KR20160054073A - 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 스위치 소자, 적어도 하나의 커패시터, 및 반도체 발광소자를 포함하는 복수의 화소, 및 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터를 통해 상기 반도체 발광소자에 전류를 인가하는 구동 회로부를 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은 상기 반도체 발광소자를 하나씩 포함하며, 상기 반도체 발광소자는, 상기 구동 회로부가 인가하는 전류에 의해 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광한다.

Description

디스플레이 장치 및 디스플레이 패널{DISPLAY DEVICE AND DISPLAY PANEL}
본 발명은 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 관한 것이다.
평판 디스플레이 장치(Flat Panel Display, FPD) 중에서 유기전계발광표시장치(Organic Lighting Emitting Display Device)는 전류에 의해 스스로 빛을 낼 수 있는 유기전계발광소자(Organic Lighting Emitting Diode, OLED)가 각 화소마다 배치되므로, 액정표시장치(Liquid Crystal Display)와 달리 별도의 백라이트 유닛이 필요없는 장점을 갖는다. 상기와 같은 장점으로 인해, 유기전계발광표시장치는 그 적용범위를 점점 넓혀가고 있다.
그러나, 유기전계발광표시장치에서 각 화소에 배치되는 유기전계발광소자의 광변환효율이 낮기 때문에, 유기전계발광표시장치는 저전력 구동이 필요한 장치에 적용되기에는 무리가 있다. 따라서, 요즘 다양한 분야에서 제품화가 진행중인 웨어러블 전자 기기에 적용할 경우, 배터리 소모량을 높이는 원인이 되기 때문에, 웨어러블 전자 기기에 적용하기가 곤란한 문제점이 있다. 또한, 하나의 화소에는 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 중 어느 하나의 빛을 내는 유기전계발광소자가 배치되므로, R, G, B 화소의 배치에 따라 유기전계발광표시장치의 전체적인 색감이 달라질 수 있다.
본 발명의 기술적 사상이 이루고자 하는 기술적 과제 중 하나는, 저전력 구동이 가능하며, 화소와 발광소자를 1대1 대응시켜 좀 더 자연스러운 색감을 구현할 수 있는 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널을 제공하는 데에 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 발광 장치는, 복수의 스위치 소자, 적어도 하나의 커패시터, 및 반도체 발광소자를 포함하는 복수의 화소, 및 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터를 통해 상기 반도체 발광소자에 전류를 인가하는 구동 회로부를 포함하고, 상기 복수의 화소 각각은 상기 반도체 발광소자를 하나씩 포함하며, 상기 반도체 발광소자는, 상기 구동 회로부가 인가하는 전류에 의해 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광한다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 반도체 발광소자는, 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 제1 내지 제3 발광 영역은, 하나의 공통 n형 전극 및 서로 다른 제1 내지 제3 p형 전극을 통해 인가되는 전류에 의해 각각 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 하나의 공통 n형 전극 및 상기 제1 내지 제3 p형 전극 중 적어도 하나는, 와이어에 의해 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터가 배치되는 기판 상에 실장될 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 반도체 발광소자는, 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터가 배치되는 기판 상에 플립칩 본딩될 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 반도체 발광소자는, n형 반도체를 포함하는 복수의 나노 코어, 상기 나노 코어 상에 순차적으로 형성되는 활성층과 p형 반도체층을 포함할 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 제1 내지 제3 발광 영역 각각에서 상기 복수의 나노 코어 사이의 간격은 서로 다를 수 있다.
본 발명의 일부 실시 형태에서, 상기 반도체 발광소자는, 상기 제1 내지 제3 영역 사이의 경계에 배치되는 광 차단 영역을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 패널은, 복수의 화소를 갖는 디스플레이 패널로서, 상기 복수의 화소 각각은, 복수의 스위치 소자와 적어도 하나의 커패시터를 갖는 화소 회로, 및 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 하나의 반도체 발광소자를 포함한다.
본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 패널은, 복수의 화소를 갖는 디스플레이 패널로서, 상기 복수의 화소 각각은, 공통 n형 전극 및 제1 내지 제3 p형 전극을 통해 인가되는 전류에 의해 서로 다른 색의 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 포함하는 하나의 반도체 발광소자, 및 상기 제1 내지 제3 p형 전극에 연결되어 상기 제1 내지 제3 발광 영역에 전류를 인가하는 제1 내지 제3 화소 회로를 포함한다.
본 발명의 다양한 실시예에 따르면, 종래의 디스플레이 장치에서 각 화소마다 배치되는 유기전계발광소자를 반도체 발광소자로 대체한다. 특히, 하나의 칩에서 적색, 녹색, 및 청색 빛을 모두 발광할 수 있는 반도체 발광소자를 디스플레이 장치에 적용함으로써, 저전력 구동이 가능하고, 화소와 발광소자가 1대1 대응되어 자연스러운 색감을 구현할 수 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 포함되는 화소를 나타낸 회로도이다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 채용될 수 있는 반도체 발광소자를 나타낸 도이다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 적용될 수 있는 전자 기기를 나타낸 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태들을 다음과 같이 설명한다.
본 발명의 실시 형태는 여러 가지 다른 형태로 변형되거나 여러 가지 실시 형태가 조합될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 또한, 본 발명의 실시 형태는 당해 기술분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 보다 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면 상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 간략하게 나타낸 블록도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10)는, M x N개의 화소(M, N은 2 이상의 자연수)를 갖는 디스플레이 패널(20)과, 디스플레이 패널(20)에 포함된 각 화소를 구동시켜 화상을 표시하는 구동 회로부(30)를 포함할 수 있다. 구동 회로부(30)는 전원 공급부(31), 스캔 드라이버(32), 데이터 드라이버(33), 및 컨트롤러(34) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(20)은 M개의 행 및 N개의 열을 따라 행렬 형태로 배치되는 복수의 화소(P11-PMN)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(P11-PMN) 각각은 전원 공급부(31)로부터 구동에 필요한 구동 전압(VDD) 및 기준 전압(VREF)을 인가받을 수 있다. 또한, 복수의 화소(P11-PMN) 각각은 스캔 드라이버(32)와 복수의 스캔 라인을 통해 연결되며, 데이터 드라이버(33)와 복수의 데이터 라인을 통해 연결될 수 있다.
예를 들어, 1행 1열에 위치하는 화소(P11)는 3개의 스캔 라인(SCAN1R, SCAN1G, SCAN1B)을 통해 스캔 드라이버(32)와 연결되고, 3개의 데이터 라인(DATA1R, DATA1G, DATA1B)을 통해 데이터 드라이버(33)와 연결될 수 있다. 컨트롤러(34)는 화소(P11)에 연결되는 각 스캔 라인(SCAN1R, SCAN1G, SCAN1B)과 각 데이터 라인(DATA1R, DATA1G, DATA1B)을 통해, 화소(P11)에 포함되는 하나의 질화물계 반도체 발광소자가 갖는 복수의 발광 영역을 독립적으로 구동시킬 수 있다.
복수의 화소(P11-PMN) 각각은 질화물계 반도체 발광소자를 하나씩 포함할 수 있다. 즉, 하나의 화소(P11-PMN)는 하나의 질화물계 반도체 발광소자를 포함할 수 있으며, 디스플레이 패널(20)에는 총 M x N 개의 질화물계 반도체 발광소자가 포함될 수 있다. 각 화소(P11-PMN)에 포함되는 질화물계 반도체 발광소자는 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 발광할 수 있다. 각 화소(P11-PMN)에 포함되는 질화물계 반도체 발광소자는 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 각각 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 포함할 수 있으며, 제1 내지 제3 발광 영역은 서로 다른 스캔 라인(SCAN1R, SCAN1G, SCAN1B) 및 데이터 라인(DATA1R, DATA1G, DATA1B)에 의해 발광 동작할 수 있다.
적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛 각각을 발광하기 위해, 각 화소(P11-PMN)에 포함되는 질화물계 반도체 발광소자는 복수의 나노 발광구조물을 포함할 수 있다. 서로 다른 색의 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역 각각에서, 상기 복수의 나노 발광구조물은 서로 다른 간격, 서로 다른 폭, 또는 서로 다른 높이 등을 가질 수 있다. 또한, 적색 빛, 녹색 빛, 및 청색 빛이 질화물계 반도체 발광소자 내에서 서로 혼합되는 것을 방지하기 위해, 제1 내지 제3 발광 영역 사이에는 광 차단 영역이 마련될 수 있다.
구동 회로부(30)는 외부에서 전달되는 이미지 데이터를 표시하기 위해 디스플레이 패널(20)에 포함되는 복수의 화소(P11-PMN)에 소정의 전기 신호를 전달할 수 있다. 전원 공급부(31)는 각 화소(P11-PMN)에 포함되는 질화물계 반도체 발광소자가 발광하는 데에 필요한 구동 전압(VDD) 및 기준 전압(VREF)을 각 화소 (P11-PMN)에 공급할 수 있다.
컨트롤러(34)는 외부에서 전달되는 이미지 데이터를 표시하기 위해 소정의 타이밍 제어 신호를 생성할 수 있으며, 상기 타이밍 제어 신호에 기초하여 스캔 드라이버(32)와 데이터 드라이버(33)의 동작 타이밍을 제어할 수 있다. 일 실시예로, 스캔 드라이버(32)는 컨트롤러(34)가 전달하는 타이밍 제어 신호에 따라, 1 시간 단위로 시프트되는 스캔 신호를 생성하여 복수의 스캔 라인(SCAN1R-SCANMR , SCAN1G-SCANMG, SCAN1B-SCANMB)에 인가할 수 있다.
데이터 드라이버(33)는 컨트롤러(34)가 생성하는 타이밍 제어 신호에 따라 복수의 데이터 라인(DATA1R-DATAMR, DATA1G-DATAMG, DATA1B-DATAMB)을 제어하여 구동 전압(VDD)과 기준 전압(VREF)을 각 화소(P11-PMN)에 인가할 수 있다. 일 실시예로 데이터 드라이버(33)는, 복수의 스캔 라인(SCAN1R-SCANMR , SCAN1G-SCANMG, SCAN1B-SCANMB) 중에 스캔 신호가 인가된 화소(P11-PMN)와 연결된 데이터 라인(DATA1R-DATAMR, DATA1G-DATAMG, DATA1B-DATAMB)을 제어하여 구동 전압(VDD)과 기준 전압(VREF)을 해당 화소(P11-PMN)에 공급할 수 있다. 구동 전압(VDD)과 기준 전압(VREF)을 공급받은 화소(P11-PMN)에서, 질화물계 반도체 발광소자가 발광함으로써 디스플레이 장치(10)는 이미지를 표시할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 포함되는 화소를 나타낸 회로도이다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(20)에 포함되는 화소(P)는 복수의 스위치 소자(TFTR1-TFTB2), 복수의 커패시터(CR-CB), 및 하나의 반도체 발광소자(LED)를 포함할 수 있다. 반도체 발광소자(LED)는 질화물계 반도체 발광소자일 수 있으며, 전자를 공급하는 n형 반도체층, 정공을 공급하는 p형 반도체층, 및 n형 반도체층과 p형 반도체층 사이에 배치되는 활성층을 가질 수 있다. 또한, 반도체 발광소자(LED)는 기준 전압(VREF)을 인가받는 하나의 n형 전극 및 복수의 스위치 소자(TFTR1-TFTB2)와 커패시터(CR-CB)를 통해 구동 전압(VDD)을 인가받는 복수의 p형 전극을 가질 수 있다.
일 실시예에서, 반도체 발광소자(LED)는 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 가질 수 있으며, 복수의 p형 전극은 제1 내지 제3 발광 영역에 각각 대응되는 제1 내지 제3 p형 전극을 포함할 수 있다. 제1 발광 영역이 적색 빛을 발광하는 경우, 제1 p형 전극은 적색 스위치 소자(TFTR1, TFTR2) 및 적색 커패시터(CR)를 통해 구동 전압(VDD)을 인가받을 수 있다. 유사하게, 제2 발광 영역이 녹색 빛을 발광하는 경우, 제2 p형 전극은 녹색 스위치 소자(TFTG1, TFTG2) 및 녹색 커패시터(CG)를 통해 구동 전압(VDD)을 인가받을 수 있다. 또한, 제3 발광 영역이 청색 빛을 발광하는 경우, 제3 p형 전극은 청색 스위치 소자(TFTB1, TFTB2) 및 청색 커패시터(CB)를 통해 구동 전압(VDD)을 인가받을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 적색 스위치 소자(TFTR1)의 게이트 단자는 적색 스캔 라인(SCANR)에 연결될 수 있다. 따라서, 적색 스캔 라인(SCANR)을 통해 스캔 신호가 인가되어 제1 적색 스위치 소자(TFTR1)가 턴-온될 때, 적색 데이터 라인(DATAR)으로 인가되는 데이터 신호는 적색 커패시터(CR)에 전하를 충전할 수 있다. 또한, 적색 데이터 라인(DATAR)으로 인가되는 데이터 신호는 제2 적색 스위치 소자(TFTR2)를 턴-온시키며, 구동 전압(VDD)이 반도체 발광소자(LED)의 제1 p형 전극에 인가되어 반도체 발광소자(LED)의 제1 발광 영역에서 적색 빛이 생성될 수 있다. 이때, 스캔 신호가 끊긴 후에도 적색 커패시터(CR)에 충전된 전하에 의해 반도체 발광소자(LED)의 제1 발광 영역은 소정의 시간 동안 적색 빛을 계속 생성할 수 있다.
상기와 동일한 방식으로 반도체 발광소자(LED)의 제2, 제3 발광 영역은 녹색 빛 및 청색 빛을 생성할 수 있다. 따라서, 하나의 반도체 발광소자(LED)에서 생성되는 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛 각각을 독립적으로 조절할 수 있으므로, 하나의 화소(P)마다 배치되는 하나의 반도체 발광소자(LED)로 디스플레이 패널(20)을 구현할 수 있다. 결국, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(10) 에서, 반도체 발광소자(LED)의 총 개수는, 디스플레이 패널(20)에 포함되는 화소(P11-PMN)의 총 개수, 즉 M x N개일 수 있다.
한편, 도 2에서는 하나의 화소(P)에 포함되는 복수의 스위치 소자(TFTR1-TFTB2)가 반도체 발광소자(LED)의 제1 내지 제3 발광 영역 당 2개씩 할당되고, 하나의 화소(P)에 포함되는 복수의 커패시터(CR-CB)가 제1 내지 제3 발광 영역 당 1개씩 할당되는 2T-1C 구조로 화소 회로가 구현되는 것을 가정하였으나, 반드시 이와 같은 구조로 한정되는 것은 아니다. 즉, 각 화소(P)는 도 2에 도시한 바와 다른 전압 프로그램 방식, 전류 프로그램 방식, 커런트 미러 방식 등 다양한 형태의 화소 회로를 포함할 수 있다.
도 3 내지 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 디스플레이 패널에 채용될 수 있는 반도체 발광소자를 나타낸 도이다.
우선 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10) 및 디스플레이 패널(20)에 채용될 수 있는 반도체 발광소자(100)는 에피 업(epi-up) 구조를 가질 수 있다. 반도체 발광소자(100)는 기판(110), 기판(110) 상에 마련되는 베이스층(120), 베이스층(120) 위에 마련되는 절연막(130), 및 베이스층(120) 위에 형성되는 복수의 나노 발광구조물(140, 150, 160)을 포함할 수 있다.
기판(110)은 절연성, 도전성 또는 반도체 기판일 수 있다. 예를 들어, 기판(110)은 사파이어, SiC, Si, MgAl2O4, MgO, LiAlO2, LiGaO2, GaN 등의 물질을 포함할 수 있다. 베이스층(120)은 AlxInyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, 특정 도전형을 갖도록 Si 등의 n형 불순물로 도프될 수 있다. 한편, 베이스층(120)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다. 베이스층(120)은 나노 발광구조물(140, 150, 160)의 성장면을 제공할 뿐만 아니라, 복수의 나노 발광구조물(140, 150, 160)의 일측 극성을 전기적으로 연결시키는 역할을 할 수 있다.
절연막(130)은 베이스층(120) 위에 마련되어 복수의 나노 발광구조물(140, 150, 160)이 형성될 수 있는 복수의 개구부를 제공할 수 있다. 절연막(130)은 복수의 개구부를 갖는 일종의 마스크층일 수 있다. 베이스층(120) 상에 절연막(130)을 배치하고 복수의 개구부를 통해 베이스층(120)을 성장시킴으로써 나노 코어(141, 151, 161)를 형성할 수 있다. 나노 코어(141, 151, 161)는 n형 반도체를 포함할 수 있으며, 예를 들어 나노 코어(141, 151, 161)는 n형 GaN을 포함할 수 있다. 나노 코어(141, 151, 161)의 측면은 비극성 m면일 수 있다. 한편, 절연막(130)은 절연 물질로서 실리콘 산화물 또는 실화콘 질화몰 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연막(130)은 SiO2, SiN, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등과 같은 물질을 포함할 수 있다.
나노 코어(141, 151, 161) 상에는 순차적으로 활성층(142, 152, 162) 및 p형 반도체층(143, 153, 163)이 형성될 수 있다. 활성층(142, 152, 162)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조, 예컨대, 질화물 반도체일 경우, GaN/InGaN 구조가 사용될 수 있으며, 다만, 단일 양자우물(SQW) 구조를 사용할 수도 있을 것이다. p형 반도체층(143, 153, 163)은 p형 AlxInyGa1 -x- yN을 포함할 수 있다. p형 반도체층(143, 153, 163) 상에는 ITO, ZnO, IZO 등의 투명 전도성 물질을 포함하는 투명 전도성 층(170A, 170B, 170C)이 배치될 수 있다.
활성층(142, 152, 162)은 나노 코어(141, 151, 161)의 측면과 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 본 실시형태에서, 활성층(142, 152, 162)은 각각의 나노 코어(141, 151, 161) 표면에 일괄공정에 의해 형성될 수 있다. 이 때에, 나노 코어(141, 151, 161)의 직경이나 높이, 또는 나노 코어(141, 151, 161) 사이의 간격이 달라지는 경우, 격자 상수, 비표면적 및 스트레인 차이 등에 의해 서로 다른 조성을 갖는 활성층(142, 152, 162)이 형성될 수 있으며, 그로부터 각 나노 발광구조물(140, 150, 160)에서 생성되는 빛의 파장이 달라질 수 있다. 구체적으로, 상기 활성층을 구성하는 양자우물층이 InxGa1 - xN(0≤x≤1)일 경우에, 서로 직경이 다른 나노 코어에 따라 인듐(In) 함량이 달라질 수 있다. 그 결과, 각 양자우물층으로부터 방출되는 광의 파장이 달라질 수 있다.
반도체 발광소자(100)는 발광 영역(105)을 가질 수 있으며, 발광 영역(105)은 각각 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하는 제1, 제2, 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 사이에는, 광 차단 영역(190)이 배치될 수 있다. 광 차단 영역(190)은 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각에 포함되는 p형 반도체층(143, 153, 163)을 서로 전기적으로 분리할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각에 포함되는 나노 코어(141, 151, 161)는 베이스층(120) 상에 형성되는 공통 n형 전극(125)과 전기적으로 연결되며, p형 반도체층(143, 153, 163)은 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각에서 서로 다른 p형 전극(180A, 180B, 180C)에 연결될 수 있다.
따라서, 반도체 발광소자(100)의 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C)은 서로 독립적으로 빛을 생성할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 발광 영역(105A)에 포함되는 p형 전극(180A)은 화소 회로 가운데 제2 적색 스위치 소자(TFTR2)에 연결될 수 있다. 따라서, 제1 발광 영역(105A)에 포함되는 복수의 나노 발광구조물(140)은 제1, 제2 적색 스위치 소자(TFTR1, TFTR2) 및 적색 커패시터(CR)에 의해 인가되는 전류에 의해 적색 빛을 생성할 수 있다. 이때, 제1, 제2 적색 스위치 소자(TFTR1, TFTR2) 및 적색 커패시터(CR)에 의해 인가되는 전류는 제1 발광 영역(105A)의 p형 전극(180A)에만 인가되므로, 제2, 제3 발광 영역(105B, 105C)에 포함되는 나노 발광구조물(150, 160)은 발광하지 않을 수 있다.
유사하게, 제2 발광 영역(105B) 에 포함되는 p형 전극(180B)은, 제1, 제2 녹색 스위치 소자(TFTG1, TFTG2) 및 녹색 커패시터(CG)에 의해 전류를 인가받으며, 제3 발광 영역(105C) 에 포함되는 p형 전극(180C)은, 제1, 제2 청색 스위치 소자(TFTB1, TFTB2) 및 녹색 커패시터(CB)에 의해 전류를 인가받을 수 있다. 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)는, 빛의 색상 별로 서로 다른 스캔 라인(SCAN1R, SCAN1G, SCAN1B) 및 데이터 라인(DATA1R, DATA1G, DATA1B)에 연결되므로, 각 p형 전극(180A, 180B, 180C)은 서로 독립적으로 전류를 인가받을 수 있다. 따라서, 하나의 반도체 발광소자(100)로 다양한 색상을 구현할 수 있다.
한편, 도 3을 참조하면, 제1 발광 영역(105A)에는 다른 제2, 제3 발광 영역(105B, 105C)에 비해 상대적으로 큰 간격을 갖도록 나노 발광구조물(140)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 발광 영역(105A)에서 나노 발광구조물(140) 사이의 간격 d1은 1600-2300nm일 수 있으며, 제2 발광 영역(105B)에서 나노 발광구조물(150) 사이의 간격 d2는 1200~1600nm일 수 있고, 제3 발광 영역(105C)에서 나노 발광구조물(160) 사이의 간격 d3는 1000~1200nm일 수 있다. 상기와 같은 수치 범위로 d1, d2, d3를 설정하고, d1, d2, d3의 차이가 적어도 200nm 이상이 되도록 나노 발광구조물(140, 150, 160)을 형성함으로써, 하나의 반도체 발광소자(100)에서 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛은 물론 세가지 색상의 빛이 혼합되어 제공되는 다양한 색상의 빛을 생성할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각에 포함되는 나노 코어(141, 151, 161)의 폭과 높이는 서로 실질적으로 동일한 값을 갖는 것으로 예시하였으나, 이와 달리 나노 코어(141, 151, 161)의 폭과 높이를 조절하여 각 나노 발광구조물(140, 150, 160)이 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하도록 할 수도 있다. 일례로, 각 나노 코어(141, 151, 161)의 직경이 작아질수록 나노 발광구조물(140, 150, 160)에 포함되는 활성층(142, 152, 162)의 두께가 두꺼워져 인듐(In)의 조성 비율이 늘어나고, 그로부터 각 나노 발광구조물(140, 150, 160)이 방출하는 빛의 파장은 길어질 수 있다. 따라서, 제1 발광 영역(105A)에 포함되는 나노 코어(141)가 가장 작은 직경을 갖고, 제3 발광 영역(105C)에 포함되는 나노 코어(161)가 가장 큰 직경을 갖도록 각 나노 코어(141, 151, 161)를 형성함으로써, 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각이 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하도록 할 수 있다.
한편, 나노 코어(141, 151, 161)의 높이 측면에서는, 나노 코어(141, 151, 161)의 높이가 낮을수록 활성층(142, 152, 62)이 두꺼워지고 그에 따라 활성층(142, 152, 162)에 포함되는 인듐(In)의 조성 비율이 증가할 수 있다. 제1 발광 영역(105A)에 포함되는 나노 코어(141)가 가장 낮은 높이를 갖도록 형성하고, 제3 발광 영역(105C)에 포함되는 나노 코어(161)가 가장 높은 높이를 갖도록 형성함으로써, 제1 내지 제3 발광 영역(105A, 105B, 105C) 각각이 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하도록 할 수 있다.
한편, p형 반도체층(143, 153, 163)은 활성층(142, 152, 162)과 인접한 부분에 형성되는 전자 차단층을 더 포함할 수 있다. 전자 차단층은 복수의 서로 다른 조성의 n형 AlxInyGa1 -x- yN을 적층한 구조 또는 AlyGa(1-y)N로 구성된 1층 이상의 층을 가질 수 있다. 전자 차단층은 활성층(142, 152, 162)보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p형 반도체층(143, 153, 163)으로 전자가 넘어가는 것을 방지할 수 있다.
p형 반도체층(143, 153, 163)은 n형 반도체를 포함하는 나노 코어(141, 151, 161)와 달리 p형 불순물로 도핑된 GaN을 포함할 수 있다. 나노 코어(141, 151, 161)에 도핑 물질로 포함되는 n형 불순물로는 Si이 잘 알려져 있고, p형 반도체층(143, 153, 163)에 적용되는 p형 불순물으로서는 Zn, Cd, Be, Mg, Ca, Ba 등이 있으며, 주로 Mg, Zn가 사용될 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10) 및 디스플레이 패널(20)에 채용될 수 있는 반도체 발광소자(200)는 플립 칩(flip chip) 구조를 가질 수 있다. 반도체 발광소자(200)는 기판(210), 기판(210) 상에 마련되는 베이스층(220), 베이스층(220) 위에 마련되는 절연막(230), 및 베이스층(220) 위에 형성되는 복수의 나노 발광구조물(240, 250, 260)을 포함할 수 있다.
기판(210)은 절연성, 도전성 또는 반도체 기판일 수 있으며, 나노 발광구조물(240, 250, 260)에서 생성되는 빛이 기판(210)을 통해 외부로 방출되므로 높은 광 투과율을 가질 수 있다. 베이스층(220)은 AlxInyGa1 -x- yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)을 만족하는 질화물 반도체일 수 있으며, 특정 도전형을 갖도록 Si 등의 n형 불순물로 도프되어 기판(110) 상에 형성될 수 있다.
절연막(230)은 베이스층(220) 위에 마련되어 복수의 나노 발광구조물(240, 250, 260)이 형성될 수 있는 복수의 개구부를 제공할 수 있으며, 절연막(230)은 복수의 개구부를 갖는 일종의 마스크층일 수 있다. 절연막(230)이 갖는 복수의 개구부를 통해 베이스층(220)을 성장시켜 나노 코어(241, 251, 261)를 형성할 수 있다. 나노 코어(241, 251, 261)는 n형 반도체를 포함할 수 있으며, 예를 들어 나노 코어(241, 251, 261)는 n형 GaN을 포함할 수 있다.
나노 코어(241, 251, 261) 상에는 순차적으로 활성층(242, 252, 262) 및 p형 반도체층(243, 253, 263)이 형성될 수 있다. 활성층(242, 252, 262)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조를 가질 수 있으며, 다른 실시예에서는 단일 양자우물(SQW) 구조를 가질 수도 있다. p형 반도체층(243, 253, 263)은 p형 AlxInyGa1 -x- yN을 포함할 수 있으며, p형 반도체층(243, 253, 263) 상에는 ITO, ZnO, IZO 등의 투명 전도성 물질을 포함하는 투명 전도성 층(270A, 270B, 270C)이 배치될 수 있다. 또한, p형 반도체층(243, 253, 263)은 Zn, Cd, Be, Mg, Ca, Ba 등의 불순물을 포함할 수 있다.
활성층(242, 252, 262)과 p형 반도체층(243, 253, 263)은 나노 코어(241, 251, 261)의 측면과 상면을 덮도록 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에서는, 나노 코어(241, 251, 261)의 직경이나 높이, 또는 나노 코어(241, 251, 261) 사이의 간격이 달라지는 경우, 격자 상수, 비표면적 및 스트레인 차이 등에 의해 서로 다른 조성을 갖는 활성층(242, 252, 262)이 형성될 수 있으며, 그로부터 각 나노 발광구조물(240, 250, 260)에서 생성되는 빛의 파장이 달라질 수 있다.
도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 나노 코어(241, 251, 261)의 직경이나 높이가 감소하면 활성층(242, 252, 262)의 두께가 두꺼워지고 인듐(In) 함량이 증가함에 따라 활성층(242, 252, 262)에서 생성되는 빛의 파장이 길어질 수 있다. 또한, 나노 코어(241, 251, 261) 사이의 간격이 증가하면 활성층(242, 252, 262)에서 생성되는 빛의 파장이 길어질 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시예에서는 나노 코어(241, 251, 261)의 직경, 높이 및 나노 코어(241, 251, 261) 사이의 간격을 적절히 조절하여 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C)이 각각 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하도록 할 수 있다.
즉, 반도체 발광소자(200)는 발광 영역(205)을 가질 수 있으며, 발광 영역(205)은 각각 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하는 제1, 제2, 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C) 사이에는, 광 차단 영역(290)이 배치될 수 있다. 광 차단 영역(290)은 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C) 각각에 포함되는 p형 반도체층(243, 253, 263)을 서로 분리할 수 있다. 나노 코어(241, 251, 261)는 베이스층(220) 상에 형성되는 공통 n형 전극(225)과 전기적으로 연결되며, p형 반도체층(243, 253, 263)은 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C) 각각에서 서로 다른 투명 전도성 층(270A, 270B, 270C) 및 p형 전극(180A, 180B, 180C)에 연결될 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자(200)의 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C)에서 p형 반도체층(243, 253, 263)은, 화소 회로의 서로 다른 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)에 연결될 수 있으며, 서로 다른 색상의 빛을 독립적으로 생성할 수 있다.
한편, 도 4를 참조하면, 제1 발광 영역(205A)에는 다른 제2, 제3 발광 영역(205B, 205C)에 비해 상대적으로 큰 간격을 갖도록 나노 발광구조물(240)이 형성될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C) 내에서 나노 코어(241, 251, 261) 사이의 간격 d1, d2, d3의 차이가 적어도 200nm 이상이 되도록 나노 발광구조물(240, 250, 260)을 형성함으로써, 하나의 반도체 발광소자(200)에서 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛은 물론, 세가지 색상의 빛이 혼합되어 제공되는 다양한 색상의 빛을 생성할 수 있다.
또한, 제1 내지 제3 발광 영역(205A, 205B, 205C) 각각에 포함되는 나노 코어(241, 251, 261)의 직경과 높이는 서로 실질적으로 동일한 값을 갖는 것으로 예시하였으나, 이와 달리 나노 코어(241, 251, 261)의 직경과 높이를 조절하여 각 나노 발광구조물(240, 250, 260)이 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성하도록 할 수도 있다. 이때, 나노 코어(241, 251, 261) 각각의 직경 또는 높이는, 제1 발광 영역(205A)에서 가장 작고, 제3 발광 영역(205C)에서 가장 클 수 있다.
한편, p형 반도체층(243, 253, 263)은 활성층(242, 252, 262)과 인접한 부분에 형성되는 전자 차단층을 더 포함할 수 있다. 전자 차단층은 복수의 서로 다른 조성의 n형 AlxInyGa1 -x- yN을 적층한 구조 또는 AlyGa(1-y)N로 구성된 1층 이상의 층을 가질 수 있다. 전자 차단층은 활성층(242, 252, 262)보다 큰 밴드갭을 가질 수 있으며, p형 반도체층(243, 253, 263)으로 전자가 넘어가는 것을 방지할 수 있다.
도 4에 도시된 반도체 발광소자(200)는 플립 칩 형태로 패널 기판 상에 부착될 수 있다. 디스플레이 패널(20)에 포함되는 하나의 화소(P)에서, 각 화소 회로에 포함되는 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)가 소정의 패널 기판에 마련될 수 있으며, 반도체 발광소자(200)가 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)와 연결되도록 패널 기판 상에 배치되어 화소(P)를 형성할 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10) 또는 디스플레이 패널(20)에 채용될 수 있는 반도체 발광소자(300)는 기판(310), 베이스층(320), 복수의 개구부를 갖는 절연막(330) 및 복수의 나노 발광구조물(340, 350, 360) 등을 포함할 수 있다. 앞서 도 3 및 도 4에서 설명한 실시예와 달리, 도 5에 도시한 실시예에서 기판(310)은 베이스층(320)이 성장하기 위한 기판이 아닌, 제조 공정에서 복수의 나노 발광구조물(340, 350, 360)이 형성된 이후에 부착되는 지지 기판일 수 있다. 기판(310)은 실리콘을 포함할 수 있다.
베이스층(320)은 n형 반도체층일 수 있으며, n형 GaN 및 n형 불순물로 Si을 포함할 수 있다. 베이스층(320) 상에 마련되는 절연막(330)은 SiO2, SiN, TiO2, Si3N4, Al2O3, TiN, AlN, ZrO2, TiAlN, TiSiN 등과 같은 물질을 포함할 수 있으며, 복수의 개구부를 제공할 수 있다. 복수의 개구부를 통해 베이스층(320)으로부터 복수의 나노 코어(341, 351, 361)가 형성될 수 있으며, 앞서 설명한 바와 같이 복수의 나노 코어(341, 351, 361) 각각의 직경과 높이, 또는 나노 코어(341, 351, 361) 사이의 간격에 의해 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C) 각각에서 방출되는 빛의 파장이 달라질 수 있다.
나노 코어(341, 351, 361) 상에는 활성층(342, 352, 362) 및 p형 반도체층(343, 353, 363)이 순차적으로 적층될 수 있다. 활성층(342, 352, 362)은 다중 양자우물(MQW) 또는 단일 양자우물(SQW) 구조를 가질 수 있으며, 예를 들어 GaN 층과 InGaN 층이 교대로 적층된 구조를 가질 수 있다. p형 반도체층(343, 353, 363)은 p형 불순물로 Mg, Zn 등을 포함할 수 있다.
앞서 도 3 및 도 4를 설명한 바와 유사하게, 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C)에 포함되는 나노 발광구조물(340, 350, 360)은 서로 다른 색상의 빛을 생성할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C)의 나노 발광구조물(340, 350, 360)을 서로 독립적으로 발광시켜 서로 다른 색상의 빛을 생성하기 위해, 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C) 사이에는 광 차단 영역(390)이 마련될 수 있다. 광 차단 영역(390)은 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C)에 포함되는 p형 반도체층(343, 353, 363)을 서로 분리할 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 내지 제3 발광 영역(305A, 305B, 305C) 각각에서 p형 반도체층(343, 353, 363) 상에는 투명 전도성 층(370A, 370B, 370C)이 배치될 수 있으며, 투명 전도성층(370A, 370B, 370C) 상에는 제1 내지 제3 p형 전극(380A, 380B, 380C)이 마련될 수 있다. 제1 내지 제3 p형 전극(380A, 380B, 380C) 위에는 기판(310)이 배치되므로, 제1 내지 제3 p형 전극(380A, 380B, 380C)은 비아 전극(385A, 385B, 385C)을 통해 화소 회로에 포함되는 복수의 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)와 연결될 수 있다. 도 5에 도시한 실시예에서, 제1 내지 제3 p형 전극(380A, 380B, 380C)은 화소 회로가 형성된 패널 기판에 직접 부착될 수 있으며, 공통 n형 전극(325)은 도전성 와이어를 통해 패널 기판의 기준 전압(VREF) 라인과 연결될 수 있다.
다음으로 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(10) 또는 디스플레이 패널(20)에 채용될 수 있는 반도체 발광소자(400)는 베이스층(420), 복수의 개구부를 갖는 절연막(430) 및 복수의 나노 발광구조물(440, 450, 460) 등을 포함할 수 있다.
앞서 도 5에 도시한 실시예와 달리, 도 6에 도시한 실시예에서는 p형 반도체층(443, 543, 643)과 연결되는 제1 내지 제3 p형 전극(480A, 480B, 480C)이 반도체 발광소자(400)의 상측으로 형성될 수 있으며, 공통 n형 전극(425)이 반도체 발광소자(400)의 하부 전면에 형성될 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자(400)를 디스플레이 패널(20)에 포함되는 패널 기판에 실장할 때, 공통 n형 전극(425)만 기준 전압(VREF) 라인에 연결하면 되므로, 반도체 발광소자(400)의 실장 공정의 난이도를 낮출 수 있다. 반도체 발광소자(400)의 상측으로 형성되는 제1 내지 제3 p형 전극(480A, 480B, 480C)은 와이어를 통해 상기 패널 기판의 구동 전압(VDD) 라인과 연결될 수 있다.
도 6에 도시한 실시예에 따른 반도체 발광소자(400)는, 제1 내지 제3 p형 전극(480A, 480B, 480C)은 베이스층(420)과 전기적으로 분리하기 위한 p형 분리 절연층(481)을 포함할 수 있다 .또한, 공통 n형 전극(425)과 베이스층(420)이 비아 메탈(423)로 이어지므로, 비아 메탈(423)을 p형 반도체층(443, 453, 463) 및 투명 전도성 층(470A, 470B, 470C)과 전기적으로 분리하기 위한 n형 분리 절연층(421)을 포함할 수 있다.
베이스층(420)은 n형 반도체 물질을 포함할 수 있으며, Si 등의 불순물로 도핑될 수 있다. 베이스층(420)으로부터 형성되는 나노 코어(441, 451, 461)의 직경과 높이 또는 간격에 의해 제1 내지 제3 발광 영역(405A, 405B, 405C) 각각에서 생성되는 빛의 색상이 달라질 수 있다. 일 실시예로, 도 6에 도시한 바와 같이 제1 영역(405A)이 가장 넓은 간격을 갖고, 제3 영역(405C)이 가장 좁은 간격을 갖도록 나노 코어(441, 451, 461)를 형성함으로써 제1 내지 제3 발광 영역(405A, 405B, 405C) 각각에서 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성할 수 있다.
제1 내지 제3 발광 영역(405A, 405B, 405C)은 광 차단 영역(490)에 의해 분리될 수 있다. 광 차단 영역(490)은 제1 내지 제3 발광 영역(405A, 405B, 405C) 각각에 포함되는 p형 반도체층(443, 453, 463)을 서로 전기적으로 분리할 수 있다. 따라서, 제1 내지 제3 p형 전극(480A, 480B, 480C)과 각각 연결되는 복수의 스위치 소자(TFTR1-TFTB2) 및 커패시터(CR-CB)에 의해 제1 내지 제3 발광 영역(405A, 405B, 405C)이 독립적으로 서로 다른 색상의 빛을 생성할 수 있다.
도 7 및 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치가 적용될 수 있는 전자 기기를 나타낸 도이다.
우선 도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(510)는 스마트폰과 같은 모바일 기기(500)에 적용될 수 있다. 모바일 기기(500)는 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(510), 하우징(520), 버튼 등을 갖는 입력부(530) 및 음성 출력부(540) 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(510)는 모바일 기기(500)에 내장된 중앙 처리 장치(CPU)에서 전달하는 이미지를 표시할 수 있다.
디스플레이 장치(510)는 해상도에 따라 복수의 화소를 포함하며, 디스플레이 장치(510)에 포함되는 각 화소는 도 3 내지 도 6에 도시한 반도체 발광소자(100-400) 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 하나의 반도체 발광소자(100-400)에서 생성되는 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛 각각의 강도는 독립적으로 제어될 수 있다. 따라서, 하나의 화소가 복수의 서브 화소를 포함하는 기존의 기술과 달리, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(510)에서는 화소와 반도체 발광소자가 1대 1 대응관계를 가질 수 있다.
예를 들어, 디스플레이 장치(510)가 가로로 1080개의 화소를 갖고, 세로로 1920개의 화소를 갖는 Full-HD 화질을 제공하는 경우, 본 발명의 실시예에서는 디스플레이 장치(510)에 포함되는 총 2,073,600 개의 화소에 1대 1 대응하도록 2,073,600 개의 반도체 발광소자(100-400)가 포함될 수 있다. 따라서, 적색, 녹색, 청색 화소를 별도로 구성하는 기존의 기술에 비해 상대적으로 적은 전력을 소모하는 디스플레이 장치(510)를 제공할 수 있다.
모바일 기기(500)의 적용 범위가 확대되고 제품이 다양화되면서, 다양한 기능을 제공할 수 있는 모바일 기기(500)가 널리 보급되고 있다. 스마트폰 또는 태블릿 PC 등의 경우, 통신 기능에 기초한 웹 브라우징 기능과 게임 기능, SNS 서비스 기능, 통화 기능, 문서 작업 기능 및 동영상과 음악 등의 미디어 재생 또는 편집 기능까지 다양한 기능을 제공할 수 있으며, 그에 따라 한정된 배터리 용량을 효율적으로 이용하는 것이 모바일 기기(500)에서 중요한 화두로 떠오르고 있다.
일반적으로 모바일 기기(500)의 배터리 사용량에서 가장 많은 비중을 차지하는 것은 디스플레이 장치(510)이며, 액정 표시 장치의 경우에는 백라이트 유닛의 발광 효율이, 유기전계발광표시장치의 경우에는 OLED 소자의 광변환 효율이 배터리 사용량에 큰 영향을 미칠 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(510)는, 기존의 액정 표시 장치와 달리 백라이트 유닛을 사용하지 않으며, 유기전계발광표시장치에 포함되는 OLED 소자보다 광 변환 효율이 우수한 반도체 발광소자(LED)를 사용하기 때문에, 모바일 기기(500)에 적용할 경우 배터리 사용량을 효율적으로 절감할 수 있다.
다음으로 도 8을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(610)는 웨어러블 기기(600)에 적용될 수 있다. 앞서 도 7을 참조하여 설명한 바와 같이, 반도체 발광소자(100-400)를 포함하는 디스플레이 장치(610)는 배터리 사용량을 효율적으로 절감할 수 있으며, 따라서 배터리 용량에 한계가 있는 웨어러블 기기(600)에 효율적으로 적용될 수 있다.
도 8을 참조하면, 본 실시예에 따른 웨어러블 기기(600)는 디스플레이 장치(610)와 하우징(620) 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(610)는 웨어러블 기기(600)에 내장된 중앙 처리 장치(CPU)에서 전달되는 이미지 데이터를 표시할 수 있으며, 화소와 반도체 발광소자(100-400)의 개수가 1대 1로 대응할 수 있다. 즉, 하나의 화소가 하나의 반도체 발광소자(100-400)를 포함할 수 있다. 이때, 앞서 도 3 내지 도 6의 실시예에서 설명한 바와 같이 하나의 반도체 발광소자(100-400)가 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛을 생성할 수 있으며, 적색 빛, 녹색 빛, 청색 빛의 세기가 독립적으로 조절될 수 있다. 따라서, 하나의 화소가 복수의 서브 화소를 포함하지 않아도 원하는 이미지를 구현할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
10, 510, 610 : 디스플레이 장치
20 : 디스플레이 패널
30 : 구동 회로부
100, 200, 300, 400 : 반도체 발광소자
105A, 205A, 305A, 405A : 제1 발광 영역
105B, 205B, 305B, 405B : 제2 발광 영역
105C, 205C, 305C, 405C : 제3 발광 영역
110, 210, 310 : 기판
120, 220, 320, 420 : 베이스층
125, 225, 325, 425 : 공통 n형 전극
130, 230, 330, 430 : 절연막
180A, 280A, 380A, 480A : 제1 p형 전극
180B, 280B, 380B, 480B : 제2 p형 전극
180C, 280C, 380C, 480C : 제3 p형 전극
190, 290, 390, 490 : 광 차단 영역

Claims (10)

  1. 복수의 스위치 소자, 적어도 하나의 커패시터, 및 반도체 발광소자를 포함하는 복수의 화소; 및
    상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터를 통해 상기 반도체 발광소자에 전류를 인가하는 구동 회로부; 를 포함하고,
    상기 복수의 화소 각각은 상기 반도체 발광소자를 하나씩 포함하며, 상기 반도체 발광소자는, 상기 구동 회로부가 인가하는 전류에 의해 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자는, 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광 영역은, 하나의 공통 n형 전극 및 서로 다른 제1 내지 제3 p형 전극을 통해 인가되는 전류에 의해 각각 적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하나의 공통 n형 전극 및 상기 제1 내지 제3 p형 전극 중 적어도 하나는, 와이어에 의해 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터가 배치되는 기판 상에 실장되는 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자는, 상기 복수의 스위치 소자 및 상기 적어도 하나의 커패시터가 배치되는 기판 상에 플립칩 본딩되는 디스플레이 장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자는, n형 반도체를 포함하는 복수의 나노 코어, 상기 나노 코어 상에 순차적으로 형성되는 활성층과 p형 반도체층을 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제1 내지 제3 발광 영역 각각에서 상기 복수의 나노 코어 사이의 간격은 서로 다른 디스플레이 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 반도체 발광소자는, 상기 제1 내지 제3 영역 사이의 경계에 배치되는 광 차단 영역을 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 복수의 화소를 갖는 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은,
    복수의 스위치 소자와 적어도 하나의 커패시터를 갖는 화소 회로; 및
    적색, 녹색, 및 청색 빛을 발광하는 하나의 반도체 발광소자; 를 포함하는 디스플레이 패널.
  10. 복수의 화소를 갖는 디스플레이 패널에 있어서,
    상기 복수의 화소 각각은,
    공통 n형 전극 및 제1 내지 제3 p형 전극을 통해 인가되는 전류에 의해 서로 다른 색의 빛을 발광하는 제1 내지 제3 발광 영역을 포함하는 하나의 반도체 발광소자; 및
    상기 제1 내지 제3 p형 전극에 연결되어 상기 제1 내지 제3 발광 영역에 전류를 인가하는 제1 내지 제3 화소 회로; 를 포함하는 디스플레이 패널.
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