KR20180102424A - Display device using semiconductor light emitting device and method for manufacturing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조방법에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method of manufacturing the same, and more particularly to a display device using a semiconductor light emitting device.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박막형, 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 않다는 취약점이 존재한다. Recently, display devices having excellent characteristics such as a thin film type and a flexible type 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). However, in the case of an LCD, there is a problem that the reaction time is not fast and the implementation of the flexible is difficult. In the case of the AMOLED, there is a weak point that the life span is short and the mass production yield is not good.
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 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 display using the semiconductor light emitting device can be presented.
따라서, 최근에는 마이크로 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치에 대한 연구 및 개발이 진행되고 있으며, 이러한 디스플레이 장치는 고화질과 고신뢰성을 갖기 때문에 차세대 디스플레이로서 각광받고 있다. 다만, 이러한 디스플레이 장치는 마이크로 발광 소자를 이용하기에, 전사 과정이 까다로운 문제가 있다. 특히, 도너 기판을 이용하여 마이크로 발광 소자를 전사하는 경우에, 접착제를 발광소자에만 도포하는 것이 어렵다. 이에 본 발명에서는 수 내지 수십 마이크로미터 크기로 구성되는 마이크로 발광 소자를 기반으로 하되, 발광 소자를 부착하기 위한 접착물질을 제어할 수 있는 새로운 구조의 디스플레이 장치를 제안한다.Therefore, in recent years, research and development on a display device using a micro semiconductor light emitting device is under way, and such a display device has attracted attention as a next generation display because of its high image quality and high reliability. However, since such a display device uses a micro light emitting device, there is a problem that the transfer process is difficult. In particular, when transferring a micro light emitting element using a donor substrate, it is difficult to apply the adhesive only to the light emitting element. Accordingly, the present invention proposes a new display device based on a micro light emitting device having a size of several to several tens of micrometers, and capable of controlling an adhesive material for attaching a light emitting device.
본 발명의 일 목적은, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치에서 발광 소자를 회로에 연결하기 위한 배선공정이 용이하고, 발광 소자를 부착하기 위한 접착물질을 제어할 수 있는 구조를 제공하기 위한 것이다.It is an object of the present invention to provide a structure in which a wiring process for connecting a light emitting device to a circuit in a display device using a semiconductor light emitting device is easy and an adhesive material for attaching the light emitting device can be controlled.
본 발명의 다른 일 목적은 도너 기판에서 발광 소자에만 선택적으로 접착층을 형성할 수 있는 새로운 제조 공정 및 구조를 가지는 디스플레이 장치를 제공하기 위한 것이다.It is another object of the present invention to provide a display device having a new manufacturing process and structure capable of selectively forming an adhesive layer selectively only on a light emitting element in a donor substrate.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는, 도너 기판에 패턴된 마스크를 이용하여 발광 소자에만 UV 경화성 접착제를 경화시키지 않고 접착성질을 유지하여 배선기판에 전사한다. 이를 통하여, 발광 소자에만 접착층이 배치되어 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성된다.The display device according to the present invention uses a patterned mask on the donor substrate to transfer the UV curable adhesive to the wiring substrate while keeping the adhesive property without curing the UV curable adhesive only on the light emitting element. Through this, an adhesive layer is formed only on the light emitting element, and is formed to have the same or smaller size as one surface of the semiconductor light emitting element.
구체적인 예로서, 상기 디스플레이 장치는, 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극을 구비하는 반도체 발광소자와, 상기 반도체 발광소자가 수용되는 수용홀과, 상기 반도체 발광소자의 구동 박막 트랜지스터를 구비하는 기판과, 상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극과 연결되고, 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 전극 패턴, 및 상기 반도체 발광소자를 상기 수용홀의 바닥에 부착하는 접착층을 포함하고, 상기 접착층은 자외선(ultraviolet,UV)에 의하여 경화되는 재질을 구비하고, 상기 반도체 발광소자의 일면에 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성된다.As a specific example, the display device may include a semiconductor light emitting element having a first conductive type electrode and a second conductive type electrode, a receiving hole in which the semiconductor light emitting element is accommodated, and a driving thin film transistor of the semiconductor light emitting element An electrode pattern connected to the first conductive type electrode and the second conductive type electrode and extending to the driving thin film transistor and an adhesive layer attaching the semiconductor light emitting element to the bottom of the receiving hole, The semiconductor light emitting device includes a material that is cured by ultraviolet (UV) light, is disposed on one surface of the semiconductor light emitting device, and is formed to have the same or smaller size as one surface of the semiconductor light emitting device.
실시 예에 있어서, 상기 접착층은 상기 수용홀의 바닥보다 작은 면적으로 형성되어, 상기 수용홀의 바닥은 상기 접착층이 덮지 않는 부분을 가질 수 있다. 상기 접착층은 상기 반도체 발광소자와 상기 수용홀의 바닥이 오버랩되는 영역 내에 형성될 수 있다.In an embodiment, the adhesive layer is formed in a smaller area than the bottom of the receiving hole, and the bottom of the receiving hole may have a portion not covered by the adhesive layer. The adhesive layer may be formed in a region where the bottom of the semiconductor light emitting element and the bottom of the receiving hole overlap.
실시 예에 있어서, 상기 접착층은 자외선 조사에 경화되지 않은 상태가 될 수 있다. In an embodiment, the adhesive layer may be in a state not cured by ultraviolet irradiation.
상기 반도체 발광소자의 일면은 n형 반도체층의 하면이 될 수 있다.One surface of the semiconductor light emitting device may be a lower surface of the n-type semiconductor layer.
상기 반도체 발광소자는 상기 반도체 발광소자의 도전형 반도체층을 감싸는 폴리머층을 구비하고, 상기 반도체 발광소자의 일면은 상기 폴리머층의 하면이 될 수 있다.The semiconductor light emitting device may include a polymer layer surrounding the conductive semiconductor layer of the semiconductor light emitting device, and one surface of the semiconductor light emitting device may be a lower surface of the polymer layer.
실시 예에 있어서, 상기 기판의 일면에는 상기 수용홀을 충전하는 충전제가 도포되어 평탄화층이 형성되고, 상기 전극 패턴은, 상기 제1도전형 전극과 연결되며 상기 평탄화층의 제1홀을 통하여 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 화소전극 패턴과, 상기 제2도전형 전극과 연결되며 상기 평탄화층의 제2홀을 통하여 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 공통전극 패턴을 포함한다.In one embodiment of the present invention, a filler for filling the receiving hole is coated on one surface of the substrate to form a planarization layer, and the electrode pattern is connected to the first conductive type electrode and through the first hole of the planarization layer, A pixel electrode pattern extending to the driving thin film transistor and a common electrode pattern connected to the second conductive electrode and extending to the driving thin film transistor through the second hole of the planarization layer.
또한, 본 발명은, 성장기판상에 반도체층을 성장 및 식각하여, 상기 성장기판상에서 복수의 반도체 발광소자들을 형성하는 단계와, 도너 기판의 일면에 기설정된 간격으로 마스크를 패턴하고, 상기 마스크를 덮도록 상기 도너 기판의 일면에 점착성 재질을 도포하여 점착층을 형성하는 단계와, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나를 상기 마스크와 오버랩되도록 상기 점착층으로 전사하고, 자외선(ultraviolet,UV) 경화성 재질을 구비하는 접착제를 상기 도너 기판에 도포하는 단계와, 상기 자외선을 조사하여 상기 도포된 접착제 중에서 상기 점착층에 위치한 부분을 경화시키는 단계, 및 상기 도포된 접착제 중에서 상기 전사된 반도체 발광소자의 일면에 배치된 부분을 이용하여 상기 전사된 반도체 발광소자를 배선기판에 부착하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법을 제시한다.According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a semiconductor device, comprising the steps of: growing and etching a semiconductor layer on a growth substrate to form a plurality of semiconductor light emitting elements on the growth substrate; patterning the mask at predetermined intervals on one surface of the donor substrate; Forming a pressure sensitive adhesive layer on one side of the donor substrate to form a pressure sensitive adhesive layer; and transferring at least one of the plurality of semiconductor light emitting elements to the pressure sensitive adhesive layer so as to overlap with the mask, A step of applying an adhesive having a material to the donor substrate; irradiating the ultraviolet light to cure a portion of the applied adhesive located in the adhesive layer; A step of attaching the transferred semiconductor light emitting element to the wiring board using a portion disposed on the wiring board, It proposes a method of manufacturing the display apparatus.
실시 예에 있어서, 상기 도너 기판은 상기 자외선이 투과되는 재질로 이루어진다. 상기 자외선은 상기 도너 기판을 기준으로 상기 점착층의 반대측에서 조사되어, 상기 마스크와 오버랩되는 부분에서 상기 도포된 접착제는 미경화된다. 상기 마스크는 금속 재질로 형성될 수 있다.In an embodiment, the donor substrate is made of a material through which the ultraviolet rays are transmitted. The ultraviolet rays are irradiated on the opposite side of the adhesive layer with respect to the donor substrate, and the applied adhesive is not cured at a portion overlapping the mask. The mask may be formed of a metal material.
실시 예에 있어서, 상기 배선기판에는 수용홀이 형성되고, 상기 도너 기판의 점착층에 전사된 반도체 발광소자는 상기 접착제의 미경화된 부분에 의하여 상기 수용홀에 부착될 수 있다.In an embodiment, the wiring board may have a receiving hole, and the semiconductor light emitting device transferred to the adhesive layer of the donor substrate may be attached to the receiving hole by an uncured portion of the adhesive.
본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 도너 기판에 패턴된 마스크를 이용하여 발광 소자에만 UV 경화성 접착제를 경화시키지 않고 접착성질을 유지하여 배선기판에 전사함에 따라, 도너 기판에서 반도체 발광 소자에만 선택적으로 접착제를 도포할 수 있다.In the display device according to the present invention, by using a patterned mask on the donor substrate, the UV curable adhesive is not cured only on the light emitting element, and the adhesive property is maintained and transferred onto the wiring substrate. Can be applied.
또한, 컵(cup) 형태의 수용홀에 반도체 발광소자가 수용되는 칩 인 컵(CIC, Chip in Cup)에서, 배선 기판과 접촉되는 부분에 접착제가 도포되어도, 도너 기판에서 반도체 발광 소자의 이외 부분은 경화되기에 접착제 도포의 자유도가 향상될 수 있다.Even if an adhesive is applied to a portion in contact with the wiring substrate in a cup (CIC, Chip in Cup) in which a semiconductor light emitting element is housed in a cup-shaped receiving hole, The degree of freedom of the application of the adhesive can be improved.
또한, 반도체 발광소자의 접착제의 제어가 용이하므로, 적색, 녹색 및 청색과 같이 픽셀 종류별로 도너 기판으로부터 배선 기판에 순서대로 전사하는 것이 가능하게 된다.Further, since the control of the adhesive of the semiconductor light emitting device is easy, it becomes possible to sequentially transfer the donor substrate to the wiring substrate for each pixel type such as red, green, and blue.
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 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 부분 사시도이다.
도 11은 도 10에 도시된 화소의 구성을 설명하기 위한 회로도이다.
도 12는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다.
도 13a 내지 도 13c 및 도 14a 내지 도 14g는 도 10의 디스플레이 장치의 제조방법을 나타내는 개념도들이다.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.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.
10 is a partial perspective view for explaining another embodiment of the present invention.
11 is a circuit diagram for explaining the configuration of the pixel shown in Fig.
12 is a cross-sectional view taken along the line EE of Fig.
FIGS. 13A to 13C and FIGS. 14A to 14G are conceptual diagrams showing a manufacturing method of the display device of FIG.
15 is a cross-sectional view showing still another embodiment 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 발광소자를 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 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.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 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광소자와 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 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.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 발광소자(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 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.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 발광소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다. After the conductive
도 4를 참조하면, 상기 반도체 발광소자는 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 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. 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 발광소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광소자들의 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 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.More specifically, the semiconductor
또한, 복수의 반도체 발광소자(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 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.The light emitting element array may include a plurality of semiconductor light emitting elements having different brightness values. Each of the semiconductor
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.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 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. 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 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. The
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.That is, a
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.(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 발광소자(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 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.In this case, the semiconductor
도 5b를 참조하면, 반도체 발광소자는 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 발광소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전영역에 사용가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용가능한 반도체 발광소자의 형태로 확장될 수 있다.Referring to FIG. 5C, a
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.The semiconductor
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.Also, even if a square semiconductor
상기에서 설명된 반도체 발광소자를 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 발광소자를 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 발광소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 대향하도록 배치한다.A
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.In this case, the
상기 반도체 발광소자는 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 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.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 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. Finally, the
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.Further, the method may further include forming a phosphor layer on one surface of the semiconductor
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.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 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9는 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 showing 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 발광소자를 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 발광소자(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 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.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 발광소자(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 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.Thus, the semiconductor
상기 반도체 발광소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.The semiconductor
수직형 반도체 발광소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.A plurality of
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.9, the vertical type semiconductor light emitting device includes a p-
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.Referring to FIG. 8 again, a
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.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 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. The
개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광소자들(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 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.The
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.According to the example, the
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.If a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) is used for positioning the
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. 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 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.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 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.As described above, the semiconductor
상기에서 설명된 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이에서는 성장기판에서 성장한 반도체 발광소자를 이방성 전도성 필름(ACF, anisotropic conductive film)을 이용하여 배선기판에 전사한다. 하지만, 이러한 방법은 제조 전사 과정이 까다로워 신뢰성을 확보하기가 어렵고, 제조비가 높은 단점이 있다. 특히, 디지털 사이니지의 경우에 플렉서블의 성질이 요구되지 않으므로, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이에서는 다른 접근 방식이 필요하다.In the above-described display using the semiconductor light emitting device of the present invention, the semiconductor light emitting device grown on the growth substrate is transferred to the wiring substrate using an anisotropic conductive film (ACF). However, such a method has a disadvantage in that it is difficult to secure reliability because of a difficult manufacturing transfer process, and a manufacturing cost is high. In particular, in the case of digital signage, since the property of flexible is not required, a different approach is required for a display using a semiconductor light emitting element.
이 경우에, 전사 과정이 까다로운 기술적 난점을 극복하고 목표로 하는 초소형 마이크로 발광 다이오드 기반의 고해상도 디스플레이 구현을 위하여, 새로운 방식의, 수 내지 수십 마이크로미터 크기로 구성되는 초소형 청색 발광 다이오드 기반의 디스플레이용 픽셀 구조를 제안한다. In this case, in order to overcome the difficult technical difficulties of the transfer process and to realize a high-resolution display based on a micro-light emitting diode of a very small size, a very small blue LED-based display pixel Structure.
더욱 상세하게는, 발광 소자에 경화되지 않은 UV 경화성 접착제를 도포하고 이를 통하여 배선기판에 전사하는 구조를 제시한다. 이를 통하여, 발광 소자에만 접착층이 배치되며 상기 접착층은 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성된다.More particularly, the present invention discloses a structure in which an uncured UV curable adhesive is applied to a light emitting device and transferred to a wiring board through the UV curable adhesive. Through this, an adhesive layer is disposed only on the light emitting element, and the adhesive layer is formed to have the same or smaller size as one surface of the semiconductor light emitting element.
이하, 전사 과정이 까다로운 기술적 난점을 극복한 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 장치에 대하여 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, a display device according to another embodiment of the present invention which overcomes a difficult technical difficulty of transferring will be described in detail with reference to the drawings.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예를 설명하기 위한 부분 사시도이고, 도 11은 도 10에 도시된 화소의 구성을 설명하기 위한 회로도이며, 도 12는 도 10의 라인 E-E를 따라 취한 단면도이다.FIG. 10 is a partial perspective view for explaining another embodiment of the present invention, FIG. 11 is a circuit diagram for explaining the configuration of the pixel shown in FIG. 10, and FIG. 12 is a sectional view taken along the line E-E in FIG.
도 10, 도 11 및 도 12의 도시에 의하면, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)로서 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다. 10, 11, and 12, a display device 1000 using an active matrix (AM) type semiconductor light emitting device as a display device 1000 using a semiconductor light emitting device is illustrated. However, the example described below is also applicable to a passive matrix (PM) semiconductor light emitting device.
도시에 의하면, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)로서 액티브 매트릭스의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. As shown in the figure, a display device 1000 using an active matrix semiconductor light emitting device as a display device 1000 using a semiconductor light emitting device is illustrated.
디스플레이 장치(1000)는 기판(1010) 및 복수의 반도체 발광소자(1050)를 포함한다. The display device 1000 includes a
기판(1010)은 박막 트랜지스터 어레이 기판으로서, 유리 또는 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. The
상기 기판은 표시 영역 및 비표시 영역을 포함할 수 있다. 이 경우에, 상기 표시 영역은 기판(1010)의 가장자리 부분을 제외한 나머지 부분으로서, 영상을 표시하는 화소 어레이가 배치되는 영역으로 정의될 수 있다. 상기 비표시 영역은 상기 기판(1010)에서 상기 표시 영역을 제외한 나머지 부분에 마련되는 것으로, 표시 영역을 둘러싸는 상기 기판(1010)의 가장자리 부분으로 정의될 수 있다.The substrate may include a display area and a non-display area. In this case, the display region may be defined as a region except for the edge portion of the
또한, 상기 기판(1010)은 복수의 게이트 라인(GL), 복수의 데이터 라인(DL), 복수의 구동 전원 라인(PL), 복수의 공통 전원 라인(CL) 및 복수의 화소(SP)를 포함할 수 있다.The
상기 복수의 게이트 라인(GL) 각각은 기판(1010) 상에 마련되는 것으로, 기판(1010)의 일 방향을 따라 길게 연장되고, 상기 일방향과 교차하는 타방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다. 상기 복수의 데이터 라인(DL)은 복수의 게이트 라인(GL)과 교차하도록 상기 기판(1010) 상에 마련되는 것으로, 상기 타방향을 따라 길게 연장되고, 상기 일방향을 따라 일정한 간격으로 이격된다.Each of the plurality of gate lines GL is provided on the
상기 복수의 구동 전원 라인(PL)은 복수의 데이터 라인(DL) 각각과 평행하게 배치되며, 복수의 데이터 라인(DL) 각각과 함께 형성될 수 있다. 상기 복수의 구동 전원 라인(PL) 각각은 외부로부터 제공되는 화소 구동 전원을 인접한 화소(SP)에 공급한다.The plurality of driving power supply lines PL may be disposed in parallel with each of the plurality of data lines DL and may be formed with each of the plurality of data lines DL. Each of the plurality of driving power supply lines PL supplies the pixel driving power supplied from the outside to the adjacent pixels SP.
상기 복수의 공통 전원 라인(CL)은 복수의 게이트 라인(GL) 각각과 평행하도록 상기 기판(1010) 상에 마련되는 것으로, 복수의 게이트 라인(GL) 각각과 함께 형성될 수 있다. 상기 복수의 공통 전원 라인(CL) 각각은 외부로부터 제공되는 공통 전원을 인접한 화소(SP)에 공급한다.The plurality of common power supply lines CL are provided on the
상기 복수의 화소(SP) 각각은 게이트 라인(GL)과 데이터 라인(DL)에 의해 정의되는 화소 영역에 마련된다. 복수의 화소(SP) 각각은 실제 빛이 발광되는 최소 단위의 영역으로서, 서브 화소로 정의될 수 있다. 상기 서브 화소는 실제 빛이 발광되는 최소 단위의 영역으로서 하나의 반도체 발광소자를 구비한다. 인접한 적어도 3개의 화소는 컬러 표시를 위한 하나의 단위 화소를 구성할 수 있다. 예를 들어, 하나의 단위 화소는 인접한 적색의 화소, 녹색의 화소 및 청색의 화소를 포함하며, 휘도 향상을 위해 백색의 화소를 더 포함할 수도 있다.Each of the plurality of pixels SP is provided in a pixel region defined by a gate line GL and a data line DL. Each of the plurality of pixels SP may be defined as a sub-pixel, which is a minimum unit area in which actual light is emitted. The sub-pixel includes a single semiconductor light emitting element as a minimum unit region in which actual light is emitted. At least three adjacent pixels may constitute one unit pixel for color display. For example, one unit pixel includes adjacent red pixels, green pixels, and blue pixels, and may further include white pixels for improving brightness.
또한, 상기 반도체 발광소자는, 도 4를 참조하여 전술한 구조를 가질 수 있으며, 적색의 화소, 녹색의 화소 및 청색의 화소에 각각 배치되는 적색 반도체 발광소자, 녹색 반도체 발광소자 및 청색 반도체 발광소자를 구비할 수 있다.The semiconductor light emitting device may have the structure described above with reference to FIG. 4, and may include a red semiconductor light emitting device, a green semiconductor light emitting device, and a blue semiconductor light emitting device, which are respectively disposed in red pixels, green pixels, .
다른 예로서, 상기 복수의 반도체 발광소자(1050)는, 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색의 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다. 이러한 예로서, 상기 복수의 반도체 발광소자(1050)는 n-Gan, p-Gan, AlGaN, InGan 등 다양한 계층으로 형성되는 질화갈륨 박막이 될 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 복수의 반도체 발광소자는 녹색의 빛을 발광하는 발광소자로 구현되거나, 청색 반도체 발광소자와 녹색 반도체 발광소자를 구비할 수 있다.As another example, the plurality of semiconductor
또한, 상기 반도체 발광소자는 마이크로 발광 다이오드 칩이 될 수 있다. 여기서, 마이크로 발광 다이오드 칩은 서브 화소에서 발광 영역의 크기보다 작은 단면적을 가질 수 있으며, 이러한 예로서, 1 내지 100 마이크로 미터의 스케일을 가질 수 있다. In addition, the semiconductor light emitting device may be a micro light emitting diode chip. Here, the micro-LED chip may have a cross-sectional area smaller than that of the light emitting region in the sub-pixel, and may have a scale of 1 to 100 micrometers, for example.
보다 구체적으로, 상기 적색 반도체 발광소자, 녹색 반도체 발광소자 및 청색 반도체 발광소자는 각각, 제1도전형 전극(1156), 제1도전형 전극(1156)이 형성되는 제1도전형 반도체층(1155), 제1도전형 반도체층(1155) 상에 형성된 활성층(1154), 활성층(1154) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(1153) 및 제2도전형 반도체층(1153) 상에서 제1도전형 전극(1156)과 수평방향으로 이격 배치되는 제2도전형 전극(1152)을 포함한다. 이 경우에, 상기 제2도전형 전극은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 타면에는 언도프된(Undoped) 반도체층이 형성되는 것도 가능하다.More specifically, the red semiconductor light emitting device, the green semiconductor light emitting device, and the blue semiconductor light emitting device each include a first conductive type semiconductor layer 1155 (first conductive type semiconductor layer) in which a first
또한, 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.The first
또한, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 진성 또는 도핑된 반도체기판에 불순물을 주입하여, 상기 제1도전형 및 제2도전형 반도체층을 형성할 수 있다. 또한, 상기 불순물 주입에 의하여 p-n 접합이 형성된 영역이 상기 활성층과 같은 역할을 할 수도 있다. 이하 설명하는, 제1도전형 반도체층, 제2도전형 반도체층 및 활성층에 대한 열거 사항은 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.According to another embodiment of the present invention, the first conductivity type and the second conductivity type semiconductor layer can be formed by implanting impurities into the intrinsic or the doped semiconductor substrate. In addition, the region where the p-n junction is formed by the impurity implantation may serve as the active layer. The description of the first conductivity type semiconductor layer, the second conductivity type semiconductor layer and the active layer, which will be described below, is merely exemplary and the present invention is not limited thereto.
본 도면들을 참조하면, 기판(1010)의 일면에는 상기 반도체 발광소자가 수용되는 수용홀(1061)이 형성될 수 있다. 상기 수용홀(1061)은 상기 기판(1010)을 덮도록 형성되는 평탄화층(1060)에 의하여 구현될 수 있다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것을 아니며, 상기 수용홀은 기판의 바디에 형성되는 구조도 가능하다.Referring to these drawings, a receiving
예를 들어, 상기 평탄화층(1060)은 기판을 덮는 보호막의 역할과 배선전극을 덮어 평면을 형성하는 기능을 하게 되며, 절연재질로 이루어진다. 이러한 예로서, 또한, 상기 평탄화층(1060)은 포토레지스트, 광학 고분자 소재, 기타 공업용 플라스틱 소재 등을 구비할 수 있다. For example, the
도시에 의하면, 상기 수용홀(1061)은 복수의 화소 각각에 구비될 수 있다. 상기 수용홀(1061)은 서브 화소에 정의된 발광 영역에 마련되어 반도체 발광소자(1050)를 수납한다. 상기 복수의 반도체 발광소자(1050) 각각은 해당 화소(SP)의 화소 회로(PC)와 연결됨으로써 화소 회로(PC), 즉 구동 박막 트랜지스터(T2)로부터 공통 전원 라인(CL)으로 흐르는 전류에 비례하는 밝기로 발광한다.According to the illustration, the receiving
이 경우에, 상기 평탄화층(1060)은 구동 박막 트랜지스터(T2)를 덮도록 형성되며, 상기 수용홀(1061)은 상기 평탄화층(1060)으로부터 오목하게 마련된다. 상기 수용홀(1061)은 상기 평탄화층(1060)의 상면으로부터 기판을 향하여 리세스된다. 예를 들어, 상기 수용홀(1061)은 반도체 발광소자(1050)보다 넓은 크기를 갖는 컵(cup) 형태를 가질 수 있다. 이때, 상기 수용홀(1061)은 상기 반도체 발광소자(1050)의 두께(또는 전체 높이)보다 크기가 큰 깊이를 가지도록 상기 평탄화층(1060)에 오목하게 형성될 수 있다.In this case, the
도시에 의하면, 복수의 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극은 제1컨택홀(CH1)을 통해서 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극에 연결되고, 제2도전형전극은 제2컨택홀(CH2)을 통해서 공통 전원 라인(CL)에 연결된다. The first conductive type electrode of the plurality of semiconductor
이와 같은, 본 예시에서는 화소의 발광 영역에 오목하게 마련된 수용홀(1061)에 반도체 발광소자(1050)가 수납되고, 반도체 발광소자(1050)의 전극들이 컨택홀(CH1, CH2)을 통해서 화소 회로의 구동 박막 트랜지스터에 연결됨으로써 반도체 발광소자(1050)의 연결 공정이 단순화될 수 있다.In this example, the semiconductor
도시에 의하면, 상기 구동 박막 트랜지스터(T2)는 게이트 전극(GE), 반도체층(SCL), 오믹 컨택층(OCL), 소스 전극(SE), 및 드레인 전극(DE)을 포함한다.The driving thin film transistor T2 includes a gate electrode GE, a semiconductor layer SCL, an ohmic contact layer OCL, a source electrode SE, and a drain electrode DE.
상기 게이트 전극(GE)은 기판(2010) 상에 게이트 라인(GL)과 함께 형성된다. 이러한, 게이트 전극(GE)은 게이트 절연층(1112)에 의해 덮인다.The gate electrode GE is formed on the
상기 게이트 절연층(1112)은 무기 물질로 이루어진 단일층 또는 복수의 층으로 구성될 수 있으며, 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx) 등으로 이루어질 수 있다.The
상기 반도체층(SCL)은 게이트 전극(GE)과 중첩(overlap)되도록 게이트 절연층(2112) 상에 미리 설정된 패턴(또는 섬) 형태로 마련된다. 이러한 반도체층(SCL)은 비정질 실리콘(amorphous silicon), 다결정 실리콘(polycrystalline silicon), 산화물(oxide) 및 유기물(organic material) 중 어느 하나로 이루어진 반도체 물질로 구성될 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.The semiconductor layer SCL is provided in the form of a predetermined pattern (or island) on the
상기 오믹 컨택층(OCL)은 반도체층(SCL) 상에 미리 설정된 패턴(또는 섬) 형태로 마련된다. 여기서, 오믹 컨택층(PCL)은 반도체층(SCL)과 소스/드레인 전극(SE, DE) 간의 오믹 컨택을 위한 것으로, 생략 가능하다.The ohmic contact layer OCL is provided on the semiconductor layer SCL in a predetermined pattern or island shape. Here, the ohmic contact layer PCL is for ohmic contact between the semiconductor layer SCL and the source / drain electrodes SE, DE and can be omitted.
상기 소스 전극(SE)은 반도체층(SCL)의 일측과 중첩되도록 오믹 컨택층(OCL)의 타측 상에 형성된다. 상기 소스 전극(SE)은 데이터 라인(미도시)과 함께 형성되는 것으로, 인접한 데이터 라인으로부터 분기되거나 돌출된다.The source electrode SE is formed on the other side of the ohmic contact layer OCL so as to overlap with one side of the semiconductor layer SCL. The source electrode SE is formed together with a data line (not shown) and is branched or protruded from an adjacent data line.
상기 드레인 전극(DE)은 반도체층(SCL)의 타측과 중첩되면서 소스 전극(SE)과 이격되도록 오믹 컨택층(OCL)의 타측 상에 형성된다. 상기 드레인 전극(DE)은 데이터 라인 및 소스 전극(SE)과 함께 형성된다.The drain electrode DE is formed on the other side of the ohmic contact layer OCL so as to be spaced apart from the source electrode SE while overlapping with the other side of the semiconductor layer SCL. The drain electrode DE is formed with a data line and a source electrode SE.
층간 절연층(1114)은 구동 박막 트랜지스터(T2)를 포함하는 화소 회로를 덮도록 기판(1010)의 상면에 형성된다. 상기 층간 절연층(1114)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx)과 같은 무기 물질로 이루어지거나 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 또는 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 물질로 이루어질 수 있다.An interlayer insulating
상기 평탄화층(1060)은 층간 절연층(1114)을 덮도록 기판(1010)의 상면에 형성된다. 이러한 평탄화층(1060)은 구동 박막 트랜지스터(T2)를 포함하는 화소 회로를 보호하면서 층간 절연층(1114) 상에 평탄면을 제공한다. 일 예에 따른 평탄화층(1060)은 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene) 또는 포토 아크릴(photo acryl)과 같은 유기 물질로 이루어질 수 있다.The
나아가, 수용홀(2061)은 서브 화소의 발광 영역과 중첩되는 게이트 절연막(1112), 층간 절연층(1114) 및 평탄화층(1060)이 모두 제거되어 형성될 수도 있다. 이러한, 수용홀(1061)은 반도체 발광소자(1050)보다 넓은 크기를 갖는 컵(cup) 형태를 가질 수 있다.Further, the receiving
이 경우에, 상기 평탄화층(1060)은 기판(1010)은 수용홀(1061)에 배치된 반도체 발광소자(1050)의 주변을 충전하는 충전부(1063)를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 평탄화층(1060)은 멀티 레이어로 형성되며, 기판 위에 적층되는 베이스부(1062)와, 수용홀을 충전하면서 상기 베이스부(1062)에 적층되는 충전부(1063)를 구비할 수 있다. 상기 충전부는 상기 수용홀을 충전하도록 충전제가 도포되어 구현될 수 있다. 또한, 상기 베이스부(1062)와 충전부(1063)는 서로 동일 재질로 이루어질 수 있다.In this case, the
상기 충전부(1063)는 반도체 발광소자(1050)가 부착된 수용홀(1061)의 주변 공간에 충전된다. 상기 충전부(1063)는 수용홀(1061)의 주변 공간에 충전제로 충전된 후, 경화됨으로써 수용홀(1061) 내의 에어 갭을 제거하면서 수용홀(1061)의 주변 공간 상면을 평탄화시킨다. 또한, 상기 충전부(1063)는 후술하는 화소 전극 패턴(AE)과 공통 전극 패턴(CE) 각각을 지지하면서 반도체 발광소자의 패시베이션 역할을 할 수 있다.The charging
이때, 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 상기 수용홀(1061)의 바닥으로부터 이격된다. 도시에 의하면, 제1도전형 전극(1156)은 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극(SE)에 연결되고, 제2도전형 전극(1152)은 공통 전원 라인(CL)에 연결된다. 반도체 발광소자의 빛을 상측으로 방출하기 위하여, 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)은 각각 광투과성으로 형성될 수 있다.At this time, the first
도시에 의하면, 복수의 서브 화소 각각은 상기 제1도전형 전극(1156) 및 제2도전형 전극(1152)과 연결되고, 상기 평탄화층(1060)을 관통하여 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 전극 패턴을 포함한다. Each of the plurality of sub-pixels is connected to the first
보다 구체적으로, 상기 전극 패턴은 화소 전극 패턴(AE) 및 공통 전극 패턴(CE)을 포함할 수 있다.More specifically, the electrode pattern may include a pixel electrode pattern (AE) and a common electrode pattern (CE).
상기 화소 전극 패턴(AE)은 구동 박막 트랜지스터(T2)의 소스 전극(SE)과 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1156)을 전기적으로 연결한다. 일 예에 따른 화소 전극 패턴(AE)은 평탄화층(1060)에 마련된 제1컨택홀(CH1)을 통해서 구동 박막 트랜지스터(T2)로 연장되어, 소스 전극(SE)과 연결되면서 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1156)과 연결된다.The pixel electrode pattern AE electrically connects the source electrode SE of the driving TFT T2 to the first
상기 공통 전극 패턴(CE)은 공통 전원 라인(CL)과 반도체 발광소자(1050)의 제2도전형 전극(1152)을 전기적으로 연결한다. 일 예에 따른 화소 전극 패턴(AE)은 평탄화층(1060)에 마련된 제2컨택홀(CH2)을 통해서 박막 트랜지스터(T2)로 연장되어 공통 전원 라인(CL)과 연결되면서 반도체 발광소자(1050)의 제2도전형 전극(1152)과 연결된다.The common electrode pattern CE electrically connects the common power supply line CL to the second
상기 화소 전극 패턴(AE)과 공통 전극 패턴(CE) 각각은 투명 도전성 물질로 이루어질 수 있다. 투명 도전성 물질은 ITO(Indium Tin Oxide) 또는 IZO(Indium Zinc Oxide) 등의 물질로 이루어질 수 있다. 다른 예로서, 상기 전극 패턴은 TiO2, AZO, ZnO, ITO, GZO, IZO 또는 두 층이상으로 구성된 산화물층으로 이루어질 수 있다. 또 다른 예로서, 상기 전극 패턴은 Pedot:PSS 계열 전도성 소재나 Graphene 로 형성될 수 있다.Each of the pixel electrode pattern AE and the common electrode pattern CE may be formed of a transparent conductive material. The transparent conductive material may be made of a material such as indium tin oxide (ITO) or indium zinc oxide (IZO). As another example, the electrode pattern may be made of TiO 2 , AZO, ZnO, ITO, GZO, IZO, or an oxide layer composed of two or more layers. As another example, the electrode pattern may be formed of a Pedot: PSS series conductive material or Graphene.
본 예시에서 기판(1010)은 반도체 발광소자(1050)를 수용홀(1061)에 고정시키는 접착층(1120)을 포함한다. 상기 접착층(1120)은 상기 수용홀의 바닥에 상기 반도체 발광소자(1050)를 부착하며, 자외선(ultraviolet,UV)에 의하여 경화되는 재질을 구비한다. 다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 접착층은 배선기판의 일면에 상기 반도체 발광소자(1050)를 부착시키도록 이루어질 수 있다. 이 경우에는, 상기 배선기판은 상기 수용홀이 없이 구성될 수 있다.In this example, the
한편, 본 발명에서 상기 접착층(1120)은 자외선 조사에 경화되지 않은 상태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제조과정에서 자외선 조사가 있어도, 상기 접착층(1120)은 자외선에 노출되지 않아 경화되지 않은 상태가 될 수 있다. 따라서, 상기 접착층(1120)은 열에 의하여 경화되거나, 상온에서 자연 경화된 상태가 될 수 있다.Meanwhile, in the present invention, the
또한, 상기 접착층(1120)은 상기 반도체 발광소자의 일면에 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성된다. 예를 들어, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 도포되는 접착제에 의하여 상기 접착층(1120)이 형성될 수 있다. 이 경우에, 상기 접착제가 코팅되는 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면이 될 수 있다. 이와 같이, 본 예시에서 상기 반도체 발광소자의 일면은 n형 반도체층의 하면이 될 수 있다. 다만, 상기 제2도전형 반도체층의 타면에 언도프된(Undoped) 반도체층이 형성되는 경우에는, 상기 반도체 발광소자의 일면은 언도프된 반도체층의 하면이 될 수 있다. Further, the
일반적으로, 상기 접착제가 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면에만 도포되는 것은 매우 어렵다. 보다 구체적으로, 반도체 발광소자가 도너 기판 상에 있는 경우에, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면에만 선택적으로 상기 접착제를 도포하는 것은 까다로운 공정이 된다. 상기 접착층이 자외선에 의하여 경화되는 재질로 형성되기에, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면뿐만 아니라 도너 기판의 전체에 접착제를 도포하고, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면만 마스킹에 의하여 경화를 진행하지 않는 방법의 적용이 가능하다. 이와 관련된 제조공정은 후술하며, 본 예시에 의하여 후술하는 제조공정을 가능하게 하는 구조가 구현된다.In general, it is very difficult for the adhesive to be applied only to the lower surface of the second conductive
상기 접착층(1120)은 반도체 발광소자(1050)와 수용홀(1061)의 바닥면 사이에 개재되어 반도체 발광소자(1050)를 수용홀(1061)의 바닥면에 부착시킨다. 이 경우에, 상기 수용홀(1061)의 바닥면은 평탄화층에 형성되거나, 기판에 형성될 수 있다. 상기 접착층(1120)은 광투과성 재질로 형성되어, 반도체 발광소자의 하측에서 반사된 빛이 상측을 향하여 투과될 수 있도록 할 수 있다.The
도시에 의하면, 상기 접착층(1120)은 상기 수용홀(1061)의 바닥보다 작은 면적으로 형성되어, 상기 수용홀(1061)의 바닥은 상기 접착층(1120)이 덮지 않는 부분을 가질 수 있다. 예를 들어, 상기 수용홀(1061)의 바닥은 상기 접착층(1120)이 덮는 제1부분(1064)과, 상기 접착층(1120)이 덮지 않고 상기 충전제에 의하여 덮이는 제2부분(1065)으로 구획될 수 있다. 이 경우에, 상기 접착층(1120)은 상기 반도체 발광소자와 상기 수용홀(1061)의 바닥이 오버랩되는 영역 내에 배치되어, 상기 제1부분(1064)을 형성하게 된다.The
또한, 본 도면들을 참조하면, 본 예시에 따른 디스플레이 장치에서 상기 기판(1010)의 상면을 덮는 봉지층(1080)이 구비될 수 있다.In addition, in the display device according to the present exemplary embodiment, an
상기 봉지층(1080)은 화소(SP)와 발광 소자(1050)를 덮도록 상기 기판(1010)의 상면에 코팅됨으로써 상기 기판(1010)에 마련된 화소(SP) 및 발광 소자(1050)를 보호한다. 상기 봉지층(1080)은 열 및/또는 광 경화성 수지로 이루어져 액상 상태로 상기 기판(1010)의 상면에 코팅된 후, 열 및/또는 광을 이용한 경화 공정에 의해 경화될 수 있다. The
한편, 상기 봉지층(1080)은 형광체층으로 대체될 수 있으며, 이러한 구조는 후술하는 구조에서 보다 상세히 설명한다. Meanwhile, the
도시에 의하면, 상기 블랙 매트릭스(BM) 및 컬러필터층(CF)가 상기 봉지층(1080) 상에 배치될 수 있다.According to the illustration, the black matrix BM and the color filter layer CF may be disposed on the
상기 블랙 매트릭스(BM)는 상기 기판(1010)에 마련된 각 화소(SP)의 발광 영역과 중첩되는 개구 영역을 정의한다. 즉, 블랙 매트릭스(BM)는 각 화소(SP)의 발광 영역과 중첩되는 개구 영역을 제외한 나머지 영역에 마련됨으로써 인접한 개구 영역 사이의 혼색을 방지한다. The black matrix BM defines an aperture region overlapping a light emitting region of each pixel SP provided on the
상기 개구 영역에는 컬러필터층(CF)이 배치될 수 있다. 또한, 상기 컬러필터층(CF)은 출력되는 빛의 색순도를 향상시키기 위하여 상기 개구 영역에 배치될 수 있다. 다른 예시로서, 상기 컬러필터층(CF)은 광추출층에 의하여 대체될 수 있다. 상기 광추출층은 투명 물질로 이루어져 발광 소자(1050)로부터 방출되는 광을 외부로 추출하는 역할을 한다. 발광 소자(1050)와 마주하는 광추출층의 대향면은 발광 소자(1050)로부터 방출되는 광의 직진성을 증가시키기 위한 렌즈 형태를 가질 수 있다.A color filter layer CF may be disposed in the opening region. In addition, the color filter layer CF may be disposed in the opening region to improve color purity of output light. As another example, the color filter layer CF may be replaced by a light extracting layer. The light extracting layer is made of a transparent material and serves to extract light emitted from the
상기에서 예시된 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 의하면, UV 경화성 접착제를 경화시키지 않고 접착성질을 유지하여 배선기판에 전사함에 따라, 도너 기판의 전체에 접착제를 도포하나, 반도체 발광 소자에만 선택적으로 접착성을 유지할 수 있게 된다. 이를 통하여, 반도체 발광 소자에만 접착층을 형성하는 것이 가능하게 된다.According to the display device of the present invention as described above, an adhesive is applied to the entire donor substrate as the UV curable adhesive is not cured but transferred to the wiring substrate while maintaining the adhesive property. However, . ≪ / RTI > This makes it possible to form an adhesive layer only on the semiconductor light emitting element.
한편, 상기 디스플레이 장치는 새로운 방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 본 발명에 적용되는 제조방법에 대하여, 도면을 참조하여 예시한다.Meanwhile, the display device can be manufactured by a new method. Hereinafter, a manufacturing method applied to the present invention will be described with reference to the drawings.
도 13a 내지 도 13c 및 도 14a 내지 도 14g는 도 10의 디스플레이 장치의 제조방법을 나타내는 개념도들이다.FIGS. 13A to 13C and FIGS. 14A to 14G are conceptual diagrams showing a manufacturing method of the display device of FIG.
먼저, 제조방법에 의하면, 성장기판(1090)에 n형 반도체층(1153), 활성층(1154), p형 반도체층(1155)을 각각 성장시킨다(도 13a). First, according to the manufacturing method, an n-
n형 반도체층(1153)이 성장하면, 다음은, 상기 n형 반도체층(1153) 상에 활성층(1154)을 성장시키고, 다음으로 상기 활성층(1154) 상에 p형 반도체층(1155)을 성장시킨다. 이와 같이, n형 반도체층(1153), 활성층(1154) 및 p형 반도체층(1155)을 순차적으로 성장시키면, 도시된 것과 같이, 마이크로 반도체 발광소자의 적층 구조가 형성된다.the
성장기판(1090)(웨이퍼)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(1090)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 1090 (wafer) 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
상기 성장기판상에 성장된 반도체층을 식각하여, 상기 성장기판상에서 복수의 반도체 발광소자들을 형성한다(도 13b). A semiconductor layer grown on the growth substrate is etched to form a plurality of semiconductor light emitting devices on the growth substrate (FIG. 13B).
이 경우에, 상기 활성층(1154) 및 p형 반도체층(1155)은 수직방향으로 일부가 제거되어, 상기 n형 반도체층(1153)이 외부로 노출된다. 이를 통하여, 메사 공정이 수행된다. 이후에, 복수의 발광소자들이 발광 소자 어레이를 형성하도록 상기 n형 반도체층(1153)을 식각하여 아이솔레이션(isolation)이 수행된다. 이와 같이, p형 반도체층(1155), 활성층(2154) 및 n형 반도체층(1153)을 식각하여 복수의 마이크로 반도체 발광소자를 형성한다.In this case, the
다음으로, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 구현되도록, 상기 n형 반도체층(1153)과 상기 p형 반도체층(1155)에 두께방향으로 높이차를 가지는 n형 전극(1152) 및 p형 전극(1156)를 각각 형성한다(도 13c). Next, an n-
상기 n형 전극(1152) 및 p형 전극(1156)은 스퍼터링 등의 증착 방법으로 형성될 수 있으나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 이 때에, 상기 n형 전극(1152)은 전술한 제2도전형 전극이 되고, 상기 p형 전극(1156)은 제1도전형 전극이 될 수 있다.The n-
다음으로, 도너 기판(donor plate)에 기설정된 간격으로 마스크를 패턴(도 14a)하고, 상기 마스크를 덮도록 상기 도너 기판의 일면에 점착성 재질을 도포하여 점착층을 형성한다(도 14b).Next, a mask is patterned on a donor plate at predetermined intervals (FIG. 14A), and an adhesive material is applied to one surface of the donor substrate to cover the mask to form an adhesive layer (FIG. 14B).
상기 도너 기판(1091)은 자외선이 투과되는 재질로 이루어진다. 예를 들어, 상기 도너 기판(1091)은 글래스, 투명 레진과 같이 광투과성 재질로 이루어진 바디를 구비한다. 상기 바디의 일면에 기설정된 간격으로 마스크(1092)가 패턴될 수 있다. The
상기 마스크(1092)는 자외선을 차단하는 물질, 예를 들어 금속재질로 형성될 수 있으며, 후술하는 배선 기판상의 수용홀의 간격에 부합하는 간격으로 배치될 수 있다. 상기 점착층(1093)은 마스크(1092)를 덮는 두께로 상기 바디의 일면상에 도포되며, 레진 또는 필름 형태로 접착성을 가지게 된다.The
다른 예로서, 상기 바디의 일면에 점착층이 형성되고, 타면에 마스크가 형성되는 구조도 가능하다. 또 다른 예로서, 상기 바디의 일면에 점착층이 형성되고, 상기 마스크는 상기 도너 기판에 결합되지 않고 별도로 구비되는 것도 가능하다.As another example, a structure in which an adhesive layer is formed on one side of the body and a mask is formed on the other side is also possible. As another example, an adhesive layer may be formed on one surface of the body, and the mask may be separately provided without being coupled to the donor substrate.
다음으로, 상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나를 상기 마스크와 오버랩되도록 상기 점착층으로 전사(도 14c)하고, 자외선(ultraviolet,UV) 경화성 재질을 구비하는 접착제를 상기 도너 기판에 도포한다(도 14d).Next, at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices is transferred to the adhesive layer to overlap the mask (FIG. 14C), and an adhesive having an ultraviolet (UV) curable material is applied to the donor substrate 14d).
이 경우에, 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면뿐만 아니라 도너 기판(1091)의 전체에 접착제(PA))를 도포하게 된다. 따라서, 상기 점착층(1093)의 일면과 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 접착제(PA)가 코팅된다. 여기서 접착제(PA)가 코팅되는 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면은 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 하면이 될 수 있다. In this case, an adhesive (PA) is applied to the entire surface of the
다음으로, 상기 자외선을 조사하여 상기 도포된 접착제 중에서 상기 점착층에 위치한 부분을 경화시킨다(도 14e).Next, the ultraviolet ray is irradiated to cure the portion of the applied adhesive located in the adhesive layer (Fig. 14E).
상기 자외선은 상기 도너 기판(1091)을 기준으로 상기 점착층(1093)의 반대측에서 조사되어, 상기 마스크(1092)와 오버랩되는 부분에서 상기 도포된 접착제(PA)는 미경화된다. 즉, 자외선은 하측에서 상측으로 조사되며, 따라서 금속 마스크(1092)에 의하여 가려진 상기 제2도전형 반도체층(1153)의 일면에 있는 접착제(PA)는 경화되지 않고, 상기 점착층(1093)의 일면에 있는 접착제(PA)는 경화될 수 있다.The ultraviolet ray is irradiated from the opposite side of the
다음으로, 상기 도포된 접착제 중에서 상기 전사된 반도체 발광소자의 일면에 배치된 부분을 이용하여 상기 전사된 반도체 발광소자를 배선기판(1010)에 부착하는 단계가 진행된다.Next, the step of attaching the transferred semiconductor light emitting device to the
도 14f와 같이, 도너 기판(1091)으로부터 배선기판(1010)으로 반도체 발광소자를 전사한다. 이 경우에, 상기 배선기판(1010)에는 수용홀(1061)이 형성되고, 상기 도너 기판(1091)의 점착층(1093)에 전사된 반도체 발광소자는 상기 접착제의 미경화된 부분에 의하여 상기 수용홀(1061)에 부착된다. The semiconductor light emitting element is transferred from the
마지막으로, 도 14g와 같이 배선기판의 수용홀(1061)을 충전제로 충전하고, 전극 패턴(AE, CE)을 이용하여 구동 박막 트랜지스터로 배선한다. 충전제의 충전에 의하여 충전부(1063)가 형성될 수 있다. 도 14f 및 도 14g에서, 배선기판의 구조는 도 10 내지 도 12를 참조하여 전술한 구조의 배선기판이 이용될 수 있다.Finally, as shown in Fig. 14G, the receiving
한편, 전술한 디스플레이 장치의 제조방법은, 상기 디스플레이 장치의 변형예에도 적용이 가능하다. 이하, 상기 디스플레이 장치의 변형예에 대하여 도면을 참조하여 설명한다.On the other hand, the above-described manufacturing method of the display device is also applicable to the modified example of the display device. Modifications of the display device will now be described with reference to the drawings.
도 15는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타내는 단면도이다.15 is a cross-sectional view showing still another embodiment of the present invention.
도 15의 예시에서는, 앞서 도 10 내지 도 12를 참조하여 설명한 예시의 각 구성과 동일한 구성에 대해서는 동일한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다. 구체적으로, 반도체 발광소자를 제외한 나머지 구성은 도 10 내지 도 12에서 설명한 예시의 구성과 동일하다.In the example of Fig. 15, the same reference numerals are assigned to the same 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. Specifically, the remaining configuration except for the semiconductor light emitting element is the same as the configuration of the example described in Figs. 10 to 12. Fig.
보다 구체적으로, 반도체 발광소자는, 제1도전형 전극(2156), 제1도전형 전극(2156)이 형성되는 제1도전형 반도체층(2155), 제1도전형 반도체층(2155) 상에 형성된 활성층(2154), 활성층(2154) 상에 형성된 제2도전형 반도체층(2153) 및 제2도전형 반도체층(2153) 상에서 제1도전형 전극(2156)과 수평방향으로 이격 배치되는 제2도전형 전극(2152)을 포함한다. 이 경우에, 상기 제2도전형 전극은 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 일면에 배치되며, 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 타면에는 언도프된(Undoped) 반도체층이 형성되는 것도 가능하다. More specifically, the semiconductor light emitting element includes a first conductive
또한, 상기 제1도전형 전극(2156) 및 제1도전형 반도체층(2155)은 각각 p형 전극 및 p형 반도체층이 될 수 있으며, 상기 제2도전형 전극(2152) 및 제2도전형 반도체층(2153)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.The first
이 때에, 상기 반도체 발광소자는 상기 제1도전형 반도체층(2155)과 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 측면들을 감싸도록 형성되는 패시베이션층(2160)을 포함한다.At this time, the semiconductor light emitting device includes a
상기 패시베이션층(2160)은 상기 반도체 발광소자의 측면을 감싸서, 상기 반도체 발광소자 특성의 안정화를 기하도록 이루어지며, 절연 재질로 형성된다. 이와 같이, 상기 제1도전형 반도체층(2155)과 상기 제2도전형 반도체층(2153)의 사이가 상기 패시베이션층(2160)에 의해 전기적으로 단절되므로, 반도체 발광 소자의 P-type GaN 과 N-type GaN 은 서로 절연될 수 있다.The
도시에 의하면, 상기 반도체 발광소자는 상기 반도체 발광소자의 도전형 반도체층을 감싸는 폴리머층(2170)을 구비한다. According to the illustrated embodiment, the semiconductor light emitting device includes a
예를 들어, 상기 폴리머층(2170)은 몰드형 폴리머로서, SU-8 또는 PR 등을 구비할 수 있다. 또한, 상기 폴리머층(2170)은 광투과성으로 형성될 수 있으며, 이 경우에 가시광선 내의 파장영역에서 80% 이상의 투과도를 가지도록 이루어질 수 있다. For example, the
상기 폴리머층(2170)은, 상기 반도체 발광소자의 상면을 제외한 나머지를 모두 감싸도록 이루어질 수 있다.The
또한, 본 예시에서, 상기 패시베이션층(2160) 또는 폴리머층(2170) 중 적어도 하나에는 반사물질이 포함될 수 있다. 상기 반사물질을 통하여 상기 패시베이션층(2160) 또는 폴리머층(2170)에서 반도체 발광소자의 측면 발광이 상측으로 유도될 수 있다. 이 경우에, 상기 반사물질은 산화티탄, 알루미나, 산화마그네슘, 산화안티몬, 산화지르코늄 또는 실리카 등의 반사입자가 될 수 있다. 한편, 상기 반사입자는 백색안료가 될 수 있다. Also, in this example, at least one of the
본 예시에서, 접착층(2120)은 수용홀(2061)의 바닥에 상기 반도체 발광소자(2050)를 부착하며, 자외선(ultraviolet,UV)에 의하여 경화되는 재질을 구비한다. 다만, 상기 접착층(2120)은 자외선 조사에 경화되지 않은 상태로 구비될 수 있다. 예를 들어, 제조과정에서 자외선 조사가 있어도, 상기 접착층(2120)은 자외선에 노출되지 않아 경화되지 않은 상태가 될 수 있다. 따라서, 상기 접착층(2120)은 열에 의하여 경화되거나, 상온에서 자연 경화된 상태가 될 수 있다.In this example, the
또한, 상기 접착층(2120)은 상기 반도체 발광소자의 일면에 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성된다. 예를 들어, 상기 폴리머층(2l70)의 하면에 도포되는 접착제에 의하여 상기 접착층(2120)이 형성될 수 있다. 이와 같이, 본 예시에서 상기 반도체 발광소자의 하면은 폴리머층(2l70)의 하면이 될 수 있다. Further, the
본 예시에서도, UV 경화성 접착제를 경화시키지 않고 접착성질을 유지하여 배선기판에 전사함에 따라, 도너 기판의 전체에 접착제를 도포하나, 반도체 발광 소자에만 선택적으로 접착성을 유지할 수 있게 된다. 이를 통하여, 반도체 발광 소자에만 접착층을 형성하는 것이 가능하게 된다.Also in this example, as the adhesive property is maintained without being cured, the adhesive is applied to the entire donor substrate as it is transferred to the wiring substrate, so that the adhesive property can be selectively maintained only for the semiconductor light emitting element. This makes it possible to form an adhesive layer only on the semiconductor light emitting element.
이상에서 설명한 반도체 발광소자를 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 반도체 발광소자가 수용되는 수용홀과, 상기 반도체 발광소자의 구동 박막 트랜지스터를 구비하는 기판;
상기 제1도전형 전극 및 제2도전형 전극과 연결되고, 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 전극 패턴; 및
상기 반도체 발광소자를 상기 수용홀의 바닥에 부착하는 접착층을 포함하고,
상기 접착층은 자외선(ultraviolet,UV)에 의하여 경화되는 재질을 구비하고, 상기 반도체 발광소자의 일면에 배치되고, 상기 반도체 발광소자의 일면과 동일하거나 작은 크기로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.A semiconductor light emitting element having a first conductive type electrode and a second conductive type electrode;
A substrate having a housing hole in which the semiconductor light emitting device is housed, and a driving thin film transistor of the semiconductor light emitting device;
An electrode pattern connected to the first conductive type electrode and the second conductive type electrode and extending to the driving thin film transistor; And
And an adhesive layer for attaching the semiconductor light emitting element to the bottom of the receiving hole,
Wherein the adhesive layer has a material that is cured by ultraviolet (UV) light, and is disposed on one surface of the semiconductor light emitting device, and is formed to have the same or smaller size as one surface of the semiconductor light emitting device.
상기 접착층은 상기 수용홀의 바닥보다 작은 면적으로 형성되어, 상기 수용홀의 바닥은 상기 접착층이 덮지 않는 부분을 가지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive layer is formed in a smaller area than the bottom of the receiving hole, and the bottom of the receiving hole has a portion not covered by the adhesive layer.
상기 접착층은 상기 반도체 발광소자와 상기 수용홀의 바닥이 오버랩되는 영역 내에 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the adhesive layer is formed in a region where the bottom of the semiconductor light emitting element and the bottom of the receiving hole overlap with each other.
상기 접착층은 자외선 조사에 경화되지 않은 상태인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the adhesive layer is in a state of being not cured by ultraviolet irradiation.
상기 반도체 발광소자의 일면은 n형 반도체층의 하면인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein one surface of the semiconductor light emitting device is a lower surface of the n-type semiconductor layer.
상기 반도체 발광소자는 상기 반도체 발광소자의 도전형 반도체층을 감싸는 폴리머층을 구비하고,
상기 반도체 발광소자의 일면은 상기 폴리머층의 하면인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the semiconductor light emitting device has a polymer layer surrounding the conductive semiconductor layer of the semiconductor light emitting device,
Wherein one surface of the semiconductor light emitting device is a lower surface of the polymer layer.
상기 기판의 일면에는 상기 수용홀을 충전하는 충전제가 도포되어 평탄화층이 형성되고,
상기 전극 패턴은,
상기 제1도전형 전극과 연결되며 상기 평탄화층의 제1홀을 통하여 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 화소전극 패턴과,
상기 제2도전형 전극과 연결되며 상기 평탄화층의 제2홀을 통하여 상기 구동 박막 트랜지스터로 연장되는 공통전극 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein a filler filling the receiving hole is applied to one surface of the substrate to form a planarization layer,
The electrode pattern
A pixel electrode pattern connected to the first conductive electrode and extending to the driving thin film transistor through a first hole of the planarization layer;
And a common electrode pattern connected to the second conductive type electrode and extending to the driving thin film transistor through a second hole of the planarization layer.
도너 기판의 일면에 기설정된 간격으로 마스크를 패턴하고, 상기 마스크를 덮도록 상기 도너 기판의 일면에 점착성 재질을 도포하여 점착층을 형성하는 단계;
상기 복수의 반도체 발광소자들 중 적어도 하나를 상기 마스크와 오버랩되도록 상기 점착층으로 전사하고, 자외선(ultraviolet,UV) 경화성 재질을 구비하는 접착제를 상기 도너 기판에 도포하는 단계;
상기 자외선을 조사하여 상기 도포된 접착제 중에서 상기 점착층에 위치한 부분을 경화시키는 단계; 및
상기 도포된 접착제 중에서 상기 전사된 반도체 발광소자의 일면에 배치된 부분을 이용하여 상기 전사된 반도체 발광소자를 배선기판에 부착하는 단계를 포함하는 디스플레이 장치의 제조방법.Growing and etching a semiconductor layer on a growth substrate to form a plurality of semiconductor light emitting elements on the growth substrate;
Patterning a mask at a predetermined interval on one surface of a donor substrate and applying an adhesive material to one surface of the donor substrate to cover the mask to form an adhesive layer;
Transferring at least one of the plurality of semiconductor light emitting devices to the adhesive layer so as to overlap with the mask, and applying an adhesive having an ultraviolet (UV) curable material to the donor substrate;
Irradiating the ultraviolet rays to cure a portion of the applied adhesive located in the adhesive layer; And
And attaching the transferred semiconductor light emitting device to the wiring board using a portion of the applied adhesive disposed on one side of the transferred semiconductor light emitting device.
상기 도너 기판은 상기 자외선이 투과되는 재질로 이루어지는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.9. The method of claim 8,
Wherein the donor substrate is made of a material through which the ultraviolet light is transmitted.
상기 자외선은 상기 도너 기판을 기준으로 상기 점착층의 반대측에서 조사되어, 상기 마스크와 오버랩되는 부분에서 상기 도포된 접착제는 미경화되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.10. The method of claim 9,
Wherein the ultraviolet light is irradiated from the opposite side of the adhesive layer with respect to the donor substrate, and the applied adhesive is not cured at a portion overlapping with the mask.
상기 마스크는 금속 재질로 형성되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the mask is formed of a metal material.
상기 배선기판에는 수용홀이 형성되고, 상기 도너 기판의 점착층에 전사된 반도체 발광소자는 상기 접착제의 미경화된 부분에 의하여 상기 수용홀에 부착되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치의 제조방법.11. The method of claim 10,
Wherein the wiring board has a receiving hole formed therein and the semiconductor light emitting device transferred to the adhesive layer of the donor substrate is attached to the receiving hole by an uncured portion of the adhesive.
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