KR20160136148A - Display device using semiconductor light emitting device and method for manufacturing the same - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 플렉서블 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a flexible display device using a semiconductor light emitting element.
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. In recent years, display devices having excellent characteristics such as a thin shape and a flexible shape in the field of display technology have been developed. On the other hand, major displays that are commercialized today are represented by LCD (Liguid Crystal Display) and AMOLED (Active Matrix Organic Light Emitting Diodes).
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.However, in the case of LCD, there is a problem that the reaction time is not fast and the implementation of flexible is difficult. In the case of AMOLED, there is a weak point that the lifetime is short, the mass production yield is not good, and the degree of flexible is weak.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 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 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다. Light emitting diodes (LEDs) are well-known semiconductor light emitting devices that convert current into light. In 1962, red LEDs using GaAsP compound semiconductors were commercialized, Has been used as a light source for a display image of an electronic device including a communication device. Accordingly, a method of solving the above problems by implementing a flexible display using the semiconductor light emitting device can be presented.
상기 반도체 발광 소자를 이용한 플렉서블 디스플레이는 상기 반도체 발광 소자의 발광 효율을 향상시켜야 한다는 필요성이 존재할 수 있다. 이러한 필요성의 해결을 위하여, 상기 반도체 발광 소자의 구조를 새로이 하는 방법 등이 이용될 수 있으나, 이는 반도체 발광 소자의 제조를 복잡하게 하는 단점이 있다. 이에, 본 발명에서는 간단한 구조임에도 발광 효율을 향상하는 메커니즘에 대하여 제시한다.The flexible display using the semiconductor light emitting device may need to improve the luminous efficiency of the semiconductor light emitting device. In order to solve such a necessity, a method of renewing the structure of the semiconductor light emitting device or the like may be used, but this disadvantageously complicates the manufacture of the semiconductor light emitting device. Accordingly, the present invention proposes a mechanism for improving the luminous efficiency even though it is a simple structure.
본 발명의 일 목적은 디스플레이 장치에서 휘도를 향상하는 구조 및 이의 제조방법을 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a structure for improving luminance in a display device and a method of manufacturing the same.
본 발명의 다른 일 목적은, 반도체 발광소자들의 사이로 빛의 누수를 차단하면서도 간단하게 구현되는 구조를 구현하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to realize a structure that is easily implemented while blocking leakage of light between semiconductor light emitting elements.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 전극이 배치되는 배선기판과, 상기 배선기판에 배치되는 접착층과, 상기 접착층에 결합되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광 소자들, 및 상기 복수의 반도체 발광소자들의 사이에 형성되는 공간에 충전되어, 상기 반도체 발광소자들에서 발광되는 빛을 반사하는 반사입자들을 포함한다.A display device according to the present invention includes a wiring substrate on which electrodes are disposed, an adhesive layer disposed on the wiring substrate, a plurality of semiconductor light emitting elements coupled to the adhesive layer and electrically connected to the electrodes, And reflection particles filled in a space formed between the light emitting devices and reflecting light emitted from the semiconductor light emitting devices.
실시 예에 있어서, 상기 접착층은 상기 복수의 반도체 발광 소자들과 함께 상기 반사입자들을 덮도록 형성된다. 상기 접착층은 적어도 일부가 상기 반사입자들의 사이로 침투하도록 이루어진다.In an embodiment, the adhesive layer is formed to cover the reflective particles together with the plurality of semiconductor light emitting elements. The adhesive layer is made such that at least a part of the adhesive layer penetrates between the reflective particles.
실시 예에 있어서, 상기 반사입자들은 나노 크기의 산화물을 포함한다. 상기 나노 크기의 산화물은 구상, 침상 및 판상의 알루미나 또는 타이타니아 중 어느 하나가 될 수 있다.In an embodiment, the reflective particles comprise nano-sized oxides. The nano-sized oxide may be any one of spherical, acicular and plate-like alumina or titania.
실시 예에 있어서, 상기 복수의 반도체 발광소자들은 각각, 일방향을 따라 서로 이격 배치되는 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극을 구비하며, 상기 반사입자들은 상기 디스플레이 장치의 두께방향을 따라 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극 중 어느 하나와 오버랩되며, 다른 하나와 오버랩되지 않도록 배치된다.The plurality of semiconductor light emitting devices may include a first conductive type electrode and a second conductive type electrode that are spaced apart from each other along one direction, and the reflective particles may be arranged in the thickness direction of the display device, 1 conductive type electrode and the second conductive type electrode, and are arranged so as not to overlap with each other.
상기 제1도전형 전극은 상기 제2도전형 전극으로부터 상기 반사입자들보다 먼 위치에 형성되는 하면을 구비할 수 있다. 상기 제2도전형 전극은 상기 복수의 반도체 발광 소자들 중 적어도 하나의 측면에서 돌출되도록 연장될 수 있다. 상기 복수의 반도체 발광소자들은 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극이 각각 배치되는 제1도전형 반도체층 및 제2도전형 반도체층을 구비하고, 상기 제2도전형 전극과 상기 제2도전형 반도체층은 절연부에 의하여 덮이며, 상기 반사입자들은 상기 절연부를 덮도록 이루어질 수 있다.The first conductive electrode may have a bottom surface formed at a position distant from the reflective particles from the second conductive electrode. The second conductive electrode may extend to protrude from at least one side of the plurality of semiconductor light emitting devices. The plurality of semiconductor light emitting devices may include a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer in which the first conductive type electrode and the second conductive type electrode are respectively disposed, The conductive semiconductor layer may be covered with an insulating portion, and the reflective particles may cover the insulating portion.
또한, 본 발명은, 기판상에 제1도전형 반도체층, 활성층 및 제2도전형 반도체층을 성장시키는 단계와, 식각을 통하여 상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성하고, 상기 반도체 발광소자들에 적어도 하나의 도전형 전극을 형성하는 단계와, 상기 반도체 발광소자들의 어레이에서 상기 반도체 발광소자들의 사이에 빛을 반사하는 반사입자들을 충전하는 단계, 및 상기 반사입자들을 충전된 반도체 발광소자들의 어레이를 배선기판과 연결하고 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법을 개시한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor light emitting device, including: growing a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer on a substrate; forming an array of semiconductor light emitting devices on the substrate through etching; The method comprising the steps of: forming at least one conductive electrode in the semiconductor light emitting device array; filling the array of semiconductor light emitting devices with reflective particles that reflect light between the semiconductor light emitting devices; And connecting the substrate to the wiring substrate and removing the substrate.
실시 예에 있어서, 상기 충전하는 단계는, 상기 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 어레이에 도포하는 단계, 및 롤링을 통하여 상기 도포된 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전하는 단계를 포함한다.In an embodiment, the filling step includes applying the reflective particles to the array of semiconductor light emitting elements, and filling the coated reflective particles between the semiconductor light emitting elements through rolling.
실시 예에 있어서, 상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성한 후에, 상기 제2도전형 반도체층에는 제2도전형 전극이 적층된다. 상기 반사입자들이 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전된 후에, 상기 제1도전형 반도체층에는 제1도전형 전극이 적층된다.In an embodiment, after the array of semiconductor light emitting devices is formed on the substrate, the second conductive type electrode is stacked on the second conductive type semiconductor layer. After the reflective particles are filled between the semiconductor light emitting devices, the first conductive type electrode is stacked on the first conductive type semiconductor layer.
본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 반도체 발광소자들의 개별 소자의 주변이 반사입자로 둘러싸임에 따라, 반도체 발광소자들의 측면 발광 빛을 상부로 유도하게 된다. 또한, 형광체로 여기된 빛의 궤도상 하부로 향하는 빛을 반사시킬 수 있게 된다. 이를 통하여, 디스플레이 장치의 휘도가 향상될 수 있다.In the display device according to the present invention, as the periphery of the individual elements of the semiconductor light emitting elements is surrounded by the reflective particles, the side light emission light of the semiconductor light emitting elements is directed upward. Further, it becomes possible to reflect light directed downward on the orbit of the light excited by the phosphor. Thus, the brightness of the display device can be improved.
또한, 본 발명에서는, 반사입자들이 반도체 발광소자들의 측면에 배치됨에 따라, 상기 측면에서 발산하는 빛을 차단하여 디스플레이 장치에서 혼색을 방지하게 된다.In addition, according to the present invention, as the reflective particles are disposed on the side surfaces of the semiconductor light emitting devices, light emitted from the side is blocked to prevent color mixture in the display device.
또한, 본 발명에서는, 반사입자를 도포하여, 반도체 발광소자들의 개별 소자를 감싸는 구조에 따라, 간단한 제법임에도 불구하고 디스플레이 장치의 휘도 향상이 구현될 수 있다.In addition, according to the present invention, the luminance of the display device can be improved despite the simple manufacturing method, by applying the reflective particles and covering the individual elements of the semiconductor light emitting elements.
또한, 본 발명에서는, 절연성의 반사입자가 도전형 전극와 오버랩됨에 따라, 도전성 접착층의 도전볼로부터 상기 도전형 전극이 보호될 수 있다.Further, in the present invention, as the insulating reflective particles overlap with the conductive electrode, the conductive electrode can be protected from the conductive ball of the conductive adhesive layer.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 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 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 새로운 구조의 반도체 발광소자가 적용된 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 11a는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다.
도 11b는 도 11의 라인 F-F를 따라 취한 단면도이다.
도 12는 도 11a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이다.
도 14는 도 13의 G-G를 따라 취한 단면도이며, 도 15는 도 13의 H-H를 따라 취한 단면도이다.
도 16a, 도 16b, 도 16c, 도 16d, 도 16e, 도 16f, 도 16g, 도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
Fig. 2 is a partially enlarged view of part A of Fig. 1, and Figs. 3a and 3b are cross-sectional views taken along line BB and CC of Fig.
4 is a conceptual diagram showing a flip chip type semiconductor light emitting device of FIG.
FIGS. 5A to 5C are conceptual diagrams showing various forms of implementing a color in relation to a flip chip type semiconductor light emitting device.
6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
8 is a cross-sectional view taken along line DD of FIG.
9 is a conceptual diagram showing a vertical semiconductor light emitting device of FIG.
Fig. 10 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1 for explaining another embodiment of the present invention to which a semiconductor light emitting element having a new structure is applied.
11A is a cross-sectional view taken along line EE in Fig.
11B is a cross-sectional view taken along the line FF of FIG.
12 is a conceptual diagram showing the flip chip type semiconductor light emitting device of Fig. 11A.
13 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1 for explaining another embodiment of the present invention.
Fig. 14 is a cross-sectional view taken along line GG in Fig. 13, and Fig. 15 is a cross-sectional view taken along line HH in Fig.
FIGS. 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 17A, 17B and 17C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
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.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings, wherein like reference numerals are used to designate identical or similar elements, and redundant description thereof will be omitted. The suffix "module" and " part "for the components used in the following description are given or mixed in consideration of ease of specification, and do not have their own meaning or role. In the following description of the embodiments of the present invention, a detailed description of related arts will be omitted when it is determined that the gist of the embodiments disclosed herein may be blurred. In addition, it should be noted that the attached drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and should not be construed as limiting the technical idea disclosed in the present specification by the attached drawings.
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.It is also to be understood that when an element such as a layer, region or substrate is referred to as being present on another element "on," it is understood that it may be directly on the other element or there may be an intermediate element in between There will be.
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.The display device described in this specification includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, , A Tablet PC, an Ultra Book, a digital TV, a desktop computer, and the like. However, it will be readily apparent to those skilled in the art that the configuration according to the embodiments described herein may be applied to a device capable of being displayed, even in the form of a new product to be developed in the future.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다. According to the illustrated example, the information processed in the control unit of the
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.The flexible display includes a display that can be bent, twistable, collapsible, and curlable, which can be bent by an external force. For example, a flexible display can be a display made on a thin, flexible substrate that can be bent, bent, folded or rolled like paper while maintaining the display characteristics of conventional flat panel displays.
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.In a state where the flexible display is not bent (for example, a state having an infinite radius of curvature, hereinafter referred to as a first state), the display area of the flexible display is flat. In the first state, the display area may be a curved surface in a state of being bent by an external force (for example, a state having a finite radius of curvature, hereinafter referred to as a second state). As shown in the figure, the information displayed in the second state may be time information output on the curved surface. Such visual information is realized by independently controlling the emission of a sub-pixel arranged in a matrix form. The unit pixel means a minimum unit for implementing one color.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 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.The unit pixel of the flexible display may be implemented by a semiconductor light emitting device. In the present invention, a light emitting diode (LED) is exemplified as one type of semiconductor light emitting device for converting a current into light. The light emitting diode is formed in a small size, so that it can serve as a unit pixel even in the second state.
이하, 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세히 설명한다.Hereinafter, a flexible display implemented using the light emitting diode will be described in detail with reference to the drawings.
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 발광 소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.FIG. 2 is a partial enlarged view of a portion A of FIG. 1, FIGS. 3 A and 3B are cross-sectional views taken along lines BB and CC of FIG. 2, FIG. 4 is a conceptual view of a flip chip type semiconductor light emitting device of FIG. FIGS. 5A to 5C are conceptual diagrams showing various forms of implementing a color in relation to a flip chip type semiconductor light emitting device.
도 2, 도 3a 및 도 3b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.Referring to FIGS. 2, 3A and 3B, a
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.The
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.The
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 상기 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.The
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.The insulating
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(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.The
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.Referring to these drawings, the conductive
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.The conductive
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).As an example, the conductive
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.The anisotropic conductive film is a film in which an anisotropic conductive medium is mixed with an insulating base member. When heat and pressure are applied, only a specific part of the anisotropic conductive film has conductivity due to the anisotropic conductive medium. Hereinafter, the anisotropic conductive film is described as being subjected to heat and pressure, but other methods may be used to partially conduct the anisotropic conductive film. In this method, for example, either the heat or the pressure may be applied, or UV curing may be performed.
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.In addition, the anisotropic conduction medium can be, for example, a conductive ball or a conductive particle. According to the example, in the present example, the anisotropic conductive film is a film in which conductive balls are mixed with an insulating base member. When heat and pressure are applied, only specific portions are conductive by the conductive balls. The anisotropic conductive film may be a state in which a plurality of particles coated with an insulating film made of a polymer material are contained in the core of the conductive material. In this case, the insulating film is broken by heat and pressure, . At this time, the shape of the core may be deformed to form a layer in contact with each other in the thickness direction of the film. As a more specific example, heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film as a whole, and the electrical connection in the Z-axis direction is partially formed by the height difference of the mating member adhered by the anisotropic conductive film.
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.As another example, the anisotropic conductive film may be in a state in which a plurality of particles coated with a conductive material are contained in the insulating core. In this case, the conductive material is deformed (pressed) to the portion where the heat and the pressure are applied, so that the conductive material becomes conductive in the thickness direction of the film. As another example, it is possible that the conductive material penetrates the insulating base member in the Z-axis direction and has conductivity in the thickness direction of the film. In this case, the conductive material may have a pointed end.
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.According to the present invention, the anisotropic conductive film may be a fixed array anisotropic conductive film (ACF) in which conductive balls are inserted into one surface of an insulating base member. More specifically, the insulating base member is formed of a material having adhesiveness, and the conductive ball is concentrated on the bottom portion of the insulating base member, and is deformed together with the conductive ball when heat and pressure are applied to the base member So that they have conductivity in the vertical direction.
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.However, the present invention is not limited thereto. The anisotropic conductive film may be formed by randomly mixing conductive balls into an insulating base member or by forming a plurality of layers in which a conductive ball is placed in a double- ACF) are all available.
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.The anisotropic conductive paste is a combination of a paste and a conductive ball, and may be a paste in which a conductive ball is mixed with an insulating and adhesive base material. In addition, solutions containing conductive particles can be solutions in the form of conductive particles or nanoparticles.
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.Referring again to FIG. 5, the
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다. After the conductive
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다.Referring to FIG. 4, the semiconductor light emitting device may be a flip chip type light emitting device.
예를 들어, 상기 반도체 발광 소자는 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. For example, the semiconductor light emitting device includes a p-
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring again to FIGS. 2, 3A and 3B, the
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.More specifically, the semiconductor
또한, 복수의 반도체 발광 소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다. In addition, the plurality of semiconductor
발광 소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 상기 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.The light emitting element array may include a plurality of semiconductor light emitting elements having different brightness values. Each of the semiconductor
또한, 반도체 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 상기 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.Also, since the semiconductor light emitting devices are connected in a flip chip form, the semiconductor light emitting devices grown on the transparent dielectric substrate can be used. The semiconductor light emitting devices may be, for example, a nitride semiconductor light emitting device. Since the semiconductor
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(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 발광 소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다. According to the structure, the
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.Also, if the base member of the anisotropic conductive film is black, the
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.As another example, the
형광체층(180)은 반도체 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 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. The
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(151) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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.That is, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.(R), green (G), and blue (B) unit pixels may be implemented by combining the semiconductor
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. In addition, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and other structures for implementing blue, red, and green may be applied.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.5A, each of the semiconductor
이 경우, 반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.In this case, the semiconductor
도 5b를 참조하면, 반도체 발광 소자는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.Referring to FIG. 5B, the semiconductor light emitting device may include a white light emitting device W having a yellow phosphor layer for each individual device. In this case, a
도 5c를 참조하면, 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.Referring to FIG. 5C, a
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자(150)는 전도성 접착층(130) 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.The semiconductor
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(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 발광 소자의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다. 따라서, 이러한 경우, HD화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.Also, even if a square semiconductor
상기에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.The display device using the semiconductor light emitting device described above can be manufactured by a novel manufacturing method. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIG.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.6 is a cross-sectional view illustrating a method of manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
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. The conductive
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.The conductive
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.A
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.In this case, the
상기 반도체 발광 소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.When the semiconductor light emitting device is formed in units of wafers, the semiconductor light emitting device can be effectively used in a display device by having an interval and a size at which a display device can be formed.
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 발광 소자(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 발광 소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.Then, the wiring substrate and the
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.Then, the
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다. Finally, the
또한, 상기 반도체 발광 소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광 소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.Further, the method may further include forming a phosphor layer on one surface of the semiconductor
이상에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.The manufacturing method and structure of the display device using the semiconductor light emitting device described above can be modified into various forms. For example, a vertical semiconductor light emitting device may be applied to the display device described above. Hereinafter, the vertical structure will be described with reference to Figs. 5 and 6. Fig.
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다. In the modifications or embodiments described below, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components as those of the previous example, and the description is replaced with the first explanation.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.8 is a cross-sectional view taken along the line DD of FIG. 7, and FIG. 9 is a conceptual view illustrating a vertical semiconductor light emitting device of FIG. 8. FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention, to be.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.Referring to these drawings, the display device may be a display device using a passive matrix (PM) vertical semiconductor light emitting device.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광 소자(250)를 포함한다.The display device includes a
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.The
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.The
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 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.A conductive
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 상기 반도체 발광 소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.If the semiconductor
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.As described above, the electrical connection is generated because heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film to partially conduct in the thickness direction. Therefore, in the anisotropic conductive film, it is divided into a portion 231 having conductivity in the thickness direction and a portion 232 having no conductivity.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.In addition, since the anisotropic conductive film contains an adhesive component, the conductive
이와 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(250)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.Thus, the semiconductor
상기 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.The semiconductor
수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.A plurality of
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 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 발광 소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.9, the vertical type semiconductor light emitting device includes a p-
다시 도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(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.Referring to FIG. 8 again, a
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(251) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(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 발광 소자(251)만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.That is, a
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다. However, the present invention is not limited thereto, and other structures for implementing blue, red, and green may be applied to a display device to which a flip chip type light emitting device is applied, as described above.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다. The
개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치될 수 있다. The
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.The
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광 소자(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 발광 소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.The
도시에 의하면, 상기 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광 소자(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.According to the example, the
만약 반도체 발광 소자(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 발광 소자(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.If a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is used for positioning the
도시에 의하면, 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(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 발광 소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스부재가 상기 격벽을 형성할 수 있다. According to the structure, the
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.Also, if the base member of the anisotropic conductive film is black, the
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.As another example, as the
만일 제2전극(240)이 반도체 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.If the
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. In addition, according to the present invention, a
상기 설명과 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.As described above, the semiconductor
상기에서 설명된 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에는 플립 칩 타입이 적용된 경우에는 동일평면상에 제1 및 제2전극이 배치되므로 고정세(파인 피치)의 구현이 어려운 문제가 있다. 이하, 이러한 문제를 해결할 수 있는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플립 칩 타입의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치에 대하여 설명한다.In the display device using the semiconductor light emitting device of the present invention described above, when the flip chip type is applied, since the first and second electrodes are disposed on the same plane, it is difficult to realize a fixed pitch (fine pitch). Hereinafter, a display device to which such a flip chip type light emitting device according to another embodiment of the present invention can be solved will be described.
도 10은 새로운 구조의 반도체 발광소자가 적용된 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이고, 도 11a는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이며, 도 11b는 도 11의 라인 F-F를 따라 취한 단면도이고, 도 12는 도 11a의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.FIG. 10 is an enlarged view of a portion A in FIG. 1 for explaining another embodiment of the present invention to which a semiconductor light emitting device having a new structure is applied, FIG. 11A is a cross- 11, and FIG. 12 is a conceptual diagram showing the flip-chip type semiconductor light emitting device of FIG. 11A.
도 10, 도 11a 및 도 11b의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다. 10, 11A, and 11B illustrate a
디스플레이 장치(1000)는 기판(1010), 제1전극(1020), 전도성 접착층(1030), 제2전극(1040) 및 복수의 반도체 발광 소자(1050)를 포함한다. 여기에서, 제1 전극(1020) 및 제2 전극(1040)은 각각 복수의 전극 라인들을 포함할 수 있다.The
기판(1010)은 제1전극(1020)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.The
제1전극(1020)은 기판(1010) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(1020)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.The
전도성 접착층(1030)은 제1전극(1020)이 위치하는 기판(1010)상에 형성된다. 전술한 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(1030)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서 상기 전도성 접착층(1030)은 접착층으로 대체될 수 있다. 예를 들어, 상기 제1전극(1020)이 기판(1010)상에 위치하지 않고, 반도체 발광소자의 도전형 전극과 일체로 형성된다면, 접착층은 전도성이 필요없게 될 수 있다.A
상기 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(1020)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 상기 반도체 발광 소자(1050)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(1040)이 위치한다.A plurality of
도시에 의하면, 상기 제2전극(1040)은 전도성 접착층(1030) 상에 위치될 수 있다. 즉, 전도성 접착층(1030)은 배선기판과 제2전극(1040)의 사이에 배치된다. 상기 제2전극(1040)은 상기 반도체 발광 소자(1050)와 접촉에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.According to the illustration, the
상기에서 설명된 구조에 의하여, 복수의 반도체 발광 소자(1050)는 상기 전도성 접착층(1030)에 결합 되며, 제1전극(1020) 및 제2전극(1040)과 전기적으로 연결된다.The plurality of semiconductor
경우에 따라, 반도체 발광 소자(1050)가 형성된 기판(1010) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(1040)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극(1040)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(1040)은 전도성 접착층(1030) 또는 투명 절연층에 이격 되어 형성될 수도 있다.A transparent insulating layer (not shown) containing silicon oxide (SiOx) or the like may be formed on the
도시와 같이, 복수의 반도체 발광소자(1050)는 제1전극(1020)에 구비되는 복수의 전극 라인들과 나란한 방향으로 복수의 열들을 형성할 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 복수의 반도체 발광소자(1050)는 제2전극(1040)을 따라 복수의 열들을 형성할 수 있다.As shown in the figure, the plurality of semiconductor
나아가, 디스플레이 장치(1000)는, 복수의 반도체 발광소자(1050)의 일면에 형성되는 형광체층(1080)을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(1050)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 형광체층(1080)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 상기 형광체층(1080)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(1081) 또는 녹색 형광체(1082)가 될 수 있다. 즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자(1051a) 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(1081)가 적층 될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자(1051b) 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(1082)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자(1051c)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(1020)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층 될 수 있다. 따라서, 제1전극(1020)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(1040)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 발광 소자(1050)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)을 발광하는 단위 화소를 구현할 수 있다.Furthermore, the
한편, 이러한 형광체층(1080)의 대비비(Contrast) 향상을 위하여 디스플레이 장치는 각각의 형광체들의 사이에 배치되는 블랙 매트릭스(1091)를 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스(1091)는 형광체 도트 사이에 갭을 만들고, 흑색 물질이 상기 갭을 채우는 형태로 형성될 수 있다. 이를 통하여 블랙 매트릭스(1091)는 외광반사를 흡수함과 동시에 명암의 대조를 향상시킬 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스(1091)는, 형광체층(1080)이 적층된 방향인 제1전극(1020)을 따라 각각의 형광체층들의 사이에 위치한다. 이 경우에, 청색 반도체 발광 소자(1051)에 해당하는 위치에는 형광체층이 형성되지 않으나, 블랙 매트릭스(1091)는 상기 형광체층이 없는 공간을 사이에 두고(또는 청색 반도체 발광 소자(1051c)를 사이에 두고) 양측에 각각 형성될 수 있다.In order to improve the contrast of the
다시, 본 예시의 반도체 발광소자(1050)를 살펴보면, 본 예시에서 반도체 발광 소자(1050)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다. 다만, 전극이 상/하로 배치되나, 본 발명의 반도체 발광소자는 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 될 수 있다. Referring to the semiconductor
도 12를 참조하면, 예를 들어, 상기 반도체 발광 소자(1050)는 제1도전형 전극(1156)과, 제1도전형 전극(1156)이 형성되는 제1도전형 반도체층(1155)과, 제1도전형 반도체층(1155) 상에 형성된 활성층(1154)과, 상기 활성층(1154) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(1153) 및 제2도전형 반도체층(1153)에 형성되는 제2도전형 전극(1152)을 포함한다.12, for example, the semiconductor
보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제1도전형 반도체층(1155)은 각각 p형 전극 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 상기 제2도전형 전극(1152) 및 제2도전형 반도체층(1153)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.More specifically, the first
보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(1156)은 상기 제1도전형 반도체층(1155)의 일면에 형성되며, 상기 활성층(1154)은 상기 제1도전형 반도체층(1155)의 타면과 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면의 사이에 형성되고, 상기 제2도전형 전극(1152)은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 형성된다.More specifically, the first
이 경우에, 상기 제2도전형 전극은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 타면에는 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)이 형성될 수 있다. In this case, the second conductive type electrode is disposed on one surface of the second conductive
도 12를 도 10 내지 도 11b와 함께 참조하면, 상기 제2도전형 반도체층의 일면은 상기 배선기판에 가장 가까운 면이 될 수 있고, 상기 제2도전형 반도체층의 타면은 상기 배선기판에 가장 먼 면이 될 수 있다.12, with reference to FIGS. 10 to 11B, one surface of the second conductive type semiconductor layer may be a surface closest to the wiring substrate, and the other surface of the second conductive type semiconductor layer It can be a far plane.
또한, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 반도체 발광소자의 폭방향을 따라 이격된 위치에서 각각 상기 폭방향과 수직방향(또는 두께방향)으로 서로 높이차를 가지도록 이루어진다. The first
상기 높이차를 이용하여 상기 제2도전형 전극(1152)은 상기 제2도전형 반도체층(1153)에 형성되나, 반도체 발광소자의 상측에 위치하는 상기 제2전극(1040)과 인접하게 배치된다. 예를 들어, 상기 제2도전형 전극(1152)은 적어도 일부가 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 측면(또는, 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)의 측면)으로부터 상기 폭방향을 따라 돌출된다. 이와 같이, 제2도전형 전극(1152)이 상기 측면에서 돌출되기에, 상기 제2도전형 전극(1152)은 반도체 발광소자의 상측으로 노출될 수 있다. 이를 통하여, 상기 제2도전형 전극(1152)은 전도성 접착층(1030)의 상측에 배치되는 상기 제2전극(1040)과 오버랩되는 위치에 배치된다.The second
보다 구체적으로, 반도체 발광 소자는 상기 제2도전형 전극(1152)에서 연장되며, 상기 복수의 반도체 발광 소자의 측면에서 돌출되는 돌출부(1152a)를 구비한다. 이 경우에, 상기 돌출부(1152a)를 기준으로 보면, 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 상기 돌출부(1152a)의 돌출방향을 따라 이격된 위치에서 배치되며, 상기 돌출방향과 수직한 방향으로 서로 높이차를 가지도록 형성되는 것으로 표현될 수 있다.More specifically, the semiconductor light emitting device includes
상기 돌출부(1152a)는 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에서 측면으로 연장되며, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 상면으로, 보다 구체적으로는 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)으로 연장된다. 상기 돌출부(1152a)는 상기 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)의 측면에서 상기 폭방향을 따라 돌출된다. 따라서, 상기 돌출부(1152a)는 상기 제2도전형 반도체층을 기준으로 상기 제1도전형 전극의 반대측에서 상기 제2전극(1040)과 전기적으로 연결될 수 있다. The protruding
상기 돌출부(1152a)를 구비하는 구조는, 전술한 수평형 반도체 발광소자와 수직형 반도체 발광소자의 장점을 이용할 수 있는 구조가 될 수 있다. 한편, 상기 언도프된(Undoped) 반도체층(1153a)에서 상기 제1도전형 전극(1156)으로부터 가장 먼 상면에는 roughing 에 의하여 미세홈들이 형성될 수 있다.The structure including the
또한, 상기 반도체 발광소자(1050)는 상기 제2도전형 전극(1152)을 덮도록 형성되는 절연부(1158)를 포함할 수 있다. 상기 절연부(1158)는 상기 제2도전형 전극(1152)과 함께 상기 제1도전형 반도체층(1155)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. In addition, the semiconductor
이 경우에, 상기 제2도전형 전극(1152) 및 상기 활성층(1154)은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 형성되며, 상기 절연부(1158)를 사이에 두고 일방향으로 이격 배치된다. 여기에서, 일방향(또는 수평방향)은 상기 반도체 발광소자의 폭방향이 되며, 수직방향은 상기 반도체 발광소자의 두께방향이 될 수 있다. In this case, the second
또한, 상기 제1도전형 반도체층(1155)에서 상기 절연부(1158)에 의하여 덮이지 않고 노출되는 부분에 상기 제1도전형 전극(1156)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1도전형 전극(1156)은 상기 절연부(1158)를 관통하여 외부로 노출된다.In addition, the first
이와 같이, 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극(1156, 1152)은, 상기 절연부(1058)에 의해 이격되므로, 반도체 발광 소자의 n형 전극 및 p형 전극은 절연될 수 있다.Since the first conductive type electrode and the second
또한, 디스플레이 장치(1000)는 복수의 반도체 발광소자(1050)의 일면에 형성되는 형광체층(1080, 도 11b 참조)를 더 구비할 수 있다. 이 경우에, 반도체 발광소자들에서 출력된 빛은 형광체를 이용하여 여기시켜, 적색(R) 및 녹색(G)을 구현하게 된다. 또한, 전술한 블랙 매트릭스(191, 291, 1091, 도 3b, 도 8 및 도 11b 참조)가 형광체들의 사이에서 혼색을 방지하는 격벽의 역할을 하게 된다. The
나아가, 본 발명에서는, 디스플레이 장치에서 구조 및 제법은 간단하나, 휘도는 증가되는 메커니즘 및 이의 제조방법을 제시한다. Further, in the present invention, a structure and a manufacturing method are simple in a display device, but a mechanism in which brightness is increased and a manufacturing method thereof are presented.
이하, 휘도를 증가시키는 본 발명의 디스플레이 장치의 구조에 대하여 첨부된 도면과 함께 상세하게 살펴본다. 도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분의 확대도이며, 도 14는 도 13의 G-G를 따라 취한 단면도이며, 도 15는 도 13의 H-H를 따라 취한 단면도이다.Hereinafter, the structure of the display device of the present invention for increasing the brightness will be described in detail with reference to the accompanying drawings. 13 is an enlarged view of a portion A in Fig. 1 for explaining another embodiment of the present invention, Fig. 14 is a sectional view taken along line GG in Fig. 13, and Fig. 15 is a sectional view taken along a line HH in Fig. 13 .
도 13, 도 14 및 도 15의 도시에 의하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치로서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(2000)를 예시한다. 보다 구체적으로, 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 플립 칩 타입 반도체 발광소자에서 휘도는 증가되는 메커니즘이 부가된 경우를 예시한다. 이 경우에, 도 14에 도시된 화살표는 휘도를 증가시키는 빛의 경로를 나타낸다. 한편, 이하 설명되는 예시는 전술한 다른 형태의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에도 적용 가능하다. 13, 14, and 15 illustrate a
이하 설명되는 본 예시에서는, 앞서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 예시의 각 구성과 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다. 예를 들어, 디스플레이 장치(2000)는 기판(2010), 제1전극(2020), 전도성 접착층(2030), 제2전극(2040) 및 복수의 반도체 발광 소자(2050)를 포함하며, 이들에 대한 설명은 앞서 도 10 내지 도 12를 참조한 설명으로 갈음한다. 따라서, 본 실시예에서 상기 전도성 접착층(2030)은 접착층으로 대체되고, 복수의 반도체 발광소자들이 기판(2010)상에 배치되는 접착층에 부착되며, 상기 제1전극(2020)이 기판(2010)상에 위치하지 않고, 반도체 발광소자의 도전형 전극과 일체로 형성될 수 있다. In this example described below, the same or similar reference numerals are given to the same or similar components as those of the example described above with reference to Figs. 10 to 12, and the description thereof is replaced with the first explanation. For example, the
상기 제2전극(2040)은 전도성 접착층(2030) 상에 위치될 수 있다. 즉, 전도성 접착층(2030)은 배선기판과 제2전극(2040)의 사이에 배치된다. 상기 제2전극(2040)은 상기 반도체 발광 소자(2050)와 접촉에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다.The
또한, 상기 반도체 발광 소자(2050)는 제1도전형 전극(2156)과, 제1도전형 전극(2156)이 형성되는 제1도전형 반도체층(2155)과, 제1도전형 반도체층(2155) 상에 형성된 활성층(2154)과, 상기 활성층(2154) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(2153) 및 제2도전형 반도체층(2153)에 형성되는 제2도전형 전극(2152)을 포함하며, 이들에 대한 설명은 앞서 도 12를 참조한 설명으로 갈음한다. The semiconductor
또한, 도 12를 참조하여 전술한 바와 같이, 돌출부(2152a)가 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 일면에서 측면으로 연장되며, 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 상면으로, 보다 구체적으로는 언도프된(Undoped) 반도체층(2153a)으로 연장된다. 따라서, 상기 돌출부(2152a)는 상기 제2도전형 반도체층을 기준으로 상기 제1도전형 전극의 반대측에서 상기 제2전극(2040)과 전기적으로 연결될 수 있다. 12, protrusions 2152a extend laterally from one surface of the second conductivity
또한, 상기 반도체 발광소자(2050)는 상기 제2도전형 전극(2152)을 덮도록 형성되는 절연부(2158)를 포함할 수 있다. 상기 절연부(2158)는 상기 제2도전형 전극(2152)과 함께 상기 제1도전형 반도체층(2155)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. In addition, the semiconductor
또한, 상기 제1도전형 반도체층(2155)에서 상기 절연부(2158)에 의하여 덮이지 않고 노출되는 부분에 상기 제1도전형 전극(2156)이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 제1도전형 전극(2156)은 상기 절연부(2158)를 관통하여 외부로 노출된다.In addition, the first
또한, 디스플레이 장치(2000)는 복수의 반도체 발광소자(2050)의 일면에 형성되는 형광체층(2080)을 더 구비할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(2050)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 형광체층(2080)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 이 경우에, 반도체 발광소자들(2050)에서 출력된 빛은 형광체를 이용하여 여기시켜, 적색(R) 및 녹색(G)을 구현하게 된다. 한편, 상기 형광체층(2080)은 컬러필터나 퀀텀닷 등으로 대체될 수 있다. 또한, 전술한 블랙 매트릭스(191, 291, 1091, 도 3b, 도 8 및 도 11b 참조)가 형광체들의 사이에서 혼색을 방지하는 격벽의 역할을 하게 된다. The
본 도면들을 참조하면, 상기 복수의 반도체 발광소자들(2050)의 사이에 형성되는 공간에는 반사입자들(2060)이 충전되어, 상기 반도체 발광소자들(2050)에서 발광되는 빛을 반사한다. 상기 반사입자들(2060)은 나노 크기의 산화물을 포함하며, 상기 나노 크기의 산화물은 구상, 침상 및 판상의 알루미나 또는 타이타니아 중 어느 하나가 될 수 있다.
이 경우에, 상기 배선기판(2010)과 상기 반도체 발광소자들(2050)을 전기적 및 물리적으로 연결하는 전도성 접착층(2030)은 상기 복수의 반도체 발광 소자들(2050)과 함께 상기 반사입자들(2060)을 덮도록 형성된다. 또한, 상기 전도성 접착층(2030)은 적어도 일부가 상기 반사입자들(2060)의 사이로 침투할 수 있다. 이러한 예로서, 상기 전도성 접착층(2030)의 절연성 베이스 부재 또는 베이스 물질이 반사입자들(2060)의 사이로 침투할 수 있다.In this case, the
한편, 상기 반사입자들(2060)은 서로 수직한 양 방향에 대하여 서로 다른 형태로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 상기 반도체 발광소자들(2050)은 발광소자 어레이를 형성하며, 상기 발광소자 어레이는 가로방향으로 상기 반도체 발광소자들의 간격이 좁고, 세로방향으로 넓게 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 세로방향은 상기 제2도전형 전극이 돌출되는 방향으로 정의되며, 상기 가로방향은 상기 세로방향과 수직한 방향이 될 수 있다. 한편, 상기 형광체층(2080)은 상기 세로방향으로 연장되도록 형성되며, 서로 다른 색상을 구현하는 형광체층들(2081, 2082)은 상기 가로방향을 따라 순차적으로 배열된다.Meanwhile, the
이 때에, 간격이 좁은 가로방향으로는 상기 반사입자들(2060)이 상기 간격을 채우며, 간격이 상대적으로 넓은 세로방향으로는 상기 반사입자들(2060)이 상기 간격의 일부만을 채우도록 형성될 수 있다. 상기 세로방향으로 간격의 일부만이 채워지므로, 상기 세로방향으로는 상기 전도성 접착층(2030)과 상기 형광체층(2080)의 사이에 상기 반사입자들이 배치된 제1부분(2061)과, 미배치된 제2부분(2062)이 형성될 수 있다. 이는 상기 세로방향을 따라 동일한 색상의 형광체층이 상기 제1부분(2061)과 제2부분(2062)을 함께 덮기에, 상기 세로방향을 따라서는 휘도증가만 요구될 뿐 혼색의 문제가 발생하지 않기 때문이다.At this time, the
한편, 상기 반사입자들(2060)은 상기 형광체층(2080)에서 반사되어 디스플레이 장치의 내부로 향하는 빛을 상기 형광체층(2080)으로 재반사하는 역할을 할 수 있다. 이 경우에 상기 형광체층(2080)에서 반사되어 디스플레이 장치의 내부로 향하는 빛을 재반사하기 위하여, 상기 미배치된 제2부분(2062)은 상기 제1부분(2061)보다 반사입자들이 형성된 레이어의 두께가 얇은 층이 될 수 있다. 즉, 상기 재반사를 위하여, 상기 제2부분(2062)에는 상기 반사입자들이 완전히 미배치되는 것이 아니라 상기 제1부분(2061)보다 소량으로 배치되는 것이다.The
도시에 의하면, 상기 반사입자들(2060)은 상기 디스플레이 장치의 두께방향을 따라 상기 제1도전형 전극(2156) 및 제2도전형 전극(2152) 중 어느 하나와 오버랩되며, 다른 하나와 오버랩되지 않도록 배치될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 반사입자들(2060)은 상기 제2도전형 전극(2152)와 오버랩되며, 상기 제1도전형 전극(2156)과는 오버랩되지 않도록 형성될 수 있다.The
보다 구체적으로, 상기 반사입자들은 상기 절연부(2158)를 덮도록 형성되며, 상기 반사입자와 상기 제2도전형 전극(2152)과 사이에 절연부가 배치되기에, 상기 반사입자들(2060)은 상기 제2도전형 전극(2152)와 오버랩될 수 있다. 반면에, 상기 제1도전형 전극(2156)은 상기 절연부(2158)에 의하여 덮이지 않고 노출되는 부분을 구비하기에, 상기 반사입자는 상기 제1도전형 전극(2156)을 덮지 않도록 형성된다. More specifically, the reflective particles are formed so as to cover the insulating
이는 제1도전형 전극(2156)은 디스플레이 장치의 두께 방향을 따라 하측에서, 상기 제2도전형 전극(2152)은 상측에서 각각 배선전극과 연결되기 때문이다. 보다 구체적으로, 상기 제1도전형 전극(2156)은 상기 제2도전형 전극(2152)으로부터 상기 반사입자들(2060)보다 먼 위치에 형성되는 하면을 구비하며, 상기 하면이 배선전극과 전기적으로 연결된다.This is because the first
이상에서 살펴본 새로운 디스플레이 장치의 구조에 의하면, 휘도를 향상하는 구조와, 반도체 발광소자들의 사이로 빛의 누수를 차단하면서도 간단하게 구현되는 구조가 구현될 수 있다.According to the structure of the new display device as described above, it is possible to realize a structure that improves brightness and a structure that is easily realized while blocking leakage of light between semiconductor light emitting elements.
이하에서는, 위에서 살펴본 새로운 디스플레이 장치의 구조를 형성하는 제조하는 방법에 대하여 첨부된 도면과 함께 보다 구체적으로 살펴본다. 도 16a, 도 16b, 도 16c, 도 16d, 도 16e, 도 16f, 도 16g, 도 17a, 도 17b 및 도 17c는 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.Hereinafter, a manufacturing method for forming the structure of the new display device as described above will be described in more detail with reference to the accompanying drawings. FIGS. 16A, 16B, 16C, 16D, 16E, 16F, 16G, 17A, 17B and 17C are cross-sectional views illustrating a method for manufacturing a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
먼저, 제조방법에 의하면, 성장기판(W, 또는 반도체 웨이퍼에 제2도전형 반도체층(2053), 활성층(2054), 제1 도전형 반도체층(2055)을 각각 성장시킨다(도 16a).First, according to the manufacturing method, the growth substrate (W) or the second conductivity type semiconductor layer 2053, the active layer 2054, and the first conductivity type semiconductor layer 2055 are grown on the semiconductor wafer (FIG. 16A).
제2도전형 반도체층(2053)이 성장하면, 다음은, 상기 제1도전형 반도체층(2052) 상에 활성층(2054)을 성장시키고, 다음으로 상기 활성층(2054) 상에 제1도전형 반도체층(2055)을 성장시킨다. 이와 같이, 제2도전형 반도체층(2053), 활성층(2054) 및 제1도전형 반도체층(2055)을 순차적으로 성장시키면, 도시된 것과 같이, 제2도전형 반도체층(2053), 활성층(2054) 및 제1도전형 반도체층(2055)이 적층 구조를 형성한다.When the second conductivity type semiconductor layer 2053 is grown, an active layer 2054 is grown on the first conductivity type semiconductor layer 2052 and then a first conductivity type semiconductor layer 2054 is formed on the active layer 2054. Next, Layer 2055 is grown. When the second conductivity type semiconductor layer 2053, the active layer 2054 and the first conductivity type semiconductor layer 2055 are sequentially grown as described above, the second conductivity type semiconductor layer 2053, the active layer 2054, 2054 and the first conductivity type semiconductor layer 2055 form a laminated structure.
성장기판(W)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어(Al2O3), GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있으나, 이에 한정하지는 않는다. 또한, 성장기판(W)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. The growth substrate W may be formed of any material having optical transparency, for example, sapphire (Al 2 O 3), GaN, ZnO, or AlO, but is not limited thereto. Further, the growth substrate W may be formed of a carrier wafer, which is a material suitable for semiconductor material growth. And may include a conductive substrate or an insulating substrate, for example, a SiC substrate having higher thermal conductivity than a sapphire (Al2O3) substrate, or at least one of Si, GaAs, GaP, InP and Ga2O3 Can be used.
상기 제2도전형 반도체층(2053)은 n형 반도체층으로서, n-Gan 과 같은 질화물 반도체층이 될 수 있으며, 나아가 언도프된(Undoped) 반도체층(2153a)을 포함할 수 있다.The second conductive semiconductor layer 2053 may be an n-type semiconductor layer and may be a nitride semiconductor layer such as n-GaN, and may further include an
다음은, p형 반도체와 n형 반도체를 분리하기 위한 식각 과정이 수행된다. 예를 들어, 도 16b를 참조하면, 상기 제1도전형 반도체층(2055)과 활성층(2054)의 적어도 일부를 식각하여, 상기 제1도전형 반도체층(2055)을 복수의 부분으로 구획한다(Mesa 식각). 이 경우에, 상기 활성층(2054) 및 제1 도전형 반도체층(2055)은 수직방향으로 일부가 제거되어, 상기 제2도전형 반도체층(2053)이 외부로 노출된다. 상기 식각을 통하여 상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성하게 된다.Next, an etching process for separating the p-type semiconductor and the n-type semiconductor is performed. For example, referring to FIG. 16B, at least a part of the first conductivity type semiconductor layer 2055 and the active layer 2054 are etched to divide the first conductivity type semiconductor layer 2055 into a plurality of portions ( Mesa etch). In this case, the active layer 2054 and the first conductivity type semiconductor layer 2055 are partly removed in the vertical direction, and the second conductivity type semiconductor layer 2053 is exposed to the outside. And the array of semiconductor light emitting devices is formed on the substrate through the etching.
다음으로, 식각을 통하여 상기 기판상에서 서로 고립(isolation)된 복수의 반도체 발광소자를 형성한다(도 16c 참조). 이 경우에, 상기 식각은 언도프된(Undoped) 반도체층이 드러날때까지 진행될 수 있다. 다른 예로서, 반도체 발광소자의 사이에서 상기 제2도전형 반도체층(2053)의 일부를 남겨놓은 상태까지 식각이 진행될 수 있다.Next, a plurality of semiconductor light emitting elements isolated from each other on the substrate are formed through etching (see FIG. 16C). In this case, the etching may proceed until the undoped semiconductor layer is exposed. As another example, the etching may proceed to a state where a part of the second conductive type semiconductor layer 2053 is left between the semiconductor light emitting elements.
다음으로, 상기 반도체 발광소자들에 적어도 하나의 도전형 전극을 형성(도 16d)한다. 보다 구체적으로, 상기 제2도전형 반도체층(2053)의 일면에 상기 제2도전형 전극(2052)을 형성한다. 즉, 상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성한 후에, 상기 제2도전형 반도체층(2053)에는 제2도전형 전극(2052)이 적층된다.Next, at least one conductive electrode is formed in the semiconductor light emitting devices (FIG. 16D). More specifically, the second conductive type electrode 2052 is formed on one surface of the second conductive type semiconductor layer 2053. That is, after the array of the semiconductor light emitting devices is formed on the substrate, the second conductive type electrode 2052 is stacked on the second conductive type semiconductor layer 2053.
이후에, 상기 제2도전형 전극(2052)이 형성된 상태에서, 절연체를 도포하여 절연부(2058)를 형성한다(도 16e).Thereafter, in a state where the second conductive type electrode 2052 is formed, an insulator is applied to form an insulating portion 2058 (Fig. 16E).
상기 제2도전형 전극(2052) 및 상기 활성층(2054)은 상기 제2 도전형 반도체층(2053)의 일면에 형성되며, 상기 절연부(2058)를 사이에 두고 수평방향으로 이격 배치된다. 또한, 발광 소자 어레이를 형성하는 복수의 반도체 발광 소자들은 인접한 발광 소자들과 일정 공간을 사이에 두고 이격되도록 배치될 수 있는데, 이격 배치되는 반도체 발광 소자들의 사이는 절연부(2058)로 채워질 수 있다. 또한, 상기 절연부(2058)는 상기 제1도전형 전극(2056)의 전기적 연결을 위하여, 상기 제1도전형 반도체층(2055)의 일부를 덮지 않도록 이루어진다.The second conductive type electrode 2052 and the active layer 2054 are formed on one surface of the second conductive type semiconductor layer 2053 and are horizontally spaced apart with the insulating portion 2058 therebetween. In addition, the plurality of semiconductor light emitting elements forming the light emitting element array may be spaced apart from the adjacent light emitting elements by a certain space, and between the semiconductor light emitting elements spaced apart may be filled with the insulating portion 2058 . The insulating layer 2058 is formed not to cover a part of the first conductive type semiconductor layer 2055 in order to electrically connect the first conductive type electrode 2056.
다음으로, 상기 반도체 발광소자들의 어레이에서 상기 반도체 발광소자들의 사이에 빛을 반사하는 반사입자들을 충전하는 단계가 진행된다(도 16f 및 도 16g).Next, a step of filling reflection particles reflecting light between the semiconductor light emitting devices in the array of semiconductor light emitting devices is performed (FIGS. 16F and 16G).
상기 충전하는 단계는 상기 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 어레이에 도포(도 16f)하는 단계와, 롤링을 통하여 상기 도포된 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전(도 16g)하는 단계를 포함할 수 있다.The filling step includes applying the reflective particles to the array of semiconductor light emitting devices (FIG. 16f), and filling the coated reflective particles between the semiconductor light emitting devices through rolling (FIG. 16g) can do.
상기 도포하는 단계에서는 나노 입자의 산화물이 분산되어 있는 용매제를 스프레이 방식으로 도포하며, 상기 충전하는 단계에서는 롤러나 러버류를 이용하여 상기 도포된 용매제를 가압하여 반도체 발광소자들의 메사 공간에 나노 입자를 충전하게 된다. 상기 롤러나 러버류의 가압은 가로방향 및 세로방향으로 반복하여 가해질 수 있다.In the applying step, a solvent containing nanoparticles of oxides dispersed therein is applied by a spray method. In the filling step, the applied solvent is pressed by using a roller or a rubber flow, Thereby filling the particles. The pressing of the rollers and the rubber can be repeatedly applied in the transverse direction and the longitudinal direction.
이와 같이, 상기 반사입자들이 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전된 후에, 상기 제1도전형 반도체층에는 제1도전형 전극이 적층된다(도 16h).After the reflective particles are filled between the semiconductor light emitting devices, the first conductive type electrode is stacked on the first conductive type semiconductor layer (FIG. 16H).
이와 같은 공정에 의하면, 반사입자들이 상기 복수의 반도체 발광소자들의 사이에 형성되는 공간에 충전되어, 상기 반도체 발광소자들에서 발광되는 빛을 반사하는 구조가 구현될 수 있다.According to such a process, a structure in which reflective particles are filled in a space formed between the plurality of semiconductor light emitting devices and reflects light emitted from the semiconductor light emitting devices can be realized.
이후에, 상기 반사입자들을 충전된 반도체 발광소자들의 어레이를 배선기판과 연결하고 상기 기판을 제거하는 단계가 진행된다.Thereafter, an array of the semiconductor light emitting devices filled with the reflective particles is connected to the wiring substrate and the step of removing the substrate is performed.
예를 들어, 반도체 발광소자들을 전도성 접착층을 이용하여 배선기판에 결합하며, 성장기판을 제거한다(도 17a). 상기 배선기판은 제1전극(2020)이 형성된 상태이며, 상기 제1전극(2020)은 하부 배선으로서 상기 전도성 접착층(2030)내에서 도전볼 등에 의해 제1도전형 전극(2156)과 전기적으로 연결된다. 이 때에, 열 압착에 의하여 전도성 접착층의 적어도 일부가 반사입자들의 사이로 침투하게 된다.For example, semiconductor light emitting devices are bonded to a wiring substrate using a conductive adhesive layer, and the growth substrate is removed (Fig. 17A). The
이후에, 언도프된(Undoped) 반도체층(2153a)을 식각하여 제거한 후(도 17b)에, 상기 돌출된 제2도전형 전극(2152)을 연결하는 제2전극(2040)을 형성한다(도 17c). 상기 제2전극(2040)은 상부 배선으로서, 상기 제2도전형 전극(2152)과 직접 연결된다.Subsequently, the
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 언도프된 반도체층은 UV 레이저를 흡수하는 다른 형태의 흡수층으로 대체될 수 있다. 상기 흡수층은 버퍼층이 될 수 있으며, 저온 분위기에서 형성되며, 반도체층과 성장기판과의 격자상수 차이를 완화시켜 줄 수 있는 물질로 이루어 질 수 있다. 예를 들어, GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, 및 InAlGaN 과 같은 물질을 포함할 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited to this, and the undoped semiconductor layer may be replaced with another type of absorption layer that absorbs the UV laser. The absorption layer may be a buffer layer, may be formed in a low-temperature atmosphere, and may be made of a material capable of alleviating the difference in lattice constant between the semiconductor layer and the growth substrate. For example, materials such as GaN, InN, AlN, AlInN, InGaN, AlGaN, and InAlGaN.
이상에서 설명된 제조방법에 의하면, 반사입자를 도포하여, 반도체 발광소자들의 개별 소자를 감싸는 구조에 따라, 간단한 제법임에도 불구하고 디스플레이 장치의 휘도 향상이 구현될 수 있다.According to the manufacturing method described above, luminance enhancement of the display device can be realized in spite of a simple manufacturing method, by applying reflective particles and covering individual elements of the semiconductor light emitting elements.
이상에서 설명한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 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.The above-described display device using the semiconductor light emitting device is not limited to the configuration and the method of the embodiments described above, but all or a part of the embodiments may be selectively combined so that various modifications may be made to the embodiments It is possible.
Claims (12)
상기 배선기판에 배치되는 접착층;
상기 접착층에 결합되며, 상기 전극과 전기적으로 연결되는 복수의 반도체 발광 소자들; 및
상기 복수의 반도체 발광소자들의 사이에 형성되는 공간에 충전되어, 상기 반도체 발광소자들에서 발광되는 빛을 반사하는 반사입자들을 포함하는 디스플레이 장치.A wiring board on which electrodes are disposed;
An adhesive layer disposed on the wiring board;
A plurality of semiconductor light emitting elements coupled to the adhesive layer and electrically connected to the electrodes; And
And reflection particles filled in a space formed between the plurality of semiconductor light emitting elements and reflecting light emitted from the semiconductor light emitting elements.
상기 접착층은 상기 복수의 반도체 발광 소자들과 함께 상기 반사입자들을 덮도록 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive layer is formed to cover the reflective particles together with the plurality of semiconductor light emitting elements.
상기 접착층은 적어도 일부가 상기 반사입자들의 사이로 침투하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
Wherein at least a part of the adhesive layer penetrates between the reflective particles.
상기 반사입자들은 나노 크기의 산화물을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the reflective particles comprise nano-sized oxide.
상기 나노 크기의 산화물은 구상, 침상 및 판상의 알루미나 또는 타이타니아 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.5. The method of claim 4,
Wherein the nano-sized oxide is any one of spherical, needle-like, and plate-like alumina or titania.
상기 복수의 반도체 발광소자들은 각각, 일방향을 따라 서로 이격 배치되는 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극을 구비하며,
상기 반사입자들은 상기 디스플레이 장치의 두께방향을 따라 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극 중 어느 하나와 오버랩되며, 다른 하나와 오버랩되지 않도록 배치되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein each of the plurality of semiconductor light emitting devices includes a first conductive type electrode and a second conductive type electrode which are spaced apart from each other along one direction,
Wherein the reflective particles overlap the one of the first conductive type electrode and the second conductive type electrode along the thickness direction of the display device and are disposed so as not to overlap with the other one.
상기 제1도전형 전극은 상기 제2도전형 전극으로부터 상기 반사입자들보다 먼 위치에 형성되는 하면을 구비하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
Wherein the first conductive type electrode comprises a lower surface formed at a position distant from the reflective particles from the second conductive type electrode.
상기 제2도전형 전극은 상기 복수의 반도체 발광 소자들 중 적어도 하나의 측면에서 돌출되도록 연장되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
And the second conductive electrode extends to protrude from at least one side of the plurality of semiconductor light emitting devices.
상기 복수의 반도체 발광소자들은 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극이 각각 배치되는 제1도전형 반도체층 및 제2도전형 반도체층을 구비하고,
상기 제2도전형 전극과 상기 제2도전형 반도체층은 절연부에 의하여 덮이며, 상기 반사입자들은 상기 절연부를 덮도록 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
The plurality of semiconductor light emitting devices may include a first conductivity type semiconductor layer and a second conductivity type semiconductor layer in which the first conductive type electrode and the second conductive type electrode are respectively disposed,
Wherein the second conductive type electrode and the second conductive type semiconductor layer are covered by an insulating portion, and the reflective particles cover the insulating portion.
식각을 통하여 상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성하고, 상기 반도체 발광소자들에 적어도 하나의 도전형 전극을 형성하는 단계;
상기 반도체 발광소자들의 어레이에서 상기 반도체 발광소자들의 사이에 빛을 반사하는 반사입자들을 충전하는 단계; 및
상기 반사입자들을 충전된 반도체 발광소자들의 어레이를 배선기판과 연결하고 상기 기판을 제거하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.Growing a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, and a second conductivity type semiconductor layer on a substrate;
Forming an array of semiconductor light emitting devices on the substrate through etching and forming at least one conductive electrode in the semiconductor light emitting devices;
Filling reflective particles that reflect light between the semiconductor light emitting elements in the array of semiconductor light emitting elements; And
Connecting the array of semiconductor light emitting devices filled with the reflective particles to the wiring substrate and removing the substrate.
상기 충전하는 단계는,
상기 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 어레이에 도포하는 단계; 및
롤링을 통하여 상기 도포된 반사입자들을 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.11. The method of claim 10,
The step of charging comprises:
Applying the reflective particles to the array of semiconductor light emitting devices; And
And filling the applied reflective particles between the semiconductor light emitting elements through rolling.
상기 기판상에서 반도체 발광소자들의 어레이를 형성한 후에, 상기 제2도전형 반도체층에는 제2도전형 전극이 적층되고,
상기 반사입자들이 상기 반도체 발광소자들의 사이에 충전된 후에, 상기 제1도전형 반도체층에는 제1도전형 전극이 적층되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.11. The method of claim 10,
After forming the array of semiconductor light emitting devices on the substrate, the second conductive type semiconductor layer is stacked with the second conductive type electrode,
Wherein the first conductive type semiconductor layer is stacked with the first conductive type electrode after the reflection particles are filled between the semiconductor light emitting elements.
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