KR20160087264A - 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 - Google Patents

반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로 특히, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은, 제1 기판에 복수의 반도체 발광소자를 성장시키는 단계, 상기 복수의 반도체 발광소자를 덮도록 제1 기판에 PDMS를 도포하고, 상기 PDMS를 경화시키는 단계, 상기 제1 기판과 상기 경화된 PDMS를 분리하여, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 상기 경화된 PDMS로 전사하는 단계, 요철이 형성된 제2 기판을 이용하여, 상기 PDMS로부터 상기 복수의 반도체 발광소자 중 적어도 일부를 분리하여 상기 요철에 부착하는 단계 및 상기 제2 기판의 요철에 부착된 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 전도성 접착층이 형성된 배선기판으로 전사하여, 상기 전도성 접착층에 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 안착시키는 단계를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법{FABRICATING METHOD OF DISPLAY APPARATUS USING SEMICONDUCTOR LIGHT EMITTING DEVICE}
본 발명은 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것으로 특히, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
그러나, LCD의 경우에 빠르지 않은 반응 시간과, 플렉서블의 구현이 어렵다는 문제점이 존재하고, AMOLED의 경우에 수명이 짧고, 양산 수율이 좋지 않을 뿐 아니라 플렉서블의 정도가 약하다는 취약점이 존재한다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다.
그러나, 반도체 발광소자를 이용한 플렉서블 디스플레이의 경우에 대화면의 디스플레이 장치의 구현이 어려운 문제가 있다. 따라서, 반도체 발광소자를 이용한 플렉서블 디스플레이에서 대화면의 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 제조공정이 착안 될 수 있다.
본 발명의 일 목적은 플렉서블한 디스플레이 장치를 구현하는 새로운 제조공정을 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 다른 일 목적은 반도체 발광소자가 성장되는 웨이퍼를 보다 효율적으로 활용할 수 있는 반도체 발광소자의 제조공정을 제공하기 위한 것이다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조방법은, 제1 기판에 복수의 반도체 발광소자를 성장시키는 단계, 상기 복수의 반도체 발광소자를 덮도록 제1 기판에 PDMS를 도포하고, 상기 PDMS를 경화시키는 단계, 상기 제1 기판과 상기 경화된 PDMS를 분리하여, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 상기 경화된 PDMS로 전사하는 단계, 요철이 형성된 제2 기판을 이용하여, 상기 PDMS로부터 상기 복수의 반도체 발광소자 중 적어도 일부를 분리하여 상기 요철에 부착하는 단계 및 상기 제2 기판의 요철에 부착된 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 전도성 접착층이 형성된 배선기판으로 전사하여, 상기 전도성 접착층에 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 안착시키는 단계를 포함한다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 상기 경화된 PDMS로 전사하는 단계에서는, 상기 PDMS의 접착력에 의하여, 상기 제1 기판에 성장된 복수의 반도체 발광소자들이 상기 PDMS 기판에 위치하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광소자들이 위치한 PDMS를 이용하여 임시기판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 임시기판은 상기 PDMS의 접착력을 이용하여, 상기 PDMS의 양면 중 상기 복수의 반도체 발광소자들이 노출된 일면과 다른 타면에 리지드(rigid) 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판을 부착함으로써 형성되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 PDMS에 상기 리지드 기판이 부착되고, 상기 제2 기판이 리지드 기판으로 이루어진 경우, 상기 임시기판과 상기 제2 기판은, 플레이트 투 플레이트(plate to plate) 방식으로, 상기 임시기판에 위치한 반도체 발광소자를 상기 제2 기판으로 분리하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 PDMS에 상기 플렉서블 기판이 부착되고, 상기 제2 기판이 리지드 기판으로 이루어진 경우, 상기 임시기판과 상기 제2 기판은, 롤 투 플레이트(roll to plate) 방식으로, 상기 임시기판에 위치한 반도체 발광소자를 상기 제2 기판으로 분리하는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 기판에 형성되는 요철은, 상기 제2 기판의 일면에 포토 레지스터를 도포하는 단계, 상기 경화된 포토 레지스터의 일면 중 상기 요철이 형성될 영역을 마스킹(masking)하는 단계, 상기 제2 기판에 도포되고, 상기 마스킹되지 않은 영역이 경화되도록, 상기 도포된 포토 레지스터를 경화시키는 노광 공정을 수행하는 단계, 및 건식 식각 방식을 통해, 상기 경화된 포토 레지스터가 위치한 영역에 상기 요철이 형성되도록, 상기 제2 기판의 적어도 일부를 식각하는 단계를 통해 형성되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 기판의 적어도 일부는 건식 식각 방식에 의하여 식각되며, 상기 제2 기판에 형성된 요철은, 상기 제2 기판 및 상기 경화된 포토 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제2 기판의 요철의 일면에는 점성 접착층이 형성되고, 상기 PDMS에 위치한 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부는, 상기 PDMS와 상기 제2 기판이 중첩된 상태에서, 상기 PDMS와 상기 제2 기판이 가압되어 상기 제2 기판에 형성된 요철의 일면에 형성된 상기 점성 접착층에 의해 상기 제2 기판의 요철에 부착되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 상기 적어도 일부와 다른 나머지 일부는, 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자들이 상기 제2 기판의 요철에 형성된 상기 점성 접착층에 의해 상기 PDMS에서 분리된 후, 상기 제2 기판 또는 상기 제2 기판과 다른 제3 기판에 의해 상기 PDMS로부터 분리되는 것을 특징으로 한다.
실시 예에 있어서, 상기 제1 기판에 성장된 복수의 반도체 발광소자들 사이의 간격은, 상기 배선기판에 전사되는 반도체 발광소자들 사이의 간격보다 조밀한 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 디스플레이 장치의 화소 및 해상도에 구애됨 없이 웨이퍼 상에 반도체 발광소자를 다량으로 성장시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 웨이퍼 상에서 반도체 발광소자를 다량으로 성장시킨 후 선택적으로 디스플레이 장치의 배선기판에 전사시키는 것이 가능하게 된다. 이를 통하여, 웨이퍼를 보다 효율적으로 활용하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 재료나 종류가 상이한 소자들을 모양을 달리하여 하나의 디스플레이 장치의 배선기판 상에 집적하는 것이 가능하게 된다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10a 및 도 10b는 전술한 반도체 발광소자를 제작하는 새로운 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 11a 및 도 11b는 전술한 반도체 발광소자를 제작하는 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
도 12a 및 도 12b는 도 11a 내지 도 11c의 제조공정에 적용되는 반도체 발광소자의 변형예들을 나타내는 단면도들이다.
도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 14c, 도 15a 및 도 15b는 도 10a 및 도 10b에서 살펴본 공정을 상세하게 설명하기 위한 개념도들이다.
도 16은 도 10a 및 도 10b에서 살펴본 공정을 통해, R, G, B 반도체 발광소자를 배선기판상에 구현하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
도 17a, 도 17b, 도 18a, 도 18b 및 도 19는 앞서 살펴본 요철이 형성되는 기판을 보다 구체적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시 예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.
플렉서블 디스플레이는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자의 일 종류로서 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이며, 도 4는 도 3a의 플립 칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다.
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광소자(150)를 포함한다.
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 상기 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 상기 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 상기 기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 상기 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아 홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.
본 도면들을 참조하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 상기 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.
이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 상기 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 상기 이방성 전도성 필름에는 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법도 가능하다. 이러한 방법은, 예를 들어 상기 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 도시에 의하면, 본 예시에서 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.
도시에 의하면, 상기 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)가 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스부재의 바닥부분에 집중적으로 배치되며, 상기 베이스부재에서 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 particle 혹은 nano 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.
다시 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 될 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.
또한, 복수의 반도체 발광소자(150)는 발광소자 어레이(array)를 구성하며, 발광소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.
발광소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 반도체 발광소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광소자일 수 있다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광소자(150)의 사이에 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.
형광체층(180)은 반도체 발광소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자이고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자(151) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(151) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(151)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.
또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광소자로 구현될 수 있다.
이 경우, 반도체 발광소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 5c를 참조하면, 자외선 발광소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광소자의 형태로 확장될 수 있다.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다. 따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
상기에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
본 도면을 참조하면, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.
상기 반도체 발광소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.
그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head 를 적용하여 열압착될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.
그 다음에, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 반도체 발광소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.
도 7은 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 C-C를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광소자(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분(231)과 전도성을 가지지 않는 부분(232)으로 구획된다.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.
이와 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.
수직형 반도체 발광소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자(251) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(251) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(251)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다.
개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(250) 사이에 위치될 수 있다.
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.
만약 반도체 발광소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 도시에 의하면, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
상기 설명과 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
상기에서 설명된 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치에서는 웨이퍼 상에서 성장되어, 메사 및 아이솔레이션을 통하여 형성된 반도체 발광소자가 개별 화소로 이용된다. 즉, 위에서 살펴본 반도체 발광소자를 성장하는 방법은, 하나의 웨이퍼 상에 성장된 반도체 발광소자는, 하나의 디스플레이 장치에 1:1 전사된다. 따라서, 웨이퍼 상에 성장되는 반도체 발광소자들 사이의 간격은, 단일 디스플레이 장치를 형성하기 위해 요구되는 반도체 발광소자들의 간격과 대응되어야하기 때문에, 하나의 웨이퍼 상에 성장될 수 있는 반도체 발광소자들의 수에는 제약이 있었다.
즉, 종래에는 웨이퍼 상에 디스플레이 장치의 화소 및 해상도에 맞추어 반도체 발광소자 어레이를 성장시킨 후, 배선기판에 전사하였는데, 이는, 화소의 간격에 따라 웨이퍼 상에 빈공간이 발생하였다. 따라서, 이러한 빈공간으로 인하여, 웨이퍼를 효율적으로 사용하지 못하는 문제가 있었다.
이에, 본 발명에서는, 하나의 웨이퍼 상에 보다 많은 반도체 발광소자들을 성장시키고, 이를 선택적으로 배선기판에 전사시킴으로써, 웨이퍼 상에 성장되는 반도체 발광소자를 보다 효율적으로 활용하는 디스플레이 장치의 새로운 제조방법 및 구조를 제시한다.
도 10a 및 도 10b는 전술한 반도체 발광소자를 제작하는 새로운 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
종래에는 1장의 웨이퍼에 성장된 반도체 발광소자는, 동일한 배선기판 상에 합착되었다. 따라서, 웨이퍼 상에 성장된 반도체 발광소자들의 간격 및 개수는, 디스플레이 장치에서 요구되는 픽셀(또는 화소수)에 의하여 결정되었다. 이 경우, 웨이퍼 중 반도체 발광소자가 존재하지 않는 영역은 버려지게 되어, 반도체 발광소자 및 디스플레이 장치의 생산성 저하게 야기되었으며, 디스플레이 장치의 가격이 상승하는 결과가 초래되었다.
따라서, 본 발명은, 도 10a에 도시된 것과 같이, 1장의 웨이퍼(또는 제 기판, 모(母)기판, 1020) 상에 단일의 디스플레이 장치에서 요구되는 픽셀보다 많은 양(예를 들어, 단일의 디스플레이 장치에서 요구되는 픽셀수보다 2배에 해당하는 양)의 반도체 발광소자(1050)를 성장시킨 후, 상기 모(母)기판(1020)에 성장된 반도체 발광소자(1050)의 일부를, 자(子)기판(또는 제2 기판, 1030, 1030', 1030")로 분리하고, 상기 모(母)기판(1020)에 성장된 나머지 일부의 반도체 발광소자(1050)를 다른 하나의 자(子)기판(또는 제2 기판, 1030, 1030', 1030")으로 분리한다. 즉, 본 발명에서는, 하나의 모(母)기판을 이용하여, 복수의 자(子)기판(1030, 1030', 1030")을 형성한 뒤, 도 10b에 도시된 것과 같이, 각각의 자(子)기판(1030, 1030', 1030")을 원하는 배선기판에 전사하여, 복수의 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
예를 들어, 2장의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는, 1장의 모(母)기판(1020)에, 2장의 디스플레이 장치에 해당하는 픽셀수 만큼의 반도체 발광소자(1050)를 성장시킨 뒤, 2장의 자(子)기판(1030, 1030', 1030")을 형성한 뒤, 각각의 자(子)기판(1030, 1030', 1030")을 각각의 배선기판에 합착함으로써, 2장의 디스플레이 장치를 생산할 수 있다.
또한, 이와 마찬가지로, 3장의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는, 1장의 모(母)기판(1020)에, 3장의 디스플레이 장치에 해당하는 픽셀수 만큼의 반도체 발광소자(1050)를 성장시킨 뒤, 3장의 자(子)기판을 형성한 뒤, 3장의 자(子)기판을 각각 서로 다른 배선기판에 합착함으로써, 3장의 디스플레이 장치를 생산할 수 있다.
3장의 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 모(母)기판에 형성되는 반도체 발광소자(1050)들 사이의 간격은, 2장의 디스플레이 장치를 구현하기 위한 모(母)기판에 형성되는 반도체 발광소자(1050)들의 간격보다 조밀할 수 있다.
이상에서 살펴본 것과 같이, 본 발명에 따른 반도체 발광소자(1050)의 제조방법 및 디스플레이 장치의 제조방법에 따르면, 하나의 모(母)기판에, 하나의 디스플레이 장치를 구현하기 위한 픽셀보다 2배 이상의 픽셀에 해당하는 반도체 발광소자(1050)를 성장시킴으로써, 모(母)기판을 빈공간 없이 효율적으로 활용할 수 있다.
한편, 이상에서 살펴본 것과 같이, 모(母)기판 또는 웨이퍼 상에 성장되는 반도체 발광소자(1050)들은, 아래에서 살펴본 방법과 같이 성장될 수 있으며, 웨이퍼 상에 반도체 발광소자(1050)를 성장하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 11a 및 도 11b는 전술한 반도체 발광소자를 제작하는 공정을 설명하기 위한 개념도들이다.
본 명세서에서는, 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자(1050)를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자(1050)에도 적용 가능하다.
먼저, 제조방법에 의하면, 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)에 제1도전형 반도체층(1053), 활성층(1054), 제2 도전형 반도체층(1055)을 각각 성장시킨다(도 11a).
제1도전형 반도체층(1053)이 성장하면, 다음은, 상기 제1도전형 반도체층(1053) 상에 활성층(1054)을 성장시키고, 다음으로 상기 활성층(1054) 상에 제2도전형 반도체층(1055)을 성장시킨다. 이와 같이, 제1도전형 반도체층(1053), 활성층(1054) 및 제2도전형 반도체층(1055)을 순차적으로 성장시키면, 도 11a에 도시된 것과 같이, 제1도전형 반도체층(1053), 활성층(1054) 및 제2도전형 반도체층(1055)이 적층 구조를 형성한다.
모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)은 반도체 물질 성장에 적합한 물질, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 열 전도성이 뛰어난 물질로 형성될 수 있으며, 전도성 기판 또는 절연성 기판을 포함하여 예를 들어, 사파이어(Al2O3) 기판에 비해 열전도성이 큰 SiC 기판 또는 Si, GaAs, GaP, InP, Ga2O3 중 적어도 하나를 사용할 수 있다.
다음으로, 상기 제1도전형 반도체층(1053)의 적어도 일부가 노출되도록 활성층(1054) 및 제2 도전형 반도체층(1055)의 적어도 일부를 제거한다(도 11b).
이 경우에, 상기 활성층(1054) 및 제2 도전형 반도체층(1055)은 수직방향으로 일부가 제거되어, 상기 제1도전형 반도체층(1053)이 외부로 노출된다.
나아가, 상기 제조방법을 통해 형성되는 복수의 발광소자들이 발광소자 어레이를 형성하도록, 아이솔레이션(isolation)을 수행한다. 즉, 제2도전형 반도체층(1055) 및 활성층(1054)을 식각하여 복수의 반도체 발광소자(1050)를 형성한다.
아이솔레이션을 통해, 반도체 발광소자(1050)들은 서로 이격될 수 있으며, 상기 반도체 발광소자(1050)들 사이의 간격은, 아이솔레이션에 의해 결정될 수 있다.
본 발명에서는, 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)을 이용하여, 복수의 디스플레이 장치에 반도체 발광소자(1050)를 구현할 수 있도록, 단일의 디스플레이 장치에서 요구되는 픽셀수보다 적어도 2배 이상의 픽셀수에 해당하는 반도체 발광소자(1050)를 하나의 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)에 형성한다. 즉, 본 발명에서는, 종래보다 더 많은 수의 반도체 발광소자(1050)가 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)에 형성되도록, 반도체 발광소자(1050)들의 이격간격을 적절하게 조절하여, 아이솔레이션을 수행한다.
다음으로, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 구현되도록, 상기 제1도전형 반도체층(1053)과 상기 제2도전형 반도체층(1055)에 두께방향으로 높이차가 없는 제1 전극(1052, 또는 n형 전극) 및 제2 전극(1056, 또는 p형 전극)를 각각 형성한다. 상기 제1 전극(1052) 및 제2 전극(1056)은 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다.
이와 같은 방법으로, 상기 모(母)기판(또는 제1 기판, 성장기판, 웨이퍼, 1020)에 반도체 발광소자(1050)가 형성되면, 이후에는, 복수의 자(子)기판에 모(母)기판에 형성된 반도체 발광소자(1050)들을 분리하여, 각각 서로 다른 배선기판에 전사하는 과정을 수행한다. 한편, 모(母)기판에 형성된 반도체 발광소자(1050)를 분리하는 과정에 대해서는, 후술되는 설명에서 보다 구체적으로 살펴본다.
한편, 본 발명에 의하면, 위에서 살펴본 구조를 갖는 반도체 발광소자(1050) 뿐만 아니라, 다양한 구조를 갖는 반도체 발광소자도 활용가능하다. 본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 위에서 살펴본 구조를 갖는 반도체 발광소자 외에도, 아래에 도시된 것과 같은 구조를 가질 수 있다. 도 12a 및 도 12b는 도 11a 내지 도 11c의 제조공정에 적용되는 반도체 발광소자의 변형예들을 나타내는 단면도들이다.
모(母)기판 상에서 반도체 발광소자(1050)를 성장시키고, 아이솔레이션을 수행하는 과정을 통해 형성되는 반도체 발광소자이기만 하면, 본 발명에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법 및 반도체 발광소자 제조공정에 적용 가능하다
일 예로서, 본 발명의 제조공정은 수평형 반도체 발광소자(1050)라도, p형 전극과 n형 전극이 상/하로 배치되는 구조에 적용가능하다. 도 12a를 참조하면, 본 예시의 반도체 발광소자(1050)에서 n형 전극은 n형 반도체층의 일면에서 반대면으로 연장되어, p형 반도체층에 적층되는 p형 전극과 반도체 발광소자(1050)의 두께방향으로 서로 반대면에 배치될 수 있다. 이 경우에는 배선기판에는 제1전극이 형성되고, 본합착 이후에는 상기 n형 전극과 전기적으로 연결되는 제2전극이 될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 반도체 발광소자(1250)는 제1도전형 전극(1256)과, 제1도전형 전극(1256)이 형성되는 제1도전형 반도체층(1255)과, 제1도전형 반도체층(1255) 상에 형성된 활성층(1254)과, 상기 활성층(1254) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(1253) 및 제2도전형 반도체층(1253)에 형성되는 제2도전형 전극(1252)을 포함한다.
보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(1256) 및 제1도전형 반도체층(1255)은 각각 p형 전극 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 상기 제2도전형 전극(1252) 및 제2도전형 반도체층(1253)은 각각 n형 전극 및 n형 반도체층이 될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 제1도전형이 n형이 되고 제2도전형이 p형이 되는 예시도 가능하다.
이 경우에, 상기 제2도전형 전극은 상기 제2도전형 반도체층(1253)의 일면에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(1253)의 타면에는 언도프된(Undoped) 반도체층(1253a)이 형성될 수 있다.
도시에 의하면, 상기 제2도전형 반도체층의 일면은 상기 배선기판에 가장 가까운 면이 될 수 있고, 상기 제2도전형 반도체층의 타면은 상기 배선기판에 가장 먼 면이 될 수 있다. 또한, 상기 제1도전형 전극(1256) 및 제2도전형 전극(1252)은 반도체 발광소자의 폭방향을 따라 이격된 위치에서 각각 상기 폭방향과 수직방향(또는 두께방향)으로 서로 높이차를 가지도록 이루어진다.
상기 높이차를 이용하여 상기 제2도전형 전극(1252)은 상기 제2도전형 반도체층(1253)에 형성되나, 반도체 발광소자의 상측에 위치하는 상기 제2전극(1240)과 인접하게 배치된다. 예를 들어, 상기 제2도전형 전극(1252)은 적어도 일부가 상기 제2도전형 반도체층(1253)의 측면(또는, 언도프된(Undoped) 반도체층(1253a)의 측면)으로부터 상기 폭방향을 따라 돌출된다. 이와 같이, 제2도전형 전극(1252)이 상기 측면에서 돌출되기에, 상기 제2도전형 전극(1252)은 반도체 발광소자의 상측으로 노출될 수 있다. 이를 통하여, 상기 제2도전형 전극(1252)은 전도성 접착층(1230)의 상측에 배치되는 상기 제2전극(1240)과 오버랩되는 위치에 배치된다.
이러한 구조에 의하면, 수평형 반도체 발광소자와 수직형 반도체 발광소자의 장점을 이용할 수 있는 모두 이용할 수 있는 구조로서, 아이솔레이션된 소자의 N GaN 영역과 소자의 바깥영역에 걸쳐 Plug type의 전극이 형성되어 있는 구조에 적용될 수 있다. 이러한 구조에서는 전류의 흐름은 수평형으로 이루어지나, 패널에 전류 주입을 위한 P, N 배선은 소자의 반대면에 위치하게 된다. 또한, 소자의 하부로 지나가는 N 배선이 빛의 발광영역(MQW 영역)을 가리는 부분이 없어 광손실이 적다는 등의 장점이 있다.
또 다른 예로서 도 12b를 참조하면, 상기 반도체 발광소자들(1350)은 각각, 상기 배선전극과 전기적으로 연결되는 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극을 구비하며, 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극 중 적어도 하나는 상기 반도체 발광소자들의 서로 반대면인 양면에 형성될 수 있다.
도시에 의하면, 반도체 발광소자는 순차적으로 적층되는 제1 도전형 반도체층(1355), 활성층(1354), 제2 도전형 반도체층(1353), 상기 제1 도전형 반도체층(1355)과 연결되는 제1 도전형 전극(1356), 및 상기 제2 도전형 반도체층(1353)과 연결되는 제2 도전형 전극(1352)을 포함한다.
상기 제1 도전형 전극(1356)은 상기 제1 도전형 반도체층(1355)을 사이에 두고 서로 대응하게 배치되는 제1 도전형 상부 전극부(1356a) 및 제1 도전형 하부 전극부(1356b)를 포함한다.
상기 제2 도전형 전극(1352)은 상기 제1 및 제2 도전형 반도체층들을 사이에 두고 서로 대응하게 배치되는 제2 도전형 상부 전극부(1352a) 및 제2 도전형 하부 전극부(1352b)를 포함한다. 상기 제1 도전형 하부 전극부(1356b)는 상기 제1 도전형 상부 전극부(1356a)와 전기적으로 연결되며, 제2 도전형 상부 전극부(1352a)는 제2 도전형 하부 전극부(1352b)와 전기적으로 연결된다.
이 경우에, 제1 도전형 반도체층(1350)의 일부를 제거함에 의하여 전극홀이 형성되며, 이를 통하여 상기 제1 도전형 하부 전극부(1356b) 및 상기 제1 도전형 상부 전극부(1356a)가 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 도전형 상부 전극부(1352a) 및 제2 도전형 하부 전극부(1352b)는 반도체 발광소자의 측면을 통하여 서로 전기적으로 연결될 수 있다.
이하에서는, 앞서 살펴본 내용을 바탕으로, 모(母)기판에 성장된 반도체 발광소자들을 복수의 배선기판으로 선택적으로 전사하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 13a, 도 13b, 도 14a, 도 14b, 도 14c, 도 15a 및 도 15b는 도 10a 및 도 10b에서 살펴본 공정을 상세하게 설명하기 위한 개념도들이다.
앞서 도 11a, 도 11b 및 도 11c에서 살펴본 것과 같이, 그리고, 도 13a의 (a)에 도시된 것과 같이, 모(母)기판 또는 제1 기판(1020) 상에 반도체 발광소자(1050)들이 형성되면, 도 13a 의 (b)에 도시된 것과 같이, PDMS(polydimethylsiloxane)를 도포한다. 도 13a의 (b)의 도시는, 도 13a의 (a)'에 도시된 것과 같이, 제1 기판(1020) 상에 형성된 반도체 발광소자(1050)들 중 임의의 라인(1050a)에 배치된 반도체 발광소자(1050)들을 예를 들어 설명한다.
도시와 같이, 본 발명에서는 제1 기판(1020)의 상부에 PDMS를 도포하고, 도 13a의 (c)에 도시된 것과 같이, PDMS를 경화시킴으로써, PDMS기판(또는 PDMS 몰딩 1040)을 형성한다. PDMS는 접착력을 갖는 재질로 형성될 수 있다. 본 발명에서는, 이러한 PDMS의 접착력을 이용하여, 상기 제1 기판(1020)과 상기 경화된 PDMS(1040)를 분리하여, 제1 기판에 성장된 반도체 발광소자(1050)들을 상기 경화된 PDMS로 전사한다.
예를 들어, 본 발명에서는, 제1 기판(1020)의 상부에 PDMS를 도포한 후, 핫 플레이트(hot plate)를 이용하여, 도포된 PDMS를 경화시킬 수 있다. 이때, 도포되는 PDMS의 두께는 수 um ~ 수mm 까지 가능하다. 또한, PDMS의 경화온도는, 상온 또는 200도 이하의 온도 범위를 가질 수 있다.
한편, PDMS가 경화되면, PDMS는 반도체 발광소자(1050)들의 주변을 감싸는 형태, 즉, 반도체 발광소자(1050)들에 PDMS 자체가 몰딩되어 있는 형태의 기판이 형성될 수 있다.
따라서, 도 13a의 (d), (e)에 도시된 것과 같이, 경화된 PDMS(1040)와 제1 기판(1020)을 분리하면, 상기 경화된 PDMS(1040)의 접착력에 의하여, 상기 제1 기판(1020)에 성장된 복수의 반도체 발광소자(1050)들이 상기 경화된 PDMS(1040)에 위치한다.
상기 제1 기판(1020)과 상기 경화된 PDMS(1040)은, 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 분리될 수 있다.
예를 들어, 레이저 리프트 오프법을 이용하여, 제1 기판(1020) 쪽에, 레이저를 조사하면, 반도체 발광소자(1050)들은, 제1 기판(1020)으로부터 분리되어, PDMS에 박혀있는 형태로 분리될 수 있다.
이때, 레이저 리프트 오프 방법에 사용되는 레이저의 파장은, 사파이어 기판을 투과할 수 있는 사파이어의 밴드갭보다 작으며, GaN의 밴드갭보다는 클 수 있다. 즉, 상기 레이저의 파장은 GaN층에만 흡수되는 파장을 가질 수 있다.
이때, 경화된 PDMS에는, 상기 레이저에 의해 흡수가 일어나지 않으며, 따라서, 상기 레이저에 의해 PDMS의 물성이 변성되지 않을 수 수 있다. 결과적으로, 상기 레이저는, GaN기판의 반도체 발광소자(1050)에만 흡수를 일으켜, PDMS의 물성을 변화시키지 않고, 상기 반도체 발광소자(1050)를 제1 기판(1020)으로부터 분리할 수 있다.
한편, 본 발명에서는 도 13b의 (a)에 도시된 것과 같이, 상기 분리된 PDMS(1040)의 양면 중 반도체 발광소자(1050)가 노출된 일면(1040a)과 반대되는 타면(1040b)에 도 13b의 (b)에 도시된 것과 같이, 플렉서블 기판(flexible substrate, 1041) 또는 도 13c의 (c)에 도시된 것과 같이, 리지드 기판(rigid substrate, 1042)에 추가적으로 부착시킬 수 있다. 이 경우, 상기 플렉서블 기판(1041) 또는 리지드 기판(1042)는, PDMS(1040)의 접착성에 의하여, PDMS에 부착될 수 있다. 본 발명에 서는, 도 13b의 (b) 및 (c)에 도시된 것과 같이, 플렉서블 기판(1041) 또는 리지드 기판(1042)이 부착된 PDMS를 임시기판 또는 도너기판으로 명명할 수 있으며, 제1 기판(1020)에서 분리된 PDMS 그 자체를 임시기판 또는 도너(donor)기판으로 명명할 수 있다. 이에, 이하 설명에서는, 플렉서블 기판(1041) 또는 리지드 기판(1042)이 부착된 PDMS도, 모두 1040의 도면부호를 사용키로 한다.
이하에서는, 제1 기판(1020)에서 분리된 PDMS, 플렉서블 기판 또는 리지드 기판이 부착된 PDMS 모두를 임시기판(1040)으로 명명한다.
한편, 분리된 PDMS에, 플렉서블 기판(1041)을 부착시킬지 또는 리지드 기판(1042)을 부착시킬지는, 후에, PDMS에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 제2 기판 또는 자(子)기판으로 전사할 때, plate to plate 방식을 사용할지, roll to plate 방식을 사용할지, 또는 roll to roll 방식을 사용할지에 따라 결정될 수 있다.
한편, 위에서 살펴본 것과 같이, 임시기판(1040)으로 제1 기판(1020)에 성장된 반도체 발광소자(1050)들이 분리된 후에는 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들을 선택적으로 제2 기판 또는 자(子)기판에 전사하는 과정을 진행한다.
보다 구체적으로 살펴보면, 도 14a의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들의 적어도 일부는, 제2 기판(1030)에 전사될 수 있다. 상기 제2 기판(1030)에는, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들을 선택적으로 분리할 수 있도록, 요철(1031)이 형성될 수 있다. 즉, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들 중 적어도 일부는, 요철(1041)이 형성된 제2 기판(1030)을 이용하여, 상기 임시기판으로부터 분리된다. 상기 임시기판(1040)에 위치한 복수의 반도체 발광소자(1050) 중 적어도 일부는 상기 요철(1031)의 접착력에 의하여, 상기 요철(1031)에 부착될 수 있다. 상기 요철(1031)에는 접착력을 갖는 점액이 도포되어 존재할 수 있다. 즉, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)의 일면에는 점성 접착층(1032)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 임시기판(1040) 위치한 상기 복수의 반도체 발광소자(1050)들 중 적어도 일부는, 도 14a의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 임시기판(1040)과 상기 제2 기판(1030)이 중첩된 상태에서, 상기 임시기판(1030)과 상기 제2 기판(1040)이 가압되어 상기 제2 기판(1040)에 형성된 요철(1031)의 일면에 형성된 상기 점성 접착층(1041)에 의해 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 부착될 수 있다.
이때, 임시기판(1040)에서 분리되는 반도체 발광소자(1050)들은, 구현하고자 하는 디스플레이 패널의 화소수에 근거하여 결정될 수 있다. 예를 들어, 분리되는 반도체 발광소자(1050)들은, 임시기판 상에서 복수의 반도체 발광소자(1050) 어레이를 형성하며, 상기 복수의 어레이 중 일부가 선택적으로 상기 제2 기판(1030)에 부착될 수 있다.
한편, 도 14b에 도시된 것과 같이, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 부착된 반도체 발광소자(1050)는 전도성 접착층이 형성된 배선기판(1010)으로 전사되어, 디스플레이 패널을 형성할 수 있다. 이와 같이, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 부착된 반도체 발광소자(1050)는 상기 전도성 접착층에 의해, 디스플레이 장치 또는 디스플레이 패널에 안착될 수 있다.
보다 구체적으로, 배선기판(1010)의 접착특성은, 반도체 발광소자(1050)가 부착된 제2 기판(1030)의 접착특성보다 상대적으로 높은 접착특성을 갖는다. 이를 위해, 상기 배선기판(1010)에는, 열경화성 또는 UV 경화성 접착층이 상기 배선기판(1010)의 상부에 도포될 수 있다.
보다 구체적으로, 본 발명에서는, 배선기판(1010)에 형성된 접착층과, 상기 제2 기판(1030)의 상기 반도체 발광소자(1050)가 부착된 면을 서로 맞닿도록 부착시킨 후, 접착층의 특성에 따라 접착층을 경화시킨 후, 상기 제2 기판(1030)을 제거하면, 최종적으로, 디스플레이 패널에 반도체 발광소자(1050)를 위치시킬 수 있다.
한편, 상기 임시기판(1040)에서 분리되지 않은 나머지 반도체 발광소자(1050)들 중 적어도 일부는, 도 14c의 (a) 및 (b)에 도시된 것과 같이, 상기 제2 기판(1030) 또는 상기 제2 기판(1030)과 같이 요철이 형성된 다른 기판에 의하여 상기 임시기판으로부터 분리될 수 있다. 즉, 상기 임시기판(1040)에 위치한 복수의 반도체 발광소자(1050)들 중 상기 제2 기판(1030)으로 전사된 적어도 일부와 다른 나머지 일부는, 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자(1050)들이 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 형성된 상기 점성 접착층(1032)에 의해 상기 임시기판(1040)에서 분리된 후, 상기 제2 기판(1030_ 또는 상기 제2 기판(1030)과 다른 제3 기판에 의해 상기 임시기판(1040)으로부터 분리될 수 있다.
이때, 상기 임시기판(1040)에서 분리되지 않은 나머지 반도체 발광소자(1050)들을 상기 임시기판(1040)에서 분리할 때, 상기 제2 기판(1030)을 다시 사용하기 위해서는, 상기 제2 기판(1030)에 부착된 반도체 발광소자(1050)들이, 디스플레이 장치의 배선기판에 합착되어, 상기 제2 기판(1030)에서 제거된 후가 되어야 한다.
한편, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들을 제2 기판(1030)으로 전사시키는 방식은 다양할 수 있다.
일 예로서, 도 14a 및 도 14b에서 살펴본 것과 같이, plate to pltae 방식으로, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 제2 기판(1030)에 부착시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 임시기판(1040)에 정렬되어 있는 반도체 발광소자(1050)들(또는 반도체 발광소자(1050)들이 이루는 반도체 발광소자(1050) 어레이) 중 분리대상에 해당하는 반도체 발광소자(1050)들과 제2 기판(1030)에 형성된 요철(1031)부분이 서로 맞닿도록 정렬하여, 상기 임시기판(1040)과 제2 기판을 압력을 가해 눌러준다. 이때, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031) 상부에 형성된 점성 접착층은, 상기 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들 중 분리 대상이 되는 반도체 발광소자(1050)에만 닿게된다. 이와 같이, 상기 임시기판(1040)과 제2 기판(1030)에 압력이 가해진 후에는, 상기 임시기판(1040) 및 제2 기판(1030) 중 어느 하나를 일정한 속도로 다른 하나로부터 분리시킨다(또는 떼어낸다). 한편, 상기 임시기판(1040)과 제2 기판(1030)을 서로 부착하는 압력 및 상기 임시기판(1040)과 제2 기판(1030)을 분리시키는 속도는, 분리대상이 되는 반도체 발광소자(1050)의 두께와 면적에 따라 달라질 수 있다.
한편, 위에서 살펴본, plate to plate 방식으로, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 제2 기판(1030)에 부착시키기 위해서는, 임시기판(1040)은, 앞서 도 13b의 (c)에서 살펴본 것과 같이, PDMS와 리지드 기판으로 이루어져야 한다, 즉, 이 경우, PDMS에는 리지드 기판이 부착될 수 있다.
또 다른 예로서, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 제2 기판(1030)에 부착시키는 방식으로는, roll to plate 방식이 있을 수 있다. roll to plate 방식은, 임시기판(1040) 또는 제2 기판(1030)중 하나가 유연한 기판으로 이루어진 경우, 유연한 기판을 롤링하면서, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 제2 기판(1030)에 부착시키는 방식이다.
예를 들어, 도 15a에 도시된 것과 같이, 임시기판(1040)에 정렬되어 있는 반도체 발광소자(1050)들(또는 반도체 발광소자(1050)들이 이루는 반도체 발광소자(1050) 어레이) 중 분리대상에 해당하는 반도체 발광소자(1050)들과 제2 기판(1030)에 형성된 요철(1031)부분이 서로 맞닿도록 정렬하여, 상기 임시기판(1040)과 제2 기판 중 유연한 기판(예를 들어, 임시기판(1040))에 일정한 압력을 가하면서, 롤링을 수행한다. 즉, 유연한 기판에 롤러를 위치시키고, 롤러에 일정한 압력을 가하면서, 일 방향압력으로 굴려준다. 이 경우, 롤러가 상기 일 방향으로 진행하면서, 상기 임시기판(1040)을 눌러준다. 이때, 상기 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들은, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 순차적으로 맞닿게 된다. 즉, 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031) 상부에 형성된 점성 접착층은, 상기 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)들 중 분리 대상이되는 반도체 발광소자(1050)에만 닿게 된다. 이와 같이, 상기 임시기판(1040)이 롤링되면서, 제2 기판(1030)과 부착된 후, 상기 임시기판(1040)을 상기 제2 기판(1030)으로부터 분리하면, 상기 임시기판(1040)에 부착된 반도체 발광소자(1050)들은, 상기 제2 기판(1030)에 부착된다. 한편, 상기 롤러를 굴리때의 압력, 속도, 상기 임시기판(1040)과 제2 기판(1030)을 분리시키는 속도는, 분리대상이 되는 반도체 발광소자(1050)의 두께와 면적에 따라 달라질 수 있다.
한편, 위에서 살펴본, roll to plate 방식으로, 임시기판(1040)에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 제2 기판(1030)에 부착시키기 위해서는, 임시기판(1040)은, 앞서 도 13b의 (b)에서 살펴본 것과 같이, PDMS와 플렉서블 기판으로 이루어져야 한다, 즉, 이 경우, PDMS에는 플렉서블 기판이 부착될 수 있다.
위에서 살펴본, 방식들을 통해 본 발명에서는, 반도체 발광소자(1050)는 제2 기판(1030)의 요철(1031)이 있는 부분의 상부에만 붙어나오게 되므로, 임시기판(1040)으로부터 반도체 발광소자(1050)를 선택적으로 떼어낼 수 있다. 따라서, 본 발명에서는, 이러한 과정을 반복하면, 구현하고자 하는 디스플레이 장치의 화소 간격에 맞게 배치된 제2 기판(1030)의 요철 상부에 반도체 발광소자(1050)가 부착된 형태로, 1장의 모(母)기판으로부터 복수의 자(子)기판이 제작될 수 있다.
한편, 상기 임시기판(1040)에서 분리되지 않은 나머지 반도체 발광소자(1050)들 중 적어도 일부는, 도 15b에 도시된 것과 같이, 상기 제2 기판(1030) 또는 상기 제2 기판(1030)과 같이 요철이 형성된 다른 기판에 의하여 상기 임시기판으로부터 분리될 수 있다. 즉, 상기 임시기판(1040)에 위치한 복수의 반도체 발광소자(1050)들 중 상기 제2 기판(1030)으로 전사된 적어도 일부와 다른 나머지 일부는, 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자(1050)들이 상기 제2 기판(1030)의 요철(1031)에 형성된 상기 점성 접착층(1032)에 의해 상기 임시기판(1040)에서 분리된 후, 상기 제2 기판(1030_ 또는 상기 제2 기판(1030)과 다른 제3 기판에 의해 상기 임시기판(1040)으로부터 분리될 수 있다.
이때, 상기 임시기판(1040)에서 분리되지 않은 나머지 반도체 발광소자(1050)들을 상기 임시기판(1040)에서 분리할 때, 상기 제2 기판(1030)을 다시 사용하기 위해서는, 상기 제2 기판(1030)에 부착된 반도체 발광소자(1050)들이, 디스플레이 장치의 배선기판에 합착되어, 상기 제2 기판(1030)에서 제거된 후가 되어야 한다.
이상에서는, 디스플레이 장치의 배선기판에 동일한 색을 발광하는 반도체 발광소자(1050)를 전사하는 방법에 대하여 살펴보았다. 본 발명에서는, 위에서 살펴본 방법을 활용하여, 디스플레이 장치의 배선기판에 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발광하는 반도체 발광소자(1050)를 전사하여, 형광체 또는 컬러필터가 요구되지 않으면서, 적색, 녹색 및 청색 광을 모두 발광할 수 있는 디스플레이 장치를 구현하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 16은 도 10a 및 도 10b에서 살펴본 공정을 통해, R, G, B 반도체 발광소자(1050)를 배선기판상에 구현하는 방법을 설명하기 위한 개념도이다.
먼저, 디스플레이 패널에 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 발광하는 반도체 발광소자(1050)를 구현하기 위해서는, 최소한 3장의 모(母)기판(1020a, 1020b, 1020c)이필요하다. 제1 모(母)기판(1020a)에는 적색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)가 성장되고, 제2 모(母)기판(1020b)에는 녹색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)가 성장되면, 제3 모(母)기판에는 청색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)가 성장된다. 각각의 모(母)기판들에 형성된 반도체 발광소자(1050)들은, 앞서 살펴본 것과 같이, PDMS와 합착 및 분리되어, PDMS가 형성된 임시기판으로 전사되고, 요철이 형성된 자(子)기판에 선택적으로 부착된다. 이때, 자(子)기판에 형성되는 요철 간격은, 적색광, 녹색광 및 청색광에 해당하는 반도체 발광소자(1050) 어레이가 순차적으로 위치하도록, 적절하게 형조절된다.
다음으로, 적색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들이 부착된 자(子)기판은, 배선기판(1010)에 합착되어, 자(子)기판의 요철에 부착된 적색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들은 배선기판(1010)으로 전사된다. 그리고, 녹색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들이 부착된 자(子)기판은, 배선기판(1010)에 합착 및 분리되어, 자(子)기판의 요철에 부착된 녹색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들은 배선기판(1010)으로 전사된다. 그리고, 청색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들이 부착된 자(子)기판은, 배선기판(1010)에 합착 및 분리되어, 자(子)기판의 요철에 부착된 청색광을 발광하는 반도체 발광소자(1050)들은 배선기판(1010)으로 전사된다.
즉, 적어도 3번의 자(子)기판에서 배선기판으로의 합착 및 분리과정을 통해, 배선기판에는, 적색광, 녹색광 및 청색광을 각각 발광하는 반도체 발광소자(1050)들이 형성될 수 있다.
이와 같은 방법에 의하면, 디스플레이 장치의 배선기판에 적색, 녹색 및 청색 광을 각각 발광하는 반도체 발광소자(1050)를 전사함으로써, 배선기판 상에 형광체 또는 컬러필터를 형성하기 위한 별도의 추가 공정 없이, 적색, 녹색 및 청색 광을 모두 발광할 수 있는 디스플레이 장치를 구현할 수 있다.
이하에서는, 앞서 살펴본 제2 기판(또는 요철이 형성된 기판)을 형성하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 17a, 도 17b, 도 18a, 도 18b 및 도 19는 앞서 살펴본 요철이 형성되는 기판을 보다 구체적으로 설명하기 위한 개념도들이다.
앞서 살펴본, 제2 기판(또는 자(子)기판)에는, 요철이 형성되어, 임시기판에 위치한 반도체 발광소자(1050)들을 선택적으로 분리할 수 있다. 이러한, 제2 기판은, 플렉서블 기판 또는 리지드 기판으로 이루어질 수 있다. 제2 기판은, 임시기판과, roll to roll 방식으로 합착 및 분리되는 경우, 플렉서블 기판(flexible substrate)으로 이루어질 수 있으며, 임시기판과, plate to plate 방식 또는 roll to plate 방식으로 합착 및 분리되는 경우, 리지드 기판(rigid substrate)으로 이루어질 수 있다.
이하에서는, 리지드 기판 상에 요철을 형성하는 방법을 살펴본다. 리지드 기판은, 실리콘 또는 사파이어로 이루어질 수 있는데, 이러한, 리지드 기판(1030a)에 요철을 형성하기 위해서는, 먼저, 상기 리지드 기판(1030a)의 일면에 포토 레지스터(1030b)를 도포한 후(도 17a의 (b)), 요철을 만들고자 하는 영역을 제외하고 마스킹(1030c)을 수행한다(도 17a의 (b)). 그리고, 상기 도포된 포토 레지스터(1030b)가 경화되도록 노광 공정을 수행한다. 상기 노광 공정을 통해, 상기 마스킹된 영역(1030c)에 도포된 포토레지스터를 제외하고 경화가 이루어진다. 경화되지 않은 포토 레지스터를 제외하면, 도 17a의 (c)에 도시된 것과 같이, 경화된 포토 레지스터(1030c')만 남게된다. 이와 같이, 경화된 포토 레지스터(1030c')가 상기 리지드 기판(1030a)에 형성된 상태에서, 상기 리지드 기판(1030a)을 식각하여, 요철(1031)을 형성한다.
한편, 상기 마스킹에 이용된 포토 레지스터는, 다양한 종류로 사용 가능하며, 식각하고자 하는 기판과, 포토 레지스터의 식각 선택비(etching selectivity)에 따라 변경가능하다. 한편, 식각된 상기 리지드 기판의 경우, 요철의 깊이는, 수 um ~ 수십um일 수 있다. 상기 요철의 깊이는, 임시기판에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 떼어낼 때, 인접한 반도체 발광소자(1050)에 상기 요철에 형성된 접착층이 닿지 않도록하는 범위내에서 결정될 수 있다.
한편, 리지드 기판에 도포된 포토 레지스터는, 요철을 형성하기 위한 식각이 완료되면, 상기 리지드 기판 상에서 제거될 수 있다.
한편, 리지드 기판에 형성되는 요철은 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 도 17b의 (a)에 도시된 것과 같이, 리지드 기판에는 복수의 라인을 이루는 요철이 형성될 수 있다. 이러한 요철은, 스트라이프 형태를 갖는다고도 말할 수 있다. 이 경우, 임시기판에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 반도체 발광소자(1050) 어레이 단위, 또는 줄 단위로 상기 제2 기판으로 떼어낼 수 있다.
또 다른 예로서, 도 17b의 (b)에 도시된 것과 같이, 요철은, 반도체 발광소자(1050) 각각과 1:1 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 이 경우, 하나의 요철에는, 하나의 반도체 발광소자(1050)가 부착될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 17b의 (c)에 도시된 것과 같이, 요철은, 상단(1031a)과 하단(1031b)의 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다. 이때, 상단(1031a)의 면적이, 하단(1031b)의 면적보다 작게 형성될 수 있다. 상단(1031a)과 하단(1031b)의 면적차이로 인해, 요철은 기울기를 가질 수 있다. 이와 같이, 상단(1031a)의 면적을 작게하면, 요철 상에 점성 접착층이 형성될 때, 요철 측면과, 상부의 두께를 제어할 수 있어, 요철들 사이의 간섭이 최소화될 수 있다.
이하에서는, 플렉서블 기판 상에 요철을 형성하는 방법을 살펴본다. 플렉서블 기판(1035a)에 요철을 형성하기 위해서는, 먼저, 상기 리지드 기판(1035a)의 일면에 감광성 포토레지스터(또는 비감광성 유기물)에 해당하는 유기물층(1035b)을 도포한 후(도 18a의 (b)), 요철을 만들고자 하는 영역을 제외하고 마스킹(1035c)을 수행한다(도 18a의 (b)). 그리고, 상기 도포된 유기물층(1035b)이 경화되도록 노광 공정을 수행한다. 상기 노광 공정을 통해, 상기 마스킹된 영역(1035c)에 도포된 유기물층을 제외하고 경화가 이루어진다. 경화되지 않은 유기물층을 제외하면, 도 18a의 (c)에 도시된 것과 같이, 경화된 유기물층(1035c')만 남게된다. 이와 같이, 경화된 유기물층(1035c')이 상기 플렉서블 기판(1035a)에서 요철(1036)을 형성할 수 있다. 한편, 상기 요철의 깊이는, 유기물층의 코팅두께 또는 도포두께를 통해, 제어될 수 있다.
한편, 플렉서블 기판에 형성되는 요철(1036)은 다양한 형상을 가질 수 있다. 일 예로, 도 18b의 (a)에 도시된 것과 같이, 플렉서블 기판에는 복수의 라인을 이루는 요철(1036)이 형성될 수 있다. 이러한 요철(1036)은, 스트라이프 형태를 갖는다고도 말할 수 있다. 이 경우, 임시기판에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 반도체 발광소자(1050) 어레이 단위, 또는 줄 단위로 상기 제2 기판으로 떼어낼 수 있다.
또 다른 예로서, 도 18b의 (b)에 도시된 것과 같이, 요철(1036)은, 반도체 발광소자(1050) 각각과 1:1 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 이 경우, 하나의 요철(1036)에는, 하나의 반도체 발광소자(1050)가 부착될 수 있다.
또 다른 예로서, 도 18b의 (c) 및 (d)에 도시된 것과 같이, 요철(1036)은, 상단(1036a)과 하단(1031b)의 면적이 서로 다르게 형성될 수 있다. 이때, 상단(1036a)의 면적이, 하단(1036b)의 면적보다 작게 또는 크게 형성될 수 있다. 상단(1036a)과 하단(1036b)의 면적차이로 인해, 요철(1036)은 기울기를 가질 수 있다. 이와 같이, 상단(1036a)의 면적을 작게하면, 요철 상에 점성 접착층이 형성될 때, 요철 측면과, 상부의 두께를 제어할 수 있어, 요철들 사이의 간섭이 최소화될 수 있다. 한편, 요철의 형상은 위에서 살펴본 형상 외에도, 원형, 삼각형등 매우 다양할 수 있다.
한편, 이상에서 살펴본 방법으로, 도 19의 (a)에 도시된 것과 같이, 리지드 기판(1030a) 또는 플렉서블 기판(1035) 상에, 요철이 형성되고 나면, 도 19의 (b)에 도시된 것과 같이, 요철의 일면에는 점성 접착층이 도포될 수 있다. 이러한 점성 접착층은, 요철과 대응되는 부분에 위치한 반도체 발광소자(1050)를 부착하는 역할을 한다.
접착층은 점성이 있는 액체형태로 스탬프 상부에 코팅하며, 코팅하는 방법은 일반적으로 사용하는 스핀코팅, 딥코팅등의 방법이 있으며 접착층의 두께는 각 사용하는 코팅방법에 따라 코팅 조건을 변경하여 제어가 가능하다.
한편, 상기 점성 접착층은 점성이 있는 액체형태로, 요철의 상단에 코팅되며, 코팅하는 방법은 스핀코팅, 딥코팅 등의 방법이 있다. 나아가, 점성 접착층의 두께는 각 사용하는 코팅방법에 따라 코팅 조건을 변경하여 제어가 가능하다.
한편, 요철에 점성 접착층을 코팅하는 경우, 점성 접착층의 상부와 요철 사이의 골(valley)에는 접착층의 두께가 달라지게 되는데, 이때, 요철 사이의 골에 모여있는 접착층은 요철상부의 접착층보다 높지 않아야 한다.
상기와 같은 구성의 본 발명에 의하면, 디스플레이 장치의 화소 및 해상도에 구애됨 없이 웨이퍼 상에 반도체 발광소자를 다량으로 성장시킬 수 있다.
이와 같이, 본 발명에 따르면 웨이퍼 상에서 반도체 발광소자를 다량으로 성장시킨 후 선택적으로 디스플레이 장치의 배선기판에 전사시키는 것이 가능하게 된다. 이를 통하여, 웨이퍼를 보다 효율적으로 활용하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 제조방법에 따르면, 재료나 종류가 상이한 소자들을 모양을 달리하여 하나의 디스플레이 장치의 배선기판 상에 집적하는 것이 가능하게 된다.
이상에서 설명한 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

Claims (13)

  1. 제1 기판에 복수의 반도체 발광소자를 성장시키는 단계;
    상기 복수의 반도체 발광소자를 덮도록 제1 기판에 PDMS를 도포하고, 상기 PDMS를 경화시키는 단계;
    상기 제1 기판과 상기 경화된 PDMS를 분리하여, 상기 복수의 반도체 발광소자들을 상기 경화된 PDMS로 전사하는 단계;
    요철이 형성된 제2 기판을 이용하여, 상기 PDMS로부터 상기 복수의 반도체 발광소자 중 적어도 일부를 분리하여 상기 요철에 부착하는 단계; 및
    상기 제2 기판의 요철에 부착된 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 전도성 접착층이 형성된 배선기판으로 전사하여, 상기 전도성 접착층에 상기 적어도 일부의 반도체 발광소자를 안착시키는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자들을 상기 경화된 PDMS로 전사하는 단계에서는,
    상기 PDMS의 접착력에 의하여, 상기 제1 기판에 성장된 복수의 반도체 발광소자들이 상기 PDMS 기판에 위치하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자들이 위치한 PDMS를 이용하여 임시기판을 형성하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 임시기판은 상기 PDMS의 접착력을 이용하여, 상기 PDMS의 양면 중 상기 복수의 반도체 발광소자들이 노출된 일면과 다른 타면에 리지드(rigid) 기판 또는 플렉서블(flexible) 기판을 부착함으로써 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 PDMS에 상기 리지드 기판이 부착되고, 상기 제2 기판이 리지드 기판으로 이루어진 경우,
    상기 임시기판과 상기 제2 기판은, 플레이트 투 플레이트(plate to plate) 방식으로, 상기 임시기판에 위치한 반도체 발광소자를 상기 제2 기판으로 분리하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 PDMS에 상기 플렉서블 기판이 부착되고, 상기 제2 기판이 리지드 기판으로 이루어진 경우,
    상기 임시기판과 상기 제2 기판은, 롤 투 플레이트(roll to plate) 방식으로, 상기 임시기판에 위치한 반도체 발광소자를 상기 제2 기판으로 분리하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제2 기판에 형성되는 요철은,
    상기 제2 기판의 일면에 포토 레지스터를 도포하는 단계;
    상기 경화된 포토 레지스터의 일면 중 상기 요철이 형성될 영역을 마스킹(masking)하는 단계;
    상기 제2 기판에 도포되고, 상기 마스킹되지 않은 영역이 경화되도록, 상기 도포된 포토 레지스터를 경화시키는 노광 공정을 수행하는 단계; 및
    건식 식각 방식을 통해, 상기 경화된 포토 레지스터가 위치한 영역에 상기 요철이 형성되도록, 상기 제2 기판의 적어도 일부를 식각하는 단계를 통해 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 기판의 적어도 일부는 건식 식각 방식에 의하여 식각되며,
    상기 제2 기판에 형성된 요철은,
    상기 제2 기판 및 상기 경화된 포토 레지스터로 구성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 제2 기판의 요철의 일면에는 점성 접착층이 형성되고,
    상기 PDMS에 위치한 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부는,
    상기 PDMS와 상기 제2 기판이 중첩된 상태에서, 상기 PDMS와 상기 제2 기판이 가압되어 상기 제2 기판에 형성된 요철의 일면에 형성된 상기 점성 접착층에 의해 상기 제2 기판의 요철에 부착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 반도체 발광소자들 중 상기 적어도 일부와 다른 나머지 일부는,
    상기 적어도 일부의 반도체 발광소자들이 상기 제2 기판의 요철에 형성된 상기 점성 접착층에 의해 상기 PDMS에서 분리된 후,
    상기 제2 기판 또는 상기 제2 기판과 다른 제3 기판에 의해 상기 PDMS로부터 분리되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에 성장된 복수의 반도체 발광소자들 사이의 간격은, 상기 배선기판에 전사되는 반도체 발광소자들 사이의 간격보다 조밀한 것을 특징으로 하는 디스플레이장치의 제조방법.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판에는 적색 광에 해당하는 복수의 반도체 발광소자들이 성장되고,
    상기 배선기판에는 상기 PDMS 및 상기 제2 기판의 요철에 의해 상기 제1 기판에 성장된 적색 광에 해당하는 복수의 반도체 발광소자 중 적어도 일부가 안착되며,
    상기 배선기판에는,
    상기 제1 기판과 다른 제3 기판에 성장된 녹색 광에 해당하는 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부가 상기 제3 기판에 도포된 PDMS 및 상기 제3 기판과 다른 제4 기판의 요철에 의해 추가적으로 안착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 배선기판에는,
    상기 제1 및 제3 기판과 다른 제5기판에 성장된 청색 광에 해당하는 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 일부가 상기 제5 기판에 도포된 PDMS 및 상기 제5 기판과 다른 제6 기판의 요철에 의해 추가적으로 안착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.
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