KR20190004136A - Display device using semiconductor light emitting device - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a display device, and more particularly, to a display device using a semiconductor light emitting device.
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 않다는 취약점이 존재한다.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.
상기 반도체 발광소자의 작동 시 발생되는 열에 의해 상기 반도체 발광소자가 파손된 위험이 있으며, 동작 효율 또한 저하되는 문제점이 있다. 따라서, 상기 반도체 발광소자를 이용한 플렉서블 디스플레이 장치는 상기 반도체 발광소자에서 발생하는 열을 방출시킬 수 있는 방열성능을 향상시켜야 한다는 필요성이 존재할 수 있다.There is a risk that the semiconductor light emitting device is damaged by heat generated during operation of the semiconductor light emitting device, and the operation efficiency is also lowered. Therefore, there is a need to improve the heat radiation performance of the flexible display device using the semiconductor light emitting device, which is capable of emitting heat generated in the semiconductor light emitting device.
이와 같이 디스플레이 장치의 방열성능 향상을 위하여, 상기 반도체 발광소자와 연결되는 기판에서 상기 열을 방출할 수 있는 구조가 최대한 확보되어야 한다. 이에, 본 발명에서는 플렉서블 기판에서 방열성능을 확보할 수 있는 구조에 대하여 제시한다.In order to improve the heat dissipation performance of the display device, a structure capable of emitting the heat from the substrate connected to the semiconductor light emitting device must be secured as much as possible. Accordingly, the present invention provides a structure capable of ensuring heat radiation performance in a flexible substrate.
본 발명의 일 목적은 방열성능이 향상된 디스플레이 장치의 구조를 제공하기 위한 것이다. An object of the present invention is to provide a structure of a display device with improved heat dissipation performance.
본 발명의 다른 일 목적은, 광효율이 향상된 디스플레이 장치의 구조를 제공하기 위한 것이다.Another object of the present invention is to provide a structure of a display device with improved light efficiency.
본 발명에 따른 디스플레이 기판, 상기 기판에 조립되는 복수의 반도체 발광소자들 및 상기 반도체 발광소자들의 열을 방출하도록 이루어지는 방열부재를 포함하고, 상기 방열부재는 상기 기판에 삽입되고, 상기 반도체 발광소자는 상기 방열부재의 일면에 조립될 수 있다. The semiconductor light emitting device includes a display substrate according to the present invention, a plurality of semiconductor light emitting devices assembled to the substrate, and a heat dissipating member configured to emit heat of the semiconductor light emitting devices, wherein the heat dissipating member is inserted into the substrate, And may be assembled to one surface of the heat dissipating member.
실시예에 있어서, 상기 방열부재는 열전도 특성을 갖는 금속일 수 있다. 상기 열전도 특성을 갖는 금속은 구리, 알루미늄, 구리 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 방열부재의 두께는 20 내지 200 μm의 범위일 수 있다. In an embodiment, the heat dissipating member may be a metal having a heat conduction characteristic. The metal having the heat conduction characteristics may be selected from the group consisting of copper, aluminum, a copper alloy, and an aluminum alloy. The thickness of the heat dissipating member may be in the range of 20 to 200 μm.
실시예에 있어서, 상기 기판은 폴리이미드, 플루오로폴리머수지, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 및 폴리카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 기판의 두께는 20 내지 200 μm의 범위일 수 있다. In an embodiment, the substrate may be selected from the group consisting of polyimide, fluoropolymer resin, polyester, polyacrylate, polyamide, and polycarbonate. The thickness of the substrate may be in the range of 20 to 200 mu m.
실시예에 있어서, 상기 방열부재와 상기 반도체 발광소자 사이에는 상기 방열부재의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 코팅층을 더 포함할 수 있다. 상기 코팅층은 상기 반도체 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하도록 형성되고, 상기 코팅층은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 또한, 상기 코팅층은 상기 반도체 발광소자와 상기 방열부재 사이에 오믹접촉(ohmic contact)을 이루도록 형성될 수 있다. 이에, 상기 코팅층은 크로뮴(Cr)을 더 포함할 수도 있다.In an exemplary embodiment, a coating layer may be formed between the heat dissipating member and the semiconductor light emitting device to cover at least a part of the heat dissipating member. The coating layer is formed to reflect light emitted from the semiconductor light emitting device, and the coating layer may be selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and aluminum (Al). In addition, the coating layer may be formed to make an ohmic contact between the semiconductor light emitting device and the heat radiation member. The coating layer may further include chromium (Cr).
실시예에 있어서, 상기 반도체 발광소자의 주위를 적어도 일부 감싸도록 이루어지는 절연부재를 포함할 수 있다. 상기 절연부재는 광반사물질 또는 파장변환물질을 더 포함할 수 있다. In an embodiment, the semiconductor light emitting device may include an insulating member at least partially surrounding the semiconductor light emitting device. The insulating member may further include a light reflection material or a wavelength conversion material.
본 발명에 따른 디스플레이 장치에서는, 방열부재가 삽입된 기판에 의하여 반도체 발광소자에서 방출하는 열을 신속하게 외부로 방출되게하여 방열성능이 향상될 수 있다. In the display device according to the present invention, heat released from the semiconductor light emitting device by the substrate having the heat dissipating member inserted therein is quickly radiated to the outside, and heat radiation performance can be improved.
또한, 본 발명에서는, 광반사물질 또는 파장변환물질을 포함하는 절연부재로 둘러싸도록 형성된 반도체 발광소자들의 구조에 의하여 디스플레이 장치의 광효율이 향상될 수 있다.In addition, in the present invention, the light efficiency of the display device can be improved by the structure of the semiconductor light emitting devices formed to be surrounded by the insulating member including the light reflecting material or the wavelength converting material.
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 C-C를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 새로운 구조의 디스플레이 장치의 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분 확대도이다.
도 11은 도 10의 E-E를 따라 취한 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 디스플레이 장치들의 단면도이다.
도 14 내지 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 디스플레이 장치의 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 the line CC 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 of Fig. 1 for explaining another embodiment of the present invention of a display device of a new structure.
11 is a cross-sectional view taken along line EE in Fig.
12A to 12C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the display device of the present invention.
13 is a cross-sectional view of display devices for explaining another embodiment of the present invention.
14 to 15 are sectional views of a display device for explaining 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 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 디스플레이 장치에는 기판의 전극 배선만으로는 상기 반도체 발광소자에서 방출되는 열이 원활하게 배출되지 않는 문제가 있다. 이는 상기 기판의 전극 배선은 상기 반도체 발광소자에서 방출되는 열을 방출할 수 있도록 방열성능을 수행하기에는 한계가 있기 때문이다. In the display device of the present invention described above, there is a problem that the heat emitted from the semiconductor light emitting device is not smoothly discharged only by the electrode wiring of the substrate. This is because the electrode wiring of the substrate has a limited ability to perform heat dissipation so as to emit heat emitted from the semiconductor light emitting device.
본 발명에서는 이러한 문제를 해결할 수 있는 새로운 구조의 디스플레이 장치를 제시한다. 이하, 방열부재가 삽입된 기판에 의하여 반도체 발광소자에서 방출하는 열이 방출되어 방열성능이 향상된 구조의 디스플레이 장치에 대하여 설명한다. In the present invention, a display device of a new structure capable of solving such a problem is presented. Hereinafter, a display device having a structure in which heat emitted from a semiconductor light emitting device is emitted by a substrate into which a heat dissipating member is inserted to improve heat dissipation performance will be described.
도 10은 새로운 구조의 디스플레이 장치의 본 발명의 다른 실시예를 설명하기 위한, 도 1의 A부분 확대도이다. 도 11은 도 10의 E-E를 따라 취한 단면도이다.Fig. 10 is an enlarged view of a portion A of Fig. 1 for explaining another embodiment of the present invention of a display device of a new structure. 11 is a cross-sectional view taken along the line E-E in Fig.
도 10과 도 11의 도시에 의하면, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(1000)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다. Referring to FIGS. 10 and 11, a
디스플레이 장치(1000)는 기판(1010), 방열부재(1011), 절연부재(1030), 제2전극(1040) 및 복수의 수직형 반도체 발광소자(1050)를 포함한다. The
기판(1010)은 방열부재(1011)가 삽입될 수 있는 기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드, 플루오로폴리머수지, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 및 폴리카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성이 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능하다. The
방열부재(1011)는 수직형 반도체 발광소자(1050)들의 열을 방출하도록 이루어질 수 있다. 이에, 수직형 반도체 발광소자(1050)의 작동시에 발생하는 열을 용이하게 방열하기 위해, 방열부재(1011)는 열전도 특성을 갖는 금속일 수 있다. 실시예에서, 방열부재(1011)는 열전도 특성이 우수한 구리, 알루미늄, 구리 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. 방열부재(1011)는 바람직하게는 구리일 수 있다. The
나아가, 방열부재(1011)는 수직형 반도체 발광소자(1050)에서 발생되는 열을 원활하게 방열하기 위해서 기판(1010)에 삽입된 도관(conduit)일 수 있다. 즉, 방열부재(1011)는 기판(1010)에 삽입되어 기판을 관통하여 형성될 수 있다. 상세하게, 방열부재(1011)의 두께는 20 내지 200 μm의 범위일 수 있다. 방열부재(1011)의 두께가 20 μm 미만일 경우, 수직형 반도체 발광소자(1050)에서 발생하는 열을 충분히 방열할 수 없다. 한편, 방열부재(1011)의 두께가 200 μm를 초과할 경우에는 디스플레이 장치의 전체 두께가 증가하여, 디스플레이 장치의 패키징(packing) 공정에서 문제가 유발될 수 있으며, 방열부재(1011)의 두께가 두꺼워지므로 디스플레이 장치의 유연성(flexibility)이 저하되는 문제점이 야기될 수도 있다.Further, the
덧붙여 방열부재(1011)가 삽입된 기판(1010)의 두께 또한 20 내지 200 μm의 범위일 수 있다. 나아가 바람직하게는 기판(1010)의 두께는 25 μm 내지 200 μm 의 범위일 수 있다. 기판(1010)의 두께가 20 μm 미만일 경우, 방열부재(1011)의 지지력이 저하되어 기판(1010)에 삽입된 방열부재(1011)가 이탈하는 문제점이 발생될 수 있다. 한편, 기판(1010)의 두께가 200 μm를 초과할 경우에는 방열부재(1011)의 두께가 증가하는 경우와 유사하게, 디스플레이 장치의 전체 두께가 증가하여, 디스플레이 장치의 패키징(packing) 공정에서 문제가 유발될 수도 있다. In addition, the thickness of the
실시예에서, 도 10 및 도 11에서 도시된 것과 같이 방열부재(1011)는 기판(1010)보다 더 두껍게 형성되어, 기판(1010)으로부터 돌출되도록 형성될 수도 있다. 방열부재(1011)가 기판(1010)으로부터 돌출되도록 형성된 경우에는 후술될 절연부재(1030)로 충전되는 체적이 증가할 수 있으므로, 상기 디스플레이 장치의 광효율이 향상될 수 있다. 절연부재(1030)에 대한 설명은 후술되는 내용에서 상세하게 서술한다. In an embodiment, the
한편, 방열부재(1011)보다 기판(1010)이 더 두꺼운 두께로 형성되어 방열부재(1011)가 기판(1010)으로부터 침강되게 형성될 수도 있다. 상기 기판으로부터 침강되게 형성된 상기 방열부재는 후술되는 도 15에서 설명한다. The
나아가, 방열부재(1011)는 수직형 반도체 발광소자(1050)에서 발생하는 열을 효율적으로 전달받아 방열하기 위하여, 수직형 반도체 발광소자(1050)와 접하는 면적이 수직형 반도체 발광소자(1050)와 접하지 않는 하부 너비(width)에 비하여 더 넓은 너비로 형성될 수 있다. 상세하게, 수직형 반도체 발광소자(1050)와 접하는 방열부재(1011)의 너비는 200 μm 이상으로 형성될 수 있다. 즉, 수직형 반도체 발광소자(1050)와 접하는 방열부재(1011)의 너비는 수직형 반도체 발광소자(1050)의 너비 보다 넓게 형성될 수 있다. 방열부재(1011)의 형상에 대한 열거 사항은 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In order to efficiently dissipate heat generated by the vertical semiconductor
또한, 수직형 반도체 발광소자(1050)가 수직형 반도체 발광소자일 경우에는 방열부재(1011)는 수직형 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1056)과 전기적으로 연결되어 제1전극의 역할을 수행할 수도 있다. When the vertical semiconductor
한편, 방열부재(1011)와 수직형 반도체 발광소자(1050) 사이에는 상기 방열부재의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 코팅층(1012)을 더 포함할 수 있다. 상세하게 코팅층(1012)은 수직형 반도체 발광소자(1050) 아래에 배치될 수 있다. 실시예에서, 코팅층(1012)은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt), 알루미늄(Al) 및 크로뮴(Cr)로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. Meanwhile, a
코팅층(1012)은 수직형 반도체 발광소자(1050)의 아래에 배치되어 수직형 반도체 발광소자(1050)의 하부방향으로 진행하는 수직형 반도체 발광소자(1050)의 광을 반사시키는 역할을 수행할 수도 있다. 이에 코팅층(1012)은 수직형 반도체 발광소자(1050)의 광을 반사시키기 위하여 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택될 수 있다. The
또한, 도 11에서 도시하는 것과 같이 방열부재(1011)에 수직형 반도체 발광소자(1050)가 부착될 경우, 코팅층(1012)은 반사 기능뿐만 아니라 오믹접촉(ohmic contact)을 형성할 수도 있다. 상세하게, 코팅층(1012)은 수직형 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1056)과 오믹접촉(ohmic contact)을 형성할 수도 있다. 이에 코팅층(1012)은 오믹접촉을 형성할 수 있는 은(Ag)이나 크로뮴(Cr)을 포함할 수 있다.11, when the vertical semiconductor
또한, 방열부재(1011)에 수직형 반도체 발광소자(1050)가 부착될 경우, 방열부재(1011) 또는 코팅층(1012)의 일면에 절연층(패시베이션층)(1013)이 형성되어 수직형 반도체 발광소자(1050)가 배치되기 위한 영역을 형성할 수도 있다. 상세하게, 수직형 반도체 발광소자(1050)가 배치되지 않는 영역에는 절연층(1013)의 형성하여, 수직형 반도체 발광소자(1050)에서 발생되는 광의 반사를 유도하여 휘도를 향상할 수도 있다.When a vertical semiconductor
나아가, 수직형 반도체 발광소자(1050)가 배치되는 영역에는 절연층(1013)이 형성되지 않으며, 이와 같이 절연층(1013)을 선택적으로 형성한 다음 수직형 반도체 발광소자(1050)는 방열부재(1011) 또는 코팅층(1012)과 전기적으로 연결될 수 있다. 수직형 반도체 발광소자(1050)와 방열부재(1011) 또는 코팅층(1012)의 사이에 접착층(1014)이 배치되어 수직형 반도체 발광소자(1050)를 접착시킬 수 있다. 접착층(1014)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 페이스트, 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 및 금속박막층 등이 될 수 있다. 접착층(1014)에 대한 열거 사항은 예시적일 뿐 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the insulating
절연부재(1030)는 도 11에서 도시하는 것과 같이 기판상에 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(1050)와 돌출된 방열부재(1011)를 감쌀 수 있다. 절연부재(1030)는 유연성을 갖는 고분자 소재로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 폴리메틸페닐실록산(polymethylphenylsiloxane, PMPS)을 포함할 수 있다. The insulating
또한, 절연부재(1030)는 광반사물질 또는 파장변환물질을 포함한다. 절연부재(1030)는 수직형 반도체 발광소자(1050)들 사이의 격벽 역할을 수행함과 동시에 광효율을 향상시키는 역할을 수행할 수 있다. Further, the insulating
상세하게, 절연부재(1030)에 포함되는 상기 광반사물질은 굴절률을 조정하기 위한 충진재로서, 수나노미터 입경을 가지는 이산화실리콘(SiO2), 이산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO2) 와 같은 광반사물질 필러(filler)를 포함할 수 있다. More specifically, the light reflecting material included in the insulating
한편, 절연부재(1030)에 포함되는 상기 파장변환물질은 수직형 반도체 발광소자(1050)에서 방출된 광을 백색광으로 변환하거나, 특정 파장을 갖는 광으로 변환할 수 있다. 실시예에서 상기 파장변환물질은 형광체, 퀀텀닷 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. Meanwhile, the wavelength conversion material included in the insulating
상세하게, 상기 형광체는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 적어도 어느 하나의 형광물질이 포함될 수 있다. 또한, 상기 퀀텀닷은 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS), 카드뮴텔루라이드(CdTe) 및 황화카드뮴(CdS) 중 적어도 어느 하나의 퀀텀닷이 포함될 수 있다.In detail, the fluorescent material may include at least one fluorescent material selected from the group consisting of YAG, TAG, silicate, Sulfide, and Nitride. In addition, the Quantum dot may include a quantum dot of at least one of cadmium selenide (CdSe), cadmium selenide / zinc sulfide (CdSe / ZnS), cadmium telluride (CdTe), and cadmium sulfide (CdS).
절연부재(1030)에 포함되는 상기 광반사물질 또는 상기 파장변환물질은 함량 비율에 따라 방열성능 및 유연성(flexibility)에서 영향을 줄 수 있다. 따라서, 실시예에서 비율은 상기 유연성을 갖는 고분자소재(PDMS 또는 PMPS)의 중량 대비 10 내지 300 wt%의 범위일 수 있다. 상세하게, 상기 광반사물질 또는 상기 파장변환물질의 중량이 상기 유연성을 갖는 고분자소재(PDMS 또는 PMPS)의 중량 대비 10 wt% 미만일 경우, 광효율의 향상효과가 미약할 수 있다. 한편 상기 유연성을 갖는 고분자소재(PDMS 또는 PMPS)의 중량 대비 300 wt%를 초과할 경우, 방열성능 및 유연성이 저하되는 문제점이 야기된다. The light reflecting material or the wavelength converting material included in the insulating
실시예에서 절연부재(1030)는 마이크로 디스펜싱(micro-dispensing), 에어로졸제트프린팅(aerosol jet printing), 몰딩(molding), 스핀코팅(spin coating) 및 분사(spray)로 형성될 수 있다. In an embodiment, the insulating
또한, 도 11에서 도시하는 것과 같이, 수직형 반도체 발광소자(1050)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자이고, 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 있으며, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다.11, the vertical semiconductor
본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 전술된 형광체 또는 퀀텀닷을 포함하는 파장변환물질이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다. The present invention is not necessarily limited to this, and wavelength conversion materials including the above-described phosphors or quantum dots may be combined to realize unit pixels of red (R), green (G), and blue (B).
또한, 질화갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In), 알루미늄(Al)과 같은 불순물이 함께 첨가되어 밴드갭(band gap)이 조절될 수 있다. 이에, 밴드갭이 조정된 반도체층을 통하여 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광소자로 구현될 수 있다.In addition, impurities such as indium (In) and aluminum (Al) are added together with gallium nitride (GaN) as a main component, so that a band gap can be controlled. Accordingly, the light emitting device can be realized as a high output light emitting device that emits various light including blue light through the semiconductor layer whose bandgap is adjusted.
이 경우, 상기 반도체 발광소자는 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(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.In this case, the semiconductor light emitting devices may be red, green, and blue semiconductor light emitting devices to form a unit pixel (sub-pixel), respectively. For example, red (R), green (G) and blue (B) semiconductor light emitting elements (R, G and B) are alternately arranged and red Form a single pixel, through which a full color display can be implemented.
도 12a 내지 도 12c는 본 발명의 디스플레이 장치(1000)의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.12A to 12C are cross-sectional views illustrating a method of manufacturing the
도 12a를 참조하면, 방열부재(1011)가 삽입된 기판(1010)을 준비한다. 이어서 방열부재(1011)의 일면에 코팅층(1012)을 형성시킨다. Referring to FIG. 12A, a
도 12b를 참조하면, 코팅층(1012)의 일면에 절연층(패시베이션층)(1013)이 형성되어 반도체 발광소자(1050)가 부착될 영역을 형성할 수 있다. 상세하게, 반도체 발광소자(1050)가 배치되지 않는 영역에는 절연층(1013)의 형성한다. 한편, 반도체 발광소자(1050)가 배치되는 영역에는 코팅층(1012)의 일면에 접착층(1014)이 배치될 수 있다. Referring to FIG. 12B, an insulating layer (passivation layer) 1013 is formed on one surface of the
도 12c를 참조하면, 접착층(1014)의 일면에 반도체 발광소자(1050)를 접착할 수 있다. 접착층(1014)에 반도체 발광소자(1050)가 배치되는 방식은 유체가 채워진 챔버에서 상기 반도체 발광소자들을 접착층(1014)에 안착시키는 자가조립, 레이저 리프트 오프법(Laser Life-off, LLO) 및 화학적 리프트 오프법(Chemicla Lift-off, CLO)으로 반도체 발광소자(1050)를 접착시킬 수 있다. Referring to FIG. 12C, the semiconductor
도시와 같이 반도체 발광소자(1050)가 수직형 반도체 발광소자일 경우, 반도체 발광소자(1050)는 접착층(1014)을 통해 코팅층(1012) 및 방열부재(1011)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이에, 방열부재(1011)는 반도체 발광소자(1050)의 제1도전형 전극(1056)과 전기적으로 연결되어 디스플레이 장치(1000)의 제1전극의 역할을 수행할 수도 있다.The semiconductor
나아가, 반도체 발광소자(1050)의 주위를 적어도 일부를 감싸도록 절연부재(1030)가 형성될 수 있다. 상세하게, 절연부재(1030)는 광변환물질 또는 광반사물질을 포함하고, 유연성을 갖는 고분자소재(PDMS 또는 PMPS)로 형성될 수 있다. 또한, 절연부재(1030)는 마이크로 디스펜싱(micro-dispensing), 에어로졸제트프린팅(aerosol jet printing), 몰딩(molding), 스핀코팅(spin coating) 및 분사(spray)를 통하여 형성할 수 있다. Further, the insulating
덧붙여, 반도체 발광소자(1050)의 일면에 형성된 절연부재(1030)를 드라이에칭(dry-etching)을 통하여 제거할 수 있다. 즉, 제2도전형 반도체층(1053)과 전기적으로 연결될 수 있는 제2도전형 전극을 형성하기 위한 전처리 공정이 수행된 후 제2도전형 전극(1052, 도 11참조)이 형성될 수 있다. 또한, 형광체 또는 퀀텀닷을 포함하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다. In addition, the insulating
한편, 이상에서 서술한 디스플레이 장치는 여러가지 형태로 변형될 수 있다. 이하, 이러한 변형예에 대하여 설명한다. On the other hand, the display device described above can be modified into various forms. These modified examples will be described below.
도 13은 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 디스플레이 장치(1300a 내지 1300d)들의 단면도이다. 도 13은 전술된 도 10 내지 도 11과 다른 방식으로 디스플레이 장치의 칼라가 구현될 수 있다. 상세하게 전술된 형광체 또는 퀀텀닷을 포함하는 파장변환물질과 광반사물질이 조합되어 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색광이 구현될 수 있다.13 is a sectional view of
도 13의 (a)를 참조하면, 디스플레이 장치(1300a)에서 절연부재(1330a)와 형광체층(1380)을 통하여 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색광이 구현될 수 있다. 상세하게, 절연부재(1330a)는 유연성을 갖는 고분자 소재로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 폴리메틸페닐실록산(polymethylphenylsiloxane, PMPS)을 기반으로 하여 광반사물질을 포함할 수 있다. Referring to FIG. 13A, red (R), green (G), blue (B), or white light may be implemented through the insulating
상세하게 광반사물질을 반도체 발광소자(1350)에서 방출하는 광의 굴절율을 조정하기 위한 충전재일 수 있으며, 수나노미터 입경을 가지는 입자형태의 충전재일수 있다. 실시예에서, 이산화실리콘(SiO2), 이산화타이타늄(TiO2), 산화아연(ZnO2)과 같은 광반사물질을 포함하여 광효율을 향상시킬 수 있다. The filler may be a filler for adjusting the refractive index of light emitted from the semiconductor
한편, 적색(R), 녹색(G), 청색(B) 또는 백색광이 구현하기 위해서 제2도전형 전극(1352)이 배치된 반도체 발광소자(1350)의 일면에 형광체층(1380)을 배치하여 원하는 파장의 광을 구현할 수 있다. 실시예에서 형광체층(1380)은 유연성을 갖는 고분자 소재로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 폴리메틸페닐실록산(polymethylphenylsiloxane, PMPS)을 기반으로 하여 파장변환물질을 포함할 수 있다. 상기 파장변환물질은 형광체, 퀀텀닷 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.On the other hand, the
상세하게, 상기 형광체는 YAG계, TAG계, Silicate계, Sulfide계 또는 Nitride계 중 적어도 어느 하나의 형광물질이 포함될 수 있다. 덧붙여, 상기 퀀텀닷은 카드뮴셀레나이드(CdSe), 카드뮴셀레나이드/황화아연(CdSe/ZnS), 카드뮴텔루라이드(CdTe) 및 황화카드뮴(CdS) 중 적어도 어느 하나의 퀀텀닷이 포함될 수 있다. In detail, the fluorescent material may include at least one fluorescent material selected from the group consisting of YAG, TAG, silicate, Sulfide, and Nitride. In addition, the Quantum dot may include a quantum dot of at least one of cadmium selenide (CdSe), cadmium selenide / zinc sulphide (CdSe / ZnS), cadmium telluride (CdTe) and cadmium sulfide (CdS).
절연부재(1330a) 또는 형광체층(1380)에 포함되는 상기 광반사물질 또는 상기 파장변환물질은 함량 비율에 따라 방열성능 및 유연성(flexibility)에서 영향을 줄 수 있다. 따라서, 실시예에서 비율은 상기 유연성을 갖는 고분자소재(PDMS 또는 PMPS)의 중량 대비 10 내지 300 wt%의 범위일 수 있다.The light reflection material or the wavelength conversion material included in the insulating
나아가, 도시된 것과 같이 절연부재(1330a)와 형광체층(1380) 사이에 접착층(1331)을 더 포함할 수도 있다. 절연부재(1330a)와 형광체층(1380) 사이 접착성이 떨어질 경우, 광을 투과시킬 수 있는 재질이고, 절연부재(1330a)와 형광체층(1380)을 접착시킬 수 있다. Further, as shown, an
도 13의 (b) 내지 (d)는 전술된 도 13의 (a)의 변형예이다. 13 (b) to 13 (d) are modifications of the above-described FIG. 13 (a).
디스플레이 장치(1300b)는 유연성을 갖는 고분자 소재로 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane, PDMS) 또는 폴리메틸페닐실록산(polymethylphenylsiloxane, PMPS)을 기반으로 하여 전술된 파장변환물질을 포함하는 절연부재(1330b)를 가질 수 있다.The display device 1300b may have an insulating
또한, 디스플레이 장치(1300c, 1300d)에서는 절연부재(1330a)와 형광체층(1380')의 고분자 소재 함량을 조절하고, 나아가 절연부재(1330a)와 형광체층(1380')에 포함되는 상기 광반사물질 또는 상기 파장변환물질의 함량을 조절할 수 있다. 이에 절연부재(1330a)와 형광체층(1380') 사이에 접착층의 배치없이 절연부재(1330a)와 형광체층(1380')이 접착될 수도 있다.In addition, in the display devices 1300c and 1300d, the polymer material content of the insulating
도 14 내지 도 15는 본 발명의 또 다른 실시 예를 설명하기 위한 디스플레이 장치의 단면도이다.14 to 15 are sectional views of a display device for explaining another embodiment of the present invention.
도 14를 참조하면, 디스플레이 장치(1400)에서는 플립 칩 타입 반도체 발광소자(1450)를 방열부재(1411)가 삽입된 기판(1410) 상에 부착하여 조립되도록 형성할 수 있다. 상세하게, 플립 칩 타입 반도체 발광소자(1450)는 코팅층(1412)과 전기적으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에, 코팅층은 반사 기능만을 수행할 수 있다. Referring to FIG. 14, the flip chip type semiconductor
나아가, 플립 칩 타입 반도체 발광소자(1450)와 방열부재(1411)를 부착시키기 위해서 코팅층의 일면에 접착층(1415)을 더 배치할 수 있다. 접착층(1415)은 플립 칩 타입 반도체 발광소자(1450)와 방열부재(1411)를 전기적으로 이격시킬 수 있는 소재일 수 있다. 나아가, 접착층(1415)은 플립 칩 타입 반도체 발광소자(1450)에서 방출된 광을 반사하여 디스플레이 장치(1400)의 광효율을 향상시키도록 형성될 수도 있다. Further, in order to attach the flip chip type semiconductor
도 15를 참조하면, 디스플레이 장치(1500)의 방열부재(1511)는 기판(1510)으로부터 침강되게 삽입될 수 있다. 상세하게, 기판(1510)의 보다 두께가 작은 방열부재(1511)가 기판(1510)에 삽입될 수 있다. 이에, 광반사물질 또는 파장변환물질을 포함하는 절연부재(1530)가 차지하는 체적이 줄어들어 디스플레이 장치(1500)의 광효율이 감소할 수 있다. 이를 극복하기 위해, 절연부재(1530)를 감싸는 반사층(1516)을 더 구비하여 광효율을 향상시킬 수도 있다.Referring to FIG. 15, the
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 (10)
상기 기판에 조립되는 복수의 반도체 발광소자들; 및
상기 반도체 발광소자들의 열을 방출하도록 이루어지는 방열부재를 포함하고,
상기 방열부재는 상기 기판에 삽입되고, 상기 반도체 발광소자는 상기 방열부재의 일면에 조립되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.Board;
A plurality of semiconductor light emitting elements to be assembled to the substrate; And
And a heat dissipating member configured to emit heat of the semiconductor light emitting elements,
Wherein the heat dissipating member is inserted into the substrate, and the semiconductor light emitting device is assembled to one surface of the heat dissipating member.
상기 방열부재는 열전도 특성을 갖는 금속이고,
상기 열전도 특성을 갖는 금속은 구리, 알루미늄, 구리 합금 및 알루미늄 합금으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
The heat dissipating member is a metal having heat conduction characteristics,
Wherein the metal having the heat conduction characteristic is selected from the group consisting of copper, aluminum, a copper alloy, and an aluminum alloy.
상기 방열부재의 두께는 20 내지 200 μm의 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the heat radiation member is in the range of 20 to 200 占 퐉.
상기 기판은 폴리이미드, 플루오로폴리머수지, 폴리에스테르, 폴리아크릴레이트, 폴리아미드, 및 폴리카보네이트로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
Wherein the substrate is selected from the group consisting of polyimide, fluoropolymer resin, polyester, polyacrylate, polyamide, and polycarbonate.
상기 기판의 두께는 20 내지 200 μm의 범위인 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치. The method according to claim 1,
Wherein the thickness of the substrate is in the range of 20 to 200 占 퐉.
상기 방열부재와 상기 반도체 발광소자 사이에는 상기 방열부재의 적어도 일부를 덮도록 형성되는 코팅층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
And a coating layer formed between the heat dissipating member and the semiconductor light emitting device to cover at least a part of the heat dissipating member.
상기 코팅층은 상기 반도체 발광소자에서 방출되는 빛을 반사하도록 형성되고,
상기 코팅층은 금(Au), 은(Ag), 백금(Pt) 및 알루미늄(Al)으로 이루어진 군으로부터 선택되는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
Wherein the coating layer is formed to reflect light emitted from the semiconductor light emitting device,
Wherein the coating layer is selected from the group consisting of gold (Au), silver (Ag), platinum (Pt), and aluminum (Al).
상기 코팅층은 상기 반도체 발광소자와 상기 방열부재 사이에 오믹접촉(ohmic contact)을 이루도록 형성되고,
상기 코팅층은 크로뮴(Cr)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 6,
Wherein the coating layer is formed to make an ohmic contact between the semiconductor light emitting device and the heat radiation member,
Wherein the coating layer further comprises chromium (Cr).
상기 반도체 발광소자의 주위를 적어도 일부 감싸도록 이루어지는 절연부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.The method according to claim 1,
And an insulating member formed to surround at least a part of the periphery of the semiconductor light emitting element.
상기 절연부재는 광반사물질 또는 파장변환물질을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 디스플레이 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the insulating member further comprises a light reflecting material or a wavelength converting material.
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