고 상기 제1 색 필터(230)와 연속되게 상기 임시기판(TS) 상의 여러 개소에 제2 색 필터(330)를 형성하는 단계와, 제3 색 필터용 3D 섀도우 마스크(SD3)를 이용하여, 상기 제1 색 필터(230)와 상기 제2 색 필터(330)를 피해 그리고 상기 제2 색 필터(330)와 연속되게 상기 임시기판(TS) 상의 여러 개소에 제3 색 필터(430)를 형성하는 단계를 포함한다. 또한, 상기 파장변환부를 형성하는 단계는 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430)를 포함하는 색 필터 어레이막(FM)의 상면 전체를 덮도록 균일 두께의 파장변환부(WM)을 형성한다. 상기 파장변환부(WM) 형성에 파장변환부 형성용 3D 섀도우 마스크(SD4)를 이용할 수 있다. 예컨대 파장변환용 형광체 또는 퀀텀 도트를 포함하는 재료를 3D 섀도우 마스크(SD4)를 통해 상기 색 필터 어레이막(FM) 상에 균일 두께로 올린다.Referring to FIG. 6, the step of forming the color filter array film involves forming the
도 7은 제1, 제2, 제3 단위 발광체 제작에 이용되는 LED 웨이퍼를 제작하는 단계의 한 예를 보여준다. Figure 7 shows an example of the steps of manufacturing an LED wafer used to manufacture the first, second, and third unit light emitters.
도 7을 참조하면, 상기 LED 웨이퍼를 제작하는 단계에서는 가장 먼저 질화갈륨계 화합물 반도체층 성장에 적합한 사파이어 웨이퍼(11)가 준비된다. 다음 사파이어 웨이퍼(11)의 상면에 질화갈륨계 화합물 반도체층인 제1 도전형 반도체층(12), 활성층(13) 및 제2 도전형 반도체층(14)이 차례로 성장된다. 다음, 상기 제2 도전형 반도체층(14)의 상면 복수의 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층(14) 및 활성층(13)이 일정 깊이로 식각 제거되어, 상기 제1 도전형 반도체층(12)이 여러 영역에서 노출된다. 이러한 여러 노출 영역들 각각에는 제1 도전형 전극 패드(E1)이 형성된다. 또한, 상기 제2 도전형 반도체층(14) 상에 상기 제1 도전형 전극패드(E1)와 쌍을 이루는 제2 도전형 전극패드(E2)가 형성된다. 제1 도전형 반도체(12)을 여러 영역에서 노출시키는 식각에 의해 형성된 단차를 가지며 상기 제1, 제2 도전형 전극패드(E1, E2)들이 형성된 LED 웨이퍼의 일면은 앞에서 자세히 설명한 전극 패드 형성면이 되고, 그와 반대되는 면, 즉, 사파이어 웨이퍼(11)의 하면은 파장변환부가 적층되는 광방출면이 된다.Referring to FIG. 7, in the step of manufacturing the LED wafer, a
도 5를 다시 참조하면, 전술한 것과 같이 제작된 LED 웨이퍼(LW)의 사파이어 웨이퍼(11)의 하면에 대해 파장변환부(WM)이 직접 접촉되도록, 파장변환부(WM)과 필터 어레이막(FM)으로 구성된 적층막의 적층이 이루어진다. 그리고, 파장변환부(WM)과 필터 어레이막(FM)을 LED 웨이퍼(LW)에 적층하여 만들어진 발광체 플레이는 앞에서 설명한 바와 같이 절단되어 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(300)로 분리되되, 상기 절단에 의한 결과물들인 상기 제1 단위 발광체(200), 상기 제2 단위 발광체(300) 및 상기 제3 단위 발광체(400) 각각은 상기 제1 색 필터(230), 상기 제2 색 필터(330) 및 상기 제3 색 필터(430) 중 어느 하나와 복수의 전극 패드 쌍 중 어느 하나의 전극 패드 쌍(E1, E2) 포함한다.Referring again to FIG. 5, the wavelength conversion unit (WM) and the filter array film (WM) are in direct contact with the lower surface of the
도 8을 LED 웨이퍼를 제작하는 단계의 다른 예를 설명하면 다음과 같다.Another example of the step of manufacturing an LED wafer is described in Figure 8 as follows.
앞에서 설명한 LED 웨이퍼의 제작 단계와 마찬가지로, 본 예의 LED 웨이퍼 제작 단계에서도 사파이어 웨이퍼(11)의 상면에 질화갈륨계 화합물 반도체층인 제1 도전형 반도체층(12), 활성층(13) 및 제2 도전형 반도체층(14)이 차례로 성장된다. 그리고, 앞선 예와 마찬가지로, 상기 제2 도전형 반도체층(14)의 상면 복수의 영역에서 상기 제2 도전형 반도체층(14) 및 활성층(13)이 일정 깊이로 식각 제거되어, 상기 제1 도전형 반도체층(12)이 여러 영역에서 노출된다. 그 다음, 상기 제1 도전형 반도체층(12)의 노출 영역 및 상기 제2 도전형 반도체층(12)의 노출면을 포함하는 LED 웨이퍼의 일면에는 상기 제1 도전형 반도체층(12)의 노출 영역 및 상기 제2 도전형 반도체층(12)에 개별적으로 접속되는 제1 도전부(VA)와 제1 도전부(VB)를 포함하는 전극 형성 지지 기판(ES)이 형성된다. 다음, 사파이어 웨이퍼(11)이 분리 제거된다. 이 경우, 사파이어 웨이퍼(11)가 제거된 제1 도전형 반도체층(11)의 배면에 파장변환부(WM)이 접촉되도록 파장변환부(WM)과 필터어레이막(FM)을 포함하는 적층막의 적층이 이루어진다. Like the LED wafer manufacturing step described above, in the LED wafer manufacturing step of this example, a first
1...................................LED 픽셀 유닛
100.................................광 쉴드 월
200.................................제1 단위 발광체
300.................................제2 단위 발광체
400.................................제3 단위 발광체
210, 310, 410.......................LED칩
220, 320, 420.......................파장변환부
230, 330, 430.......................색 필터1.................................LED pixel unit
100............................................Light shield wall
200.......................................First unit illuminant
300...................................Second unit illuminant
400...................................Third unit illuminant
210, 310, 410............................LED chip
220, 320, 420................................Wavelength conversion unit
230, 330, 430.................................Color filter
Claims (16)
상기 제1 홀을 메우도록 배치된 제1 단위 발광체;
상기 제2 홀을 메우도록 배치된 제2 단위 발광체; 및
상기 제3 홀을 메우도록 배치된 제3 단위 발광체를 포함하며,
상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체는 각각 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀 각각의 내측 상부에 배치되는 제1 색 필터, 제2 색 필터 및 제3 색 필터와, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터 각각의 아래에 위치하는 제1 LED칩, 제2 LED칩 및 제3 LED칩과, 각각이 상기 제1 색 필터와 상기 제1 LED칩 사이, 상기 제2 색 필터와 상기 제2 LED칩 사이, 및 상기 제3 색 필터와 상기 제3 LED칩 사이에 위치하는 제1 파장변환부, 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부를 포함하며, 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부는 상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩으로부터 받은 동일 파장의 광을 백색광으로 만들고, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광으로부터 제1 파장, 제2 파장 및 제3 파장의 광을 분리하여 방출하는 것을 특징으로 하며,
상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부 각각은 상기 제1 홀, 상기 제2 홀 및 상기 제3 홀 각각의 내부에 수용되어 상기 광 쉴드 월의 내측 벽면과 접하여 서로에 대해 격리되는 LED 픽셀 유닛.A light shield wall having a first hole, a second hole, and a third hole extending from the upper surface to the lower surface;
a first unit light emitting body disposed to fill the first hole;
a second unit light emitting body disposed to fill the second hole; and
It includes a third unit light emitting body disposed to fill the third hole,
The first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter include a first color filter, a second color filter, and A third color filter, a first LED chip, a second LED chip, and a third LED chip located below each of the first color filter, the second color filter, and the third color filter, and each of the first LED chips A first wavelength conversion unit and a second wavelength conversion unit located between the color filter and the first LED chip, between the second color filter and the second LED chip, and between the third color filter and the third LED chip. and a third wavelength converter, wherein the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength, and the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third LED chip emit light of the same wavelength. 3 The wavelength converter converts light of the same wavelength received from the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip into white light, and the first color filter, the second color filter, and the third color filter Characterized by separating and emitting light of a first wavelength, a second wavelength, and a third wavelength from the white light,
Each of the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter is accommodated inside each of the first hole, the second hole, and the third hole, and is connected to the inner wall of the light shield wall and the third wavelength converter. LED pixel units in contact and isolated from each other.
상기 제1 단위 발광체와 상기 제2 단위 발광체 사이, 상기 제2 단위 발광체와 상기 제3 단위 발광체 사이, 그리고 상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제 3단위 발광체의 외측면을 둘러싸도록 형성되는 광 쉴드 월을 포함하며,
상기 제1 단위 발광체, 상기 제2 단위 발광체 및 상기 제3 단위 발광체 각각은, 전극패드 형성면과 상기 전극패드 형성면에 대향하는 광방출면을 포함하는 제1 LED 칩, 제 2LED 칩 및 제3 LED칩과, 상기 제1 LED 칩, 상기 제2 LED 칩 및 상기 제3 LED칩의 상기 광 방출면 상에 각각 형성된 제1파장변환부, 제2파장변환부 및 제3파장변환부와, 상기 제1파장변환부, 제2파장변환부 및 제3파장변환부 상에 각각 형성되는 제1 색 필터, 제2 색 필터, 제3 색 필터를 포함하며,
상기 제1 LED칩, 상기 제2 LED칩 및 상기 제3 LED칩은 동일 파장의 광을 발하며, 상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 제3 파장변환부는 상기 동일 파장의 광을 백색광으로 변환하며, 상기 제1 색 필터, 상기 제2 색 필터 및 상기 제3 색 필터는 상기 백색광을 서로 다른 파장의 광으로 분리하여 내보내는 것을 특징으로 하며,
상기 제1 파장변환부, 상기 제2 파장변환부 및 상기 제3 파장변환부 각각은 상기 광 쉴드 월의 내측 벽면과 접하여 서로에 대해 격리되는 LED 픽셀 유닛.First unit illuminant. a second unit light emitter and a third unit light emitter;
Between the first unit light emitting body and the second unit light emitting body, between the second unit light emitting body and the third unit light emitting body, and surrounding the outer surfaces of the first unit light emitting body, the second unit light emitting body, and the third unit light emitting body. It includes a light shield wall formed,
The first unit light emitter, the second unit light emitter, and the third unit light emitter each include a first LED chip, a second LED chip, and a third unit light emitter including an electrode pad formation surface and a light emission surface opposing the electrode pad formation surface. An LED chip, a first wavelength converter, a second wavelength converter, and a third wavelength converter formed on the light emitting surfaces of the first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip, respectively, and It includes a first color filter, a second color filter, and a third color filter formed on the first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit, respectively,
The first LED chip, the second LED chip, and the third LED chip emit light of the same wavelength, and the first wavelength converter, the second wavelength converter, and the third wavelength converter emit light of the same wavelength. converting the white light into white light, wherein the first color filter, the second color filter, and the third color filter separate the white light into light of different wavelengths and emit it;
The first wavelength conversion unit, the second wavelength conversion unit, and the third wavelength conversion unit each are in contact with an inner wall of the light shield wall and are isolated from each other.
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