WO2022149627A1 - 발광 소자 및 디스플레이 장치 - Google Patents

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semiconductor layer
layer
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PCT/KR2021/000115
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심봉주
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엘지전자 주식회사
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    • H01L33/005—Processes
    • H01L33/0095—Post-treatment of devices, e.g. annealing, recrystallisation or short-circuit elimination

Definitions

  • the embodiment relates to a light emitting element and a display device.
  • a display device displays a high-quality image by using a self-luminous device such as a light emitting diode as a light source of a pixel.
  • a self-luminous device such as a light emitting diode as a light source of a pixel.
  • Light emitting diodes have excellent durability even in harsh environmental conditions, and have a long lifespan and high luminance, so they are spotlighted as a light source for next-generation display devices.
  • a typical display panel contains millions of pixels. Accordingly, since it is very difficult to align the light emitting devices in each of the millions of small pixels, various studies on a method for aligning the light emitting devices in a display panel are being actively conducted in recent years.
  • Transfer technologies that have been recently developed include a pick and place process, a laser lift-off method, or a self-assembly method.
  • a self-assembly method of transferring a light emitting device onto a substrate using a magnetic material (or a magnet) has recently been in the spotlight.
  • a light emitting device is disposed in each sub-pixel by dropping onto a substrate in units of droplets including a light emitting device using an inkjet head device. Since the light-emitting elements are randomly dropped on the substrate, some light-emitting elements may be correctly assembled between the electrodes, but some other light-emitting elements may not be correctly assembled between the electrodes.
  • the light emitting elements 2 and 3 dropped from the inkjet head device by the dielectrophoretic force formed between the first electrode 1a and the second electrode 1b are transferred to the first electrode 1a. and assembled between the second electrode 1b.
  • the light emitting elements 2 and 3 are not assembled with a certain assembly direction.
  • some light emitting elements 3 have an N electrode located on the first electrode 1a and a P electrode located on the second electrode 1b, while other light emitting elements 2 have an N electrode located on the second electrode 1b. It is located on the electrode 1b and the P electrode is located on the first electrode 1a.
  • the P electrode is positioned on the first electrode 1a and the second electrode 1b
  • the light emitting elements 2 having the N electrode at the emitting element 2 emit light, thereby contributing to an increase in the luminance of each pixel.
  • the light emitting devices 3 having the N electrode positioned on the first electrode 1a and the P electrode positioned on the second electrode 1b do not emit light, and thus do not contribute to an increase in luminance of each pixel.
  • the light emitting elements 2 and 3 are randomly assembled between the first electrode 1a and the second electrode 1b, typically the light emitting element assembled between the first electrode 1a and the second electrode 1b. About 50% of the numbers 2 and 3 may be defective light emitting devices that do not emit light.
  • the embodiments aim to solve the above and other problems.
  • Another object of the embodiment is to provide a light emitting device and a display device capable of emitting light regardless of an assembly direction.
  • Another object of the embodiment is to provide a light emitting device and a display device capable of significantly reducing cost.
  • Another object of the embodiment is to provide a light emitting device and a display device capable of remarkably improving luminance.
  • Another object of the embodiment is to provide a light emitting device and a display device capable of ensuring uniformity of luminance of each pixel.
  • the light emitting device a first conductivity type semiconductor layer; an active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity type semiconductor layer on the active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; and an insulating layer on the electrode layer. At least one of the second conductivity type semiconductor layer and the electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • a display device includes: a substrate; a first wiring line on the substrate; a second wiring line on the substrate; an insulating member including a plurality of assembly holes on the first wiring line and the second wiring line; a plurality of light emitting devices disposed in each of the plurality of assembly holes; a first electrode line crossing a central region of each of the plurality of light emitting devices; and a second electrode line crossing regions on both sides of each of the plurality of light emitting devices.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer; an active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity type semiconductor layer on the active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; and an insulating layer on the electrode layer. At least one of the second conductivity type semiconductor layer and the electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • a display device includes: a substrate; a first wiring line on the substrate; a second wiring line on the substrate; an insulating member including a plurality of assembly holes on the first wiring line and the second wiring line; a plurality of light emitting devices disposed in each of the plurality of assembly holes; and an electrode line crossing a central region of each of the plurality of light emitting devices. and a contact electrode disposed on the insulating member and connected to both side regions of each of the plurality of light emitting devices to the first wiring line and the second wiring line.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer; an active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity type semiconductor layer on the active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; and an insulating layer on the electrode layer. At least one of the second conductivity type semiconductor layer and the electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • the light emitting device the first conductivity type semiconductor layer; a first active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer on the first active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; a third conductivity-type semiconductor layer on the at least one electrode layer; a second active layer on the third conductivity type semiconductor layer; and a fourth conductivity type semiconductor layer on the second active layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer and the fourth conductivity type semiconductor layer contain the same dopant
  • the second conductivity type semiconductor layer and the third conductivity type semiconductor layer contain the same dopant.
  • the at least one electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • a display device includes: a substrate; a first wiring line on the substrate; a second wiring line on the substrate; an insulating member including a plurality of assembly holes on the first wiring line and the second wiring line; a plurality of light emitting devices disposed in each of the plurality of assembly holes; a first electrode line crossing a central region of each of the plurality of light emitting devices; and a second electrode line crossing regions on both sides of each of the plurality of light emitting devices.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer; a first active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer on the first active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; a third conductivity-type semiconductor layer on the at least one electrode layer; a second active layer on the third conductivity type semiconductor layer; and a fourth conductivity type semiconductor layer on the second active layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer and the fourth conductivity type semiconductor layer contain the same dopant
  • the second conductivity type semiconductor layer and the third conductivity type semiconductor layer contain the same dopant.
  • the at least one electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • a display device includes: a substrate; a first wiring line on the substrate; a second wiring line on the substrate; an insulating member including a plurality of assembly holes on the first wiring line and the second wiring line; a plurality of light emitting devices disposed in each of the plurality of assembly holes; and an electrode line crossing a central region of each of the plurality of light emitting devices. and a contact electrode disposed on the insulating member and connected to both side regions of each of the plurality of light emitting devices to the first wiring line and the second wiring line.
  • the light emitting device may include a first conductivity type semiconductor layer; a first active layer on the first conductivity type semiconductor layer; a second conductivity-type semiconductor layer on the first active layer; at least one electrode layer on the second conductivity type semiconductor layer; a third conductivity-type semiconductor layer on the at least one electrode layer; a second active layer on the third conductivity type semiconductor layer; and a fourth conductivity type semiconductor layer on the second active layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer and the fourth conductivity type semiconductor layer contain the same dopant
  • the second conductivity type semiconductor layer and the third conductivity type semiconductor layer contain the same dopant.
  • the at least one electrode layer is located in a central region of the light emitting device.
  • a second conductivity type semiconductor in a light emitting device including a first conductivity type semiconductor layer, an active layer, a second conductivity type semiconductor layer, at least one electrode, and an insulating layer
  • the layers and/or electrodes may be positioned in the central region of the light emitting device.
  • a second conductivity type semiconductor layer and/or electrode in which a first electrode line is located in a central region of each of a plurality of light emitting elements The second electrode line may be disposed to cross the first conductivity-type semiconductor layer or the insulating layer positioned on both sides of each of the plurality of light emitting devices.
  • an electrode line is disposed to cross the second conductivity-type semiconductor layer and/or electrode positioned in the central region of each of the plurality of light emitting devices, and the connecting electrode is disposed across the plurality of light emitting devices. It may be disposed to cross the first conductivity-type semiconductor layer or the insulating layer positioned in each of both side regions and may be electrically connected to the first wiring line and the second wiring line. Accordingly, even if a plurality of light emitting devices are disposed in the display device with different assembly directions, all of the light emitting devices assembled on the substrate may emit light without defects.
  • the embodiment since there is no defective light emitting device for each pixel, it is possible to prevent wastage of the defective light emitting device from being wasted, thereby significantly reducing the cost. In addition, since about 50% of the number of light emitting elements can emit more light for each pixel compared to the conventional one, the luminance is remarkably improved, and a high luminance display is possible. In addition, since defective light emitting devices are not generated for each pixel, when a uniform number of light emitting devices are assembled in each pixel, uniform luminance can be secured, thereby enabling more precise luminance control.
  • a first light emitting device and a second light emitting device having a structure in which both sides are symmetrical to each other based on at least one or more electrode layers in which the light emitting device is located in the central region are provided.
  • the first light emitting device is formed under the electrode layer in the order of a second conductivity type semiconductor layer, a first active layer, and a first conductivity type semiconductor layer
  • the second light emitting device has a third conductivity type semiconductor layer, a second active layer and a second conductivity type semiconductor layer on the electrode layer. It may be formed in the order of the four conductivity-type semiconductor layers.
  • the first conductivity type semiconductor layer and the fourth conductivity type semiconductor layer may include the same dopant
  • the second conductivity type semiconductor layer and the third conductivity type semiconductor layer may include the same dopant.
  • the light emitting device configured as described above When the light emitting device configured as described above is adopted in the display device ( FIGS. 17 to 20 ), light can be emitted from two different light emitting regions in one light emitting device, so that the amount of light is further increased to improve luminance. In addition, in order to obtain the same luminance in each pixel, the number of light emitting devices assembled to each pixel is reduced, so that assembly defects can be further reduced as the number of light emitting devices is reduced.
  • FIG. 1 shows a state in which a light emitting device is assembled.
  • FIG. 2 illustrates a living room of a house in which a display device according to an embodiment is disposed.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a display device according to an embodiment.
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of the pixel of FIG. 3 .
  • FIG. 5 is a plan view illustrating the display panel of FIG. 3 in detail.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating in detail a pixel of the display area of FIG. 5 .
  • FIG. 7 is an enlarged view of a first panel area in the display device of FIG. 2 .
  • FIG. 8 is an enlarged view of area A2 of FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a view showing an example in which the light emitting device according to the embodiment is assembled on a substrate by a self-assembly method.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a first example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line A-B of FIG. 11 .
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a second example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating a third example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line C-D of FIG. 14 .
  • 16 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment.
  • 17 is a plan view illustrating a first example of a display device including a light emitting device according to a second embodiment.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view taken along line E-F of FIG. 17 .
  • 19 is a plan view illustrating a second example of a display device including a light emitting device according to the second embodiment.
  • FIG. 20 is a cross-sectional view taken along line G-H of FIG. 19 .
  • the display device described in this specification includes a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation system, a slate PC, Tablet PCs, Ultra-Books, digital TVs, desktop computers, and the like may be included.
  • PDA personal digital assistant
  • PMP portable multimedia player
  • a navigation system a slate PC, Tablet PCs, Ultra-Books, digital TVs, desktop computers, and the like
  • slate PC Portable Multimedia player
  • Tablet PCs Portable TVs
  • desktop computers and the like
  • the configuration according to the embodiment described in the present specification may be applied to a display capable device even if it is a new product form to be developed later.
  • FIG. 2 illustrates a living room of a house in which the display device 100 according to the embodiment is disposed.
  • the display device 100 of the embodiment may display the status of various electronic products such as the washing machine 101, the robot cleaner 102, and the air purifier 103, and may communicate with each electronic product based on IOT, and a user It is also possible to control each electronic product based on the setting data of .
  • the display apparatus 100 may include a flexible display manufactured on a thin and flexible substrate.
  • the flexible display can be bent or rolled like paper while maintaining the characteristics of the conventional flat panel display.
  • visual information may be implemented by independently controlling light emission of unit pixels arranged in a matrix form.
  • a unit pixel means a minimum unit for realizing one color.
  • the unit pixel of the flexible display may be implemented by a semiconductor light emitting device.
  • the light emitting device may be a Micro-LED, but is not limited thereto.
  • FIG. 3 is a block diagram schematically illustrating a display device according to an embodiment
  • FIG. 4 is a circuit diagram illustrating an example of the pixel of FIG. 3 .
  • the display device may include a display panel 10 , a driving circuit 20 , a scan driver 30 , and a power supply circuit 50 .
  • the display apparatus 100 may drive the light emitting device in an active matrix (AM) method or a passive matrix (PM) method.
  • AM active matrix
  • PM passive matrix
  • the driving circuit 20 may include a data driver 21 and a timing controller 22 .
  • the display panel 10 may be formed in a rectangular shape on a plane.
  • the flat shape of the display panel 10 is not limited to a rectangle, and may be formed in other polygons, circles, or ovals. At least one side of the display panel 10 may be bent to a predetermined curvature.
  • the display panel 10 may be divided into a display area DA and a non-display area NDA disposed around the display area DA.
  • the display area DA is an area in which pixels PX are formed to display an image.
  • the display panel 10 includes data lines (D1 to Dm, m is an integer greater than or equal to 2), scan lines intersecting the data lines D1 to Dm (S1 to Sn, n is an integer greater than or equal to 2), high potential voltage
  • the high potential voltage line VDDL supplied, the low potential voltage line VSSL supplied with the low potential voltage, and the pixels PX connected to the data lines D1 to Dm and the scan lines S1 to Sn. may include
  • Each of the pixels PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • the first sub-pixel PX1 may emit a first color light
  • the second sub-pixel PX2 may emit a second color light
  • the third sub-pixel PX3 may emit a third color light.
  • the first color light may be red light
  • the second color light may be green light
  • the third color light may be blue light, but is not limited thereto.
  • each of the pixels PX includes three sub-pixels in FIG. 3 , the present invention is not limited thereto. That is, each of the pixels PX may include four or more sub-pixels.
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 includes at least one of the data lines D1 to Dm, at least one of the scan lines S1 to Sn, and It may be connected to the upper voltage line VDDL.
  • the first sub-pixel PX1 may include a plurality of transistors and at least one capacitor for supplying current to the light emitting devices LD and the light emitting devices LDs.
  • Each of the light emitting devices LD may be an inorganic light emitting diode including a first electrode, an inorganic semiconductor, and a second electrode.
  • the first electrode may be an anode electrode
  • the second electrode may be a cathode electrode.
  • the plurality of transistors may include a driving transistor DT for supplying current to the light emitting devices LD and a scan transistor ST for supplying a data voltage to the gate electrode of the driving transistor DT as shown in FIG. 4 .
  • the driving transistor DT is connected to a gate electrode connected to a source electrode of the scan transistor ST, a source electrode connected to a high potential voltage line VDDL to which a high potential voltage is applied, and first electrodes of the light emitting devices LD.
  • a drain electrode connected thereto may be included.
  • the scan transistor ST has a gate electrode connected to the scan line Sk, k is an integer satisfying 1 ⁇ k ⁇ n, a source electrode connected to the gate electrode of the driving transistor DT, and the data lines Dj and j are and a drain electrode connected to an integer satisfying 1 ⁇ j ⁇ m).
  • the capacitor Cst is formed between the gate electrode and the source electrode of the driving transistor DT.
  • the storage capacitor Cst stores a difference voltage between the gate voltage and the source voltage of the driving transistor DT.
  • the driving transistor DT and the switching transistor ST may be formed of a thin film transistor.
  • the driving transistor DT and the switching transistor ST have been mainly described as being formed of a P-type MOSFET (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor), but the present invention is not limited thereto.
  • the driving transistor DT and the switching transistor ST may be formed of an N-type MOSFET. In this case, the positions of the source electrode and the drain electrode of each of the driving transistor DT and the switching transistor ST may be changed.
  • each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 includes one driving transistor DT, one scan transistor ST, and one capacitor ( ).
  • Cst) has been exemplified including 2T1C (2 Transistor - 1 capacitor), but the present invention is not limited thereto.
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 may include a plurality of scan transistors ST and a plurality of capacitors Cst.
  • the second sub-pixel PX2 and the third sub-pixel PX3 may be represented by substantially the same circuit diagram as the first sub-pixel PX1 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the driving circuit 20 outputs signals and voltages for driving the display panel 10 .
  • the driving circuit 20 may include a data driver 21 and a timing controller 22 .
  • the data driver 21 receives digital video data DATA and a source control signal DCS from the timing controller 22 .
  • the data driver 21 converts the digital video data DATA into analog data voltages according to the source control signal DCS and supplies them to the data lines D1 to Dm of the display panel 10 .
  • the timing controller 22 receives digital video data DATA and timing signals from the host system.
  • the timing signals may include a vertical sync signal, a horizontal sync signal, a data enable signal, and a dot clock.
  • the host system may be an application processor of a smartphone or tablet PC, a system-on-chip of a monitor or TV, or the like.
  • the timing controller 22 generates control signals for controlling operation timings of the data driver 21 and the scan driver 30 .
  • the control signals may include a source control signal DCS for controlling an operation timing of the data driver 21 and a scan control signal SCS for controlling an operation timing of the scan driver 30 .
  • the driving circuit 20 may be disposed in the non-display area NDA provided on one side of the display panel 10 .
  • the driving circuit 20 is formed of an integrated circuit (IC) and may be mounted on the display panel 10 by a chip on glass (COG) method, a chip on plastic (COP) method, or an ultrasonic bonding method,
  • COG chip on glass
  • COP chip on plastic
  • ultrasonic bonding method The present invention is not limited thereto.
  • the driving circuit 20 may be mounted on a circuit board (not shown) instead of the display panel 10 .
  • the data driver 21 may be mounted on the display panel 10 by a chip on glass (COG) method, a chip on plastic (COP) method, or an ultrasonic bonding method, and the timing controller 22 may be mounted on a circuit board. have.
  • COG chip on glass
  • COP chip on plastic
  • ultrasonic bonding method and the timing controller 22 may be mounted on a circuit board.
  • the scan driver 30 receives the scan control signal SCS from the timing controller 22 .
  • the scan driver 30 generates scan signals according to the scan control signal SCS and supplies them to the scan lines S1 to Sn of the display panel 10 .
  • the scan driver 30 may include a plurality of transistors and may be formed in the non-display area NDA of the display panel 10 .
  • the scan driver 30 may be formed of an integrated circuit, and in this case, may be mounted on a gate flexible film attached to the other side of the display panel 10 .
  • the circuit board may be attached on pads provided on one edge of the display panel 10 using an anisotropic conductive film. Due to this, the lead lines of the circuit board may be electrically connected to the pads.
  • the circuit board may be a flexible printed circuit board, a printed circuit board or a flexible film such as a chip on film. The circuit board may be bent under the display panel 10 . For this reason, one side of the circuit board may be attached to one edge of the display panel 10 , and the other side may be disposed under the display panel 10 to be connected to a system board on which a host system is mounted.
  • the power supply circuit 50 may generate voltages necessary for driving the display panel 10 from main power applied from the system board and supply the voltages to the display panel 10 .
  • the power supply circuit 50 generates a high potential voltage VDD and a low potential voltage VSS for driving the light emitting devices LD of the display panel 10 from the main power source to generate the display panel 10 . It can be supplied to the high potential voltage line VDDL and the low potential voltage line VSSL.
  • the power supply circuit 50 may generate and supply driving voltages for driving the driving circuit 20 and the scan driving unit 30 from the main power.
  • FIG. 5 is a plan view illustrating the display panel of FIG. 3 in detail.
  • data pads DP1 to DPp, p is an integer greater than or equal to 2)
  • floating pads FD1 and FD2 floating pads FD1 and FD2
  • power pads PP1 and PP2 floating lines FL1 and FL2.
  • the low potential voltage line VSSL the low potential voltage line VSSL
  • the data lines D1 to Dm and only the first pad electrodes 210 and the second pad electrodes 220 are illustrated.
  • data lines D1 to Dm, first pad electrodes 210 , second pad electrodes 220 , and pixels PX are provided. can be placed.
  • the data lines D1 to Dm may extend long in the second direction (Y-axis direction).
  • One side of the data lines D1 to Dm may be connected to the driving circuit 20 . Accordingly, data voltages of the driving circuit 20 may be applied to the data lines D1 to Dm.
  • the first pad electrodes 210 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined interval in the first direction (X-axis direction). Accordingly, the first pad electrodes 210 may not overlap the data lines D1 to Dm.
  • the first pad electrodes 210 disposed at the right edge of the display area DA may be connected to the first floating line FL1 in the non-display area NDA.
  • the first pad electrodes 210 disposed at the left edge of the display area DA may be connected to the second floating line FL2 in the non-display area NDA.
  • Each of the second pad electrodes 220 may extend in a first direction (X-axis direction). Accordingly, the second pad electrodes 220 may overlap the data lines D1 to Dm. Also, the second pad electrodes 220 may be connected to the low potential voltage line VSSL in the non-display area NDA. Accordingly, the low potential voltage of the low potential voltage line VSSL may be applied to the second pad electrodes 220 .
  • Each of the pixels PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of each of the pixels PX include the first pad electrodes 210 , the second electrode, and the data lines D1 to Dm) may be arranged in regions defined in a matrix form. 5 illustrates that the pixel PX includes three sub-pixels, but is not limited thereto, and each of the pixels PX may include four or more sub-pixels.
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixels PX may be disposed in the first direction (X-axis direction), but is not limited thereto. That is, the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of each of the pixels PX may be disposed in the second direction (Y-axis direction) or disposed in a zigzag shape. and may be arranged in various other forms.
  • the first sub-pixel PX1 may emit a first color light
  • the second sub-pixel PX2 may emit a second color light
  • the third sub-pixel PX3 may emit a third color light.
  • the first color light may be red light
  • the second color light may be green light
  • the third color light may be blue light, but is not limited thereto.
  • a pad part PA including data pads DP1 to DPp, floating pads FD1 and FD2 and power pads PP1 and PP2, and a driving circuit 20 , a first floating line FL1 , a second floating line FL2 , and a low potential voltage line VSSL may be disposed.
  • the pad part PA including the data pads DP1 to DPp, the floating pads FD1 and FD2 and the power pads PP1 and PP2 is one edge of the display panel 10 , for example, the lower side. It can be placed on the edge.
  • the data pads DP1 to DPp, the floating pads FD1 and FD2, and the power pads PP1 and PP2 may be disposed in parallel in the first direction (X-axis direction) in the pad part PA.
  • a circuit board may be attached to the data pads DP1 to DPp, the floating pads FD1 and FD2, and the power pads PP1 and PP2 using an anisotropic conductive film. Accordingly, the circuit board may be electrically connected to the data pads DP1 to DPp, the floating pads FD1 and FD2, and the power pads PP1 and PP2.
  • the driving circuit 20 may be connected to the data pads DP1 to DPp through the link lines LL.
  • the driving circuit 20 may receive digital video data DATA and timing signals through the data pads DP1 to DPp.
  • the driving circuit 20 may convert the digital video data DATA into analog data voltages and supply the converted digital video data DATA to the data lines D1 to Dm of the display panel 10 .
  • the low potential voltage line VSSL may be connected to the first power pad PP1 and the second power pad PP2 of the pad part PA.
  • the low potential voltage line VSSL may extend long in the second direction (Y-axis direction) in the non-display area NDA at the left outer side and the right outer side of the display area DA.
  • the low potential voltage line VSSL may be connected to the second pad electrode 220 . Due to this, the low potential voltage of the power supply circuit 50 is applied to the second pad electrode 220 through the circuit board, the first power pad PP1, the second power pad PP2, and the low potential voltage line VSSL. may be authorized
  • the first floating line FL1 may be connected to the first floating pad FD1 of the pad part PA.
  • the first floating line FL1 may extend long in the second direction (Y-axis direction) in the non-display area NDA on the left and right sides of the display area DA.
  • the first floating pad FD1 and the first floating line FL1 may be a dummy pad and a dummy line to which no voltage is applied.
  • the second floating line FL2 may be connected to the second floating pad FD2 of the pad part PA.
  • the first floating line FL1 may extend long in the second direction (Y-axis direction) in the non-display area NDA on the left and right sides of the display area DA.
  • the second floating pad FD2 and the second floating line FL2 may be a dummy pad and a dummy line to which no voltage is applied.
  • the light emitting devices ( 300 of FIG. 6 ) have a very small size, they are mounted on the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixels PX, respectively. is very difficult
  • an electric field may be formed in each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixels PX to align the light emitting devices 300 during the manufacturing process.
  • the light emitting devices 300 may be aligned by applying a dielectrophoretic force to the light emitting devices 300 using a dielectrophoresis method during the manufacturing process.
  • the first pad electrodes 210 are spaced apart from each other in the first direction (X-axis direction) by a predetermined interval, but during the manufacturing process, the first pad electrodes 210 are disposed in the first direction (X-axis direction). direction), and may be arranged to extend long.
  • the first pad electrodes 210 may be connected to the first floating line FL1 and the second floating line FL2 . Therefore, the first pad electrodes 210 may receive a ground voltage through the first floating line FL1 and the second floating line FL2 . Accordingly, after aligning the light emitting devices 300 using a dielectrophoresis method during the manufacturing process, the first pad electrodes 210 are disconnected so that the first pad electrodes 210 are moved in the first direction (X-axis direction). ) may be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • first floating line FL1 and the second floating line FL2 are lines for applying a ground voltage during a manufacturing process, and no voltage may be applied to the completed display device.
  • a ground voltage may be applied to the first floating line FL1 and the second floating line FL2 to prevent static electricity in the completed display device.
  • FIG. 6 is a plan view illustrating in detail a pixel of the display area of FIG. 5 .
  • the pixel PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of each of the pixels PXs have scan lines Sk and data lines Dj, Dj+1, Dj+ 2, Dj+3) may be arranged in a matrix form in regions defined by the intersection structure.
  • the scan lines Sk are arranged to extend long in the first direction (X-axis direction), and the data lines Dj, Dj+1, Dj+2, and Dj+3 intersect the first direction (X-axis direction). It may be arranged to extend long in the second direction (Y-axis direction).
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 includes a first pad electrode 210 , a second pad electrode 220 , and a plurality of light emitting devices 300 . can do.
  • the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 may be electrically connected to the light emitting devices 300 , and voltage may be applied to each of the light emitting devices 300 to emit light.
  • the first pad electrode 210 of any one of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 is connected to the first pad electrode 210 of the adjacent sub-pixel They may be spaced apart.
  • the first pad electrode 210 of the first sub-pixel PX1 may be spaced apart from the first pad electrode 210 of the second sub-pixel PX2 adjacent thereto.
  • the first pad electrode 210 of the second sub-pixel PX2 may be disposed to be spaced apart from the first pad electrode 210 of the third sub-pixel PX3 adjacent thereto.
  • the first pad electrode 210 of the third sub-pixel PX3 may be disposed to be spaced apart from the first pad electrode 210 of the first sub-pixel PX1 adjacent thereto.
  • the second pad electrode 220 of any one of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 is connected to the second pad electrode 220 of the sub-pixel adjacent thereto. 220) can be connected.
  • the second pad electrode 220 of the first sub-pixel PX1 may be connected to the second electrode 210 of the second sub-pixel PX2 adjacent thereto.
  • the second pad electrode 220 of the second sub-pixel PX2 may be connected to the second pad electrode 220 of the third sub-pixel PX3 adjacent thereto.
  • the second pad electrode 220 of the third sub-pixel PX3 may be connected to the second pad electrode 220 of the first sub-pixel PX1 adjacent thereto.
  • the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 are formed to align the light emitting device 300 , the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX2 . It may be used to form an electric field in each of the pixels PX3 .
  • the light emitting devices 300 may be aligned by applying a dielectrophoretic force to the light emitting devices 300 using a dielectrophoresis method during the manufacturing process.
  • An electric field is formed by the voltage applied to the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 , and a capacitance is formed by the electric field, so that a dielectrophoretic force can be applied to the light emitting device 300 .
  • the first pad electrode 210 is an anode electrode connected to the second conductivity type semiconductor layer of the light emitting devices 300
  • the second pad electrode 220 is connected to the first conductivity type semiconductor layer of the light emitting devices 300 . It may be a cathode electrode.
  • the first conductivity-type semiconductor layer of the light emitting devices 300 may be an n-type semiconductor layer, and the second conductivity-type semiconductor layer may be a p-type semiconductor layer.
  • the present invention is not limited thereto, and the first pad electrode 210 may be a cathode electrode and the second pad electrode 220 may be an anode electrode.
  • the first pad electrode 210 branches in the second direction (Y-axis direction) from the first electrode stem portion 210S and the first electrode stem portion 210S which are disposed to extend long in the first direction (X-axis direction). and at least one first electrode branch 210B.
  • the second pad electrode 220 branches in the second direction (Y-axis direction) from the second electrode stem portion 220S and the second electrode stem portion 220S that are disposed to extend long in the first direction (X-axis direction). and at least one second electrode branch 220B.
  • the first electrode stem 210S may be electrically connected to the thin film transistor 120 through the first electrode contact hole CNTD.
  • the first electrode stem 210S may receive a predetermined driving voltage by the thin film transistor 120 .
  • the thin film transistor 120 to which the first electrode stem 210S is connected may be the driving transistor DT shown in FIG. 4 .
  • the second electrode stem 220S may be electrically connected to the low potential auxiliary line 161 through the second electrode contact hole CNTS.
  • the second electrode stem 220S may receive the low potential voltage of the low potential auxiliary wiring 161 .
  • the second electrode stem 220S in each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixel PX, the second electrode stem 220S is the second electrode contact hole CNTS.
  • the second electrode stem 220S may be a second electrode in any one of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixel PX.
  • the second electrode stem 220S is connected to the low potential voltage line VSSL of the non-display area NDA, the low potential auxiliary wiring 161 through the second electrode contact hole CNTS. may not be connected to That is, the second electrode contact hole CNTS may be omitted.
  • the first electrode stem portion 210S of any one sub-pixel may be disposed parallel to the first electrode stem portion 210S of a neighboring sub-pixel in the first direction (X-axis direction) in the first direction (X-axis direction).
  • the first electrode stem 210S of the first sub-pixel PX1 is disposed parallel to the first electrode stem 210S of the second sub-pixel PX2 in the first direction (X-axis direction).
  • the first electrode stem 210S of the third sub-pixel PX3 may be disposed parallel to the first electrode stem 210S of the first sub-pixel PX1 in the first direction (X-axis direction). This is because, during the manufacturing process, the first electrode stem parts 210S were connected to one another, and after aligning the light emitting devices 300 , they were disconnected through the laser process.
  • the second electrode branch 220B may be disposed between the first electrode branch 210B.
  • the first electrode branch portions 210B may be symmetrically disposed with respect to the first electrode branch portion 220B.
  • 6 illustrates that each of the first sub-pixel PX1, the second sub-pixel PX2, and the third sub-pixel PX3 of the pixel PX includes two first electrode branch portions 220B, The present invention is not limited thereto.
  • each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixel PX may include three or more first electrode branches 220B. .
  • each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 of the pixel PX includes one second electrode branch 220B.
  • the present invention is not limited thereto.
  • the second The first electrode branch 210B may be disposed between the second electrode branch 220B.
  • the first electrode branch 210B, the second electrode branch 220B, The first electrode branch 210B and the second electrode branch 220B may be disposed in the first direction (X-axis direction) in the order.
  • the plurality of light emitting devices 300 may be disposed between the first electrode branch 210B and the second electrode branch 220B. One end of at least one light emitting device 300 among the plurality of light emitting devices 300 is disposed to overlap the first electrode branch portion 210B, and the other end is disposed to overlap the second electrode branch portion 220B.
  • a second conductivity-type semiconductor layer that is a p-type semiconductor layer may be disposed on one end of the plurality of light emitting devices 300
  • a first conductivity-type semiconductor layer that is an n-type semiconductor layer may be disposed on the other end of the plurality of light emitting devices 300 .
  • a first conductivity type semiconductor layer that is an n-type semiconductor layer may be disposed on one end of the plurality of light emitting devices 300
  • a second conductivity type semiconductor layer that is a p-type semiconductor layer may be disposed on the other end of the plurality of light emitting devices 300 .
  • the plurality of light emitting devices 300 may be substantially parallel to each other in the first direction (X-axis direction).
  • the plurality of light emitting devices 300 may be disposed to be spaced apart from each other in the second direction (Y-axis direction). In this case, the spacing between the plurality of light emitting devices 300 may be different from each other. For example, some light emitting devices among the plurality of light emitting devices 300 may be disposed adjacently to form one group, and the remaining light emitting devices 300 may be disposed adjacently to form another group.
  • a connection electrode 260 may be disposed on the first electrode branch 210B and the second electrode branch 220B, respectively.
  • the connection electrodes 260 may be disposed to extend long in the second direction (Y-axis direction), and may be disposed to be spaced apart from each other in the first direction (X-axis direction).
  • the connection electrode 260 may be connected to one end of at least one of the light emitting devices 300 .
  • the connection electrode 260 may be connected to the first pad electrode 210 or the second pad electrode 220 .
  • the connection electrode 260 is disposed on the first electrode branch 210B and includes a first connection electrode 261 connected to one end of at least one of the light emitting devices 300 and a second electrode.
  • a second connection electrode 262 disposed on the branch 220B and connected to one end of at least one of the light emitting devices 300 may be included.
  • the first connection electrode 261 serves to electrically connect the plurality of light emitting devices 300 to the first pad electrode 210
  • the second connection electrode 262 includes the plurality of light emitting devices 300 . It serves to electrically connect them to the second pad electrode 220 .
  • the width of the first connection electrode 261 in the first direction (X-axis direction) may be wider than the width of the first electrode branch part 210B in the first direction (X-axis direction). Also, the width of the second connection electrode 262 in the first direction (X-axis direction) may be wider than the width of the second electrode branch part 220B in the first direction (X-axis direction).
  • each end of the light emitting device 300 is disposed on the first electrode branch 210B of the first pad electrode 210 and the second electrode branch 220B of the second pad electrode 220 , but Due to the insulating layer (not shown) formed on the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 , the light emitting device 300 is electrically connected to the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 . It may not be Accordingly, each of a portion of a side surface and/or a top surface of the light emitting device 300 may be electrically connected to the first connection electrode 261 and the second connection electrode 262 .
  • FIG. 7 is an enlarged view of a first panel area in the display device of FIG. 2 .
  • the display apparatus 100 may be manufactured by mechanically and electrically connecting a plurality of panel areas such as the first panel area A1 by tiling.
  • the first panel area A1 may include a plurality of light emitting devices 150 arranged for each unit pixel (PX in FIG. 3 ).
  • the light emitting device 150 may be the light emitting device 300 of FIG. 6 .
  • the light emitting device 150 may include, for example, a red light emitting device 150R, a green light emitting device 150G, and a blue light emitting device 150B.
  • the unit pixel PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • a plurality of red light-emitting devices 150R are disposed in the first sub-pixel PX1
  • a plurality of green light-emitting devices 150G are disposed in the second sub-pixel PX2
  • a plurality of blue light-emitting devices 150B are disposed in the second sub-pixel PX2 .
  • the unit pixel PX may further include a fourth sub-pixel in which a light emitting device is not disposed, but is not limited thereto.
  • FIG. 8 is an enlarged view of area A2 of FIG. 7 .
  • the display device 100 may include a substrate 200 , wiring lines 201 and 202 , an insulating layer 206 , and a plurality of light emitting devices 150 .
  • the wiring line may include a first wiring line 201 and a second wiring line 202 spaced apart from each other.
  • the light emitting device 150 may include, but is not limited to, a red light emitting device 150R, a green light emitting device 150G, and a blue light emitting device 150B0 to form a sub-pixel, respectively, and a red phosphor and A green phosphor or the like may be provided to implement red and green, respectively.
  • the substrate 200 may be formed of glass or polyimide. Also, the substrate 200 may include a flexible material such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET). In addition, the substrate 200 may be made of a transparent material, but is not limited thereto.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the substrate 200 may be made of a transparent material, but is not limited thereto.
  • the insulating layer 130 may include an insulating and flexible material such as polyimide, PEN, PET, etc., and may be formed integrally with the substrate 200 to form one substrate.
  • the insulating layer 130 may be a conductive adhesive layer having adhesiveness and conductivity, and the conductive adhesive layer may have flexibility to enable a flexible function of the display device.
  • the insulating layer 130 may be an anisotropy conductive film (ACF) or a conductive adhesive layer such as an anisotropic conductive medium or a solution containing conductive particles.
  • the conductive adhesive layer may be a layer that is electrically conductive in a direction perpendicular to the thickness but electrically insulating in a direction horizontal to the thickness.
  • the insulating layer 130 may include an assembly hole 203 through which the light emitting device 150 is inserted. Accordingly, during self-assembly, the light emitting device 150 may be easily inserted into the assembly hole 203 of the insulating layer 130 .
  • FIG. 9 is a view showing an example in which the light emitting device according to the embodiment is assembled on a substrate by a self-assembly method.
  • the substrate 200 may be a panel substrate of a display device or a temporary donor substrate for transfer.
  • the substrate 200 will be described as a panel substrate of the display device, but the embodiment is not limited thereto.
  • the substrate 200 may be formed of glass or polyimide. Also, the substrate 200 may include a flexible material such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET). In addition, the substrate 200 may be made of a transparent material, but is not limited thereto.
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the substrate 200 may be made of a transparent material, but is not limited thereto.
  • the light emitting device 150R may be introduced into a chamber 1300 filled with a fluid 1200 .
  • the fluid 1200 may be water such as ultrapure water, but is not limited thereto.
  • a chamber may be referred to as a water bath, container, vessel, or the like.
  • the substrate 200 may be disposed on the chamber 1300 .
  • the substrate 200 may be introduced into the chamber 1300 .
  • a pair of wiring lines 201 and 202 corresponding to each of the light emitting devices 150R to be assembled may be formed on the substrate 200 .
  • the second wiring lines 201 and 202 may be formed of a transparent electrode (ITO) or may include a metal material having excellent electrical conductivity.
  • the wiring lines 201 and 202 may include titanium (Ti), chromium (Cr), nickel (Ni), aluminum (Al), platinum (Pt), gold (Au), tungsten (W), and molybdenum (Mo). ) may be formed of at least one or an alloy thereof.
  • the first electrode and the second electrode emit an electric field as a voltage is applied, thereby serving as a pair of assembly electrodes for fixing the light emitting device 150R assembled to the assembly hole 203 on the substrate 200. .
  • the distance between the wiring lines 201 and 202 is formed to be smaller than the width of the light emitting device 150R and the width of the assembly hole 203 , so that the assembly position of the light emitting device 150R using an electric field can be more precisely fixed.
  • An insulating member 206 is formed on the wiring lines 201 and 202 to protect the wiring lines 201 and 202 from the fluid 1200 and to prevent leakage of current flowing through the wiring lines 201 and 202 .
  • the insulating member 206 may be formed of a single layer or multiple layers of an inorganic insulator such as silica or alumina or an organic insulator.
  • the insulating member 206 may include an insulating and flexible material such as polyimide, PEN, PET, etc., and may be integrally formed with the substrate 200 to form one substrate.
  • the insulating member 206 may be an adhesive insulating layer or a conductive adhesive layer having conductivity.
  • the insulating member 206 may be flexible to enable a flexible function of the display device.
  • a partition wall 200S may be formed on the insulating member 206 . A portion of the partition wall 200S may be positioned above the wiring lines 201 and 202 .
  • a second pad electrode 222 for applying power to the light emitting device 150R may be formed between the barrier rib 200S and the insulating member 206 .
  • An assembly hole 203 to which the light emitting devices 150R are coupled is formed in the substrate 200 , and a surface on which the assembly hole 203 is formed may be in contact with the fluid 1200 .
  • the assembly hole 203 may guide an accurate assembly position of the light emitting device 150R.
  • the assembly hole 203 may have a shape and a size corresponding to the shape of the light emitting device 150R to be assembled at a corresponding position. Accordingly, it is possible to prevent assembling other light emitting devices or assembling a plurality of light emitting devices in the assembly hole 203 .
  • the assembly apparatus 1100 including a magnetic material may move along the substrate 200 .
  • a magnetic material for example, a magnet or an electromagnet may be used.
  • the assembling apparatus 1100 may move while in contact with the substrate 200 in order to maximize the area applied by the magnetic field into the fluid 1200 .
  • the assembling apparatus 1100 may include a plurality of magnetic materials or a magnetic material having a size corresponding to that of the substrate 200 . In this case, the moving distance of the assembly apparatus 1100 may be limited within a predetermined range.
  • the light emitting device 150R in the chamber 1300 may move toward the assembling apparatus 1100 .
  • the light emitting device 150R may enter the assembly hole 203 and come into contact with the substrate 200 while moving toward the assembly apparatus 1100 .
  • the light emitting device 150R in contact with the substrate 200 is prevented from being separated by the movement of the assembly apparatus 1100 .
  • the self-assembly method using the above-described electromagnetic field the time required for each of the light emitting devices 150R to be assembled on the substrate 200 can be rapidly reduced, so that a large-area high-pixel display can be implemented more quickly and economically.
  • a predetermined solder layer 225 is further formed between the light emitting device 150R and the second pad electrode 222 assembled on the assembly hole 203 of the substrate 200 to improve the bonding force of the light emitting device 150R.
  • the first pad electrode 221 may be connected to the light emitting device 150R to apply power.
  • a molding layer 230 may be formed in the partition wall 200S and the assembly hole 203 of the substrate 200 .
  • the molding layer 230 may be a transparent resin or a lane including a reflective material and a scattering material.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to the first embodiment.
  • the light emitting device 150 includes a first conductivity type semiconductor layer 151 , an active layer 152 , a second conductivity type semiconductor layer 153 , and at least one electrode layer 154 . and an insulating layer 155 .
  • the active layer 152 may be referred to as a light emitting layer or a light emitting region.
  • a rod light emitting device is shown as the light emitting device 150 according to the first embodiment in the drawing, various light emitting devices are possible according to the embodiment of the present invention.
  • a micro light emitting device, a disk light emitting device, a cylindrical light emitting device, etc. may be used as the light emitting device according to the first embodiment.
  • the cross-section of the light emitting device 150 according to the first embodiment may have various shapes such as, for example, a circle, a triangle, a square, and a polygon.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 may be positioned on one side of the light emitting device 150 , and the insulating layer 155 may be positioned on the other side of the light emitting device 150 .
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may be located in a central region of the light emitting device 150 according to the first embodiment.
  • at least one electrode layer 154 among the at least one or more electrode layers 154 may be located in a central region of the light emitting device 150 according to the first embodiment.
  • the total thickness of the first conductivity-type semiconductor layer 151 and the active layer 152 is the same as the thickness of the insulating layer 155 , so that the electrode layer 154 is formed of the light emitting device 150 as shown in FIG. 11 . It may be located in the central region.
  • the total thickness of the first conductivity type semiconductor layer 151 and the active layer 152 is the same as the thickness of the insulating layer 155 , so that the second conductivity type semiconductor layer 153 is formed in the central region of the light emitting device 150 .
  • the total thickness of the first conductivity type semiconductor layer 151 , the active layer 152 , and the second conductivity type semiconductor layer 153 is the same as the thickness of the insulating layer 155 , so that the electrode layer 154 is the light emitting device ( 150) may be located in the central region.
  • the light emitting devices 150 When the light emitting devices 150 according to the first embodiment configured as described above are assembled in one direction to the display device, the light emitting devices 150 can always emit light regardless of the assembly direction, thereby preventing the occurrence of defective light emitting devices. Thus, it is possible to reduce the cost and improve the luminance, thereby realizing a high luminance display. This will be described later with reference to FIGS. 11 to 15 .
  • the assembly direction means, for example, that the first conductivity-type semiconductor layer 151 of the light emitting device 150 is positioned on the second wiring line 202 shown in FIG. 11 , and the insulating layer of the light emitting device 150 .
  • Reference numeral 155 may indicate a direction to be positioned on the first wiring line 201 illustrated in FIG. 11 .
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 of the light emitting device 150 is positioned on the first wiring line 201 shown in FIG. 11 , and the insulating layer ( When 155 is positioned on the second wiring line 202 shown in FIG. 11 , the light emitting device 150 may be a defective light emitting device that does not emit light due to a defective assembly direction. Therefore, it is very important for the light emitting device to be assembled with the assembly direction in the display device to prevent defects of the light emitting device and improve luminance.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 , the active layer 152 , and the second conductivity type semiconductor layer 153 may be grown using deposition equipment, for example, MOCVD equipment.
  • At least one or more electrode layers 154 may be formed using, for example, sputtering equipment.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 , the active layer 152 , the second conductivity type semiconductor layer 153 , at least one electrode layer 154 , and the insulating layer 155 are formed on the substrate for growth, and then, for example, LLO (Laser Lift-Off) process can be used to remove the substrate for growth.
  • LLO Laser Lift-Off
  • the growth substrate may be a sapphire substrate or a semiconductor substrate, but is not limited thereto.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 151 may be formed on a substrate for growth. Before the first conductivity-type semiconductor layer 151 is formed, a buffer layer (not shown) may be formed to alleviate lattice mismatch between the growth substrate and the first conductivity-type semiconductor layer 151 .
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 may be provided as a compound semiconductor.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 may be, for example, a group 2-6 compound semiconductor or a group 3-5 compound semiconductor.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 may be doped with an n-type dopant such as Si, Ge, Sn, Se, or Te.
  • the active layer 152 may be formed on the first conductivity-type semiconductor layer 151 .
  • the active layer 152 is a combination of a first carrier (eg, electrons) provided from the first conductivity-type semiconductor layer 151 and a second carrier (eg, holes) provided from the second conductivity-type semiconductor layer 153 . ) of a wavelength band corresponding to the light can be generated.
  • the active layer 152 may be provided in any one or more of a single well structure, a multi-well structure, a quantum dot structure, or a quantum wire structure.
  • the active layer 152 may be formed of a compound semiconductor.
  • the active layer 152 may be made of, for example, a Group 2-6 or Group 3-5 compound semiconductor. When the active layer 152 is provided in a multi-well structure, the active layer 152 may be provided by stacking a plurality of barrier layers and a plurality of well layers.
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may be formed on the active layer 152 .
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may be provided as a compound semiconductor.
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may be, for example, a Group 2-6 compound semiconductor or a Group 3-5 compound semiconductor.
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may be doped with a p-type dopant such as Mg, Zn, Ca, Sr, or Ba.
  • the electrode layer 154 may be formed on the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • the electrode layer 154 may provide a more smooth supply of current to the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • the second conductivity-type semiconductor layer 153 includes a p-type dopant and has a relatively smaller thickness than that of the first conductivity-type semiconductor layer 151 , the amount of holes generated is the amount of electrons generated by the first conductivity-type semiconductor layer 151 . may be less. Accordingly, in order to increase the amount of holes generated in the second conductivity type semiconductor layer 153 , the current must be smoothly supplied.
  • the electrode layer 154 may be formed on the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • at least one electrode layer 154 may be formed under the first conductivity type semiconductor layer 151 to more smoothly supply current to the first conductivity type semiconductor layer 151 .
  • the electrode layer 154 may include a plurality of metal layers including different metals.
  • the electrode layer 154 may include a magnetic layer 154a.
  • the magnetic layer 154a may be a metal such as Ni.
  • the light-emitting elements 150 are moved to the magnets according to the movement of the magnet, so that the light-emitting elements 150 are assembled in the assembly hole 203 at a specific position of the substrate 200.
  • the metal of the light emitting device 150 may include a magnetic layer 154a so that the light emitting devices 150 are guided by a magnet.
  • the magnetic layer 154a may be formed under the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • the insulating layer 155 may be formed on the electrode layer 154 .
  • the insulating layer 155 may be formed on the other side opposite to the first conductivity-type semiconductor layer 151 formed on one side of the light emitting device 150 . That is, the light emitting device 150 may have a first conductivity-type semiconductor layer 151 and an insulating layer 155 formed on both sides thereof.
  • the insulating layer 155 may be made of an inorganic material such as SiNx, but is not limited thereto.
  • a manufacturing process of the light emitting device 150 according to the first embodiment will be described.
  • a first conductivity type semiconductor layer 151 , an active layer 152 , and a second conductivity type semiconductor layer 153 may be grown on a substrate for growth using MOCVD equipment. Thereafter, at least one electrode layer 154 may be formed on the second conductivity-type semiconductor layer 153 using sputtering equipment. Thereafter, an insulating layer 155 may be formed on the electrode layer 154 .
  • a separate mask or a second conductivity type semiconductor layer ( 153)
  • the active layer 152 and the first conductivity-type semiconductor layer 151 may be etched.
  • a laser is applied to the growth substrate using an LLO process to remove the growth substrate, thereby forming a plurality of the growth substrate on the growth substrate.
  • the light emitting device 150 may be manufactured.
  • FIG. 11 is a plan view illustrating a first example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • 12 is a cross-sectional view taken along line A-B of FIG. 11 .
  • a plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 manufactured according to the first embodiment may be assembled on a substrate 200 .
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be disposed in one direction, for example, in a horizontal direction with reference to FIG. 11 .
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be the light emitting devices 150 illustrated in FIG. 10 .
  • the display device includes a substrate 200 , a plurality of first wiring lines 201 , a plurality of second wiring lines 202 , a first insulating member 205 , a second insulating member 206 , and a plurality of light emitting devices 150_1 . to 150_6), a first electrode line 207 and a second electrode line 208 may be included.
  • the second insulating member 206 may be the insulating member 206 shown in FIG. 8 .
  • FIG. 12 illustrates the light emitting device 150_1 shown in one assembly hole 203
  • the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be disposed in each of the plurality of assembly holes 203 . have.
  • the display device includes a plurality of pixels PX, and each pixel PX includes, for example, a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a second sub-pixel PX2 .
  • 3 sub-pixels PX3 may be included.
  • a plurality of light emitting devices 300 may be included in each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 . Accordingly, each of the sub-pixels PX1 , PX2 , and PX3 may have an assembly hole 203 for assembling each of the plurality of light emitting devices 300 .
  • each of the first pad electrode 210 and the second pad electrode 220 of FIG. 3 may be the first electrode line 207 and the second electrode line 208 illustrated in FIGS. 11 and 12 .
  • the display device of FIG. 3 may also include the first wiring line 201 and the second wiring line 202 illustrated in FIG. 12 .
  • 11 and 12 show an assembly hole 203 for assembling one light emitting device 300 included in any sub-pixel among the first to third sub-pixels PX1, PX2, and PX3 shown in FIG. 3 . show
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may generate a dielectrophoretic force to assemble the light emitting devices 150_1 to 150_6 . That is, a dielectrophoretic force may be generated between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 by the voltage applied to the first wiring line 201 and the second wiring line 202 .
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may have a dielectric generated between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 . It may be assembled and fixed to the assembly hole 203 by a moving force.
  • the light-emitting devices 150_1 to 150_6 include a plurality of red light-emitting devices disposed in the first sub-pixel PX1 , a plurality of green light-emitting devices disposed in the second sub-pixel PX2 , and a plurality of green light-emitting devices disposed in the third sub-pixel PX3 . It may include a plurality of blue light emitting devices.
  • the substrate 200 includes these components, that is, the first wiring line 201 , the second wiring line 202 , the first insulating member 205 , and the second insulating member 206 .
  • the substrate 200 may be a base substrate for forming the first electrode line 207 and the second electrode line 208 .
  • the substrate 200 may have a rigid characteristic.
  • the substrate 200 may have a flexible characteristic.
  • the substrate 200 may have a stretchable property.
  • the substrate 200 may have a rollable characteristic.
  • the substrate 200 may have various characteristics such as strength and warpage.
  • the substrate 200 may be glass.
  • the substrate 200 may be made of a resin material.
  • the substrate 200 may be made of a plastic material.
  • the substrate 200 may be formed of various materials.
  • the substrate 200 may be a single substrate.
  • the substrate 200 may include a plurality of substrates connected to each other.
  • the substrate 200 may include at least one or more layers.
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be disposed on the substrate 200 .
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be spaced apart from each other, face each other, and may be parallel to each other, but the present invention is not limited thereto.
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be formed of a metal material.
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may generate a dielectrophoretic force in a direction perpendicular to the longitudinal direction of each of the first wiring line 201 and the second wiring line 202 by voltage. have.
  • the dielectrophoretic force connects the light emitting devices 150_1 to 150_6 with the first wiring line 201 and the second wiring line. It can be assembled and fixed to the 2 wiring line 202 .
  • the first insulating member 205 may be disposed on the entire area of the substrate 200 .
  • the first insulating member 205 may be disposed on the first wiring line 201 and the second wiring line 202 .
  • the first insulating member 205 may protect the first wiring line 201 and the second wiring line 202 , and may prevent a short circuit between the first wiring line 201 and the second endorsement line.
  • the first insulating member 205 may be made of an inorganic material such as SiOx, but is not limited thereto.
  • the second insulating member 206 may be disposed on the first insulating member 205 .
  • the second insulating member 206 may be made of an organic material, but is not limited thereto.
  • the second insulating member 206 may be a planarization layer. That is, the second insulating member 206 may be formed to have a relatively thick upper surface and may have a flat surface. Accordingly, the step formed by the first wiring line 201 and the second wiring line 202 is removed, so that the post-processing member can be easily and accurately formed on the second insulating member 206 during the subsequent post-processing. can
  • the second insulating member 206 may include a plurality of assembly holes 203 .
  • Light emitting devices 150_1 to 150_6 may be assembled in each of the plurality of assembly holes 203 .
  • the second insulating member 206 is formed on the first insulating member 205 , and the second insulating member 206 is locally removed so as to be equal to or larger than the size of the light emitting devices 150_1 to 150_6 . of the assembly hole 203 may be formed.
  • Light emitting devices 150_1 to 150_6 may be assembled in each of the plurality of assembly holes 203 .
  • the fluid 1200 may be filled in the chamber 100 , and a large amount of the light emitting device 150 may be accommodated in the fluid 1200 .
  • the fluid 1200 of the chamber 100 is accommodated.
  • the light emitting device 150 may be moved along the moving direction of the assembling apparatus 1100 and guided to the assembling apparatus 1100 .
  • the light emitting device 150 induced in this way may be inserted into the corresponding assembly hole 203 of the substrate 200 positioned in each of the plurality of magnetic bodies of the assembly apparatus 1100 .
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be aligned between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 .
  • Dielectrophoretic force may be generated by a voltage applied between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 before or simultaneously with the movement of the assembly apparatus 1100 .
  • the light emitting devices 150_1 to 150_6 inserted into the assembly hole 203 by the dielectrophoretic force generated in this way are assembled into the assembly hole by the dielectrophoretic force formed between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 . It can be assembled and fixed to (203).
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be arranged in a horizontal direction as shown in FIG. 11 .
  • Each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 illustrated in FIG. 11 may be assembled in the assembly hole 203 of the corresponding second insulating member 206 .
  • the long axes of the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be arranged to coincide with the vertical direction, and the short axes of the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be arranged to coincide with the horizontal direction.
  • lower surfaces of the light emitting devices 150_1 to 150_6 assembled in the assembly hole 203 may partially contact the first insulating member 205 .
  • the lower surfaces of the partial regions of the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be spaced apart from the upper surfaces of the first insulating member 205 due to the step difference between the first wiring line 101 and the second wiring line 202 . .
  • the size of the assembly hole 203 is larger than the size of the light emitting devices 150_1 to 150_6, so that both sides of the light emitting devices 150_1 to 150_6 are spaced apart from the inner surface of the assembly hole 203.
  • both side surfaces of the light emitting devices 150_1 to 150_6 and the inner surface of the assembly hole 203 may contact each other.
  • the light emitting devices 150_1 to 150_6 assembled on the substrate 200 can always emit light regardless of the assembly direction.
  • one of the second conductivity-type semiconductor layer 153 and the electrode layer 154 of the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be located in the central region of the light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the first electrode line 207 is disposed to cross the central region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6
  • the second electrode line 208 is provided for the plurality of light emitting devices (150_1 to 150_6) may be arranged to cross each of both sides of the region.
  • the second electrode line 208 is a second electrode line 208_1 disposed to cross the first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6, and each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • a 2-2 second electrode line 208_2 disposed to cross the second side region, and a connection electrode 208_3 connecting the 2-1 second electrode line 208_1 and the 2-2 second electrode line 208_2.
  • the first side region and the second side region may be positioned on opposite sides of the light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • the first electrode line 207 and the second electrode line 208 may be disposed on an upper surface of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the second electrode line 208 is illustrated as being disposed on a portion of the upper surface of the light emitting devices 150_1 to 150_6 and a portion of the upper surface of the second insulating member 206 , but the second electrode line 208 is It may be disposed only on a portion of the upper surface of the light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • the first electrode line 207 is in contact with the electrode layer 154 positioned in the central region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6, and the second electrode line 208 is the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6, respectively. It may be in contact with the first conductivity-type semiconductor layer 151 and the insulating layer 155 positioned in both regions.
  • the first signal may be supplied to the electrode layer 154 positioned in the central region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 through the first electrode line 207 .
  • the second signal may be supplied to the first conductivity-type semiconductor layer 151 positioned on both sides of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 through the second electrode line 208 . Since the insulating layer 155 of the light emitting devices 150_1 to 150_6 is an insulator, the second signal is not supplied.
  • the first signal may be a (+) voltage
  • the second signal may be a (-) voltage.
  • connection electrode 208_3 When the second signal is supplied to the connection electrode 208_3 , the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 are connected through the 2-1 th electrode line 208_1 and the 2-2 th electrode line 208_2 connected to the connection electrode 208_3 . ) may be supplied to the first conductivity-type semiconductor layer 151 positioned on both sides of the region.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 is in contact with the 2-2 electrode line 208_2 of the second electrode line 208
  • the insulating layer 155 is the 2-1 electrode of the second electrode line 208 .
  • the line 208_1 may be in contact.
  • the first conductivity-type semiconductor layer 151 is the second electrode line 208 of the second electrode line 208_1 .
  • the insulating layer 155 may be in contact with the 2-2 electrode line 208_2 of the second electrode line 208 .
  • the first signal supplied to the first electrode line 207 may be supplied to the electrode layer 154 positioned in the center region of each of the first to sixth light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the second signal supplied to the second electrode line 208 may be supplied to the connection electrode 208_3 , the second-first electrode line 208_1 , and the second-second electrode line 208_2 .
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 of each of the first light emitting device 150_1 , the second light emitting device 150_2 , and the fourth light emitting device 150_4 is the 2-2 electrode of the second electrode line 208 .
  • the second signal is supplied through the line 208_2
  • the third light emitting element 150_3 , the fifth light emitting element 150_5 , and the sixth light emitting element 150_6 are the 2-1 electrodes of the second electrode line 208 .
  • the second signal may be supplied through the line 208_1 .
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 of each of the first light emitting device 150_1 , the second light emitting device 150_2 , and the fourth light emitting device 150_4 is disposed on the second wiring line 202
  • the third The light emitting device 150_3 , the fifth light emitting device 150_5 , and the sixth light emitting device 150_6 may be disposed on the first wiring line 201 .
  • the first conductivity-type semiconductor layer 151 of each of the first light emitting device 150_1 , the second light emitting device 150_2 , and the fourth light emitting device 150_4 disposed on the second wiring line 202 ) is supplied with the second signal through the 2-2 electrode line 208_2 of the second electrode line 208 , and the third light emitting device 150_3 and the fifth light emitting device disposed on the first wiring line 201 .
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 of each of 150_5 and the sixth light emitting device 150_6 may receive a second signal through the second electrode line 208_1 of the second electrode line 208 . . That is, even if the assembly directions of the first to sixth light emitting devices 150_1 to 150_6 are different from each other, light is always possible by receiving the first signal and the second signal.
  • the embodiment Compared to conventionally, about 50% of the number of light emitting devices assembled on the substrate does not emit light, in the embodiment, all of the light emitting devices 150_1 to 150_6 assembled on the substrate can emit light. Accordingly, in the embodiment, since there is no defective light emitting device for each pixel, it is possible to prevent wastage of the defective light emitting device from being wasted, thereby significantly reducing the cost. In addition, since about 50% of the number of light emitting elements can emit more light for each pixel compared to the conventional one, the luminance is remarkably improved, and a high luminance display is possible. In addition, since defective light emitting devices are not generated for each pixel, when a uniform number of light emitting devices are assembled in each pixel, uniform luminance can be secured, thereby enabling more precise luminance control.
  • a space in the assembly hole 203 excluding the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be filled with a separate insulating member so that the second electrode line 208 can be more easily formed.
  • a separate insulating member such as an epoxy, but the present invention is not limited thereto. Since the upper surface of the insulating member has the same position as the upper surface of the second insulating member 206 and/or the upper surface of the light emitting devices 150_1 to 150_6 , the second electrode line 208 may be easily formed.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a second example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • a portion of the first electrode line 207 is disposed to cross the central region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 , and the second electrode line 208 is formed with the plurality of light emitting devices (150_1 to 150_6) may be arranged to cross each of both sides of the region.
  • the second electrode line 208 is a second electrode line 208_1 disposed to cross the first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6, and each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • a 2-2 second electrode line 208_2 disposed to cross the second side region, and a connection electrode 208_3 connecting the 2-1 second electrode line 208_1 and the 2-2 second electrode line 208_2.
  • the first side region and the second side region may be positioned on opposite sides of the light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • the first electrode line 207 may contact a portion of the second conductivity type semiconductor layer 153 and a portion of the electrode layer 154 of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the boundary 160 between the second conductivity type semiconductor layer 153 and the electrode layer 154 of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 is a center line 302 in a horizontal direction from the first electrode line 207 . may match, but is not limited thereto.
  • the boundary ( 160 may be located in the central region of the light emitting devices 150_1 to 150_6 . That is, the boundary 160 between the second conductivity type semiconductor layer 153 and the electrode layer 154 may be located at the center of the light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the center may be a center line or a center point in the center region of the light emitting devices 150_1 to 150_6.
  • the embodiment since there is no defective light emitting device for each pixel, it is possible to prevent wastage of the defective light emitting device from being wasted, thereby significantly reducing the cost. In addition, since about 50% of the number of light emitting elements can emit more light for each pixel compared to the conventional one, the luminance is remarkably improved, and a high luminance display is possible. In addition, since defective light emitting devices are not generated for each pixel, when a uniform number of light emitting devices are assembled in each pixel, uniform luminance can be secured, thereby enabling more precise luminance control.
  • FIG. 14 is a plan view illustrating a third example of a display device including a light emitting device according to the first embodiment.
  • 15 is a cross-sectional view taken along line C-D of FIG. 14 .
  • first wiring line 201 and the second wiring line 202 are electrode lines 211 for emitting light emitting devices 150_1 to 150_6, that is, the second wiring line 211 shown in FIGS. 11 and 12 . It can be used as an electrode line 208 .
  • a first signal may be supplied to the electrode line 211
  • a second signal may be simultaneously supplied to the first wiring line 201 and the second wiring line 202 .
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 generate a dielectrophoretic force for assembling and fixing the light emitting devices 150_1 to 150_6 and also generating a first method for emitting light of the light emitting devices 150_1 to 150_6. 1 It can serve to supply a signal.
  • a plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 manufactured according to the first embodiment may be assembled on a substrate 200 .
  • the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be disposed in one direction, for example, in a horizontal direction with reference to FIG. 11 .
  • the display device includes a substrate 200 , a plurality of first wiring lines 201 , a plurality of second wiring lines 202 , a first insulating member 205 , a second insulating member 206 , and a plurality of light emitting devices. (150_1 to 150_6) and an electrode line 211 may be included.
  • the first wiring line 201 , the second wiring line 202 , the first insulating member 205 , the second insulating member 206 , and the light emitting devices 150_1 to 150_6 have been described with reference to FIGS. 11 and 12 . Therefore, detailed description is omitted.
  • the electrode line 211 may be disposed to cross the central region of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the electrode line 211 may contact the electrode layer 154 of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the electrode line 211 may contact the second conductivity type semiconductor layer 153 of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the display device of the embodiment may include contact electrodes 212 and 213 .
  • the contact electrodes 212 and 213 may include a first contact electrode 212 disposed along the first wiring line 201 and a second contact electrode 213 disposed along the second wiring line 202 .
  • the first contact electrode 212 may be disposed on a portion of the second insulating member 206 and on a first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the first contact electrode 212 may electrically connect the first wiring line 201 and the first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • a first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be a first conductivity type semiconductor layer 151 or an insulating layer 155 .
  • the second insulating member 206 may include a plurality of first contact holes 215 .
  • the number of first contact holes 215 may be the same as the number of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the first contact hole 215 may be formed in the second insulating member 206 by etching the second insulating member 206 so that the upper surface of the first wiring line 201 is exposed.
  • a first contact electrode 212 may be disposed in the first contact hole 215 . Accordingly, the first wiring line 201 and the first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 are electrically connected through the first contact electrode 212 disposed in each of the plurality of first contact holes 215 . can be connected to
  • the second contact electrode 213 may be disposed on a portion of the second insulating member 206 and on the second side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the second contact electrode 213 may electrically connect the second wiring line 202 and the second side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • a first side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 may be a first conductivity type semiconductor layer 151 or an insulating layer 155 .
  • the second insulating member 206 may include a plurality of second contact holes 216 .
  • the number of the second contact holes 216 may be the same as the number of the light emitting devices 150_1 to 150_6 .
  • the second contact hole 216 may be formed in the second insulating member 206 by etching the second insulating member 206 so that the top surface of the second wiring line 202 is exposed.
  • a second contact electrode 213 may be disposed in the second contact hole 216 . Accordingly, the second wiring line 202 and the second side region of each of the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 are electrically connected through the second contact electrode 213 disposed in each of the plurality of second contact holes 216 . can be connected to
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be electrically connected.
  • the connection between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be connected by turning on a switch.
  • the first wiring line 201 , the first wiring line 201 , and the second wiring line 202 may be connected by separate connecting electrodes.
  • the second signal supplied to the first wiring line 201 is transmitted through the first contact electrode 212 to the first conductivity type semiconductor layer 151 of the light emitting devices 150_1 to 150_6 positioned on the first wiring line 201 . ) can be supplied.
  • the second signal supplied to the second wiring line 202 is transmitted through the second contact electrode 213 to the second conductivity type semiconductor layer 153 of the light emitting devices 150_1 to 150_6 positioned on the second wiring line 202 . ) can be supplied.
  • the display device configured as described above, even if the plurality of light emitting devices 150_1 to 150_6 are disposed to have different assembly directions between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 , the first As the signal is supplied and the second signal is supplied to the first wiring line 201 and the second wiring line 202 , all the light emitting devices 150_1 to 150_6 assembled on the substrate 200 may emit light without defects. .
  • the embodiment since there is no defective light emitting device for each pixel, it is possible to prevent wastage of the defective light emitting device from being wasted, thereby significantly reducing the cost. In addition, since about 50% of the number of light emitting elements can emit more light for each pixel compared to the conventional one, the luminance is remarkably improved, and a high luminance display is possible. In addition, since defective light emitting devices are not generated for each pixel, when a uniform number of light emitting devices are assembled in each pixel, uniform luminance can be secured, thereby enabling more precise luminance control.
  • a space in the assembly hole 203 excluding the light emitting devices 150_1 to 150_6 may be filled with a separate insulating member so that the contact electrodes 212 and 214 can be more easily formed.
  • a separate insulating member such as an epoxy, but the present invention is not limited thereto. Since the top surface of the insulating member has the same position as the top surface of the second insulating member 206 and/or the top surfaces of the light emitting devices 150_1 to 150_6 , the contact electrodes 212 and 214 may be easily formed.
  • 16 is a cross-sectional view illustrating a light emitting device according to a second embodiment.
  • the second embodiment is similar to the first embodiment except that it has two light emitting elements 1501 and 1502 or two light emitting regions.
  • the same reference numerals are assigned to components having the same functions, shapes and/or structures as those of the first embodiment, and detailed descriptions thereof are omitted.
  • the two light emitting regions may be the first active layer 152 and the second active layer 164 .
  • the light emitting device 150A includes a first conductivity type semiconductor layer 151 , a first active layer 152 , a second conductivity type semiconductor layer 153 , and at least one electrode layer ( 162 ), a third conductivity type semiconductor layer, a second active layer 164 , and a fourth conductivity type semiconductor layer 165 .
  • the first active layer 152 and the second active layer 164 may be referred to as a light emitting layer or a light emitting region.
  • the first light emitting device 1501 is constituted by the first conductivity type semiconductor layer 151 , the first active layer 152 , and the second conductivity type semiconductor layer 153 , and the third conductivity type semiconductor layer and the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • the second light emitting device 1502 may be configured by the active layer 164 and the fourth conductivity type semiconductor layer 165 . Accordingly, the light emitting device according to the second embodiment may have two light emitting devices 1501 and 1502 . In addition, since light is emitted from each of the first active layer 152 of the first light emitting device and the second active layer 164 of the second light emitting device, the light emitting device according to the second embodiment may have two light emitting regions.
  • a rod light emitting device is shown as the light emitting device 150A according to the second embodiment in the drawing, various light emitting devices are possible according to the embodiment of the present invention.
  • a micro light emitting device, a disk light emitting device, a cylindrical light emitting device, etc. may be used as the light emitting device according to the first embodiment.
  • the cross-section of the light emitting device 150A according to the second embodiment may have various shapes such as, for example, a circle, a triangle, a square, and a polygon.
  • the first active layer 152 is formed on the first conductivity-type semiconductor layer 151
  • the second conductivity-type semiconductor layer 153 is formed on the first active layer 152
  • at least one electrode layer 162 includes: It may be formed on the second conductivity type semiconductor layer 153 .
  • the third conductivity type semiconductor layer is formed on the electrode layer 162
  • the second active layer 164 is formed on the third conductivity type semiconductor layer
  • the fourth conductivity type semiconductor layer 165 is formed on the second active layer ( 164).
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 may include the same dopant as the fourth conductivity type semiconductor layer 165 .
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 may include the same dopant as the third conductivity type semiconductor layer.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 and the fourth conductivity type semiconductor layer 165 contain an n-type dopant, and the second conductivity type semiconductor layer 153 and the third conductivity type semiconductor layer contain a p-type dopant. may be included, but is not limited thereto.
  • the electrode layer 162 may be located in the central region of the light emitting device 150A according to the second embodiment.
  • the electrode layer 162 may include at least one magnetic layer 162_2 and 162_3 .
  • the magnetic layer may allow the light emitting device 150A according to the second embodiment to be guided to a plurality of magnetic materials when the assembly device ( 1100 of FIG. 9 ) including a plurality of magnetic materials used for self-assembly is moved.
  • the light emitting device 150A according to the second embodiment may be formed by combining two light emitting devices 1501 and 1502 .
  • a manufacturing process of the light emitting device 150A according to the second embodiment will be described.
  • a plurality of light emitting devices may be manufactured by the manufacturing process of the light emitting device ( 150 of FIG. 10 ) according to the first embodiment described above. However, since the process of forming the insulating layer 155 is omitted in the manufacturing process of the light emitting device 150 according to the first embodiment, the insulating layer 155 is not present in the manufactured light emitting device 150 .
  • At least one electrode layer 162 of the plurality of light emitting devices 150 manufactured may include a bonding electrode layer 162_1 .
  • the bonding electrode layer 162_1 may be an uppermost layer among at least one or more electrode layers 162 .
  • the plurality of light emitting devices 150 includes a first light emitting device 1501 including a first conductivity type semiconductor layer 151 , a first active layer 152 , a second conductivity type semiconductor layer 153 , and at least one electrode layer 162 . ) or the second light emitting device 1502 including the fourth conductivity type semiconductor layer 165 , the second active layer 164 , the third conductivity type semiconductor layer 163 , and at least one electrode layer 162 .
  • the first active layer 152 is formed on the first conductivity type semiconductor layer 151
  • the second conductivity type semiconductor layer 153 is formed on the first active layer 152
  • At least one electrode layer 162 may be on the second conductivity type semiconductor layer 153
  • the second active layer 164 is formed on the fourth conductivity type semiconductor layer 165
  • the third conductivity type semiconductor layer 163 is formed on the second active layer 164
  • at least A third conductivity type semiconductor layer 163 may be formed on one or more electrode layers 162 .
  • the first light emitting device and the second light emitting device may be pressed to each other .
  • the bonding electrode layer 162_1 included in at least one or more electrode layers 162 of the first light emitting device and the bonding electrode layer 162_1 included in at least one or more electrode layers 162 of the second light emitting device are combined with each other to form a single layer. It may be the bonding electrode layer 162_1.
  • the light emitting device 150A according to the second embodiment in which the first light emitting device and the second light emitting device are combined may be manufactured.
  • At least one electrode layer 162 is positioned in a central region, and both sides of the light emitting device 150A are symmetrical to each other around the electrode layer 162 . That is, the second conductivity type semiconductor layer 153 and the third conductivity type semiconductor layer 163 are symmetrical with respect to the electrode layer 162 , and the first active layer 152 and the second active layer 164 are symmetrical, and the first active layer 152 and the second active layer 164 are symmetrical.
  • the first conductivity type semiconductor layer 151 and the fourth conductivity type semiconductor layer 165 may be symmetrical.
  • light can be emitted from two different light-emitting regions in one light-emitting device 150A, so that the amount of light can be further increased to improve luminance.
  • the number of light emitting devices 150A assembled to each pixel is reduced in order to obtain the same luminance in each pixel, so that assembly defects can be further reduced as the number of light emitting devices 150A is reduced.
  • the bonding electrode layer 162_1 is adopted for the light emitting device 150A in the above description
  • the insulating layer 155 may be used instead of the bonding electrode layer 162_1. Even if the insulating layer 155 is used, the manufacturing process of the light emitting device 150A according to the second embodiment may be performed in the same manner as the manufacturing process of the light emitting device 150A according to the second embodiment using the bonding electrode layer 162_1. have.
  • 17 is a plan view illustrating a first example of a display device including a light emitting device according to a second embodiment.
  • 18 is a cross-sectional view taken along line E-F of FIG. 17 .
  • the structure of the display device shown in FIGS. 17 and 18 is the same as that of the display device shown in FIGS. 11 and 12 except for the light emitting element 150A.
  • the light emitting device 150 according to the first embodiment is employed in the display device shown in FIGS. 11 and 12 , whereas the light emitting device 150A according to the second embodiment is included in the display device shown in FIGS. 17 and 18 . can be adopted.
  • the first wiring line ( The separation distance between the 201 and the second wiring line 202 may be greater than the separation distance between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 of the display device illustrated in FIGS. 11 and 12 .
  • the display device includes a substrate 200 , a plurality of first wiring lines 201 , a plurality of second wiring lines 202 , a first insulating member 205 , a second insulating member 206 , and a plurality of light emitting devices 150A_1 . to 150A_6), a first electrode line 207 and a second electrode line 208 may be included.
  • first wiring line 201 the second wiring line 202 , the first insulating member 205 , and the second insulating member 206 have been described above, a detailed description thereof will be omitted.
  • the first electrode line 207 may be disposed to cross the electrode layer 162 positioned in the central region of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the first electrode line 207 may contact the electrode layer 162 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the first electrode line 207 may be in contact with the bonding electrode layer 162_1 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the first electrode line 207 may be in contact with the bonding electrode layer 162_1 , the first magnetic layer 162_2 , and/or the second magnetic layer 162_3 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the first electrode line 207 may be in contact with the electrode layer 162 , the second conductivity type semiconductor layer 153 , and/or the third conductivity type semiconductor layer 163 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 . have.
  • the second electrode line 208 may be disposed to cross the first conductivity-type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity-type semiconductor layer 165 positioned on both sides of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the second electrode line 208 is disposed to cross the first conductivity type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity type semiconductor layer 165 positioned in the first side region of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6. to cross the 2-1-th electrode line 208_1 and the first conductivity-type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity-type semiconductor layer 165 positioned in the second side region of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6
  • the disposed 2-2 electrode line 208_2 may be included.
  • the 2-1 th electrode line 208_1 is the first conductivity type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity type semiconductor layer 165 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 positioned on the first wiring line 201 .
  • the second-second electrode line 208_2 is in contact with the first conductivity-type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity-type semiconductor layer 165 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 positioned on the second wiring line 202 . ) can be encountered.
  • a first signal may be supplied to the first electrode line 207 and a second signal may be supplied to the second electrode line 208 .
  • the first signal is transmitted to the second conductivity type semiconductor layer 153 and the third conductivity type semiconductor layer 163 through the electrode layer 162 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 through the first electrode line 207 . can be supplied.
  • the second signal is transmitted to the first conductivity type semiconductor layer 151 or the fourth conductivity type semiconductor layer 165 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 through the 2-1 electrode line 208_1 of the second electrode line 208 .
  • the amount of light may be increased.
  • the display device in which the light emitting device 150A according to the second embodiment is adopted can obtain more improved luminance than the display device in which the light emitting device 150 according to the first embodiment is adopted.
  • 19 is a plan view illustrating a second example of a display device including a light emitting device according to the second embodiment. 20 is a cross-sectional view taken along line G-H of FIG. 19 .
  • the structure of the display device shown in FIGS. 19 and 20 is the same as that of the display device shown in FIGS. 14 and 15 except for the light emitting element 150A.
  • the light emitting device 150 according to the first embodiment is employed in the display device shown in FIGS. 14 and 15 , whereas the display device shown in FIGS. 19 and 20 includes the light emitting device 150A according to the second embodiment. can be adopted.
  • the first wiring line ( The separation distance between the 201 and the second wiring line 202 may be greater than the separation distance between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 of the display device shown in FIGS. 14 and 15 .
  • the display device includes a substrate 200 , a plurality of first wiring lines 201 , a plurality of second wiring lines 202 , a first insulating member 205 , a second insulating member 206 , and a plurality of light emitting devices. (150A_1 to 150A_6), an electrode line 211, and contact electrodes 212 and 213 may be included.
  • first wiring line 201 the second wiring line 202 , the first insulating member 205 , the second insulating member 206 , and the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 have been described above, a detailed description thereof will be omitted. .
  • the electrode line 211 may be disposed to cross the electrode layer 162 positioned in the central region of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the electrode line 211 may contact the electrode layer 162 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the electrode line 211 may contact the bonding electrode layer 162_1 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the electrode line 211 may be in contact with the bonding electrode layer 162_1 , the first magnetic layer 162_2 , and/or the second magnetic layer 162_3 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the electrode line 211 may be in contact with the electrode layer 162 , the second conductivity type semiconductor layer 153 , and/or the third conductivity type semiconductor layer 163 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 .
  • the contact electrodes 212 and 213 may include a first contact electrode 212 disposed along the first wiring line 201 and a second contact electrode 213 disposed along the second wiring line 202 .
  • the first contact electrode 212 may connect the first wiring line 201 through the first contact hole 215 to the first conductivity-type semiconductor layer 151 or the fourth of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 . It may be connected to the conductive semiconductor layer 165 .
  • the second contact electrode 213 may connect the second wiring line 202 through the second contact hole 216 to the first conductivity type semiconductor layer 151 or the fourth semiconductor layer 151 of each of the plurality of light emitting devices 150A_1 to 150A_6 . It may be connected to the conductive semiconductor layer 165 .
  • the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be electrically connected.
  • the connection between the first wiring line 201 and the second wiring line 202 may be connected by turning on a switch.
  • the first wiring line 201 , the first wiring line 201 , and the second wiring line 202 may be connected by separate connecting electrodes.
  • the first signal may be supplied to the second conductivity type semiconductor layer 153 or the third conductivity type semiconductor layer 163 through the electrode layer 162 of each of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 through the electrode line 211 . .
  • the second signal supplied to the first wiring line 201 is transmitted through the first contact electrode 212 to the first conductivity type semiconductor layer 151 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 positioned on the first wiring line 201 . ) or the fourth conductivity type semiconductor layer 165 .
  • the second signal supplied to the second wiring line 202 is transmitted through the second contact electrode 213 to the first conductivity type semiconductor layer 151 of the light emitting devices 150A_1 to 150A_6 positioned on the second wiring line 202 . ) or the fourth conductivity type semiconductor layer 165 .
  • the amount of light may be increased.
  • the display device in which the light emitting device 150A according to the second embodiment is adopted can obtain more improved luminance than the display device in which the light emitting device 150 according to the first embodiment is adopted.
  • the embodiment may be applied to a display field for displaying images or information.

Abstract

발광 소자는 제1 도전형 반도체층과, 제1 도전형 반도체층 상에 활성층과, 활성층 상에 제2 도전형 반도체층과, 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층과, 전극층 상에 절연층을 포함한다. 제2 도전형 반도체층과 전극층 중에서 적어도 하나는 발광 소자의 중심 영역에 위치된다. 따라서, 디스플레이 장치의 기판 상에 복수의 발광 소자가 서로 상이한 조립 방향성을 갖고 배치되더라도, 기판 상에 조립된 모든 발광 소자가 불량없이 발광될 수 있다.

Description

발광 소자 및 디스플레이 장치
실시예는 발광 소자 및 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 발광 다이오드(Light Emitting Diode)와 같은 자발광 소자를 화소의 광원으로 이용하여 고화 질의 영상을 표시한다. 발광 다이오드는 열악한 환경 조건에서도 우수한 내구성을 나타내며, 장수명 및 고휘도가 가능하여 차세대 디스플레이 장치의 광원으로 각광받고 있다.
최근, 신뢰성이 높은 무기 결정 구조의 재료를 이용하여 초소형의 발광 다이오드를 제조하고, 이를 디스플레이 장치의 패널(이하, "디스플레이 패널"이라 함)에 배치하여 차세대 화소 광원으로 이용하기 위한 연구가 진행되고 있다.
고해상도를 구현하기 위해서 점차 화소의 사이즈가 작아지고 있고, 이와 같이 작아진 사이즈의 화소에 수많은 발광 소자가 정렬되어야 하므로, 마이크로 또는 나노 스케일 정도로 작은 초소형의 발광 다이오드의 제조에 대한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
통상 디스플레이 패널은 수백만개의 화소를 포함한다. 따라서, 사이즈가 작은 수백만개의 화소 각각에 발광 소자들을 정렬하는 것이 매우 어렵기 때문에, 최근 디스플레이 패널에 발광 소자들을 정렬하는 방안에 대한 다양한 연구가 활발하게 진행되고 있다.
발광 소자의 사이즈가 작아짐에 따라, 이들 발광 소자를 기판 상에 전사하는 것이 매우 중요한 해결 과제로 대두되고 있다. 최근 개발되고 있는 전사기술에는 픽앤-플레이스 공법(pick and place process), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off method) 또는 자가 조립 방식(self-assembly method) 등이 있다. 특히, 자성체(또는 자석)를 이용하여 발광 소자를 기판 상에 전사하는 자가 조립 방식이 최근 각광받고 있다.
자가 조립 방식에서는 잉크젯 헤드 장치를 이용하여 발광 소자가 포함된 액적 단위로 기판에 투하하여 각 서브 화소에 발광소자가 배치된다. 발광 소자들이 기판 상에 랜덤하게 투하되므로, 일부 발광 소자는 전극 사이에 올바르게 조립되지만 다른 일부 발광 소자는 전극 사이에 올바르게 조립되지 않을 수 있다.
도 1에 도시한 바와 같이, 제1 전극(1a)와 제2 전극(1b) 사이에 형성된 유전영동힘에 의해 잉크젯 헤드 장치로부터 투하된 발광 소자들(2, 3)이 제1 전극(1a)와 제2 전극(1b) 사이에 조립된다. 발광 소자들(2, 3)이 일정한 조립 방향성을 가지고 조립되지 않게 된다.
즉, 일부 발광 소자들(3)은 N전극이 제1 전극(1a) 상에 위치되고 P 전극이 제2 전극(1b) 상에 위치되지만, 다른 발광 소자들(2)은 N 전극이 제2 전극(1b) 상에 위치되고 P 전극이 제1 전극(1a) 상에 위치된다. 제1 전극(1a)으로 (+) 전압이 인가되고 제2 전극(1b)로 (-)전압이 인가되는 경우, 제1 전극(1a) 상에 P 전극이 위치되고 제2 전극(1b) 상에 N 전극이 위치된 발광 소자들(2)은 발광되어 각 화소의 휘도 증가에 기여한다. 하지만, 제1 전극(1a) 상에 N 전극이 위치되고 제2 전극(1b) 상에 P 전극이 위치된 발광 소자들(3)은 발광되지 않아 각 화소의 휘도 증가에 기여하지 못한다.
제1 전극(1a)과 제2 전극(1b) 사이에 발광 소자들(2, 3)이 랜덤하게 조립되므로, 통상적으로 제1 전극(1a)과 제2 전극(1b) 사이에 조립된 발광 소자들(2, 3)의 개수 중에 50% 정도는 발광되지 않는 불량 발광 소자일 수 있다.
따라서, 종래에는 각 화소의 휘도 증가에 기여하지 못하는 불량 발광 소자들로 인해 비용이 증가되는 문제점이 있었다.
또한, 종래에는 상당량의 불량 발광 소자들로 인해 휘도가 낮아 고휘도 디스플레이의 구현이 불가능한 문제점이 있었다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 조립 방향성에 관계없이 발광이 가능한 발광 소자 및 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 비용을 현저하게 절감할 수 있는 발광 소자 및 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 휘도를 현저하게 향상시킬 수 있는 발광 소자 및 디스플레이 장치를 제공한다.
실시예의 또 다른 목적은 각 화소의 휘도의 균일도를 확보할 수 있는 발광 소자 및 디스플레이 장치를 제공한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및 상기 전극층 상에 절연층을 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예의 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 제1 배선 라인; 상기 기판 상에 제2 배선 라인; 상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재; 상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 제1 전극 라인; 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 가로지르는 제2 전극 라인을 포함한다. 상기 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및 상기 전극층 상에 절연층을 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 제1 배선 라인; 상기 기판 상에 제2 배선 라인; 상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재; 상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 전극 라인; 및 상기 절연 부재 상에 배치되고, 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 상기 제1 배선 라인 및 상기 제2 배선 라인에 연결되는 컨택 전극을 포함한다. 상기 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층; 상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및 상기 전극층 상에 절연층을 포함한다. 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층; 상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층; 상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및 상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함한다. 상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 제1 배선 라인; 상기 기판 상에 제2 배선 라인; 상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재; 상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 제1 전극 라인; 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 가로지르는 제2 전극 라인을 포함한다. 상기 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층; 상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층; 상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및 상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함한다. 상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예의 또 다른 측면에 따르면, 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 제1 배선 라인; 상기 기판 상에 제2 배선 라인; 상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재; 상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 및 상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 전극 라인; 및 상기 절연 부재 상에 배치되고, 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 상기 제1 배선 라인 및 상기 제2 배선 라인에 연결되는 컨택 전극을 포함한다. 상기 발광 소자는, 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층; 상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층; 상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층; 상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및 상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함한다. 상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함한다. 상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치된다.
실시예에 따른 발광 소자 및 디스플레이 장치의 효과에 대해 설명하면 다음과 같다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 도 10에 도시한 바와 같이, 제1 도전형 반도체층, 활성층, 제2 도전형 반도체층, 적어도 하나 이상의 전극 및 절연층으로 구성된 발광 소자에서 제2 도전형 반도체층 및/또는 전극이 발광 소자의 중심 영역에 위치되도록 할 수 있다.
이와 같이 구성된 발광 소자가 디스플레이 장치에 조립될 때, 도 11 및 도 12에 도시한 바와 같이, 제1 전극 라인이 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역에 위치된 제2 도전형 반도체층 및/또는 전극을 가로지르도록 배치되고 제2 전극 라인이 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역에 위치된 제1 도전형 반도체층 또는 절연층을 가로지르도록 배치될 수 있다.
또한, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이, 전극 라인이 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역에 위치된 제2 도전형 반도체층 및/또는 전극을 가로지르도록 배치되고 연결 전극이 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역에 위치된 제1 도전형 반도체층 또는 절연층을 가로지르도록 배치되고 제1 배선 라인 및 제2 배선 라인과 전기적으로 연결될 수 있다. 이에 따라, 디스플레이 장치에 복수의 발광 소자가 서로 상이한 조립 방향성을 갖고 배치되더라도, 기판 상에 조립된 모든 발광 소자가 불량없이 발광될 수 있다.
따라서, 실시예에서는 각 화소별로 불량 발광 소자가 존재하지 않으므로 불량 발광 소자로 낭비되는 것을 차단하여 현저한 비용 절감이 가능하다. 또한, 각 화소 별로 종래에 비해 50% 정도의 개수의 발광 소자가 더 발광이 가능하므로, 휘도가 현저하게 향상되어 고 휘도 디스플레이가 가능하다. 아울러, 각 화소 별로 불량 발광 소자가 발생되지 않으므로 각 화소에 균일한 개수의 발광 소자가 조립된 경우, 균일한 휘도를 확보할 수 있어 보다 정밀한 휘도 제어가 가능하다.
실시예들 중 적어도 하나에 의하면, 도 16에 도시한 바와 같이, 발광 소자가 중심 영역에 위치된 적어도 하나 이상의 전극층을 기준으로 양측이 서로 대칭적인 구조를 갖는 제1 발광 소자와 제2 발광 소자를 포함할 수 있다. 제1 발광 소자는 전극층 아래에 제2 도전형 반도체층, 제1 활성층 및 제1 도전형 반도체층의 순서로 형성되고, 제2 발광 소자는 전극층 위에 제3 도전형 반도체층, 제2 활성층 및 제4 도전형 반도체층의 순서로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 제1 도전형 반도체층과 제4 도전형 반도체층은 동일한 도펀트를 포함하고, 제2 도전형 반도체층과 제3 도전형 반도체층은 동일한 도펀트를 포함할 수 있다.
이와 같이 구성된 발광 소자가 디스플레이 장치에 채택됨으로써(도 17 내지 도 20), 하나의 발광 소자에서 서로 상이한 2개의 발광 영역에서 발광이 가능하여 광량이 더욱 더 증가되어 휘도가 향상될 수 있다. 또한, 각 화소에서 동일 휘도를 얻기 위해 각 화소에 조립되는 발광 소자의 개수가 줄어들어 발광 소자의 개수가 줄어드는 만큼 조립 불량을 더욱 더 줄일 수 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 발광 소자가 조립된 모습을 보여준다.
도 2는 실시예에 따른 디스플레이 장치가 배치된 주택의 거실을 도시한다.
도 3은 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 4는 도 3의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 5는 도 3의 디스플레이 패널을 상세히 보여주는 평면도이다.
도 6는 도 5의 표시 영역의 화소를 상세히 보여주는 평면도이다.
도 7은 도 2의 디스플레이 장치에서 제1 패널영역의 확대도이다.
도 8은 도 7의 A2 영역의 확대도이다.
도 9은 실시예에 따른 발광 소자가 자가 조립 방식에 의해 기판에 조립되는 예를 나타내는 도면이다.
도 10은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 11은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제1 예를 도시한 평면도이다.
도 12는 도 11의 A-B라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제2 예를 도시한 평면도이다.
도 14는 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제3 예를 도시한 평면도이다.
도 15는 도 14의 C-D 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 16은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 17은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제1 예를 도시한 평면도이다.
도 18은 도 17의 E-F 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 19는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제2 예를 도시한 평면도이다.
도 20은 도 19의 G-H 라인을 따라 절단한 단면도이다.
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 발광 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
도 2은 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)가 배치된 주택의 거실을 도시한다.
실시예의 디스플레이 장치(100)는 세탁기(101), 로봇 청소기(102), 공기 청정기(103) 등의 각종 전자 제품의 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. 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나 말릴 수 있다.
플렉서블 디스플레이에서 시각정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(unit pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현될 수 있다. 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다. 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 발광 소자(semiconductor light emitting device)에 의하여 구현될 수 있다. 실시예에서 발광 소자는 Micro-LED일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 3는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 4은 도 3의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 3 및 도 4을 참조하면, 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10), 구동 회로(20), 스캔 구동부(30) 및 전원 공급 회로(50)를 포함할 수 있다.
실시예의 디스플레이 장치(100)는 액티브 매트릭스(AM, Active Matrix)방식 또는 패시브 매트릭스(PM, Passive Matrix) 방식으로 발광 소자를 구동할 수 있다.
구동 회로(20)는 데이터 구동부(21)와 타이밍 제어부(22)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 평면 상 직사각형 형태로 이루어질 수 있다. 디스플레이 패널(10)의 평면 형태는 직사각형에 한정되지 않고, 다른 다각형, 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(10)의 적어도 일 측은 소정의 곡률로 구부러지도록 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 화소(PX)들이 형성되어 화상을 표시하는 영역이다. 디스플레이 패널(10)은 데이터 라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 정수), 데이터 라인들(D1~Dm)과 교차되는 스캔 라인들(S1~Sn, n은 2 이상의 정수), 고전위 전압이 공급되는 고전위 전압 라인(VDDL), 저전위 전압이 공급되는 저전위 전압 라인(VSSL) 및 데이터 라인들(D1~Dm)과 스캔 라인들(S1~Sn)에 접속된 화소(PX)들을 포함할 수 있다.
화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 컬러 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 컬러 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 컬러 광을 발광할 수 있다. 제1 컬러 광은 적색 광, 제2 컬러 광은 녹색 광, 제3 컬러 광은 청색 광일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 3에서는 화소(PX)들 각각이 3 개의 서브 화소들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 화소(PX)들 각각은 4 개 이상의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 데이터 라인들(D1~Dm) 중 적어도 하나, 스캔 라인들(S1~Sn) 중 적어도 하나 및 고전위 전압 라인(VDDL)에 접속될 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 도 4과 같이 발광 소자(LD)들과 발광 소자(LD)들에 전류를 공급하기 위한 복수의 트랜지스터들과 적어도 하나의 커패시터를 포함할 수 있다.
발광 소자(LD)들 각각은 제1 전극, 무기 반도체 및 제2 전극을 포함하는 무기 발광 다이오드일 수 있다. 여기서, 제1 전극은 애노드 전극, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있다.
복수의 트랜지스터들은 도 4과 같이 발광 소자(LD)들에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(DT), 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압을 공급하는 스캔 트랜지스터(ST)를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스캔 트랜지스터(ST)의 소스 전극에 접속되는 게이트 전극, 고전위 전압이 인가되는 고전위 전압 라인(VDDL)에 접속되는 소스 전극 및 발광 소자(LD)들의 제1 전극들에 접속되는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스캔 트랜지스터(ST)는 스캔 라인(Sk, k는 1≤k≤n을 만족하는 정수)에 접속되는 게이트 전극, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 접속되는 소스 전극 및 데이터 라인(Dj, j는 1≤j≤m을 만족하는 정수)에 접속되는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압과 소스 전압의 차전압을 저장한다.
구동 트랜지스터(DT)와 스위칭 트랜지스터(ST)는 박막 트랜지스터(thin film transistor)로 형성될 수 있다. 또한, 도 4에서는 구동 트랜지스터(DT)와 스위칭 트랜지스터(ST)가 P 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 구동 트랜지스터(DT)와 스위칭 트랜지스터(ST)는 N 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)와 스위칭 트랜지스터(ST)들 각각의 소스 전극과 드레인 전극의 위치는 변경될 수 있다.
또한, 도 4에서는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각이 하나의 구동 트랜지스터(DT), 하나의 스캔 트랜지스터(ST) 및 하나의 커패시터(Cst)를 갖는 2T1C (2 Transistor - 1 capacitor)를 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 복수의 스캔 트랜지스터(ST)들과 복수의 커패시터(Cst)들을 포함할 수 있다.
제2 서브 화소(PX2)와 제3 서브 화소(PX3)는 제1 서브 화소(PX1)와 실질적으로 동일한 회로도로 표현될 수 있으므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 이를 위해, 구동 회로(20)는 데이터 구동부(21)와 타이밍 제어부(22)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(21)는 타이밍 제어부(22)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 소스 제어 신호(DCS)를 입력 받는다. 데이터 구동부(21)는 소스 제어 신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 디스플레이 패널(10)의 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급한다.
타이밍 제어부(22)는 호스트 시스템으로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical sync signal), 수평동기신호(horizontal sync signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal) 및 도트 클럭(dot clock)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템은 스마트폰 또는 태블릿 PC의 어플리케이션 프로세서, 모니터 또는 TV의 시스템 온 칩 등일 수 있다.
타이밍 제어부(22)는 데이터 구동부(21)와 스캔 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 생성한다. 제어신호들은 데이터 구동부(21)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 제어 신호(DCS)와 스캔 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(SCS)를 포함할 수 있다.
구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)의 일 측에 마련된 비표시 영역(NDA)에서 배치될 수 있다. 구동 회로(20)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 디스플레이 패널(10) 상에 장착될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)이 아닌 회로 보드(미도시) 상에 장착될 수 있다.
데이터 구동부(21)는 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 디스플레이 패널(10) 상에 장착되고, 타이밍 제어부(22)는 회로 보드 상에 장착될 수 있다.
스캔 구동부(30)는 타이밍 제어부(22)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 입력 받는다. 스캔 구동부(30)는 스캔 제어 신호(SCS)에 따라 스캔 신호들을 생성하여 디스플레이 패널(10)의 스캔 라인들(S1~Sn)에 공급한다. 스캔 구동부(30)는 다수의 트랜지스터들을 포함하여 디스플레이 패널(10)의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다. 또는, 스캔 구동부(30)는 집적 회로로 형성될 수 있으며, 이 경우 디스플레이 패널(10)의 다른 일 측에 부착되는 게이트 연성 필름 상에 장착될 수 있다.
회로 보드는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 디스플레이 패널(10)의 일 측 가장자리에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드는 연성 인쇄 회로 보드(flexible prinited circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다. 회로 보드는 디스플레이 패널(10)의 하부로 벤딩(bending)될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드의 일 측은 디스플레이 패널(10)의 일 측 가장자리에 부착되며, 타 측은 디스플레이 패널(10)의 하부에 배치되어 호스트 시스템이 장착되는 시스템 보드에 연결될 수 있다.
전원 공급 회로(50)는 시스템 보드로부터 인가되는 메인 전원으로부터 디스플레이 패널(10)의 구동에 필요한 전압들을 생성하여 디스플레이 패널(10)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 회로(50)는 메인 전원으로부터 디스플레이 패널(10)의 발광 소자(LD)들을 구동하기 위한 고전위 전압(VDD)과 저전위 전압(VSS)을 생성하여 디스플레이 패널(10)의 고전위 전압 라인(VDDL)과 저전위 전압 라인(VSSL)에 공급할 수 있다. 또한, 전원 공급 회로(50)는 메인 전원으로부터 구동 회로(20)와 스캔 구동부(30)를 구동하기 위한 구동 전압들을 생성하여 공급할 수 있다.
도 5는 도 3의 디스플레이 패널을 상세히 보여주는 평면도이다. 도 5에서는 설명의 편의를 위해, 데이터 패드들(DP1~DPp, p는 2 이상의 정수), 플로팅 패드들(FD1, FD2), 전원 패드들(PP1, PP2), 플로팅 라인들(FL1, FL2), 저전위 전압 라인(VSSL), 데이터 라인들(D1~Dm), 제1 패드 전극(210)들 및 제2 패드 전극(220)들만을 도시하였다.
도 5를 참조하면, 디스플레이 패널(10)의 표시 영역(DA)에는 데이터 라인들(D1~Dm), 제1 패드 전극(210)들, 제2 패드 전극(220)들 및 화소(PX)들이 배치될 수 있다.
데이터 라인들(D1~Dm)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 데이터 라인들(D1~Dm)의 일 측들은 구동 회로(20)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 데이터 라인들(D1~Dm)에는 구동 회로(20)의 데이터 전압들이 인가될 수 있다.
제1 패드 전극(210)들은 제1 방향(X축 방향)으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이로 인해, 제1 패드 전극(210)들은 데이터 라인들(D1~Dm)과 중첩되지 않을 수 있다. 제1 패드 전극(210)들 중 표시 영역(DA)의 우측 가장자리에 배치된 제1 패드 전극(210)들은 비표시 영역(NDA)에서 제1 플로팅 라인(FL1)에 접속될 수 있다. 제1 패드 전극(210)들 중 표시 영역(DA)의 좌측 가장자리에 배치된 제1 패드 전극(210)들은 비표시 영역(NDA)에서 제2 플로팅 라인(FL2)에 접속될 수 있다.
제2 패드 전극(220)들 각각은 제1 방향(X축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 이로 인해, 제2 패드 전극(220)들은 데이터 라인들(D1~Dm)과 중첩될 수 있다. 또한, 제2 패드 전극(220)들은 비표시 영역(NDA)에서 저전위 전압 라인(VSSL)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 제2 패드 전극(220)들에는 저전위 전압 라인(VSSL)의 저전위 전압이 인가될 수 있다.
화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)는 제1 패드 전극(210)들, 제2 전극 및 데이터 라인들(D1~Dm)에 의해 매트릭스 형태로 정의되는 영역들에 배치될 수 있다. 도 5에서는 화소(PX)가 3 개의 서브 화소들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 화소(PX)들 각각은 4 개 이상의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)는 제1 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)는 제2 방향(Y축 방향)으로 배치되거나, 지그재그 형태로 배치될 수 있으며, 그 밖의 다양한 형태로 배치될 수 있다.
제1 서브 화소(PX1)는 제1 컬러 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 컬러 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 컬러 광을 발광할 수 있다. 제1 컬러 광은 적색 광, 제2 컬러 광은 녹색 광, 제3 컬러 광은 청색 광일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
디스플레이 패널(10)의 비표시 영역(NDA)에는 데이터 패드들(DP1~DPp), 플로팅 패드들(FD1, FD2) 및 전원 패드들(PP1, PP2)을 포함하는 패드부(PA), 구동 회로(20), 제1 플로팅 라인(FL1), 제2 플로팅 라인(FL2) 및 저전위 전압 라인(VSSL)이 배치될 수 있다.
데이터 패드들(DP1~DPp), 플로팅 패드들(FD1, FD2) 및 전원 패드들(PP1, PP2)을 포함하는 패드부(PA)는 표시패널(10)의 일 측 가장자리, 예를 들어 하 측 가장자리에 배치될 수 있다. 데이터 패드들(DP1~DPp), 플로팅 패드들(FD1, FD2) 및 전원 패드들(PP1, PP2)은 패드부(PA)에서 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다.
데이터 패드들(DP1~DPp), 플로팅 패드들(FD1, FD2) 및 전원 패드들(PP1, PP2) 상에는 회로 보드가 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드와 데이터 패드들(DP1~DPp), 플로팅 패드들(FD1, FD2) 및 전원 패드들(PP1, PP2)은 전기적으로 연결될 수 있다.
구동 회로(20)는 링크 라인(LL)들을 통해 데이터 패드들(DP1~DPp)에 연결될 수 있다. 구동 회로(20)는 데이터 패드들(DP1~DPp)을 통해 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들을 입력 받을 수 있다. 구동 회로(20)는 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 디스플레이 패널(10)의 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급할 수 있다.
저전위 전압 라인(VSSL)은 패드부(PA)의 제1 전원 패드(PP1)와 제2 전원 패드(PP2)에 연결될 수 있다. 저전위 전압 라인(VSSL)은 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에서 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다. 저전위 전압 라인(VSSL)은 제2 패드 전극(220)에 연결될 수 있다. 이로 인해, 전원 공급 회로(50)의 저전위 전압은 회로 보드, 제1 전원 패드(PP1), 제2 전원 패드(PP2) 및 저전위 전압 라인(VSSL)을 통해 제2 패드 전극(220)에 인가될 수 있다.
제1 플로팅 라인(FL1)은 패드부(PA)의 제1 플로팅 패드(FD1)에 연결될 수 있다. 제1 플로팅 라인(FL1)은 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에서 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다.
제1 플로팅 패드(FD1)와 제1 플로팅 라인(FL1)은 어떠한 전압도 인가되지 않는 더미 패드와 더미 라인일 수 있다.
제2 플로팅 라인(FL2)은 패드부(PA)의 제2 플로팅 패드(FD2)에 연결될 수 있다. 제1 플로팅 라인(FL1)은 표시 영역(DA)의 좌측 바깥쪽과 우측 바깥쪽의 비표시 영역(NDA)에서 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장될 수 있다.
제2 플로팅 패드(FD2)와 제2 플로팅 라인(FL2)은 어떠한 전압도 인가되지 않는 더미 패드와 더미 라인일 수 있다.
한편, 발광 소자(도 6의 300)들은 매우 작은 사이즈를 가지므로 화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)에 장착하기가 매우 어렵다.
이러한 문제를 해소하기 위해, 유전영동(dielectrophoresis) 방식을 이용한 정렬 방법이 제안되었다.
즉, 제조 공정 중에 발광 소자(300)들을 정렬하기 위해 화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)에 전기장을 형성할 수 있다. 구체적으로, 제조 공정 중에 유전영동(dielectrophoresis) 방식을 이용하여 발광 소자(300)들에 유전영동힘(Dielectrophoretic Force)을 가함으로써 발광 소자(300)들을 정렬시킬 수 있다.
그러나, 제조 공정 중에는 박막 트랜지스터들을 구동하여 제1 패드 전극(210)들에 그라운드 전압을 인가하기 어렵다.
따라서, 완성된 디스플레이 장치에서는 제1 패드 전극(210)들이 제1 방향(X축 방향)으로 소정의 간격으로 이격되어 배치되나, 제조 공정 중에 제1 패드 전극(210)들은 제1 방향(X축 방향)으로 단선되지 않고, 길게 연장 배치될 수 있다.
이로 인해, 제조 공정 중에는 제1 패드 전극(210)들이 제1 플로팅 라인(FL1) 및 제2 플로팅 라인(FL2)과 연결될 수 있다. 그러므로, 제1 패드 전극(210)들은 제1 플로팅 라인(FL1) 및 제2 플로팅 라인(FL2)을 통해 그라운드 전압을 인가 받을 수 있다. 따라서, 제조 공정 중에 유전영동(dielectrophoresis) 방식을 이용하여 발광 소자(300)들을 정렬시킨 후에, 제1 패드 전극(210)들을 단선함으로써, 제1 패드 전극(210)들이 제1 방향(X축 방향)으로 소정의 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.
한편, 제1 플로팅 라인(FL1)과 제2 플로팅 라인(FL2)은 제조 공정 중에 그라운드 전압을 인가하기 위한 라인이며, 완성된 디스플레이 장치에서는 어떠한 전압도 인가되지 않을 수 있다. 또는, 완성된 디스플레이 장치에서 정전기 방지를 위해 제1 플로팅 라인(FL1)과 제2 플로팅 라인(FL2)에는 그라운드 전압이 인가될 수도 있다.
도 6는 도 5의 표시 영역의 화소를 상세히 보여주는 평면도이다.
도 6를 참조하면, 화소(PX)는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 화소(PX)들 각각의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)는 스캔 라인(Sk)들과 데이터 라인들(Dj, Dj+1, Dj+2, Dj+3)의 교차 구조에 의해 정의되는 영역들에 매트릭스 형태로 배치될 수 있다.
스캔 라인(Sk)들은 제1 방향(X축 방향)으로 길게 연장되어 배치되고, 데이터 라인들(Dj, Dj+1, Dj+2, Dj+3)은 제1 방향(X축 방향)과 교차되는 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장되어 배치될 수 있다.
제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 제1 패드 전극(210), 제2 패드 전극(220) 및 복수의 발광 소자(300)들을 포함할 수 있다. 제1 패드 전극(210)과 제2 패드 전극(220)은 발광 소자(300)들과 전기적으로 연결되고, 발광 소자(300)가 발광하도록 각각 전압을 인가 받을 수 있다.
제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 중 어느 한 서브 화소의 제1 패드 전극(210)은 그에 인접한 서브 화소의 제1 패드 전극(210)과 이격되어 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PX1)의 제1 패드 전극(210)은 그에 인접한 제2 서브 화소(PX2)의 제1 패드 전극(210)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제2 서브 화소(PX2)의 제1 패드 전극(210)은 그에 인접한 제3 서브 화소(PX3)의 제1 패드 전극(210)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 제3 서브 화소(PX3)의 제1 패드 전극(210)은 그에 인접한 제1 서브 화소(PX1)의 제1 패드 전극(210)과 이격되어 배치될 수 있다.
이에 비해, 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 중 어느 한 서브 화소의 제2 패드 전극(220)은 그에 인접한 서브 화소의 제2 패드 전극(220)과 연결될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PX1)의 제2 패드 전극(220)은 그에 인접한 제2 서브 화소(PX2)의 제2 전극(210)과 연결될 수 있다. 또한, 제2 서브 화소(PX2)의 제2 패드 전극(220)은 그에 인접한 제3 서브 화소(PX3)의 제2 패드 전극(220)과 연결될 수 있다. 또한, 제3 서브 화소(PX3)의 제2 패드 전극(220)은 그에 인접한 제1 서브 화소(PX1)의 제2 패드 전극(220)과 연결될 수 있다.
또한, 제조 공정 중에 제1 패드 전극(210)과 제2 패드 전극(220)은 발광 소자(300)를 정렬하기 위해, 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각에서 전기장을 형성하는 데에 활용될 수 있다. 구체적으로, 제조 공정 중에 유전영동(dielectrophoresis) 방식을 이용하여 발광 소자(300)들에 유전영동힘을 가함으로써 발광 소자(300)들을 정렬시킬 수 있다. 제1 패드 전극(210)과 제2 패드 전극(220)에 인가된 전압에 의해 전기장이 형성되고, 이 전기장에 의해 커패시턴스가 형성됨으로써 발광 소자(300)에 유전영동힘을 가할 수 있다.
제1 패드 전극(210)은 발광 소자(300)들의 제2 도전형 반도체층에 접속되는 애노드 전극이고, 제2 패드 전극(220)은 발광 소자(300)들의 제1 도전형 반도체층에 접속되는 캐소드 전극일 수 있다. 발광 소자(300)들의 제1 도전형 반도체층은 n형 반도체층이고, 제2 도전형 반도체층은 p형 반도체층일 수 있다. 하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 제1 패드 전극(210)이 캐소드 전극이고, 제2 패드 전극(220)이 애노드 전극일 수 있다.
제1 패드 전극(210)은 제1 방향(X축 방향)으로 길게 연장되어 배치되는 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 전극 줄기부(210S)에서 제2 방향(Y축 방향)으로 분지되는 적어도 하나의 제1 전극 가지부(210B)를 포함할 수 있다. 제2 패드 전극(220)은 제1 방향(X축 방향)으로 길게 연장되어 배치되는 제2 전극 줄기부(220S)와 제2 전극 줄기부(220S)에서 제2 방향(Y축 방향)으로 분지되는 적어도 하나의 제2 전극 가지부(220B)를 포함할 수 있다.
제1 전극 줄기부(210S)는 제1 전극 컨택홀(CNTD)을 통해 박막 트랜지스터(120)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이로 인해, 제1 전극 줄기부(210S)는 박막 트랜지스터(120)에 의해 소정의 구동 전압을 인가 받을 수 있다. 제1 전극 줄기부(210S)가 연결되는 박막 트랜지스터(120)는 도 4에 도시된 구동 트랜지스터(DT)일 수 있다.
제2 전극 줄기부(220S)는 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 저전위 보조 배선(161)에 전기적으로 연결될 수 있다.
이로 인해, 제2 전극 줄기부(220S)는 저전위 보조 배선(161)의 저전위 전압을 인가 받을 수 있다. 도 6에서는 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각에서 제2 전극 줄기부(220S)가 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 저전위 보조 배선(161)에 연결된 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제2 전극 줄기부(220S)는 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 중 어느 하나의 서브 화소에서 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 저전위 보조 배선(161)에 연결될 수 있다. 또는, 도 5와 같이 제2 전극 줄기부(220S)는 비표시 영역(NDA)의 저전위 전압 라인(VSSL)에 연결되므로, 제2 전극 컨택홀(CNTS)을 통해 저전위 보조 배선(161)에 연결되지 않을 수 있다. 즉, 제2 전극 컨택홀(CNTS)은 생략될 수도 있다.
어느 한 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)는 제1 방향(X축 방향)으로 이웃하는 서브 화소의 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 서브 화소(PX1)의 제1 전극 줄기부(210S)는 제2 서브 화소(PX2)의 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치되고, 제2 서브 화소(PX2)의 제1 전극 줄기부(210S)는 제3 서브 화소(PX3)의 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치되며, 제3 서브 화소(PX3)의 제1 전극 줄기부(210S)는 제1 서브 화소(PX1)의 제1 전극 줄기부(210S)와 제1 방향(X축 방향)으로 나란하게 배치될 수 있다. 이는 제조 공정 중에 제1 전극 줄기부(210S)가 하나로 연결되었다가, 발광 소자(300)들을 정렬시킨 후에, 레이저 공정을 통해 단선되었기 때문이다.
제2 전극 가지부(220B)는 제1 전극 가지부(210B)들 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극 가지부(210B)들은 제1 전극 가지부(220B)를 기준으로 대칭되게 배치될 수 있다. 도 6에서는 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각이 두 개의 제1 전극 가지부(220B)들을 포함하는 것을 예시하였으나, 본발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 세 개 이상의 제1 전극 가지부(220B)들을 포함할 수 있다.
또한, 도 6에서는 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각이 하나의 제2 전극 가지부(220B)를 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각이 복수의 제2 전극 가지부(220B)들을 포함하는 경우, 제1 전극 가지부(210B)는 제2 전극 가지부(220B)들 사이에 배치될 수 있다. 즉, 화소(PX)의 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각에서 제1 전극 가지부(210B), 제2 전극 가지부(220B), 제1 전극 가지부(210B) 및 제2 전극 가지부(220B)의 순서로 제1 방향(X축 방향)으로 배치될 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 사이에 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(300)들 중 적어도 어느 한 발광 소자(300)의 일 단이 제1 전극 가지부(210B)와 중첩되게 배치되고, 타단이 제2 전극 가지부(220B)와 중첩하게 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(300)들의 일 단에는 p형 반도체층인 제2 도전형 반도체층이 배치되고, 타 단에는 n형 반도체층인 제1 도전형 반도체층이 배치될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 복수의 발광 소자(300)들의 일 단에는 n형 반도체층인 제1 도전형 반도체층이 배치되고, 타 단에는 p형 반도체층인 제2 도전형 반도체층이 배치될 수 있다.
복수의 발광 소자(300)들은 제1 방향(X축 방향)으로 실질적으로 나란하게 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(300)들은 제2 방향(Y축 방향)으로 이격되게 배치될 수 있다. 이 경우, 복수의 발광 소자(300)들 간의 이격 간격은 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 복수의 발광 소자(300)들 중 일부의 발광 소자들이 인접하게 배치되어 하나의 그룹을 이루고, 나머지 발광 소자(300)들이 인접하게 배치되어 다른 그룹을 이룰 수 있다.
제1 전극 가지부(210B)와 제2 전극 가지부(220B) 상에는 각각 연결 전극(260)이 배치될 수 있다. 연결 전극(260)은 제2 방향(Y축 방향)으로 길게 연장되어 배치되되, 제1 방향(X축 방향)으로 서로 이격되어 배치될 수 있다. 연결 전극(260)은 발광 소자(300)들 중 적어도 어느 한 발광 소자(300)의 일 단부와 연결될 수 있다. 연결 전극(260)은 제1 패드 전극(210) 또는 제2 패드 전극(220)과 연결될 수 있다.
연결 전극(260)은 제1 전극 가지부(210B) 상에 배치되며 발광 소자(300)들의 적어도 어느 한 발광 소자(300)의 일 단부와 연결되는 제1 연결 전극(261)과, 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치되며 발광 소자(300)들의 적어도 어느 한 발광 소자(300)의 일 단부와 연결되는 제2 연결 전극(262)을 포함할 수 있다. 이로 인해, 제1 연결 전극(261)은 복수의 발광 소자(300)들을 제1 패드 전극(210)과 전기적으로 연결시키는 역할을 하며, 제2 연결 전극(262)은 복수의 발광 소자(300)들을 제2 패드 전극(220)과 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
제1 연결 전극(261)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제1 전극 가지부(210B)의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 넓을 수 있다. 또한, 제2 연결 전극(262)의 제1 방향(X축 방향)의 폭은 제2 전극 가지부(220B)의 제1 방향(X축 방향)의 폭보다 넓을 수 있다.
예컨대, 발광 소자(300)의 각 단부가 제1 패드 전극(210)의 제1 전극 가지부(210B)와 제2 패드 전극(220)의 제2 전극 가지부(220B) 상에 배치되지만, 제1 패드 전극(210) 및 제2 패드 전극(220) 상에 형성된 절연층(미도시)으로 인해 발광 소자(300)가 제1 패드 전극(210) 및 제2 패드 전극(220)와 전기적으로 연결되지 않을 수 있다. 따라서, 발광 소자(300)의 측면 및/또는 상면 일부 각각이 제1 연결 전극(261) 및 제2 연결 전극(262)에 전기적으로 연결될 수 있다.
도 7은 도 2의 디스플레이 장치에서 제1 패널영역의 확대도이다.
도 7에 의하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 제1 패널영역(A1)과 같은 복수의 패널영역들이 타일링에 의해 기구적, 전기적 연결되어 제조될 수 있다.
제1 패널영역(A1)은 단위 화소(도 3의 PX) 별로 배치된 복수의 발광 소자(150)를 포함할 수 있다. 발광 소자(150)는 도 6의 발광 소자(300)일 수 있다.
발광 소자(150)는 예컨대, 적색 발광 소자(150R), 녹색 발광 소자(150G) 및 청색 발광 소자(150B)를 포함할 수 있다. 예컨대, 단위 화소(PX)는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 예컨대, 복수의 적색 발광 소자(150R)가 제1 서브 화소(PX1)에 배치되고, 복수의 녹색 발광 소자(150G)가 제2 서브 화소(PX2)에 배치되며, 복수의 청색 발광 소자(150B)가 제3 서브 화소(PX3)에 배치될 수 있다. 단위 화소(PX)는 발광 소자가 배치되지 않는 제4 서브 화소를 더 포함할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 8은 도 7의 A2 영역의 확대도이다.
도 8을 참조하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 기판(200), 배선 라인(201, 202), 절연층(206) 및 복수의 발광 소자(150)를 포함할 수 있다.
배선 라인은 서로 이격된 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)을 포함할 수 있다.
발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색 발광 소자(150R), 녹색 발광 소자(150G) 및 청색 발광 소자(150B0를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 적색 형광체와 녹색 형광체 등을 구비하여 각각 적색과 녹색을 구현할 수도 있다.
기판(200)은 유리나 폴리이미드(Polyimide)로 형성될 수 있다. 또한 기판(200)은 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등의 유연성 있는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 기판(200)은 투명한 재질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
절연층(130)은 폴리이미드, PEN, PET 등과 같이 절연성과 유연성 있는 재질을 포함할 수 있으며, 기판(200)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수도 있다.
절연층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 전도성 접착층일 수 있고, 전도성 접착층은 연성을 가져서 디스플레이 장치의 플렉서블 기능을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 절연층(130)은 이방성 전도성 필름(ACF, anisotropy conductive film)이거나 이방성 전도매질, 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등의 전도성 접착층일 수 있다. 전도성 접착층은 두께에 대해 수직방향으로는 전기적으로 전도성이나, 두께에 대해 수평방향으로는 전기적으로 절연성을 가지는 레이어일 수 있다.
절연층(130)은 발광 소자(150)가 삽입되기 위한 조립 홀(203)을 포함할 수 있다. 따라서, 자가 조립시, 발광 소자(150)가 절연층(130)의 조립 홀(203)에 용이하게 삽입될 수 있다.
도 9은 실시예에 따른 발광 소자가 자가 조립 방식에 의해 기판에 조립되는 예를 나타내는 도면이다.
이하 도 9을 참조하며 실시예에 따른 발광 소자(150R)가 전자기장을 이용한 자가 조립 방식에 의해 기판(200)에 조립되는 예를 설명한다.
도 8 및 도 9에서 기판(200)은 디스플레이 장치의 패널 기판이거나 전사를 위한 임시의 도너 기판일 수 있다.
이후 설명에서는 기판(200)은 디스플레이 장치의 패널 기판인 경우로 설명하나 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
기판(200)은 유리나 폴리이미드(Polyimide)로 형성될 수 있다. 또한 기판(200)은 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등의 유연성 있는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 기판(200)은 투명한 재질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 9을 참조하면, 발광 소자(150R)는 유체(1200)가 채워진 챔버(1300)에 투입될 수 있다. 유체(1200)는 초순수 등의 물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 챔버는 수조, 컨테이너, 용기 등으로 불릴 수 있다.
이 후, 기판(200)이 챔버(1300) 상에 배치될 수 있다. 실시예에 따라, 기판(200)은 챔버(1300) 내로 투입될 수도 있다.
기판(200)에는 조립될 발광 소자(150R) 각각에 대응하는 한 쌍의 배선 라인(201, 202)이 형성될 수 있다.
제 배선 라인(201, 202)은 투명 전극(ITO)으로 형성되거나, 전기 전도성이 우수한 금속물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 배선 라인(201, 202)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.
제1 전극 및 제2 전극은 전압이 인가됨에 따라 전기장을 방출함으로써, 기판(200) 상의 조립 홀(203)에 조립된 발광 소자(150R)를 고정시키는 한 쌍의 조립 전극의 기능을 할 수 있다.
배선 라인(201, 202) 간의 간격은 발광 소자(150R)의 폭 및 조립 홀(203)의 폭보다 작게 형성되어, 전기장을 이용한 발광 소자(150R)의 조립 위치를 보다 정밀하게 고정할 수 있다.
배선 라인(201, 202) 상에는 절연 부재(206)이 형성되어, 배선 라인(201, 202)을 유체(1200)로부터 보호하고, 배선 라인(201, 202)에 흐르는 전류의 누출을 방지할 수 있다. 절연 부재(206)은 실리카, 알루미나 등의 무기물 절연체 또는 유기물 절연체가 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다.
또한 절연 부재(206)은 폴리이미드, PEN, PET 등과 같이 절연성과 유연성 있는 재질을 포함할 수 있으며, 기판(200)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수도 있다.
절연 부재(206)은 접착성이 있는 절연층일 수 있거나, 전도성을 가지는 전도성 접착층일 수 있다. 절연 부재(206)은 연성이 있어서 디스플레이 장치의 플렉서블 기능을 가능하게 할 수 있다.
절연 부재(206)의 상부에는 격벽(200S)이 형성될 수 있다. 격벽(200S)의 일부 영역은 배선 라인(201, 202)의 상부에 위치할 수 있다.
예컨대, 기판(200)의 형성 시, 절연 부재(206) 상부에 형성된 격벽 중 일부가 제거됨으로써, 발광 소자(150R)들 각각이 기판(200)에 조립되는 조립 홀(203)이 형성될 수 있다. 격벽(200S)과 절연 부재(206) 사이에는 발광 소자(150R)에 전원을 인가하기 위한 제2 패드전극(222)이 형성될 수 있다.
기판(200)에는 발광 소자(150R)들이 결합되는 조립 홀(203)이 형성되고, 조립 홀(203)이 형성된 면은 유체(1200)와 접촉할 수 있다. 조립 홀(203)은 발광 소자(150R)의 정확한 조립 위치를 가이드할 수 있다.
한편, 조립 홀(203)은 대응하는 위치에 조립될 발광 소자(150R)의 형상에 대응하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(203)에 다른 발광 소자가 조립되거나 복수의 발광 소자들이 조립되는 것을 방지할 수 있다.
다시 도 9을 참조하면, 기판(200)이 배치된 후, 자성체를 포함하는 조립 장치(1100)가 기판(200)을 따라 이동할 수 있다. 자성체로 예컨대, 자석이나 전자석이 사용될 수 있다. 조립 장치(1100)는 자기장이 미치는 영역을 유체(1200) 내로 최대화하기 위해, 기판(200)과 접촉한 상태로 이동할 수 있다. 실시예에 따라서는, 조립 장치(1100)가 복수의 자성체를 포함하거나, 기판(200)과 대응하는 크기의 자성체를 포함할 수도 있다. 이 경우, 조립 장치(1100)의 이동 거리는 소정 범위 이내로 제한될 수도 있다.
조립 장치(1100)에 의해 발생하는 자기장에 의해, 챔버(1300) 내의 발광 소자(150R)는 조립 장치(1100)를 향해 이동할 수 있다.
발광 소자(150R)는 조립 장치(1100)를 향해 이동 중, 조립 홀(203)로 진입하여 기판(200)과 접촉될 수 있다.
이때, 기판(200)에 형성된 배선 라인(201, 202)에 의해 가해지는 전기장에 의해, 기판(200)에 접촉된 발광 소자(150R)가 조립 장치(1100)의 이동에 의해 이탈되는 것이 방지될 수 있다.
즉, 상술한 전자기장을 이용한 자가 조립 방식에 의해, 발광 소자(150R)들 각각이 기판(200)에 조립되는 데 소요되는 시간을 급격히 단축시킬 수 있으므로, 대면적 고화소 디스플레이를 보다 신속하고 경제적으로 구현할 수 있다.
기판(200)의 조립 홀(203) 상에 조립된 발광 소자(150R)와 제2 패드전극(222) 사이에는 소정의 솔더층(225)이 더 형성되어 발광 소자(150R)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
이후 발광 소자(150R)에 제1 패드전극(221)이 연결되어 전원을 인가할 수 있다.
다음으로 기판(200)의 격벽(200S)과 조립 홀(203)에 몰딩층(230)이 형성될 수 있다. 몰딩층(230)은 투명 레진이거나 또는 반사물질, 산란물질이 포함된 레인일 수 있다.
이하에서는 조립 방향성에 관계없이 항상 발광이 가능한 발광 소자 및 디스플레이 장치를 다양한 실시예를 참고하여 설명한다.
[제1 실시예]
도 10은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
도 10을 참조하면, 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)는 제1 도전형 반도체층(151), 활성층(152), 제2 도전형 반도체층(153), 적어도 하나 이상의 전극층(154) 및 절연층(155)을 포함할 수 있다. 활성층(152)은 발광층, 발광 영역으로 불릴 수 있다.
도면에는 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)로서 라드 발광 소자가 도시되고 있지만, 다양한 발광 소자가 본 발명의 실시예로 가능하다. 예컨대, 마이크로 발광 소자, 디스크 발광 소자, 원통 발광 소자 등이 제1 실시예에 따른 발광 소자로 사용될 수 있다.
제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 단면은 예컨대, 원형, 삼각형, 사각형, 다각형 등과 같이 다양한 형상이 가능하다.
제1 실시예에서, 제1 도전형 반도체층(151)은 발광 소자(150)의 일측에 위치되고, 절연층(155)은 발광 소자(150)의 타측에 위치될 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(153)은 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다. 예컨대, 적어도 하나 이상의 전극층(154) 중 적어도 하나의 전극층(154)은 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151) 및 활성층(152)의 전체 두께는 절연층(155)의 두께와 동일하도록 하여, 도 11에 도시한 바와 같이 전극층(154)이 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(151) 및 활성층(152)의 전체 두께는 절연층(155)의 두께와 동일하도록 하여, 제2 도전형 반도체층(153)이 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(151) 및/또는 절연층(155) 각각의 두께를 조절하여 도 13에 도시한 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(153)과 전극층(154)의 경계(160)가 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 도전형 반도체층(153)의 전체 두께는 절연층(155)의 두께와 동일하도록 하여, 전극층(154)이 발광 소자(150)의 중심 영역에 위치될 수 있다.
이와 같이 구성된 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)들이 디스플레이 장치에 일 방향을 따라 조립되는 경우, 조립 방향성에 관계없이 항상 발광 소자(150)들이 발광될 수 있어, 불량 발광 소자의 발생을 방지하여 비용을 절감하고 휘도를 향상시켜, 고 휘도 디스플레이 구현이 가능하다. 이에 대해서는 나중에 도 11 내지 도 15를 참고하여 설명한다.
여기서, 조립 방향성이라 함은 예컨대, 발광 소자(150)의 제1 도전형 반도체층(151)가 도 11에 도시된 제2 배선 라인(202) 상에 위치되고, 발광 소자(150)의 절연층(155)가 도 11에 도시된 제1 배선 라인(201) 상에 위치되도록 하는 방향성을 의미할 수 있다. 이와 같은 방향성성을 가지고 발광 소자(150)가 디스플레이 장치에 조립되는 경우, 해당 발광 소자(150)가 발광될 수 있다.
만일 이와 반대의 조립 방향성, 예컨대 발광 소자(150)의 제1 도전형 반도체층(151)가 도 11에 도시된 제1 배선 라인(201) 상에 위치되고, 발광 소자(150)의 절연층(155)가 도 11에 도시된 제2 배선 라인(202) 상에 위치되는 경우, 조립 방향성 불량으로서 해당 발광 소자(150)는 발광되지 않는 불량 발광 소자일 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치에 발광 소자가 조립 방향성을 가지고 조립되는 것은 발광 소자의 불량을 방지하고 휘도를 향상시키기 위해 매우 중요하다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151), 활성층(152) 및 제2 도전형 반도체층(153)은 증착 장비, 예컨대 MOCVD 장비를 이용하여 성장될 수 있다. 적어도 하나 이상의 전극층(154)은 예컨대, 스퍼터 장비를 이용하여 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(151), 활성층(152), 제2 도전형 반도체층(153), 적어도 하나 이상의 전극층(154) 및 절연층(155)은 성장용 기판 상에서 형성된 후, 예컨대 LLO(Laser Lift-Off) 공정을 이용하여 성장용 기판을 제거할 수 있다. 성장용 기판은 사파이어 기판이나 반도체 기판일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 도전형 반도체층(151)은 성장용 기판 상에 형성될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(151)이 형성되기 전에 성장용 기판과 제1 도전형 반도체층(151)의 격자 부정합을 완화하기 위해 버퍼층(미도시)이 형성될 수 있다.
제1 도전형 반도체층(151)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 제1 도전형 반도체층(151)은 예로서 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(151)은 Si, Ge, Sn, Se, Te 등의 n형 도펀트가 도핑될 수 있다.
활성층(152)는 제1 도전형 반도체층(151) 상에 형성될 수 있다. 활성층(152)은 제1 도전형 반도체층(151)으로부터 제공되는 제1 캐리어(예컨대, 전자)와 제2 도전형 반도체층(153)으로부터 제공되는 제2 캐리어(예컨대, 정공)의 결합(recombination)에 대응되는 파장 대역의 광을 생성할 수 있다. 활성층(152)은 단일 우물 구조, 다중 우물 구조, 양자점 구조 또는 양자선 구조 중 어느 하나 이상으로 제공될 수 있다. 활성층(152)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 활성층(152)은 예로서 2족-6족 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 활성층(152)이 다중 우물 구조로 제공된 경우, 활성층(152)은 복수의 장벽층과 복수의 우물층이 적층되어 제공될 수 있다.
제2 도전형 반도체층(153)은 활성층(152) 상에 형성될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(153)은 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(153)은 예로서 2족-6족 화합물 반도체 또는 3족-5족 화합물 반도체로 제공될 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(153)은 Mg, Zn, Ca, Sr, Ba 등의 p형 도펀트가 도핑될 수 있다.
전극층(154)은 제2 도전형 반도체층(153) 상에 형성될 수 있다. 예컨대, 전극층(154)은 제2 도전형 반도체층(153)에 전류의 공급이 보다 원활하게 하여 줄 수 있다. 제2 도전형 반도체층(153)은 p형 도펀트를 포함하고 비교적 제1 도전형 반도체층(151)의 두께보다 작은 두께를 가지므로 홀의 생성량이 제1 도전형 반도체층(151)의 전자의 생성량보다 적을 수 있다. 따라서, 제2 도전형 반도체층(153)에서 홀의 생성량을 증가시키기 위해 전류의 공급이 원활해야 한다. 이를 위해 제2 도전형 반도체층(153) 상에 전극층(154)이 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 제1 도전형 반도체층(151) 아래에 적어도 하나 이상의 전극층(154)이 형성되어 제1 도전형 반도체층(151)으로 전류를 보다 원활하게 공급할 수도 있다.
예컨대, 전극층(154)은 서로 상이한 금속을 포함하는 복수의 금속층을 포함할 수 있다. 전극층(154)은 자성층(154a)을 포함할 수 있다. 예컨대, 자성층(154a)은 Ni 등과 같은 금속일 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이 자가조립이 수행될 때 자석의 이동에 따라 발광 소자(150)들이 자석으로 이동되어 기판(200)의 특정 위치의 조립 홀(203)에 발광 소자(150)가 조립될 수 있다. 자석으로 발광 소자(150)들이 유도되도록 발광 소자(150)의 금속은 자성층(154a)을 포함할 수 있다.
도면에는 하나의 자성층(154a)이 도시되고 있지만, 2개 이상의 자성층이 구비될 수도 있다. 도면에는 도시되지 않았지만, 자성층(154a)이 제2 도전형 반도체층(153) 아래에 형성될 수도 있다.
절연층(155)은 전극층(154) 상에 형성될 수 있다. 절연층(155)은 발광 소자(150)의 일측에 형성된 제1 도전형 반도체층(151)의 반대측인 타측에 형성될 수 있다. 즉, 발광 소자(150)는 양측에 제1 도전형 반도체층(151)과 절연층(155)이 형성될 수 있다. 예컨대, 절연층(155)은 SiNx와 같은 무기 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
[제조 공정]
제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 제조 공정을 설명한다.
먼저, MOCVD 장비를 이용하여 성장용 기판 상에 제1 도전형 반도체층(151), 활성층(152), 제2 도전형 반도체층(153)이 성장될 수 있다. 이후, 스퍼터 장비를 이용하여 제2 도전형 반도체층(153) 상에 적어도 하나 이상의 전극층(154)이 형성될 수 있다. 이후, 전극층(154) 상에 절연층(155)이 형성될 수 있다.
이후, 식각 공정을 이용하여 절연층(155)과 전극층(154)을 패터닝한 후, 메사 에칭을 수행하여 별도의 마스크 또는 상기 패터닝된 절연층(155)을 마스크로 하여 제2 도전형 반도체층(153), 활성층(152) 및 제1 도전형 반도체층(151)이 에칭될 수 있다, 이후, LLO 공정을 이용하여 레이저가 성장용 기판에 가해져 성장용 기판이 제거됨으로써, 성장용 기판 상에서 복수의 발광 소자(150)가 제조될 수 있다.
이상의 제조 공정은 일 예로 설명된 것으로서, 다양한 변형 공정이 가능할 수 있다.
이하에서 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 조립 예를 도 11 내지 도 15를 참고하여 설명한다.
도 11은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제1 예를 도시한 평면도이다. 도 12는 도 11의 A-B라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 제1 실시예에 따라 제조된 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 기판(200)에 조립될 수 있다. 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)는 일 방향, 예컨대 도 11을 기준으로 가로 방향을 따라 배치될 수 있다. 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)는 도 10에 도시된 발광 소자(150)일 수 있다.
디스플레이 장치는 기판(200), 복수의 제1 배선 라인(201), 복수의 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206), 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6), 제1 전극 라인(207) 및 제2 전극 라인(208)을 포함할 수 있다. 제2 절연 부재(206)는 도 8에 도시한 절연 부재(206)일 수 있다.
도 12는 하나의 조립 홀(203)에 도시된 발광 소자(150_1)를 도시하고 있지만, 실시예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 조립 홀(203) 각각에 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 배치될 수 있다.
즉, 실시예의 디스플레이 장치는 도 3에 도시한 바와 같이, 복수의 화소(PX)가 구비되고, 각 화소(PX)는 예컨대, 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소 (PX3) 각각에는 복수의 발광 소자(300)가 포함될 수 있다. 따라서, 각 서브 화소(PX1, PX2, PX3) 각각에는 복수의 발광 소자(300) 각각이 조립되기 위한 조립 홀(203)이 구비될 수 있다.
예컨대, 도 3의 제1 패드 전극(210) 및 제2 패드 전극(220) 각각은 도 11 및 도 12에 도시된 제1 전극 라인(207) 및 제2 전극 라인(208)일 수 있다. 도시되지 않았지만, 도 3의 디스플레이 장치에도 도 12에 도시된 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)가 구비될 수 있다.
도 11 및 도 12는 도 3에 도시된 제1 내지 제3 서브 화소(PX1, PX2, PX3) 중 임의의 서브 화소에 포함된 하나의 발광 소자(300)가 조립되기 위한 조립 홀(203)을 도시한다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)은 유전영동힘을 발생시켜 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 조립시킬 수 있다. 즉, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)에 인가된 전압에 의해 유전영동힘이 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 발생될 수 있다. 기판(200) 상에 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 투하되는 경우, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)는 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 발생된 유전영동힘에 의해 조립 홀(203)에 조립 및 고정될 수 있다.
발광 소자(150_1 내지 150_6)는 제1 서브 화소(PX1)에 배치된 복수의 적색 발광 소자, 제2 서브 화소(PX2)에 배치된 복수의 녹색 발광 소자 및 제3 서브 화소(PX3)에 배치된 복수의 청색 발광 소자를 포함할 수 있다.
도 10 내지 도 12를 참조하면, 기판(200)은 이들 구성 요소, 즉 제1 배선 라인(201), 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206), 제1 전극 라인(207) 및 제2 전극 라인(208)을 형성하기 위한 베이스 기판일 수 있다.
예컨대, 기판(200)은 리지드(rigid)한 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 기판(200)은 플렉서블한 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 기판(200)은 스트레쳐블(stretchable)한 특성을 가질 수 있다. 예컨대, 기판(200)은 롤러블(rollable)한 특성을 가질 수 있다. 이외에도 기판(200)은 다양한 강도, 휨 등의 특성을 가질 수 있다.
예컨대, 기판(200)은 유리일 수 있다. 예컨대, 기판(200)은 수지재일 수 있다. 예컨대, 기판(200)은 플라스틱 재질일 수 있다. 이외에도 기판(200)은 다양한 재질로 형성될 수 있다.
실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 기판(200)은 단일 기판일 수 있다. 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 기판(200)은 서로 연결된 복수의 기판을 포함할 수 있다. 실시예에 따른 디스플레이 장치에서, 기판(200)은 적어도 하나 이상의 층을 포함할 수 있다.
제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 기판(200) 상에 배치될 수 있다. 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 서로 이격되고, 서로 마주보며, 서로 평행할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 금속 물질로 이루어질 수 있다. 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 전압에 의해 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 각각의 길이 방향에 수직인 방향으로 유전영동힘을 발생시킬 수 있다. 유전영동힘은 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 놓일 때, 해당 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)에 조립 및 고정되도록 할 수 있다.
제1 절연 부재(205)는 기판(200)의 전 영역 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 절연 부재(205)는 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 상에 배치될 수 있다. 제1 절연 부재(205)는 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)을 보호하고, 제1 배선 라인(201)과 제2 배서 라인 간의 쇼트를 방지할 수 있다. 제1 절연 부재(205)는 SiOx와 같은 무기 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제2 절연 부재(206)는 제1 절연 부재(205) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연 부재(206)는 유기 물질로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제2 절연 부재(206)는 평탄화층일 수 있다. 즉, 제2 절연 부재(206)는 비교적 두껍게 형성되어, 그 상면이 평평한 면을 가질 수 있다. 이에 따라, 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)에 의해 형성된 단차가 제거되어, 이후 후공정시 제2 절연 부재(206) 상에 후공정에 의한 부재가 용이하고 정확하게 형성될 수 있다.
한편, 제2 절연 부재(206)는 복수의 조립 홀(203)을 포함할 수 있다. 복수의 조립 홀(203) 각각에는 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 조립될 수 있다. 예컨대, 제2 절연 부재(206)가 제1 절연 부재(205) 상에 형성되고, 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 사이즈와 동일하거나 이보다 크도록 제2 절연 부재(206)를 국부적으로 제거하여 복수의 조립 홀(203)이 형성될 수 있다.
복수의 조립 홀(203) 각각에 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 조립될 수 있다.
예컨대, 도 9에 도시한 바와 같이, 챔버(100) 내에 유체(1200)가 채워지고, 유체(1200) 내에 다량의 발광 소자(150)가 수용될 수 있다. 기판(200)이 챔버(100) 상측에 위치된 후 기판(200) 상에서 복수의 자성체를 포함하는 조립 장치(1100)가 일 방향으로 이동하거나 회전함에 따라 챔버(100)의 유체(1200) 내에 수용된 발광 소자(150)가 조립 장치(1100)의 이동 방향을 따라 이동되어 조립 장치(1100)로 유도될 수 있다. 이와 같이 유도된 발광 소자(150)가 조립 장치(1100)의 복수의 자성체 각각에 위치된 기판(200)의 대응 조립 홀(203)에 삽입될 수 있다. 이에 따라, 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 정렬될 수 있다.
조립 장치(1100)의 이동 전 또는 이동과 동시에 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 인가된 전압에 의해 유전영동힘이 발생될 수 있다. 이와 같이 발생된 유전영동힘에 의해 조립 홀(203)에 삽입된 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 형성된 유전영동힘에 의해 조립 홀(203)에 조립 및 고정될 수 있다.
따라서, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 도 11에 도시한 바와 같이 가로 방향을 따라 배열될 수 있다. 도 11에 도시된 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각은 대응하는 제2 절연 부재(206)의 조립 홀(203)에 조립될 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 장축은 세로 방향과 일치되고 배치되고 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 단축은 가로 방향과 일치되도록 배열될 수 있다.
도 12에 도시한 바와 같이, 조립 홀(203)에 조립된 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 하면은 제1 절연 부재(205)와 부분적으로 접할 수 있다. 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 일부 영역의 하면은 제1 배선 라인(101)과 제2 배선 라인(202)에 의한 단차로 인해 제1 절연 부재(205)의 상면과 접하지 않고 이격될 수 있다.
도면에는 조립 홀(203)의 사이즈가 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 사이즈보다 커서, 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 양측면 각각이 조립 홀(203)의 내측면으로부터 이격되는 것으로 도시되고 있지만, 조립 홀(203)의 사이즈를 조절하여 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 양측면과 조립 홀(203)의 내측면이 접할 수도 있다.
실시예에 따르면, 조립 방향성과 관계없이 항상 기판(200) 상에 조립된 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 발광 가능하다. 이를 위해, 상술한 바와 같이, 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 제2 도전형 반도체층(153)과 전극층(154) 중 하나가 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 중심 영역에 위치될 수 있다.
아울러, 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역을 가로지르도록 배치되고, 제2 전극 라인(208)이 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 양측 영역을 가로지르도록 배치될 수 있다.
제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역을 가로지르도록 배치된 제2-1 전극 라인(208_1), 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 측 영역을 가로지르도록 배치된 제2-2 전극 라인(208_2), 제2-1 전극 라인(208_1)과 제2-2 전극 라인(208_2)을 연결하는 연결 전극(208_3)을 포함할 수 있다. 제1 측 영역과 제2 측 영역은 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 서로 반대 측에 위치될 수 있다.
제1 전극 라인(207)과 제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 상면 상에 배치될 수 있다. 도 12에서, 제2 전극 라인(208)이 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 상면의 일부와 제2 절연 부재(206)의 상면 일부에 배치되는 것으로 도시되고 있지만, 제2 전극 라인(208)은 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 상면의 일부에만 배치될 수도 있다.
제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역에 위치된 전극층(154)과 접하고, 제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 양측 영역에 위치된 제1 도전형 반도체층(151) 및 절연층(155)과 접할 수 있다.
따라서, 제1 신호가 제1 전극 라인(207)을 통해 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역에 위치된 전극층(154)으로 공급될 수 있다. 또한, 제2 신호는 제2 전극 라인(208)을 통해 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 양측 영역에 위치된 제1 도전형 반도체층(151)으로 공급될 수 있다. 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 절연층(155)은 부도체이므로, 제2 신호가 공급되지 않는다. 예컨대, 제1 신호는 (+) 전압이고, 제2 신호는 (-) 전압일 수 있다.
제2 신호가 연결 전극(208_3)으로 공급되는 경우, 연결 전극(208_3)에 연결된 제2-1 전극 라인(208_1)과 제2-2 전극 라인(208_2)을 통해 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 양측 영역에 위치된 제1 도전형 반도체층(151)으로 공급될 수 있다.
도 11에 도시한 바와 같이, 6개의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 기판(200) 상에 조립된 경우, 제1 발광 소자(150_1), 제2 발광 소자(150_2) 및 제4 발광 소자(150_4)에서는 제1 도전형 반도체층(151)이 제2 전극 라인(208)의 제2-2 전극 라인(208_2)과 접하고 절연층(155)이 제2 전극 라인(208)의 제2-1 전극 라인(208_1)과 접할 수 있다. 제3 발광 소자(150_3), 제5 발광 소자(150_5) 및 제6 발광 소자(150_6)에서는 제1 도전형 반도체층(151)이 제2 전극 라인(208)의 제2-1 전극 라인(208_1)과 접하고 절연층(155)이 제2 전극 라인(208)의 제2-2 전극 라인(208_2)과 접할 수 있다.
예컨대, 제1 전극 라인(207)으로 공급된 제1 신호는 제1 내지 제6 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역에 위치된 전극층(154)으로 공급될 수 있다.
예컨대, 제2 전극 라인(208)으로 공급된 제2 신호는 연결 전극(208_3), 제2-1 전극 라인(208_1) 및 제2-2 전극 라인(208_2)으로 공급될 수 있다. 따라서, 제1 발광 소자(150_1), 제2 발광 소자(150_2) 및 제4 발광 소자(150_4) 각각의 제1 도전형 반도체층(151)은 제2 전극 라인(208)의 제2-2 전극 라인(208_2)을 통해 제2 신호를 공급받고, 제3 발광 소자(150_3), 제5 발광 소자(150_5) 및 제6 발광 소자(150_6)은 제2 전극 라인(208)의 제2-1 전극 라인(208_1)을 통해 제2 신호를 공급받을 수 있다.
따라서, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 조립 방향이 서로 다르게 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 배열되더라도, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역에 위치된 전극층(154)으로 제1 신호가 공급되고, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 도전형 반도체층(151)으로 제2 신호가 공급되어, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 모두 발광이 가능하다.
즉, 제1 발광 소자(150_1), 제2 발광 소자(150_2) 및 제4 발광 소자(150_4) 각각의 제1 도전형 반도체층(151)이 제2 배선 라인(202) 상에 배치되고 제3 발광 소자(150_3), 제5 발광 소자(150_5) 및 제6 발광 소자(150_6)이 제1 배선 라인(201) 상에 배치될 수 있다.
이러한 배치 구조라 하더라도, 제2 배선 라인(202) 상에 배치된 제1 발광 소자(150_1), 제2 발광 소자(150_2) 및 제4 발광 소자(150_4) 각각의 제1 도전형 반도체층(151)은 제2 전극 라인(208)의 제2-2 전극 라인(208_2)을 통해 제2 신호를 공급받고, 제1 배선 라인(201) 상에 배치된 제3 발광 소자(150_3), 제5 발광 소자(150_5) 및 제6 발광 소자(150_6) 각각의 제1 도전형 반도체층(151)은 제2 전극 라인(208)의 제2-1 전극 라인(208_1)을 통해 제2 신호를 공급받을 수 있다. 즉, 제1 내지 제6 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 조립 방향성이 서로 상이하더라도 항상 제1 신호 및 제2 신호를 공급받아 발광이 가능하다.
종래에 기판 상에 조립된 발광 소자의 개수 중 50% 정도가 발광되지 않는 것에 비해, 실시예에서는 기판 상에 조립된 발광 소자(150_1 내지 150_6) 모두 발광이 가능하다. 따라서, 실시예에서는 각 화소별로 불량 발광 소자가 존재하지 않으므로 불량 발광 소자로 낭비되는 것을 차단하여 현저한 비용 절감이 가능하다. 또한, 각 화소 별로 종래에 비해 50% 정도의 개수의 발광 소자가 더 발광이 가능하므로, 휘도가 현저하게 향상되어 고 휘도 디스플레이가 가능하다. 아울러, 각 화소 별로 불량 발광 소자가 발생되지 않으므로 각 화소에 균일한 개수의 발광 소자가 조립된 경우, 균일한 휘도를 확보할 수 있어 보다 정밀한 휘도 제어가 가능하다.
한편, 도시되지 않았지만, 제2 전극 라인(208)이 보다 더 용이하게 형성될 수 있도록, 조립 홀(203)에서 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 제외한 공간이 별도의 절연 부재로 채워질 수 있다. 예컨대, 절연 부재로 에폭시가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 절연 부재의 상면은 제2 절연 부재(206)의 상면 및/또는 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 상면과 동일한 위치를 가지므로, 제2 전극 라인(208)의 형성이 용이할 수 있다.
도 13은 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제2 예를 도시한 평면도이다.
도 13에 도시한 바와 같이, 제1 전극 라인(207)의 일부는 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 중심 영역을 가로지르도록 배치되고, 제2 전극 라인(208)이 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 양측 영역을 가로지르도록 배치될 수 있다.
제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역을 가로지르도록 배치된 제2-1 전극 라인(208_1), 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 측 영역을 가로지르도록 배치된 제2-2 전극 라인(208_2), 제2-1 전극 라인(208_1)과 제2-2 전극 라인(208_2)을 연결하는 연결 전극(208_3)을 포함할 수 있다. 제1 측 영역과 제2 측 영역은 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 서로 반대 측에 위치될 수 있다.
예컨대, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 도전형 반도체층(153)의 일부와 전극층(154)의 일부와 접할 수 있다. 이러한 경우, 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 도전형 반도체층(153)과 전극층(154)의 경계(160)는 제1 전극 라인(207)에서 가로 방향을 따른 중심선(302)과 일치할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151) 및/또는 절연층(155) 각각의 두께를 조절하여 도 13에 도시한 바와 같이, 제2 도전형 반도체층(153)과 전극층(154)의 경계(160)가 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 중심 영역에 위치될 수 있다. 즉, 제2 도전형 반도체층(153)과 전극층(154)의 경계(160)가 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 중심에 위치될 수 있다. 중심은 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 중심 영역에서의 중심 라인이나 중심점일 수 있다.
따라서, 실시예에서는 각 화소별로 불량 발광 소자가 존재하지 않으므로 불량 발광 소자로 낭비되는 것을 차단하여 현저한 비용 절감이 가능하다. 또한, 각 화소 별로 종래에 비해 50% 정도의 개수의 발광 소자가 더 발광이 가능하므로, 휘도가 현저하게 향상되어 고 휘도 디스플레이가 가능하다. 아울러, 각 화소 별로 불량 발광 소자가 발생되지 않으므로 각 화소에 균일한 개수의 발광 소자가 조립된 경우, 균일한 휘도를 확보할 수 있어 보다 정밀한 휘도 제어가 가능하다.
도 14는 제1 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제3 예를 도시한 평면도이다. 도 15는 도 14의 C-D 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 14 및 도 15는 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 발광시키기 위한 전극 라인(211), 즉 도 11 및 도 12에 도시된 제2 전극 라인(208)으로 사용될 수 있다. 전극 라인(211)으로 제1 신호가 공급되고, 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)으로 동시에 제2 신호가 공급될 수 있다. 따라서, 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)은 발광 소자(150_1 내지 150_6)들을 조립 및 고정하기 위한 유전영동힘을 발생시키고 또한 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 발광하기 위한 제1 신호를 공급하는 역할을 할 수 있다.
도 10, 도 14 및 도 15를 참조하면, 제1 실시예에 따라 제조된 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 기판(200)에 조립될 수 있다. 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)는 일 방향, 예컨대 도 11을 기준으로 가로 방향을 따라 배치될 수 있다.
실시예의 디스플레이 장치는 기판(200), 복수의 제1 배선 라인(201), 복수의 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206), 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 및 전극 라인(211)을 포함할 수 있다.
제1 배선 라인(201), 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206) 및 발광 소자(150_1 내지 150_6)은 도 11 및 도 12와 관련하여 설명한 바 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 중심 영역을 가로지르도록 배치될 수 있다. 예컨대, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 전극층(154)과 접할 수 있다. 도시되지 않았지만, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 도전형 반도체층(153)과 접할 수 있다.
실시예의 디스플레이 장치는 컨택 전극(212, 213)을 포함할 수 있다. 예컨대, 컨택 전극(212, 213)은 제1 배선 라인(201)을 따라 배치되는 제1 컨택 전극(212)과 제2 배선 라인(202)을 따라 배치되는 제2 컨택 전극(213)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 컨택 전극(212)은 제2 절연 부재(206)의 일부 및 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 제1 컨택 전극(212)은 제1 배선 라인(201)과 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역은 제1 도전형 반도체층(151) 또는 절연층(155)일 수 있다. 예컨대, 제2 절연 부재(206)는 복수의 제1 컨택홀(215)을 포함할 수 있다. 제1 컨택홀(215)의 개수는 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 개수와 동일할 수 있다. 제1 컨택홀(215)는 제1 배선 라인(201)의 상면이 노출되도록 제2 절연 부재(206)를 식각하여 제2 절연 부재(206)에 형성될 수 있다. 제1 컨택홀(215)에 제1 컨택 전극(212)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 제1 컨택홀(215) 각각에 배치된 제1 컨택 전극(212)을 통해 제1 배선 라인(201)과 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역이 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 제2 컨택 전극(213)은 제2 절연 부재(206)의 일부 및 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 측 영역 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 컨택 전극(213)은 제2 배선 라인(202)과 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 측 영역을 전기적으로 연결시킬 수 있다.
복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제1 측 영역은 제1 도전형 반도체층(151) 또는 절연층(155)일 수 있다. 예컨대, 제2 절연 부재(206)는 복수의 제2 컨택홀(216)을 포함할 수 있다. 제2 컨택홀(216)의 개수는 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 개수와 동일할 수 있다. 제2 컨택홀(216)는 제2 배선 라인(202)의 상면이 노출되도록 제2 절연 부재(206)를 식각하여 제2 절연 부재(206)에 형성될 수 있다. 제2 컨택홀(216)에 제2 컨택 전극(213)이 배치될 수 있다. 이에 따라, 복수의 제2 컨택홀(216) 각각에 배치된 제2 컨택 전극(213)을 통해 제2 배선 라인(202)과 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6) 각각의 제2 측 영역이 전기적으로 연결될 수 있다.
도시되지 안았지만, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 유전영동힘에 의해 발광 소자(150_1 내지 150_6)들이 기판(200)의 조립 홀(203)에 조립된 후에, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)의 연결은 스위치의 턴온에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배선 라인(201)과 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)이 별도의 연결 전극에 의해 연결될 수 있다.
제1 배선 라인(201)으로 공급된 제2 신호는 제1 컨택 전극(212)을 통해 제1 배선 라인(201) 상에 위치된 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 제1 도전형 반도체층(151)으로 공급될 수 있다. 제2 배선 라인(202)으로 공급된 제2 신호는 제2 컨택 전극(213)을 통해 제2 배선 라인(202) 상에 위치된 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 제2 도전형 반도체층(153)으로 공급될 수 있다.
이상과 같이 구성된 디스플레이 장치에서 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이에 복수의 발광 소자(150_1 내지 150_6)이 상이한 조립 방향성을 갖도록 배치되더라도, 전극 라인(211)에 제1 신호가 공급되고 제1 배선 라인(201) 및 제2 배선 라인(202)에 제2 신호가 공급됨으로써, 기판(200) 상에 조립된 모든 발광 소자(150_1 내지 150_6)가 불량없이 발광될 수 있다.
따라서, 실시예에서는 각 화소별로 불량 발광 소자가 존재하지 않으므로 불량 발광 소자로 낭비되는 것을 차단하여 현저한 비용 절감이 가능하다. 또한, 각 화소 별로 종래에 비해 50% 정도의 개수의 발광 소자가 더 발광이 가능하므로, 휘도가 현저하게 향상되어 고 휘도 디스플레이가 가능하다. 아울러, 각 화소 별로 불량 발광 소자가 발생되지 않으므로 각 화소에 균일한 개수의 발광 소자가 조립된 경우, 균일한 휘도를 확보할 수 있어 보다 정밀한 휘도 제어가 가능하다.
한편, 도시되지 않았지만, 컨택 전극(212, 214)이 보다 더 용이하게 형성될 수 있도록, 조립 홀(203)에서 발광 소자(150_1 내지 150_6)를 제외한 공간이 별도의 절연 부재로 채워질 수 있다. 예컨대, 절연 부재로 에폭시가 사용될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 절연 부재의 상면은 제2 절연 부재(206)의 상면 및/또는 발광 소자(150_1 내지 150_6)의 상면과 동일한 위치를 가지므로, 컨택 전극(212, 214)의 형성이 용이할 수 있다.
[제2 실시예]
도 16은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 도시한 단면도이다.
제2 실시예는 2개의 발광 소자(1501, 1502) 또는 2개의 발광 영역을 갖는 것을 제외하고 제1 실시예와 유사하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 기능, 형상 및/또는 구조를 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명은 생략한다. 예컨대, 2개의 발광 영역은 제1 활성층(152) 및 제2 활성층(164)일 수 있다.
도 16을 참조하면, 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)는 제1 도전형 반도체층(151), 제1 활성층(152), 제2 도전형 반도체층(153), 적어도 하나 이상의 전극층(162), 제3 도전형 반도체층, 제2 활성층(164) 및 제4 도전형 반도체층(165)를 포함할 수 있다. 제1 활성층(152) 및 제2 활성층(164)은 발광층, 발광 영역으로 불릴 수 있다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151), 제1 활성층(152) 및 제2 도전형 반도체층(153)에 의해 재1 발광 소자(1501)가 구성되고, 제3 도전형 반도체층, 제2 활성층(164) 및 제4 도전형 반도체층(165)에 의해 제2 발광 소자(1502)가 구성될 수 있다. 따라서, 제2 실시예에 따른 발광 소자는 2개의 발광 소자(1501, 1502)를 가질 수 있다. 또한, 제1 발광 소자의 제1 활성층(152) 및 제2 발광 소자의 제2 활성층(164) 각각에서 발광되므로, 제2 실시예의 따른 발광 소자는 2개의 발광 영역을 가질 수 있다.
도면에는 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)로서 라드 발광 소자가 도시되고 있지만, 다양한 발광 소자가 본 발명의 실시예로 가능하다. 예컨대, 마이크로 발광 소자, 디스크 발광 소자, 원통 발광 소자 등이 제1 실시예에 따른 발광 소자로 사용될 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 단면은 예컨대, 원형, 삼각형, 사각형, 다각형 등과 같이 다양한 형상이 가능하다.
제1 활성층(152)은 제1 도전형 반도체층(151) 상에 형성되고, 제2 도전형 반도체층(153)은 제1 활성층(152) 상에 형성되며, 적어도 하나 이상의 전극층(162)은 제2 도전형 반도체층(153) 상에 형성될 수 있다. 또한, 제3 도전형 반도체층은 전극층(162) 상에 형성되고, 제2 활성층(164)은 제3 도전형 반도체층 상에 형성되고, 제4 도전형 반도체층(165)은 제2 활성층(164) 상에 형성될 수 있다.
예컨대, 제1 도전형 반도체층(151)은 제4 도전형 반도체층(165)과 동일한 도펀트를 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 도전형 반도체층(153)은 제3 도전형 반도체층과 동일한 도펀트를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 도전형 반도체층(151)과 제4 도전형 반도체층(165)은 n형 도펀트를 포함하고, 제2 도전형 반도체층(153)과 제3 도전형 반도체층은 p형 도펀트를 포함하 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 전극층(162)은 제2 실시에 따른 발광 소자(150A)의 중심 영역에 위치될 수 있다.
전극층(162)은 적어도 하나의 자성층(162_2, 162_3)을 포함할 수 있다. 자성층은 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 자가 조립에 사용되는 복수의 자성체를 포함하는 조립 장치(도 9의 1100)이 이동시 복수의 자성체로 유도되도록 할 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)는 2개의 발광 소자(1501, 1502)가 결합되어 형성될 수 있다.
[제조 공정]
제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 제조 공정을 설명한다.
상술한 제1 실시예에 따른 발광 소자(도 10의 150)의 제조 공정에 의해 복수의 발광 소자가 제조될 수 있다. 다만, 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 제조 공정에서 절연층(155)을 형성하는 공정은 생략되므로, 상기 제조된 발광 소자(150)에 절연층(155)은 없다. 상기 제조된 복수의 발광 소자(150)의 적어도 하나 이상의 전극층(162)은 본딩 전극층(162_1)을 포함할 수 있다. 본딩 전극층(162_1)은 적어도 하나 이상의 전극층(162) 중 가장 최상층일 수 있다.
복수의 발광 소자(150)는 제1 도전형 반도체층(151), 제1 활성층(152), 제2 도전형 반도체층(153) 및 적어도 하나 이상의 전극층(162)으로 구성된 제1 발광 소자(1501)이거나 제4 도전형 반도체층(165), 제2 활성층(164), 제3 도전형 반도체층(163) 및 적어도 하나 이상의 전극층(162)으로 구성된 제2 발광 소자(1502)일 수 있다.
이러한 경우, 제1 발광 소자에서 제1 활성층(152)은 제1 도전형 반도체층(151) 상에 형성되고, 제2 도전형 반도체층(153)은 제1 활성층(152) 상에 형성되고, 적어도 하나 이상의 전극층(162)은 제2 도전형 반도체층(153) 상에 될 수 있다. 또한, 제2 발광 소자에서 제2 활성층(164)은 제4 도전형 반도체층(165) 상에 형성되고, 제3 도전형 반도체층(163)은 제2 활성층(164) 상에 형성되고, 적어도 하나 이상의 전극층(162)은 제3 도전형 반도체층(163)이 형성될 수 있다.
이후, 제1 발광 소자의 적어도 하나 이상의 전극층(162)과 제2 발광 소자의 적어도 하나 이상의 전극층(162)이 서로 마주보도록 배치된 후, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자가 서로 가압될 수 있다. 이에 따라, 제1 발광 소자의 적어도 하나 이상의 전극층(162)에 포함된 본딩 전극층(162_1)과 제2 발광 소자의 적어도 하나 이상의 전극층(162)에 포함된 본딩 전극층(162_1)이 서로 합쳐서 단일층의 본딩 전극층(162_1)이 될 수 있다. 아울러, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자가 결합된 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 제조될 수 있다. 따라서, 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)는 적어도 하나 이상의 전극층(162)이 중심 영역에 위치되는 것으로서, 전극층(162)을 중심으로 양측이 서로 대칭적인 구조를 가질 수 있다. 즉, 전극층(162)을 중심으로 제2 도전형 반도체층(153)과 제3 도전형 반도체층(163)이 대칭되고, 제1 활성층(152)과 제2 활성층(164)이 대칭되며, 제1 도전형 반도체층(151)과 제4 도전형 반도체층(165)이 대칭될 수 있다.
제2 실시예는 하나의 발광 소자(150A)에서 서로 상이한 2개의 발광 영역에서 발광이 가능하여, 광량이 더욱 더 증가되어 휘도가 향상될 수 있다.
제2 실시예는 각 화소에서 동일 휘도를 얻기 위해 각 화소에 조립되는 발광 소자(150A)의 개수가 줄어들어 발광 소자(150A)의 개수가 줄어드는 만큼 조립 불량을 더욱 더 줄일 수 있다.
한편, 이상에서는 발광 소자(150A)에 본딩 전극층(162_1)이 채택되고 있지만, 본딩 전극층(162_1) 대신에 절연층(155)이 사용될 수도 있다. 절연층(155)이 사용되더라도 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 제조 공정은 본딩 전극층(162_1)을 이용한 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 제조 공정과 동일하게 수행될 수 있다.
도 17은 제2 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제1 예를 도시한 평면도이다. 도 18은 도 17의 E-F 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 17 및 도 18에 도시된 디스플레이 장치의 구조는 발광 소자(150A)를 제외하고는 도 11 및 도 12에 도시된 디스플레이 장치의 구조와 동일하다.
도 11 및 도 12에 도시된 디스플레이 장치에는 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)가 채택되는데 반해, 도 17 및 도 18에 도시된 디스플레이 장치에는 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 채택될 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 장축 길이가 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 장축 길이보다 크므로, 도 17 및 도 18에 도시된 디스플레이 장치에서의 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 이격 거리가 도 11 및 도 12에 도시된 디스플레이 장치의 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 이격 거리보다 클 수 있다.
디스플레이 장치는 기판(200), 복수의 제1 배선 라인(201), 복수의 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206), 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6), 제1 전극 라인(207) 및 제2 전극 라인(208)을 포함할 수 있다.
제1 배선 라인(201), 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205) 및 제2 절연 부재(206)는 상술한 바 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
예컨대, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 중심 영역에 위치한 전극층(162)을 가로지르도록 배치될 수 있다. 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 전극층(162)과 접할 수 있다. 예컨대, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 본딩 전극층(162_1)과 접할 수 있다. 예컨대, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 본딩 전극층(162_1), 제1 자성층(162_2) 및/또는 제2 자성층(162_3)과 접할 수 있다. 예컨대, 제1 전극 라인(207)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 전극층(162), 제2 도전형 반도체층(153) 및/또는 제3 도전형 반도체층(163)과 접할 수 있다.
예컨대, 제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 양측 영역에 위치한 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)을 가로지르도록 배치될 수 있다.
제2 전극 라인(208)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 제1 측 영역에 위치한 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)을 가로지르도록 배치된 제2-1 전극 라인(208_1)과 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 제2 측 영역에 위치한 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)을 가로지르도록 배치된 제2-2 전극 라인(208_2)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제2-1 전극 라인(208_1)은 제1 배선 라인(201) 상에 위치된 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)과 접하고, 제2-2 전극 라인(208_2)은 제2 배선 라인(202) 상에 위치된 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)과 접할 수 있다.
예컨대, 제1 전극 라인(207)으로 제1 신호가 공급되고, 제2 전극 라인(208)으로 제2 신호가 공급될 수 있다. 이러한 경우, 제1 신호가 제1 전극 라인(207)을 통해 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 전극층(162)을 통해 제2 도전형 반도체층(153) 및 제3 도전형 반도체층(163)으로 공급될 수 있다.
제2 신호가 제2 전극 라인(208)의 제2-1 전극 라인(208_1)을 통해 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)으로 공급되고, 제2 전극 라인(208)의 제2-2 라인을 통해 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)으로 공급될 수 있다.
이에 따라, 각각 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제2 도전형 반도체층(153)에서 제1 도전형 반도체층(151)으로 그리고 제3 도전형 반도체층(163)에서 제4 도전형 반도체층(165)으로 흐르는 전류 통로가 형성되어, 제1 활성층(152) 및 제2 활성층(164) 각각에서 발광되므로, 광량이 증가될 수 있다.
따라서, 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 채택된 디스플레이 장치가 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)가 채택된 디스플레이 장치보다 더욱 더 향상된 휘도를 얻을 수 있다.
도 19는 제2 실시예에 따른 발광 소자를 구비한 디스플레이 장치의 제2 예를 도시한 평면도이다. 도 20은 도 19의 G-H 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 19 및 도 20에 도시된 디스플레이 장치의 구조는 발광 소자(150A)를 제외하고는 도 14 및 도 15에 도시된 디스플레이 장치의 구조와 동일하다.
도 14 및 도 15에 도시된 디스플레이 장치에는 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)가 채택되는데 반해, 도 19 및 도 20에 도시된 디스플레이 장치에는 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 채택될 수 있다.
제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)의 장축 길이가 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)의 장축 길이보다 크므로, 도 19 및 도 20에 도시된 디스플레이 장치에서의 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 이격 거리가 도 14 및 도 15에 도시된 디스플레이 장치의 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 이격 거리보다 클 수 있다.
실시예의 디스플레이 장치는 기판(200), 복수의 제1 배선 라인(201), 복수의 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206), 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6), 전극 라인(211), 컨택 전극(212, 213)을 포함할 수 있다.
제1 배선 라인(201), 제2 배선 라인(202), 제1 절연 부재(205), 제2 절연 부재(206) 및 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)은 상술한 바 있으므로, 상세한 설명은 생략한다.
예컨대, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 중심 영역에 위치한 전극층(162)을 가로지르도록 배치될 수 있다. 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 전극층(162)과 접할 수 있다. 예컨대, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 본딩 전극층(162_1)과 접할 수 있다. 예컨대, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 본딩 전극층(162_1), 제1 자성층(162_2) 및/또는 제2 자성층(162_3)과 접할 수 있다. 예컨대, 전극 라인(211)은 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 전극층(162), 제2 도전형 반도체층(153) 및/또는 제3 도전형 반도체층(163)과 접할 수 있다.
예컨대, 컨택 전극(212, 213)은 제1 배선 라인(201)을 따라 배치되는 제1 컨택 전극(212)와 제2 배선 라인(202)을 따라 배치되는 제2 컨택 전극(213)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제1 컨택 전극(212)은 제1 컨택홀(215)을 통해 제1 배선 라인(201)을 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)에 연결시킬 수 있다. 예컨대, 제2 컨택 전극(213)은 제2 컨택홀(216)을 통해 제2 배선 라인(202)을 복수의 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)에 연결시킬 수 있다.
도시되지 안았지만, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202) 사이의 유전영동힘에 의해 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)들이 기판(200)의 조립 홀(203)에 조립된 후에, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)은 전기적으로 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)의 연결은 스위치의 턴온에 의해 연결될 수 있다. 예컨대, 제1 배선 라인(201)과 제1 배선 라인(201)과 제2 배선 라인(202)이 별도의 연결 전극에 의해 연결될 수 있다.
제1 신호가 전극 라인(211)을 통해 발광 소자(150A_1 내지 150A_6) 각각의 전극층(162)을 통해 제2 도전형 반도체층(153) 또는 제3 도전형 반도체층(163)으로 공급될 수 있다.
제1 배선 라인(201)으로 공급된 제2 신호는 제1 컨택 전극(212)을 통해 제1 배선 라인(201) 상에 위치된 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)으로 공급될 수 있다. 제2 배선 라인(202)으로 공급된 제2 신호는 제2 컨택 전극(213)을 통해 제2 배선 라인(202) 상에 위치된 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제1 도전형 반도체층(151) 또는 제4 도전형 반도체층(165)으로 공급될 수 있다.
이에 따라, 각각 발광 소자(150A_1 내지 150A_6)의 제2 도전형 반도체층(153)에서 제1 도전형 반도체층(151)으로 그리고 제3 도전형 반도체층(163)에서 제4 도전형 반도체층(165)으로 흐르는 전류 통로가 형성되어, 제1 활성층(152) 및 제2 활성층(164) 각각에서 발광되므로, 광량이 증가될 수 있다.
따라서, 제2 실시예에 따른 발광 소자(150A)가 채택된 디스플레이 장치가 제1 실시예에 따른 발광 소자(150)가 채택된 디스플레이 장치보다 더욱 더 향상된 휘도를 얻을 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
실시예는 영상이나 정보를 디스플레이하는 디스플레이 분야에 채택될 수 있다.

Claims (18)

  1. 발광 소자에 있어서,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및
    상기 전극층 상에 절연층을 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 발광 소자.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 사이의 경계는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 발광 소자.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 전극층은 자성층을 포함하는 발광 소자.
  4. 기판;
    상기 기판 상에 제1 배선 라인;
    상기 기판 상에 제2 배선 라인;
    상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재;
    상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자;
    상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 제1 전극 라인; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 가로지르는 제2 전극 라인을 포함하고,
    상기 발광 소자는,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및
    상기 전극층 상에 절연층을 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 디스플레이 장치.
  5. 제5항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인은 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중 적어도 하나 이상에 접하는 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 전극 라인은,
    상기 복수의 발광 소자 각각의 제1 측 영역에 접하는 제2-1 전극 라인;
    상기 복수의 발광 소자 각각의 제2 측 영역에 접하는 제2-2 전극 라인; 및
    상기 제2-1 전극 라인과 상기 제2-2 전극 라인을 연결하는 연결 전극을 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 제2-1 전극 라인은 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 절연층 중 하나에 접하는 디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2-2 전극 라인은 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 절연층 중 하나에 접하는 디스플레이 장치.
  9. 기판;
    상기 기판 상에 제1 배선 라인;
    상기 기판 상에 제2 배선 라인;
    상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재;
    상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 전극 라인; 및
    상기 절연 부재 상에 배치되고, 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 상기 제1 배선 라인 및 상기 제2 배선 라인에 연결되는 컨택 전극을 포함하고,
    상기 발광 소자는,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 활성층;
    상기 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층; 및
    상기 전극층 상에 절연층을 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중에서 적어도 하나는 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 전극 라인은 제2 도전형 반도체층과 상기 전극층 중 적어도 하나 이상에 접하는 디스플레이 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 컨택 전극은,
    상기 복수의 발광 소자 각각의 제1 측 영역을 컨택홀을 통해 상기 제1 배선 라인에 연결되는 제1 컨택 전극; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 제2 측 영역을 컨택홀을 통해 상기 제2 배선 라인에 연결되는 제2 컨택 전극을 포함하는 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 컨택 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 절연층 중 하나에 접하는 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제2 컨택 전극은 상기 제1 도전형 반도체층 및 상기 절연층 중 하나에 접하는 디스플레이 장치.
  14. 발광 소자에 있어서,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층;
    상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층;
    상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층;
    상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및
    상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 발광 소자.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 n형 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 p형 도펀트를 포함하는 발광 소자.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 적어도 하나 이상의 전극층은 자성층을 포함하는 발광 소자.
  17. 기판;
    상기 기판 상에 제1 배선 라인;
    상기 기판 상에 제2 배선 라인;
    상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재;
    상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자;
    상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 제1 전극 라인; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 가로지르는 제2 전극 라인을 포함하고,
    상기 발광 소자는,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층;
    상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층;
    상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층;
    상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및
    상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 디스플레이 장치.
  18. 기판;
    상기 기판 상에 제1 배선 라인;
    상기 기판 상에 제2 배선 라인;
    상기 제1 배선 라인과 상기 제2 배선 라인 상에 복수의 조립 홀을 포함하는 절연 부재;
    상기 복수의 조립 홀 각각에 배치된 복수의 발광 소자; 및
    상기 복수의 발광 소자 각각의 중심 영역을 가로지르는 전극 라인; 및
    상기 절연 부재 상에 배치되고, 상기 복수의 발광 소자 각각의 양측 영역을 상기 제1 배선 라인 및 상기 제2 배선 라인에 연결되는 컨택 전극을 포함하고,
    상기 발광 소자는,
    제1 도전형 반도체층;
    상기 제1 도전형 반도체층 상에 제1 활성층;
    상기 제1 활성층 상에 제2 도전형 반도체층;
    상기 제2 도전형 반도체층 상에 적어도 하나 이상의 전극층;
    상기 적어도 하나 이상의 전극층 상에 제3 도전형 반도체층;
    상기 제3 도전형 반도체층 상에 제2 활성층; 및
    상기 제2 활성층 상에 제4 도전형 반도체층을 포함하고,
    상기 제1 도전형 반도체층과 상기 제4 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하고,
    상기 제2 도전형 반도체층과 상기 제3 도전형 반도체층은 동일 도펀트를 포함하며,
    상기 적어도 하나 이상의 전극층은 상기 발광 소자의 중심 영역에 위치되는 디스플레이 장치.
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011086758A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Sharp Corp 発光装置およびその製造方法
KR101244926B1 (ko) * 2011-04-28 2013-03-18 피에스아이 주식회사 초소형 ｌｅｄ 소자 및 그 제조방법
US20170250168A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Psi Co., Ltd. Display including nanoscale led module
KR101877384B1 (ko) * 2011-12-05 2018-07-11 엘지이노텍 주식회사 발광소자
KR20200088934A (ko) * 2019-01-15 2020-07-24 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011086758A (ja) * 2009-10-15 2011-04-28 Sharp Corp 発光装置およびその製造方法
KR101244926B1 (ko) * 2011-04-28 2013-03-18 피에스아이 주식회사 초소형 ｌｅｄ 소자 및 그 제조방법
KR101877384B1 (ko) * 2011-12-05 2018-07-11 엘지이노텍 주식회사 발광소자
US20170250168A1 (en) * 2016-02-26 2017-08-31 Psi Co., Ltd. Display including nanoscale led module
KR20200088934A (ko) * 2019-01-15 2020-07-24 삼성디스플레이 주식회사 발광 소자 및 이를 포함하는 표시 장치

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