WO2017116136A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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Definitions

  • the present invention relates to a display device, and more particularly to a display device using a micro light emitting diode.
  • Light emitting diodes are inorganic semiconductor devices that emit light generated by recombination of electrons and holes. Recently, light emitting diodes have been used in various fields such as displays, automobile lamps, and general lighting. The light emitting diode has advantages of long life, low power consumption, and fast response time. Light emitting devices using such light emitting diodes are used as light sources in various fields.
  • display devices may be manufactured using OLEDs.
  • the backlight light source is always on because one LED is used as a light source of a wide pixel. Therefore, the power consumption is constant regardless of whether the displayed screen is bright or dark.
  • some display apparatuses divide the screen into several regions and control the contrast.
  • OLED has been steadily lowering power consumption through technological development. However, the efficiency is still low due to the significantly higher power consumption than LED, which is an inorganic semiconductor device.
  • the PM driving OLED may have a problem in that the response speed is lowered by controlling the PAM (pulse amplifier modulation) of the organic EL having a large capacity, and pulse width modulation (PWM) is implemented to realize low duty. By driving high current through control, the life can be reduced.
  • PAM pulse amplifier modulation
  • PWM pulse width modulation
  • Patent Document Japanese Patent Application Laid-Open No. 2015-500562 (2015.01.05)
  • the present invention provides a display device using a micro light emitting diode with low power consumption that can be applied to a wearable device, a smartphone, or a television.
  • the present invention provides a light emitting device comprising a plurality of light emitting diodes arranged regularly; And a TFT panel portion for driving the light emitting diode portion, wherein the light emitting diode portion includes: a support substrate formed transparently; A plurality of wavelength conversion units formed on the support substrate and configured to convert wavelengths of incoming light into light; And a plurality of light emitting diodes regularly arranged on the transparent electrode.
  • a light emitting diode unit including a plurality of light emitting diodes arranged regularly; And a TFT panel portion for driving the light emitting diode portion, wherein the TFT panel portion includes a TFT driving circuit therein and includes a panel substrate having a plurality of grooves; And a plurality of wavelength converters which fill a plurality of grooves formed in the panel substrate and convert the emitted light by wavelength conversion.
  • a display device using a micro light emitting diode using a nitride semiconductor, and thus has a high efficiency and a high power consumption that can be applied to a wearable device.
  • the manufacturing using the stretchable substrate has an effect that can be more conveniently manufactured when manufacturing a display device using a micro light emitting diode.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a light emitting diode unit of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • 3 and 4 are views for explaining a method of manufacturing a light emitting diode unit of a display device according to a first embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a display apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a phosphor layer of a display device according to a third embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a display device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a view schematically showing a phosphor layer modified in a sixth embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a plan view schematically illustrating a display device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • a display device includes: a light emitting diode unit including a plurality of light emitting diodes regularly arranged; And a TFT panel portion for driving the light emitting diode portion, wherein the light emitting diode portion includes: a support substrate formed transparently; A plurality of wavelength conversion units formed on the support substrate and configured to convert wavelengths of incoming light into light; And a plurality of light emitting diodes regularly arranged on the transparent electrode.
  • the plurality of light emitting diodes are blue light emitting diodes emitting blue light
  • the plurality of wavelength converting parts are blue light emitting parts that emit the blue light, green light emitting parts that convert the blue light into green light, and the blue light converts the wavelength into red light. It may include any one or more of the red light emitting to convert.
  • the plurality of light emitting diodes may be ultraviolet light emitting diodes emitting ultraviolet light
  • the plurality of wavelength converting parts may emit blue light by converting the ultraviolet light into blue light
  • the green light part emitting wavelength by converting the ultraviolet light into green light and the It may include any one or more of the red light portion to convert the ultraviolet light into red light.
  • a blocking unit formed on the support substrate and disposed between the plurality of wavelength conversion units.
  • a transparent electrode formed to cover the plurality of wavelength conversion parts and the blocking part, wherein the plurality of light emitting diodes are in electrical contact with each other.
  • the support substrate may have a plurality of grooves formed thereon, the plurality of wavelength conversion parts may be formed in the plurality of grooves, and the cross-sectional shape of the plurality of grooves may be formed in a polygonal or lens shape.
  • the display device a light emitting diode unit including a plurality of light emitting diodes arranged regularly; And a TFT panel portion for driving the light emitting diode portion, wherein the TFT panel portion includes a TFT driving circuit therein and includes a panel substrate having a plurality of grooves; And a plurality of wavelength conversion units filling a plurality of grooves formed in the panel substrate and converting the emitted light by wavelength conversion.
  • the light emitting diode unit includes a support substrate; An electrode formed on the support substrate; And a plurality of light emitting diodes regularly arranged on the electrode.
  • a plurality of grooves may be formed in the electrode, and the plurality of light emitting diodes may be mounted in the plurality of grooves.
  • the plurality of light emitting diodes may be blue light emitting diodes emitting blue light
  • the plurality of wavelength converting parts may include a blue light portion emitting blue light, a green light portion emitting wavelength light by converting the blue light into green light, and wavelength conversion of the blue light into red light. It may include any one or more of the red light emitting portion.
  • the plurality of light emitting diodes may be ultraviolet light emitting diodes emitting ultraviolet light
  • the plurality of wavelength conversion parts may emit blue light by converting the ultraviolet light into blue light
  • the green light part and the ultraviolet light may convert the ultraviolet light into green light. It may include any one or more of the red light portion to emit the wavelength conversion to the red light.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a display device according to a first embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view illustrating a light emitting diode unit of the display device according to the first embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • the light emitting diode unit 110 includes a light emitting diode 112, a support substrate 114, a transparent electrode 116, a blocking unit 118, an insulating layer 120, and a first connection electrode. (122).
  • a plurality of light emitting diodes 112 are provided, and a plurality of light emitting diodes 112 are regularly arranged on the support substrate 114.
  • the plurality of light emitting diodes 112 may be arranged in a matrix, as shown in FIG. 2.
  • the plurality of light emitting diodes 112 may include a plurality of blue light emitting diodes 112a emitting blue light, a plurality of green light emitting diodes 112b emitting green light, and a plurality of red light emitting diodes 112c emitting red light. It includes.
  • the plurality of blue light emitting diodes 112a, the plurality of green light emitting diodes 112b, and the plurality of red light emitting diodes 112c are alternately arranged with each other, and the blue light emitting diodes 112a, the green light emitting diodes 112b, and the red light emitting diodes are alternately arranged. Diodes 112c are arranged adjacent to each other.
  • the light emitting diode unit 110 may be driven by the display apparatus 100 by itself using a power source applied from the outside. That is, the image may be reproduced by the on-off combination of the light emitting diodes 112 of the light emitting diode unit 110 and does not require a separate LCD. Accordingly, the region including one light emitting diode 112 may be used as one sub pixel in the display apparatus 100. As illustrated in FIG. 2, the size of one subpixel in the light emitting diode unit 110 may be larger than the size of the light emitting diode 112 disposed in the subpixel.
  • one light emitting diode 112 includes an n-type semiconductor layer 23, an active layer 25, a p-type semiconductor layer 27, an n-type electrode 31, a p-type electrode 33, and And a wall portion 35.
  • the n-type semiconductor layer 23, the active layer 25, and the p-type semiconductor layer 27 may include a III-V group compound semiconductor.
  • it may include a nitride semiconductor such as (Al, Ga, In) N.
  • the positions of the n-type semiconductor layer 23 and the p-type semiconductor layer 27 may be interchanged.
  • the n-type semiconductor layer 23 may include n-type impurities (eg, Si), and the p-type semiconductor layer 27 may include p-type impurities (eg, Mg).
  • the active layer 25 is interposed between the n-type semiconductor layer 23 and the p-type semiconductor layer 27, may include a multi-quantum well structure (MQW), the composition ratio is so as to emit light of the desired peak wavelength Can be determined.
  • MQW multi-quantum well structure
  • the light emitting structure including the n-type semiconductor layer 23, the active layer 25, and the p-type semiconductor layer 27 may be formed similarly to the vertical type light emitting diode 112. Accordingly, the n-type electrode 31 may be formed on the outer surface of the n-type semiconductor layer 23, and the p-type electrode 33 may be formed on the outer surface of the p-type semiconductor layer 27.
  • the p-type electrode 33 and the transparent electrode are coupled to the light emitting diode 112 formed in the present embodiment similar to the vertical type to the transparent electrode 116 of the support substrate 114.
  • An adhesion part S may be formed between the 116 and the wall part 35 may be formed so that the adhesion part S does not deviate from the outside between the p-type electrode 33 and the transparent electrode 116.
  • the bonding part S may include a pure metal or a metal alloy, and bonding may be performed through a process of metal diffusion bonding or eutectic bonding.
  • the bonding portion S for metal diffusion bonding may include any one of Cu to Cu, Au to Au, Ti to Ti / Si, and Al-Al, and the bonding portion S for common bonding may be Au / In, Cu. It may include any one of / Sn, Au / Sn, Au / Si, Au / Ge and Al / Ge.
  • the wall portion 35 may be formed by covering a portion of the p-type electrode 33 so that the p-type electrode 33 is exposed on the p-type semiconductor layer 27, and as shown, may be formed of a plurality of layers. Can be.
  • the wall portion 35 may include a first layer and a second layer, and a first layer including SiN is formed on the p-type semiconductor layer 27 to cover a portion of the p-type electrode 33, and then SiO 2 A second layer comprising a may be formed on the first layer. At this time, the second layer may be formed thicker than the thickness of the first layer, it may be formed narrower than the first layer.
  • the support substrate 114 is a substrate on which the plurality of light emitting diodes 112 are mounted, and may be an insulating substrate, a conductive substrate, a printed circuit board, or the like.
  • the support substrate 114 may be one of a sapphire substrate, a gallium nitride substrate, a glass substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a metal substrate, and a ceramic substrate.
  • a plurality of conductive patterns that may be electrically connected to the plurality of light emitting diodes 112 may be formed on the support substrate 114, or a circuit pattern may be formed therein as necessary.
  • the support substrate 114 may be a flexible substrate.
  • the transparent electrode 116 is formed on the support substrate 114 and may be electrically connected to the p-type electrode 33 of the light emitting diode 112.
  • a plurality of transparent electrodes 116 may be formed on the support substrate 114, and one light emitting diode 112 may be coupled to one transparent electrode 116, and one may be required as needed.
  • a plurality of light emitting diodes 112 may be coupled to the transparent electrode 116.
  • the plurality of transparent electrodes 116 may be disposed to be spaced apart from each other on the support substrate 114.
  • ITO may be used as the transparent electrode 116.
  • the blocking unit 118 is formed on the supporting substrate 114, and a plurality of blocking units 118 are provided.
  • the blocking unit 118 allows the light emitted from the light emitting diode 112 to be emitted to the outside only through the transparent electrode 116 and prevents the light from being mixed with the light emitted from another adjacent light emitting diode 112. do.
  • the blocking unit 118 may be formed between the transparent electrodes 116 spaced apart from each other, and may be formed to cover a portion of the transparent electrode 116 as necessary.
  • the blocking unit 118 may be chromium (Cr).
  • the insulating layer 120 is formed to surround the light emitting diode 112 and is formed to cover an exposed surface of the surface to which the light emitting diode 112 is coupled. Accordingly, the insulating layer 120 may be formed to cover a part of the blocking unit 118. As the insulating layer 120 is formed to surround the light emitting diode 112, the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 of the light emitting diode 112 may be exposed through the insulating layer 120.
  • the first connection electrode 122 may be formed to cover the insulating layer 120, and may be formed to cover the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 which are not covered by the insulating layer 120. . Accordingly, the first connection electrode 122 may be electrically connected to the n-type semiconductor layer 23.
  • the TFT panel 130 includes a panel substrate 132 and a second connection electrode 134, is coupled to the light emitting diode unit 110, and is provided to supply power to the light emitting diode unit 110.
  • the TFT panel 130 may control the power supplied to the light emitting diode unit 110 to emit only a part of the plurality of light emitting diodes 112 included in the light emitting diode unit 110.
  • the TFT substrate may be formed in the panel substrate 132.
  • the TFT driving circuit may be a circuit for driving an active matrix (AM) or a circuit for driving a passive matrix (PM).
  • the second connection electrode 134 may be electrically connected to the TFT driving circuit of the panel substrate 132, and may be electrically connected to the first connection electrode 122 of the light emitting diode unit 110. Accordingly, the power supplied through the TFT driving circuit may be supplied to each light emitting diode 112 through the first and second connection electrodes 122 and 134.
  • the second connection electrode 134 may be covered by a separate protective layer, and the protective layer may include SiNx.
  • An anisotropic conductive film 150 is provided to electrically connect the light emitting diode unit 110 and the TFT panel unit 130 to each other.
  • the anisotropic conductive film 150 includes an adhesive organic material having insulation, and conductive particles for electrical connection therein are uniformly dispersed therein.
  • the anisotropic conductive film 150 has conductivity in the thickness direction, but has an insulating property in the plane direction.
  • the LED panel 110 and the TFT panel which are adhesive and need to be electrically connected, may be bonded to each other. In particular, it may be useful for connecting electrodes that are difficult to solder at high temperatures such as ITO.
  • the first connection electrode 122 of the light emitting diode unit 110 and the second connection of the TFT panel unit 130 are provided.
  • the electrodes 134 may be electrically connected to each other to form an electrode connector 152.
  • 3 and 4 illustrate a method of manufacturing the light emitting diode unit 110 of the display apparatus 100 according to the first embodiment of the present invention.
  • FIG. 3A an n-type semiconductor layer 23, an active layer 25, and a p-type semiconductor layer 27 are sequentially grown on a growth substrate.
  • the p-type electrode 33 is formed on the grown p-type semiconductor layer 27.
  • the p-type electrodes 33 may be formed in a state where a plurality of p-type electrodes 33 are spaced apart from each other by a predetermined distance so as to be formed one by one light emitting diode 112.
  • the wall part 35 is formed on the p-type semiconductor layer 27 in a state where the p-type electrode 33 is formed.
  • the wall portion 35 may be formed of two layers, and the first layer is formed to cover the entire p-type semiconductor layer 27 while covering a part of the p-type electrode 33 including SiN.
  • the second layer comprises SiO 2, and is formed on the first layer.
  • the second layer may be formed thicker than the first layer, and may be formed on the first layer of the region where the p-type electrode 33 is not formed.
  • the semiconductor layer grown in the state where the wall part 35 is formed is bonded to the first substrate.
  • the second layer of the wall part 35 is coupled to the first substrate.
  • the first substrate may be a substrate such as the support substrate 114, and a sapphire substrate may be used in this embodiment.
  • the growth substrate formed on the semiconductor layer in the state of being bonded to the first substrate may be etched and separated from each light emitting diode 112 in a state in which the growth substrate is removed (LLO).
  • etching to each light emitting diode 112 may be performed through dry etching.
  • the n-type electrode 31 is formed on the n-type semiconductor layer 23 in the state in which the light emitting diodes 112 are separated.
  • the n-type electrode 31 may be formed in advance before separating into each light emitting diode (112).
  • each light emitting diode 112 is coupled to the second substrate such that the formed n-type electrode 31 is coupled to the second substrate, and then the first substrate is removed.
  • the second substrate may be a substrate of the same type as the first substrate.
  • each LED 112 is coupled to the third substrate such that the wall 35 is coupled to the third substrate, and then the second substrate is removed.
  • the third substrate may be a stretchable sheet that may be stretched in a plane direction. Accordingly, as shown in FIG. 3H, the stretchable third substrate may be extended to extend the distance between the respective light emitting diodes 112.
  • the light emitting diodes 112 are coupled to the fourth substrate such that the n-type electrode 31 is coupled to the fourth substrate while the distance between the light emitting diodes 112 is extended.
  • the fourth substrate may include a base having a flexible property and an adhesive layer formed on the base.
  • the plurality of light emitting diodes 112 arranged on the fourth substrate are coupled to the base substrate, as shown in FIG. 3J, and the support substrate 114 has an adhesive portion at a position where the plurality of light emitting diodes 112 are to be disposed. S) can be formed.
  • the adhesive unit S is formed at a position for mounting the light emitting diode 112. Accordingly, even though the entire plurality of light emitting diodes 112 coupled to the fourth substrate are transferred onto the support substrate 114, the light emitting diodes 112 may be transferred only to the position where the adhesive portion S of the support substrate 114 is formed. .
  • an external force may be applied so that only the light emitting diode 112 corresponding to the position where the adhesive portion S is formed on the support substrate 114 among the light emitting diodes 112 coupled to the fourth substrate is coupled to the support substrate 114.
  • the light emitting diode 112 may be coupled only to the position where the adhesive portion S is formed.
  • a supporting substrate 114 is selectively applied to only a desired light emitting diode 112 on a fourth substrate on which a plurality of light emitting diodes 112 are arranged.
  • the stretchable third substrate may not be used. That is, in the state of using a flexible fourth substrate instead of the second substrate illustrated in FIG. 3F, as shown in FIG. 3K, an external force is selectively applied only to the light emitting diode 112 to be coupled to the supporting substrate 114. Can be combined with 114.
  • FIG. 4A illustrates that the adhesive part S is formed on the support substrate 114 as shown in FIG. 3J.
  • FIG. 4A illustrates the blue light emitting diode 112a, the green light emitting diode 112b, and the red light emitting diode 112c, respectively.
  • Bonding portion (S) is formed at all positions to be bonded.
  • the adhesive part S may be divided into first to third adhesive parts S1, S2, and S3.
  • the first adhesive part S1 is provided for coupling the blue light emitting diode 112a
  • the second adhesive part S2 is provided for coupling the green light emitting diode 112b.
  • the third adhesive part S3 is provided to couple the red light emitting diode 112c.
  • the temperature at which the first to third adhesive parts S1, S2, and S3 are bonded may be different, and the temperature at which the first adhesive part S1 is bonded is the highest, and the temperature at which the third adhesive part S3 is bonded is the lowest. .
  • the temperature at which the first adhesive part S1 is bonded using AgSn is about 230 ° C.
  • the temperature at which the second adhesive part S2 is bonded using ZnSn is about 198 ° C.
  • the bonding temperature of the third adhesive part S3 using In is about 157 ° C.
  • the bonding temperature of the first to third bonding parts S1, S2, and S3 is different because the order of the light emitting diodes 112 bonded to the bonding parts S is different.
  • the bonding temperature of the first adhesive part S1 is highest. Accordingly, since the bonding temperature of the second bonding portion S2 or the third bonding portion S3 is higher than the bonding temperature of the second bonding portion S2 or the third bonding portion S3, the first bonding portion S1 is maintained in the bonded state while the green emitting diode 112b or the red emitting diode 112c is bonded. Can be.
  • the first to third adhesive parts S1, S2, and S3 are formed on the support substrate 114, respectively, and as shown in FIG. 4B, the blue light emitting diode 112a is formed.
  • the substrate is disposed at a corresponding position on the upper side of the supporting substrate 114, and the blue light emitting diode 112a is coupled to the supporting substrate 114.
  • the blue light emitting diodes 112a formed on the fourth substrate have a larger distance from each other by the stretched substrate, which is the third substrate, than when formed on the growth substrate. Accordingly, the blue light emitting diode 112a is not disposed at a position corresponding to the position of the second adhesive portion S2 or the third adhesive portion S3.
  • the blue light emitting diode 112a is heated to about 230 ° C. in contact with the first adhesive part S1, and then the temperature is lowered to bond the first adhesive part S1 to support the blue light emitting diode 112a. ) To bind onto.
  • the blue light emitting diode 112a is coupled to the support substrate 114 as shown in FIG. 4C.
  • the fourth substrate on which the green light emitting diode 112b is formed is disposed at a corresponding position on the upper side of the supporting substrate 114, and the green light emitting diode 112b is disposed on the supporting substrate 114.
  • the green light emitting diode 112b formed on the fourth substrate has a wider distance from each other than when the green light emitting diode 112b is formed on the growth substrate.
  • the green light emitting diode 112b is disposed at a position corresponding to the second adhesive part S2 formed on the supporting substrate 114, interference with the blue light emitting diode 112a coupled to the existing light emitting diode 112a may not occur.
  • the green light emitting diode 112b is brought into contact with the second adhesive part S2, heated to about 198 ° C., and then the temperature is lowered to bond the second adhesive part S2. Accordingly, the green light emitting diode 112b may be coupled onto the support substrate 114.
  • the state where the blue light emitting diode 112a and the green light emitting diode 112b are coupled on the support substrate 114 is as shown in FIG. 4E.
  • the fourth substrate on which the red light emitting diode 112c is formed is disposed at a corresponding position on the upper side of the support substrate 114, and the red light emitting diode 112c is disposed on the support substrate 114.
  • the red light emitting diodes 112c formed on the fourth substrate are in a state where the distances between them are similar to each other, and thus interference with the blue light emitting diodes 112a or the green light emitting diodes 112b that are previously coupled to the support substrate 114.
  • the red light emitting diode 112c and the third adhesive part S3 are brought into contact with each other, heated to about 157 ° C., and the temperature is lowered to bond the third adhesive part S3 to bond the red light emitting diode 112c to the support substrate 114.
  • the blue light emitting diode 112a, the green light emitting diode 112b, and the red light emitting diode 112c are coupled to the support substrate 114, respectively, as shown in FIG. 4G.
  • the spaced apart intervals of the blue light emitting diodes 112a, the green light emitting diodes 112b, and the red light emitting diodes 112c respectively formed on different fourth substrates are at least two greater than the widths (widths) of the respective light emitting diodes 112. It may be spaced to have a distance of more than twice.
  • the interference with other light emitting diodes 112 may not occur. .
  • FIG. 3M is a cross-sectional view of the top view shown in FIG. 4G. That is, as illustrated in FIG. 3M, the blue light emitting diode 112a, the green light emitting diode 112b, and the red light emitting diode 112c may be coupled to the support substrate 114, respectively.
  • the insulating layer 120 may be formed to cover the entirety of the light emitting diodes 112 except for a part thereof.
  • the insulating layer 120 is formed to surround both the light emitting diodes 112 and cover both the transparent electrode 116 and the blocking unit 118.
  • the transparent electrode 116 electrically connected to each of the light emitting diodes 112 may be prevented from being exposed to the outside.
  • the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 of each light emitting diode 112 may be exposed to the upper portion of the insulating layer 120.
  • the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 are exposed on the insulating layer 120, as shown in FIG. 3O, the n-type semiconductor layer 23 and the n-type electrode 31 are formed.
  • the first connection electrode 122 may be formed on the insulating layer 120 to cover the first connection electrode 122. Accordingly, the light emitting diode unit 110 according to the present embodiment may be manufactured.
  • the manufactured light emitting diode unit 110 and the TFT panel unit 130 are bonded using an anisotropic connection film to display the display device according to the present embodiment as shown in FIG. 1. 100 can be manufactured.
  • FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a display apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • a light emitting diode unit 110 the same description as in the first embodiment is omitted.
  • the light emitting diode unit 110 includes a blue light emitting diode 112a, a support substrate 114, a transparent electrode 116, a blocking unit 118, an insulating layer 120, a first connection electrode 122, and a phosphor layer. Include.
  • the support substrate 114 may be formed in the same manner as in the first embodiment, but in this embodiment, the support substrate 114 may be formed of a transparent substrate so that the light emitted from the blue light emitting diode 112a can be transmitted while supporting the blue light emitting diode 112a. Can be formed.
  • the blocking portion 118 is formed on the support substrate 114, and the support substrate 114 may be divided into a plurality of zones by the blocking portion 118.
  • the plurality of regions thus formed may be regions of the subpixels.
  • a plurality of phosphor layers may be formed on the subpixel formed on the support substrate 114 to cover the support substrate 114.
  • the phosphor layer may include a green phosphor layer 126b and a red phosphor layer 126c.
  • the green phosphor layer 126b is formed on one of three subpixels, and the red phosphor layer 126c on the other. Is formed, and the other one may be formed of a phosphor layer. Accordingly, the green phosphor layer 126b converts the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a into green light, and the red phosphor layer 126c converts the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a into red light.
  • the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a may be emitted as it is in the subpixel in which the phosphor layer is not formed among the three subpixels.
  • the transparent electrode 116 may be formed to cover the phosphor layer in a state where the phosphor layer is formed. As the transparent electrode 116 is formed throughout the upper portion of the support substrate 114, the transparent electrode 116 may be formed to cover all of the blocking portion 118, the phosphor layer, and the support substrate 114 on which the phosphor layer is not formed.
  • the transparent electrode 116 may include indium-tin-oxide (ITO) and indium-zinc-oxide (IZO), and may be a carbon nanotube film, graphene, or poly (3). It may include a transparent conductive polymer such as, 4-ethylenedioxythiophene, PEDOT), and may be formed including any one of polyaniline, polyacetylene, polypyrrole and polythiophene.
  • ITO indium-tin-oxide
  • IZO indium-zinc-oxide
  • PEDOT 4-ethylenedioxythiophene
  • the blue light emitting diodes 112a are mounted on the transparent electrodes 116, respectively.
  • the blue light emitting diode 112a is mounted such that the p-type electrode 33 is in electrical contact with the transparent electrode 116, and the n-type electrode is opposite to the surface on which the p-type electrode 33 of the blue light emitting diode 112a is formed. 31 is formed.
  • the insulating layer 120 is formed to cover the entire blue light emitting diode 112a and the transparent electrode 116 so that only the n-type electrode 31 is exposed, and the n-type electrode 31 exposed on the insulating layer 120.
  • the first connection electrode 122 is formed to be in electrical contact with the first electrode.
  • the first connection electrode 122 may be formed with a reflective surface to reflect the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a toward the support substrate 114.
  • the TFT panel unit 130 having the second connection electrode 134 formed thereon is coupled to the light emitting diode unit 110 by the anisotropic conductive film 150.
  • the anisotropic conductive film 150 electrically connects the first connection electrode 122 and the second connection electrode 134 by the electrode connection part 152.
  • FIG. 6 is a view schematically illustrating a phosphor layer of a display device according to a third embodiment of the present invention.
  • the display device 100 has the same configuration as that described in the second embodiment, but the phosphor layer is formed on the support substrate 114 rather than the top of the support substrate 114. What was formed in the formed groove is demonstrated. Accordingly, the same description as described in the first and second embodiments is omitted.
  • the support substrate 114 may have a plurality of grooves formed on one surface thereof.
  • the plurality of grooves may be regularly formed to have a predetermined pattern, and the blocking part 118 may be formed at a position where the grooves are not formed.
  • the subpixels may be divided into a plurality of zones by the blocking unit 118, and the width of the groove may be formed to be equal to the width of the subpixel.
  • the shape of the groove may be formed in a concave or convex shape to have the shape of the lens, as shown in Figure 6 (a), as shown in Figure 6 (b), the longitudinal cross-section of the It may be formed in a shape.
  • the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c may be filled in the plurality of grooves formed as described above, and as the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c is filled, the top surface of the support substrate 114 may be filled. It may be formed in the same plane.
  • the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a disposed at the corresponding position is not supported because the groove is not formed at the position where the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c is not formed.
  • the blue light may be emitted to the outside through the 114.
  • FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150.
  • a light emitting diode unit 110 the same description as in the first and second embodiments is omitted.
  • the light emitting diode unit 110 includes a blue light emitting diode 112a, a support substrate 114, a transparent electrode 116, a blocking unit 118, an insulating layer 120, a first connection electrode 122, and a phosphor layer. Include.
  • the semiconductor device may further include a transparent layer 126e formed on the support substrate 114 of the subpixel in which the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c is not formed.
  • the transparent layer 126e may be formed to have the same thickness as the green phosphor layer 126b and the red phosphor layer 126c, and transmit the blue light emitted from the blue light emitting diode 112a to the support substrate 114 as it is.
  • the transparent electrode 116 formed on the green phosphor layer 126b, the red phosphor layer 126c, and the transparent layer 126e may be formed to have the same height in each subpixel, and the transparent electrode 116
  • the blue light emitting diode 112a formed thereon may also be mounted at the same height. That is, in the present embodiment, since the blue light emitting diode 112a has the same distance from the support substrate 114, the blue light emitting diode 112a may prevent the problem caused by the height problem of the adhesive part S in the subsequent transfer process. have.
  • FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of a display device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110, a TFT panel unit 130, and an anisotropic conductive film 150. While the fifth embodiment of the present invention is described, the same description as in the first and second embodiments is omitted.
  • the light emitting diode unit 110 includes an ultraviolet light emitting diode 112d, a support substrate 114, a transparent electrode 116, a blocking unit 118, an insulating layer 120, a first connection electrode 122, and a phosphor layer. Include.
  • the display apparatus 100 includes an ultraviolet light emitting diode 112d. Accordingly, the green phosphor layer 126b converts the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into green light, and the red phosphor layer. Reference numeral 126c converts the ultraviolet rays emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into red light. In addition, the blue phosphor layer 126a converts the ultraviolet light emitted from the ultraviolet light emitting diode 112d into blue light.
  • one pixel emits blue light, green light, and red light.
  • the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c are formed on the support substrate 114 together with the blocking unit 118, respectively.
  • the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c are formed to have the same thickness.
  • the transparent electrode 116 may be formed on the blue phosphor layer 126a, the green phosphor layer 126b, and the red phosphor layer 126c.
  • the rest of the configuration is the same as in the fourth embodiment, and detailed description thereof will be omitted.
  • FIG. 9 is a schematic cross-sectional view of a display apparatus according to a sixth embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a plan view schematically illustrating a display apparatus according to a sixth embodiment of the present invention.
  • 11 is a view schematically showing a phosphor layer modified in a sixth embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110 and a TFT panel unit 130. While the sixth embodiment of the present invention is described, the same description as in the first and second embodiments is omitted.
  • the light emitting diode unit 110 includes a light emitting diode 112, a support substrate 114, an electrode 117, a blocking unit 118, an insulating layer 120, a first connection electrode 122, and a phosphor layer. .
  • An electrode 117 may be formed on the support substrate 114.
  • the electrode 117 may be formed to cover the entirety of the support substrate 114, and a plurality of grooves having an open upper surface may be formed. That is, the light emitting diode 112 may be mounted in a plurality of grooves, and one groove may be one subpixel.
  • the electrode 117 may be opaque, and a reflective surface may be formed to reflect the light emitted from the light emitting diode 112 upward.
  • the electrode 117 may include a stacked structure of ITO-Ag-ITO, and accordingly, diffusion and / or oxidation of the electrode may be prevented by ITO.
  • the electrode 117 may be formed of a stacked structure of Ti-AlTi, or may be formed of a stacked structure of Mo-Al-Mo-ITO.
  • one or more light emitting diodes 112 may be mounted in a plurality of grooves formed in the electrode 117, and the p-type electrode 33 and the electrode 117 of the light emitting diodes 112 may be mounted in electrical contact with each other. Can be.
  • the n-type electrode 31 may be formed on the surface of the light emitting diode 112 opposite to the surface on which the p-type electrode 33 is formed.
  • the light emitting diode 112 may be a blue light emitting diode emitting blue light, or may be an ultraviolet light emitting diode emitting ultraviolet light.
  • An insulating layer 120 may be formed on the electrode 117 to cover the entirety of the light emitting diode 112. In this case, the n-type electrode 31 may be exposed without being covered by the insulating layer 120.
  • the blocking unit 118 and the first connection electrode 122 may be formed on the insulating layer 120.
  • the blocking unit 118 is formed at a position where a groove is not formed in the electrode 117 on the insulating layer 120.
  • the blocking portion 118 may be divided into a plurality of zones, each of which may be a subpixel.
  • the first connection electrode 122 may be formed to cover the insulating layer 120 in a plurality of zones separated by the blocking unit 118, and the first connection electrode 122 may be formed in the plan view shown in FIG. 10. Likewise, only a portion may be formed between the blocking portions 118. In this case, the first connection electrode 122 may be formed on the light emitting diode 112 to be electrically connected to the n-type electrode 31 of the light emitting diode 112. Accordingly, the first connection electrode 122 may be formed to be transparent so that the light emitted from the light emitting diode 112 can transmit. Of course, if necessary, the first connection electrode 122 may be formed to cover the entire subpixel.
  • connection part 160 may be formed at a position adjacent to the blocking part 118.
  • the connection part 160 is bonded to the second connection electrode 134 and the first connection electrode 122 of the TFT panel unit 130 while the first connection electrode 122 and the second connection electrode 134 are electrically connected to each other. To be connected.
  • the TFT panel 130 includes a panel substrate 132 and a second connection electrode 134, and may further include a TFT driving circuit and a phosphor layer therein.
  • the panel substrate 132 has a TFT driving circuit formed therein, and the TFT driving circuit can be arranged regularly so that a predetermined interval is maintained inside the panel substrate 132.
  • the TFT driving circuit may be formed at a position corresponding to a position where a groove is not formed in the electrode 117 of the light emitting diode unit 110.
  • the second connection electrode 134 is electrically connected to the TFT driving circuit, and may be formed under the TFT driving circuit as shown in FIG. 9. As described above, the second connection electrode 134 may be electrically coupled to the first connection electrode 122 by the connection unit 160.
  • the light emitting diode 112 is a blue light emitting diode emitting blue light
  • the phosphor layer may include a green phosphor layer 126b and a red phosphor layer 126c.
  • the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c may be filled in a plurality of grooves formed in the panel substrate 132. That is, the panel substrate 132 may have a plurality of grooves regularly formed on a surface corresponding to the light emitting diode unit 110.
  • the plurality of grooves may be formed in a region corresponding to the subpixel of the light emitting diode unit 110 at a position where the second connection electrode 134 is not formed.
  • the plurality of grooves thus formed may be filled with the green phosphor layer 126b or the red phosphor layer 126c.
  • the plurality of grooves formed in the panel substrate 132 are not formed at all positions corresponding to the subpixels, and as the three subpixels form one pixel, the grooves are formed at the position corresponding to one of the three subfill cells. It may not be formed. Accordingly, the blue light emitted from the light emitting diode 112 is wavelength-converted from one subpixel to green light, and the other is converted into red light from another subpixel. Blue light may be emitted to the panel substrate 132 as it is in the other subpixel.
  • the plurality of grooves formed in the panel substrate 132 may have a rectangular cross-sectional shape as shown in FIG. 9, and may be formed in a concave shape as shown in FIG. 11 as necessary. .
  • a plurality of grooves may be formed in the panel substrate 132 to correspond to all the sub-pixels, and as in the fourth embodiment, the green phosphor layers 126b are respectively located at positions corresponding to the three sub-pixels.
  • the red phosphor layer 126c and the transparent layer 126e may be formed.
  • the phosphor layer includes a blue phosphor layer 126a, a green phosphor layer 126b, and a red phosphor layer 126c
  • a plurality of grooves may be formed in the panel substrate 132 to correspond to all the subpixels, and as in the fifth embodiment, the blue phosphor layer 126a and the green phosphor layer may be formed at positions corresponding to the three subpixels, respectively. 126b) and a red phosphor layer 126c may be formed.
  • FIG. 12 is a plan view schematically illustrating a display device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • the display apparatus 100 includes a light emitting diode unit 110 and a TFT panel unit 130. While the seventh embodiment of the present invention is described, the same description as in the first and sixth embodiments is omitted.
  • the TFT panel 130 includes a panel substrate 132, a second connection electrode 134, a TFT driving circuit, and a phosphor layer.
  • the TFT driving circuit may be formed inside the panel substrate 132, and may be formed along a position other than an area of the subpixel formed in the light emitting diode unit 110. That is, the TFT driving circuit may be formed in the shape of a line along a position not formed in the groove in the support substrate 114 of the light emitting diode unit 110. Accordingly, the TFT driving circuit may not cover part of the light emitted from the light emitting diode 112, and the display apparatus 100 according to the present exemplary embodiment may emit light from the entire subpixel.
  • n-type semiconductor layer 25 active layer
  • anisotropic conductive film 152 electrode connection portion

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 본 발명은, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및 상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고, 상기 발광 다이오드부는, 투명하게 형성된 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성되고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부; 및 상기 투명전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다. 본 발명에 의하면, 질화물 반도체를 이용한 마이크로 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치를 구성할 수 있어 웨어러블 장치에 적용할 수 있는 고효율 고해상도를 가지며 낮은 소비전력을 가지는 효과가 있다.

Description

디스플레이 장치
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 마이크로 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드는 전자와 정공의 재결합으로 발생하는 빛을 방출하는 무기 반도체 소자로, 최근, 디스플레이, 자동차 램프, 일반 조명 등의 여러 분야에서 사용되고 있다. 발광 다이오드는 수명이 길고, 소비전력이 낮으며, 응답 속도가 빠른 장점이 있다. 이러한 발광 다이오드를 이용한 발광 장치는 다양한 분야에서 광원으로 사용되고 있다.
최근 스마트 텔레비전이나 모니터는 TFT LCD 패널을 이용하여 색을 재현하고, 색의 재현을 위한 백라이트 광원으로 발광 다이오드를 이용하는 경향이 있다. 그리고 최근에는 OLED를 이용하여 디스플레이 장치를 제조하는 경우도 있다. 하지만, TFT-LCD의 경우, 한 개의 LED가 넓은 화소의 광원으로 사용되기 때문에 백라이트 광원은 항상 켜져 있다. 따라서 디스플레이되는 화면이 밝거나 어두운 것에 상관없이 소비전력이 일정하다. 이를 보완하기 위해 화면을 몇 개의 영역으로 구획하고 명암을 제어하는 디스플레이 장치도 있지만, 수천 내지 수만 화소를 하나의 단위로 하여 분할하기 때문에 소비 전력을 저감하면서 세밀하게 명암을 조절하는 것은 곤란하다. 한편, OLED의 경우, 기술발전을 통해 지속적으로 소비전력이 낮아지고 있지만, 아직까지는 무기 반도체 소자인 LED에 비해 소비전력이 상당히 크기 때문에 효율성이 떨어진다.
또한, PM 구동 방식의 OLED는 큰 용량을 가진 유기 EL을 PAM(pulse amplifier modulation) 제어를 함으로써 응답속도가 낮아지는 문제가 발생할 수 있고, 낮은 듀티(duty)를 구현하기 위해 PWM(pulse width modulation) 제어를 통해 고전류 구동을 함으로써 수명저하가 발생할 수 있다. 그리고 AM 구동 방식으로 OLED를 구동시키면, 각 화소마다 TFT가 연결될 필요가 있어, 생산비용이 증가될 수 있고, TFT 특성에 따라 휘도가 불균일해질 수 있는 문제가 있다.
<선행기술문헌>
특허문헌: 일본 공개특허 제2015-500562(2015.01.05)
웨어러블 장치나 스마트폰 또는 텔레비전 등에 적용할 수 있는 소비전력이 낮은 마이크로 발광 다이오드를 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및 상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고, 상기 발광 다이오드부는, 투명하게 형성된 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성되고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부; 및 상기 투명전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
한편, 본 발명은, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및 상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고, 상기 TFT 패널부는, 내부에 TFT 구동회로를 포함하고, 다수의 홈이 형성된 패널기판; 및 상기 패널기판에 형성된 다수의 홈을 채우고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부를 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 질화물 반도체를 이용한 마이크로 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치를 구성할 수 있어 웨어러블 장치에 적용할 수 있는 고효율 고해상도를 가지며 낮은 소비전력을 가지는 효과가 있다.
또한, 하나의 발광 다이오드에 1000개 이하의 픽셀이 대응하도록 함으로써 빛이 필요 없는 화소에 대응하는 발광 다이오드를 턴-오프할 수 있어 소비전력을 낮추면서도 명암을 세밀하게 제어할 수 있는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
또한, 신축성이 있는 기판을 이용하여 제조함에 따라 마이크로 발광 다이오드를 이용하여 디스플레이 장치를 제조할 때 보다 편리하게 제조할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드부를 도시한 사시도이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드부의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 형광체층을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 11은 본 발명의 제6 실시예에서 변형된 형광체층을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및 상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고, 상기 발광 다이오드부는, 투명하게 형성된 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성되고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부; 및 상기 투명전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
이때, 상기 복수의 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 복수의 파장변환부는 상기 청색광을 방출하는 청색광부, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또는, 상기 복수의 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고, 상기 복수의 파장변환부는 상기 자외선을 청색광으로 파장 변환하여 방출하는 청색광부, 상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 자외선을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
그리고 상기 지지기판 상에 형성되고, 상기 복수의 파장변환부 사이에 배치되는 차단부; 및 상기 복수의 파장변환부 및 상기 차단부를 덮도록 형성되고, 상기 복수의 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되는 투명전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지기판은 상부에 다수의 홈이 형성되고, 상기 복수의 파장변환부는 상기 다수의 홈에 형성될 수 있으며, 상기 다수의 홈의 단면 형상은 다각형 또는 렌즈 형상으로 형성될 수 있다.
한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및 상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고, 상기 TFT 패널부는, 내부에 TFT 구동회로를 포함하고, 다수의 홈이 형성된 패널기판; 및 상기 패널기판에 형성된 다수의 홈을 채우고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부를 포함할 수 있다.
그리고 상기 발광 다이오드부는, 지지기판; 상기 지지기판 상에 형성된 전극; 및 상기 전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
이때, 상기 전극은 다수의 홈이 형성되며, 상기 복수의 발광 다이오드는 상기 다수의 홈에 실장될 수 있다.
그리고 상기 복수의 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 상기 복수의 파장변환부는 상기 청색광을 방출하는 청색광부, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
또는 상기 복수의 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고, 상기 복수의 파장변환부는 상기 자외선을 청색광으로 파장 변환하여 방출하는 청색광부, 상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 자외선을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 첨부된 도면을 참조하여 더 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 단면도이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드부를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도 필름(150)을 포함한다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 발광 다이오드부(110)는 발광 다이오드(112), 지지기판(114), 투명전극(116), 차단부(118), 절연층(120) 및 제1 연결전극(122)을 포함한다.
발광 다이오드(112)는 복수개가 구비되고, 지지기판(114) 상에 복수의 발광 다이오드(112)가 규칙적으로 배열된다. 예컨대, 복수의 발광 다이오드(112)는 도 2에 도시된 바와 같이, 행렬로 배열될 수 있다. 본 실시예에서 복수의 발광 다이오드(112)는 청색광을 방출하는 복수의 청색 발광 다이오드(112a), 녹색광을 방출하는 복수의 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색광을 방출하는 복수의 적색 발광 다이오드(112c)를 포함한다. 복수의 청색 발광 다이오드(112a), 복수의 녹색 발광 다이오드(112b) 및 복수의 적색 발광 다이오드(112c)는 각각 서로 교대로 배열되며, 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)가 서로 인접한 상태로 배열된다.
본 실시예에서, 도 2에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드부(110)는 외부에서 인가된 전원으로 그 자체로 디스플레이 장치(100)로 구동될 수 있다. 즉, 발광 다이오드부(110)의 발광 다이오드(112)들의 온-오프 조합에 의해 이미지를 재생할 수 있으며, 별도의 LCD를 필요로 하지 않는다. 그에 따라 하나의 발광 다이오드(112)가 포함된 영역은 디스플레이 장치(100)에서 하나의 서브 픽셀(sub pixel)로 이용될 수 있다. 발광 다이오드부(110)에서 하나의 서브 픽셀의 크기는 도 2에 도시된 바와 같이, 서브 픽셀 내에 배치되는 발광 다이오드(112)의 크기보다 상대적으로 크게 형성될 수 있다.
다시 도 1을 참조하면, 하나의 발광 다이오드(112)는 n형 반도체층(23), 활성층(25), p형 반도체층(27), n형 전극(31), p형 전극(33) 및 벽부(35)를 포함한다. n형 반도체층(23), 활성층(25) 및 p형 반도체층(27)은 III-V족 계열의 화합물 반도체를 포함할 수 있다. 일례로, (Al, Ga, In)N과 같은 질화물 반도체를 포함할 수 있다. 이때, n형 반도체층(23)과 p형 반도체층(27)의 위치는 서로 바뀔 수 있다.
n형 반도체층(23)은 n형 불순물(일례로, Si)을 포함할 수 있고, p형 반도체층(27)은 p형 불순물(일례로, Mg)을 포함할 수 있다. 활성층(25)은 n형 반도체층(23)과 p형 반도체층(27) 사이에 개재되고, 다중 양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있으며, 원하는 피크 파장의 빛을 방출할 수 있도록 조성비가 결정될 수 있다.
그리고 n형 반도체층(23), 활성층(25) 및 p형 반도체층(27)을 포함하는 발광구조체는 수직형 발광 다이오드(112)와 유사하게 형성될 수 있다. 그에 따라 n형 반도체층(23)의 외면에 n형 전극(31)이 형성되고, p형 반도체층(27)의 외면에 p형 전극(33)이 형성될 수 있다.
또한, 도 1에 도시된 바와 같이, 본 실시예에서 수직형과 유사하게 형성된 발광 다이오드(112)를 지지기판(114)의 투명전극(116)에 결합하기 위해 p형 전극(33)과 투명전극(116) 사이에 접착부(S)가 형성될 수 있는데, 접착부(S)가 p형 전극(33)과 투명전극(116) 사이에서 외부로 벗어나지 않도록 벽부(35)가 형성될 수 있다.
이때, 접착부(S)는 순수 금속 또는 금속 합금을 포함할 수 있으며, 금속 확산 본딩(metal diffusion bonding)이나 공용 본딩(eutectic bonding)의 공정을 통해 본딩이 이루어질 수 있다. 금속 확산 본딩을 위한 접착부(S)는 Cu to Cu, Au to Au, Ti to Ti/Si 및 Al-Al 중 어느 하나를 포함할 수 있고, 공용 본딩을 위한 접착부(S)는 Au/In, Cu/Sn, Au/Sn, Au/Si, Au/Ge 및 Al/Ge 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
벽부(35)는 p형 반도체층(27) 상에 p형 전극(33)이 노출되도록 p형 전극(33)의 일부를 덮으면서 형성될 수 있으며, 도시된 바와 같이, 복수의 층으로 형성될 수 있다. 벽부(35)는 제1 층과 제2 층을 포함할 수 있고, SiN를 포함하는 제1 층이 p형 반도체층(27) 상에 p형 전극(33)의 일부를 덮도록 형성된 다음, SiO2를 포함하는 제2 층이 제1 층상에 형성될 수 있다. 이때, 제2 층은 제1층의 두께보다 두껍게 형성될 수 있으며, 제1 층보다 좁게 형성될 수 있다.
지지기판(114)은 복수의 발광 다이오드(112)가 실장되기 위한 기판으로, 절연성 기판, 도전성 기판 또는 인쇄회로기판 등일 수 있다. 일례로, 지지기판(114)은 사파이어 기판, 질화갈륨 기판, 유리 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 금속 기판 및 세라믹 기판 중 하나일 수 있다. 또한, 필요에 따라 지지기판(114) 상부에 복수의 발광 다이오드(112)와 전기적으로 연결될 수 있는 복수의 도전성 패턴이 형성되거나 내부에 회로 패턴이 형성될 수도 있다. 그리고 지지기판(114)은 플렉시블 기판이 이용될 수 있다.
투명전극(116)은 지지기판(114) 상에 형성되고, 발광 다이오드(112)의 p형 전극(33)과 전기적으로 연결될 수 있다. 본 실시예에서 투명전극(116)은 지지기판(114)에 다수 개가 형성될 수 있으며, 하나의 투명전극(116) 상에 하나의 발광 다이오드(112)가 결합될 수 있고, 필요에 따라 하나의 투명전극(116) 상에 복수의 발광 다이오드(112)가 결합될 수도 있다. 또한, 다수의 투명전극(116)은 지지기판(114) 상에서 서로 이격된 상태로 배치될 수 있다. 그리고 일례로, 투명전극(116)은 ITO 등이 이용될 수 있다.
차단부(118)는 지지기판(114) 상에 형성되며, 다수 개가 구비된다. 차단부(118)는 발광 다이오드(112)에서 발광된 빛이 투명전극(116)을 통해서만 외부로 방출될 수 있도록 하며, 인접한 다른 발광 다이오드(112)에서 발광된 빛과 혼색되는 것을 방지하는 역할을 한다. 그에 따라 차단부(118)는 서로 이격되어 배치된 투명전극(116)들 사이에 형성될 수 있고, 필요에 따라 투명전극(116)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 본 실시예에서 차단부(118)는 크롬(Cr)이 이용될 수 있다.
절연층(120)은 발광 다이오드(112)를 둘러싸도록 형성되며, 발광 다이오드(112)가 결합된 면 중 노출된 면을 덮도록 형성된다. 그에 따라 절연층(120)은 차단부(118)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 절연층(120)이 발광 다이오드(112)를 둘러싸도록 형성됨에 따라 절연층(120)을 통해 발광 다이오드(112)의 n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)이 노출될 수 있다.
제1 연결전극(122)은 절연층(120)을 덮도록 형성되며, 절연층(120)에 의해 덮이지 않은 n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)을 덮도록 형성될 수 있다. 그에 따라 제1 연결전극(122)은 n형 반도체층(23)과 전기적으로 연결될 수 있다.
TFT 패널부(130)는 패널기판(132) 및 제2 연결전극(134)을 포함하고, 발광 다이오드부(110)와 결합되며, 발광 다이오드부(110)에 전원을 공급하기 위해 구비된다. 또한, TFT 패널부(130)는 발광 다이오드부(110)에 공급되는 전원을 제어하여, 발광 다이오드부(110)에 포함된 복수의 발광 다이오드(112) 중 일부만 발광시킬 수 있다.
패널기판(132)은 내부에 TFT 구동회로가 형성될 수 있다. TFT 구동회로는 액티브 매트릭스(AM, active matrix) 구동을 위한 회로 또는, 패시브 매트릭스(PM, passive matrix) 구동을 위한 회로일 수 있다.
제2 연결전극(134)은 패널기판(132)의 TFT 구동회로와 전기적으로 연결되고, 발광 다이오드부(110)의 제1 연결전극(122)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그에 따라 TFT 구동회로를 통해 공급된 전원이 제1 및 제2 연결전극(122, 134)을 통해 각 발광 다이오드(112)로 공급될 수 있다. 이때, 제2 연결전극(134)은 별도의 보호층에 의해 덮일 수 있으며, 보호층은 SiNx를 포함할 수 있다.
이방성 전도 필름(anisotropic conductive film, 150)은 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널부(130)를 서로 전기적으로 연결하기 위해 구비된다. 이방성 전도 필름(150)은 절연성을 갖는 접착성 유기 재료가 포함되며, 내부에 전기적 연결을 위한 도전성 입자가 균일하게 분산된다. 그리고 이방성 전도 필름(150)은 두께 방향으로 도전성을 가지지만, 면 방향으로 절연성을 가지는 성질이 있다. 또한, 접착성이 있어 전기적으로 연결될 필요가 있는 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널을 접합할 수 있다. 특히, ITO와 같이 고온으로 솔더링하기 어려운 전극을 접속하는데 유용할 수 있다.
상기와 같이 이방성 전도 필름(150)을 이용하여 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널을 결합하면, 발광 다이오드부(110)의 제1 연결전극(122)과 TFT 패널부(130)의 제2 연결전극(134)이 서로 전기적으로 연결되어 전극 연결부(152)가 형성될 수 있다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)의 발광 다이오드부(110)의 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 발광 다이오드부(110)를 제조하는 공정에 대해 설명한다. 먼저 도 3a에 도시된 바와 같이, 성장기판 상에 n형 반도체층(23), 활성층(25) 및 p형 반도체층(27)을 차례로 성장시킨다. 그리고 성장된 p형 반도체층(27) 상에 p형 전극(33)을 형성한다. p형 전극(33)은 하나의 발광 다이오드(112)에 하나씩 형성될 수 있도록 다수의 p형 전극(33)을 서로 일정 거리만큼 이격된 상태로 형성될 수 있다.
도 3b를 참조하면, p형 전극(33)이 형성된 상태에서 p형 반도체층(27) 상에 벽부(35)를 형성한다. 벽부(35)는 두 개의 층으로 형성될 수 있고, 제1 층은 SiN을 포함하여 p형 전극(33)의 일부를 덮으면서 p형 반도체층(27) 전체를 덮도록 형성된다. 그리고 제2 층은 SiO2를 포함하고, 제1 층상에 형성된다. 이때, 제2 층은 제1 층 보다 두껍게 형성될 수 있으며, p형 전극(33)이 형성되지 않은 영역의 제1 층상에 형성될 수 있다.
도 3c를 참조하면, 상기와 같이, 벽부(35)가 형성된 상태에서 성장된 반도체층을 제1 기판에 결합한다. 이때, 벽부(35)의 제2 층이 제1 기판과 결합되도록 결합한다. 제1 기판은 지지기판(114)과 같은 기판일 수 있으며, 본 실시예에서 사파이어 기판이 이용될 수 있다.
도 3d를 참조하면, 제1 기판에 결합된 상태에서 반도체층 상부에 형성된 성장기판을 제거(LLO)한 상태에서 각각의 발광 다이오드(112)로 에칭하여 분리할 수 있다. 이때, 각 발광 다이오드(112)로의 에칭은 건식 에칭을 통해 이루어질 수 있다.
도 3e를 참조하면, 각 발광 다이오드(112)로 분리된 상태에서 n형 반도체층(23) 상부에 n형 전극(31)을 형성한다. 여기서, n형 전극(31)은 각 발광 다이오드(112)로 분리하기 전에 미리 형성될 수도 있다. 그리고 도 3f와 같이, 형성된 n형 전극(31)이 제2 기판에 결합되도록 각 발광 다이오드(112)를 제2 기판에 결합한 다음, 제1 기판을 제거한다. 이때, 제2 기판은 제1 기판과 동일 종류의 기판일 수 있다.
그리고 도 3g에 도시된 바와 같이, 벽부(35)가 제3 기판에 결합되도록 각 발광 다이오드(112)를 제3 기판에 결합한 다음 제2 기판을 제거한다. 이때, 제3 기판은 면 방향으로 신축될 수 있는 신축 시트일 수 있다. 그에 따라 도 3h에 도시된 바와 같이, 신축성이 있는 제3 기판을 늘려 각 발광 다이오드(112)들 간의 거리를 확장할 수 있다.
이렇게 각 발광 다이오드(112)들 간의 거리가 확장된 상태에서 도 3i에 도시된 바와 같이, n형 전극(31)이 제4 기판에 결합되도록 각 발광 다이오드(112)를 제4 기판에 결합한다. 그에 따라 신축성이 있는 제3 기판에 의해 각 발광 다이오드(112) 간의 이격된 거리가 유지될 수 있다. 이때, 제4 기판은 플렉시블 성질이 있는 베이스와 베이스 상에 형성된 접착층을 포함할 수 있다.
이렇게 제4 기판 상에 배열된 다수의 발광 다이오드(112)를 도 3j에 도시된 바와 같이, 지기기판에 결합시키는데, 지지기판(114)에는 다수의 발광 다이오드(112)가 배치될 위치에 접착부(S)가 형성될 수 있다. 지지기판(114) 상에 투명전극(116)과 차단부(118)가 형성된 상태에서 발광 다이오드(112)가 실장되기 위한 위치에 접착부(S)가 형성된 상태이다. 그에 따라 제4 기판에 결합된 다수의 발광 다이오드(112) 전체를 지지기판(114) 상에 전사하더라도 지지기판(114)의 접착부(S)가 형성된 위치에만 발광 다이오드(112)가 전사될 수 있다.
도 3k를 보면, 제4 기판에 결합된 발광 다이오드(112) 중 지지기판(114)에 접착부(S)가 형성된 위치에 대응되는 발광 다이오드(112)만 지지기판(114)에 결합되도록 외력을 가할 수 있다. 그에 따라 도 3l에 도시된 바와 같이, 접착부(S)가 형성된 위치에만 발광 다이오드(112)가 결합될 수 있다.
또한, 본 실시예에서 별도로 도시하지 않았지만, 도 3k에 도시된 바와 같이, 다수의 발광 다이오드(112)가 배열된 제4 기판에서 원하는 발광 다이오드(112)에만 선별적으로 외력을 가해 지지기판(114)에 결합시키는 경우, 신축성이 있는 제3 기판을 이용하지 않을 수 있다. 즉, 도 3f에 도시된 제2 기판 대신 플렉시블한 제4 기판을 이용한 상태에서 도 3k에 도시된 바와 같이, 지지기판(114)에 결합시킬 발광 다이오드(112)에만 선별적으로 외력을 가하여 지지기판(114)과 결합시킬 수 있다.
본 실시예에서, 도 3l에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드(112)를 지지기판(114)에 실장하는 것과 관련하여, 도 4에 도시된 도면을 참조하여, 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)를 각각 지지기판(114)에 실장시키는 것에 대해 설명한다. 이때, 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)를 제조하는 공정은 도 3a 내지 도 3i의 공정과 동일하다.
도 4a는 도 3j와 같이, 지지기판(114)에 접착부(S)가 형성된 것을 도시한 것으로, 도 4a는 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)가 각각 결합되는 모든 위치에 접착부(S)가 형성된다. 이때, 접착부(S)는 제1 내지 제3 접착부(S1, S2, S3)로 구분될 수 있다. 제1 접착부(S1)는 청색 발광 다이오드(112a)를 결합하기 위해 구비되고, 제2 접착부(S2)는 녹색 발광 다이오드(112b)를 결합하기 위해 구비된다. 그리고 제3 접착부(S3)는 적색 발광 다이오드(112c)를 결합하기 위해 구비된다.
제1 내지 제3 접착부(S1, S2, S3)는 각각 본딩되는 온도가 다를 수 있으며, 제1 접착부(S1)가 본딩되는 온도가 가장 높고, 제3 접착부(S3)가 본딩되는 온도가 가장 낮다. 일례로, 제1 접착부(S1)는 AgSn가 이용되어 본딩되는 온도가 약 230℃이고, 제2 접착부(S2)는 ZnSn가 이용되어 본딩되는 온도가 약 198℃이다. 그리고 제3 접착부(S3)는 In이 이용되어 본딩되는 온도가 약 157℃이다. 이렇게 제1 내지 제3 접착부(S1, S2, S3)의 본딩 온도가 다른 것은 각 접착부(S)에 접착되는 발광 다이오드(112)의 순서가 각각 다르기 때문이다.
청색 발광 다이오드(112a)가 가장 먼저 지지기판(114)에 결합됨에 따라 제1 접착부(S1)의 본딩 온도가 가장 높다. 그에 따라 제2 접착부(S2)나 제3 접착부(S3)의 본딩 온도보다 높기 때문에 녹색 발광 다이오드(112b)나 적색 발광 다이오드(112c)의 접착되는 동안 제1 접착부(S1)는 본딩된 상태를 유지할 수 있다.
이렇게 도 4a에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 접착부(S1, S2, S3)가 지지기판(114)에 각각 형성된 상태에서 도 4b에 도시된 바와 같이, 청색 발광 다이오드(112a)가 형성된 제4 기판을 지지기판(114) 상부의 대응되는 위치에 배치시키고, 청색 발광 다이오드(112a)를 지지기판(114)에 결합시킨다. 이때, 제4 기판에 형성된 청색 발광 다이오드(112a)는 성장기판에서 형성되었을 때보다 제3 기판인 신축 기판에 의해 서로의 간격이 넓은 상태이다. 그에 따라 청색 발광 다이오드(112a)는 제2 접착부(S2)나 제3 접착부(S3)의 위치에 대응되는 위치에 배치되지 않는다. 그리고 청색 발광 다이오드(112a)가 제1 접착부(S1)와 접촉된 상태에서 약 230℃로 가열한 한 다음 온도를 낮춰 제1 접착부(S1)를 본딩시켜 청색 발광 다이오드(112a)를 지지기판(114) 상에 결합한다.
이렇게 청색 발광 다이오드(112a)를 지지기판(114) 상에 결합시킨 상태가 도 4c에 도시된 바와 같다. 이 상태에서 도 4d에 도시된 바와 같이, 녹색 발광 다이오드(112b)가 형성된 제4 기판을 지지기판(114) 상부의 대응되는 위치에 배치시키고, 녹색 발광 다이오드(112b)를 지지기판(114)에 결합시킨다. 이때, 제4 기판에 형성된 녹색 발광 다이오드(112b)는 앞서 설명한 바와 같이, 성장기판에서 녹색 발광 다이오드(112b)가 형성되었을 때보다 서로의 간격이 넓은 상태이다. 그에 따라 녹색 발광 다이오드(112b)를 지지기판(114)에 형성된 제2 접착부(S2)에 대응되는 위치에 배치해도 기존에 결합된 청색 발광 다이오드(112a)와의 간섭이 발생하지 않을 수 있다. 이 상태에서 녹색 발광 다이오드(112b)와 제2 접착부(S2)를 접촉시키고, 약 198℃로 가열한 다음 온도를 낮춰 제2 접착부(S2)를 본딩시킨다. 그에 따라 녹색 발광 다이오드(112b)를 지지기판(114) 상에 결합시킬 수 있다.
이렇게 청색 발광 다이오드(112a)와 녹색 발광 다이오드(112b)가 각각 지지기판(114) 상에 결합시킨 상태가 도 4e에 도시된 바와 같다. 이 상태에서 도 4f에 도시된 바와 같이, 적색 발광 다이오드(112c)가 형성된 제4 기판을 지지기판(114) 상부의 대응되는 위치에 배치시키고, 적색 발광 다이오드(112c)를 지지기판(114)에 결합시킨다. 이때, 제4 기판에 형성된 적색 발광 다이오드(112c)는 마찬가지로 서로의 간격이 넓은 상태이며, 그에 따라 지지기판(114) 상에 기 결합된 청색 발광 다이오드(112a)나 녹색 발광 다이오드(112b)와의 간섭이 발생하지 않을 수 있다. 이 상태에서 적색 발광 다이오드(112c)와 제3 접착부(S3)를 접촉시키고, 약 157℃로 가열한 다음 온도를 낮춰 제3 접착부(S3)를 본딩시켜 적색 발광 다이오드(112c)를 지지기판(114) 상에 결합시킬 수 있다. 이렇게 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)가 각각 지지기판(114) 상에 결합된 상태가 도 4g에 도시된 바와 같다.
여기서, 서로 다른 제4 기판에 각각 형성된 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)의 이격된 간격은, 각 발광 다이오드(112)의 너비(폭)보다 최소 2배 이상의 거리를 가지도록 이격될 수 있다. 이렇게 지지기판(114)에 각 발광 다이오드(112)가 2배 이상의 간격으로 이격된 상태가 유지된 상태에서 지지기판(114)에 결합됨에 따라 다른 발광 다이오드(112)와의 간섭이 발생하지 않을 수 있다.
다시, 도 3m을 참조하면, 도 3m은 도 4g에 도시된 평면도에 대한 단면도이다. 즉, 도 3m에 도시된 바와 같이, 지지기판(114) 상에 청색 발광 다이오드(112a), 녹색 발광 다이오드(112b) 및 적색 발광 다이오드(112c)를 각각 결합시킬 수 있다. 이 상태에서 도 3n에 도시된 바와 같이, 각 발광 다이오드(112)의 일부를 제외한 전체를 덮도록 절연층(120)이 형성될 수 있다. 절연층(120)은 각 발광 다이오드(112)를 둘러싸면서 투명전극(116) 및 차단부(118)를 모두 덮도록 형성된다. 그에 따라 각 발광 다이오드(112)와 전기적으로 연결된 투명전극(116)이 외부로 노출되는 것을 방지할 수 있다. 그리고 각 발광 다이오드(112)의 n형 반도체층(23) 상부 및 n형 전극(31)이 절연층(120) 상부로 노출될 수 있다.
이렇게 절연층(120) 상부에 n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)이 노출된 상태에서 도 3o에 도시된 바와 같이, n형 반도체층(23) 및 n형 전극(31)을 덮도록 제1 연결전극(122)이 절연층(120) 상부에 형성될 수 있다. 그에 따라 본 실시예에 따른 발광 다이오드부(110)를 제조할 수 있다.
그 다음으로, 도 3p에 도시된 바와 같이, 제조된 발광 다이오드부(110)와 TFT 패널부(130)를 이방성 연결 필름을 이용하여 접합하여 도 1에 도시된 바와 같이 본 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)를 제조할 수 있다.
도 5는 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도 필름(150)을 포함한다. 본 발명의 제2 실시예에 대해 설명하면서, 제1 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
발광 다이오드부(110)는, 청색 발광 다이오드(112a), 지지기판(114), 투명전극(116), 차단부(118), 절연층(120), 제1 연결전극(122) 및 형광체층을 포함한다.
지지기판(114)은 제1 실시예에서와 동일하게 형성될 수 있지만, 본 실시예에서 청색 발광 다이오드(112a)를 지지하면서 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 빛이 투과될 수 있도록 투명 기판으로 형성될 수 있다.
본 실시예에서 지지기판(114) 상부에 차단부(118)가 형성되며, 차단부(118)에 의해 지지기판(114) 상부는 복수의 구역으로 구분되어 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 복수의 구역은 서브 픽셀의 영역일 수 있다. 지지기판(114) 상부에 형성된 서브 픽셀에 복수의 형광체층이 지지기판(114)을 덮도록 형성될 수 있다.
형광체층은 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)을 포함할 수 있으며, 세 개의 서브 픽셀을 기준으로 하나에 녹색 형광체층(126b)이 형성되고, 다른 하나에 적색 형광체층(126c)이 형성되며, 나머지 하나에는 형광체층이 형성될 수 있다. 그에 따라 녹색 형광체층(126b)은 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 녹색광으로 파장변환하고, 적색 형광체층(126c)은 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 적색광으로 파장 변환한다. 그리고 세 개의 서브 픽셀 중 형광체층이 형성되지 않은 서브 픽셀에서는 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광이 그대로 방출될 수 있다.
이렇게 형광체층이 형성된 상태에서 형광체층을 덮도록 투명전극(116)이 형성될 수 있다. 투명전극(116)은 지지기판(114)의 상부 전역에 형성됨에 따라 차단부(118), 형광체층 및 형광체층이 형성되지 않은 지지기판(114)까지 모두 덮도록 형성될 수 있다.
이때, 투명전극(116)은 indium-tin-oxide(ITO) 및 indium-zinc-oxide(IZO)을 포함할 수 있고, 카본 나노튜브 필름(carbon nanotube film), 그래핀(graphene) 또는 poly(3,4-ethylenedioxythiophene, PEDOT) 등의 투명 전도성 중합체를 포함할 수 있으며, polyaniline, polyacetylene, polypyrrole 및 polythiophene 중 어느 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
그리고 투명전극(116)의 상부에 청색 발광 다이오드(112a)가 각각 실장된다. 청색 발광 다이오드(112a)는 p형 전극(33)이 투명전극(116)에 전기적으로 접촉되도록 실장되고, 청색 발광 다이오드(112a)의 p형 전극(33)이 형성된 면의 반대 면에 n형 전극(31)이 형성된다.
절연층(120)은 n형 전극(31)만 노출되도록 청색 발광 다이오드(112a) 및 투명전극(116) 전체를 덮도록 형성되고, 절연층(120)의 상부에 노출된 n형 전극(31)과 전기적으로 접촉되도록 제1 연결전극(122)이 형성된다. 여기서, 제1 연결전극(122)은 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 지지기판(114) 측으로 반사할 수 있도록 반사면이 형성될 수 있다.
이렇게 상기에서 설명한 바와 같이, 발광 다이오드부(110)가 형성된 상태에서 일면 제2 연결전극(134)이 형성된 TFT 패널부(130)가 이방성 전도 필름(150)에 의해 발광 다이오드부(110)와 결합된다. 그에 따라 이방성 전도 필름(150)은 제1 연결전극(122)과 제2 연결전극(134)을 전극 연결부(152)에 의해 전기적으로 연결한다.
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치의 형광체층을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 6을 참조하면, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 제2 실시예에서 설명한 바와 다른 구성은 동일하게 형성되지만, 형광체층은 지지기판(114)의 상부가 아닌 지지기판(114)에 형성된 홈에 형성된 것에 대해 설명한다. 그에 따라 제1 및 제2 실시예에서 설명한 바와 동일한 설명은 생략한다.
본 실시예에서 지지기판(114)은 일면에 다수의 홈이 형성될 수 있다. 다수의 홈은 소정의 패턴을 가지도록 규칙적으로 형성될 수 있으며, 홈이 형성되지 않은 위치에 차단부(118)가 형성될 수 있다. 그에 따라 차단부(118)에 의해 복수의 구역으로 서브 픽셀들이 구분될 수 있으며, 홈의 너비는 서브 픽셀의 너비와 동일하게 형성될 수 있다.
또한, 홈의 형상은 도 6의 (a)에 도시된 바와 같이, 렌즈의 형상을 가지도록 오목 또는 볼록한 형상으로 형성될 수 있으며, 도 6의 (b)에 도시된 바와 같이, 종단면이 직사각형의 형상으로 형성될 수도 있다.
그리고 이렇게 형성된 다수의 홈에 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 채워질 수 있으며, 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 채워짐에 따라 지지기판(114)의 상면은 동일한 평면으로 형성될 수 있다.
물론, 도 5에서와 같이, 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 형성되지 않는 위치에는 홈이 형성되지 않아 해당 위치에 배치되는 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광은 지지기판(114)을 통해 청색광이 그대로 외부로 방출될 수 있다.
도 7은 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도 필름(150)을 포함한다. 본 발명의 제4 실시예에 대해 설명하면서, 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
발광 다이오드부(110)는, 청색 발광 다이오드(112a), 지지기판(114), 투명전극(116), 차단부(118), 절연층(120), 제1 연결전극(122) 및 형광체층을 포함한다.
본 실시예에서 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 형성되지 않은 서브 픽셀의 지지기판(114) 상부에 형성되는 투명층(126e)을 더 포함할 수 있다. 투명층(126e)은 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)과 동일한 두께로 형성될 수 있으며, 청색 발광 다이오드(112a)에서 방출된 청색광을 그대로 지지기판(114) 측으로 투과한다.
그에 따라 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)의 상부에 형성되는 투명전극(116)은 각 서브 픽셀 내에서 동일한 높이를 가지도록 형성될 수 있으며, 투명전극(116) 상부에 형성된 청색 발광 다이오드(112a)도 동일한 높이의 위치에 실장될 수 있다. 즉, 본 실시예에서 청색 발광 다이오드(112a)는 지지기판(114)과의 이격 거리가 동일하게 형성됨에 따라 후속 공정인 전사 공정 등에서 접착부(S)의 높이 문제로 인해 발생되는 문제를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110), TFT 패널부(130) 및 이방성 전도 필름(150)을 포함한다. 본 발명의 제5 실시예에 대해 설명하면서, 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
발광 다이오드부(110)는, 자외선 발광 다이오드(112d), 지지기판(114), 투명전극(116), 차단부(118), 절연층(120), 제1 연결전극(122) 및 형광체층을 포함한다.
본 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 자외선 발광 다이오드(112d)가 포함되며, 그에 따라 녹색 형광체층(126b)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 방출된 자외선을 녹색광으로 파장변환하고, 적색 형광체층(126c)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 방출된 자외선을 적색광으로 파장 변환한다. 또한, 청색 형광체층(126a)은 자외선 발광 다이오드(112d)에서 방출된 자외선을 청색광으로 파장 변환한다.
앞서 다른 실시예에서 세 개의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 형성함에 따라 하나의 픽셀은 청색광, 녹색광 및 적색광을 모두 방출한다.
그에 따라 본 실시예의 발광 다이오드부(110)는 지지기판(114) 상부에 차단부(118)와 함께 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)이 각각 형성되고, 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)은 동일한 두께를 가지도록 형성된다. 그리고 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c) 상부에 투명전극(116)이 형성될 수 있다. 그 외 구성은 제4 실시예에서와 동일하여 자세한 설명은 생략한다.
도 9는 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 10은 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다. 그리고 도 11은 본 발명의 제6 실시예에서 변형된 형광체층을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 9를 참조하면, 본 발명의 제6 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110) 및 TFT 패널부(130)를 포함한다. 본 발명의 제6 실시예에 대해 설명하면서 제1 및 제2 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
발광 다이오드부(110)는, 발광 다이오드(112), 지지기판(114), 전극(117), 차단부(118), 절연층(120), 제1 연결전극(122) 및 형광체층을 포함한다.
지지기판(114)의 상부에 전극(117)이 형성될 수 있다. 전극(117)은 지지기판(114)의 전체를 덮도록 형성될 수 있으며, 상면이 개방된 다수의 홈이 형성될 수 있다. 즉, 다수의 홈에 발광 다이오드(112)가 실장될 수 있으며, 하나의 홈은 하나의 서브 픽셀이 될 수 있다. 또한, 본 실시예에서 전극(117)은 불투명하게 형성될 수 있으며, 발광 다이오드(112)에서 방출된 빛을 상부로 반사할 수 있게 반사면이 형성될 수 있다.
이때, 전극(117)은 ITO-Ag-ITO의 적층구조를 포함할 수 있고, 그에 따라 ITO에 의해 전극의 확산 및/또는 산화가 방지될 수 있다. 또한, 필요에 따라 전극(117)은 Ti-AlTi의 적층구조로 이루어질 수 있으며, Mo-Al-Mo-ITO의 적층구조로 이루어질 수도 있다.
상기와 같이, 전극(117)에 형성된 다수의 홈에 하나 이상의 발광 다이오드(112)가 실장될 수 있으며, 발광 다이오드(112)의 p형 전극(33)과 전극(117)이 전기적으로 접촉되도록 실장될 수 있다. 그리고 발광 다이오드(112)는 p형 전극(33)이 형성된 면의 반대 면에 n형 전극(31)이 형성될 수 있다. 이때, 발광 다이오드(112)는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드일 수 있으며, 또는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드일 수도 있다.
그리고 발광 다이오드(112)의 전체를 덮도록 전극(117)의 상부에 절연층(120)이 형성될 수 있다. 이때, n형 전극(31)의 절연층(120)에 의해 덮이지 않고 노출될 수 있다. 절연층(120)의 상부에 차단부(118)와 제1 연결전극(122)이 형성될 수 있다. 차단부(118)는 절연층(120)의 상부에서 전극(117)에 홈이 형성되지 않은 위치에 형성된다. 그에 따라 제2 실시예에서와 같이, 차단부(118)에 의해 복수의 구역으로 구분될 수 있고, 이 구역은 각각 서브 픽셀일 수 있다.
차단부(118)에 의해 구분된 복수의 구역 내에 절연층(120)을 덮도록 제1 연결전극(122)이 형성될 수 있으며, 제1 연결전극(122)은 도 10에 도시된 평면도에서와 같이, 차단부(118)들 사이에 일부에만 형성될 수 있다. 이때, 제1 연결전극(122)은 발광 다이오드(112)의 상부에 형성되어 발광 다이오드(112)의 n형 전극(31)과 전기적으로 연결될 수 있다. 그에 따라 제1 연결전극(122)은 발광 다이오드(112)에서 방출된 빛이 투과할 수 있도록 투명하게 형성될 수 있다. 물론, 필요에 따라 제1 연결전극(122)은 서브 픽셀 전체를 덮도록 형성될 수도 있다.
그리고 본 실시예에서 차단부(118)에 인접한 위치에 연결부(160)가 형성될 수 있다. 연결부(160)는 TFT 패널부(130)의 제2 연결전극(134)과 제1 연결전극(122)을 서로 접착시키면서 제1 연결전극(122)과 제2 연결전극(134)이 서로 전기적으로 연결되도록 한다.
TFT 패널부(130)는 패널기판(132)과 제2 연결전극(134)을 포함하고, 내부에 TFT 구동회로와 형광체층이 더 포함될 수 있다. 패널기판(132)은 내부에 TFT 구동회로가 형성되는데, TFT 구동회로는 패널기판(132)의 내부에 일정 간격이 유지되도록 규칙적으로 배열될 수 있다. 또한, TFT 구동회로는 도 10에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드부(110)의 전극(117)에 홈이 형성되지 않은 위치와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.
제2 연결전극(134)은 TFT 구동회로와 전기적으로 연결되며, 도 9에 도시된 바와 같이, TFT 구동회로의 하부에 형성될 수 있다. 제2 연결전극(134)은 앞서 설명한 바와 같이, 연결부(160)에 의해 제1 연결전극(122)과 전기적으로 결합될 수 있다.
본 실시예에서 발광 다이오드(112)는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고, 형광체층은 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)을 포함할 수 있다. 그리고 패널기판(132)에 형성된 다수의 홈에 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 채워질 수 있다. 즉, 패널기판(132)은 발광 다이오드부(110)와 대응되는 면에 다수의 홈이 규칙적으로 형성될 수 있다. 다수의 홈은 제2 연결전극(134)이 형성되지 않은 위치에 발광 다이오드부(110)의 서브 픽셀에 대응되는 영역에 형성될 수 있다. 이렇게 형성된 다수의 홈에 녹색 형광체층(126b) 또는 적색 형광체층(126c)이 채워질 수 있다.
이때, 패널기판(132)에 형성된 다수의 홈은 서브 픽셀에 대응되는 모든 위치에 형성되지 않고, 세 개의 서브 픽셀이 하나의 픽셀을 형성함에 따라 세 개의 서브 필셀 중 하나에 대응되는 위치에는 홈이 형성되지 않을 수 있다. 그에 따라 발광 다이오드(112)에서 방출된 청색광은 하나의 서브 픽셀에서 녹색광으로 파장 변환되어 방출되고 다른 하나의 서브 픽셀에서 적색광으로 파장 변환되어 방출된다. 그리고 나머지 하나의 서브 픽셀에서 청색광이 그대로 패널기판(132) 측으로 방출될 수 있다.
여기서, 패널기판(132)에 형성된 다수의 홈은 도 9에 도시된 바와 같이, 종단면 형상이 직사각형 형상으로 형성될 수 있으며, 필요에 따라 도 11에 도시된 바와 같이, 오목한 형상으로 형성될 수도 있다.
한편, 필요에 따라 모든 서브 픽셀에 대응되게 패널기판(132)에 다수의 홈이 형성될 수 있으며, 제4 실시예에서와 같이, 세 개의 서브 픽셀에 대응되는 위치에 각각 녹색 형광체층(126b), 적색 형광체층(126c) 및 투명층(126e)이 형성될 수 있다.
또한, 필요에 따라 발광 다이오드(112)가 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드가 이용되는 경우, 형광체층은 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)을 포함하고, 모든 서브 픽셀에 대응되게 패널기판(132)에 다수의 홈이 형성될 수 있으며, 제5 실시예에서와 같이, 세 개의 서브 픽셀에 대응되는 위치에 각각 청색 형광체층(126a), 녹색 형광체층(126b) 및 적색 형광체층(126c)이 형성될 수 있다.
도 12는 본 발명의 제7 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 도시한 평면도이다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 제7 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 발광 다이오드부(110) 및 TFT 패널부(130)를 포함한다. 본 발명의 제7 실시예에 대해 설명하면서 제1 및 제6 실시예에서와 동일한 설명은 생략한다.
TFT 패널부(130)는 패널기판(132), 제2 연결전극(134), TFT 구동회로 및 형광체층을 포함한다. 이때, TFT 구동회로는 패널기판(132)의 내부에 형성될 수 있으며, 발광 다이오드부(110)에 형성된 서브 픽셀의 영역이 아닌 위치를 따라 형성될 수 있다. 즉, TFT 구동회로는 발광 다이오드부(110)의 지지기판(114)에 홈에 형성되지 않은 위치를 따라 라인의 형상으로 형성될 수 있다. 그에 따라 TFT 구동회로는 발광 다이오드(112)에서 방출된 빛의 일부를 가리지 않을 수 있으며, 본 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 서브 픽셀 전체에서 빛을 방출할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이 본 발명에 대한 구체적인 설명은 첨부된 도면을 참조한 실시예에 의해서 이루어졌지만, 상술한 실시예는 본 발명의 바람직한 예를 들어 설명하였을 뿐이므로, 본 발명이 상기 실시예에만 국한되는 것으로 이해돼서는 안 되며, 본 발명의 권리범위는 후술하는 청구범위 및 그 등가개념으로 이해되어야 할 것이다.
*/부호의 설명
100: 디스플레이 장치
110: 발광 다이오드부 112: 발광 다이오드
112a: 청색 발광 다이오드 112b: 녹색 발광 다이오드
112c: 적색 발광 다이오드 112d: 자외선 발광 다이오드
23: n형 반도체층 25: 활성층
27: p형 반도체층 31: n형 전극
33: p형 전극 35: 벽부
114: 지지기판 116: 투명전극
117: 전극 118: 차단부
120: 절연층 122: 제1 연결전극
126a: 청색 형광체층 126b: 녹색 형광체층
126c: 적색 형광체층 126e: 투명층
130: TFT 패널부
132: 패널기판 134: 제2 연결전극
150: 이방성 전도 필름 152: 전극 연결부
160: 연결부
S: 접착부 S1: 제1 접착부
S2: 제2 접착부 S3: 제3 접착부

Claims (11)

  1. 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및
    상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고,
    상기 발광 다이오드부는,
    투명하게 형성된 지지기판;
    상기 지지기판 상에 형성되고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부; 및
    상기 투명전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 복수의 파장변환부는 상기 청색광을 방출하는 청색광부, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고,
    상기 복수의 파장변환부는 상기 자외선을 청색광으로 파장 변환하여 방출하는 청색광부, 상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 자외선을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지기판 상에 형성되고, 상기 복수의 파장변환부 사이에 배치되는 차단부; 및
    상기 복수의 파장변환부 및 상기 차단부를 덮도록 형성되고, 상기 복수의 발광 다이오드가 전기적으로 접촉되는 투명전극을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 지지기판은 상부에 다수의 홈이 형성되고,
    상기 복수의 파장변환부는 상기 다수의 홈에 형성된 디스플레이 장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 다수의 홈의 단면 형상은 다각형 또는 렌즈 형상으로 형성된 디스플레이 장치.
  7. 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 발광 다이오드부; 및
    상기 발광 다이오드부를 구동시키는 TFT 패널부를 포함하고,
    상기 TFT 패널부는,
    내부에 TFT 구동회로를 포함하고, 다수의 홈이 형성된 패널기판; 및
    상기 패널기판에 형성된 다수의 홈을 채우고, 유입된 빛을 파장 변환하여 방출하는 복수의 파장변환부를 포함하는 디스플레이 장치.
  8. 청구항 7에 있어서,
    상기 발광 다이오드부는,
    지지기판;
    상기 지지기판 상에 형성된 전극; 및
    상기 전극 상에 규칙적으로 배열된 복수의 발광 다이오드를 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 청구항 8에 있어서,
    상기 전극은 다수의 홈이 형성되며,
    상기 복수의 발광 다이오드는 상기 다수의 홈에 실장된 디스플레이 장치.
  10. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 청색광을 방출하는 청색 발광 다이오드이고,
    상기 복수의 파장변환부는 상기 청색광을 방출하는 청색광부, 상기 청색광을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 청색광을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
  11. 청구항 7에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드는 자외선을 방출하는 자외선 발광 다이오드이고,
    상기 복수의 파장변환부는 상기 자외선을 청색광으로 파장 변환하여 방출하는 청색광부, 상기 자외선을 녹색광으로 파장 변환하여 방출하는 녹색광부 및 상기 자외선을 적색광으로 파장 변환하여 방출하는 적색광부 중 어느 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
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