KR20200119444A - 표시장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

표시장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR20200119444A
KR20200119444A KR1020190041351A KR20190041351A KR20200119444A KR 20200119444 A KR20200119444 A KR 20200119444A KR 1020190041351 A KR1020190041351 A KR 1020190041351A KR 20190041351 A KR20190041351 A KR 20190041351A KR 20200119444 A KR20200119444 A KR 20200119444A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
layer
light emitting
light
display device
Prior art date
Application number
KR1020190041351A
Other languages
English (en)
Inventor
송대호
김민우
양병춘
전형일
최진우
Original Assignee
삼성디스플레이 주식회사
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 삼성디스플레이 주식회사 filed Critical 삼성디스플레이 주식회사
Priority to KR1020190041351A priority Critical patent/KR20200119444A/ko
Priority to CN202010258557.0A priority patent/CN111799293A/zh
Priority to US16/839,932 priority patent/US11538968B2/en
Publication of KR20200119444A publication Critical patent/KR20200119444A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H01L33/56—Materials, e.g. epoxy or silicone resin
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L24/00—Arrangements for connecting or disconnecting semiconductor or solid-state bodies; Methods or apparatus related thereto
    • H01L24/80—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected
    • H01L24/89—Methods for connecting semiconductor or other solid state bodies using means for bonding being attached to, or being formed on, the surface to be connected using at least one connector not provided for in any of the groups H01L24/81 - H01L24/86
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753—Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier
    • H01L27/12—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having at least one potential-jump barrier or surface barrier; including integrated passive circuit elements with at least one potential-jump barrier or surface barrier the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices with at least one potential-jump barrier or surface barrier specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40—Materials therefor
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005—Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0058—Processes relating to semiconductor body packages relating to optical field-shaping elements
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00—Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008—Processes
    • H01L2933/0033—Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Abstract

본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치는 적어도 하나의 전극을 포함하는 베이스기판, 상기 베이스기판 상에 배치되고, 상기 전극에 전기적으로 연결되는 발광 소자, 및 상기 베이스기판 및 상기 발광 소자 사이에 배치되는 용액층을 포함한다. 상기 용액층은 광차단물질을 포함한다.

Description

표시장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND MANUFACTURING METHOD THE SAME}
본 발명은 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 외광 반사가방지되어 신뢰성이 향상된 표시장치 및 이의 제조방법에 관한 것이다.
발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 화합물 반도체의 특성을 이용해 전기 신호를 적외선, 가시광선 등의 빛의 형태로 변환시키는 소자로서, 가정용 가전제품, 리모콘, 전광판, 각종 자동화 기기 등에 사용되고 있다. 소형의 핸드 헬드 전자 디바이스부터 대형 디스플레이 장치까지 전자 디바이스의 광범위한 분야에서 발광 다이오드를 활용하는 등 발광 다이오드의 사용 영역이 점차 넓어지고 있다.
발광다이오드는 p형 반도체층, n형 반도체층, 및 p형 반도체층과 n형 반도체층 사이에 위치하는 적어도 하나의 양자우물층을 포함할 수 있다.
본 발명은 투명한 발광 다이오드를 포함하는 표시장치에 있어서, 외부 광이 입사하여 투명한 발광 다이오드를 투과하여 반사 전극에 의해 반사되어 전극 등이 시인되는 문제를 방지하여, 표시장치의 신뢰성을 높일 수 있는 표시장치 및 이의 제조방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 적어도 하나의 전극을 포함하는 베이스기판, 상기 베이스기판 상에 배치되고, 상기 전극에 전기적으로 연결되는 발광 소자, 및 상기 베이스기판 및 상기 발광 소자 사이에 배치되는 용액층을 포함한다. 상기 용액층은 광차단물질을 포함한다.
상기 발광 소자는 상기 전극과 접촉하는 콘택부를 포함할 수 있다. 상기 용액층은 상기 콘택부를 둘러싸는 것일 수 있다.
상기 전극은 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극을 포함할 수 있다. 상기 콘택부는 상기 제1 전극에 연결되는 제1 콘택부, 및 상기 제2 전극에 연결되는 제2 콘택부를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 베이스층, 상기 베이스층 상에 배치된 제1 반도체층, 상기 제1 반도체층 상에 배치된 제2 반도체층, 상기 제2 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 콘택부에 연결되는 제1 소자전극, 및 상기 제1 반도체층 상에 배치되고, 상기 제2 콘택부에 연결되는 제2 소자전극을 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자는 상기 제1 소자전극 및 상기 제2 소자전극의 적어도 일부를 커버하는 소자절연층을 더 포함할 수 있다. 상기 용액층은 상기 제1 콘택부, 상기 제2 콘택부, 및 상기 소자절연층과 접촉하도록 배치될 수 있다.
상기 전극은 금(Au) 또는 구리(Cu)를 포함할 수 있다.
상기 용액층은 수용성 용매, 및 상기 수용성 용매에 용해된 나트륨 염을 포함할 수 있다. 상기 나트륨 염은 블랙컬러를 가질 수 있다.
상기 용액층은 유기용매, 및 상기 유기용매에 분산된 블랙 유기안료를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 상기 베이스기판 상에 배치되고, 상기 전극의 일부를 커버하는 화소정의막을 더 포함할 수 있다. 상기 화소정의막에 상기 전극의 상기 일부를 제외한 부분을 노출시키는 개구부가 정의될 수 있다. 상기 발광 소자 및 상기 용액층은 상기 개구부 내에 배치될 수 있다.
상기 발광 소자는 마이크로 엘이디 소자일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 상기 발광 소자 및 상기 용액층 상에 배치되는 평탄화층을 더 포함할 수 있다.
상기 콘택부는 주석(Sn)을 포함하고, 구리(Cu), 은(Ag), 및 금(Au) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은 베이스기판 상에 전극을 형성하는 단계, 상기 전극 상에 광차단물질을 포함하는 용액을 패터닝하여 용액층을 형성하는 단계, 상기 용액층을 통과하여 상기 전극과 전기적으로 연결되도록 발광 소자를 전사하는 단계, 및 상기 발광 소자와 상기 전극이 연결되는 부분에 광 또는 열을 가하여 상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계를 포함한다.
상기 발광 소자는 콘택부를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 콘택부와 상기 전극이 접촉하도록 전사될 수 있다.
상기 전극은 구리(Cu) 또는 금(Au)을 포함할 수 있다. 상기 콘택부는 주석(Sn) 합금을 포함할 수 있다. 상기 광을 조사하는 단계에서 상기 콘택부와 상기 전극이 본딩될 수 있다.
상기 전극을 형성하는 단계에서 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극을 형성할 수 있다. 상기 콘택부는 제1 콘택부, 및 상기 제1 콘택부와 이격된 제2 콘택부를 포함할 수 있다. 상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 제1 콘택부와 상기 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 콘택부와 상기 제2 전극이 연결되도록 전사될 수 있다.
상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 콘택부 및 상기 전극이 상기 용액층에 전면적으로 커버되도록 전사될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은 상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계 이후에 상기 용액층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은 상기 베이스기판 상에 상기 전극의 일부를 커버하도록 화소정의막을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 전극의 상기 일부를 제외한 부분을 노출시키도록 정의된 상기 화소정의막의 개구부 내에 상기 발광 소자를 전사할 수 있다.
상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계에서 상기 발광 소자와 상기 전극이 연결되는 부분에 IR(infrared) 레이저를 통해 광을 조사하거나, IR 리플로우 오븐(IR reflow oven), 대류식 오븐(convection oven), 및 핫 플레이트(hot plate) 중 적어도 어느 하나를 통해 열을 가할 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따르면, 투명한 발광 다이오드를 투과하여 입사되는 외부 광이 반사전극에 의해 반사되고, 이로 인해 사용자에게 반사전극 등의 내부 구성이 시인될 수 있는 문제가 방지될 수 있고, 이를 통해 표시장치의 신뢰성이 향상될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 6는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자가 전극에 연결된 상태의 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 도시한 순서도이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시 예들을 상세히 살펴보기로 한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 출원에서, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 또는 "상부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "하에" 또는 "하부에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 출원에서 "상에" 배치된다고 하는 것은 상부뿐 아니라 하부에 배치되는 경우도 포함하는 것일 수 있다.
한편, 본 출원에서 "직접 접한다"는 것은 층, 막, 영역, 판 등의 부분과 다른 부분 사이에 추가되는 층, 막, 영역, 판 등이 없는 것을 의미하는 것일 수 있다. 예를 들어, "직접 접하는"것은 두 개의 층 또는 두 개의 부재들 사이에 접착 부재 등의 추가 부재를 사용하지 않고 배치하는 것을 의미하는 것일 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시 장치에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 영역(DA)을 통해 이미지를 표시 할 수 있다. 도 1에서는 표시 영역(DA)이 제1 방향(DR1) 및 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)이 정의하는 면에 제공된 것을 예시적으로 도시하였다. 다만 이에 한정되지 않고, 본 발명의 다른 실시예에서 표시장치의 표시 영역은 휘어진 면에 제공될 수 있다.
표시 장치(DD)의 두께 방향은 제3 방향(DR3)이 지시한다. 제1 내지 제3 방향들(DR1, DR2, DR3)이 지시하는 방향은 상대적인 개념으로서 다른 방향으로 변환될 수 있다. 본 명세서 내에서 "평면 상에서 보았을 때"의 의미는 제3 방향(DR3)에서 바라보는 경우를 의미할 수 있다. 또한, "두께 방향"은 제3 방향(DR3)을 의미할 수 있다.
도 1에서는 표시 장치(DD)가 텔레비전인 것을 예시적으로 도시하였다. 하지만, 표시 장치(DD)는 모니터, 또는 외부 광고판과 같은 대형 전자장치를 비롯하여, 퍼스널 컴퓨터, 노트북 컴퓨터, 개인 디지털 단말기, 자동차 내비게이션 유닛, 게임기, 스마트폰, 태블릿, 및 카메라와 같은 중소형 전자 장치 등에 사용될 수도 있다. 또한, 이것들은 단지 실시예로서 제시된 것들로, 본 발명의 개념에서 벗어나지 않은 이상 다른 전자 기기에도 채용될 수 있음은 물론이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 블록도이다.
도 2를 참조하면, 표시 장치(DD)는 표시 패널(DP), 신호 제어부(TC, 또는 타이밍 컨트롤러), 데이터 구동부(DDV), 및 스캔 구동부(GDV)를 포함할 수 있다. 신호 제어부(TC), 데이터 구동부(DDV) 및 스캔 구동부(GDV) 각각은 회로를 포함할 수 있다.
표시 패널(DP)은 초소형 발광 소자를 포함하는 초소형 발광 소자 표시 패널(DP)일 수 있다. 예를 들어, 표시 패널(DP)은 마이크로 엘이디 표시 패널(DP)일 수 있다.
표시 패널(DP)은 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm), 복수의 스캔 라인들(SL1-SLn) 및 복수의 화소들(PX)을 포함할 수 있다.
복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)은 제1 방향(DR1)으로 연장되며, 제1 방향(DR1)과 교차하는 제2 방향(DR2)을 따라 배열될 수 있다. 복수의 스캔 라인들(SL1-SLn)은 제2 방향(DR2)으로 연장되며, 제1 방향(DR1)을 따라 배열될 수 있다.
화소들(PX) 각각은 발광 소자(ED, 도 3 참조) 및 발광 소자(ED, 도 3 참조)와 전기적으로 연결된 화소 회로(PXC, 도 3 참조)를 포함할 수 있다. 화소 회로(PXC, 도 3 참조)는 복수의 트랜지스터들(TR1, TR2, 도 3 참조)을 포함할 수 있다. 제1 전원전압(ELVDD) 및 제2 전원전압(ELVSS)은 화소들(PX) 각각에 제공될 수 있다.
화소들(PX)은 표시 패널(DP)의 평면 상에서 일정한 규칙으로 배치될 수 있다. 화소들(PX) 각각은 주요색(primary color) 중 하나 또는 혼합색 중 하나를 표시할 수 있다. 상기 주요색은 레드, 그린, 및 블루를 포함할 수 있고, 상기 혼합색은 옐로우, 시안, 마젠타 및 화이트 등 다양한 색상을 포함할 수 있다. 다만, 화소들(PX)이 표시하는 색상이 이에 제한되는 것은 아니다.
신호 제어부(TC)는 외부로부터 제공되는 영상 데이터(RGB)를 수신한다. 신호 제어부(TC)는 영상 데이터(RGB)를 표시 패널(DP)의 동작에 부합하도록 변환하여 변환 영상데이터(R'G'B')를 생성하고, 변환 영상데이터(R'G'B')를 데이터 구동부(DDV)로 출력한다.
또한, 신호 제어부(TC)는 외부로부터 제공되는 제어 신호(CS)를 수신할 수 있다. 제어 신호(CS)는 수직동기신호, 수평동기신호, 메인 클럭신호, 및 데이터 인에이블 신호 등을 포함할 수 있다.
신호 제어부(TC)는 제1 제어 신호(CONT1)를 데이터 구동부(DDV)로 제공하고, 제2 제어 신호(CONT2)를 스캔 구동부(GDV)로 제공한다. 제1 제어 신호(CONT1)는 데이터 구동부(DDV)를 제어하기 위한 신호이고, 제2 제어 신호(CONT2)는 스캔 구동부(GDV)를 제어하기 위한 신호이다.
데이터 구동부(DDV)는 신호 제어부(TC)로부터 수신한 제1 제어 신호(CONT1)에 응답해서 복수의 데이터 라인들(DL1-DLm)에 전기적 신호를 제공할 수 있다. 데이터 구동부(DDV)는 독립된 집적 회로로 구현되어서 표시 패널(DP)의 일 측에 전기적으로 연결되거나, 표시 패널(DP) 상에 직접 실장될 수 있다. 또한, 데이터 구동부(DDV)는 단일 칩으로 구현되거나 복수의 칩들을 포함할 수 있다.
스캔 구동부(GDV)는 신호 제어부(TC)로부터 수신한 제2 제어 신호(CONT2)에 응답해서 스캔 라인들(SL1-SLn)에 전기적 신호를 제공할 수 있다. 스캔 구동부(GDV)는 표시 패널(DP)의 소정 영역에 집적될 수 있다. 예를 들어, 스캔 구동부(GDV)는 화소들(PX)의 화소 회로(PXC, 도 3 참조)와 동일한 공정, 예컨대 LTPS(Low Temperature Polycrystaline Silicon) 공정 또는 LTPO(Low Temperature Polycrystalline Oxide) 공정을 통해 형성된 복수 개의 트랜지스터들을 포함할 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서 스캔 구동부(GDV)는 독립된 집적 회로 칩으로 구현되어 표시 패널(DP)의 일 측에 전기적으로 연결될 수 있다.
복수의 스캔 라인들(SL1-SLn) 중 하나의 스캔 라인에 게이트 온 전압이 인가된 동안 이에 연결된 한 행의 화소들 각각의 스위칭 트랜지스터가 턴 온 된다. 이때 데이터 구동부(DDV)는 데이터 구동 신호들을 데이터 라인들(DL1-DLm)로 제공한다. 데이터 라인들(DL1-DLm)로 공급된 데이터 구동 신호들은 턴-온 된 스위칭 트랜지스터를 통해 대응하는 화소들에 인가된다. 데이터 구동 신호들은 영상 데이터들의 계조값에 대응하는 아날로그 전압들일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 화소의 등가 회로도이다. 도 3에는 도 2에 도시된 복수의 화소들(PX) 중 일 화소(PX, 이하 화소)의 등가 회로도를 도시하였다.
도 3을 참조하면, 화소(PX)는 복수의 신호 라인들과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서는 신호 라인들 중 스캔 라인(SL), 데이터 라인(DL), 제1 전원 라인(PL1), 및 제2 전원 라인(PL2)을 예시적으로 도시하였다. 다만, 이는 예시적으로 도시한 것이고, 본 발명의 일 실시예에 따른 화소(PX)는 다양한 신호 라인들에 추가적으로 연결될 수 있으며, 어느 하나의 실시예로 한정되지 않는다.
화소(PX)는 발광 소자(ED), 및 화소 회로(PXC)를 포함할 수 있다. 화소 회로(PXC)는 제1 트랜지스터(TR1), 커패시터(CAP), 및 제2 트랜지스터(TR2)를 포함할 수 있다. 이는 예시적으로 도시한 것일 뿐, 화소 회로(PXC)가 포함하는 트랜지스터 및 커패시터의 수가 도 3에 도시된 것으로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 본 발명의 다른 일 실시예에서 화소 회로(PXC)는 7개의 트랜지스터 및 1 개의 커패시터를 포함할 수도 있다.
제1 트랜지스터(TR1)는 화소(PX)의 온-오프를 제어하는 스위칭 트랜지스터일 수 있다. 제1 트랜지스터(TR1)는 스캔 라인(SL)을 통해 전달된 스캔 신호에 응답하여 데이터 라인(DL)을 통해 전달된 데이터 신호를 전달 또는 차단할 수 있다.
커패시터(CAP)는 제1 트랜지스터(TR1)와 제1 전원 라인(PL1)에 연결된다. 커패시터(CAP)는 제1 트랜지스터(TR1)로부터 전달된 데이터 신호와 제1 전원 라인(PL1)에 인가된 제1 전원전압(ELVDD) 사이의 차이에 대응하는 전하량을 충전한다.
제2 트랜지스터(TR2)는 제1 트랜지스터(TR1), 커패시터(CAP), 및 발광 소자(ED)에 연결된다. 제2 트랜지스터(TR2)는 커패시터(CAP)에 저장된 전하량에 대응하여 발광 소자(ED)에 흐르는 구동전류를 제어한다. 커패시터(CAP)에 충전된 전하량에 따라 제2 트랜지스터(TR2)의 턴-온 시간이 결정될 수 있다.
제1 트랜지스터(TR1) 및 제2 트랜지스터(TR2)는 N 타입의 트랜지스터 또는 P타입의 트랜지스터일 수 있다. 또한, 본 발명의 다른 일 실시예에서 제1 트랜지스터(TR1) 및 제2 트랜지스터(TR2) 중 어느 하나는 N 타입의 트랜지스터이고, 다른 하나는 P 타입의 트랜지스터일 수 있다.
발광 소자(ED)는 제2 트랜지스터(TR2)와 제2 전원 라인(PL2)에 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(ED)는 제2 전원전압(ELVSS)을 제2 전원 라인(PL2)을 통해 수신할 수 있다.
발광 소자(ED)는 제2 트랜지스터(TR2)를 통해 전달된 신호와 제2 전원 라인(PL2)을 통해 수신된 제2 전원전압(ELVSS) 사이의 차이에 대응하는 전압으로 발광한다.
발광 소자(ED)는 마이크로 발광 다이오드(Micro LED) 소자일 수 있다. 마이크로 발광 다이오드 소자는 수 나노 미터 내지 수백 마이크로 미터 사이의 길이를 갖는 엘이디 소자일 수 있다. 다만, 마이크로 발광 다이오드 소자의 길이는 일 예로 기재한 것일 뿐, 마이크로 발광 다이오드 소자의 길이가 상기 수치 범위에 한정되는 것은 아니다. 발광 소자(ED)는 특정 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)는 적색 광, 청색 광 또는 녹색 광을 방출할 수 있다.
도 3에서는 제2 트랜지스터(TR2)와 제2 전원 라인(PL2) 사이에 하나의 발광 소자(ED)가 연결된 것을 예로 들어 도시하였으나, 발광 소자(ED)는 복수로 제공될 수 있다. 복수로 제공된 발광 소자들(ED)은 서로 병렬로 연결될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다. 도 4에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 표시기판에 있어서, 도 2에 도시된 화소(PX) 중 3개의 화소(PX)가 나란히 배치된 단면을 예시적으로 도시하였다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치는 베이스기판(BS), 베이스기판(B1) 상에 배치된 회로 소자층(CL), 및 회로 소자층(CL) 상에 배치된 적어도 하나의 발광 소자(ED)을 포함할 수 있다.
제1 베이스 기판(BS1)은 합성수지기판 또는 유리기판을 포함할 수 있다. 회로 소자층(DP-CL)은 적어도 하나의 절연층과 회로 소자를 포함한다. 회로 소자는 신호라인, 화소의 구동회로 등을 포함한다. 코팅, 증착 등에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층 형성공정과 포토리소그래피 공정에 의한 절연층, 반도체층 및 도전층의 패터닝 공정을 통해 회로 소자층(DP-CL)이 형성될 수 있다.
본 실시예에서 회로 소자층(CL)은 버퍼막(BFL), 제1 절연층(10), 제2 절연층(20), 제3 절연층(30)을 포함할 수 있다. 제1 절연층(10) 및 제2 절연층(20)은 무기막이고, 제3 절연층(30)은 유기막일 수 있다. 제3 절연층(30)은 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
도 4에는 구동 트랜지스터(TD)를 구성하는 반도체패턴(OSP), 제어전극(GE), 입력전극(DE), 출력전극(SE)의 배치관계가 예시적으로 도시되었다. 제1, 제2, 제3 관통홀(CH1, CH2, CH3) 역시 예시적으로 도시되었다. 다만, 이에 한정되지 않고 구동 트랜지스터(TD)의 구조는 발광 소자(ED)의 구동을 위한 다양한 형태를 가질 수 있다. 일 예로, 본 발명의 일 실시예에서 구동 트랜지스터는 제1 트랜지스터(TR1, 도 3 참조) 및 제2 트랜지스터(TR2, 도 3 참조)가 연결 전극을 통해 연결된 형태일 수 있다.
회로 소자층(CL) 상에는 적어도 하나의 전극(E1, E2)가 배치된다. 회로 소자층(CL) 상에는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)이 배치될 수 있다. 제1 전극(E1)은 제3 절연층(30) 상에 배치되고, 제3 관통홀(CH3)을 통해 노출된 출력전극(SE)과 전기적으로 연결될 수 있다.
제2 전극(E2)은 제3 절연층(30) 상에 배치될 수 있다. 도시되지 않았으나, 제2 전극(E2)은 제2 전원 라인(PL2, 도 3 참조)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 제2 전극(E2)에는 제2 전원전압(ELVSS, 도 3 참조)이 제공될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 동일한 층 상에 배치되고, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 서로 이격되어 배치될 수 있다. 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 동일한 도전 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 반사성 물질을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 단층 구조를 가질 수도 있고, 복수의 적층 구조를 가질 수도 있다. 일 실시예에서, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 몰리브덴, 은, 티타늄, 구리, 알루미늄, 금, 또는 이들의 합금을 포함할 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 구리(Cu) 또는 금(Au)을 포함할 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 인듐주석 산화물(ITO), 은(Ag), 및 인듐주석 산화물(ITO)이 순차적으로 적층된 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 각각은 인듐아연 산화물(IZO), 인듐주석 산화물(ITO), 인듐갈륨 산화물(IGO), 인듐아연갈륨 산화물(IGZO), 및 이들의 혼합물/화합물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
발광 소자(ED)는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 위에 배치되며, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다.
발광 소자(ED)는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 위에 전사(transfer)되어 제공될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(ED)는 복수로 제공될 수 있고, 복수의 발광 소자들은 동시에 전사될 수도 있고, 단일의 발광 소자가 각각 전사될 수도 있다.
발광 소자(ED)를 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)에 전사하는 방법에는 직접 전사 방법 및 인쇄 전사 방법이 있을 수 있다. 직접 전사 방법은 발광 소자(ED)를 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)에 직접 이송시키는 방법일 수 있다. 인쇄 전사 방법은 발광 소자(ED)를 정전 헤드, 평면 스탬프 또는 롤 스탬프를 활용하여, 제1 전극(E1)과 제2 전극(E2)에 이송시키는 방법일 수 있다.
발광 소자(ED)는 콘택부(CT) 및 본체부(EM)를 포함할 수 있다. 콘택부(CT)는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 접촉하여 전기적으로 연결될 수 있다. 콘택부(CT)는 제1 전극(E1)과 접촉하여 전기적으로 연결되는 제1 콘택부(CT1), 및 제2 전극(E2)과 접촉하여 전기적으로 연결되는 제2 콘택부(CT2)를 포함할 수 있다. 도 4에서와 같이, 제1 콘택부(CT1) 및 제2 콘택부(CT2)가 본체부(EM)의 하부에 나란히 배치될 경우, 일 실시예에 따른 발광 소자(ED)는 수평형 발광 소자일 수 있다.
콘택부(CT)는 금속을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 콘택부(CT)는 주석(Sn)을 포함할 수 있다. 콘택부(CT)는 주석을 포함할 수 있고, 특히, 구리(Cu), 은(Ag), 및 금(Au) 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 콘택부(CT)는 주석/금 합금일 수 있고, 또는, 콘택부(CT)는 주석/은/구리 합금일 수 있다.
본체부(EM)는 적어도 하나의 반도체층 및 활성층을 포함하고, 전기 신호에 의해 실질적으로 광을 생성할 수 있다. 이하, 발광 소자(ED)의 본체부(EM) 구성에 대해서는 도 7 및 도 8에서 보다 상세히 설명한다.
제3 절연층(30) 상에는 화소정의막(PDL)이 배치될 수 있다. 화소정의막(PDL)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 일부를 커버하고, 일부를 제외한 나머지를 노출시킬 수 있다. 보다 구체적으로, 화소정의막(PDL)에는 화소영역에 대응하는 개구부(PDL-OP)가 정의되어, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 외곽부를 커버하고 개구부(PDL-OP)에 의해 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 나머지 부분을 노출시킬 수 있다. 화소정의막(PDL)은 광을 차단하는 물질을 포함할 수 있다. 화소정의막(PDL)에 포함되는 광차단물질은 후술하는 용액층(SL)에 포함되는 광차단물질과 동일한 것일 수 있다. 일 실시예에서, 화소정의막(PDL)은 생략될 수도 있다.
도시하지는 않았으나, 화소정의막(PDL)의 상부 또는 하부에는 별도의 차광 패턴이 배치될 수 있다. 차광 패턴은 화소정의막(PDL)의 상면에 배치될 수 있고, 또는 차광 패턴은 제3 절연층(30)과 화소정의막(PDL)의 사이에 배치될 수도 있다. 차광 패턴은 광차단물질을 포함할 수 있다. 차광 패턴은 블랙 컬러를 가지는 광차단물질을 포함할 수 있다. 차광 패턴에 포함되는 광차단물질은 후술하는 용액층(SL)에 포함되는 광차단물질과 동일한 것일 수 있다.
제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 발광 소자(ED) 사이에는 용액층(SL)이 배치된다. 용액층(SL)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)의 노출된 상면을 커버할 수 있다. 용액층(SL)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 정의되는 이격부를 충전하고, 이격부에 의해 노출된 제3 절연층(30)의 상면에 접촉할 수 있다.
용액층(SL)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 접촉하는 발광 소자(ED)의 콘택부(CT)에 접촉할 수 있다. 용액층(SL)은 발광 소자(ED)의 콘택부(CT)를 전면적으로 커버할 수 있다. 보다 구체적으로, 콘택부(CT)는 본체부(EM)와 연결되는 상면 및 전극(E1, E2)과 연결되는 하면 사이에 정의된 측면을 포함하고, 용액층(SL)은 콘택부(CT)의 노출된 측면을 전면적으로 커버할 수 있다. 용액층(SL)은 발광 소자(ED)의 콘택부(CT), 및 본체부(EM)에 접촉하고, 본체부(EM)의 하면 및 측면의 일부를 커버할 수 있다.
용액층(SL)은 용매 및 광차단물질을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 용액층(SL)은 수용성 용매를 포함하고, 수용성 용매에 분해된 수용성 광차단물질을 포함할 수 있다. 수용성 광차단물질은 나트륨 염을 포함할 수 있다. 수용성 광차단물질은 블랙 컬러를 가질 수 있다.
일 실시예에서, 용액층(SL)은 유기용매를 포함하고, 유기용매에 분산된 블랙 유기안료를 포함할 수 있다. 유기용매는 예를 들어, 아세톤 또는 에탄올 등일 수 있다. 유기용매에 분산된 블랙안료는 예를 들어, 아닐린블랙, 카본블랙, 그라파이트 등일 수 있다.
용액층(SL)은 광차단물질을 포함하여, 외부 광을 차단할 수 있다. 용액층이 투명 또는 반투명한 물질을 포함할 경우, 외부 광이 진입하여 반사성 물질을 포함하는 전극(E1, E2)에 반사되고, 외부에서 전극(E1, E2) 등이 시인되는 문제가 발생할 수 있으나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치에서는 광차단물질을 포함하는 용액층(SL)이 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2) 사이에 배치되어, 외부 광을 효과적으로 차단할 수 있고, 이에 따라 내부에 배치된 전극 등이 외부에서 시인되는 문제를 개선할 수 있다.
도 5 및 도 6은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 표시장치의 단면도이다. 이하, 도 5 및 도 6의 표시장치(DD-1, DD-2)를 설명함에 있어, 도 4에서 앞서 설명한 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 병기하고 이에 대한 설명은 생략된다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD-1)는 수직형 발광 소자(ED-1)를 포함할 수 있다. 발광 소자(ED-1)는 본체부(EM)의 하부 및 상부에 각각 제1 콘택부(CT1-1) 및 제2 콘택부(CT2-1)가 배치된 것일 수 있다.
표시장치(DD-1)가 수직형 발광 소자(ED-1)를 포함함에 따라, 제1 전극(E1-1) 및 제2 전극(E2-1)은 동일층 상에 배치되지 않고, 제1 콘택부(CT1-1) 및 제2 콘택부(CT2-1) 각각과 연결되도록 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, 제1 전극(E1-1)은 제3 절연층(30) 상에 배치되어 제1 콘택부(CT1-1)와 전기적으로 연결되고, 제2 전극(E2-1)은 화소정의막(PDL) 및 발광 소자(ED-1) 상에 배치되어 제2 콘택부(CT2-1)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치(DD-2)는 발광 소자(ED) 및 화소정의막(PDL) 상에 배치되는 평탄화층(PL)을 더 포함할 수 있다. 평탄화층(PL)은 발광 소자(ED) 및 화소정의막(PDL)을 커버하며, 상부에 평탄면을 제공할 수 있다. 평탄화층(PL)은 발광 소자(ED)와 화소정의막(PDL)의 높이 차이에 의한 단차를 제거하고 평탄화시키는 역할을 함과 동시에, 발광소자(ED)를 커버하여 외부 이물이 침입하는 것을 방지하는 역할을 할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자의 단면도이다. 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자가 전극에 연결된 상태의 단면도이다. 도 7 및 도 8에서는 도 4에 도시된 표시장치(DD)에 포함되는 발광소자(ED), 즉 수평형 발광소자를 예시적으로 도시하였다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(ED)는 베이스층(BSL), 제1 반도체층(SM1), 제2 반도체층(SM2), 제1 소자전극(LE1), 제2 소자전극(LE2), 제1 콘택부(CT1), 제2 콘택부(CT2), 및 소자절연층(ISL)을 포함할 수 있다.
베이스층(BSL)은 광 투과적 성질을 가지는 재질, 예를 들어 사파이어, GaN, ZnO, AlO 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 베이스층(BSL)은 층 상에 반도체층을 형성하기 적절한 기판으로, 캐리어 웨이퍼로 형성될 수 있다. 베이스층(BSL)은 전도성 기판 또는 절연성 기판일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자(ED)에서, 베이스층(BSL) 상에 제1 반도체층(SM1)이 배치될 수 있다. 제1 반도체층(SM1) 상에는 제2 반도체층(SM2)이 배치될 수 있다. 제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2)은 각각 n형 반도체층 및 p형 반도체층일 수 있다. n형 반도체층은 반도체층에 n형의 도펀트가 도핑되어 제공될 수 있고, p형 반도체층은 반도체층에 p형의 도펀트가 도핑되어 제공될 수 있다. 일 실시예에서, 제1 반도체층(SM1)은 n형 반도체층이고, 제2 반도체층(SM2)은 p형 반도체층일 수 있다.
제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2)은 각각 반도체 물질을 포함할 수 있다. 반도체 물질은 예를 들어, GaN, AlN, AlGaN, InGaN, InN, InAlGaN, 또는 AlInN일 수 있다. n형 도펀트는 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 셀레늄(Se), 텔루륨(Te) 또는 이들의 조합일 수 있다. p형 도펀트는 마그네슘(Mg), 아연(Zn), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 또는 바륨(Ba), 또는 이들의 조합일 수 있다.
도시되지는 않았으나, 제1 반도체층(SM1) 및 제2 반도체층(SM2) 사이에는 활성층이 배치될 수 있다. 활성층은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조, 양자선 구조, 또는 양자점 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다. 활성층은 n형 반도체층을 통해서 주입되는 전자와 p형 반도체층을 통해서 주입되는 정공이 재결합되는 영역일 수 있다. 활성층은 물질 고유의 에너지 밴드에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 광을 방출하는 층일 수 있다. 활성층의 위치는 발광 소자의 종류에 따라 다양하게 변경될 수 있다.
제1 소자전극(LE1)은 제2 반도체층(SM2) 상에 배치될 수 있다. 제2 소자전극(LE2)은 제1 반도체층(SM1) 상에 배치되고, 제2 반도체층(SM2)과 이격될 수 있다. 일 실시예에서, 제2 반도체층(SM2)은 제1 반도체층(SM1)의 일 측에 배치되고, 제2 소자 전극(LE2)은 제2 반도체층(SM2)과 평면상에서 중첩하지 않도록 제1 반도체층(SM1)의 타 측에 배치될 수 있다. 제1 소자전극(LE1)은 p형 전극으로, 제1 콘택부(CT1)가 제1 소자전극(LE1) 상에 배치될 수 있다. 제2 소자전극(LE2)은 n형 전극으로, 제2 콘택부(CT2)가 제2 소자전극(LE2) 상에 배치될 수 있다.
소자절연층(ISL)은 제1 반도체층(SM1), 제2 반도체층(SM2), 제1 소자전극(LE1), 및 제2 소자전극(LE2) 상에 배치되고, 제1 반도체층(SM1), 제2 반도체층(SM2), 제1 소자전극(LE1), 및 제2 소자전극(LE2)을 커버할 수 있다. 소자절연층(ISL)은 투명 또는 반투명한 절연물질을 포함하고, 발광 소자(ED)의 각 구성 사이에 배치되어 각 구성을 절연시킬 수 있다.
도 8을 참조하면, 발광 소자(ED)는 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 상에 배치되며, 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 발광 소자(ED)의 제1 콘택부(CT1) 및 제2 콘택부(CT2)는 용액층(SL)을 통과하여 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)과 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 콘택부(CT1)는 제1 전극(E1)과 연결되고, 제2 콘택부(CT2)는 제2 전극(E2)과 연결될 수 있다.
용액층(SL)은 발광 소자(ED)의 각 구성과 접촉할 수 있다. 용액층(SL)은 발광 소자(ED)의 콘택부(CT1, CT2)와 전극(E1, E2)이 접촉하는 부분을 커버하고, 발광 소자(ED)의 콘택부(CT1, CT2), 소자절연층(ISL)과 접촉하도록 배치될 수 있다. 발광 소자(ED)가 전극(E1, E2)에 연결된 상태에서, 발광 소자(ED)의 제1 반도체층(SM1), 제2 반도체층(SM2), 제1 소자전극(LE1), 제2 소자전극(LE2), 제1 콘택부(CT1), 및 제2 콘택부(CT2)는 소자절연층(ISL)과 용액층(SL)에 의해 커버되어 외부로 노출되지 않을 수 있다.
이하, 도면들을 참조하여 본 발명의 일 실시 예에 따른 표시장치의 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 도시한 순서도이다. 도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법을 순차적으로 도시한 단면도들이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법은 베이스기판 상에 전극을 형성하는 단계(S1), 전극 상에 용액층을 형성하는 단계(S2), 용액층을 통과하여 전극과 전기적으로 연결되도록 발광 소자를 전사하는 단계(S3), 및 발광 소자와 전극을 본딩시키는 단계(S4)를 포함한다.
도 9 및 도 10a를 참조하면, 베이스기판(BS) 상에 전극(E1, E2)을 형성한다. 전극(E1, E2)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)을 포함할 수 있다. 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 구리(Cu) 또는 금(Au)을 베이스기판(BS) 상에 증착한 후, 패터닝하여 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는 베이스기판(BS) 상에 화소정의막(PDL)을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 화소정의막(PDL)은 유기물을 코팅한 후, 전극(E1, E2)의 일부를 노출시키도록 개구부(PDL-OP)를 패터닝하여 형성할 수 있다. 화소정의막(PDL)은 광을 차단하는 물질을 포함하는 유기물을 패터닝하여 형성할 수 있다.
도 9 및 도 10b를 참조하면, 전극(E1, E2) 상에 광차단물질을 포함하는 용액을 패터닝하여 용액층(SL)을 형성한다. 용액층(SL)은 광차단물질이 용매에 분산 또는 용해된 용액을 통해 형성될 수 있다. 용액층(SL)은 화소정의막(PDL)의 개구부(PDL-OP) 내에 광차단물질을 포함하는 용액을 패터닝하여 형성할 수 있다. 용액층(SL)은 제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2) 사이에 정의되는 이격부를 충전하고, 이격부에 의해 노출된 베이스기판(BS)의 상면에 접촉하도록 형성될 수 있다.
도 9, 도 10c 및 도 10d를 참조하면, 용액층(SL)을 통과하여 발광 소자(ED)가 전극(E1, E2)과 전기적으로 연결되도록 발광 소자(ED)를 전사하는 단계를 포함한다. 발광 소자(ED)는 콘택부(CT1, CT2, 도 7 참조)를 포함하고, 콘택부(CT1, CT2)는 전극(E1, E2)과 접촉하도록 전사될 수 있다. 보다 구체적으로, 콘택부(CT1, CT2)는 제1 콘택부(CT1) 및 제2 콘택부(CT2)를 포함하고, 제1 콘택부(CT1)는 제1 전극(E1)과 연결되고, 제2 콘택부(CT2)는 제2 전극(E2)과 연결되도록 전사될 수 있다. 발광 소자(ED)가 전사되는 단계에서 발광 소자(ED)가 용액층(SL)을 통과하여 전사됨에 따라, 발광 소자(ED)의 콘택부(CT1, CT2) 및 전극(E1, E2)은 용액층(SL) 내에 매몰되고, 용액층(SL)에 의해 전면적으로 커버될 수 있다.
도 9 및 도 10d를 참조하면, 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)이 연결되는 부분에 광(L) 또는 열을 가하여 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)을 본딩시키는 단계를 포함한다. 광(L) 또는 열은 발광 소자(ED)의 콘택부(CT1, CT2)와 전극(E1, E2)이 접촉하는 부분에 가해질 수 있다. 일 실시예에서, 전극(E1, E2)은 구리(Cu) 또는 금(Au)으로 형성되고, 콘택부(CT1, CT2)는 주석(Sn) 합금으로 형성되고, 광(L) 또는 열을 조사하는 단계에서 콘택부(CT1, CT2)와 전극(E1, E2)을 형성한 금속들이 용융된 후 서로 결합하는 것일 수 있다. 일 실시예에서, 광(L)은 IR(infrared) 레이저를 통해 조사될 수 있다. 도 10d에서는 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)이 연결되는 부분에 광(L)이 조사되는 것을 예시적으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)이 연결되는 부분에 열이 가해져 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)이 본딩될 수도 있다. 열은 IR 리플로우 오븐(IR reflow oven), 대류식 오븐(convection oven), 및 핫 플레이트(hot plate) 중 적어도 어느 하나를 통해 가해지는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는, 금속을 포함하는 발광소자의 콘택부와 전극을 본딩시킬 때, 광 또는 열을 를 이용하여 본딩되는 부분을 용융시킨 후 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는 발광소자의 콘택부와 전극이 연결되는 부분에 IR 레이저를 조사하여 본딩되는 부분을 용융시킨 후 결합시키는 단계를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는 콘택부와 전극의 접촉부분을 용액층이 커버하고 있으므로, 본딩되는 부분이 산화되는 것이 방지되고, IR 레이저에 의한 본딩이 용이해질 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는 용액층이 광차단물질을 포함하여, IR 레이저가 본딩부 외에 다른 부분에 조사되는 것을 방지하고, 외부 광을 효과적으로 차단하여 내부에 배치된 전극 등이 외부에서 시인되는 문제를 개선할 수 있다.
도 10d 및 도 10e를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 제조 방법에서는 발광 소자(ED)와 전극(E1, E2)을 본딩시키는 단계 이후에, 용액층(SL)을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 용액층(SL)은 용액층(SL)을 형성한 용액에 포함된 용매의 성질에 따라 선택된 세정물질을 통해 제거될 수 있다. 일 실시예에서, 용액층(SL)은 수용성 용매를 포함하는 용액을 통해 형성되고, 본딩 단계 이후에 물을 통해 세정하여 제거될 수 있다. 또는, 용액층(SL)은 유기용매를 포함하는 용액을 통해 형성되고, 본딩 단계 이후에 에탄올 또는 아세톤을 통해 세정하여 제거될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
DD: 표시장치 ED: 발광소자
SL: 용액층 CT: 콘택부

Claims (20)

  1. 적어도 하나의 전극을 포함하는 베이스기판;
    상기 베이스기판 상에 배치되고, 상기 전극에 전기적으로 연결되는 발광 소자; 및
    상기 베이스기판 및 상기 발광 소자 사이에 배치되는 용액층을 포함하고,
    상기 용액층은 광차단물질을 포함하는 표시장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 전극과 접촉하는 콘택부를 포함하고,
    상기 용액층은 상기 콘택부를 둘러싸는 표시장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전극은 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극을 포함하고,
    상기 콘택부는
    상기 제1 전극에 연결되는 제1 콘택부, 및
    상기 제2 전극에 연결되는 제2 콘택부를 포함하는 표시장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 발광 소자는
    베이스층,
    상기 베이스층 상에 배치된 제1 반도체층,
    상기 제1 반도체층 상에 배치된 제2 반도체층,
    상기 제2 반도체층 상에 배치되고, 상기 제1 콘택부에 연결되는 제1 소자전극, 및
    상기 제1 반도체층 상에 배치되고, 상기 제2 콘택부에 연결되는 제2 소자전극을 더 포함하는 표시장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 발광 소자는 상기 제1 소자전극 및 상기 제2 소자전극의 적어도 일부를 커버하는 소자절연층을 더 포함하고,
    상기 용액층은 상기 제1 콘택부, 상기 제2 콘택부, 및 상기 소자절연층과 접촉하도록 배치되는 표시장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 금(Au) 또는 구리(Cu)를 포함하는 표시장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 용액층은
    수용성 용매, 및 상기 수용성 용매에 용해된 나트륨 염을 포함하고,
    상기 나트륨 염은 블랙컬러를 가지는 표시장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 용액층은
    유기용매, 및 상기 유기용매에 분산된 블랙 유기안료를 포함하는 표시장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 베이스기판 상에 배치되고, 상기 전극의 일부를 커버하는 화소정의막을 더 포함하고,
    상기 화소정의막에 상기 전극의 상기 일부를 제외한 부분을 노출시키는 개구부가 정의되고,
    상기 발광 소자 및 상기 용액층은 상기 개구부 내에 배치되는 표시장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자는 마이크로 엘이디 소자인 표시장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 발광 소자 및 상기 용액층 상에 배치되는 평탄화층을 더 포함하는 표시장치.
  12. 제2항에 있어서,
    상기 콘택부는 주석(Sn)을 포함하고,
    구리(Cu), 은(Ag), 및 금(Au) 중 적어도 어느 하나를 더 포함하는 표시장치.
  13. 베이스기판 상에 전극을 형성하는 단계;
    상기 전극 상에 광차단물질을 포함하는 용액을 패터닝하여 용액층을 형성하는 단계;
    상기 용액층을 통과하여 상기 전극과 전기적으로 연결되도록 발광 소자를 전사하는 단계; 및
    상기 발광 소자와 상기 전극이 연결되는 부분에 광 또는 열을 가하여 상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계를 포함하는 표시장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 발광 소자는 콘택부를 포함하고,
    상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 콘택부와 상기 전극이 접촉하도록 전사되는 표시장치의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 전극은 구리(Cu) 또는 금(Au)을 포함하고,
    상기 콘택부는 주석(Sn) 합금을 포함하고,
    상기 광을 조사하는 단계에서 상기 콘택부와 상기 전극이 본딩되는 표시장치의 제조 방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 전극을 형성하는 단계에서 제1 전극, 및 상기 제1 전극과 이격된 제2 전극을 형성하고,
    상기 콘택부는 제1 콘택부, 및 상기 제1 콘택부와 이격된 제2 콘택부를 포함하고,
    상기 발광 소자를 전사하는 단계에서 상기 제1 콘택부와 상기 제1 전극이 연결되고, 상기 제2 콘택부와 상기 제2 전극이 연결되도록 전사되는 표시장치의 제조 방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 발광 소자를 전사하는 단계에서
    상기 콘택부 및 상기 전극이 상기 용액층에 전면적으로 커버되도록 전사되는 표시장치의 제조 방법.
  18. 제13항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계 이후에
    상기 용액층을 제거하는 단계를 더 포함하는 표시장치의 제조 방법.
  19. 제13항에 있어서,
    상기 베이스기판 상에 상기 전극의 일부를 커버하도록 화소정의막을 형성하는 단계를 더 포함하고,
    상기 발광 소자를 전사하는 단계에서
    상기 전극의 상기 일부를 제외한 부분을 노출시키도록 정의된 상기 화소정의막의 개구부 내에 상기 발광 소자를 전사하는 표시장치의 제조 방법.
  20. 제13항에 있어서,
    상기 발광 소자와 상기 전극을 본딩시키는 단계에서
    상기 발광 소자와 상기 전극이 연결되는 부분에 IR(infrared) 레이저를 통해 광을 조사하거나, IR 리플로우 오븐(IR reflow oven), 대류식 오븐(convection oven), 및 핫 플레이트(hot plate) 중 적어도 어느 하나를 통해 열을 가하는 표시장치의 제조 방법.
KR1020190041351A 2019-04-09 2019-04-09 표시장치 및 이의 제조 방법 KR20200119444A (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190041351A KR20200119444A (ko) 2019-04-09 2019-04-09 표시장치 및 이의 제조 방법
CN202010258557.0A CN111799293A (zh) 2019-04-09 2020-04-03 显示设备及显示设备的制造方法
US16/839,932 US11538968B2 (en) 2019-04-09 2020-04-03 Display device and manufacturing method thereof

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020190041351A KR20200119444A (ko) 2019-04-09 2019-04-09 표시장치 및 이의 제조 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20200119444A true KR20200119444A (ko) 2020-10-20

Family

ID=72747444

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020190041351A KR20200119444A (ko) 2019-04-09 2019-04-09 표시장치 및 이의 제조 방법

Country Status (3)

Country Link
US (1) US11538968B2 (ko)
KR (1) KR20200119444A (ko)
CN (1) CN111799293A (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102276372B1 (ko) * 2020-11-30 2021-07-12 한국광기술원 초박막 플렉시블 투명 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110349989B (zh) * 2019-07-17 2022-05-03 京东方科技集团股份有限公司 发光二极管、显示基板和转移方法
TWI740484B (zh) * 2020-05-04 2021-09-21 宏碁股份有限公司 顯示裝置與其製造方法
TWI765332B (zh) * 2020-08-31 2022-05-21 錼創顯示科技股份有限公司 微型半導體結構及其製造方法
CN112928192A (zh) * 2021-02-09 2021-06-08 武汉华星光电半导体显示技术有限公司 显示面板及显示装置
CN113488500A (zh) * 2021-06-30 2021-10-08 上海天马微电子有限公司 一种显示面板及显示装置
CN115188752A (zh) * 2022-06-30 2022-10-14 湖北长江新型显示产业创新中心有限公司 显示面板、显示装置及控制方法

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5245614B2 (ja) * 2008-07-29 2013-07-24 豊田合成株式会社 発光装置
JP2012019062A (ja) * 2010-07-08 2012-01-26 Shin Etsu Chem Co Ltd 発光半導体装置、実装基板及びそれらの製造方法
US8933433B2 (en) 2012-07-30 2015-01-13 LuxVue Technology Corporation Method and structure for receiving a micro device
US9178123B2 (en) 2012-12-10 2015-11-03 LuxVue Technology Corporation Light emitting device reflective bank structure
US20160181476A1 (en) 2014-12-17 2016-06-23 Apple Inc. Micro led with dielectric side mirror
JP6217711B2 (ja) * 2015-08-21 2017-10-25 日亜化学工業株式会社 発光装置の製造方法
US10066819B2 (en) 2015-12-09 2018-09-04 X-Celeprint Limited Micro-light-emitting diode backlight system
KR20170112304A (ko) 2016-03-31 2017-10-12 엘지디스플레이 주식회사 유기발광 표시장치 및 이의 제조방법
JP6626974B2 (ja) * 2016-07-14 2019-12-25 京セラ株式会社 光センサ用パッケージ、光センサ装置および電子モジュール
KR102631259B1 (ko) * 2016-09-22 2024-01-31 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치
JP6591948B2 (ja) * 2016-09-29 2019-10-16 三菱マテリアル電子化成株式会社 窒化ジルコニウム粉末及びその製造方法
KR102651097B1 (ko) * 2016-10-28 2024-03-22 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 디스플레이 장치
KR20180071743A (ko) * 2016-12-20 2018-06-28 엘지디스플레이 주식회사 발광 다이오드 칩 및 이를 포함하는 발광 다이오드 디스플레이 장치
KR20180073971A (ko) 2016-12-23 2018-07-03 주식회사 루멘스 마이크로 엘이디와 액티브 메트릭스 기판의 플립 본딩 방법 및 플립 본딩 구조
KR102422386B1 (ko) 2017-04-21 2022-07-20 주식회사 루멘스 마이크로 led 디스플레이 장치 및 그 제조방법

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102276372B1 (ko) * 2020-11-30 2021-07-12 한국광기술원 초박막 플렉시블 투명 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법

Also Published As

Publication number Publication date
CN111799293A (zh) 2020-10-20
US11538968B2 (en) 2022-12-27
US20200328332A1 (en) 2020-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20200119444A (ko) 표시장치 및 이의 제조 방법
JP7384388B2 (ja) 表示装置
KR102572340B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
KR102526778B1 (ko) 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
US11705540B2 (en) Display device and manufacturing method thereof
KR20200068150A (ko) 표시장치 및 이의 제조 방법
US11837583B2 (en) Display device and method for manufacturing display device
KR102579915B1 (ko) 표시 장치 및 그것의 제조 방법
KR20200038342A (ko) 표시 장치
EP3826065B1 (en) Display device and method for manufacturing display device
KR20240036542A (ko) 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
CN114335076A (zh) 发光显示面板和包括发光显示面板的发光显示设备
US11195824B2 (en) Pixel, display device including the same, and manufacturing method thereof
US11088198B2 (en) Display device and manufacturing method of display device
TWI835920B (zh) 顯示裝置
JP2023098829A (ja) 表示装置及びその製造方法｛ｄｉｓｐｌａｙ ｄｅｖｉｃｅ ａｎｄ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ ｔｈｅｒｅｏｆ｝

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal