KR20230002650A - 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230002650A
KR20230002650A KR1020227039468A KR20227039468A KR20230002650A KR 20230002650 A KR20230002650 A KR 20230002650A KR 1020227039468 A KR1020227039468 A KR 1020227039468A KR 20227039468 A KR20227039468 A KR 20227039468A KR 20230002650 A KR20230002650 A KR 20230002650A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
light emitting
semiconductor light
conductivity
emitting device
Prior art date
Application number
KR1020227039468A
Other languages
English (en)
Inventor
송후영
Original Assignee
엘지전자 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 엘지전자 주식회사 filed Critical 엘지전자 주식회사
Publication of KR20230002650A publication Critical patent/KR20230002650A/ko

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/38—Semiconductor devices having potential barriers 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 with a particular shape
    • H01L33/385—Semiconductor devices having potential barriers 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 with a particular shape the electrode extending at least partially onto a side surface of the semiconductor body
    • 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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
    • H01L27/124—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 potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers 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 with a particular composition, shape or layout of the wiring layers specially adapted to the circuit arrangement, e.g. scanning lines in LCD pixel circuits
    • 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 having potential barriers, 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 having potential barriers, 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 having potential barriers, 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 having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • H01L33/42—Transparent materials
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/44—Semiconductor devices having potential barriers 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 coatings, e.g. passivation layer or anti-reflective coating
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers 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 having potential barriers 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
    • 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
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02—Semiconductor devices having potential barriers 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 bodies
    • H01L33/20—Semiconductor devices having potential barriers 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 bodies with a particular shape, e.g. curved or truncated substrate

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Led Devices (AREA)
  • Electroluminescent Light Sources (AREA)

Abstract

본 발명에 따른 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 적어도 상기 바디부의 측면을 덮도록 형성된 절연부; 및 상기 바디부의 제1 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부를 포함하고, 상기 제2 도전형 전극은, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 부분; 및 상기 제1 부분에서 연장되어 상기 절연부의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분을 포함하며, 상기 제2 부분은 상기 바디부의 일측을 기준으로 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
본 발명은 수 ㎛ 크기의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 대면적 디스플레이를 구현하기 위하여, 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광소자 디스플레이(OLED), 그리고 마이크로 LED 디스플레이 등이 경쟁하고 있다.
이들 중 100 ㎛ 이하의 직경 또는 단면적을 가지는 반도체 발광소자(마이크로 LED)를 이용한 디스플레이는 편광판 등을 사용하여 빛을 흡수하지 않기 때문에 매우 높은 효율을 제공할 수 있다.
마이크로 LED는 픽앤플레이스(pick & place), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-Off, LLO) 또는 자가조립 등을 통해 기판으로 전사된 후, 와이어(wiring), 땜납(solder), 공융(eutectic), 소결(sintering) 등의 방식으로 기판에 접합될 수 있다.
그러나 전술한 접합 방식들은 수십 ㎛의 직경 또는 단면적을 갖는 반도체 발광소자들을 접합하기 위한 것으로, 수 ㎛의 직경 또는 단면적을 갖는 초소형 마이크로 LED에 그대로 적용하는데 한계가 있다.
본 발명은 배선이 형성된 기판에 새로운 방식으로 결합될 수 있는 구조를 갖는 수 ㎛ 크기의 반도체 발광소자 및 전술한 반도체 발광소자들로 구성되는 디스플레이 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명에 따른 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 적어도 상기 바디부의 측면을 덮도록 형성된 절연부; 및 상기 바디부의 제1 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부를 포함하고, 상기 제2 도전형 전극은, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 부분; 및 상기 제1 부분에서 연장되어 상기 절연부의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분을 포함하며, 상기 제2 부분은 상기 바디부의 일측을 기준으로 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제1 부분은 투명 소재로 형성되고, 상기 제2 부분은 메탈 소재로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 도전형 전극은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계에서 서로 오버랩 되도록 형성된 연결부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 연결부는 상기 제2 부분이 상기 제1 부분의 상면 일부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 도전형 반도체층은, 상기 제2 도전형 전극의 제1 부분이 형성된 제1 영역; 및 상기 절연층이 형성되며, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제1 부분은 상기 제2 영역에 형성된 상기 절연층 상으로 연장 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 배선 전극이 배치된 기판 및 상기 기판에 배치된 반도체 발광소자들을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서, 상기 반도체 발광소자들은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 적어도 상기 바디부의 측면을 덮도록 형성된 절연부; 및 상기 바디부의 제1 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부를 포함하고, 상기 제2 도전형 전극은, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 부분; 및 상기 제1 부분에서 연장되어 상기 절연부의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분을 포함하며, 상기 제2 부분은 상기 바디부의 일측을 기준으로 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제1 부분은 투명 소재로 형성되고, 상기 제2 부분은 메탈 소재로 형성된 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 배선 전극은, 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및 상기 제1 배선 전극의 양측에 상기 제1 배선 전극으로부터 소정 간격만큼 이격 배치되며, 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제1 도전형 전극은 상기 제1 배선 전극 상에 배치되고, 상기 제2 도전형 전극은 상기 제2 부분의 일부가 상기 제1 배선 전극 양측에 배치된 상기 제2 배선 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 부분은 상기 제2 배선 전극을 향하는 방향으로 꺾인 절곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 배선 전극은 상기 절곡부를 덮는 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 실시예에서, 상기 제2 부분은 적어도 상기 배선 전극의 두께만큼 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 한다.
본 발명은 수직형 반도체 발광소자에서 바디부의 측면으로 전극이 연장되는 구조를 통해 1회 전사 시 반도체 발광소자의 n 전극 및 p 전극이 기판의 배선 전극과 동시에 연결될 수 있다. 또한, 바디부의 측면으로 연장된 전극의 길이를 조절하여 배선 전극과의 유격을 커버할 수 있고, 배선 전극과의 접합 면적을 증대시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 A 부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 11은 본 발명에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
도 12는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개념도이다.
도 13은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 반도체 발광소자가 기판에 결합된 상태들을 나타내는 개념도이다.
도 14a 내지 도 14f는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 제작하는 공정을 나타내는 도면들이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조번호를 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 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 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 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 테ㄹ블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 디지털 TV(digital TV), 데스크톱 컴퓨터(desktop computer) 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태라도 디스플레이를 포함할 수 있다면 적용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display) 상에 표시될 수 있다. 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.
플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않은 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 ‘제1상태’라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 사태, 이하 ‘제2상태’라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각정보가 될 수 있다. 이러한 시각정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광을 독자적으로 제어함으로써 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자의 일 종류로서 발광 다이오드(light emitting diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 보다 상세하게 설명한다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이고, 도 4는 도 3의 플립칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러 가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b는, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다.
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광소자(150)를 포함한다.
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 기판(110)은 플렉서블한 성능을 구현하기 위하여 유리 또는 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도, 기판(110)의 성분으로 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET (Polyethylene Terephthalate) 등과 같이 절연성이 있고 유연성이 있는 재질이 사용될 수도 있다. 또한, 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 중 어느 것이나 될 수 있다.
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판일 수 있으며, 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 적층되어 형성된 것일 수 있으며, 절연층(160)에는 보조전극(170)이 배치될 수 있다. 이 경우, 기판(110) 상에 절연층(160)이 적층되어 형성된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 PI, PEN, PET 등과 같이 절연성 있고 유연성 있는 재질로서, 상기 기판 (110)과 일체로 이루어져 하나의 배선기판을 형성할 수 있다.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서 절연층(160) 상에 위치하고 제1전극(120) 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 비아홀에 도전물질이 채워짐으로써 형성될 수 있다.
첨부된 도면에 의하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층 (130)이 형성되나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130) 사이에는 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성될 수 있으며, 절연층(160) 없이 전도성 접착층(130)이 기판 상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판 상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 전도성 접착층(130)은 전도성을 갖는 물질과 접착성을 갖는 물질이 혼합되어 형성될 수 있따. 또한, 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플랙서블 기능을 가능하게 할 수 있다.
일례로, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anisotropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 x-y 방향으로는 전기 절연성의 레이어로 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하에서는 ‘전도성 접착층’이라 한다).
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분에 한하여 이방성 전도매질에 의한 전도성을 가지게 된다. 본 명세서에서는 상기 이방성 전도성 필름에 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도 필름이 부분적인 전도성을 가지게 하기 위하여 다른 방법(예를 들어, 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화에 의하는 방법)에 의할 수도 있다.
또한, 상기 이방성 전도매질은 도전볼이나 도전성 입자일 수 있다. 도시에 의하면, 이방성 전도 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 도전볼에 의하여 특정 부분만 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 형태의 입자들이 함유된 상태일 수 있으며, 이 경우 열 및 압력이 가해진 부분에 함유된 입자들의 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이 때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성될 수 있다.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태일 수 있다. 이 경우, 열 및 압력이 가해진 부분의 전도성 물질이 변형되면서(눌러 붙음) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하며, 이 때, 전도성 물질은 뾰족한 단부를 가질 수 있다.
도시에 의하면, 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도필름(fixed array ACF)일 수 있다. 절연성 베이스 부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스 부재의 바닥 부분에 집중적으로 배치되어 상기 베이스 부재로부터 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형되어 수직방향으로 전도성을 가지게 된다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스 부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 입자 또는 나노 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.
첨부된 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.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에 열 및 압력을 가하여 반도체 발광소자 (150)를 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(150)는 제1전극 (120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.
반도체 발광소자(150)는 도 4와 같이 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자 일 수 있다.
예를 들어, 상기 반도체 발광소자(150)는 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 전도성 접착층(130)에 의하여 보조전극(170)과 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극 (140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일 방향으로 길게 형성됨으로써 하나의 보조전극(170)이 복수의 반도체 발광소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극(170)을 중심으로 좌우의 반도체 발광소자들(150)의 p형 전극(156)들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광소자(150)가 압입되며, 이를 통해 반도체 발광소자(150)의 p형 전극(156) 및 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광소자(150)의 n형 전극(152) 및 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광소자(150)의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적으로 연결시킬 수 있다.
또한, 복수의 반도체 발광소자(150)는 발광소자 어레이(array)를 구성하며, 발광소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.
발광소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광소자 (150)들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극 (120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광소자(150)들은 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광소자(150)들은 상기 복수 개의 제1전극(120) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 반도체 발광소자(150)들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광소자(150)들을 이용할 수 있다. 상기 반도체 발광소자(150)들은 예를 들어, 질화물 반도체 발광소자일 수 있다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
도면을 참조하면, 반도체 발광소자(150)의 사이에는 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 상기 격벽(190)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비 (contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 별도의 반사성 격벽이 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙 또는 화이트 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽(190)을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사 특성을 갖는 동시에 대비비를 증가시킬 수 있다.
형광체층(180)은 반도체 발광소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B)광을 발광하는 청색 반도체 발광소자인 경우, 상기 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자 (151) 상에는 청색(B) 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체 (181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(151) 상에 청색(B) 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(151)만이 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체(180)가 적층될 수 있으며, 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, 단위 화소가 구현될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체(180) 대신에 반도체 발광소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.
또한, 명암의 대조를 향상시키기 위하여 각각의 형광체층(180)들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광소자(150)는 질화갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 색의 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.
이 경우, 반도체 발광소자(150)는 각각의 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자로 구비될 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자에 의하여 적색, 녹색 및 청색의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통해 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광소자(150)는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광소자(W)일 수 있다. 이 경우, 단위 화소를 이루기 위하여 백색 발광소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층 (182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광소자(W) 상에 적색, 녹색 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 5c를 참조하면, 자외선 발광소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182) 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 이와 같이, 반도체 발광소자(150)는 가시광선 영역뿐만 아니라 자외선까지 전 영역에 사용 가능하며, 자외선이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용 가능한 반도체 발광소자의 형태로 확장될 수 있다.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층 (130) 상에 위치되어 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하의 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20×80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 구현될 수 있다. 따라서 단위 화소의 크기가 한변이 600㎛, 나머지 한 변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광소자(150)의 거리가 상대적으로 충분히 크게되어 HD 화질의 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있는 바, 이하에서는 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다.
도 6을 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. 제1전극(120)과 제2전극(150)은은 상호 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
상기 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위해 절연층(160)에 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.
다음으로, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)과 대향하도록 배치한다.
이 경우 제2기판(112)은 반도체 발광소자(150)를 성장시키는 성장기판으로, 사파이어 기판 또는 실리콘 기판이 될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(150)는 웨이퍼 단위로 형성될 때 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.
다음으로, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head를 적용하여 열압착 될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140) 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 전극들은 반도체 발광소자(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 반도체 발광소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통해 반도체 발광소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.
다음으로, 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 이용항 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광소자(150)를 외부로 노출시킨다. 필요에 따라 반도체 발광소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등으로 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 반도체 발광소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러 가지 형태로 변형되어 실시될 수 있다. 그 예로, 이상에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광소자가 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다.
또한, 이하에서 설명되는 변형예 도는 실시예는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구조에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음의 설명으로 갈음된다.
도 7은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이고, 도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층 (230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광소자(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플랙서블 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있으며, 이외에도 절연성 및 유연성 있는 재질이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(220)은 데이터 전극의 역할을 할 수 있다.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210) 상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(ACF), 이방성 전도 페이스트, 전도성 입자를 함유한 솔루션 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후 반도체 발광소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 반도체 발광소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이 이방성 전도성 필름에 열 및 압력이 가해지면 두께방향으로 부분적인 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분 (231)과 전도성을 가지지 않는 부분(232)으로 구획된다.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.
이와 같이, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층 (130) 상에 위치되어 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자 (150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하의 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20×80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
상기 반도체 발광소자(250)는 수직형 구조일 수 있다.
수직형 반도체 발광소자(250)들 사이에는 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(250)와 각각 전기적으로 연결되는 복수의 제2전극(240)이 위치한다.
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254) 상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 전도성 접착층(230)에 의하여 제1전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 장점을 갖는다.
도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광소자(250)의 일면에는 형광체층 (280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서 청색 반도체 발광소자 (251) 상에는 청색(B) 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체 (281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는 청색 반도체 발광소자(251) 상에 청색(B) 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(251)가 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입 (flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들 사이에 위치하고, 반도체 발광소자(250)들과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)들은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들의 열 사이에 위치할 수 있다.
개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들 사이에 위치될 수 있다.
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극(220)과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광소자(250)의 n형 전극(252)이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극(252)은 오믹 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극 (240)은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)의 n형 전극(252)이 전기적으로 연결될 수 있다.
도시에 의하면, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있으며, 필요에 따라 반도체 발광소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층 형성 후 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.
반도체 발광소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시킴에 있어 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용하는 경우, ITO 물질은 n형 반도체층(253)과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서 본 발명은 반도체 발광소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써 ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서 투명한 재료의 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층(253)과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
도면을 참조하면, 반도체 발광소자(250)의 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 상기 격벽(290)을 형성할 수 있다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없이도 격벽(290)은 반사 특성을 가지는 동시에 대비비가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 격벽(290)은 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙 또는 화이트 절연체를 포함할 수 있다.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광소자(250) 사이의 전도성 접착층 (230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광소자(250) 및 제2전극(240)의 사이에 위치될 수 있다. 따라서 반도체 발광소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광소자(250) 사이에 위치시킬 수 있으며, HD 화질의 플렉서블 디스플레이 장치를 구혈할 수 있는 효과가 있다.
또한, 명암의 대조를 향상시키기 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다.
설명한 것과 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서 반도체 발광소자(250)에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색 (B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
본 발명은 반도체 발광소자 중에서도 수 ㎛ 크기의 초소형 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
먼저, 도 10 및 도 11을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 발광소자에 대해 설명한다. 도 10은 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 11은 본 발명에 따른 반도체 발광소자의 단면도이다.
본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)는 한 변 또는 직경이 수 ㎛인 초소형 반도체 발광소자로서, 도시된 것과 같이 원형 또는 다각형의 형상일 수 있으며, 바디부(310), 절연부(320) 및 전극부(330)를 포함한다.
바디부(310)는 제1 도전형 반도체층(311), 활성층(312) 및 제2 도전형 반도체층(313)을 포함하며, 활성층(312)은 제1 도전형 반도체층(311) 상에 형성되고, 제2 도전형 반도체층(313)은 활성층(312) 상에 형성된다.
절연부(320)는 적어도 전술한 바디부(310)의 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 바디부(310)의 측면은 제1 도전형 반도체층(311), 활성층(312) 및 제2 도전형 반도체층(313)의 적층 구조가 노출된 면으로, 절연층(320)은 이러한 측면을 덮도록 형성될 수 있다. 본 발명에 따르면, 반도체 발광소자(300)의 측면은 경사를 가지며, 바디부(310)의 적층 방향의 수직한 방향에 대해 45도 내지 90도 사이의 기울기를 갖도록 형성되는 것이 바람직하다. 한편, 절연부(320)는 SiO2, SiNx 등과 같은 투명한 무기 절연 소재로 형성될 수 있다.
전극부(330)는 제1 도전형 전극(331) 및 제2 도전형 전극(332)을 포함한다. 제1 도전형 전극(331)은 바디부(310)의 제1 도전형 반도체층(311)과 접하도록 형성되고, 제2 도전형 전극(332)은 바디부(310)의 제2 도전형 반도체층(313)과 접하도록 형성된다. 본 발명의 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(311) 및 제1 도전형 전극(331)은 n형 반도체층 및 n형 전극을 의미하고, 제2 도전형 반도체층(313) 및 제2 도전형 전극(332)은 p형 반도체층 및 p형 전극을 의미한다. 그러나 반대의 실시예가 되는 것도 가능하다.
한편, 전술한 것과 같이 본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)는 제1 도전형 전극(331)과 제2 도전형 전극(332)이 서로 다른 면 상에 형성된 수직형 반도체 발광소자의 구조를 가지며, 다만, 제2 도전형 전극(332)이 다음과 같이 변형된 구조를 갖는 점에서 종래 수직형 반도체 발광소자와 구별된다.
본 발명에 따르면, 제2 도전형 전극(332)은 제2 도전형 반도체층(313) 상에 형성된 제1 부분(332a)과 제1 부분(332a)에서 연장되어 절연부(320)의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분(332b)을 포함할 수 있다. 제2 부분(332b)은 절연층(320)에 의해 제1 도전형 반도체층(311) 및 활성층(312)과 전기적으로 절연될 수 있다.
한편, 본 발명에서 제2 부분(332b)은 바디부(310)의 일측을 기준으로 제1 도전형 전극(331)보다 돌출 형성될 수 있다. 자세하게, 제2 부분(332b)은 바디부(310)의 측면을 따라 제2 도전형 반도체층(313) 측에서 제1 도전형 반도체층(311) 측으로 연장되며, 제1 도전형 전극(331)이 형성된 제1 도전형 반도체층(311)의 일면을 기준으로 제2 부분(332b)은 제1 도전형 전극(331)보다 돌출 형성될 수 있다.
또한, 제2 부분(332b)은 상기 제1 도전형 반도체층(311)의 일면을 기준으로 절연부(320)보다도 돌출 형성될 수 있으며, 이에 따라 후술할 절곡부(340)를 통한 배선 전극(420)과의 전기적 연결이 가능해진다.
한편, 도 10(a)와 같이 제2 부분(332b)이 절연층(320)을 전체적으로 덮도록 형성된 경우 상기 바디부(310)의 일측에서 바라본 제2 부분(332b)은 고리 형태와 같은 닫힌 도형 형태이고, 도 10(b)와 같이 제2 부분(332b)이 절연층(320)의 일부를 덮도록 형성된 경우 상디 바디부(310)의 일측에서 바라본 제2 부분(332b)은 서로 마주보는 한 쌍의 선 또는 곡선과 같은 열린 도형 형태일 수 있다.
본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)는 제2 부분(332b)을 통해 새로운 방식으로 결합되는 구조의 구현이 가능하며, 이에 대하여는 후술한다.
본 발명에 따르면, 제2 도전형 전극(332)의 제1 부분(332a) 및 제2 부분(332b)은 서로 다른 소재로 형성된다. 제2 도전형 반도체층(313) 상에 형성된 제1 부분(332a)은 반도체 발광소자(300)에서 생성된 빛을 추출하도록 투명 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 부분(332a)은 ITO(Indium Tin Oxide), IZO(Indium Zinc Oxide) 등과 같은 투명 전극에 해당하는 부분일 수 있다. 한편, 바디부(310)의 측면으로 연장 형성된 제2 부분(332b)은 메탈 소재로 형성되어 배선 전극과 전기적으로 연결되면서, 바디부(310)의 측면으로 누설되는 광을 반사시키는 역할을 수행할 수 있다. 따라서, 제2 부분(332b)은 반사성 금속과 저융점 금속이 혼합되어 형성될 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 도전형 전극(332)은 제1 부분(332a)과 제2 부분(332b)의 경계에서 서로 오버랩 되도록 형성된 연결부(333)를 포함한다. 일 실시예로, 연결부(333)는 제2 부분(332b)이 제1 부분(332a)의 상면 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 이러한 구조는 제조 공정에 의해 구현되는 것이지만 투명 소재 대비 연성이 우수한 메탈 소재의 제2 부분(332b)이 제1 부분(332a)을 덮도록 형성되어 크랙의 발생이 없는 단차 구조를 구현할 수 있다.
본 발명에 따르면, 제2 도전형 반도체층(313)은 제2 도전형 전극(332)의 제1 부분(332a)이 형성된 제1 영역(313a)과, 절연층(320)이 형성된 제2 영역(313b)을 포함할 수 있다. 일 실시예에서, 제1 부분(332a)이 형성된 제1 영역(313a)은 제2 도전형 반도체층(313)의 중앙부 영역이고, 절연층(320)이 형성된 제2 영역(313b)은 제1 영역(313a)을 둘러싸는 영역일 수 있다. 따라서 절연층(320)은 제2 도전형 반도체층(313) 상에서 바디부(310)의 측면으로 연장될 수 있다.
한편, 제2 도전형 반도체층(313)의 제1 영역(313a) 상에 형성된 제1 부분(332a)은 제2 영역(313b)으로 연장 형성될 수 있다. 이 때, 제1 부분(332a)은 제2 영역(313b) 상에 형성된 절연층(320)을 덮도록 형성될 수 있으며, 전술한 연결부(333) 또한 제2 영역(313b) 상에 형성될 수 있다. 이와 같이 제1 부분(332a)이 제2 도전형 반도체층(313)의 전체 영역 상에 형성되는 구조는 반도체 발광소자(300)의 발광 면적을 극대화할 수 있다.
이하에서는, 도 12 및 도 13을 참조하여 전술한 반도체 발광소자들로 구성되는 본 발명에 따른 디스플레이 장치에 대해 설명한다. 도 12는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 개념도이고, 도 13은 본 발명에 따른 디스플레이 장치에서 반도체 발광소자가 기판에 결합된 상태들을 나타내는 개념도이다.
본 발명에 따른 디스플레이 장치(400)는 배선 전극(420)이 배치된 기판(410) 및 상기 배선 전극(420)과 전기적으로 연결되도록 기판(410)에 배치된 반도체 발광소자들을 포함하며, 반도체 발광소자들(300)은 전술한 반도체 발광소자들을 의미할 수 있다.
전술한 것과 같이, 반도체 발광소자들(300)은 한 변 또는 직경이 수 ㎛인 초소형 반도체 발광소자이며, 반도체 발광소자의 구조에 관한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광소자(300)는 제1 도전형 전극(331) 및 제2 도전형 전극(332)이 서로 다른 면 상에 형성된 수직형 반도체 발광소자의 구조를 가지며, 다만, 제2 도전형 전극(332)이 변형된 구조를 갖는 점에서 종래 수직형 반도체 발광소자와 구별된다. 본 실시예에서, 제2 도전형 전극(332)은 제2 도전형 반도체층(313) 상에 형성된 제1 부분(332a)과 제1 부분(332a)에서 연장되어 절연부(320)의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분(332b)을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광소자(300)는 제2 부분(332b)을 통해 새로운 방식으로 결합되는 구조의 구현이 가능하게 된다. 구체적으로, 제2 부분(332b)은 제1 도전형 전극(331)이 형성된 제1 도전형 반도체층(311)의 일면을 기준으로 제1 도전형 전극(311)보다 돌출 형성될 수 있으며, 제2 부분(332b)의 돌출된 부분을 통해 기판(410)의 배선 전극(420)과 전기적으로 연결될 수 있다.
기판(410)은 제1 도전형 전극(331)과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극(421) 및 제2 도전형 전극(332)과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극(422)을 포함한다. 본 발명에서, 제1 배선 전극(421)과 제2 배선 전극(422)은 모두 기판(410)의 일면 상에 배치될 수 있으며, 서로 평행하는 라인 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 또한, 제2 배선 전극(422)은 제1 배선 전극(421)의 양측에 제1 배선 전극(421)으로부터 소정 간격만큼 이격 배치될 수 있다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광소자(300)의 제2 도전형 전극(332)은 제2 부분(332b)의 돌출된 부분이 제1 배선 전극(421) 양측에 배치된 제2 배선 전극(422) 사이에 배치되도록, 바람직하게는 끼워지도록 기판(410)에 전사될 수 있다(이하, 버클 결합). 또한, 이 과정에서 반도체 발광소자(300)의 제1 도전형 전극(331)은 제2 배선 전극(422) 사이에 배치된 제2 배선 전극(421) 상에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 반도체 발광소자(300)는 제1 도전형 전극(331) 및 제2 도전형 전극(332)이 제1 배선 전극(421) 및 제2 배선 전극(422)과 동시에 접촉되도록 기판(410)으로 전사될 수 있으며, 이 후 열접합을 통해 반도체 발광소자(300)와 배선 전극(420) 사이의 전기적인 연결이 형성될 수 있다.
전술한 버클 결합을 구현하기 위해, 제1 배선 전극(421)의 양측에 배치된 제2 배선 전극(422) 사이의 거리는 반도체 발광소자(300)의 한 변 또는 직경보다 길게 형성될 수 있다. 또한, 바디부(310)의 일측을 기준으로 제2 부분(332b)은 적어도 기판(410)에 배치된 배선 전극(420)의 두께만큼 제1 도전형 전극(331)보다 돌출되도록 형성될 수 있다. 이를 통해, 반도체 발광소자들(300)은 기판(410)에 안정적으로 결합될 수 있다.
한편, 본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)는 도 13(b) 및 (c)와 같이 제2 부분(332b)과 제2 배선 전극(422) 사이의 유격을 커버하도록 절곡부(340)를 더 포함할 수 있다.
예를 들어, 반도체 발광소자(300)가 기판(410)에 전사되었을 때, 제1 도전형 전극(331)이 제1 배선 전극(421)과 접촉하지 않거나 제2 도전형 전극(332)의 제2 부분(332b)이 제2 배선 전극(422)과 접촉하지 않을 수 있다. 이 때, 제2 부분(332b)의 단부를 포함하는 제2 부분(332b)의 일부가 제2 배선 전극(422)을 향하는 방향으로 꺾인 형태의 절곡부(340)를 형성함으로써 제1 도전형 전극(331) 및 제1 배선 전극(421), 제2 도전형 전극(332) 및 제2 배선 전극(422)이 모두 접촉되는 구조를 구현할 수 있다.
본 실시예에 따르면, 절곡부(340)를 통해 반도체 발광소자(300)의 정렬 및 접합 오차를 극복할 수 있고, 제2 도전형 전극(332)과 제2 배선 전극(422)의 접촉 면적을 증대시킬 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제2 도전형 전극(332)과 제2 배선 전극(422) 사이의 접촉 면적을 충분히 확보하기 위해 절곡부(340)를 덮도록 형성된 보조 전극(423)을 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 배선 전극(422)은 멀티 레이어로 구성될 수 있으며, 보조 전극(423)은 멀티 레이어로 구성된 제2 배선 전극의 상부 레이어에 해당할 수 있다.
다음으로는, 도 14를 참조하여 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 제작하는 방법에 대해 설명한다. 도 14a 내지 도 14f는 본 발명에 따른 디스플레이 장치를 제작하는 공정을 나타내는 도면들이다.
먼저, 도 14a와 같이 본 발명에 따른 반도체 발광소자(300)를 제작하는 단계가 수행될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 반도체 발광소자(300)를 제작하기 위해 희생층(510)이 형성된 성장기판(500) 상에 바디부(310)에 해당하는 제1 도전형 반도체층(311), 활성층(312) 및 제2 도전형 반도체층(313)을 성장시키고, 메사 및 아이솔레이션 식각을 통해 복수의 반도체 발광소자들을 형성한다. 이 때, 바디부(310)의 측면이 경사를 갖도록 아이솔레이션 식각이 이루어질 수 있다.
다음으로, 제2 도전형 반도체층(313) 상에 바디부(310)의 측면을 덮도록 절연부(320)를 형성한다. 이를 위해 제2 도전형 반도체층(313) 상에 마스크 패턴을 형성하는 단계가 선행될 수 있으며, 절연층(320) 형성 후 마스크는 제거될 수 있다.
다음으로, 제2 도전형 전극(332)을 형성하는 단계가 수행된다. 먼저, 제2 도전형 반도체층(313) 상에 제1 부분(332a)을 형성하고, 이 후 제1 부분(332a)에서 연장되어 절연부(320)를 덮는 제2 부분(332b)을 형성한다. 제1 부분(332a)은 발광면 상에 형성되므로 투명 소재로 형성될 수 있으며, 제2 부분(332b)은 메탈 소재로 형성될 수 있다.
다음으로, 도 14b와 같이 반도체 발광소자(300)의 일면에 도너기판(600)을 합착시키는 단계가 수행된다. 도너기판(600)은 반도체 발광소자(300)가 일시적으로 접착될 수 있도록 접착층(610)이 형성된 것일 수 있다. 이 후, 도 14c와 같이 반도체 발광소자(300)를 성장기판(500)으로부터 분리시키는 단계가 수행된다. 반도체 발광소자(300)는 희생층(510)의 제거를 통해 성장기판(500)으로부터 분리될 수 있으며, 일 실시예로, 희생층(510)은 전기화학적 식각을 통해 제거될 수 있다. 한편, 도 14b 및 도 14c의 단계에서, 희생층(510)에 대한 식각을 먼저 수행하고, 희생층(510)이 완전히 제거되기 전에 반도체 발광소자(300)와 도너기판(600)을 합착시키는 것도 가능하다.
다음으로, 도 14d와 같이 성장기판(500)으로부터 분리된 반도체 발광소자(300)의 일면(도면 기준, 반도체 발광소자의 후면)에 대하여 식각이 이루어질 수 있다. 이 때, 제1 도전형 반도체층(311) 및 절연층(320)에 대하여 선택적으로 식각이 진행되며, 따라서 제2 부분(332b)은 제1 도전형 반도체층(311)을 기준으로 돌출된 형태일 수 있다.
한편, 제1 도전형 반도체층(311) 및 절연부(320)에 대하여 소정 두께만큼 식각이 이루어지면 제1 도전형 반도체층(311) 상에 제1 도전형 전극(331)을 형성한다. 제2 부분(332b)은 제1 도전형 전극(331)이 형성된 제1 도전형 반도체층(311)을 기준으로 제1 도전형 전극(331)보다 돌출된 형태일 수 있다.
다음으로, 도 14e와 같이 배선 전극(420)이 형성된 기판(410)에 반도체 발광소자들(300)을 전사하는 단계가 수행된다.
반도체 발광소자들(300)이 전사되는 기판(410)은 서로 평행하도록 배치된 라인 형태의 제1 배선 전극(421) 및 제2 배선 전극(422)을 포함하며, 제2 배선 전극(422)은 제1 배선 전극(421)의 양측에 제1 배선 전극(421)으로부터 소정 간격만큼 이격 배치된다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광소자들(300)은 제2 부분(332b)의 돌출된 부분이 제1 배선 전극(421)의 양측에 배치된 제2 배선 전극(422) 사이에 끼워지도록 전사될 수 있다. 이 과정에서 제2 부분(332b)과 높이 단차를 갖는 제1 도전형 전극(331)은 제2 배선 전극(422) 사이에 배치된 제1 배선 전극(421) 상에 배치될 수 있다. 즉, 본 발명에 따르면, 제1 도전형 전극(331)과 제1 배선 전극(421), 제2 도전형 전극(332)과 제2 배선 전극(422)이 동시에 접촉하도록 전사하는 것이 가능해지게 된다.
한편, 전사 과정에서 제1 도전형 전극(331)과 제1 배선 전극(421)이 접촉되지 않거나 제2 도전형 전극(332)과 제2 배선 전극(422)이 접촉되지 않는 경우가 발생할 수 있다. 이 때, 제2 부분(332b)의 돌출된 부분 일부를 제2 배선 전극(422)을 향하는 방향으로 꺾어 절곡부(340)를 형성함으로써 상기 구성들이 동시에 접촉되는 구조를 구현할 수 있다.
한편, 본 실시예에 따르면, 디스플레이 장치(400)는 단일 종류의 반도체 발광소자들로만 구성되거나 또는 도 14e와 같이 서로 다른 종류의 반도체 발광소자들, 예를 들어, 적색 반도체 발광소자(300R), 녹색 반도체 발광소자(300G) 및 청색 반도체 발광소자(300B)로 구성될 수 있다. 후자의 경우, 반도체 발광소자들(300)은 종류 별로 순차적으로 기판(410)으로 전사될 수 있다. 이 때, 반도체 발광소자(300)의 종류 별로 도너기판(600)의 접착층(610) 두께를 상이하게 형성함으로써 기판(410)에 미리 전사된 반도체 발광소자들(300)이 접착층 기판(410)으로부터 다시 분리되는 것을 방지할 수 있다.
전사 공정이 완료된 후, 열을 가하여 서로 접촉된 상태의 전극부(330)와 배선 전극(420) 사이의 전기적 연결을 형성할 수 있으며, 도 14f와 같은 디스플레이 장치(400)를 제작할 수 있다.

Claims (13)

  1. 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부;
    적어도 상기 바디부의 측면을 덮도록 형성된 절연부; 및
    상기 바디부의 제1 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부를 포함하고,
    상기 제2 도전형 전극은, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 부분; 및
    상기 제1 부분에서 연장되어 상기 절연부의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분을 포함하며,
    상기 제2 부분은 상기 바디부의 일측을 기준으로 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 부분은 투명 소재로 형성되고, 상기 제2 부분은 메탈 소재로 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 전극은 상기 제1 부분과 상기 제2 부분의 경계에서 서로 오버랩 되도록 형성된 연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 제2 부분이 상기 제1 부분의 상면 일부를 덮도록 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층은, 상기 제2 도전형 전극의 제1 부분이 형성된 제1 영역; 및
    상기 절연층이 형성되며, 상기 제1 영역을 둘러싸는 제2 영역을 포함하는 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 부분은 상기 제2 영역에 형성된 상기 절연층 상으로 연장 형성되는 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.
  7. 배선 전극이 배치된 기판 및 상기 기판에 배치된 반도체 발광소자들을 포함하는 디스플레이 장치에 있어서,
    상기 반도체 발광소자들은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부;
    적어도 상기 바디부의 측면을 덮도록 형성된 절연부; 및
    상기 바디부의 제1 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층과 접하도록 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부를 포함하고,
    상기 제2 도전형 전극은, 상기 제2 도전형 반도체층 상에 형성된 제1 부분; 및
    상기 제1 부분에서 연장되어 상기 절연부의 적어도 일부를 덮도록 형성된 제2 부분을 포함하며,
    상기 제2 부분은 상기 바디부의 일측을 기준으로 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제1 부분은 투명 소재로 형성되고, 상기 제2 부분은 메탈 소재로 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 배선 전극은, 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및
    상기 제1 배선 전극의 양측에 상기 제1 배선 전극으로부터 소정 간격만큼 이격 배치되며, 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 도전형 전극은 상기 제1 배선 전극 상에 배치되고,
    상기 제2 도전형 전극은 상기 제2 부분의 일부가 상기 제1 배선 전극 양측에 배치된 상기 제2 배선 전극 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제2 부분은 상기 제2 배선 전극을 향하는 방향으로 꺾인 절곡부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제2 배선 전극은 상기 절곡부를 덮는 보조 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 제2 부분은 적어도 상기 배선 전극의 두께만큼 상기 제1 도전형 전극보다 돌출 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.
KR1020227039468A 2020-06-01 2020-06-01 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치 KR20230002650A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2020/007072 WO2021246537A1 (ko) 2020-06-01 2020-06-01 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230002650A true KR20230002650A (ko) 2023-01-05

Family

ID=78830383

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020227039468A KR20230002650A (ko) 2020-06-01 2020-06-01 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230216004A1 (ko)
EP (1) EP4160702A4 (ko)
KR (1) KR20230002650A (ko)
WO (1) WO2021246537A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024099544A1 (en) * 2022-11-09 2024-05-16 Ams-Osram International Gmbh Optoelectronic device and method for manufacturing

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100809220B1 (ko) * 2007-02-01 2008-02-29 삼성전기주식회사 반도체 발광소자
TWI470832B (zh) * 2010-03-08 2015-01-21 Lg Innotek Co Ltd 發光裝置
KR101649657B1 (ko) * 2014-10-07 2016-08-30 엘지전자 주식회사 반도체 소자 및 이의 제조 방법
CN106571371B (zh) * 2015-10-09 2019-08-09 群创光电股份有限公司 阵列基板及其应用装置与组装方法
KR102566498B1 (ko) * 2016-05-26 2023-08-11 엘지이노텍 주식회사 발광 소자
US10446752B2 (en) * 2016-08-05 2019-10-15 Innolux Corporation Light-emitting diode display device
EP4044234A4 (en) * 2019-10-07 2023-08-02 LG Electronics Inc. DISPLAY DEVICE USING A MICRO-LED AND METHOD FOR MAKING IT

Also Published As

Publication number Publication date
EP4160702A4 (en) 2024-02-28
EP4160702A1 (en) 2023-04-05
WO2021246537A1 (ko) 2021-12-09
US20230216004A1 (en) 2023-07-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102458007B1 (ko) 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법
KR102316325B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR20190105537A (ko) 마이크로 led를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법
KR102412409B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR102205693B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
US20220320371A1 (en) Display device using micro-leds and method for manufacturing same
KR102227086B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR102357645B1 (ko) 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20160092399A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR102115189B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20180093767A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
US20220376141A1 (en) Display apparatus using micro led and method for manufacturing same
EP3872871A1 (en) Semiconductor light-emitting diode, manufacturing method therefor, and display device including same
KR20160136148A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
KR20200095210A (ko) 반도체 발광 소자, 이의 제조 방법, 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
CN112655091B (zh) 使用半导体发光元件的显示装置及其制造方法
KR102557154B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR102193700B1 (ko) 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20230002650A (ko) 반도체 발광소자 및 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20200005096A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
EP4068367A1 (en) Display apparatus using semiconductor light emitting device and method for manufacturing same
KR20180115173A (ko) 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20220157450A (ko) 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치
KR102459573B1 (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
KR20200026773A (ko) 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법