KR20230029780A - 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20230029780A
KR20230029780A KR1020237001232A KR20237001232A KR20230029780A KR 20230029780 A KR20230029780 A KR 20230029780A KR 1020237001232 A KR1020237001232 A KR 1020237001232A KR 20237001232 A KR20237001232 A KR 20237001232A KR 20230029780 A KR20230029780 A KR 20230029780A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
electrode
emitting device
semiconductor light
wiring
Prior art date
Application number
KR1020237001232A
Other languages
English (en)
Inventor
최봉석
박성진
문준권
오태수
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 KR20230029780A publication Critical patent/KR20230029780A/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
    • H01L33/36—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
    • H01L33/38—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 with a particular shape
    • 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
    • H01L27/15—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
    • H01L33/36—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
    • H01L33/405—Reflective materials
    • 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
    • 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
    • H01L33/54—Encapsulations having a particular shape
    • 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
    • H01L33/60—Reflective 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
    • H01L33/62—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
    • H01L2933/0016—Processes relating to electrodes
    • 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
    • H01L2933/0066—Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Abstract

실시예는 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는 제1 도전형 반도체층(155a), 활성층(155b) 및 제2 도전형 반도체층(155c)을 포함하는 발광구조물(155)과, 상기 발광구조물(155)의 제1 도전형 반도체층(155a)과 제2 도전형 반도체층(155c)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)과, 상기 발광구조물(155) 측면에 배치되는 층간절연층 및 상기 발광구조물(155) 상에 배치되는 접착층(158)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(151)은 제1 반사전극(151a)과 제1 패드전극(151b)을 포함하며, 상기 제2 전극(152)도 제2 반사전극(152a)과 제2 패드전극(152b)을 포함하고, 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)의 단면 형상이 컵 모양(cup shape)일 수 있다.

Description

반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치
실시예는 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
대면적 디스플레이는 액정디스플레이(LCD), OLED 디스플레이, 그리고 마이크로-LED 디스플레이(Micro-LED display) 등이 있다.
마이크로-LED 디스플레이는 100㎛ 이하의 직경 또는 단면적을 가지는 반도체 발광소자인 마이크로-LED를 표시소자로 사용하는 디스플레이이다.
마이크로-LED 디스플레이는 반도체 발광소자인 마이크로-LED를 표시소자로 사용하기 때문에 명암비, 응답속도, 색 재현률, 시야각, 밝기, 해상도, 수명, 발광효율이나 휘도 등 많은 특성에서 우수한 성능을 가지고 있다.
특히 마이크로-LED 디스플레이는 화면을 모듈 방식으로 분리, 결합할 수 있어 크기나 해상도 조절이 자유로운 장점 및 플렉서블 디스플레이 구현이 가능한 장점이 있다.
그런데 대형 마이크로-LED 디스플레이는 수백만 개 이상의 마이크로-LED가 필요로 하기 때문에 마이크로-LED를 디스플레이 패널에 신속하고 정확하게 전사하기 어려운 기술적 문제가 있다.
최근 개발되고 있는 전사기술에는 픽앤-플레이스 공법(pick and place process), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off method) 또는 자가조립 방식(self-assembly method) 등이 있다.
한편, 마이크로-LED 디스플레이의 낮은 전사율 및 점등률을 개선하기 위해 종래기술에서는 메인 화소 및 보조 화소를 동시에 배치하거나 또는 리페어 칩을 활용하여 수율을 확보하는 공법이 제안되고 있다.
그런데 보조 화소를 활용하는 방안은 메인 화소와 같은 개수의 보조 칩을 배치하여 실제 필요한 칩보다 2배 많은 칩을 전사하게 된다. 이에 따라 이러한 종래의 보조 화소를 활용하는 방안은 패널설계와 전사공정의 난이도를 증가시키고 있으며, 칩 재료비도 증가시키는 문제가 있다.
또한, 종래 LED 패키지는 수백 ㎛ 이상의 사이즈가 보편화되고 있으나, 패키지 두께 역시 수백 ㎛ 수준으로 두꺼운 실정이다. 이에 따라 LED 전사공정 후에 불량 칩 발생시 리페어 공정을 통해 추가적인 LED 패키지를 실장하는 경우 LED 패키지의 두꺼운 두께로 인한 단차의 이슈로 인해 리페어 공정을 통해 불량 칩을 대체하는 기술이 제한되는 상황이다.
또한 마이크로-LED 디스플레이의 경쟁력 향상을 위해 전사 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율 개선이 필요하다.
그러나 종래의 LED 패키지에 있어서의 광추출 효율 개선은 PSS(Patterned Sapphire Substrate)와 같은 광추출 구조의 활용이 일반적이다. 그런데 종래의 PSS 구조는 성장기판인 사파이어 기판에 형성되는데 성장기판이 잔존하는 경우 마이크로-LED 패키지의 두께가 두꺼워지게 됨에 따라 초박형 마이크로-LED 디스플레이에 적용하기에는 어려운 문제가 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있는 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 종래 발광소자 패키지는 광추출 효율을 향상시키기 위해 성장기판이 잔존하게 됨에 따라 두께가 두꺼워지는 문제가 있으므로, 초박형 마이크로-LED 디스플레이 구현하면서 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공하고자 함이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되는 것이 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는 제1 도전형 반도체층(155a), 활성층(155b) 및 제2 도전형 반도체층(155c)을 포함하는 발광구조물(155)과, 상기 발광구조물(155)의 제1 도전형 반도체층(155a)과 제2 도전형 반도체층(155c)에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)과, 상기 발광구조물(155) 측면에 배치되는 층간절연층 및 상기 발광구조물(155) 상에 배치되는 접착층(158)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(151)은 제1 반사전극(151a)과 제1 패드전극(151b)을 포함하며, 상기 제2 전극(152)도 제2 반사전극(152a)과 제2 패드전극(152b)을 포함하고, 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)의 단면 형상이 컵 모양(cup shape)일 수 있다.
상기 제1 전극(151)에서 상기 접착층(158)까지의 제1 두께(T1)가 10㎛ 이하일 수 있다.
상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)이 상기 제1 층간절연층(159)의 상면 및 측면으로 연장되어 배치될 수 있다.
상기 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)이 상기 제1 패드전극(151b) 또는 제2 패드전극(152b)의 상기 제1 수평 폭(W1)에 비해 길게 형성될 수 있다.
상기 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)은 상기 발광구조물(155)의 수평 폭에 비해 길게 형성될 수 있다.
상기 발광구조물(155)에서 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1 반사전극(151a)의 끝단 또는 제2 반사전극(152a)의 끝단이 상기 발광구조물(155)의 활성층(155b) 보다 높게 배치될 수 있다.
상기 층간절연층은 제1 라운드 경사면(R1)을 포함할 수 있다.
상기 층간절연층 상에 배치되는 제1 반사전극과 상기 제2 반사전극은 상기 제1 라운드 경사면(R1)에 대응되는 제2 라운드 경사면(R2)을 포함할 수 있다.
상기 발광구조물(155)의 에지에서 상기 제2 반사전극의 제2 라운드 경사면(R2)에 대한 제1 접선(L1)과 상기 발광구조물(155)의 측면이 이루는 제1 각도(Θ)는 10~70도 범위일 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 장치는 제1 배선전극(121), 제2 배선전극(122)을 포함하는 패널 기판(110)과 상기 패널 기판 상에 배치되는 제1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 반도체 발광소자 패키지를 포함할 수 있다.
상기 제1 반사전극(151a) 또는 상기 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)은 상기 패널 기판(110)에 형성된 상기 제1 배선전극(121) 또는 상기 제2 배선전극(122)의 수평 폭에 비해 각각 길게 형성될 수 있다.
상기 디스플레이 장치는, 메인 화소와 보조 화소를 포함하고, 상기 보조 화소는, 공통 배선(MC)과 제1 배선(M1), 제2 배선(M2) 및 제3 배선(M3)를 포함할 수 있다.
상기 공통 배선(MC)과 상기 제1 배선(M1) 상에 제1 보조 반도체 발광소자(150r)가 플립 칩 형태로 실장되며, 상기 공통 배선(MC)과 상기 제2 배선(M2) 상에 제2 보조 반도체 발광소자(150g)가 플립 칩 형태로 실장되며, 상기 공통 배선(MC)과 상기 제3 배선(M3) 상에 제3 보조 반도체 발광소자(150b)가 플립 칩 형태로 실장될 수 있다.
상기 공통 배선(MC)은 배선 패드(MCa)와 공통 가지 배선(MCb)을 포함하며, 상기 제1 배선(M1)은 제1 패드(M1a)와 제1 가지 배선(M1b)을 포함하며, 상기 제2 배선(M2)은 제2 패드(M2a)와 제2 가지 배선(M2b)을 포함하며, 상기 제3 배선(M3)은 제3 패드(M3a)와 제3 가지 배선(M3b)을 포함할 수 있다.
상기 공통 가지 배선(MCb)의 제1 영역과 상기 제1 가지 배선(M1b) 상에 상기 제1 보조 반도체 발광소자(150r)가 플립 칩 형태로 실장되며, 상기 공통 가지 배선(MCb)의 제2 영역과 상기 제2 가지 배선(M2b) 상에 상기 제2 보조 반도체 발광소자(150g)가 플립 칩 형태로 실장되며, 상기 공통 가지 배선(MCb)의 제3 영역과 상기 제3 가지 배선(M3b) 상에 상기 제3 보조 반도체 발광소자(150b)가 플립 칩 형태로 실장될 수 있다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 반도체 발광소자의 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 종래 발광소자 패키지와 달리 실시예에서는 성장기판을 제거하고 반사전극 구조에 의해 광추출 효율을 향상시킴으로써 단차 이슈 해결에 따른 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 복합적 기술적 특징이 있습니다.
또한 실시예는 초박형 마이크로-LED 디스플레이 구현하면서 광추출 효율을 향상시킬 수 있는 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 예를 들어, 실시예에 의하면 반도체 발광소자 패키지의 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현함으로써 초 박형의 반도체 발광소자 패키지를 구현함과 동시에 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 예를 들어, 실시예에서 제1 반사전극(151a)의 끝단 또는 제2 반사전극(152a)의 끝단이 발광구조물(155)의 활성층(155b) 보다 높게 배치됨으로써 활성층에서 발광된 빛의 상측으로의 광추출 효율을 향상시킬 수 있고 표시소자의 화소로서 기능에 기여할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 실시예에 의하면 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)이 제2 라운드 경사면(R2)을 포함함에 따라 발광구조물(155)에서 발광된 빛이 상면으로의 광 추출 효율을 향상시키면서 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자에서 발광된 빛 들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 보조 화소 영역에는 공통 배선을 형성함으로써 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들의 플립 칩 본딩의 용이성과 함께 배선 구조를 컴팩트하게 관리할 수 있으며 발광소자 구동회로의 효율성도 향상시킬 수 있다.
실시예의 기술적 효과는 본 항목에 기재된 것에 한정되는 것이 아니며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
도 1은 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 세탁기(10), 로봇 청소기(20), 공기청정기(30) 등과 함께 거실에 배치된 예시도.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치(100)에서 제1 패널영역(A1)의 확대도.
도 3a는 도 2에서 하나의 단위 화소인 제1 반도체 화소 영역(150L1) 중 서브 화소인 제1 반도체 발광소자(150R)의 B1-B2 선을 따른 단면도.
도 3b는 도 3a에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 발광구조물(155)의 상세도.
도 4a는 제2 실시예에 따른 제1-2 반도체 발광소자(150R2)의 단면도.
도 4b는 제1-2 반도체 발광소자(150R2)가 적용된 SEM 사진.
도 5a 내지 도 5f는 실시예의 반도체 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치의 제조공정 단면도.
도 6a는 제2 실시예의 디스플레이 장치(100)에서 제2 패널영역(A2)의 개념도.
도 6b는 도 6a에서 보조 화소의 배선 구조의 투영 상세도.
도 6c는 도 6a에서 B3-B4선을 따른 단면 개념도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다. 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 다른 중간 요소가 존재할 수도 있는 것을 포함한다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트(Slate) PC, 태블릿(Tablet) PC, 울트라 북(Ultra-Book), 디지털 TV, 데스크탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에도 적용될 수 있다.
이하 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 세탁기(10), 로봇 청소기(20), 공기청정기(30) 등과 함께 거실에 배치된 예시도이다.
실시예의 디스플레이 장치(100)는 세탁기(10), 로봇 청소기(20), 공기청정기(30) 등의 각종 전자제품의 상태를 표시할 수 있고, 각 전자 제품들과 IOT 기반으로 통신할 수 있으며 사용자의 설정 데이터에 기초하여 각 전자 제품들을 제어할 수도 있다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 포함할 수 있다. 상기 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나 말릴 수 있다.
상기 플렉서블 디스플레이에서 시각정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(unit pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현될 수 있다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다. 상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광소자(semiconductor light emitting device)에 의하여 구현될 수 있다. 실시예에서 반도체 발광소자는 Micro-LED일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 2는 도 1의 디스플레이 장치(100)에서 제1 패널영역(A1)의 확대도이다.
도 2에 의하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 제1 패널영역(A1)과 같은 복수의 패널영역들이 타일링에 의해 기구적, 전기적 연결되어 제조될 수 있다.
상기 제1 패널영역(A1)은 복수의 단위 화소(150L)를 포함할 수 있으며, 각 단위 화소(150L)는 제1 반도체 발광소자(150R), 제2 반도체 발광소자(150G) 및 제3 반도체 발광소자(150B)를 서브 화소로 포함할 수 있다. 상기 제1, 제2, 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)은 각각 Red 발광소자(R), Green 발광소자(G), Blue 발광소자(B)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
실시예에서 각 반도체 발광소자는 액티브 매트릭스(AM, Active Matrix) 방식 또는 패시브 매트릭스(PM, Passive Matrix) 방식으로 구동될 수 있다.
다음으로 도 3a는 도 2에서 하나의 단위 화소인 제1 반도체 화소 영역(150L1) 중 서브 화소인 제1 반도체 발광소자(150R)의 B1-B2 선을 따른 단면도이며, 도 3b는 도 3a에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 발광구조물(155)의 상세도이다.
도 3a를 참조하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)에서 제1 반도체 화소 영역(150L1)은 패널 기판(110), 제1 배선전극(121), 제2 배선전극(122), 절연층(130) 및 제1 반도체 발광소자(150R)를 포함할 수 있다. 상기 패널 기판(110), 제1 배선전극(121), 제2 배선전극(122)을 포함하여 백플레인이라 칭할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 패널 기판(110)은 유리나 폴리이미드(Polyimide)로 형성될 수 있다. 또한 상기 패널 기판(110)은 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등의 유연성 있는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 상기 패널 기판(110)은 투명한 재질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 패널 기판(110)에는 제1 배선전극(121)과 제2 배선전극(122)이 배치될 수 있다. 상기 제1 배선전극(121)과 상기 제2 배선전극(122)은 전기 전도성이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 배선전극(121)과 상기 제2 배선전극(122)은 티탄(Ti), 크롬(Cr), 니켈(Ni), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 금(Au), 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 중 적어도 어느 하나 또는 이들의 합금으로 형성될 수 있다.
상기 패널 기판(110) 상에는 절연층(130)이 배치될 수 있다. 상기 절연층(130)은 폴리이미드, PEN, PET 등과 같이 절연성과 유연성 있는 재질을 포함할 수 있으며, 상기 패널 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수도 있다.
상기 절연층(130)은 접착성이 있는 절연층일 수 있거나, 전도성을 가지는 전도성 접착층일 수 있다. 상기 절연층(130)은 연성이 있어서 디스플레이 장치의 플렉서블 기능을 가능하게 할 수 있다.
다음으로 각각의 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)은 각각 단위 화소(unit-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 적색 형광체와 녹색 형광체 등을 구비하여 각각 적색과 녹색을 구현할 수도 있다.
이하 제1 반도체 발광소자(150R)를 중심으로 설명하며, 나머지 제2, 제3 반도체 발광소자들(150G,150B)도 제1 반도체 발광소자(150R)의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
실시예에서 채용될 수 있는 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)은 도 3a의 도시와 같은 플립형 반도체 발광소자(flip type semiconductor light emitting device)일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 수평형 발광소자(lateral type semiconductor light emitting device) 또는 수직형 발광소자(vertical type semiconductor light emitting device)를 포함할 수 있다.
실시예에서 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)은 전기에너지가 빛 에너지로 변환되는 p-n 접합 다이오드로서 주기율표 상의 Ⅲ족과 Ⅴ족의 원소를 포함하는 화합물 반도체로 제조될 수 있고, 화합물 반도체의 조성비를 조절하여 밴드 갭 에너지를 제어함으로써 적색, 녹색 및 청색 등의 다양한 색상구현이 가능하다.
도 3a를 참조하면 실시예의 제1 반도체 발광소자(150R)는 발광구조물(light emitting structure)(155)과 상기 발광구조물(155)에 전원을 인가하는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 반도체 발광소자(150R)는 상기 발광구조물(155) 측면에 배치되는 제1 층간절연층(159)을 포함할 수 있고, 상기 발광구조물(155) 상에 배치되는 접착층(158)을 포함할 수 있다.
도 3b는 도 3a에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 발광구조물(155)의 상세도이며, 잠시 도 3b를 참조하면, 상기 발광구조물(155)은 제1 도전형 반도체층(155a), 활성층(155b) 및 제2 도전형 반도체층(155c)을 포함할 수 있다. 또한 상기 발광구조물(155)은 언도프트 반도체층(155d)을 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 도전형 반도체층(155a)은 제1 도전형 도펀트가 도핑된 3족-5족 화합물 반도체로 구현될 수 있으며, 상기 제1 도전형 반도체층(155a)이 n형 반도체층인 경우, 제1 도전형 도펀트는 n형 도펀트로서, Si, Ge, Sn, Se, Te를 포함할 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 활성층(155b)은 제1 도전형 반도체층(155a)을 통해서 주입되는 전자와 제2 도전형 반도체층(155c)을 통해서 주입되는 정공이 서로 만나서 활성층(발광층) 물질 고유의 밴드갭 에너지에 의해서 결정되는 에너지를 갖는 빛을 방출하는 층이다.
상기 활성층(155b)은 단일 양자 우물 구조, 다중 양자 우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 활성층(155b)의 우물층/장벽층은 InGaN/GaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/GaN, GaAs(InGaAs)/AlGaAs, GaInP/AlGaInP, GaP/AlGaP, InGaP/AlGaP 중 어느 하나 이상의 페어 구조로 형성될 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제2 도전형 반도체층(155c)은 제2 도전형 도펀트가 도핑된 3-족-5족 화합물 반도체 예컨대, InxAlyGa1-x-yN (0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질을 포함할 수 있다. 상기 제2 도전형 반도체층(155c)이 p형 반도체층인 경우, 상기 제2 도전형 도펀트는 p형 도펀트로서, Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등을 포함할 수 있다.
다시 도 3a를 참조하면, 실시예의 제1 반도체 발광소자(150R)는 상기 제1 도전형 반도체층(155a)과 상기 제2 도전형 반도체층(155c) 상에 각각 배치되는 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 포함한다.
상기 제1 전극(151)은 제1 반사전극(151a)과 제1 패드전극(151b)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 전극(152)도 제2 반사전극(152a)과 제2 패드전극(152b)을 포함할 수 있다.
상기 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 상기 패널 기판(110)의 제1 배선전극(121) 및 상기 제2 배선전극(122)에 각각 전기적으로 연결될 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 패드전극(151b), 상기 제2 패드전극(152b)은 각각 상기 패널 기판(110)의 제1 배선전극(121) 및 상기 제2 배선전극(122)에 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어진 반사층을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 Ti, Al, Ag, TiAl, TiAlTi, TiAgTi, MoAl, MoAlMo, MoAlTi 중 어느 하나 이상의 금속을 단층 또는 다층으로 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 제1 층간절연층(159)과 접착층으로서 Ti, Cr, Mo, Pt 등의 접합금속을 포함할 수도 있다.
상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)의 두께는 수nm에서 수십nm로 형성될 수 있으며, 상기 제1 전극(151)과 제2 전극(152)의 전체적인 두께는 수십nm ~ 수㎛로 형성될 수 있다.
상기 제1 전극(151)과 제2 전극(152)은 증착, 도금 또는 프린팅 공정 등에 의해 형성될 수 있다.
상기 제1 패드전극(151b)과 상기 제2 패드전극(152b)은 오믹층, 결합층 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 제1 패드전극(151b)과 상기 제2 패드전극(152b)이 오믹층을 포함하는 경우, 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층한 오믹층을 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 오믹층은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며, 이러한 재료에 한정되는 않는다.
또한, 상기 제1 패드전극(151b)과 상기 제2 패드전극(152b)은 니켈(Ni), 금(Au) 등의 결합층을 포함할 수 있다.
실시예의 기술적 과제 중의 하나는 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결하고자 함이다.
또한 실시예의 기술적 과제 중의 하나는 광추출 효율을 향상시키기 위해 성장기판이 잔존하는 종래 발광소자 패키지는 두께가 두꺼워져 초박형 마이크로-LED 디스플레이 구현이 어려운 문제를 해결하고자 함이다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 반도체 발광소자의 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 도 3a를 참조하면 실시예의 제1 반도체 화소 영역(150L1)에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 제1 두께(T1)를 초박형으로 구현함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행 시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또한 실시예는 종래 발광소자 패키지와 달리 성장기판을 제거하고 반사전극 구조에 의해 광추출 효율을 향상시킴으로써 단차 이슈 해결에 따른 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지에 의하면 패널에 반도체 발광소자의 전사공정을 진행한 후에 임시 기판을 제거함으로써 제1 반도체 화소 영역(150L1)에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 제1 두께(T1)를 10㎛ 이하의 초박형으로 구현함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또한, 실시예에 의하면 반도체 발광소자 패키지의 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현함으로써 초 박형의 반도체 발광소자 패키지를 구현함과 동시에 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)이 제1 층간절연층(159)의 상면 및 측면으로 연장되도록 배치될 수 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)이 상기 제1 패드전극(151b) 또는 제2 패드전극(152b)의 제1 수평 폭(W1)에 비해 길게 형성하여 발광된 빛의 반사성능을 향상시킴과 동시에 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)은 상기 패널 기판(110)에 형성된 제1 배선전극(121) 또는 제2 배선전극(122)의 수평 폭에 비해 길게 형성함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)은 상기 발광구조물(155)의 수평 폭에 비해 길게 형성함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에서 상기 발광구조물(155)에서 멀어지는 방향으로 상기 제1 반사전극(151a)의 끝단 또는 제2 반사전극(152a)의 끝단이 상기 발광구조물(155)의 활성층(155b) 보다 높게 배치됨으로써 활성층에서 발광된 빛의 상측방향으로 광추출 효율을 향상시킬 수 있음과 동시에 디스플레이 장치에서 반도체 발광소자가 표시소자의 화소로서 최적인 성능을 발휘할 수 있도록 하는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 제1 반도체 발광소자(150R)가 적색 파장의 빛을 발광하는 경우, 같은 단위 화소에 배치된 제2 반도체 발광소자(150G)의 그린 파장의 빛 및 제3 반도체 발광소자(150B)의 블루 파장의 빛과 적절히 작용하여 백색 파장의 빛을 구현할 수 있다.
다음으로 도 4a는 제2 실시예에 따른 제1-2 반도체 발광소자(150R2)의 단면도이며, 도 4b는 제1-2 반도체 발광소자(150R2)가 적용된 SEM 사진으로서 발광구조물(155) 상에 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)까지 형성된 사진이다.
제2 실시예의 제1-2 반도체 발광소자(150R2)는 앞서 설명된 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)의 기술적 특징을 채용할 수 있다. 이하 제2 실시예를 주된 특징을 중심으로 설명하기로 한다.
도 4a를 참조하면 제2 층간절연층(159r)은 층간절연층 재료의 코팅과 포토 공정 혹은 식각 공정을 통하여 발광구조물(155) 주변을 감싸는 형태일 수 있으며, 재료의 리플로우(reflow) 특성을 유도하여 경사(slop) 각도를 제어할 수 있다.
또한, 제2 실시예에 의하면 별도의 포토공정 없이, 유동성이 좋은 층간절연층 재료를 이용하여 발광구조물(155)이 배열된 상태에서 레진코팅(resin coating) 및 레진 코팅층의 열적 리플로우(thermal reflow) 특성을 이용하여 레진 코팅층의 모양과 경사(slop) 형태를 제어할 수 있다. 또한 레진 코팅층을 경화하기 위한 광경화 혹은 열경화, 광열 병합 경화 공정을 통하여 제2 실시예의 컵 형태의 제2 층간절연층(159r) 프로파일을 형성할 수 있다.
상기 제2 층간절연층(159r)은 에폭시, 아크릴, 실리콘류, BCB(BaNd2Ti4O12), 우레탄 등의 투명한 폴리머 계열의 레진이 적용될 수 있다. 상기 제2 층간절연층(159r)은 감광성이 있는 레진 또는 비감광성 레진이 적용 능하다. 또한, 상기 제2 층간절연층(159r)은 실리콘 질화물, 산화물, ITO와 같은 무기 물질의 단독 혹은 레진과의 적층 형태의 구조 형성도 가능하다.
도 4a와 도 4b를 참조하면, 제2 실시예에서 제2 층간절연층(159r)은 제1 라운드 경사면(R1)을 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 제2 층간절연층(159r) 상에 배치되는 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)은 상기 제1 라운드 경사면(R1)에 대응되는 제2 라운드 경사면(R2)을 포함할 수 있다.
제2 실시예에 의하면 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)이 제2 라운드 경사면(R2)을 포함함에 따라 발광구조물(155)에서 발광된 빛이 상면으로의 광 추출 효율을 향상시키면서 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자에서 발광된 빛 들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로, 도 4a를 참조하면 발광구조물(155)의 에지에서 제2-2 반사전극(152a2)의 제2 라운드 경사면(R2)에 대한 제1 접선(L1)과 발광구조물(155)의 측면이 이루는 제1 각도(Θ)는 10~70도 범위로 제어하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
또한 제2 실시예에서 상기 제1 접선(L1)과 상기 광구조물(155)의 측면이 이루는 제1 각도(Θ)가 10~70도 범위로 제어됨에 따라 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자들에서 발광된 빛 들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
실시예에 의하면 발광구조물(155)에 텍스쳐링(texturing)과 같은 러프니스(roughness) 구조를 형성하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 발광구조물(155)의 언도프트 반도체층(155d)에 텍스처링을 통한 러프니스 구조를 형성하여 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
이하 실시예의 기술적 효과에 대해 좀 더 상술하기로 한다.
실시예에 의하면 기존의 상용 LED 패키지의 두꺼운 후막의 두께로 인한 마이크로-LED 패널에서의 적용 어려움을 극복할 수 있는 초박형 마이크로-LED 패키지를 제공하여, 패널 점등 불량 시 최적의 리페어 공정에 적용을 기대할 수 있다. 또한 리페어 공정뿐만 아니라 신규의 초박형 마이크로-LED 패널의 칩 구조 개발에 적용될 수 있는 기술적 효과가 있다.
특히, 실시예에 의하면 발광소자 패키지 제작 후에 제2 기판 혹은 디스플레이 패널에 전사공정 이후에, 발광소자 패키지의 임시 기판을 효과적으로 제거함으로써 발광소자 칩 높이와 동등 수준인 10 ㎛ 이하의 초박형 마이크로-LED 패키지를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한, 실시예에 의하면 전사된 마이크로-LED 칩에 반사전극의 구조를 컵 형태의 구조로 형성함으로써, 발광구조물의 측면으로 발산되는 빛을 효과적으로 발광소자 상부로 가이드하여 디스플레이 패널효율의 상승시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면 마이크로-LED 자체를 구동하기 위한 전극의 구성인 반사전극 자체가 구동용 전극의 기능을 함과 동시에 컵 형태의 구조로 형성됨으로써 발광된 빛을 발광소자 상부로 가이드하여 별도의 광 추출 구조를 형성하지 않음으로써 발광소자 패키지의 구조의 단순화하면서도 디스플레이 패널효율의 상승시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 실시예에 의하면 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)이 제2 라운드 경사면(R2)을 포함함에 따라 발광구조물(155)에서 발광된 빛이 상면으로의 광 추출 효율을 향상시키면서 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자에서 발광된 빛들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
한편, 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지는 전사공정 후에 임시 기판을 레이저 기술로 제거함으로써 최종 패널에서의 발광소자 패키지 두께를 혁신적으로 낮출 수 있는 기술로, 종래 그라인딩과 폴리싱 기반의 글라스(glass)의 부분 제거 공정과 근본적인 차이점이 있으며, 글라스(glass) 제거 후의 표면 상태는 종래 기술과 차이가 있음을 확인할 수 있다.
또한, 반도체 발광소자 패키지를 패널 기판으로 전사하기 전에 임시기판 상태에서 글라스를 미리 제거하는 경우, 반도체 발광소자 패키지 두께가 너무 얇아서 패널 기판으로 선택 전사할 수 있는 방법이 현존하지 않고 있다.
이에 따라 실시예와 같이 발광소자 패키지 제작 후에 제2 기판 혹은 디스플레이 패널에 전사공정 이후에, 발광소자 패키지의 임시 기판을 효과적으로 제거함으로써 발광소자 칩 높이와 동등 수준인 10 ㎛ 이하의 초박형 마이크로-LED 패키지를 제공할 수 있는 기술적 효과가 있다.
이하 도 5a 내지 도 5f를 참조하여 실시예의 반도체 발광소자를 포함하는 디스플레이 장치를 설명하기로 한다.
구체적으로 도 5a 내지 도 5f는 도 3a에 도시된 하나의 단위 화소인 제1 반도체 화소 영역(150L1)의 제조공정 단면도이다.
우선 도 5a를 참조하면, 제1 기판(10)으로 정의될 수 있는 임시 글라스(temporary glass) 기판에 희생층(20)을 형성한다. 상기 희생층(20)은 박막의 ITO, 비정질 실리콘, 폴리이미드 중 어느 하나 이상일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 희생층(20) 상에 마이크로-LED 칩을 전사하기 위한 접착제층(158)을 형성한다. 상기 접착제층(158)은 에폭시, 아크릴, 실리콘류, BCB, 우레탄 등의 투명한 폴리머 계열의 레진이 적용될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
다음으로 도 5b와 같이 반도체 발광소자의 발광구조물(155)이 접착제층(158) 상에 전사된다. 상기 전사는 각각 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)의 발광구조물들이 개별적으로 전사되거나 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)의 발광구조물들이 통합적으로 전사될 수 있다.
다음으로 도 5c와 같이 상기 발광구조물(155) 측면에 제1 층간절연층(159)이 형성된다. 상기 제1 층간절연층(159)은 에폭시, 아크릴, 실리콘류, BCB(BaNd2Ti4O12), 우레탄 등의 투명한 폴리머 계열의 레진이 적용될 수 있다. 상기 제1 층간절연층(159)은 감광성이 있는 레진 또는 비감광성 레진이 적용 능하다. 또한, 상기 제1 층간절연층(159)은 실리콘 질화물, 산화물, ITO와 같은 무기 물질의 단독 혹은 레진과의 적층 형태의 구조 형성도 가능하다.
상기 제1 층간절연층(159)은 스핀코팅, 바코팅, 슬릿(slit) 코팅법 등을 이용하여 코팅할 수 있다. 상기 제1 층간절연층(159)은 UV 또는 열처리 공정에 의해 하드 큐어링(Hard curing) 공정이 진행될 수 있다.
다음으로 도 5d를 참조하면, 상기 발광구조물(155) 상에 제1 전극(151)과 제2 전극(152)을 스퍼터링 공정 등에 의해 형성한다. 예를 들어, 상기 제1 층간절연층(159)과 발광구조물(155) 상에 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)을 형성하고, 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a) 상에 제1 패드전극(151b)과 제2 패드전극(152b)을 각각 형성할 수 있다.
예를 들어, 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 Al, Ag, 혹은 Al이나 Ag를 포함하는 합금을 포함하는 금속층으로 이루어진 반사층을 포함할 수 있다.
또한 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 Ti, Al, Ag, TiAl, TiAlTi, TiAgTi, MoAl, MoAlMo, MoAlTi 중 어느 하나 이상의 금속을 단층 또는 다층으로 포함할 수 있다. 또한 상기 제1 반사전극(151a)과 상기 제2 반사전극(152a)은 접착층으로서 Ti, Cr, Mo, Pt 등의 금속을 사용할 수도 있다.
상기 제1 패드전극(151b)과 상기 제2 패드전극(152b)이 오믹층을 포함하는 경우, 캐리어 주입을 효율적으로 할 수 있도록 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층한 오믹층을 포함할 수 있다. 또한, 상기 제1 패드전극(151b)과 상기 제2 패드전극(152b)은 니켈(Ni), 금(Au) 등의 결합층을 포함할 수 있다.
다음으로 도 5e와 같이, 전사 공정을 위해 테이핑(taping)과 개별 패키지로의 절단을 위한 다이싱(dicing) 공정이 진행된 후 다이싱 된 개별 반도체 발광소자 패키지를 플립칩 형태로 제2 기판 또는 패널 기판(110)에 전사공정 또는 본딩공정이 진행될 수 있다. 상기 전사공정은 픽앤플레이스 방식으로 개별 패키지의 전사가 가능하며, 또한 일정 면적이 있는 도너 재료를 이용하여 복수의 패키지를 동시에 패널 기판(110) 상에 전사할 수도 있다. 또한, NCF(Non Conductive Film) 등의 필름을 제1 기판 상태에서 부착하여, 그대로 패널 기판(110)에 합착,본딩하는 방식으로 패키지를 전사할 수 도 있다.
상기 패널 기판(110)은 제1 기판(10)의 패키지가 전사될 영역에는 미리 ACF(Anisotropic Conductive Film) 혹은 ACP(Anisotropic Conductive Paste), 제1 배선전극(121), 제2 배선전극(122) 같은 각종 전극형태, 범프(Bump) 등이 형성된 상태로 존재하여, 전사와 함께 본딩 과정이 진행될 수 있다.
다음으로 도 5f와 같이, 패널 기판(110)에 전사, 본딩된 상태에서 제1 기판(10)인 임시 글라스(temporary glass) 기판을 레이저(laser) 조사 등의 방법으로 제거시킬 수 있으며, 이 때 희생층(20)도 제1 기판(10)과 함께 제거될 수 있다.
상기 패널 기판(110) 상에는 절연층(130)이 형성될 수 있다. 상기 절연층(130)은 반도체 발광소자 패키지의 전사 공정 후에 형성될 수 있으나 전사 공정 전에 배치될 수도 있다.
상기 절연층(130)은 폴리이미드, PEN, PET 등과 같이 절연성과 유연성 있는 재질을 포함할 수 있으며, 상기 패널 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수도 있다. 상기 절연층(130)은 접착성이 있는 절연층일 수 있거나, 전도성을 가지는 전도성 접착층일 수 있다. 상기 절연층(130)은 연성이 있어서 디스플레이 장치의 플렉서블 기능을 가능하게 할 수 있다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 반도체 발광소자의 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 도 5f를 참조하면 실시예의 제1 반도체 화소 영역(150L1)에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 제1 두께(T1)를 약 10㎛ 수준의 초박형으로 구현함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행 시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또한 실시예는 종래 발광소자 패키지와 달리 성장기판을 제거하고 반사전극 구조에 의해 광추출 효율을 향상시킴으로써 단차 이슈 해결에 따른 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 복합적 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지에 의하면 패널에 반도체 발광소자의 전사공정을 진행한 후에 임시 유리(temporary glass) 기판을 제거함으로써 제1 반도체 화소 영역(150L1)에서 제1 반도체 발광소자(150R)의 제1 두께(T1)를 10㎛ 이하의 초박형으로 구현함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
다음으로 실시예에 의하면 반도체 발광소자 패키지의 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현함으로써 초 박형의 반도체 발광소자 패키지를 구현함과 동시에 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)이 제1 층간절연층(159)의 상면 및 측면으로 연장되도록 배치될 수 있다. 또한 제1 패드전극(151b) 또는 제2 패드전극(152b)의 제1 수평 폭(W1)에 비해 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)을 길게 형성함으로써 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현할 수 있어 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제1 배선전극(121) 또는 제2 배선전극(122)의 수평 폭에 비해 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)을 길게 형성함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 발광구조물의 수평 폭에 비해 제1 반사전극(151a) 또는 제2 반사전극(152a)의 제2 수평 폭(W2)을 길게 형성함으로써 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에서 제1 반사전극(151a)의 끝단 또는 제2 반사전극(152a)의 끝단이 발광구조물(155)의 활성층(155b) 보다 높게 배치됨으로써 활성층에서 발광된 빛의 상측으로의 광추출 효율을 향상시킬 수 있고 표시소자의 화소로서 기능에 기여할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 4a와 도 4b를 참조하면, 제2 실시예에서 제2 층간절연층(159r)은 제1 라운드 경사면(R1)을 포함할 수 있다. 이에 따라 상기 제2 층간절연층(159r) 상에 배치되는 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)은 제2 라운드 경사면(R2)을 포함할 수 있다.
제2 실시예에 의하면 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)이 제2 라운드 경사면(R2)을 포함함에 따라 발광구조물(155)에서 발광된 빛이 상면으로의 광 추출 효율을 향상시키면서 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자에서 발광된 빛 들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 6a는 추가 실시예인 제2 실시예의 디스플레이 장치(100)에서 제2 패널영역(A2)의 개념도이며, 도 6b는 도 6a에서 보조 화소의 배선 구조의 투영 상세도이며, 도 6c는 도 6a에서 B3-B4선을 따른 단면 개념도이다.
제2 실시예에서 제2 패널영역(A2)에는 메인 화소(150LM)와 보조 화소(150LR1, 150LR2)를 포함할 수 있다. 상기 메인 화소(150LM)는 메인 반도체 발광소자 그룹(160D)을 포함할 수 있으며, 상기 제2 보조 화소(150LR2)는 보조 반도체 발광소자 그룹(150D)을 포함할 수 있다.
예를 들어, 메인 화소(150LM)는 제1 메인 반도체 발광소자(160R), 제2 메인 반도체 발광소자(160G) 및 제3 메인 반도체 발광소자(160B)를 포함하는 메인 반도체 발광소자 그룹(160D)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 메인 반도체 발광소자들(160R,160G,160B)은 각각 레드 발광소자, 그린 발광소자 및 블루 발광소자일 수 있으며, 앞서 기술된 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)에 각각 대응될 수 있다.
또한 제2 보조 화소(150LR2)는 제1 보조 반도체 발광소자(150r), 제2 보조 반도체 발광소자(150g) 및 제3 보조 반도체 발광소자(150b)를 포함하는 보조 반도체 발광소자 그룹(150D)을 포함할 수 있다. 상기 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)은 각각 레드 발광소자, 그린 발광소자 및 블루 발광소자일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
제2 실시예에 의하면 패널에 메인 반도체 발광소자들을 전사한 후 테스트를 진행하고, 메인 화소(150LM)에서 불량 칩이 발견되는 경우 보조 호소로 리페어가 진행되는 실시예이다.
예를 들어, 제1 메인 화소(160LM1)에서 제1 메인 반도체 발광소자(160R)가 불량인 것으로 검사된 경우, 해당 제1 메인 화소(160LM1)에 인접한 제1 보조 화소(150LR1) 영역에 제1 보조 반도체 발광소자(150r)로 리페어 공정이 진행될 수 있다.
또한 제2 메인 화소(160LM2)에서 제1 내지 제3 메인 반도체 발광소자들(160R,160G,160B)가 전체가 불량인 것으로 검사된 경우, 해당 제2 메인 화소(160LM2)에 인접한 제2 보조 화소(150LR1) 영역에 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)로 리페어 공정이 진행될 수 있다.
제2 실시예에 의하면 보조 화소를 구성하는 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)의 두께를 초박형으로 구현함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
상기 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)은 앞서 기술된 초박형의 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)의 기술적 특징을 채용할 수 있다.
예를 들어, 도 6c를 참조하면 제2 실시예에 의하면 제1 보조 화소(150LR1)를 구성하는 제1 보조 반도체 발광소자(150r)는 앞서 기술한 초박형의 플립칩 형태의 제1 반도체 발광소자(150R)의 구조일 수 있으며, 제2 실시예에서 메인 화소(160LM)를 구성하는 제1 메인 반도체 발광소자(160R)은 수평형 반도체 발광 칩 일 수 있다. 물론, 제2 실시예에서 메인 화소(160LM)를 구성하는 제1 메인 반도체 발광소자(160R)은 앞서 기술한 초박형의 플립칩 형태의 제1 반도체 발광소자(150R)의 구조일 수도 있다.
계속하여 도 6c를 참조하면, 제2 실시예에 의하면 제1 보조 화소(150LR1)를 구성하는 제1 보조 반도체 발광소자(150r)의 제1 두께(T1)를 약 10㎛ 수준의 초박형으로 구현함으로써 메인 화소(160LM)를 구성하는 제1 메인 반도체 발광소자(160R)의 제2 두께(T2)와 동등한 수준으로 구현이 가능함으로써 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있는 특별한 기술적 효과가 있다.
실시예에 의하면 제1 보조 화소(150LR1)를 구성하는 제1 보조 반도체 발광소자(150r)의 상단과 메인 화소(160LM)를 구성하는 제1 메인 반도체 발광소자(160R)의 상단을 같거나 동등한 수준으로 제어함으로써 메인 화소와 보조 화소간의 광학적 휘도 차이를 최소화함으로써 최적의 디스플레이 장치 구현이 가능한 기술적 효과가 있다.
실시예에 의하면 보조 화소 상에 배치되는 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들은 보조 반도체 발광소자 패키지 형태로 일체화된 상태일 수 있다. 즉, 실시예에 의하면 개별 보조 반도체 발광소자를 실장하여 리페어 하는 것도 가능하지만, 3가지 색상의 보조 반도체 발광소자가 패키징된 보조 반도체 발광소자 패키지 형태로 리페어 공정이 진행될 수 있는 기술적 특징도 있다.
이에 따라 발광소자 패키지 형태로 리페어가 진행되는 경우 메인 화소의 반도체 발광소자와 보조 반도체 발광소자 패키지의 두께 단차가 발생될 수 있으므로, 실시예에 같이 보조 반도체 발광소자를 초박형으로 구현한 보조 반도체 발광소자 패키지를 이용하여 리페어 공정이 진행됨에 따라 보조 반도체 발광소자의 상단과 메인 화소를 구성하는 메인 반도체 발광소자의 상단을 같거나 동등한 수준으로 제어함으로써 메인 화소와 보조 화소간의 광학적 휘도 차이를 최소화함으로써 최적의 디스플레이 장치 구현이 가능한 특별한 기술적 효과가 있다.
다음으로 도 6b를 참조하면, 제2 보조 화소(150LR2) 영역에는 공통 배선(MC)을 형성함으로써 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)의 플립 칩 본딩의 용이성과 함께 배선 구조를 컴팩트하게 관리할 수 있으며 발광소자 구동회로의 효율성도 향상시킬 수 있다.
상기 제1 보조 화소(150LR1) 영역에도 공통 배선(MC) 구조가 형성되어 있을 수 있다.
계속하여 도 6b를 참조하면, 제2 보조 화소(150LR2)는 공통 배선(MC)과 제1 배선(M1), 제2 배선(M2) 및 제3 배선(M3)를 포함할 수 있다. 상기 공통 배선(MC)은 배선 패드(MCa)와 공통 가지 배선(MCb)을 포함할 수 있다. 상기 제1 배선(M1)은 제1 패드(M1a)와 제1 가지 배선(M1b)을 포함할 수 있고, 상기 제2 배선(M2)은 제2 패드(M2a)와 제2 가지 배선(M2b)을 포함할 수 있으며, 상기 제3 배선(M3)은 제3 패드(M3a)와 제3 가지 배선(M3b)을 포함할 수 있다.
패널 기판(110)에는 상기 제2 보조 화소(150LR2)의 공통 배선(MC)과 제1 배선(M1), 제2 배선(M2) 및 제3 배선(M3)에 각각 대응되는 배선 패드들이 형성될 수 있다. 예를 들어, 패널 기판(110)에는 제1 배선 패드(120a), 제2 배선 패드(120b), 제3 배선 패드(120c), 제4 배선 패드(120d)이 형성되어 상기 공통 배선(MC), 제1 배선(M1), 제2 배선(M2) 및 제3 배선(M3)들에 각각 대응될 수 있다.
상기 공통 가지 배선(MCb)과 상기 제1 가지 배선(M1b) 상에 제1 보조 반도체 발광소자(150r)가 플립 칩 형태로 실장될 수 있다. 또한 상기 공통 가지 배선(MCb)과 상기 제2 가지 배선(M2b) 상에 제2 보조 반도체 발광소자(150g)가 플립 칩 형태로 실장될 수 있다. 또한 상기 공통 가지 배선(MCb)과 상기 제3 가지 배선(M3b) 상에 제3 보조 반도체 발광소자(150b)가 플립 칩 형태로 실장될 수 있다.
이를 통해 제2 실시예는 제2 보조 화소(150LR2) 영역에는 공통 배선(MC)을 형성함으로써 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들(150r,150g,150b)의 플립 칩 본딩의 용이성과 함께 배선 구조를 컴팩트하게 관리할 수 있으며 발광소자 구동회로의 효율성도 향상시킬 수 있다.
이러한 제2 실시예에서의 공통 배선(MC)은 앞서 기술한 도 2의 제1 패널영역(A1)에서 제1 내지 제3 반도체 발광소자들(150R,150G,150B)의 실장에도 적용될 수 있다.
실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 의하면, 반도체 발광소자의 전사공정의 고효율화와 함께 반도체 발광소자 패키지의 광추출 효율을 개선할 수 있는 복합적인 기술적 효과가 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 마이크로-LED 디스플레이 전사공정에서 리페어 공정 진행시 발광소자 패키지의 두께로 인한 단차 이슈로 리페어 공정이 제대로 진행되지 못하는 문제를 해결할 수 있다.
또한 실시예는 광추출 효율을 향상시키기 위해 성장기판이 잔존하는 종래 발광소자 패키지는 두께가 두꺼워져 초박형 마이크로-LED 디스플레이 구현이 어려운 문제를 해결할 수 있다.
예를 들어, 실시예에 의하면 반도체 발광소자 패키지의 제1 반사전극(151a)과 제2 반사전극(152a)의 단면 형상을 컵 모양(cup shape)로 구현함으로써 초 박형의 반도체 발광소자 패키지를 구현함과 동시에 광 추출 효율을 향상시킬 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 예를 들어, 실시예에서 제1 반사전극(151a)의 끝단 또는 제2 반사전극(152a)의 끝단이 발광구조물(155)의 활성층(155b) 보다 높게 배치됨으로써 활성층에서 발광된 빛의 상측으로의 광추출 효율을 향상시킬 수 있고 표시소자의 화소로서 기능에 기여할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 제2 실시예에 의하면 제1-2 반사전극(151a2)과 제2-2 반사전극(152a2)이 제2 라운드 경사면(R2)을 포함함에 따라 발광구조물(155)에서 발광된 빛이 상면으로의 광 추출 효율을 향상시키면서 단위 픽셀 내의 다른 서브 픽셀의 반도체 발광소자에서 발광된 빛 들과 조합을 통해 디스플레이 화소로서 최적의 기능을 할 수 있는 기술적 효과가 있다.
또한 실시예에 의하면, 제2 보조 화소 영역에는 공통 배선을 형성함으로써 제1 내지 제3 보조 반도체 발광소자들의 플립 칩 본딩의 용이성과 함께 배선 구조를 컴팩트하게 관리할 수 있으며 발광소자 구동회로의 효율성도 향상시킬 수 있다.
실시예에 따른 반도체 발광소자는 마이크로 LED에 한정되는 것이 아니며, 미니 LED 도 포함한다.
실시예에 따른 반도체 발광소자는 마이크로 LED 디스플레이 외에 조명용, 사이니지용의 상대적으로 면적이 큰 LED에도 적용이 가능하다.
또한 실시예에 따른 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치는 디지털 TV, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트(Slate) PC, 태블릿(Tablet) PC, 울트라 북(Ultra-Book), 데스크탑 컴퓨터 등을 포함할 수 있다.
이상의 설명은 실시예의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 실시예의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 실시예에 개시된 실시예들은 실시예의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 실시예의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
실시예의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 실시예의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (13)

  1. 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함하는 발광구조물;
    상기 발광구조물의 제1 도전형 반도체층과 제2 도전형 반도체층에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극과 제2 전극;
    상기 발광구조물 측면에 배치되는 층간절연층; 및
    상기 발광구조물 상에 배치되는 접착층;을 포함하며,
    상기 제1 전극은 제1 반사전극과 제1 패드전극을 포함하며,
    상기 제2 전극도 제2 반사전극과 제2 패드전극을 포함하고,
    상기 제1 반사전극과 상기 제2 반사전극의 단면 형상이 컵 모양인 것을 특징으로 하는 반도체 발광소자 패키지.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 전극에서 상기 접착층까지의 제1 두께가 10㎛ 이하인 반도체 발광소자 패키지.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사전극과 상기 제2 반사전극이 상기 제1 층간절연층의 상면 및 측면으로 연장되어 배치된 반도체 발광소자 패키지.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사전극 또는 제2 반사전극의 제2 수평 폭이 상기 제1 패드전극 또는 제2 패드전극의 상기 제1 수평 폭에 비해 길게 형성된 반도체 발광소자 패키지.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 반사전극 또는 제2 반사전극의 제2 수평 폭은 상기 발광구조물의 수평 폭에 비해 길게 형성된 반도체 발광소자 패키지.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 발광구조물에서 멀어지는 방향에 위치한 상기 제1 반사전극의 끝단 또는 제2 반사전극의 끝단이 상기 발광구조물의 활성층 보다 높게 배치되는 반도체 발광소자 패키지.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 층간절연층은 제1 라운드 경사면을 포함하는 반도체 발광소자 패키지.
  8. 제7 항에 있어서,
    상기 층간절연층 상에 배치되는 제1 반사전극과 상기 제2 반사전극은 상기 제1 라운드 경사면에 대응되는 제2 라운드 경사면을 포함하는 반도체 발광소자 패키지.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 발광구조물의 에지에서 상기 제2 반사전극의 제2 라운드 경사면에 대한 제1 접선과 상기 발광구조물의 측면이 이루는 제1 각도는 10~70도 범위인 반도체 발광소자 패키지.
  10. 제1 배선전극, 제2 배선전극을 포함하는 패널 기판;
    상기 패널 기판 상에 배치되는 제1항 내지 제 9항 중 어느 하나의 반도체 발광소자 패키지;를 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 제1 반사전극 또는 상기 제2 반사전극의 제2 수평 폭은 상기 패널 기판에 형성된 상기 제1 배선전극 또는 상기 제2 배선전극의 수평 폭에 비해 각각 길게 형성된 디스플레이 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 디스플레이 장치는,
    메인 화소와 보조 화소를 포함하고,
    상기 보조 화소는, 공통 배선과 제1 배선, 제2 배선 및 제3 배선을 포함하며,
    상기 공통 배선과 상기 제1 배선 상에 제1 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되며,
    상기 공통 배선과 상기 제2 배선 상에 제2 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되며,
    상기 공통 배선과 상기 제3 배선 상에 제3 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공통 배선은 배선 패드와 공통 가지 배선을 포함하며,
    상기 제1 배선은 제1 패드와 제1 가지 배선을 포함하며,
    상기 제2 배선은 제2 패드와 제2 가지 배선을 포함하며,
    상기 제3 배선은 제3 패드와 제3 가지 배선을 포함하고,
    상기 공통 가지 배선의 제1 영역과 상기 제1 가지 배선 상에 상기 제1 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되며,
    상기 공통 가지 배선의 제2 영역과 상기 제2 가지 배선 상에 상기 제2 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되며,
    상기 공통 가지 배선의 제3 영역과 상기 제3 가지 배선 상에 상기 제3 보조 반도체 발광소자가 플립 칩 형태로 실장되는 디스플레이 장치.
KR1020237001232A 2020-06-15 2020-06-15 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치 KR20230029780A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/KR2020/007732 WO2021256574A1 (ko) 2020-06-15 2020-06-15 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20230029780A true KR20230029780A (ko) 2023-03-03

Family

ID=79268006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020237001232A KR20230029780A (ko) 2020-06-15 2020-06-15 반도체 발광소자 패키지 및 이를 포함하는 디스플레이 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20240038933A1 (ko)
KR (1) KR20230029780A (ko)
WO (1) WO2021256574A1 (ko)

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006332320A (ja) * 2005-05-26 2006-12-07 Ngk Spark Plug Co Ltd 発光素子実装用配線基板
KR101510474B1 (ko) * 2008-10-27 2015-04-08 엘지전자 주식회사 발광 소자 패키지 및 그의 제조 방법
JP6736260B2 (ja) * 2015-05-13 2020-08-05 ローム株式会社 半導体発光装置
CN107170773B (zh) * 2017-05-23 2019-09-17 深圳市华星光电技术有限公司 微发光二极管显示面板及其制作方法
KR102615640B1 (ko) * 2018-10-23 2023-12-20 삼성디스플레이 주식회사 디스플레이 장치

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021256574A1 (ko) 2021-12-23
US20240038933A1 (en) 2024-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11569423B2 (en) Display device
US10096647B2 (en) Display apparatus having a plurality of reflective electrodes
CN109075221B (zh) 发光器件和包括发光器件的显示器
US20220367771A1 (en) Display device using micro led, and manufacturing method therefor
KR20190067524A (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
US20230352643A1 (en) Display apparatus using semiconductor light-emitting device
US20220406982A1 (en) Display device using semiconductor light emitting elements, and method for manufacturing same
CN109037268B (zh) 微型发光二极管显示器、微型发光二极管元件及其制法
KR101888857B1 (ko) 발광 소자 및 이를 이용한 표시 장치
KR20200127478A (ko) Led 소자, led 소자의 제조 방법 및 led 소자를 포함하는 디스플레이 패널
CN112913020A (zh) 阵列基板、显示设备和制造阵列基板的方法
US20230005886A1 (en) Display device using micro led
US20220302351A1 (en) Display device using semiconductor light emitting diode
KR20240040698A (ko) 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
US9559254B2 (en) Light emitting device and light emitting device package
KR102495758B1 (ko) 플립칩 타입의 led 소자, 플립칩 타입의 led 소자의 제조 방법 및 플립칩 타입의 led 소자를 포함하는 디스플레이 장치
KR20210066205A (ko) 표시 장치 및 표시 장치 제조 방법
KR20170112275A (ko) 어레이 기판, 패널, 및 이를 포함하는 표시장치
US20240038933A1 (en) Semiconductor light-emitting device package and display device comprising same
TWI650852B (zh) 主動式驅動發光二極體陣列的製造方法
KR20220043742A (ko) 마이크로 led 및 이를 구비한 디스플레이 모듈
KR20170112776A (ko) 발광소자, 어레이 기판, 패널, 및 이를 포함하는 표시장치
US20230178686A1 (en) Semiconductor light-emitting element and display device including same
KR102579242B1 (ko) 마이크로 led 표시 장치 및 마이크로 led 표시 장치 제조 방법
TWI819863B (zh) 顯示面板