KR20190112916A - 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20190112916A
KR20190112916A KR1020180034871A KR20180034871A KR20190112916A KR 20190112916 A KR20190112916 A KR 20190112916A KR 1020180034871 A KR1020180034871 A KR 1020180034871A KR 20180034871 A KR20180034871 A KR 20180034871A KR 20190112916 A KR20190112916 A KR 20190112916A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
substrate
light
layer
semiconductor layer
Prior art date
Application number
KR1020180034871A
Other languages
English (en)
Inventor
민재식
이재엽
조병구
Original Assignee
(주)라이타이저
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by (주)라이타이저 filed Critical (주)라이타이저
Priority to KR1020180034871A priority Critical patent/KR20190112916A/ko
Priority to PCT/KR2019/003026 priority patent/WO2019190089A1/ko
Publication of KR20190112916A publication Critical patent/KR20190112916A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K59/00—Integrated devices, or assemblies of multiple devices, comprising at least one organic light-emitting element covered by group H10K50/00
    • H10K59/30—Devices specially adapted for multicolour light emission
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K71/00—Manufacture or treatment specially adapted for the organic devices covered by this subclass
    • H01L27/3206—
    • H01L51/5036—
    • H01L51/56—
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10K—ORGANIC ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES
    • H10K50/00—Organic light-emitting devices
    • H10K50/10—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED]
    • H10K50/11—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers
    • H10K50/125—OLEDs or polymer light-emitting diodes [PLED] characterised by the electroluminescent [EL] layers specially adapted for multicolour light emission, e.g. for emitting white light

Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 단위의 크기를 갖는 발광 다이오드(LED)를 이용한 대면적의 디스플레이 장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 기판; 및 상기 기판 상에 어레이 형태로 배열된 다수의 발광부;를 포함하고, 상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 기판 상에 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 발광셀은, 상기 기판 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층; 상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 그의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 단위의 크기를 갖는 발광 다이오드(LED)를 이용한 대면적의 디스플레이 장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.
최근 발광 다이오드를 활용한 디스플레이 장치가 활발히 개발되고 있다. 대부분의 디스플레이 장치 기술은 하나의 픽셀을 구현하기 위하여 3개의 발광 다이오드(적색, 녹색, 청색) 칩이 사용하고 있다. 그런데 각 칩마다 구동전류가 차이가 나기 때문에 동일한 구동회로를 구성하는데 어려움이 있다. 또한, 다른 종류의 발광 다이오드 칩이므로, 수명이 서로 다른 단점이 있다.
마이크로 발광 다이오드(μ-LED)의 크기는 10 ~ 200μm 수준으로 매우 작고, 40 인치(inch)의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 대략 2,500만개 이상의 픽셀이 요구된다. 따라서, 40 인치의 디스플레이 장치를 하나 만드는데 단순한 픽앤플레이스(Pick & Place) 방법으로는 시간적으로 최소 한달이 소요되는 문제가 있다.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드 디스플레이 장치를 제공한다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 픽앤플레이스(Pick & Place), 전사(Transfer) 및 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요한 발광 다이오드 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 하나의 픽셀을 구성하는 다수의 발광 다이오드를 같은 종류의 발광부를 사용하여 제조하므로, 동일한 조건으로 상기 다수의 발광 다이오드의 구동이 가능하며, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 기판; 및 상기 기판 상에 어레이 형태로 배열된 다수의 발광부;를 포함하고, 상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 기판 상에 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 발광셀은, 상기 기판 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층; 상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 성장 기판 상에 에피텍셜층을 다중 성장시킨 후, 상기 에픽텍셜층 상단에 지그를 장착시키고, 상기 지그를 통해 상기 성장 기판이 분리된 상기 에픽텍셜층을 디스플레이 패널용 기판에 접착하고, 상기 디스플레이 패널용 기판 상에서 상기 에픽텍셜층을 식각하여 다수의 단위 셀로 분리시킨다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 성장 기판 상에 형성된 발광구조물 상에 지그를 접착시키는 지그 접착 단계; 상기 지그에 접착된 상기 발광구조물로부터 상기 성장 기판을 박리하는 박리 단계; 상기 지그에 접착된 상기 발광구조물을 디스플레이 패널용 기판에 접착시키는 기판 접착 단계; 상기 기판에 접착된 상기 발광구조물로부터 상기 지그를 제거하는 제거 단계; 상기 지그가 제거된 상기 발광구조물을 다수의 셀로 분리하는 분리 단계; 상기 다수의 셀로 분리된 상기 발광구조물 일 측에 상기 다수의 셀 각각의 구동부를 형성하는 구동부 형성 단계; 및 상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 파장 변환층을 형성하는 파장 변환층 형성 단계;를 포함한다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 하나의 픽셀을마이크로 단위의 크기를 갖는 하나 또는 다수의 발광셀로 구현할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 대면적의 디스플레이 장치에 얻을 수 있는 이점이 있다.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 하나의 픽셀 내의 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀을 동일한 조건으로 구동할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 구동회로 및 구동조건이 간단하고, 신뢰성도 동일한 이점이 있다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 기판 위에 발광구조물을 접착한 후에 다수의 발광부, 즉 다수의 픽셀들이 어레이(Array)이 형태로 형성되므로 별도의 픽앤플레이스(Pick & Place) 공정 등이 불필요하다. 따라서, 발광구조물 크기 및 개수에 무관하게 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 이점이 있다
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 디스플레이의 기판 상에서 다수의 발광부 즉, 다수의 픽셀이 형성되므로 외부에서 완성된 발광 다이오드를 기판에 납땜하는 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요한 이점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300)를 확대한 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치를 A-A'로 자른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 5 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300'')의 확대도이다.
도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 B-B'으로 자른 단면도이다.
실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300)를 확대한 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치를 A-A'로 자른 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 기판(100) 및 상기 기판(100) 상에 배치된 다수의 발광부(300)를 포함할 수 있다.
기판(100)은 광을 전부 또는 일부 투과할 수 있는 재질일 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리 기판일 수 있으며, 플라스틱 재질의 기판일 수도 있다.
기판(100)은 플렉서블 필름(Flexible Film), 금속 PCB(Metal PCB), 세라믹 PCB(ceramic PCB) 중 하나일 수 있다.
기판(100)은 상면(110)과 하면을 포함한다. 기판(100)의 상면(110) 상에 다수의 발광부(300)가 배치될 수 있다. 기판(100)의 상면(110)과 하면은 대면적일 수 있다. 예를 들어, 상면(110)의 대각선 길이가 수십 인치일 수 있다.
기판(100)은 평면 기판 또는 곡면 기판일 수 있다. 기판(100)이 평면 기판인 경우, 기판(100)의 상면(110)은 평면일 수 있다. 한편 기판(100)이 곡면 기판인 경우, 기판(100)의 상면(110)은 전부 또는 일부가 만곡된 곡면을 포함할 수 있다.
기판(100)은 딱딱한(rigid) 재질일 수도 있고, 플렉서블(flexible) 재질일 수도 있다.
기판(100)은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널용 기판일 수 있다.
다수의 발광부(300)는 기판(100) 상에 배치된다. 구체적으로, 다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 배치될 수 있다.
다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 어레이(array) 형태로 배열될 수 있다. 다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 소정의 행과 열로 배열될 수 있다.
다수의 발광부(300) 각각은 하나의 픽셀(1 pixel)을 구성할 수 있다. 즉, 다수의 발광부(300)는 다수의 픽셀로 명명될 수도 있다. 하나의 픽셀 즉, 하나의 발광부(300)의 구체적은 구조를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 하나의 발광부(300)는 발광셀(310)과 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)를 포함할 수 있다.
발광셀(310)은 기판(100) 상에 배치되고, 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 여기서, 발광셀(310)은 3 이상의 서로 다른 파장의 광들을 방출할 수 있다.
발광셀(310)은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)을 갖는다.
다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 제1 발광영역(310a), 제2 발광영역(310b), 제3 발광영역(310c) 및 제4 발광영역(310d)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수가 도면에 도시된 바와 같이 4개로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 다수의 발광영역은 2개 또는 3개일 수 있도 있고, 5개 이상일 수도 있다.
다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 소정의 행렬(예를 들어, 2*2행렬)로 기판(100) 상에서 배열될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 1열로 배열될 수도 있다.
각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 크기는 마이크로 발광 다이오드의 크기와 대응될 수 있다. 예를 들어, 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 크기는 10 ~ 200μm일 수 있다.
발광셀(310)은 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 발광셀(310)에 포함된 제1 발광영역(310a)에서는 적색 파장의 광이 방출되고, 제2 발광영역(310b)에서는 녹색 파장의 광이 방출되며, 제3 발광영역(310c)은 청색 파장의 광이 방출되고, 제4 발광영역(310d)은 백색 파장의 광이 방출될 수 있다.
발광부(300)는 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)를 포함한다. 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 발광을 제어할 수 있다. 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)과 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 하나의 구동부(350a)가 하나의 발광영역(310a)의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 제1 발광영역(310a)의 구동을 제어하기 위한 제1 구동부(350a), 제2 발광영역(310b)의 구동을 제어하기 위한 제2 구동부(350b), 제3 발광영역(310c)의 구동을 제어하기 위한 제3 구동부(350c), 및 제4 발광영역(310d)의 구동을 제어하기 위한 제4 구동부(350d)를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 구동부의 개수는 2개 또는 3개일 수도 있고, 5개 이상일 수 있다.
다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d) 각각은 TFT(Thin film Transistor)을 포함하는 반도체 구동회로일 수 있다. 상기 TFT는 인접한 발광셀(310)과 전기적으로 연결되고, 외부 제어 신호에 따라 상기 인접한 발광셀(310)의 구동을 제어할 수 있다.
제1 구동부(350a) 내지 제4 구동부(350d)는 기판(100) 상에 배치되고, 발광셀(310)와 인접하여 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 구동부(350a)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제1 발광영역(310a)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제2 구동부(350b)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제2 발광영역(310b)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제3 구동부(350c)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제3 발광영역(310c)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 그리고 제4 구동부(350d)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제4 발광영역(310d)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다.
다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 기판(100)의 상면(110) 상에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 여기서, 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)의 어레이 형태는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 어레이 형태와 대응될 수 있다.
발광셀(310)의 구체적인 적층구조를 설명한다. 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층(301), 제1 도전형 반도체층(301) 상의 일 평면 상에 서로 이격되고 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층(302a, 302b), 각각의 활성층(302a, 302b) 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(303a, 303b), 및 각각의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 상에 배치된 다수의 파장 변환층(304a, 304b)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 활성층(302a, 302b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다. 또한, 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)의 개수도 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(301)은 기판(100)의 상면(110) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 도전형 반도체층(301)과 기판(100)의 상면(110) 사이에 소정의 접착층(미도시)이 배치될 수 있다. 여기서, 접착층은 전도성 에폭시, 전도성 실리콘, 전도성 접착제, 전도성 필름 및 금속 페이스트 중 어느 하나일 수 있다.
발광셀(310)에 있어서, 제1 도전형 반도체층(301)은 하나로 구성될 수 있다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 발광셀(310)에서 제1 도전형 반도체층(301)은 둘 이상일 수 있고, 활성층 또는/및 제2 도전형 반도체층의 개수보다는 작은 개수로 구성될 수도 있다.
제1 도전형 반도체층(301)은 n형의 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성되는데, n형 불순물로 도핑된 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN, AlGaN, InGaN와 같은 질화물 반도체에 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등과 같은 불순물이 도핑된다. 제1 도전형 반도체층(301)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다.
별도의 도면으로 도시되지 않았지만, 제1 도전형 반도체층(301)은 전류확산층 또는 오믹층을 더 포함할 수 있다. 전류확산층은 전극을 통해 주입된 전류를 확산시키는 역할을 할 수 있고, 오믹층은 전극과의 오믹컨택을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(301) 상에 다수의 활성층(302a, 302b)이 배치될 수 있다. 다수의 활성층(302a, 302b)은 제1 도전형 반도체층(301)의 상면에 서로 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 활성층(302a, 302b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다. 즉, 제1 발광영역(310a) 아래에 제1 활성층(302a)이 배치되고, 제2 발광영역(310b) 아래에 제2 활성층(302b)이 배치되고, 제3 발광영역(310c) 아래에 제3 활성층(미도시)이 배치되고, 제4 발광영역(310d) 아래에 제4 활성층(미도시)가 배치될 수 있다.
다수의 활성층(302a, 302b)은 서로 떨어져 배치되지만, 동일한 물질과 구조를 가질 수 있다. 따라서, 다수의 활성층(302a, 302b)에서 방출되는 광들의 특정 파장은 동일할 수 있다. 예를 들어, 다수의 활성층(302a, 302b)에서는 청색 파장의 광이 방출될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 다수의 활성층(302a, 302b)에서는 녹색 파장의 광, 적색 파장의 광, 백색 파장의 광 및 자외선 파장의 광 중 어느 하나가 방출될 수도 있다.
각 활성층(302a, 302b)은 제1 도전형 반도체층(301)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층(302a, 302b)의 형성 물질에 따른 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출한다.
각 활성층(302a, 302b)은 단일 우물, 단일 양자우물, 다중 우물, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.
각 활성층(302a, 302b)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 활성층(130)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.
각 활성층(302a, 302b)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함하며, 우물층/장벽층의 쌍(pair)은 2~30주기로 형성될 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 예를 들어, AlInGaP/AlInGaP, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, 또는 InP/GaAs의 쌍 중 적어도 하나를 포함한다. 우물층은 InxAlyGa1 -x- yP (0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 장벽층은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다.
다수의 활성층(302a, 302b) 각각 상에 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)이 배치될 수 있다. 발광셀(310) 내에서 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)도 다수를 구성된다. 하나의 활성층(302a, 302b) 상에 하나의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)이 배치될 수 있다. 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)는 활성층(302a, 302b)의 상면에 배치되고, 다수의 활성층(302a, 302b)과 마찬가지로 서로 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d) 아래에는 하나의 제2 도전형 반도체층과 하나의 활성층이 배치된다.
각 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 p형 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성되는데, p형 불순물로 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN, AlGaN, InGaN과 같은 질화물 반도체에 Mg, Zn 또는 Be 등과 같은 불순물가 도핑된다.
각 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다.
별도의 도면으로 도시되지 않았지만, 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 전류확산층 또는 오믹층을 더 포함할 수 있다. 전류확산층은 전극을 통해 주입된 전류를 확산시키는 역할을 할 수 있고, 오믹층은 전극과의 오믹컨택을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다.
다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 각각 상에 파장 변환층(304a, 304b)이 배치될 수 있다. 따라서, 파장 변환층(304a, 304b)도 다수를 이룬다. 다수의 파장 변환층(304a, 304b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응되거나 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수보다 작을 수 있다.
다수의 파장 변환층(304a, 304b) 각각의 상면은 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)과 대응될 수 있다.
한편, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d) 중 하나의 발광영역에는 파장 변환층이 없을 수도 있다. 예를 들어, 다수의 활성층(302a, 302b)에서 방출되는 광의 파장이 청색 파장인 경우, 제1 파장변환층(304a)은 제1 활성층(302a)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 적색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장변환층(304b)는 제2 활성층(302b)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있고, 제4 파장변환층(미도시)은 제4 활성층(미도시)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 백색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체와 녹색 형광체를 함께 가질 수 있다. 하지만, 제3 활성층(미도시) 상에는 파장 변환층이 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 제3 발광영역(310c)에서는 제3 활성층(미도시)에서 방출되는 광이 그대로 방출된다.
한편, 경우에 따라서는 파장 변환층이 모든 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a)는 적색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있다. 제3 파장 변환층(미도시)은 노란색 파장의 광을 방출하기 위해 노란색 형광체를 가질 수 있다. 또한, 제4 파장 변환층(미도시)는 청색 파장의 광을 방출하기 위해 청색 형광체를 가질 수 있다.
또한, 경우에 따라서는, 제1 파장 변환층(304a)은 제1 적색 파장의 광을 방출하기 위해 제1 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 제2 적색 파장의 광을 방출하기 위해 제2 적색 형광체를 가질 수 있고, 제3 파장변환층(미도시)는 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있고, 제4 파장변환층(미도시)은 청색 파장의 광을 방출하기 위해 청색 형광체를 가질 수 있다.
다수의 파장변환층(304a, 304b)은 퀀텀닷(Quantum Dot) 형광체 또는 야그(YAG) 형광체를 포함할 수 있다.
퀀텀닷 형광체는 적색 파장의 광을 방출하는 적색 퀀텀닷 형광체, 녹색 파장의 광을 방출하는 녹색 퀀텀닷 형광체, 청색 파장의 광을 방출하는 청색 퀀텀닷 형광체를 포함할 수 있다. 각 파장 변환층(304a, 304b)에 포함되는 퀀텀닷 형광체는 해당 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)에서 방출되는 광의 파장에 따라 결정될 수 있다. 야그(YAG) 형광체도 마찬가지이다.
발광부(300)는 보호층(encapsulation, 305)를 더 포함할 수 있다. 보호층(305)는 발광셀(310)을 봉지하여 외부 이물질이나 충격으로부터 발광셀(310)을 보호할 수 있다. 여기서, 보호층(305)는 실리콘 혹은 에폭시일 수 있다.
보호층(305)은 서로 소정 간격 이격된 다수의 활성층(302a, 302b) 사이사이 및 서로 소정 간격 이격된 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 사이사이에 배치될 수 있다. 또한, 보호층(305)은 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d) 사이에 배치될 수 있다.
도 5 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 5를 참조하면, 에피 성장을 위한 성장 기판(10) 상에 발광구조물(300')을 형성한다. 여기서, 발광구조물(300')는 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 포함할 수 있다. 여기서, 발광구조물(300')은 에피(EPI) 또는 에피텍셜층(Epitaxial layer)으로 명명될 수도 있다.
구체적으로, 성장 기판(10)의 상면에 순차적으로 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 형성한다. 구체적으로, 성장 기판(10)의 상면에 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 순차적으로 성장시킨다.
여기서, 성장 기판(10)은 사파이어 기판(sapphire substrate)일 수 있다. 또한, 성장 기판(10)은 PSS(patterned sapphire substrate) 또는 nano-PSS일 수 있다. PSS 또는 nano-PSS에 제1 도전형 반도체층(301)을 성장시키면 일반적인 사파이어 기판의 평탄한 평면에서 제1 도전형 반도체층(301)을 성장하는 것에 비해, 결정결함(성장중 결함의 휨에 의한 감소) 및 내부 전반사를 감소시켜 광효율을 증가시킬 수 있다.
여기서, 성장 기판(10)의 상면에 제1 도전형 반도체층(301)을 형성시키기 전에, 성장 기판(10)의 상면에 버퍼층(buffer layer)을 형성시킬 수 있다. 버퍼층을 형성한 후, 버퍼층 상에 제1 도전형 반도체층(301)을 형성시키면, 성장 기판(10)과 제1 도전형 반도체층(301) 사이의 격자불일치를 완화할 수 있다.
한편, 성장 기판(10) 상에 발광구조물(300')를 형성한 후, 발광구조물(300')을 육면체로 가공할 수 있다. 성장 기판(10) 상에 형성된 발광구조물(300')을 다이싱(dicing)하여 육면체로 가공할 수 있다.
성장 기판(10) 상에 발광구조물(300')을 형성한 후, 도 5에 도시된 바와 같이, 발광구조물(300') 상에 지그(500)를 접착시킨다. 구체적으로는, 발광구조물(300')의 제2 도전형 반도체층(303')의 상면에 지그(500)의 하면을 접착시킨다. 소정의 접착제를 이용하여 지그(500)를 발광구조물(300')에 접착시킬 수 있다. 여기서, 소정의 접착제는 아교 또는 포토레지스트(PR, Photoresist)일 수 있다. 이러한 소정의 접착제를 이용하면, 발광구조물(300')의 크랙(crack)을 방지 또는 완화할 수 있다.
발광구조물(300') 상에 지그(500)을 접착시킨 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 성장 기판(10)을 발광구조물(300')로부터 박리한다. 레이저 리프트 오프(Laser Lift Off, LLO) 방법을 이용하거나 화학적인 리프트 오프(Chemical Lift-Off, CLO) 방법을 이용하여 성장 기판(10)을 발광구조물(300')로부터 박리할 수 있다. 여기서, 성장 기판(10)의 박리 방법이 LLO 또는 CLO로 한정되는 것은 아니며, 기타 다른 여러 방법을 이용하여 성장 기판(10)을 박리할 수 있다.
성장 기판(10)을 발광구조물(300')로부터 박리한 후, 도 7에 도시된 바와 같이, 발광구조물(300')을 디스플레이 패널용 기판(100)에 접착시킨다. 구체적으로, 지그(500)를 기판(100) 위로 이동시켜 지그(500)에 접착된 발광구조물(300')을 기판(100)의 상면(110) 상에 위치시키고, 접착층(700)을 이용하여 발광구조물(300')을 기판(100)의 상면(110)에 접착시킬 수 있다. 여기서, 접착층(700)은 제1 도전형 반도체층(301)과 기판(100)의 상면(110) 사이에 배치될 수 있고, 실리콘, 에폭시, 전도성 에폭시, 전도성 실리콘, 전도성 접착제, 전도성 필름 및 금속 페이스트 중 어느 하나일 수 있다.
발광구조물(300')를 기판(100)에 접착시킨 후, 도 8에 도시된 바와 같이, 지그(500)을 발광구조물(300')로부터 제거한다. 지그(500)과 발광구조물(300') 사이의 접착제를 화학적 또는 기계적 방법 등으로 제거하여 지그(500)을 발광구조물(300')로부터 제거할 수 있다. 예를 들어, 아세톤 등과 같은 물질로 지그(500)을 제거할 수 있다.
도 5 내지 도 8에 도시된 공정들을 반복하여 기판(100)의 상면(110)에 다수의 발광구조물(300')을 형성할 수 있다. 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이 기판(100)의 상면(110)에 다수의 발광부(300)가 어레이 형태로 배열된 것과 대응되도록 다수의 발광구조물(300')을 기판(100)의 상면(110)에 형성할 수 있다. 여기서, 하나의 발광구조물(300')은 도 1에 도시된 하나의 발광부(300)의 발광셀(310)의 위치에 대응될 수 있고, 둘 이상의 발광셀(310)의 위치에 대응될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 발광구조물(300')는 2개 이상의 발광셀(310)을 형성할 수 있다.
기판(100) 상에 발광구조물(300')을 형성한 후, 도 9에 도시된 바와 같이, 발광구조물(300')을 다수의 셀(310a', 310b')로 분리한다. 발광구조물(300')을 다수의 셀(310a', 310b')로 분리하는 방법으로는 대표적으로 반도체 건식 식각(Full Dry Etch)이 있다. 구체적으로, 도 9를 참조하면, 발광구조물(300')에서, 제2 도전형 반도체층(303')과 활성층(302')을 도 2에 도시된 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수에 맞게 분리하여 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)과 다수의 활성층(302a, 302b)을 형성할 수 있다. 여기서, 각 셀(310a')은 하나의 활성층(302a)과 하나의 제2 도전형 반도체층(303a)을 포함한다.
여기서, 제1 도전형 반도체층(301)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 잘리지 않고 소정의 흠집도 없는 것처럼 도시되어 있지만, 발광구조물(300')를 분리하는 과정 즉, 제2 도전형 반도체층(303')과 활성층(302')이 각각 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)와 다수의 활성층(302a, 302b)으로 분리되는 과정에서 제1 도전형 반도체층(301)의 상부에 소정의 흠집, 예를 들어 소정의 트렌치가 형성될 수도 있다.
발광구조물(300')를 분리하여 다수의 셀(310a', 310b')을 형성한 후, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 다수의 구동부(350a, 350b)를 형성한다. 구체적으로 다수의 구동부(350a, 350b)를 기판(100)의 상면(110) 상의 다수의 셀(310a', 310b') 주위에 인접하여 형성한다.
기판(100) 상에 다수의 구동부(350a, 350b)를 형성한 후, 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 셀(310a', 310b') 각각 상에 파장 변환층(304a, 304b)을 형성한다. 구체적으로, 다수의 셀(310a', 310b') 중 제1 셀(310a') 상에 제1 파장변환층(304a)을 형성하고, 제2 셀(310b') 상에 제2 파장 변환층(304b)를 형성한다. 도면에 도시되지 않았지만 분리된 다른 셀이 있다면, 상기 다른 셀 상에 제1 및 제2 파장 변환층(304a, 304b)과 다른 파장 변환층을 형성할 수 있다.
다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a)는 적색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 녹색 파장의 광을 방출할 수 있다.
다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 소정의 퀀텀닷을 가질 수 있다. 다수의 파장변환층(304a, 304b)은 퀀텀닷과 실리콘을 배합한 형광체액을 프린팅(printing) 또는 디스펜싱(dispensing) 방법으로 다수의 셀(310a', 310b') 상에 형성할 수 있다. 또한, 다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 소정의 YAG 형광체를 가질 수 있다.
여기서, 파장 변환층(304a, 304b)은 다수의 셀(310a', 310b') 중 임의의 셀(미도시) 상에는 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 해당 셀(미도시)에서 방출되어야 하는 광의 파장이 해당 셀 내의 활성층에서 방출되는 광의 파장인 경우에는, 해당 셀(미도시) 상에는 파장 변환층(304a, 304b)이 형성되지 않을 수 있다.
한편, 도 11의 공정이 먼저 수행된 후, 도 10의 공정이 그 다음에 수행될 수도 있다.
다수의 셀(310a', 310b') 상에 다수의 파장 변환층(304a, 304b)을 형성한 후, 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 셀(310a', 310b')과 다수의 파장 변환층(304a, 304b)를 보호층(305)으로 덮는 캡슐화 공정을 수행한다. 이 때 보호층(305)을 다수의 구동부(350a, 350b) 사이에 형성할 수 있다. 캡슐화 공정을 수행하여 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.
앞서 살펴본 도 5 내지 도 12에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 디스플레이 패널용 기판(100) 상에 하나 또는 다수의 발광구조물(300')을 지그(500)을 이용하여 형성한 후에, 다수의 셀(310a', 310b'), 다수의 구동부(350a, 350b) 및 다수의 파장 변환층(304a, 304b)이 형성되므로, 파장 변환층까지 구비된 LED를 하나하나 기판(100)에 직접 옮기는 픽앤플레이스(Pick & Place), 전사 및 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요하다. 따라서, 수천 수만개의 픽셀을 갖는 디스플레이 장치의 제조 시간이 획기적으로 단축되는 이점이 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(301)을 공통층으로 이용하고, 다수의 활성층(302a, 302b)과 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)의 재질과 구조가 서로 동일하기 때문에, 동일한 조건과 환경에서 구동이 가능하고, 신뢰성 있는 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있는 이점이 있다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300'')의 확대도이고, 도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 B-B'으로 자른 단면도이다.
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치된 다수의 발광부(300'')를 포함한다.
기판(100)은 도 1에 도시된 기판(100)과 동일할 수 있다. 따라서, 구체적인 설명은 앞서 상술한 것으로 대체한다.
다수의 발광부(300'')는 기판(100)의 상면에 어레이(array) 형태로 배열될 수 있다.
다수의 발광부(300'') 각각은 하나의 픽셀(1 pixel)을 구성할 수 있다. 하나의 픽셀 즉, 하나의 발광부(300'')의 구체적은 구조를 도 14 내지 도 15를 참조하여 설명한다.
도 14 내지 도 15를 참조하면, 하나의 발광부(300'')는 발광셀(310'')과 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')를 포함할 수 있다.
발광셀(310'')은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')을 갖는다.
다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')은 제1 발광영역(310a''), 제2 발광영역(310b''), 및 제3 발광영역(310c'')을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 개수가 도면에 도시된 바와 같이 3개로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 다수의 발광영역은 5개 이상일 수도 있다.
다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')은 일렬로 기판(100)의 상면(110)에 배열될 수 있다.
발광셀(310'')은 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 발광셀(310'')에 포함된 제1 발광영역(310a'')에서는 적색 파장의 광이 방출되고, 제2 발광영역(310b'')에서는 녹색 파장의 광이 방출되며, 제3 발광영역(310c'')은 청색 파장의 광이 방출될 수 있다.
발광부(300'')는 다수의 구동부(350a', 350b', 350c')를 포함한다. 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 발광을 제어할 수 있다. 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')과 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 하나의 구동부(350a'')가 하나의 발광셀(310a'')의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 제1 발광영역(310a'')의 구동을 제어하기 위한 제1 구동부(350a''), 제2 발광영역(310b'')의 구동을 제어하기 위한 제2 구동부(350b''), 제3 발광영역(310c'')의 구동을 제어하기 위한 제3 구동부(350c'')를 포함할 수 있다.
다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'') 각각은 TFT(Thin film Transistor)을 포함하는 구동회로일 수 있다. 상기 TFT는 인접한 발광셀(310'')과 전기적으로 연결되어 상기 인접한 발광셀(310'')의 구동을 제어할 수 있다.
제1 구동부(350a'') 내지 제3 구동부(350c'')는 기판(100) 상에 배치되고, 제1 발광셀(310'')과 인접하여 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 구동부(350a'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제1 발광영역(310a'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제2 구동부(350b'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제2 발광영역(310b'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제3 구동부(350c'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제3 발광영역(310c'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다.
다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 여기서, 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')의 어레이 형태는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 어레이 형태와 대응될 수 있다.
발광셀(310'')의 구체적인 적층구조를 설명한다. 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층(301''), 제1 도전형 반도체층(301'') 상의 일 평명 상에 서로 이격되고 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c''), 각각의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c''), 및 각각의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 상에 배치된 다수의 파장변환층(304a'', 304b'', 304c'')을 포함할 수 있다.
제1 도전형 반도체층(301'')은 기판(100)의 상면(110) 상에 배치될 수 있다. 여기서, 제1 도전형 반도체층(301'')과 기판(100)의 상면(110) 사이에 접착층(미도시)이 배치될 수 있다. 여기서, 접착층은 전도성 에폭시, 전도성 실리콘, 전도성 접착제, 전도성 필름 및 금속 페이스트 중 어느 하나일 수 있다.
발광셀(310'')에 있어서, 제1 도전형 반도체층(301'')은 하나로 구성된다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 발광셀(310'')에서 제1 도전형 반도체층(301'')은 둘 이상일 수 있고, 활성층 또는/및 제2 도전형 반도체층의 개수보다는 작은 개수로 구성될 수도 있다.
제1 도전형 반도체층(301''), 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 및 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'')의 재질과 구조는 도 1에서 설명한 것으로 대체한다.
다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'')은 제1 도전형 반도체층(301'') 상에 배치되고, 서로 인접하는 활성층과 소정 간격 떨어져 배치된다. 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 각각 상에 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'')가 배치된다. 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 서로 인접한 제2 도전형 반도체층과 소정 간격 떨어져 배치된다.
다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 각각 상에 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')이 배치된다. 다수의 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')은 서로 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a'')는 적색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제2 파장 변환층(304b'')는 녹색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제3 파장변환층(304c'')는 청색 파장의 광을 방출할 수 있다.
여기서, 제3 발광영역(310c'')에서 방출되어야 하는 광의 파장이 제3 활성층(302c'')에서 방출되는 광의 파장이 동일한 경우에 제2 도전형 반도체층(303c'') 상에는 제3 파장 변환층(304c'')이 배치되지 않을 수 있다.
다수의 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')은 퀀텀닷(Quantum Dot) 형광체 또는 YAG 형광체를 포함할 수 있다. 퀀텀닷 형광체는 적색 파장의 광을 방출하는 적색 퀀텀닷 형광체, 녹색 파장의 광을 방출하는 녹색 퀀텀닷 형광체, 청색 파장의 광을 방출하는 청색 퀀텀닷 형광체를 포함할 수 있다. 각 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')에 포함되는 퀀텀닷 형광체는 해당 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')이 포함된 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')이 발광하는 광의 파장에 따라 결정될 수 있다.
발광부(300'')는 보호층(encapsulation, 305'')을 더 포함할 수 있다. 보호층(305'')는 발광셀(310'')을 밀봉하여 외부 이물질이나 충격으로부터 발광셀(310'')을 보호할 수 있다.
보호층(305'')은 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 사이 및 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 사이에 배치될 수 있다.
도 13 내지 도 15에 도시된 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 도 5 내지 도 12에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
10: 성장 기판
100: 기판
300, 300'': 발광부
310, 310'': 발광셀
500: 지그
700: 접착층

Claims (23)

  1. 기판; 및 상기 기판 상에 어레이 형태로 배열된 다수의 발광부;를 포함하고,
    상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 기판 상에 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키는 구동부;를 포함하고,
    상기 발광셀은,
    상기 기판 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층;
    상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함하는,
    디스플레이 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판은 유리 기판, 플렉서블 필름, 금속 PCB 및 세라믹 PCB 중 어느 하나인, 디스플레이 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 활성층은, 청색 파장의 광 또는 자외선 파장의 광을 방출하는, 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광셀의 크기는 10 ~ 200μm인, 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 기판과 상기 제1 도전형 반도체층 사이에 배치된 접착층을 포함하고,
    상기 접착층은, 전도성 에폭시, 전도성 실리콘, 전도성 접착제, 전도성 필름 및 금속 페이스트 중 어느 하나인, 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광셀은, 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역, 청색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역 및 백색 파장의 광을 방출하는 제4 발광영역을 포함하는, 디스플레이 장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광셀은, 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역 및 청색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역을 포함하는, 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광셀은, 제1 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 제2 적색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역 및 청색 파장의 광을 방출하는 제4 발광영역을 포함하는, 디스플레이 장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 변환층은 상기 다수의 발광영역 중 하나 이상의 발광영역 내의 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되지 않는, 디스플레이 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 파장 변환층은 퀀텀닷 형광체 또는 YAG 형광체를 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 성장 기판 상에 에피텍셜층을 다중 성장시킨 후, 상기 에픽텍셜층 상단에 지그를 장착시키고,
    상기 지그를 통해 상기 성장 기판이 분리된 상기 에픽텍셜층을 디스플레이 패널용 기판에 접착하고,
    상기 디스플레이 패널용 기판 상에서 상기 에픽텍셜층을 식각하여 다수의 단위 셀로 분리시키는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 에피텍셜층은 제1 도전형 반도체층, 제2 도전형 반도체층 및 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제2 도전형 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하고,
    상기 에픽텍셜층을 식각하여 다수의 단위 셀로 분리 시에, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 위치한 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 식각하여 상기 다수의 단위 셀로 분리하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제 11 항에 있어서,
    상기 다수의 단위 셀의 전부 또는 일부 상에 서로 다른 파장의 광을 방출하는 파장 변환층을 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 성장 기판 상에 형성된 발광구조물 상에 지그를 접착시키는 지그 접착 단계;
    상기 지그에 접착된 상기 발광구조물로부터 상기 성장 기판을 박리하는 박리 단계;
    상기 지그에 접착된 상기 발광구조물을 디스플레이 패널용 기판에 접착시키는 기판 접착 단계;
    상기 기판에 접착된 상기 발광구조물로부터 상기 지그를 제거하는 제거 단계;
    상기 지그가 제거된 상기 발광구조물을 다수의 셀로 분리하는 분리 단계;
    상기 다수의 셀로 분리된 상기 발광구조물 일 측에 상기 다수의 셀 각각의 구동부를 형성하는 구동부 형성 단계; 및
    상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 파장 변환층을 형성하는 파장 변환층 형성 단계;
    를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 지그 접착 단계 전에, 상기 성장 기판 상에 형성된 상기 발광구조물을 육면체로 다이싱하는 다이싱 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 지그 접착 단계는, 아교 또는 포토레지스트(PR, Photoresist)를 포함하는 소정의 접착제를 이용하여 상기 지그를 상기 발광구조물에 접착시키는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제 14 항에 있어서,
    상기 박리 단계는, 레이저 리프트 오프 또는 화학적인 리프트 오프 방법을 이용하여 상기 성장 기판을 박리하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 접착 단계는, 상기 기판 상에 접착층을 형성하고, 상기 접착층 상에 상기 발광구조물을 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제 14 항에 있어서,
    상기 기판 접착 단계는,
    상기 기판 상에 접착층을 형성하고, 상기 지그 접착 단계와 상기 박리 단계를 반복하여 상기 접착층 상에 상기 발광구조물을 다수개 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  20. 제 14 항에 있어서,
    상기 발광구조물은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층 및 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 분리 단계는, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 상기 다수의 셀의 개수와 배열에 대응되도록 식각하여 분리하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  21. 제 14 항에 있어서,
    상기 파장 변환층 형성 단계는, 퀀텀닷 형광체와 YAG 형광체 중 어느 하나와 실리콘을 배합한 형광체액을 프린팅(printing) 또는 디스펜싱(dispensing)하여 상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 상기 파장 변환층을 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  22. 제 14 항에 있어서,
    상기 다수의 셀과 상기 파장 변환층을 보호부로 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.
  23. 제 11 항 내지 제 22 항 중 어느 하나에 의한 디스플레이 장치의 제조 방법으로 제조된 디스플레이 장치.
KR1020180034871A 2018-03-27 2018-03-27 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법 KR20190112916A (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180034871A KR20190112916A (ko) 2018-03-27 2018-03-27 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법
PCT/KR2019/003026 WO2019190089A1 (ko) 2018-03-27 2019-03-15 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020180034871A KR20190112916A (ko) 2018-03-27 2018-03-27 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190112916A true KR20190112916A (ko) 2019-10-08

Family

ID=68062330

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020180034871A KR20190112916A (ko) 2018-03-27 2018-03-27 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR20190112916A (ko)
WO (1) WO2019190089A1 (ko)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085979A (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 주식회사 에이맵플러스 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 그 제조방법
WO2021137625A1 (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 주식회사 에이맵플러스 디스플레이 패널, 디스플레이 장치 및 그 제조방법
WO2023171881A1 (ko) * 2022-03-10 2023-09-14 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3906653B2 (ja) * 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 画像表示装置及びその製造方法
JP2002141492A (ja) * 2000-10-31 2002-05-17 Canon Inc 発光ダイオードディスプレイパネル及びその製造方法
KR101771460B1 (ko) * 2015-01-27 2017-08-25 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR101768104B1 (ko) * 2015-04-21 2017-08-14 엘지전자 주식회사 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR101686750B1 (ko) * 2015-09-17 2016-12-14 한국광기술원 어레이 구조를 갖는 발광 소자 및 이의 제조 방법

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210085979A (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 주식회사 에이맵플러스 광원 모듈, 디스플레이 패널 및 그 제조방법
WO2021137625A1 (ko) * 2019-12-31 2021-07-08 주식회사 에이맵플러스 디스플레이 패널, 디스플레이 장치 및 그 제조방법
WO2023171881A1 (ko) * 2022-03-10 2023-09-14 삼성전자주식회사 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2019190089A1 (ko) 2019-10-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20180190712A1 (en) Semiconductor LED Display Devices
KR102512027B1 (ko) 반도체 소자, 표시패널, 표시장치 및 표시패널 제조방법
US20210005794A1 (en) Method of manufacturing light emitting device package and method of manufacturing display panel using the same
KR20120040011A (ko) 발광 다이오드
CN111048497B (zh) 一种有源矩阵彩色显示器件的制造方法
CN109148652B (zh) 无机发光二极管显示面板及其制作方法和显示装置
KR20210047590A (ko) 마이크로 led 소자 및 그 제조 방법
KR20180060704A (ko) 수직 적층형 마이크로 디스플레이
KR20190112916A (ko) 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법
KR102078643B1 (ko) 원칩 타입의 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
KR20010088929A (ko) AlGaInN계 반도체 LED 소자 및 그 제조 방법
CN116404027A (zh) 一种Micro-LED微显示器及其制备方法
KR102661676B1 (ko) 표시장치 제조방법
KR102073572B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법
US11335836B2 (en) Micro LED structure and method of manufacturing same
JP5471805B2 (ja) 発光素子及びその製造方法
KR102113104B1 (ko) 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법
JP2006261266A (ja) 半導体発光素子およびその製造方法並びに電子機器
CN111564465A (zh) 显示面板的制备方法
KR20200076233A (ko) 적색 마이크로 led 전사 방법
KR102666197B1 (ko) 반도체 소자, 표시패널, 표시장치 및 표시패널 제조방법
CN110993761A (zh) 有源矩阵彩色显示器件
KR20200008894A (ko) 발광 소자 패키지
TWI769065B (zh) 顯示裝置及其製造方法
US20220028926A1 (en) Method for Producing a Radiation-Emitting Semiconductor Device and Radiation-Emitting Semiconductor Device

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E902 Notification of reason for refusal
E601 Decision to refuse application
J201 Request for trial against refusal decision