KR20210090087A

KR20210090087A - 발광 소자 및 표시 장치

Info

Publication number: KR20210090087A
Application number: KR1020200157041A
Authority: KR
Inventors: 아오키 다이
Original assignee: 삼성전자주식회사
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-11-20
Publication date: 2021-07-19
Also published as: JP2021111681A

Abstract

설계 자유도를 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 표시 장치를 제공한다. 패키지(10)에는 광 취출 영역(LR, LG, LB) 및 광 취출 영역(LR, LG, LB) 외측의 격벽 영역(D)이 마련되어 있다. 패키지(10)는 광 취출 영역(LR, LG, LB)에 소정 파장 영역의 빛을 방출하는 LED(12)와, LED(12)에서 방사된 빛의 파장을 변환하는 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 포함하며, 격벽 영역(D)에 벽부(15)와, 벽부(15)의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부(16)를 포함한다.

Description

발광 소자 및 표시 장치{LIGHT EMITTING ELEMENT AND DISPLAY DEVICE}

본 개시는 LED(Light Emitting Diode)를 포함하는 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.

최근 마이크로 LED를 이용한 표시 장치의 개발이 진행되고 있다(예를 들면, 특허 문헌 1). 표시 장치는 기판 상에 복수의 패키지(발광 소자)를 가지고 있다. 패키지는 LED와, LED로부터 방사(放射)된 빛의 파장 변환을 실행하는 파장 변환층을 포함하고 있다. 예를 들면, LED로부터 방사된 빛은 적색 파장 영역의 빛, 녹색 파장 영역의 빛 또는 청색 파장 영역의 빛으로 변환되어 취출(取出)된다.

[특허 문헌 1] 일본 특개2018-205456호공보

이러한 표시 장치에서는 설계 자유도를 향상시키는 것이 바람직하다. 설계 자유도를 향상시킴으로써 다양한 요구에 유연하게 대응하는 것이 가능해진다. 예를 들면, 제조 공정 중 패키지 탑재 공정에서 기인한 발광 소자의 열화를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 광 취출 효율의 저하 및 발광 소자로의 응력 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

따라서, 본 개시의 일 측면은 설계 자유도를 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 표시 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 사상에 따른 발광 소자는 소정의 파장 영역의 빛을 방사하는 LED; 상기 LED에서 방사되는 빛의 파장을 변환하는 파장 변환층; 상기 LED 및 상기 파장 변환층의 주위에 마련되는 벽부; 및 상기 벽부에 적층되며, 상기 벽부의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부;를 포함한다.

상기 벽부는 광반사성 재료를 포함하고, 상기 제1 적층부는 차광성 재료를 포함할 수 있다.

상기 제1 적층부의 적어도 일부는 빛의 추출 방향에 있어서 상기 파장 변환층의 표면보다 돌출될 수 있다.

상기 발광 소자는 상기 파장 변환층의 투과광에 대해 특정 파장 폭의 빛을 투과시키는 밴드 패스 필터를 더 포함하며, 상기 제1 적층부의 적어도 일부는 빛의 추출 방향에 있어서 상기 밴드 패스 필터의 표면보다 돌출될 수 있다.

상기 발광 소자는 상기 제1 적층부에 적층되는 제2 적층부를 더 포함할 수 있다.

상기 제2 적층부는 무기 재료를 포함할 수 있다.

상기 제2 적층부는 카본 또는 산화 실리콘을 포함할 수 있다.

상기 제2 적층부의 높이는 2μm 이상일 수 있다.

상기 발광 소자는 상기 파장 변환층의 투과광에 대해 특정 파장 폭의 빛을 투과시키는 밴드 패스 필터를 더 포함하며, 상기 제2 적층부는 빛의 추출 방향에 있어서 상기 밴드 패스 필터의 표면보다 돌출될 수 있다.

상기 파장 변환층은 형광체 및 양자 도트 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.

상기 발광 소자는 상기 벽부에 의해 구획되는 복수의 광 취출 영역을 더 포함하며, 복수의 상기 광 취출 영역 각각에 상기 LED 및 상기 파장 변환층이 마련될 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 표시 장치는 상기 발광 소자; 및 상기 발광 소자가 탑재되는 기판;을 포함할 수 있다.

본 발명의 사상에 따른 표시 장치는 기판; 및 상기 기판 상에 마련되며, 특정 파장 영역의 빛이 취출되는 광 취출 영역 및 상기 광 취출 영역의 외측에 배치되는 격벽 영역을 포함하는 발광 소자;를 포함하며, 상기 발광 소자는, 상기 광 취출 영역에 마련되는 LED; 상기 LED의 적어도 일부를 감싸도록 상기 광 취출 영역에 마련되는 파장 변환층; 상기 파장 변환층 상에 마련되는 밴드 패스 필터; 상기 광 취출 영역을 구획하며, 상기 격벽 영역에 마련되는 벽부; 상기 벽부에 적층되며, 상기 벽부의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부; 및 상기 광 취출 영역 및 상기 격벽 영역 중 적어도 하나에 마련되며, 적어도 일부는 빛의 취출 방향에 있어서 상기 밴드 패스 필터보다 돌출되는 제2 적층부를 포함한다.

상기 제2 적층부는 파장 변환층, 밴드 패스 필터 및 제1 적층부 중 적어도 하나에 적층될 수 있다.

상기 제1 적층부는 차광성 재료를 포함할 수 있다.

상기 제2 적층부는 무기 재료를 포함할 수 있다.

상기 제2 적층부의 높이는 2μm 이상일 수 있다.

상기 벽부는 광반사성 재료를 포함할 수 있다.

본 개시의 일 측면에 따른 발광 소자 및 표시 장치는 벽부에 벽부의 구성 재료와 다른 재료를 포함하는 제1 적층부가 적층되어 있기 때문에, LED 및 파장 변환층 주위의 구조 및 기능 등의 조정이 용이해진다. 따라서, 설계 자유도를 향상시킬 수 있게 된다. 예를 들면, LED 및 파장 변환층 주위의 제1 적층부에 제2 적층부를 더 적층시킬 수 있다. 이로 인해, 제조 공정 중 패키지 탑재 공정에서 기인한 발광 소자의 열화를 억제하는 것이 가능해진다. 또한, 이 제2 적층부는 LED 및 파장 변환층 주위에 마련되어 있기 때문에, 광 취출 효율의 저하 및 발광 소자로의 응력 발생을 억제하는 것이 가능해진다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 구성을 나타내는 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 II-II 선에 따른 단면 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 표시 장치의 제조 방법의 일 공정을 나타내는 단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 공정 후에 이어지는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4에 도시된 공정 후에 이어지는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 6은 도 5에 도시된 공정 후에 이어지는 공정을 나타내는 단면도이다.
도 7은 변형례 1에 따른 패키지의 단면 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.
도 8은 변형례 2에 따른 패키지의 단면 구성을 모식적으로 나타내는 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명한다. 이하의 도면에서 동일한 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭하며, 도면 상에서 각 구성요소의 크기는 설명의 명료성 및 편의를 위해 과장되어 있을 수 있다. 한편, 이하에서 설명되는 실시예는 단지 예시적인 것에 불과하며, 이러한 실시예로부터 다양한 변형이 가능하다.

이하에서 "상부", "상", 또는 "위"로 기재된 구성은 접촉해서 바로 그 위에 있는 것뿐만 아니라 비접촉해서 위에 있는 것도 포함할 수 있다.

단수의 표현은 문맥 상 명백하게 다르게 의미하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 어떤 부분이 있는 구성 요소를 "포함한다" 또는 "가지다"라고 할 경우, 그것은 특별히 반대가 되는 기재가 없는 한 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있다라는 것을 의미한다.

또한, "상기" 용어 및 이와 유사한 지시 용어의 사용은 단수와 복수 모두에 해당한다.

방법을 구성하는 단계에 있어서, 명백하게 순서를 기재하거나 혹은 반대 되는 기재가 없으면 단계는 적절한 순서로 실행된다. 반드시 상기 단계의 기재 순서로 한정되는 것은 아니다. 모든 예 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등)의 사용은 단순히 기술적 사상을 설명하기 위한 것으로, 특허청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예 또는 예시적인 용어에 의해 범위가 한정되는 것은 아니다.

(실시예)

<표시 장치(1)의 구성>

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(표시 장치(1))의 구성을 나타내고 있다. 도 1은 표시 장치(1)의 개략적인 구성을 나타내는 평면 모식도이고, 도 2는 도 1에 도시한 II-II 선에 따른 단면 구성을 모식적으로 나타내고 있다. 이 표시 장치(1)는 마이크로 LED를 이용한 표시 장치이며, 기판(11) 상에 복수의 패키지(10)를 가지고 있다(도 1). 패키지(10)는 예를 들면, 기판(11) 상에 매트릭스 형태로 배치되어 있다. 각각의 패키지(10)에는 광 취출 영역(LR, LG, LB) 및 격벽 영역(D)이 마련되어 있다. 패키지(10)는 예를 들면, 모 놀리식(Monolithic) 구조를 가지고 있으며, 표시 장치(1)의 서브 픽셀(Sub pixel)에 해당한다. 여기서는, 이 패키지(10)가 본 발명 "발광 소자"의 구체적인 일 예에 해당한다.

광 취출 영역(LR, LG, LB)은 예를 들면, 사각형의 평면 형상을 가지고 있다(도 1). 광 취출 영역(LR)에는 기판(11) 측으로부터 LED(12), 파장 변환층(13R), 및 밴드 패스 필터(14R)가 순서대로 마련되어 있다(도 2). 광 취출 영역(LR)에서는 LED(12)에서 방사(放射)된 빛이 파장 변환층(13R) 및 밴드 패스 필터(14R)를 순서대로 투과하여 적색 파장 영역의 빛으로 취출(取出)된다. 여기서, '취출(取出)'이란 골라내어 내보낸다는 뜻으로, 특정 영역의 빛을 추출 또는 배출한다는 의미로 이해하여도 무방하다. 광 취출 영역(LG)에는 기판(11) 측으로부터 LED(12), 파장 변환층(13G), 및 밴드 패스 필터(14G)가 순서대로 마련되어 있다. 광 취출 영역(LG)에서는 LED(12)에서 방사된 빛이 파장 변환층(13G) 및 밴드 패스 필터(14G)를 순서대로 투과하여 녹색 파장 영역의 빛으로 취출된다. 광 취출 영역(LB)에는 기판(11) 측으로부터 LED(12) 및 파장 변환층(13B)이 순서대로 마련되어 있다. 광 취출 영역(LB)에서는 LED(12)에서 방사된 빛이 파장 변환층(13B)을 투과하여 청색 파장 영역의 빛으로 취출된다. 즉, 광 취출 영역(LR, LG, LB)에서는 특정 파장 영역의 빛이 취출된다. 도 2에 도시된 화살표 방향이 빛의 취출 방향을 나타낸다.

격벽 영역(D)은 광 취출 영역(LR, LG, LB)의 외측에 배치되어 있다. 이 격벽 영역(D)은 광 취출 영역(LR, LG, LB)을 각각 둘러싸는 프레임 형상을 가지고 있다. 다시 말하면, 광 취출 영역(LR, LG, LB)은 격벽 영역(D)에 의해 서로 분리되어 있다. 격벽 영역(D)에는 기판(11) 측으로부터 벽부(15), 제1 적층부(16), 및 제2 적층부(17)가 순서대로 마련되어 있다.

기판(11)은 LED(12)를 구동시키기 위한 기판이며, 예를 들면 기재와, 기재 상에 마련된 배선층을 포함하고 있다. 배선층은 예를 들면, LED(12)에 연결된 회로 패턴(11c)과, 회로 패턴(11c)에 연결된 TFT(Thin Film Transistor) 및 배선을 가지고 있다. 배선층은 TFT 대신 다른 구동 소자를 가지고 있을 수 있다. 혹은 표시 장치(1)는 패시브 매트릭스 구동일 수도 있다.

기판(11) 상의 LED(12)는 기판(11) 측으로부터 전극(12e) 및 반도체층(12s)을 순서대로 가지고 있다. 전극(12e)은 접합층(18)을 통해 회로 패턴(11c)에 접합되어 있다. 접합층(18)에 의해 전극(12e)은 회로 패턴(11c)에 전기적으로 연결되어 있다. 반도체층(12s)은 예를 들어, 질화 갈륨(GaN) 계의 반도체 재료를 포함하고 있으며, LED(12)는 자외 ~ 청색 파장 영역의 빛을 방사한다. 광 취출 영역(LR, LG, LB)에는 예를 들면, 서로 동일한 파장 영역의 빛을 방사하는 LED(12)가 마련되어 있다. LED(12)는 마이크로 LED이며, 예를 들면 사각형의 평면 형상을 가지고 있다. 이 사각형의 한 변의 크기는 예를 들어, 1μm 이상 100μm 이하이다. LED(12)는 예를 들어, 대략 직육면체 또는 대략 입방체 등의 입체 형상을 가지고 있다.

LED(12)를 덮도록 기판(11) 상에 파장 변환층(13R, 13G, 13B)이 마련되어 있다. 파장 변환층(13R, 13G, 13B)은 LED(12)의 바닥면(기판(11) 측의 면)에 둘러싸여 있을 수 있다. 예를 들면, LED(12) 중 전극(12e)의 일부(접합층(18)과의 접합면)가 파장 변환층(13R, 13G, 13B)으로부터 노출되어 있다. 파장 변환층(13R, 13G, 13B)은 예를 들면, 파장 변환 물질 및 바인더를 포함하고 있다. 파장 변환 물질은 예를 들면, 형광체 또는 양자 도트(Quantum Dot) 등이며, LED(12)에서 방사된 빛의 파장을 변환한다. 파장 변환층(13R)은 LED(12)에서 방사된 빛의 파장을 적색 파장 영역으로 변환하는 파장 변환 물질을 포함한다. 파장 변환층(13G)은 LED(12)에서 방사된 빛의 파장을 녹색 파장으로 변환하는 파장 변환 물질을 포함한다. 파장 변환층(13B)은 LED(12)에서 방사된 빛의 파장을 청색 파장 영역으로 변환하는 파장 변환 물질을 포함한다. 바인더는 예를 들면, 실리콘(silicone)계 수지, 에폭시(epoxy)계 수지 또는 아크릴계 수지 등의 수지 재료를 포함하고 있다. 예를 들면, 바인더 중에 파장 변환 물질이 분산되어 있다.

파장 변환층(13R, 13G) 상의 밴드 패스 필터(14R, 14G)는 소정 파장 영역의 빛을 선택적으로 투과시킨다. 밴드 패스 필터(14R)는 적색 파장 영역의 빛을 선택적으로 투과시키고, 밴드 패스 필터(14G)는 녹색 파장 영역의 빛을 선택적으로 투과시킨다. 즉, 밴드 패스 필터(14R, 14G)는 파장 변환층(13R, 13G)의 투과광에 대해 특정 파장 폭의 빛을 투과시킨다. 예를 들어, 파장 변환층(13R, 13G)에서 파장 변환되지 않은 빛은 밴드 패스 필터(14R, 14G)를 투과하지 않는다. 이러한 밴드 패스 필터(14R, 14G)를 마련함으로써, 광 취출 영역(LR, LG)으로부터 취출되는 빛의 색 순도를 높일 수 있다. 밴드 패스 필터(14R, 14G)는 예를 들어, 수지 재료를 포함하고 있다. 파장 변환층(13B) 상에 UV(Ultraviolet) 컷 필터가 마련되어 있을 수도 있다.

벽부(15)는 광 취출 영역(LR, LG, LB)을 구획하는 격벽이다. 다시 말해, 이 벽부(15)에 의해 나누어진 영역이 광 취출 영역(LR, LG, LB)이다. 벽부(15)의 높이(광 취출 방향의 크기, 즉 도 2에서 Z 방향의 크기)는 파장 변환층(13R, 13G, 13B)의 두께와 대략 동일하다. 다시 말하면, 광 취출 방향에서는 벽부(15)의 단부면(광 취출 방향에서의 단부면)의 위치와 대략 같은 위치에 파장 변환층(13R, 13G, 13B)의 표면이 배치되어 있다. 여기서, 파장 변환층(13R, 13G, 13B)의 표면은 광 취출 방향의 표면을 말한다. 벽부(15)는 LED(12)에서 방사되는 파장 영역의 빛 및 파장 변환층(13R, 13G, 13B)에서 변환된 파장 영역의 빛에 대해 광반사 특성을 갖는 것이 바람직하다. 적어도 벽부(15) 중 파장 변환층(13R, 13G, 13B)과의 대향면은 광반사 특성을 가지고 있다. 이로 인해, LED(12)에서 직접 혹은 LED(12)에서 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 통해 벽부(15)를 향하는 빛은 벽부(15)에서 반사된다. 따라서, LED(12)에서 방사된 빛의 이용 효율이 높아져 광 취출 효율을 향상시킬 수 있게 된다. 벽부(15)는 예를 들어, 백색 안료 및 수지 재료를 포함하고 있다. 수지 재료에는 예를 들어, 광경화성 수지 재료를 사용할 수 있다.

벽부(15) 상의 제1 적층부(16)는 예를 들면, 블랙 매트릭스 층이며, 이웃하는 광 취출 영역(LR, LG, LB)의 사이에서 혼색(混色)의 발생을 억제한다. 제1 적층부(16)는 벽부(15)의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하고 있다. 예를 들면, 제1 적층부(16)는 차광성 재료 및 수지 재료를 포함하고 있다. 차광성 재료는 예를 들면, 흑색 안료 또는 염료이다. 제1 적층부(16)를 마련함으로써 표시 장치(1)의 콘트라스트(contrast)를 향상시킬 수 있다.

제1 적층부(16)는 예를 들면, 벽부(15) 상의 선택적인 영역에 마련되어 있으며, 제1 적층부(16)의 폭(도 2에서 X 방향의 크기)은 벽부(15)의 폭보다 작다. 다시 말하면, 제1 적층부(16)의 개구 크기는 광 취출 영역(LR, LG, LB)의 크기보다 크다. 제1 적층부(16)의 개구에 밴드 패스 필터(14R, 14G)가 마련되어 있다.

제1 적층부(16)의 두께(광 취출 방향의 크기, 즉 도 2에서 Z 방향의 크기)는 예를 들면, 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 두께와 거의 동일하다. 다시 말하면, 광 취출 방향에서는 제1 적층부(16)의 표면 위치와 거의 같은 위치에 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면이 배치되어 있다. 여기서, 제1 적층부(16)의 표면 및 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면은 광 취출 방향의 표면을 말한다. 또한, 제1 적층부(16)는 광 취출 방향에 있어서, 파장 변환층(13B)의 표면보다 돌출되어 있다. 제1 적층부(16) 전부가 파장 변환층(13B)의 표면보다 돌출되어 있을 수 있고, 혹은 제1 적층부(16) 일부가 파장 변환층(13B)의 표면보다 돌출되어 있을 수 있다.

제2 적층부(17)는 예를 들면, 제1 적층부(16) 상의 선택적인 영역에 마련되어 있다. 제2 적층부(17)는 예를 들면, 제조 공정에서 밴드 패스 필터(14R, 14G) 및 파장 변환층(13R, 13G, 13B) 등을 보호하기 위한 것이며(후술), 광 취출 방향에 있어서 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되어 있다. 제2 적층부(17) 전부가 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되어 있을 수 있고, 혹은 제2 적층부(17)의 일부가 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되어 있을 수도 있다. 자세한 내용은 후술하지만, 본 실시예에서는 격벽 영역(D)에 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되는 제2 적층부(17)가 마련되어 있기 때문에, 패키지(10)의 열화를 억제할 수 있다.

제2 적층부(17)의 두께(광 취출 방향의 크기, 즉 도 2에서 Z 방향의 크기)는 2μm 이상인 것이 바람직하다. 제2 적층부(17)가 2μm 이상의 두께를 가짐으로써, 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면에서 충분한 크기로 제2 적층부(17)가 돌출되어 효과적으로 패키지(10)의 열화를 억제할 수 있다. 제2 적층부(17)는 카본(Carbon) 또는 산화 실리콘(SiO2) 등의 무기 재료로 구성되어 있는 것이 바람직하다. 제2 적층부(17)를 무기 재료로 구성함으로써, 예를 들어 제조 공정 중 고온에서도 제2 적층부(17)의 열화를 억제할 수 있다. 제2 적층부(17)는 무광택 흑색(黑色)을 갖는 것이 바람직하다. 제2 적층부(17)가 무광택 흑색을 가짐으로써, 제2 적층부(17)에서의 외광(外光) 반사를 억제할 수 있다.

밴드 패스 필터(14R, 14G), 파장 변환층(13B) 및 제2 적층부(17)는 예를 들면, 밀봉판(미도시)으로 덮여 있다. 밀봉판은 밴드 패스 필터(14R, 14G), 파장 변환층(13B) 및 제2 적층부(17) 등을 사이에 두고 기판(11)에 대향하고 있으며, 예를 들어 점착층에 의해 기판(11)에 접합되어 있다. 점착층의 두께는 예를 들면, 1μm 정도이다. 밀봉판에는 예를 들면, 수지 시트 또는 유리 기판 등이 이용될 수 있다.

<표시 장치(1)의 제조 방법>

표시 장치(1)는 예를 들면 다음과 같이 제조된다.

도 3 내지 도 6은 표시 장치(1)의 제조 공정을 순차적으로 도시하고 있다.

먼저, 제1 임시고정기판(21) 상에 복수의 패키지(10)를 형성한다(도 3). 복수의 패키지(10)는 각각 예컨대, 다음과 같이 형성된다.

LED(12)는 예를 들면, 성장(成長) 기판 상에 예를 들어, GaN계 반도체 층을 성장시켜서 반도체 웨이퍼(wafer)를 형성한 후, 이 반도체 웨이퍼를 분할하여 형성한다. LED(12)를 형성한 후, LED(12)를 제1 임시고정기판(21)에 탑재한다. 이때, LED(12)의 전극을 예를 들면, 제1 임시고정기판(21)에 접하도록 배치한다. 예를 들어, LED(12)를 형성한 후 벽부(15)를 형성한다. 벽부(15)를 형성하는 공정에서는 예를 들면, 먼저 제1 임시고정기판(21)에 백색 안료를 포함하는 수지 재료를 도포한다. 이어서, 이 백색 안료를 포함하는 수지 재료를 패터닝(patterning)함으로써 벽부(15)가 형성된다. 벽부(15)의 패터닝 형상은 예를 들면, 마스크를 이용하여 제어된다. 패터닝에서는 예를 들면 자외선 조사에 의해 수지 재료를 경화시킨 후, 습식 세정을 이용하여 불필요한 부분을 제거한다.

제1 임시고정기판(21) 상에 벽부(15)를 형성한 후, 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 형성한다. 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 형성하는 공정에서는 먼저, 벽부(15)에 의해 구획된 영역에 파장 변환 물질을 포함하는 수지 재료를 도포한다. 이어서, 이 파장 변환 물질을 포함하는 수지 재료를 패터닝함으로써 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 형성한다. 패터닝에서는 예를 들면, 자외선 조사에 의해 수지 재료를 경화시킨 후, 세정하여 불필요한 부분을 제거한다. 파장 변환층(13R, 13G, 13B)을 형성한 후, 예를 들어 제1 적층부(16) 및 밴드 패스 필터(14R, 14G)를 형성한다. 제1 적층부(16) 및 밴드 패스 필터(14R, 14G)를 형성한 후, 제2 적층부(17)를 형성한다. 제2 적층부(17)는 예를 들면, 스퍼터링(sputtering) 방법 등을 이용하여 산화 실리콘을 증착시킨 후, 이를 패터닝하여 형성된다. 혹은 제2 적층부(17)는 무기 재료를 용매에 분산시킨 후, 이를 제1 적층부(16) 상에 도포하여 형성될 수도 있다.

제1 임시고정기판(21) 상에 복수의 패키지(10)를 형성한 후, 복수의 패키지(10)를 사이에 두고 제1 임시고정기판(21)에 제2 임시고정기판(22)을 대향시킨다(도 4). 이때, 제2 적층부(17)가 제2 임시고정기판(22) 측에 배치된다. 이어서, 제1 임시고정기판(21)에서 제2임시고정기판(22)으로 복수의 패키지(10)를 전사(轉寫)하고, 이후 제1 임시고정기판(21)을 제거한다(도 5). 여기서, 패키지(10)에는 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출된 제2 적층부(17)가 마련되어 있다. 이로 인해, 패키지(10)는 격벽 영역(D)에서만 제2 임시고정기판(22)에 접한다. 광 취출 영역(LR, LG, LB)에서는 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면과 제2 임시고정기판(22)의 사이 및 파장 변환층(13B)의 표면과 제2 임시고정기판(22)의 사이에 간극이 형성된다.

복수의 패키지(10)를 제2 임시고정기판(22)에 전사한 후, 복수의 패키지(10)를 사이에 두고 제2 임시고정기판(22)에 기판(11)을 대향시킨다(도 6). 이후 복수의 패키지(10)를 기판(11)에 탑재한다. 기판(11)으로의 복수의 패키지(10) 탑재는 예를 들면, 레이저 어블레이션(Laser Ablation) 또는 일괄 열 프레스 등의 방법을 이용하여 실행한다. 레이저 어블레이션 또는 일괄 열 프레스 등의 방법을 이용함으로써 다수의 패키지(10)의 일괄 탑재 또는 초고속 탑재가 가능해진다. 패키지(10) 탑재 공정에서는 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면과 제2 임시고정기판(22) 사이의 간극 및 파장 변환층(13B)의 표면과 제2 임시고정기판(22) 사이의 간극에 의해 제2 임시고정기판(22)에 가해지는 열 및 압력 등이 밴드 패스 필터(14R, 14G) 및 파장 변환층(13R, 13G, 13B)에 전달되기 어려워진다. 이로 인해, 패키지(10)의 열화를 억제할 수 있다.

기판(11)에 복수의 패키지(10)를 탑재한 후, 이 복수의 패키지(10)를 사이에 두고, 기판(11)에 밀봉판을 점착한다. 예컨대, 이와 같이 표시 장치(1)를 제조할 수 있다.

<표시 장치(1)의 작용 효과>

본 실시예의 표시 장치(1) 및 패키지(10)에서는 격벽 영역(D)에 벽부(15)의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부(16)가 마련되어 있기 때문에, 격벽 영역(D)의 구조 및 기능 등의 조정이 용이해진다. 예를 들면, 차광성 재료를 포함하는 제1 적층부(16)를 마련함으로써 이웃하는 광 취출 영역(LR, LG, LB)의 사이에서 혼색의 발생을 억제할 수 있다. 이와 같이 표시 장치(1) 및 패키지(10)에서는 설계 자유도를 향상시키는 것이 가능해진다.

또한, 제1 적층부(16) 상에 제2 적층부(17)를 마련함으로써, 격벽 영역(D)의 구조 및 기능 등의 조정이 보다 용이해진다. 예를 들면, 패키지(10)에는 광 취출 방향에 있어서, 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출된 제2 적층부(17)가 마련되어 있다.

밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출된 제2 적층부(17)를 마련함으로써, 예를 들어 패키지(10)의 제조 공정에 있어서 패키지(10)의 열화를 억제할 수 있다. 이하, 이 작용 및 효과에 대해 설명한다.

복수의 패키지(10)를 제2 임시고정기판(22)으로부터 기판(11)에 탑재하는 공정(도 6 참조)에서는 예를 들어, 레이저 어블레이션 또는 열 프레스 등의 공정에서 기인하여 광 취출 방향으로부터 패키지(10)에 열과 압력 등이 가해진다. 열과 압력 등이 제2 임시고정기판(22)으로부터 패키지(10)에 직접 전달되면, 패키지(10)를 열화시킬 우려가 있다. 예를 들면, 파장 변환층(13R, 13G, 13B)에 포함되는 실리콘계 수지 또는 에폭시계 수지 등의 수지 재료는 고열(예를 들어, 300

이상)에서 좀 더 열화하기 쉬워 파장 변환층(13R, 13G, 13B)에서 변색 및 균열이 발생할 우려가 있다. 이 파장 변환층(13R, 13G, 13B)의 열화는 패키지(10)의 발광 효율 저하 및 점등 불가 등을 일으킨다. 또한, 패키지(10)가 강하게 가압되면, 패키지(10)에 균열, 점등 불가, 전기적 리크(leak), 및 전압 상승 등의 문제가 발생할 우려가 있다.

이에 반해, 본 실시예의 패키지(10)는 제2 적층부(17)를 포함하며, 제2 적층부(17)는 광 취출 방향에 있어서 밴드 패스 필터(14R, 14G)보다 돌출되어 있다. 따라서, 기판(11)으로의 탑재 공정에서 제2 임시고정기판(22)과 파장 변환층(13B)의 사이 및 제2 임시고정기판(22)과 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 사이에 간극이 형성된다. 이 간극에 의해, 패키지(10)에 전달되는 열과 압력 등이 완화되어 패키지(10)의 열화가 억제될 수 있다. 따라서, 예를 들어 수명 연장이 가능해진다.

또한, 제2 적층부(17)는 격벽 영역(D)에 선택적으로 마련되어 있기 때문에, 광 취출 영역(LR, LG, LB)으로의 제2 적층부(17) 영향이 억제될 수 있다. 이하, 본 발명에 따른 작용 효과에 대해 설명한다.

예를 들면, 제2 적층부(17)가 격벽 영역(D) 및 광 취출 영역(LR, LG, LB)에 마련되는 것도 가능하다(예를 들어, 후술하는 도 8에 도시한 패키지(10B)). 그러나, 이러한 패키지에서는, 제2 적층부(17)가 패키지로부터 취출되는 빛에 영향을 미칠 우려가 있다. 예를 들면, 패키지로부터 취출되는 빛이 제2 적층부(17) 근방에서 굴절률 차이 또는 계면의 영향을 받아 광 취출 효율이 저하될 우려가 있다. 또한, 제2 적층부(17)가 광 취출 영역(LR, LG, LB)의 표면에 응력을 발생시킬 우려가 있다.

이에 반해, 패키지(10)에서는 광 취출 영역(LR, LG, LB) 및 격벽 영역(D) 가운데 격벽 영역(D)에 선택적으로 제2 적층부(17)가 마련되어 있다. 따라서, 제2 적층부(17)로부터 기인한 광 취출 효율의 저하 및 광 취출 영역(LR, LG, LB)에서의 응력 발생을 억제할 수 있다. 따라서, 예를 들면 기판(11)으로의 탑재 공정에서 기인한 패키지(10)의 열화를 억제하는 동시에, 광 취출 영역(LR, LG, LB)으로의 제2 적층부(17) 영향을 억제하는 것이 가능해진다.

이상과 같이, 본 실시예의 패키지(10) 및 표시 장치(1)에서는 격벽 영역(D)에 벽부(15)의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부(16)가 마련되어 있기 때문에, 격벽 영역(D)의 구조 및 기능 등의 조정이 용이해진다. 따라서, 설계 자유도를 향상시킬 수 있다.

또한, 패키지(10) 및 표시 장치(1)는 제1 적층부(16)에 적층된 제2 적층부(17)를 가지고 있기 때문에, 격벽 영역(D)의 구조 및 기능 등의 조정이 보다 용이해진다. 따라서, 설계 자유도를 보다 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 적층부(17)는 광 취출 방향에 있어서 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되어 있다. 이로 인해, 예를 들면 기판(11)으로의 패키지(10) 탑재 공정에서 기인한 패키지(10)의 열화를 억제할 수 있다.

이하에서는, 상기 실시예에 따른 패키지(10)의 변형례에 대해 설명한다. 이하 설명의 중복을 피하기 위해 상기 실시예의 패키지(10)와 동일한 구성에 대해서는 상세한 설명을 생략한다.

(변형례 1)

도 7은 변형례 1에 따른 패키지(패키지(10A))의 모식적인 단면 구성을 도시하고 있다. 도 7은 상기 실시예의 패키지(10)를 나타내는 도 2에 대응한다. 패키지(10A)는 격벽 영역(D)에 벽부(15) 및 제1 적층부(16)를 가지고 있으며, 제1 적층부(16) 상의 보호층(도 2에서 제2 적층부(17))을 가지고 있지 않다. 이 점을 제외하고 변형례 1에 따른 패키지(10A)는 상기 실시예에서 설명한 패키지(10)와 동일한 구성을 갖고 있다.

패키지(10A)에서는 예를 들면, 제1 적층부(16)의 두께가 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 두께보다 크며, 광 취출 방향에 있어서 제1 적층부(16)의 표면이 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면보다 돌출되어 있다. 이러한 제1 적층부(16)가 마련됨으로써, 예를 들어 표시 장치(1)의 제조 공정에서 밴드 패스 필터(14R, 14G)의 표면과 제2 임시고정기판(22)의 사이 및 파장 변환층(13B)의 표면과 제2 임시고정기판(22)의 사이에 간극이 형성된다(도 5 참조). 이로 인해, 기판(11)으로의 탑재 공정에서 기인한 패키지(10)의 열화가 억제될 수 있다.

(변형례 2)

도 8은 변형례 2에 따른 패키지(패키지(10B))의 모식적인 단면 구성을 도시하고 있다. 도 8은 상기 실시예의 패키지(10)를 나타내는 도 2에 대응한다. 패키지(10B)는 격벽 영역(D) 및 광 취출 영역(LR, LG, LB)에 제2 적층부(17)를 가지고 있다. 이 점을 제외하고, 변형례 2에 따른 패키지(10B)는 상기 실시예에서 설명한 패키지(10)와 동일한 구성을 갖고 있다. 제2 적층부(17)가 격벽 영역(D) 및 광 취출 영역(LR, LG, LB)에 마련됨으로써 제2 적층부(17)의 형성이 용이해진다.

이상 설명한 패키지(10)(10A, 10B) 및 이를 구비하는 표시 장치(1)의 구성은 상술한 실시예의 특징을 설명함에 있어서 주요 구성을 설명한 것일 뿐 상술한 구성에 한정되지 않으며, 특허청구범위 내에서 다양한 변형을 할 수 있다. 또한, 일반적인 표시 장치에 포함될 수 있는 구성을 배제하는 것이 아니다.

예를 들면, 상술한 실시예에서는, 제1 적층부가 제1 적층부(16)인 경우에 대해 설명했지만, 다른 기능을 갖는 층에 의해 제1 적층부를 구성하도록 할 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 LED(12)가 자외 ~ 청색 파장 영역의 빛을 방사하는 경우에 대해 설명했지만, LED(12)는 다른 파장 영역의 빛을 방사할 수도 있다. 혹은, 광 취출 영역(LR, LG, LB)에서 서로 다른 파장의 빛을 방사하는 LED(12)가 마련될 수도 있다.

또한, 상술한 실시예에서는 패키지(10)로부터 적색 파장 영역의 빛, 녹색 파장 영역의 빛, 및 청색 파장 영역의 빛이 취출되는 경우에 대해 설명했지만, 패키지(10)로부터 취출되는 빛의 파장 영역은 이에 한정되지 않는다.

1 표시 장치
10 패키지
11 기판
12 LED
13R, 13G, 13B 파장 변환층
14R, 14G 밴드 패스 필터
15 벽부
16 제1 적층부
17 제2 적층부
21 제1 임시고정기판
22 제2 임시고정기판
LR, LG, LB 광 취출 영역
D 격벽 영역

Claims

소정 파장 영역의 빛을 방사(放射)하는 LED;
상기 LED에서 방사된 빛의 파장을 변환하는 파장 변환층;
상기 LED 및 상기 파장 변환층의 주위에 마련되는 벽부; 및
상기 벽부에 적층되며, 상기 벽부의 구성 재료와는 다른 재료를 포함하는 제1 적층부;를 포함하는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 벽부는 광반사성 재료를 포함하고,
상기 제1 적층부는 차광성 재료를 포함하는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 적층부의 적어도 일부는 빛의 취출 방향에 있어서 상기 파장 변환층의 표면보다 돌출되는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 파장 변환층의 투과광에 대해 특정 파장 폭의 빛을 투과시키는 밴드 패스 필터를 더 포함하며,
상기 제1 적층부의 적어도 일부는 빛의 취출 방향에 있어서 상기 밴드 패스 필터의 표면보다 돌출되는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 제1 적층부에 적층되는 제2 적층부를 더 포함하는 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 제2 적층부는 무기 재료를 포함하는 발광 소자.
제6항에 있어서,
상기 제2 적층부는 카본 또는 산화 실리콘을 포함하는 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 제2 적층부의 높이는 2μm 이상인 발광 소자.
제5항에 있어서,
상기 파장 변환층의 투과광에 대해 특정 파장 폭의 빛을 투과시키는 밴드 패스 필터를 더 포함하며,
상기 제2 적층부는 빛의 취출 방향에 있어서, 상기 밴드 패스 필터의 표면보다 돌출되는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 파장 변환층은 형광체 및 양자 도트(Quantum Dot) 중 적어도 하나를 포함하는 발광 소자.
제1항에 있어서,
상기 벽부에 의해 구획되는 복수의 광 취출 영역을 더 포함하며,
상기 복수의 광 취출 영역 각각에 상기 LED 및 상기 파장 변환층이 마련되는 발광 소자.
제1항 내지 제11항 중의 어느 한 항에 따른 발광 소자; 및 상기 발광 소자가 탑재되는 기판;을 포함하는 표시 장치.