WO2023090487A1 - 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 - Google Patents

발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법 Download PDF

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WO2023090487A1
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WO
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light emitting
emitting element
adhesive
electrode
adhesive pattern
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PCT/KR2021/017025
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French (fr)
Inventor
위경태
이병준
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엘지전자 주식회사
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    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
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    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present invention is applicable to a display device-related technical field, and relates to, for example, a display device using a micro LED (Light Emitting Diode) and a manufacturing method thereof.
  • a micro LED Light Emitting Diode
  • LCD Liguid Crystal Display
  • AMOLED Active Matrix Organic Light Emitting Diodes
  • LED Light Emitting Diode
  • GaAsP compound semiconductors in 1962, information has been growing along with GaP:N series green LEDs. It has been used as a light source for display images in electronic devices including communication devices. Accordingly, a method for solving the above problem by implementing a flexible display using the semiconductor light emitting device may be proposed.
  • LEDs light emitting diodes
  • micro LEDs micrometer-sized LEDs
  • Such a micro LED is transferred onto a substrate in various ways.
  • micro LED transfer method a method of separating a micro LED from an LED wafer using a donor such as PDMS and then transferring the micro LED to a wiring board has been mainly used. This method facilitates selective transfer from highly integrated LED wafers.
  • RGB red
  • B blue
  • G green
  • the LED transfer characteristics through the laser lift off (LLO) process are good due to the low elastic modulus and free characteristics of shape deformation, but it is vulnerable to elongation or contraction due to its flexible characteristics, resulting in poor positioning accuracy. Due to the shortage, there is a problem that it is difficult to apply to ultra-small micro LED and high-resolution devices.
  • At least two transfers are required, including transfer from the LED wafer to the donor (primary transfer) and transfer from the donor to the wiring board (secondary transfer), and at least four transfers are required for RGB transfer.
  • One embodiment of the present invention is to provide a display device using a light emitting element that can be directly transferred from a light emitting element wafer to a wiring board and a manufacturing method thereof.
  • a display device capable of preventing interference caused by previously transferred light emitting elements when individually transferred from three types of wafers of red (R), blue (B), and green (G) to a wiring board and its It is intended to provide a manufacturing method.
  • the present invention comprises the steps of preparing a growth substrate on which light emitting elements are formed; preparing a wiring board having wiring electrodes; forming a first adhesive pattern on at least one of a first wiring electrode among the wiring electrodes and a first light emitting element among the light emitting elements; transferring the first light emitting element onto the first wire electrode so that the first light emitting element among the light emitting elements is adhered to the first wire electrode by the first adhesive pattern; A second adhesive pattern having a different height from the first adhesive pattern on at least one of a second wiring electrode adjacent to the first wiring electrode among the wiring electrodes and a second light emitting element adjacent to the first light emitting element among the light emitting elements. forming an adhesive pattern; and transferring the second light emitting element onto the second wire electrode so that the second light emitting element among the light emitting elements is adhered to the second wire electrode by the second adhesive pattern.
  • the first and second adhesive patterns may have adhesive properties for bonding the wire electrodes and the light emitting elements and transfer properties required for transferring the light emitting elements to the wire electrodes.
  • the height of the second adhesive pattern may be higher than the height of the first adhesive pattern.
  • the second adhesive pattern is formed on at least one of a third wire electrode adjacent to a second wire electrode among the wire electrodes and a third light emitting element adjacent to the second light emitting element among the light emitting elements. Forming a third adhesive pattern having a height different from the height; and transferring the third light emitting element onto the third wire electrode so that the third light emitting element among the light emitting elements is adhered to the third wire electrode by the third adhesive pattern.
  • the height of the third adhesive pattern may be higher than the height of the second adhesive pattern.
  • the forming of the first and second adhesive patterns may include forming the adhesive material on the wiring board by dispensing, pattern printing, or inkjet printing.
  • the method may further include phase changing the first and second adhesive patterns into a semi-solid state.
  • the step of phase changing the adhesive patterns to a semi-solid state may include a UV semi-curing process (UV B-stage).
  • UV B-stage UV semi-curing process
  • the step of performing LLO (Laser Lift Off) on the growth substrate may be further included.
  • the method may further include simultaneously performing thermal compression bonding to the first and second light emitting devices.
  • the first and second adhesive patterns having different heights may be compressed to have the same height.
  • each of the first and second adhesive patterns may be formed of a non-conductive paste (NCP) capable of phase change into a semi-solid state.
  • NCP non-conductive paste
  • the non-conductive paste may include a UV (Ultra Violet) B-Stage composition and a thermosetting composition.
  • the content of the UV B-Stage composition in the non-conductive paste may be 20 to 50%.
  • the viscosity of the non-conductive paste may be 10,000 to 100,000 cps.
  • the non-conductive paste may include at least one of acrylate and epoxy acrylate.
  • the curvature of the adhesive pattern corresponding to the coupling pairs constituting one pixel of the coupling pairs may be constant.
  • the present invention provides a wiring board; wiring electrodes disposed on the wiring board and including a first wiring electrode, a second wiring electrode, and a third wiring electrode constituting a unit pixel; Light emitting elements including a first light emitting element, a second light emitting element, and a third light emitting element electrically connected to the first wire electrode, the second wire electrode, and the third wire electrode constituting a unit pixel, respectively; and adhesive properties for bonding the first wire electrode and the first light emitting element, the second wire electrode and the second light emitting element, and the third wire electrode and the third light emitting element, respectively, and the light emitting elements to the wire electrodes. It may include adhesive patterns including a first adhesive pattern, a second adhesive pattern, and a third adhesive pattern that have transfer characteristics required for transfer and are formed independently of each other.
  • the first adhesive pattern, the second adhesive pattern, and the third adhesive pattern may have the same height by thermal compression bonding after having different heights.
  • the first adhesive pattern, the second adhesive pattern, and the third adhesive pattern are each formed of a non-conductive paste (NCP) capable of phase change into a semi-solid state, and the non-conductive paste is UV (Ultra Violet) B-Stage compositions and thermosetting compositions may be included.
  • NCP non-conductive paste
  • UV (Ultra Violet) B-Stage compositions and thermosetting compositions may be included.
  • the light emitting element in electrically connecting the electrode of the light emitting element and the wiring electrode, the light emitting element is formed on a wafer (growth substrate) using an adhesive pattern having both adhesive and transfer characteristics. ), it is possible to achieve simplification of the process according to the reduction in the number of transfers, cost reduction, and mass productivity by directly transferring from the wiring board.
  • the process of transferring the light emitting element from the wafer to the temporary substrate is omitted, thereby preventing the positional movement problem of the light emitting element that may occur in the transfer process, thereby increasing the yield. can improve
  • the adhesive pattern sufficiently covers the light emitting element, so that the impact applied to the light emitting element when separating the light emitting element from the wafer can be alleviated.
  • the adhesive pattern for one or a plurality of light emitting elements is provided separately from the adhesive pattern for other light emitting elements, a sufficient flow space of the adhesive is secured.
  • the properties can be kept uniform even for the area process. For example, gap filling characteristics and consistency (flattening) of bonding thickness may be satisfied.
  • a separate bonding process is performed for light emitting elements of each color by performing a bonding process simultaneously after individually transferring light emitting elements of different colors.
  • a lighting failure problem caused by interference and collision which is affected by the light emitting element bonded first and the bonding process performed later.
  • the coating thickness of each adhesive pattern is changed to make a difference in the height of each adhesive pattern during the transfer process, thereby preventing the phenomenon of not being transferred due to interference.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram showing an example of a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial enlarged view of part A of FIG. 1 .
  • 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines B-B and C-C in FIG. 2 .
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the flip chip type semiconductor light emitting device of FIG. 3 .
  • 5A to 5C are conceptual diagrams illustrating various forms of implementing colors in relation to a flip chip type semiconductor light emitting device.
  • FIG. 6 is cross-sectional views showing an example of a method of manufacturing a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
  • FIG. 7 is a perspective view showing another example of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line D-D in FIG. 7 .
  • FIG. 9 is a conceptual diagram illustrating the vertical type semiconductor light emitting device of FIG. 8 .
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams each showing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 12 and 13 are views showing an adhesive pattern according to an embodiment of the present invention, respectively.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 15 to 24 are schematic cross-sectional views illustrating each step of a method of manufacturing a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device described in this specification is a concept including all display devices that display information in unit pixels or a set of unit pixels. Therefore, it can be applied not only to finished products but also to parts.
  • a panel corresponding to one part of a digital TV independently corresponds to a display device in this specification.
  • the finished products include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, PDA (personal digital assistants), PMP (portable multimedia player), navigation, Slate PC, Tablet PC, Ultra Books, digital TVs, desktop computers, etc. may be included.
  • the semiconductor light emitting device mentioned in this specification is a concept including an LED, a micro LED, and the like, and may be used interchangeably.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram illustrating an embodiment of a display device using a semiconductor light emitting device according to the present invention.
  • information processed by a controller (not shown) of the display device 100 may be displayed using a flexible display.
  • the flexible display includes, for example, a display that can be bent by an external force, or can be bent, or can be twisted, or can be folded, or can be rolled.
  • a flexible display may be a display fabricated on a thin and flexible substrate that can be bent, bent, folded, or rolled, such as paper, while maintaining display characteristics of a conventional flat panel display. .
  • the display area of the flexible display becomes a flat surface.
  • the display area in a state bent by an external force (eg, a state having a finite radius of curvature, hereinafter referred to as a second state), the display area may be a curved surface.
  • information displayed in the second state may be visual information output on a curved surface.
  • This visual information is implemented by independently controlling light emission of sub-pixels arranged in a matrix form.
  • a unit pixel means a minimum unit for implementing one color, for example.
  • a unit pixel of such a flexible display may be implemented by a semiconductor light emitting device.
  • a light emitting device is exemplified as a type of semiconductor light emitting device that converts current into light.
  • An example of the light emitting device may include a light emitting diode (LED).
  • LED light emitting diode
  • Such a light emitting diode is formed in a small size, and through this, it can serve as a unit pixel even in the second state.
  • FIG. 2 is a partial enlarged view of part A of FIG. 1 .
  • 3A and 3B are cross-sectional views taken along lines B-B and C-C in FIG. 2 .
  • a display device 100 using a semiconductor light emitting device of a passive matrix (PM) type is exemplified as a display device 100 using a semiconductor light emitting device.
  • PM passive matrix
  • AM active matrix
  • the display device 100 includes a substrate 110, a first electrode 120, a conductive adhesive layer 130, a second electrode 140, and at least one semiconductor light emitting device 150. do.
  • the substrate 110 may be a flexible substrate.
  • the substrate 110 may include glass or polyimide (PI).
  • PI polyimide
  • PEN Polyethylene Naphthalate
  • PET Polyethylene Terephthalate
  • the substrate 110 may be any transparent material or opaque material.
  • the substrate 110 may be a wiring board on which the first electrode 120 is disposed, and thus the first electrode 120 may be positioned on the substrate 110 .
  • the insulating layer 160 may be disposed on the substrate 110 on which the first electrode 120 is located, and the auxiliary electrode 170 may be located on the insulating layer 160 .
  • a state in which the insulating layer 160 is stacked on the substrate 110 may become one wiring substrate.
  • the insulating layer 160 is made of an insulating and flexible material such as polyimide (PI, Polyimide), PET, or PEN, and may be formed integrally with the substrate 110 to form one substrate.
  • the auxiliary electrode 170 is an electrode that electrically connects the first electrode 120 and the semiconductor light emitting device 150, and is located on the insulating layer 160 and is disposed corresponding to the position of the first electrode 120.
  • the auxiliary electrode 170 has a dot shape and may be electrically connected to the first electrode 120 through an electrode hole 171 penetrating the insulating layer 160 .
  • the electrode hole 171 may be formed by filling the via hole with a conductive material.
  • the conductive adhesive layer 130 is formed on one surface of the insulating layer 160, but the present invention is not necessarily limited thereto.
  • a layer performing a specific function is formed between the insulating layer 160 and the conductive adhesive layer 130, or the conductive adhesive layer 130 is disposed on the substrate 110 without the insulating layer 160. It is also possible.
  • the conductive adhesive layer 130 may serve as an insulating layer.
  • the conductive adhesive layer 130 may be a layer having adhesiveness and conductivity, and for this purpose, a material having conductivity and a material having adhesiveness may be mixed in the conductive adhesive layer 130 .
  • the conductive adhesive layer 130 has ductility, and through this, a flexible function is possible in the display device.
  • the conductive adhesive layer 130 may be an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste, a solution containing conductive particles, or the like.
  • the conductive adhesive layer 130 may be configured as a layer having electrical insulation properties in the horizontal X-Y direction while permitting electrical interconnection in the Z direction penetrating the thickness. Accordingly, the conductive adhesive layer 130 may be referred to as a Z-axis conductive layer (however, hereinafter referred to as a 'conductive adhesive layer').
  • the anisotropic conductive film is a film in which an anisotropic conductive medium is mixed with an insulating base member, and only a specific portion becomes conductive by the anisotropic conductive medium when heat and/or pressure is applied.
  • heat and/or pressure are applied to the anisotropic conductive film, but other methods may be applied so that the anisotropic conductive film partially has conductivity.
  • Other methods described above may be, for example, only one of heat and pressure applied or UV curing.
  • the anisotropic conductive medium may be, for example, conductive balls or conductive particles.
  • the anisotropic conductive film is a film in which conductive balls are mixed with an insulating base member, and when heat and/or pressure are applied, only a specific portion becomes conductive by the conductive balls.
  • the anisotropic conductive film may be in a state in which a core of a conductive material contains a plurality of particles covered by an insulating film made of polymer, and in this case, the portion to which heat and pressure are applied becomes conductive by the core as the insulating film is destroyed. . At this time, the shape of the core is deformed to form layers that contact each other in the thickness direction of the film.
  • heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film as a whole, and electrical connection in the Z-axis direction is partially formed due to a difference in height between the counterparts adhered by the anisotropic conductive film.
  • the anisotropic conductive film may be in a state in which a plurality of particles coated with a conductive material are contained in an insulating core.
  • the portion to which heat and pressure are applied deforms (presses) the conductive material and becomes conductive in the thickness direction of the film.
  • a form in which the conductive material passes through the insulating base member in the Z-axis direction to have conductivity in the thickness direction of the film is also possible.
  • the conductive material may have sharp ends.
  • the anisotropic conductive film may be a fixed array anisotropic conductive film configured in a form in which conductive balls are inserted into one surface of the insulating base member. More specifically, the insulating base member is formed of an adhesive material, and the conductive balls are intensively disposed on the bottom portion of the insulating base member, and when heat or pressure is applied from the base member, they are deformed together with the conductive balls in a vertical direction. to have conductivity.
  • the anisotropic conductive film is a form in which conductive balls are randomly mixed with an insulating base member, or a form in which conductive balls are disposed in one layer (double-ACF) composed of a plurality of layers. ) are all possible.
  • the anisotropic conductive paste is a combination of paste and conductive balls, and may be a paste in which conductive balls are mixed with an insulating and adhesive base material.
  • the solution containing conductive particles may be a solution containing conductive particles or nanoparticles.
  • the second electrode 140 is spaced apart from the auxiliary electrode 170 and positioned on the insulating layer 160 . That is, the conductive adhesive layer 130 is disposed on the insulating layer 160 where the auxiliary electrode 170 and the second electrode 140 are located.
  • the semiconductor light emitting device 150 is connected in a flip chip form by applying heat and pressure. If so, the semiconductor light emitting device 150 is electrically connected to the first electrode 120 and the second electrode 140 .
  • FIG. 4 is a conceptual diagram illustrating the flip chip type semiconductor light emitting device of FIG. 3 .
  • the semiconductor light emitting device may be a flip chip type light emitting device.
  • the semiconductor light emitting device includes a p-type electrode 156, a p-type semiconductor layer 155 on which the p-type electrode 156 is formed, an active layer 154 formed on the p-type semiconductor layer 155, and an active layer 154 ) formed on the n-type semiconductor layer 153 and the p-type electrode 156 on the n-type semiconductor layer 153 and the n-type electrode 152 spaced apart from each other in the horizontal direction.
  • the p-type electrode 156 may be electrically connected to the auxiliary electrode 170 and the conductive adhesive layer 130 shown in FIGS. 3A and 3B
  • the n-type electrode 152 may be electrically connected to the second electrode 140. ) and electrically connected.
  • the auxiliary electrode 170 may be formed long in one direction, so that one auxiliary electrode may be electrically connected to the plurality of semiconductor light emitting devices 150 .
  • one auxiliary electrode may be electrically connected to the plurality of semiconductor light emitting devices 150 .
  • p-type electrodes of left and right semiconductor light emitting elements centered on the auxiliary electrode may be electrically connected to one auxiliary electrode.
  • the semiconductor light emitting device 150 is press-fitted into the conductive adhesive layer 130 by heat and pressure, and through this, the portion between the p-type electrode 156 and the auxiliary electrode 170 of the semiconductor light emitting device 150 And, only the portion between the n-type electrode 152 and the second electrode 140 of the semiconductor light emitting device 150 has conductivity, and the other portion has no conductivity because the semiconductor light emitting device is not press-fitted.
  • the conductive adhesive layer 130 not only mutually couples the semiconductor light emitting device 150 and the auxiliary electrode 170 and between the semiconductor light emitting device 150 and the second electrode 140, but also forms an electrical connection.
  • the plurality of semiconductor light emitting devices 150 constitutes a light emitting device array, and a phosphor layer 180 is formed in the light emitting device array.
  • the light emitting device array may include a plurality of semiconductor light emitting devices having different luminance values.
  • Each semiconductor light emitting device 150 constitutes a unit pixel and is electrically connected to the first electrode 120 .
  • the number of first electrodes 120 may be plural, the semiconductor light emitting devices may be arranged in several columns, and the semiconductor light emitting devices in each column may be electrically connected to one of the plurality of first electrodes.
  • the semiconductor light emitting elements are connected in a flip chip form, semiconductor light emitting elements grown on a transparent dielectric substrate can be used.
  • the semiconductor light emitting devices may be, for example, nitride semiconductor light emitting devices. Since the semiconductor light emitting device 150 has excellent luminance, individual unit pixels can be configured even with a small size.
  • a barrier rib 190 may be positioned between the semiconductor light emitting devices 150 .
  • the barrier rib 190 may serve to separate individual unit pixels from each other, and may be integrally formed with the conductive adhesive layer 130 .
  • the base member of the anisotropic conductive film may form a barrier rib.
  • the barrier rib 190 may have reflective properties and increase contrast even without a separate black insulator.
  • a reflective barrier rib may be separately provided as the barrier rib 190 .
  • the barrier rib 190 may include a black or white insulator according to the purpose of the display device. When the barrier rib of the white insulator is used, reflectivity may be increased, and when the barrier rib of the black insulator is used, the contrast ratio may be increased while having a reflective characteristic.
  • the phosphor layer 180 may be positioned on an outer surface of the semiconductor light emitting device 150 .
  • the semiconductor light emitting device 150 is a blue semiconductor light emitting device emitting blue (B) light
  • the phosphor layer 180 performs a function of converting the blue (B) light into a color of a unit pixel.
  • the phosphor layer 180 may be a red phosphor 181 or a green phosphor 182 constituting individual pixels.
  • a red phosphor 181 capable of converting blue light into red (R) light may be stacked on a blue semiconductor light emitting element at a position forming a red unit pixel, and at a position forming a green unit pixel, a blue phosphor 181 may be stacked.
  • a green phosphor 182 capable of converting blue light into green (G) light may be stacked on the semiconductor light emitting device.
  • only a blue semiconductor light emitting element may be used alone in a portion constituting a blue unit pixel.
  • red (R), green (G), and blue (B) unit pixels may form one pixel.
  • phosphors of one color may be stacked along each line of the first electrode 120 . Accordingly, one line in the first electrode 120 may be an electrode for controlling one color. That is, red (R), green (G), and blue (B) colors may be sequentially disposed along the second electrode 140, and through this, a unit pixel may be implemented.
  • the present invention is not necessarily limited to this, and the semiconductor light emitting device 150 and the quantum dot (QD) are combined instead of the phosphor to implement red (R), green (G), and blue (B) unit pixels. there is.
  • a black matrix 191 may be disposed between each phosphor layer to improve contrast. That is, the black matrix 191 can improve the contrast between light and dark.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and other structures for realizing blue, red, and green may be applied.
  • 5A to 5C are conceptual diagrams illustrating various forms of implementing colors in relation to a flip chip type semiconductor light emitting device.
  • each semiconductor light emitting device 150 is a high-output light emitting device that emits various lights including blue by using gallium nitride (GaN) as a main material and adding indium (In) and/or aluminum (Al) together. It can be implemented as a light emitting device.
  • GaN gallium nitride
  • Al aluminum
  • the semiconductor light emitting device 150 may be a red (R), green (G), and blue (B) semiconductor light emitting device to form a sub-pixel, respectively.
  • red, green, and blue semiconductor light emitting devices R, G, and B are alternately disposed, and red, green, and blue unit pixels are provided by the red, green, and blue semiconductor light emitting devices. These form one pixel, and through this, a full color display can be implemented.
  • the semiconductor light emitting device 150a may include a white light emitting device W including a yellow phosphor layer for each individual device.
  • a red phosphor layer 181, a green phosphor layer 182, and a blue phosphor layer 183 may be provided on the white light emitting device W.
  • a unit pixel may be formed by using a color filter in which red, green, and blue colors are repeated on the white light emitting element W.
  • the semiconductor light emitting device 150b may also have a structure in which a red phosphor layer 184, a green phosphor layer 185, and a blue phosphor layer 186 are provided on the ultraviolet light emitting device UV.
  • the semiconductor light emitting device can be used in the entire range of visible light as well as ultraviolet (UV), and can be expanded to a semiconductor light emitting device in which ultraviolet (UV) can be used as an excitation source of an upper phosphor. .
  • the semiconductor light emitting device is positioned on the conductive adhesive layer and constitutes a unit pixel in the display device. Since the semiconductor light emitting device has excellent luminance, it is possible to configure individual unit pixels even with a small size.
  • the size of the individual semiconductor light emitting devices 150, 150a, and 150b may be, for example, 80 ⁇ m or less, and may be rectangular or square devices. In the case of a rectangle, the size may be 20 ⁇ 80 ⁇ m or less.
  • the distance between the semiconductor light emitting devices 150, 150a, and 150b is relatively sufficiently large.
  • the display device using the semiconductor light emitting device described above can be manufactured by a new type of manufacturing method. Hereinafter, a manufacturing method will be described with reference to FIG. 6 .
  • FIG. 6 is cross-sectional views illustrating a method of manufacturing a display device using a semiconductor light emitting device of the present invention.
  • a conductive adhesive layer 130 is formed on the insulating layer 160 where the auxiliary electrode 170 and the second electrode 140 are positioned.
  • the insulating layer 160 is laminated on the first substrate 110 to form one substrate (or wiring board), and the first electrode 120, the auxiliary electrode 170, and the second electrode 140 are formed on the wiring board. are placed In this case, the first electrode 120 and the second electrode 140 may be disposed in directions orthogonal to each other.
  • each of the first substrate 110 and the insulating layer 160 may include glass or polyimide (PI).
  • the conductive adhesive layer 130 may be implemented by, for example, an anisotropic conductive film, and for this purpose, the anisotropic conductive film may be applied to the substrate on which the insulating layer 160 is positioned.
  • the second substrate 112 is a growth substrate on which the semiconductor light emitting device 150 is grown, and may be a sapphire substrate or a silicon substrate.
  • the semiconductor light emitting device When the semiconductor light emitting device is formed in a wafer unit, it can be effectively used in a display device by having a gap and size that can achieve the display device.
  • the wiring substrate and the second substrate 112 are thermally compressed.
  • the wiring board and the second board 112 may be thermally compressed by applying an ACF press head.
  • the wiring board and the second board 112 are bonded by thermal compression. Due to the characteristics of the anisotropic conductive film having conductivity by thermal compression, only the portion between the semiconductor light emitting element 150, the auxiliary electrode 170, and the second electrode 140 has conductivity, and through this, the electrodes and semiconductor light emitting Element 150 may be electrically connected.
  • the semiconductor light emitting device 150 is inserted into the anisotropic conductive film, through which barrier ribs may be formed between the semiconductor light emitting devices 150 .
  • the second substrate 112 is removed.
  • the second substrate 112 may be removed using a laser lift-off (LLO) or chemical lift-off (CLO) method.
  • LLO laser lift-off
  • CLO chemical lift-off
  • a transparent insulating layer (not shown) may be formed by coating silicon oxide (SiOx) or the like on the wiring board to which the semiconductor light emitting device 150 is bonded.
  • the semiconductor light emitting device 150 is a blue semiconductor light emitting device that emits blue (B) light, and a red or green phosphor for converting the blue (B) light into a color of a unit pixel is a blue semiconductor light emitting device.
  • a layer may be formed on one side of the.
  • the manufacturing method or structure of the display device using the semiconductor light emitting device described above may be modified in various forms.
  • a vertical type semiconductor light emitting device may also be applied to the display device described above.
  • FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using the semiconductor light emitting device of the present invention
  • FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line D-D of FIG. 7
  • FIG. 9 is a conceptual view showing the vertical type semiconductor light emitting device of FIG. am.
  • a display device may be a display device using a passive matrix (PM) type vertical semiconductor light emitting device.
  • PM passive matrix
  • Such a display device includes a substrate 210, a first electrode 220, a conductive adhesive layer 230, a second electrode 240, and at least one semiconductor light emitting device 250.
  • the substrate 210 is a wiring board on which the first electrode 220 is disposed, and may include polyimide (PI) to implement a flexible display device.
  • PI polyimide
  • any insulating and flexible material may be used.
  • the first electrode 220 is positioned on the substrate 210 and may be formed as a bar-shaped electrode that is long in one direction.
  • the first electrode 220 may serve as a data electrode.
  • the conductive adhesive layer 230 is formed on the substrate 210 where the first electrode 220 is located.
  • the conductive adhesive layer 230 includes an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste, and a solution containing conductive particles. ) and so on.
  • ACF anisotropic conductive film
  • anisotropic conductive paste an anisotropic conductive paste
  • solution containing conductive particles a solution containing conductive particles.
  • the semiconductor light emitting device 250 After the anisotropic conductive film is placed on the substrate 210 in a state where the first electrode 220 is located, when the semiconductor light emitting device 250 is connected by applying heat and pressure, the semiconductor light emitting device 250 is connected to the first electrode 220 and electrically connected. At this time, it is preferable that the semiconductor light emitting device 250 be disposed on the first electrode 220 .
  • the anisotropic conductive film partially has conductivity in the thickness direction when heat and pressure are applied. Therefore, the anisotropic conductive film is divided into a conductive portion and a non-conductive portion in the thickness direction.
  • the conductive adhesive layer 230 implements mechanical coupling as well as electrical connection between the semiconductor light emitting device 250 and the first electrode 220 .
  • each semiconductor light emitting device 250 is positioned on the conductive adhesive layer 230, and constitutes an individual pixel in the display device through this. Since the semiconductor light emitting device 250 has excellent luminance, individual unit pixels can be configured even with a small size.
  • the size of each semiconductor light emitting device 250 may be, for example, 80 ⁇ m or less, and may be a rectangular or square device. In the case of a rectangle, for example, it may be 20 X 80 ⁇ m or less in size.
  • the semiconductor light emitting device 250 may have a vertical structure.
  • a plurality of second electrodes 240 disposed in a direction crossing the longitudinal direction of the first electrode 220 and electrically connected to the vertical semiconductor light emitting device 250 are positioned.
  • the vertical semiconductor light emitting device includes a p-type electrode 256, a p-type semiconductor layer 255 formed on the p-type electrode 256, and an active layer 254 formed on the p-type semiconductor layer 255. ), an n-type semiconductor layer 253 formed on the active layer 254, and an n-type electrode 252 formed on the n-type semiconductor layer 253.
  • the p-type electrode 256 located at the bottom may be electrically connected to the first electrode 220 by the conductive adhesive layer 230, and the n-type electrode 252 located at the top may be electrically connected to the second electrode 240, which will be described later. ) and electrically connected.
  • the vertical type semiconductor light emitting device 250 has a great advantage in that the chip size can be reduced because the electrodes can be arranged vertically.
  • a phosphor layer 280 may be formed on one surface of the semiconductor light emitting device 250 .
  • the semiconductor light emitting device 250 is a blue semiconductor light emitting device 251 emitting blue (B) light, and includes a phosphor layer 280 for converting the blue (B) light into a color of a unit pixel. It can be.
  • the phosphor layer 280 may include a red phosphor 281 and a green phosphor 282 constituting individual pixels.
  • a red phosphor 281 capable of converting blue light into red (R) light may be stacked on a blue semiconductor light emitting element at a position forming a red unit pixel, and at a position forming a green unit pixel, a blue phosphor 281 may be stacked.
  • a green phosphor 282 capable of converting blue light into green (G) light may be stacked on the semiconductor light emitting device.
  • only a blue semiconductor light emitting device may be used alone in a portion constituting a blue unit pixel. In this case, red (R), green (G), and blue (B) unit pixels may form one pixel.
  • the present invention is not necessarily limited thereto, and as described above in a display device to which a flip chip type light emitting element is applied, other structures for realizing blue, red, and green may be applied.
  • the second electrode 240 is positioned between the semiconductor light emitting devices 250 and electrically connected to the semiconductor light emitting devices 250 .
  • the semiconductor light emitting devices 250 may be arranged in a plurality of columns, and the second electrode 240 may be positioned between the columns of the semiconductor light emitting devices 250 .
  • the second electrode 240 may be positioned between the semiconductor light emitting devices 250 .
  • the second electrode 240 may be formed as an electrode in the form of a bar long in one direction, and may be disposed in a direction perpendicular to the first electrode.
  • the second electrode 240 and the semiconductor light emitting device 250 may be electrically connected by a connection electrode protruding from the second electrode 240 .
  • the connection electrode may be an n-type electrode of the semiconductor light emitting device 250 .
  • the n-type electrode is formed as an ohmic electrode for ohmic contact, and the second electrode 240 covers at least a portion of the ohmic electrode by printing or deposition. Through this, the second electrode 240 and the n-type electrode of the semiconductor light emitting device 250 may be electrically connected.
  • the second electrode 240 may be positioned on the conductive adhesive layer 230 .
  • a transparent insulating layer (not shown) including silicon oxide (SiOx) or the like may be formed on the substrate 210 on which the semiconductor light emitting device 250 is formed.
  • SiOx silicon oxide
  • the second electrode 240 is positioned after the transparent insulating layer is formed, the second electrode 240 is positioned on the transparent insulating layer.
  • the second electrode 240 may be formed to be spaced apart from the conductive adhesive layer 230 or the transparent insulating layer.
  • the present invention has the advantage of not having to use a transparent electrode such as ITO by placing the second electrode 240 between the semiconductor light emitting devices 250 . Accordingly, the light extraction efficiency can be improved by using a conductive material having good adhesion to the n-type semiconductor layer as a horizontal electrode without being restricted in selecting a transparent material.
  • ITO Indium Tin Oxide
  • barrier ribs 290 may be positioned between the semiconductor light emitting devices 250 . That is, barrier ribs 290 may be disposed between the vertical semiconductor light emitting devices 250 to isolate the semiconductor light emitting devices 250 constituting individual pixels. In this case, the barrier rib 290 may serve to separate individual unit pixels from each other and may be integrally formed with the conductive adhesive layer 230 . For example, when the semiconductor light emitting device 250 is inserted into the anisotropic conductive film, the base member of the anisotropic conductive film may form the barrier rib 290 .
  • the barrier rib 290 may have reflective characteristics and increase contrast even without a separate black insulator.
  • a reflective barrier rib may be separately provided as the barrier rib 290 .
  • the barrier rib 290 may include a black or white insulator according to the purpose of the display device.
  • the barrier rib 290 is formed between the vertical semiconductor light emitting device 250 and the second electrode 240. can be placed in between. Therefore, by using the semiconductor light emitting device 250, individual unit pixels can be formed even with a small size, and the distance between the semiconductor light emitting devices 250 is relatively large enough to allow the second electrode 240 to be connected to the semiconductor light emitting device 250. ), and there is an effect of realizing a flexible display device having HD quality.
  • a black matrix 291 may be disposed between each phosphor to improve contrast. That is, the black matrix 291 can improve contrast between light and dark.
  • FIGS. 10 and 11 are diagrams each showing a display device according to an embodiment of the present invention.
  • a display device 300 includes a wiring board 310, wiring electrodes 320, light emitting elements 330, and adhesive patterns 340. .
  • the wiring board 310 may be the board 110 of FIG. 2 or the like described above or the board 210 of FIG. 6 or the like. in other words.
  • the wiring board 310 is a flexible board and may be made of a material such as PEN (Polyethylene Naphthalate) or PET (Polyethylene Terephthalate) having insulation and flexibility.
  • the wiring electrodes 320 are positioned on the wiring board 310 . 10 and 11 show that the wiring electrodes 320 protrude from the surface of the wiring board 310 .
  • the wiring electrodes 320 may be formed by depositing a metal material on the surface of the wiring substrate 310 and then etching it. Alternatively, it may be formed by forming the wiring electrodes 320 by oxidizing a partial area on a separate metal layer and then bonding the metal layer to the wiring substrate 310 . However, it is not limited thereto, and the wiring electrodes 320 may be positioned from the surface of the wiring board 310 to the inside.
  • the wiring electrodes 320 may be formed by etching the surface of the wiring board 310 and then filling the surface with a metal material and sintering.
  • Each of the light emitting elements 330 is electrically connected to a corresponding wiring electrode among the wiring electrodes 320 .
  • the light emitting elements 330 may be implemented as light emitting diodes (LEDs).
  • each of the light emitting devices 330 may be implemented as a rectangular or square micro LED having a side length of 100 ⁇ m or less, 80 ⁇ m or less, or 10 ⁇ m or less.
  • 10 and 11 show a simplified light emitting device 330, the light emitting device 330 may have the same or similar structure as the semiconductor light emitting devices 150 and 250 described above.
  • the light emitting devices 330 may include the flip chip type semiconductor light emitting device 150 of FIG. 4 or the vertical semiconductor light emitting device 250 of FIG. 8 .
  • the light emitting elements 330 are a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer and an n-type semiconductor layer. An active layer formed therebetween, a p-type electrode and an n-type electrode formed on each of the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer and spaced apart from each other in a horizontal direction may be included.
  • the light emitting elements 330 are implemented in the structure of the vertical semiconductor light emitting element 250 of FIG.
  • the light emitting elements 330 are interposed between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer, or between the p-type semiconductor layer and the n-type semiconductor layer.
  • the p-type electrode and the n-type electrode of the light emitting element 330 will be described as a first element electrode and a second element electrode, respectively.
  • the wire electrodes 320 may include first wire electrodes and second wire electrodes electrically connected to corresponding element electrodes among the first element electrodes and the second element electrodes of the light emitting elements 330 , respectively.
  • the wiring electrodes 320 may be positioned on the wiring substrate 310 . That is, both the first wiring electrodes and the second wiring electrodes may be formed on the wiring substrate 310 .
  • the wiring electrodes 320 of FIGS. 10 and 11 are the first electrode ( 120), the second electrode 140 and the auxiliary electrode 170 can be interpreted as being shown as a concept. However, it is not limited thereto.
  • the wiring electrodes 310 of FIGS. 10 and 11 have heights of the first wiring electrodes and the second wiring electrodes corresponding to the first electrode 120 and the second electrode 140 of FIG. 3A, respectively.
  • the auxiliary electrode 170 of FIG. 3A may not be separately included.
  • first wiring electrodes among the wiring electrodes 320 are formed on the wiring substrate 310, and second wiring electrodes are formed with the light emitting elements 330 interposed therebetween. It may be formed to face the 1 wire electrodes. However, it is not limited thereto.
  • the second electrode 240 is formed on top of the n-type electrode to form an n-type electrode.
  • both the first wiring electrodes and the second wiring electrodes of the wiring electrodes 320 are connected to the wiring board 310. ) can be formed.
  • the wiring electrodes 320 of FIGS. 10 and 11 may be interpreted as being shown as a concept including the first electrode 220, the second electrode 240, and the connection electrode of FIG. 6 .
  • each pixel 301 which is a minimum unit constituting an image, may include three unit pixels, that is, three light emitting elements 330 .
  • the display device 100 may set the number of light emitting elements 330 included in each pixel 301 differently, if necessary.
  • Each of the light emitting elements 330 may implement a corresponding color.
  • each of the light emitting devices 330 may represent three primary colors of light, R (Red), G (Green), and B (Blue).
  • the display device 300 may adopt various structures for implementing colors corresponding to the light emitting elements 330 .
  • FIG. 10 illustrates an example in which three light emitting elements 330 constituting one pixel 301 are all provided with the same color LED (eg, blue LED). At this time, other colors (eg, red and green) may be implemented through the phosphor layer (eg, the phosphor layer 180 of FIG. 3B ) positioned on the outer surfaces of the blue light emitting devices 330 .
  • the phosphor layer eg, the phosphor layer 180 of FIG. 3B
  • each of the three light emitting elements 330 constituting one pixel 301 implements R, G, and B by itself.
  • the light emitting elements 330 of FIG. 11 may implement R, G, and B by themselves by adding indium (In) and/or aluminum (Al) to gallium nitride (GaN).
  • the light emitting devices 330 of FIG. 11 may implement R, G, and B by themselves by adjusting the particle size of quantum dots.
  • two of the three light emitting devices 330 constituting one pixel are blue LEDs and the other is implemented as a green LED, so that one of the two blue LEDs is a red phosphor. may be added.
  • the display device 300 may implement pixels with the structure shown in FIG. 5B or 5C.
  • the light emitting elements 330 emit light as electricity is applied through the wiring electrodes 320 .
  • the adhesive patterns 340 adhere the wire electrodes 320 and the light emitting elements 330, respectively.
  • each of the adhesive patterns 340 includes at least one coupling pair of a light emitting element and a wire electrode and is spaced apart from each other.
  • Each of the adhesive patterns 340 may include the same number of bonding pairs.
  • each of the adhesive patterns 340 may include three coupling pairs as shown in FIG. 10 or each of the adhesive patterns 341 may include one coupling pair as shown in FIG. 11 .
  • the adhesive patterns 340 and 341 according to an embodiment of the present invention have both adhesive and transfer characteristics. That is, the adhesive patterns 340 and 341 according to the embodiment of the present invention have an adhesive property that allows the light emitting element 330 and the wire electrode 320 to adhere to each other, and the broken light emitting element 330 to the wire electrode 320 It has transfer characteristics capable of preventing problems such as damage of the light emitting element 330 from impact by a laser when transferred to a laser beam.
  • the adhesive patterns 340 according to an embodiment of the present invention may be formed of a non-conductive paste (NCP).
  • NCP non-conductive paste
  • the NCP according to an embodiment of the present invention includes a thermosetting composition and a UV B-stage composition together.
  • the NCP according to an embodiment of the present invention includes a thermosetting composition such as a thermosetting reactive resin, a thermosetting curing agent, a thermosetting catalyst, and an epoxy, and a UV B-stage composition such as acrylic acrylate and epoxy acrylate. (UV reactive resin or UV initiator).
  • the adhesive patterns 340 and 341 according to the embodiment of the present invention are formed by the UV B-stage composition when the light emitting element 330 is transferred to the wiring electrode 320 in a semi-solid state and the light emitting element 330 and the wiring Even if the electrode 320 is temporarily attached and the growth substrate 360 is removed by LLO (Laser Lift Off), the impact resistance of the light emitting element 330 can be improved to prevent damage to the light emitting element 330 .
  • LLO Laser Lift Off
  • the display device 100 even if the light emitting element 330 is directly transferred from the growth substrate 360 to the wiring substrate 310 without using a flexible temporary substrate such as PDMS (polydimethylsiloxane) or the like. Problems such as breakage of the light emitting element 330 are not caused.
  • PDMS polydimethylsiloxane
  • the semi-curing process may be a UV semi-curing process (UV B-stage).
  • the content of the total NCP of the UV B-stage composition absorbs the impact of the laser used when the light emitting element 330 is separated from the growth substrate 360 to prevent damage to the light emitting element 330 and , It may be determined in relation to the action of securing the adhesive strength and conductivity of the adhesive pattern 340 in the bonding process. That is, the content of the UV B-stage composition in the total NCP may vary depending on the degree of semi-solidity (degree of fluidity) of the adhesive pattern 340 required.
  • the fluidity of the adhesive pattern 340 is excessive, so that the impact caused by the laser is not sufficiently absorbed, and when the content of the UV B-stage composition is excessive, the adhesive pattern 340 Insufficient fluidity may cause insufficient adhesion and poor pressing of the conductive ball during the bonding process.
  • the UV B-stage composition may constitute 20 to 50% of the total content.
  • the content of the UV B-stage composition is less than 20% or greater than 50%, laser damage may occur, or conductive balls may be pressed or adhesion failure may occur.
  • Example 1 Example 2 Example 3 Comparative Example 1 Comparative Example 2 Comparative Example 3 UV composition content (%) 20 35 50 0 10 65 Thermal curing composition content (%) 80 65 50 100 90 35 Laser damage characteristics undamaged undamaged undamaged break break undamaged Challenge ball pressed Good Good Good Good Good error adhesion Good Good Good Good Good error
  • the NCP forming the adhesive patterns 340 according to the embodiment of the present invention is 10,000 to 100,000cps to secure molding characteristics for the bonding pair after printing and patterning for patterning the adhesive pattern 340 may have a viscosity of
  • the adhesive patterns 340 according to the embodiment of the present invention are phase-changed from the liquid NCP to a semi-solid state through a semi-hardening process in the transfer step, so even if the NCP is used alone, it has both adhesive and transfer characteristics. can do.
  • the process of transferring the light emitting element 330 from the growth substrate 360 to a temporary substrate such as PDMS is omitted, thereby reducing the number of times of transfer.
  • Positional precision on the growth substrate 360 can be applied as it is by preventing the problem of positional movement of , and process simplification, cost reduction, and mass productivity can be achieved.
  • the adhesive patterns 340 and 341 according to the embodiment of the present invention are formed using only non-conductive NCPs, unlike the anisotropic conductive layer used in the display device 100 of FIG. It can be.
  • conductive particles such as conductive balls are applied to the growth substrate 360 or the wiring substrate 310.
  • the adhesive patterns 340 according to the embodiment of the present invention may be formed of conductive paste including a conductive ball or the like.
  • FIG 12 and 13 are views showing an adhesive pattern according to an embodiment of the present invention, respectively.
  • the adhesive patterns 340, 342, and 343 may be patterned so as to mold the light emitting element 330 including each, that is, integrally surround and formed apart from other adhesive patterns. there is.
  • the adhesive patterns 340, 342, and 343 are patterned on the light emitting element 330, even the wiring electrode 320 to form a bonding pair through a later transfer process can be molded, that is, one adhesive pattern 340, 342 ) will be used for each adhesive pattern (340, 342).
  • the adhesive patterns 340, 342, and 343 may be patterned in various forms.
  • the number of coupling pairs included in the adhesive patterns 340 , 342 , and 343 corresponding to the color realization structure of the light emitting devices 330 may vary.
  • the three light emitting elements 330 constituting one pixel may be composed of the same blue LED or may implement R, G, and B, respectively.
  • the adhesive patterns 340 may be implemented in the embodiment of FIG. 12
  • the adhesive patterns 342 and 343 may be implemented in the embodiment of FIG. 13 .
  • the conditions required for separating the light emitting element 330 from the growth substrate (360 in FIG. 12) during transfer are alleviated.
  • the impact applied to the light emitting element 330 can be further alleviated.
  • 14 is a flowchart illustrating a method of manufacturing a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 15 to 24 are schematic cross-sectional views illustrating each step of a method of manufacturing a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 14 to 24 a manufacturing method applicable to the display device 300 according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 14 to 24 . At this time, each manufacturing step can be described with reference to the drawing and FIG. 14 together.
  • a step ( S110 ) of preparing the growth substrate 360 on which the light emitting devices 331 are formed may be performed (reference numerals refer to the state of FIG. 15 ).
  • the light emitting device 331 may include light emitting devices 331 that emit light of the same color grown on the growth substrate 360 .
  • the light emitting device 331 may be a blue light emitting device emitting blue light.
  • Preparing the growth substrate 360 on which the light emitting elements 331 are formed may include growing the light emitting elements 331 on the growth substrate 360 .
  • semiconductor layers for forming the light emitting devices may be sequentially formed on the growth substrate 360 and then etched to separate them into individual devices.
  • the step of growing the light emitting elements 330 on the growth substrate 360 (S110) is to grow a semiconductor thin film on the growth substrate 360 made of sapphire or silicon, and each light emitting element in the form of a chip. (330) can be implemented.
  • the gallium nitride (GaN) light emitting elements 330 can be grown through a run time of 6 to 8 hours using various sources at a high temperature of 550° C. or higher.
  • the display device 100 is manufactured by matching the spacing and size used in the display device 100, that is, the spacing or position of the wiring electrodes 320. Convenience can be increased.
  • the grown light emitting device 330 may be the aforementioned flip chip micro LED or vertical micro LED.
  • a step ( S120 ) of preparing the wiring substrate 310 having the wiring electrodes 321 may be performed (reference numerals refer to the state of FIG. 16 ).
  • Forming the wiring electrodes 321 on the wiring substrate 310 may be performed through a process of depositing and then etching a metal material on the surface of the wiring substrate 310 as described above, but is limited thereto. It is not.
  • the wiring board 310 may include polyimide (PI) or the like.
  • PI polyimide
  • the first wire electrodes and the second wire electrodes among the wire electrodes 321 may be disposed in directions orthogonal to each other.
  • Preparing the growth substrate 360 on which the light emitting elements 331 are formed (S110) and forming the wiring electrodes 321 on the wiring substrate 310 (S120) may be performed independently of each other. That is, although FIG. 14 shows an example in which two steps S110 and S120 are sequentially performed, this is merely an example.
  • forming (patterning) adhesive patterns to be spaced apart from each other (S130) may be performed.
  • such an adhesive pattern may be formed on at least one of a first wiring electrode among wiring electrodes and a first light emitting element among light emitting elements (first adhesive pattern). That is, the first adhesive pattern 344 may be formed on the first wire electrode 321 or the first adhesive pattern may be formed on the first light emitting element 331, and in some cases, the first wire electrode 321 A first adhesive pattern 344 may be formed on both the first light emitting device 331 and the first adhesive pattern 344 . For example, when an adhesive pattern is formed on at least three wiring electrodes constituting one pixel, the adhesive pattern may be formed only on the wiring electrode.
  • an adhesive pattern for each light emitting element emitting one color in one pixel will be described.
  • a first adhesive pattern 344 may be formed on the first light emitting device 331 selected so that at least one blue light emitting device among the plurality of blue light emitting devices can be assembled to an individual pixel.
  • a first adhesive pattern 344 may be formed on the first wire electrode 321 selected so that at least one blue light emitting element may be assembled in each pixel.
  • the patterning of the first adhesive patterns 344 may be formed by dispensing, pattern printing, or inkjet printing of an adhesive material.
  • a non-conductive paste (NCP) may be used as an adhesive material. The specific configuration and characteristics of the NCP forming the adhesive pattern 344 are as described above.
  • a step of placing conductive particles on the wiring substrate 310 or the growth substrate 360 may be further included.
  • the first light emitting element 331 among the light emitting elements is adhered to the first wire electrode 321 by the first adhesive pattern 344 .
  • a step of transferring onto the first wire electrode 321 ( S140 ) may be performed.
  • the first light-emitting elements 331 may be transferred to the first wiring electrodes 321.
  • S140 A coupled pair of the first light emitting devices 331 and the first wiring electrodes 321 may be formed with only one transfer step through the islanded first adhesive patterns 344 having both adhesive and transfer characteristics.
  • a semi-curing process may be performed on the first adhesive patterns 344 in the form of liquid NCPs to change the phase to a semi-solid state.
  • the semi-curing process may be a UV semi-curing process (UV B-stage).
  • UV B-stage UV semi-curing process
  • the UV B-stage composition among the materials constituting the NCP reacts, so that the first adhesive patterns 344 have a semi-solid state, and the first light emitting element 331 corresponding to the bonding pair (BPAR) and The first wire electrode 321 may be temporarily bonded.
  • LLO laser lift off
  • the first light emitting elements 331 may be separated from the growth substrate 360 and transferred to the first wiring electrodes 321 .
  • the adhesive patterns 344 are provided in a semi-solid form when the first light emitting element 331 is separated from the growth substrate 360, the impact applied to the first light emitting element 331 by the laser can be alleviated. . Also, due to the spaced space between the islanded (molded) adhesive patterns 344, gap filling characteristics or bonding characteristics may be maintained as a sufficient flow space of the adhesive material is secured. Therefore, yield and performance can be improved even for a large-area process.
  • a second wire electrode 322 adjacent to the first wire electrode 321 among wire electrodes and a neighbor to the first light emitting element 331 among light emitting elements Forming (patterning) second adhesive patterns 345 and 356 having different heights from the first adhesive pattern 344 on at least one of the second light emitting devices 332 ( S150 ) may be performed.
  • the second adhesive pattern 345 is formed on the second wiring electrode 322 adjacent to the first wiring electrode 321, and/or as shown in FIG. 20, A second adhesive pattern 346 may be formed on the second light emitting device 332 . In some cases, second adhesive patterns 345 and 346 may be formed on both the second wire electrode 322 and the second light emitting element 332 .
  • the height of the second adhesive pattern 345 may be different from that of the first adhesive pattern 344 . Specifically, the height of the second adhesive pattern 345 may be higher than the height of the first adhesive pattern 344 .
  • the second light emitting element 332 among the light emitting elements is adhered to the second wire electrode 322 by the second adhesive patterns 345 and 346 . ) may be transferred onto the second wire electrode 322 (S160).
  • the second adhesive patterns 346 are patterned on the growth substrate 362, or as shown in FIG. 19, the second adhesive patterns 345 are patterned on the wiring board 310.
  • the second light emitting elements 332 may be transferred to the second wiring electrodes 322 (S160). Coupled pairs of the second light emitting elements 332 and the second wiring electrodes 322 can be formed with only one transfer step through the islanded second adhesive patterns 345 and 346 having both adhesive and transfer characteristics. .
  • the second adhesive patterns 345 and 346 in the liquid NCP form may be subjected to a semi-curing process to change the phase to a semi-solid state.
  • the semi-curing process may be a UV semi-curing process (UV B-stage).
  • laser lift off may be performed on the growth substrate 360 . That is, laser is irradiated to a portion of the growth substrate 360 where the second light emitting device 332 is located, so that the second light emitting device 332 can be separated from the growth substrate 360 .
  • the second light emitting devices 332 may be separated from the growth substrate 360 and transferred to the first wiring electrodes 322 .
  • the second light emitting devices 332 may be green light emitting devices emitting green light.
  • the same process may be performed for the third light emitting element 333 .
  • the third light emitting device 333 may be a red light emitting device emitting red light.
  • the third adhesive pattern 347 is formed on the third wire electrode 323 adjacent to the second wire electrode 322, and/or the third adhesive pattern 347 on the third light emitting element 333. ) can be formed. In some cases, the third adhesive pattern 347 may be formed on both the third wire electrode 323 and the third light emitting element 333 .
  • the height of the third adhesive pattern 347 may be different from that of the second adhesive pattern 345 . Specifically, the height of the third adhesive pattern 347 may be higher than the height of the second adhesive pattern 345 .
  • the third light emitting element 333 is attached to the third wire electrode 323 by the third adhesive pattern 347 among the light emitting elements.
  • a state as shown in FIG. 22 may be achieved.
  • the second light emitting elements 332 interfere with the previously transferred first light emitting element 331, The second light emitting elements 332 may not substantially contact the second wire electrodes 322 . Therefore, the second light emitting elements 332 may not be transferred to the second wire electrodes 322 .
  • the adhesive pattern may be applied multiple times in order to sufficiently demonstrate the adhesive performance of the adhesive pattern.
  • the coating thickness of each adhesive pattern and making a difference in the height of each adhesive pattern during the transfer process, it is possible to prevent a phenomenon in which transfer is not performed due to interference.
  • the thickness of the first adhesive pattern 344 for transferring the first light emitting element 331 may be 1 to 10 ⁇ m, which is the second adhesive pattern for transferring the second light emitting element 332 (345) and may have a difference of 10 to 30 ⁇ m.
  • the second adhesive pattern 345 for transfer of the second light emitting element 332 is formed later with the third adhesive pattern 347 for transfer of the third light emitting element 333 and 10 to 30 ⁇ m can have a difference of
  • the adhesive patterns for each stage are characterized in that they include a UV B-stage.
  • the step of transferring the light-emitting elements 331, 332, and 333 to the corresponding wiring electrodes 321, 322, and 323 is repeated a number of times corresponding to the color implemented by the light-emitting elements 331, 332, and 333. Transfer for each pixel can be completed.
  • coupling pairs may be bonded by thermal compression.
  • the bonding substrate 370 temporarily provided for protecting the bonded pairs is mounted and the corresponding process proceeds, and after the thermocompression bonding process is completed, the bonding substrate 370 may be removed. (FIG. 24).
  • the first and second adhesive patterns 344 and 345 having different heights may be compressed to have the same height through the thermal compression bonding process. Also, the heights of the first to third adhesive patterns 344, 345, and 347 may be the same.
  • the light emitting elements exhibiting different colors are individually transferred and then bonded at the same time, thereby preventing interference and collision phenomena that may occur during sequential bonding. It is possible to prevent the problem of poor lighting due to
  • a display device using a semiconductor light emitting device such as a micro LED and a manufacturing method thereof.

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 마이크로 LED(Light Emitt ing Di ode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 상기 제조 방법은, 발광 소자들이 형성 된 성장 기판을 준비하는 단계; 배선 전극들이 구비된 배선 기판을 준비하는 단계; 상기 배선 전극들 중 제 1 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제 1 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 제 1 접착제 패턴을 형성 하는 단계; 상기 제 1 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제 1 발광 소자가 상기 제 1 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제 1 발광 소자를 상기 제 1 배선 전극 상에 전사하는 단계; 상기 배선 전극들 중 제 1 배 선 전극에 이웃한 제 2 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제 1 발광 소자에 이웃한 제 2 발광 소자 중 적어 도 어느 하나 상에 상기 제 1 접착제 패턴과 높이가 다른 제 2 접착제 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제 2 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제 2 발광 소자가 상기 제 2 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제 2 발광 소자를 상기 제 2 배선 전극 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.

Description

발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조방법
본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 마이크로 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 이에 반해, 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다. 따라서, 상기 반도체 발광 소자를 이용하여 플렉서블 디스플레이를 구현하여, 상기의 문제점을 해결하는 방안이 제시될 수 있다.
최근, 이러한 발광 다이오드(LED)는 점차 소형화되어 마이크로미터 크기의 LED(마이크로 LED)로 제작되어 디스플레이 장치의 화소로 이용되고 있다. 이와 같은 마이크로 LED는 다양한 방식으로 기판 상에 전사된다.
기존에 마이크로 LED 전사 방법으로는 PDMS 등의 도너를 이용하여 LED 웨이퍼(wafer)로부터 마이크로 LED를 분리 후 배선 기판에 전사하는 방법을 주로 사용하였다. 이러한 방법은 고집적의 LED 웨이퍼로 부터 선택적으로 전사하기가 용이하다.
특히 풀 컬러(full color) 구현을 위해서는 적색(R), 청색(B), 및 녹색(G)의 3종의 LED 웨이퍼로 부터 개별적으로 전사가 요구되어짐에 따라 도너를 사용하여 RGB 각각 전사 후 배선기판에 재전사를 하는 방법이 주로 제시되었다.
PDMS 등의 도너를 적용 시 저탄성율, 형태 변형의 자유로운 특성으로 인해 Laser lift off(LLO) 공정 등을 통한 LED 전사 특성이 양호하나, 유연한 특성으로 인해 연신 또는 수축에 취약한 측면을 나타내며 이로 인해 위치정밀도 부족으로 초소형 마이크로 LED, 고해상도 장치에 적용이 어려운 문제점이 있다.
도너 적용 시 LED 웨이퍼로부터 도너로 전사(1차전사), 도너로부터 배선기판으로의 전사(2차 전사) 과정을 포함한 최소 2회의 전사가 필요하며, RGB 전사 시 최소 4회의 전사가 필요하다.
이에 따라 전사 횟수 증가에 따른 위치 정밀도 에러의 비례적 증가 및 비용증가 문제로 인하여 도너적용을 배제한 전사 방법들이 개발되고 있다.
이와 같이 LED 웨이퍼로부터 직접 배선기판으로의 전사가 가능한 방법이 요구되고 있다. 그러나 이와 같은 경우에도 RGB 개별 전사 시 먼저 전사된 LED에 의한 간섭현상으로 인해 풀 컬러 디스플레이 구현이 어려운 문제점이 있었다.
본 발명의 일 실시예는 발광 소자 웨이퍼로부터 직접 배선기판으로의 전사할 수 있는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 발광 소자와 배선 전극을 전기적으로 연결하기 위한 전사 횟수를 줄일 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 적색(R), 청색(B), 및 녹색(G)의 3종의 웨이퍼로 부터 개별적으로 배선기판으로 전사시 이전에 전사된 발광 소자에 의한 간섭현상을 방지할 수 있는 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하고자 한다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점으로서, 본 발명은, 발광 소자들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계; 배선 전극들이 구비된 배선 기판을 준비하는 단계; 상기 배선 전극들 중 제1 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 제1 접착제 패턴을 형성하는 단계; 상기 제1 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자가 상기 제1 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제1 발광 소자를 상기 제1 배선 전극 상에 전사하는 단계; 상기 배선 전극들 중 제1 배선 전극에 이웃한 제2 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자에 이웃한 제2 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 상기 제1 접착제 패턴과 높이가 다른 제2 접착제 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제2 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제2 발광 소자가 상기 제2 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제2 발광 소자를 상기 제2 배선 전극 상에 전사하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴은 상기 배선 전극들 및 상기 발광 소자들을 접착시키는 접착 특성 및 상기 발광 소자들을 상기 배선 전극들로의 전사에 요구되는 전사 특성을 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제2 접착제 패턴의 높이는 상기 제1 접착제 패턴의 높이보다 높을 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 배선 전극들 중 제2 배선 전극에 이웃한 제3 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제2 발광 소자에 이웃한 제3 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 상기 제2 접착제 패턴과 높이가 다른 제3 접착제 패턴을 형성하는 단계; 및 상기 제3 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제3 발광 소자가 상기 제3 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제3 발광 소자를 상기 제3 배선 전극 상에 전사하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제3 접착제 패턴의 높이는 상기 제2 접착제 패턴의 높이보다 높을 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴을 형성하는 단계는, 상기 배선 기판에 접착 물질을 디스펜싱, 패턴 인쇄 또는 잉크젯 프린팅하여 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴을 반고상 상태로 상 변화 시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 접착제 패턴들을 반고상 상태로 상 변화하는 단계는, UV 반경화 공정(UV B-stage)을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 접착제 패턴들을 반고상 상태로 상 변화하는 단계를 수행한 후, 상기 성장 기판에 대해 LLO(Laser Lift Off)를 수행하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 및 제2 발광 소자들에 대해 동시에 열 압착 본딩(bonding)하는 단계를 더 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 열 압착 본딩하는 단계는, 상기 서로 높이가 다른 제1 및 제2 접착제 패턴의 높이가 동일하게 되도록 압착할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴은 각각 반고상으로 상 변화 가능한 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)로 형성될 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 비전도성 페이스트는 UV(UltraViolet) B-Stage 조성물과 열경화 조성물을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 비전도성 페이스트 중 UV B-Stage 조성물의 함량은 20 내지 50%일 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 비전도성 페이스트의 점도는 10,000~100,000 cps일 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 비전도성 페이스트는 아크리렐이트(acrylate) 및 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 결합 쌍들 중 하나의 화소를 구성하는 결합 쌍들에 대응되는 접착제 패턴의 곡률은 일정할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점으로서, 본 발명은, 배선 기판; 상기 배선 기판에 위치하고 단위 화소를 이루는 제1 배선 전극, 제2 배선 전극 및 제3 배선 전극을 포함하는 배선 전극들; 단위 화소를 이루는 제1 배선 전극, 제2 배선 전극 및 제3 배선 전극과 각각 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자를 포함하는 발광 소자들; 및 상기 제1 배선 전극과 제1 발광 소자, 상기 제2 배선 전극과 제2 발광 소자, 및 상기 제3 배선 전극과 제3 발광 소자를 각각 접착시키는 접착 특성과 상기 발광 소자들을 상기 배선 전극들로의 전사에 요구되는 전사 특성을 가지고 서로 독립적으로 형성되는 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴을 포함하는 접착제 패턴들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴은 서로 다른 높이를 가진 후에 열 압착 본딩에 의하여 동일한 높이를 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴은 각각 반고상으로 상 변화 가능한 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)로 형성되고, 상기 비전도성 페이스트는 UV(UltraViolet) B-Stage 조성물과 열경화 조성물을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 발광 소자의 전극과 배선 전극을 전기적으로 연결함에 있어, 접착 특성 및 전사 특성을 모두 갖춘 접착제 패턴을 이용하여 발광 소자를 웨이퍼(성장 기판)로부터 배선기판에 직접 전사함으로써, 전사 횟수 감소에 따른 공정의 단순화, 비용의 절감 및 양산성 확보를 이룰 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 발광 소자를 웨이퍼로부터 임시 기판으로 전사하는 과정이 생략됨으로써, 해당 전사 과정에서 야기될 수 있는 발광 소자의 위치 이동 문제를 방지하여 수율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 접착제 패턴이 발광 소자를 충분히 감싸게 되어, 웨이퍼로부터 발광 소자를 분리하는 때에 발광 소자에 가해지는 충격을 완화할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 하나 또는 다수의 발광 소자에 대한 접착제 패턴이 다른 발광 소자의 접착제 패턴과 분리되어 구비됨으로써, 접착제의 유동 공간이 충분히 확보됨에 따라, 대면적 공정에 대해서도 특성이 균일하게 유지될 수 있다. 예를 들어, 갭 필링(gap filling) 특성 및 본딩 두께의 일관성(평탄화)를 만족시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 서로 다른 색상을 나타내는 발광 소자에 대해 개별적으로 전사 후, 본딩 공정을 동시에 진행함으로써, 각 색상의 발광 소자에 대해 별도의 본딩 공정을 진행하는 경우 먼저 본딩된 발광 소자와 나중에 진행된 본딩 과정에 의해 영향을 받게 되는, 즉 간섭 및 충돌 현상에 의한 점등 불량 문제를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 의하면, 각 접착제 패턴의 도포 두께를 달리하여 전사 공정시 각 접착제 패턴의 높이에 차이를 둠으로써 간섭 현상에 의하여 전사가 되지 않는 현상을 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일례를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 절단된 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러 가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법의 일례를 나타낸 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 절단된 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴을 나타내는 도면이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다.
도 15 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법의 각 단계를 나타내는 단면 개략도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 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 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치는 단위 화소 또는 단위 화소의 집합으로 정보를 표시하는 모든 디스플레이 장치를 포함하는 개념이다. 따라서 완성품에 한정하지 않고 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어 디지털 TV의 일 부품에 해당하는 패널도 독자적으로 본 명세서 상의 디스플레이 장치에 해당한다. 완성품으로는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크 탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품 형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
또한, 당해 명세서에서 언급된 반도체 발광 소자는 LED, 마이크로 LED 등을 포함하는 개념이며, 혼용되어 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 일실시예를 나타내는 개념도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)의 제어부(미도시)에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 이용하여 표시될 수 있다.
플렉서블 디스플레이는, 예를 들어, 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 또는 구부러질 수 있는, 또는 비틀어질 수 있는, 또는 접힐 수 있는, 또는 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다.
나아가, 플렉서블 디스플레이는, 예를 들어 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 또는 구부리거나, 또는 접을 수 있거나 또는 말려질 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다.
플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않는 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 제1상태라 한다)에서는 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 이러한 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률 반경을 가지는 상태, 이하, 제2상태라 한다)에서는 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각 정보가 될 수 있다. 이러한 시각 정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현된다. 여기서 단위 화소는, 예를 들어 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다.
이러한 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광 소자의 일 종류로서 발광 소자를 예시한다. 발광 소자의 일례는 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)를 들 수 있다. 이러한 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다.
이와 같은 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여, 이하 도면들을 참조하여 상세히 설명한다.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이다.
도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 절단된 단면도들이다.
도 2, 도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 설명되는 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광 소자에도 적용 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 적어도 하나의 반도체 발광 소자(150)를 포함한다.
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 예를 들어, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 기판(110)은 유리나 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면, 예를 들어 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등 어느 것이라도 사용될 수 있다. 또한, 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 어느 것이나 될 수 있다.
기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판이 될 수 있으며, 따라서 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.
도 3a에 도시된 바와 같이 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 배치될 수 있으며, 이 절연층(160)에는 보조전극(170)이 위치할 수 있다. 이 경우에, 기판(110)에 절연층(160)이 적층된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 폴리이미드(PI, Polyimide), PET, PEN 등과 같이 절연성이 있고, 유연성 있는 재질로, 기판(110)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수 있다.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광 소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서, 절연층(160) 상에 위치하고, 제1전극(120)의 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 전극홀(171)은 비아홀에 도전물질이 채워짐에 의하여 형성될 수 있다.
도 2 또는 도 3a에 도시된 바와 같이, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층(130)이 형성되나, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130)의 사이에 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성되거나, 절연층(160)이 없이 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판(110)상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다.
전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 전도성 접착층(130)에서는 전도성을 가지는 물질과 접착성을 가지는 물질이 혼합될 수 있다. 또한, 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플렉서블 기능을 가능하게 한다.
이러한 예로서, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anistropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 Z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 X-Y 방향으로는 전기 절연성을 가지는 레이어로서 구성될 수 있다. 따라서 전도성 접착층(130)은 Z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하 '전도성 접착층'이라 한다).
이방성 전도성 필름은 이방성 전도 매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및/또는 압력이 가해지면 특정 부분만 이방성 전도 매질에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이하, 이방성 전도성 필름에는 열 및/또는 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 이방성 전도성 필름이 부분적으로 전도성을 가지기 위하여 다른 방법이 적용될 수도 있다. 전술한 다른 방법은, 예를 들어, 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화 등이 될 수 있다.
또한, 이방성 전도 매질은 예를 들어, 도전볼이나 전도성 입자가 될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및/또는 압력이 가해지면 특정 부분만 도전볼에 의하여 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있으며, 이 경우에 열 및 압력이 가해진 부분이 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적인 예로서, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이 차에 의하여 Z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성된다.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태가 될 수 있다. 이 경우에는 열 및 압력이 가해진 부분이 전도성 물질이 변형되어(눌러 붙어서) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 Z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하다. 이 경우에, 전도성 물질은 뽀족한 단부를 가질 수 있다.
이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도성 필름(fixed array ACF)이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연성 베이스 부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 절연성 베이스 부재의 바닥 부분에 집중적으로 배치되며, 베이스 부재에서 열 또는 압력이 가해지면 도전볼과 함께 변형됨에 따라 수직 방향으로 전도성을 가지게 된다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스 부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태나, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다.
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합 형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 파티클 혹은 나노 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다.
다시 도 3a를 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격되어 절연층(160)에 위치한다. 즉, 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에, 반도체 발광 소자(150)를 열 및 압력을 가하여 플립 칩 형태로 접속시키면, 반도체 발광 소자(150)는 제1전극(120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.
도 4는 도 3의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
도 4를 참조하면, 반도체 발광 소자는 플립 칩 타입(flip chiptype)의 발광 소자가 될 수 있다.
예를 들어, 반도체 발광 소자는 p형 전극(156), p형 전극(156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층(153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극(152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 도 3a 및 도 3b에 도시된, 보조전극(170)과 전도성 접착층(130)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극(140)과 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일방향으로 길게 형성되어, 하나의 보조전극이 복수의 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극을 중심으로 좌우의 반도체 발광 소자들의 p 형 전극들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.
보다 구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광 소자(150)가 압입되며 이를 통하여 반도체 발광 소자(150)의 p형 전극(156)과 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광 소자(150)의 n형 전극(152)과 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광 소자의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광 소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 형성시킨다.
또한, 복수의 반도체 발광 소자(150)는 발광 소자 어레이(array)를 구성하며, 발광 소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다.
발광 소자 어레이는 자체 휘도 값이 상이한 복수의 반도체 발광 소자들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광 소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극(120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광 소자들은 예컨대 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광 소자들은 복수 개의 제1전극 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다.
또한, 반도체 발광 소자들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광 소자들을 이용할 수 있다. 또한, 반도체 발광 소자들은 예컨대 질화물 반도체 발광 소자일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다.
도 3a 및 도 3b에 도시된 바와 같이, 반도체 발광 소자(150)의 사이에 격벽(190)이 위치할 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 격벽을 형성할 수 있다.
또한, 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 격벽(190)으로 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 이 경우에, 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우, 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)를 증가시킬 수 있다.
형광체층(180)은 반도체 발광 소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행한다. 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체가 적층될 수 있다. 따라서, 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 이를 통하여 단위 화소가 구현될 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체 대신에 반도체 발광 소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다.
또한, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체층들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(191)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
도 5a 내지 도 5c는 플립 칩 타입 반도체 발광 소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러 가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광 소자(150)는 질화 갈륨(GaN)을 주재료로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다.
이 경우, 반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 반도체 발광 소자일 수 있다. 예컨대, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자에 의하여 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue)의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통하여 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광 소자(150a)는 황색 형광체층이 개별 소자 마다 구비된 백색 발광 소자(W)를 구비할 수 있다. 이 경우에는, 단위 화소를 이루기 위하여, 백색 발광 소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광 소자(W) 상에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다.
도 5c를 참조하면, 반도체 발광 소자(150b)는 자외선 발광 소자(UV) 상에 적색 형광체층(184), 녹색 형광체층(185), 및 청색 형광체층(186)이 구비되는 구조도 가능하다. 이와 같이, 반도체 발광 소자는 가시광선뿐만 아니라 자외선(UV)까지 전 영역에 사용 가능하며, 자외선(UV)이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용 가능한 반도체 발광 소자의 형태로 확장될 수 있다.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광 소자는 전도성 접착층 상에 위치되어, 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다.
이와 같은 개별 반도체 발광 소자(150, 150a, 150b)의 크기는 예를 들어, 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20×80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(150, 150a, 150b)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다.
따라서, 단위 화소의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한 변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광 소자(150, 150a, 150b)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다.
따라서, 이러한 경우, HD화질 이상의 고화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다.
상기에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있다. 이하, 도 6을 참조하여 제조 방법에 대하여 설명한다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타낸 단면도들이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 먼저, 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층(160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 이 경우에, 제1전극(120)과 제2전극(140)은 상호 직교 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다.
전도성 접착층(130)은 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위하여 절연층(160)이 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다.
다음에, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광 소자(150)가 위치된 제2기판(112)을, 반도체 발광 소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)와 마주하도록 배치한다.
이 경우에, 제2기판(112)은 반도체 발광 소자(150)를 성장시키는 성장 기판으로서, 사파이어(spire) 기판 또는 실리콘(silicon) 기판이 될 수 있다.
반도체 발광 소자는 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써, 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다.
그 다음에, 배선기판과 제2기판(112)을 열 압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF 프레스 헤드를 적용하여 열 압착할 수 있다. 열 압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열 압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광 소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140)의 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 이를 통하여 전극들과 반도체 발광 소자(150)는 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때에, 반도체 발광 소자(150)가 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통하여 반도체 발광 소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다.
그 다음에, 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판(112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광 소자들(150)을 외부로 노출시킨다. 필요에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다.
또한, 반도체 발광 소자(150)의 일 면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 청색 반도체 발광 소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다.
이상에서 설명된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법이나 구조는 여러 가지 형태로 변형될 수 있다. 그 예로서, 상기에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광 소자도 적용될 수 있다.
또한, 이하 설명되는 변형예 또는 실시예에서는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구성에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음 설명으로 갈음된다.
도 7은 발명의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이며, 도 9은 도 8의 수직형 반도체 발광 소자를 나타내는 개념도이다.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다.
이러한 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층(230), 제2전극(240) 및 적어도 하나의 반도체 발광 소자(250)를 포함한다.
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플렉서블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 제1 전극(220)은 데이터 전극의 역할을 하도록 이루어질 수 있다.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210)상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(Anisotropy Conductive Film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시 예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후에, 반도체 발광 소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 반도체 발광 소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이때, 반도체 발광 소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
이와 같은 전기적 연결은 전술한 바와 같이, 이방성 전도성 필름에서 열 및 압력이 가해지면 부분적으로 두께 방향으로 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서, 이방성 전도성 필름에서는 두께 방향으로 전도성을 가지는 부분과 전도성을 가지지 않는 부분으로 구획된다.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광 소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다.
이와 같이, 반도체 발광 소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광 소자(250)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광 소자(250)의 크기는 예를 들어, 한 변의 길이가 80㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 예를 들어, 20X80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다.
이러한 반도체 발광 소자(250)는 수직형 구조가 될 수 있다.
수직형 반도체 발광 소자들의 사이에는, 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광 소자(250)와 전기적으로 연결된 복수의 제2전극(240)이 위치한다.
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광 소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254)상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 제1전극(220)과 전도성 접착층(230)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광 소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
다시 도 8을 참조하면, 반도체 발광 소자(250)의 일면에는 형광체층(280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광 소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우에, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광 소자만 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G), 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광 소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.
다시 본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(250)과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광 소자들(250)은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250)의 열들 사이에 위치할 수 있다.
개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광 소자들(250) 사이에 위치될 수 있다.
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다.
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 보다 구체적으로, 연결 전극이 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극은 오믹(ohmic) 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 제2전극(240)은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광 소자(250)의 n형 전극이 전기적으로 연결될 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있다. 경우에 따라, 반도체 발광 소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층이 형성된 후에 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 제2전극(240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다.
만약 반도체 발광 소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시키기 위하여는 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용한다면, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서, 본 발명은 반도체 발광 소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
다시 도 8을 참조하면, 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 즉, 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광 소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광 소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 격벽(290)을 형성할 수 있다.
또한, 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(290)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비(contrast)가 증가될 수 있다.
다른 예로서, 격벽(290)으로서, 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙(Black) 또는 화이트(White) 절연체를 포함할 수 있다.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광 소자(250) 사이의 전도성 접착층(230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광 소자(250) 및 제2전극(240)의 사이 사이에 위치될 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광 소자(250) 사이에 위치시킬 수 있고, HD 화질을 가지는 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 도 8에 도시된 바와 같이, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스(291)는 명암의 대조를 향상시킬 수 있다.
도 10 및 도 11은 각각 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치를 나타내는 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(300)는 배선 기판(310), 배선 전극(320)들, 발광 소자(330)들 및 접착제 패턴(340)들을 포함한다.
배선 기판(310)은 전술된 도 2 등의 기판(110) 또는 도 6 등의 기판(210)일 수 있다. 즉. 배선 기판(310)은 플렉서블 기판으로, 절연성 및 유연성을 구비한 PEN(Polyethylene Naphthalate) 또는 PET(Polyethylene Terephthalate) 등의 재질로 구현될 수 있다.
배선 전극(320)들 중 적어도 일부는 배선 기판(310)에 위치한다. 도 10 및 도 11은 배선 전극(320)들이 배선 기판(310)의 표면에서 돌출되어 형성되는 것으로 도시하고 있다. 예를 들어, 배선 전극(320)들은 배선 기판(310)의 표면에 금속 물질을 증착 후 식각하여 형성될 수 있다. 또는 별도의 금속 레이어 상에 일부 영역을 산화하여 배선 전극(320)들을 형성한 후 금속 레이어와 배선 기판(310)을 접착함으로써 형성될 수도 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고 배선 전극(320)들은 배선 기판(310)의 표면에서 내부로 위치할 수도 있다. 예를 들어, 배선 기판(310)의 표면을 식각 후 금속 물질을 채워 소결함으로써 배선 전극(320)들이 형성될 수 있다.
발광 소자(330)들은 각각, 배선 전극(320)들 중 대응되는 배선 전극과 전기적으로 연결된다. 발광 소자(330)들은 LED(Light Emitting Diode)로 구현될 수 있다. 특히, 발광 소자(330)들은 각각 한 변의 길이가 100㎛ 이하, 또는 80㎛ 이하, 또는 10㎛ 이하의 크기를 갖는 직사각형 또는 정사각형의 마이크로 LED로 구현될 수 있다. 도 10 및 도 11은 발광 소자(330)를 단순화하여 도시하였으나, 발광 소자(330)들은 전술된 반도체 발광 소자(150, 250)와 동일하거나 유사한 구조로 구비될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(330)들은 도 4의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자(150) 또는 도 8의 수직형 반도체 발광 소자(250)로 구비될 수 있다.
발광 소자(330)들이 도 4의 플립 칩 타입 반도체 발광 소자(150)의 구조로 구현되는 경우, 발광 소자(330)들은 p형 반도체층 및 n형 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층 사이에 형성되는 활성층, 각각 p형 반도체층 및 n형 반도체층에 형성되고 서로 수평방향으로 이격하여 배치되는 p형 전극 및 n형 전극을 포함할 수 있다. 발광 소자(330)들이 도 8의 수직형 반도체 발광 소자(250)의 구조로 구현되는 경우, 발광 소자(330)들은 p형 반도체층 및 n형 반도체층, p형 반도체층 및 n형 반도체층 사이에 형성되는 활성층, 각각 p형 반도체층 및 n형 반도체층에 형성되고 p형 반도체층, 활성층 및 n형 반도체층을 사이에 두고 서로 대향하여 형성되는 p형 전극 및 n형 전극을 포함할 수 있다. 이하에서는 발광 소자(330)의 p형 전극 및 n형 전극을 각각 제1 소자 전극 및 제2 소자 전극으로 기술한다.
배선 전극(320)들은 각각 발광 소자(330)들의 제1 소자 전극들 및 제2 소자 전극들 중 대응되는 소자 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극들 및 제2 배선 전극들은 포함할 수 있다.
발광 소자(330)들이 플립 칩 형태로 구현되는 경우, 배선 전극(320)들은 모두 배선 기판(310)에 위치할 수 있다. 즉, 제1 배선 전극들 및 제2 배선 전극들은 모두 배선 기판(310)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(330)들이 플립 칩 형태를 갖고 디스플레이 장치(100)가 도 3a와 같은 구조로 구현되는 경우, 도 10 및 도 11의 배선 전극(320)들은 도 3a의 제1전극(120), 제2전극(140) 및 보조전극(170)을 포함하는 개념으로 도시되는 것으로 해석될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 도 10 및 도 11의 배선 전극(310)들은 도 3a와 달리, 각각 도 3a의 제1전극(120) 및 제2전극(140)에 대응되는 제1 배선 전극들 및 제2 배선 전극들이 높이를 달리하여 구비됨으로써, 도 3a의 보조전극(170)이 별도로 포함되지 않을 수도 있다.
발광 소자(330)들이 수직형 형태로 구현되는 경우, 배선 전극(320)들 중 제1 배선 전극들은 배선 기판(310)에 형성되고, 제2 배선 전극들은 발광 소자 (330)들을 사이에 두고 제1 배선 전극들과 대향하여 형성될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 발광 소자(330)들이 수직형 형태를 가짐에도 디스플레이 장치(100)가 도 6과 같은 구조로 구현되는 경우, 즉 제2전극(240)이 n형 전극의 상부에 형성되어 n형 전극과 직접 연결되는 것이 아니고 제2전극(240)에서 돌출된 연결 전극에 의해 n형 전극과 연결되는 경우, 배선 전극(320)들의 제1 배선 전극들 및 제2 배선 전극들은 모두 배선 기판(310)에 형성될 수 있다. 이때, 도 10 및 도 11의 배선 전극(320)들은 도 6의 제1전극(220), 제2전극(240) 및 연결 전극을 포함하는 개념으로 도시되는 것으로 해석될 수 있다.
계속해서 도 10 및 도 11을 참조하면, 이미지를 구성하는 최소 단위인 화소(301)는 각각 3개의 단위 화소, 즉 3개의 발광 소자(330)들을 포함할 수 있다. 다만, 디스플레이 장치(100)는 필요에 따라 각 화소(301)에 포함되는 발광 소자(330)들의 개수를 이와 달리 설정할 수도 있다. 발광 소자(330)들은 각각 대응되는 컬러를 구현할 수 있다. 예를 들어, 발광 소자(330)들은 각각 빛의 3원색인 R(Red), G(Green), B(Blue)를 나타낼 수 있다. 디스플레이 장치(300)는 발광 소자(330)들이 대응되는 컬러를 구현하기 위한 다양한 구조를 채택할 수 있다.
도 10은 하나의 화소(301)를 구성하는 3개의 발광 소자(330)들이 모두 동일한 컬러의 LED(예를 들어, 청색 LED)로 구비되는 예를 도시한다. 이때, 청색 발광 소자(330)들의 외면에 위치하는 형광체층(예를 들어, 도 3b의 형광체층(180))을 통해 다른 컬러(예를 들어, 적색 및 녹색)가 구현될 수 있다.
이와 달리, 도 11은 하나의 화소(301)를 구성하는 3개의 발광 소자(330)들 각각이 자체로 R, G, B를 구현하는 예를 도시한다. 예를 들어, 도 11의 발광 소자(330)들은 질화 갈륨(GaN)에 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al) 등을 첨가하여 자체로 R, G, B를 구현할 수 있다. 또는, 도 11의 발광 소자(330)들은 퀀텀닷의 입자 크기를 조절하여 자체로 R, G, B를 구현할 수 있다.
도 10 또는 도 11과 달리, 하나의 화소를 구성하는 3개의 발광 소자(330)들 중 2개의 발광 소자는 청색 LED이고 다른 하나는 녹색 LED로 구현되어, 2개의 청색 LED 중 하나에 적색 형광체를 부가할 수도 있다. 그밖에, 디스플레이 장치(300)는 도 5b 또는 도 5c에 도시된 구조로 화소를 구현할 수도 있다.
발광 소자(330)들은 배선 전극(320)들을 통해 전기가 인가됨에 따라 빛을 발산하게 된다. 접착제 패턴(340)들은 각각 배선 전극(320)들 및 발광 소자(330)들을 접착시킨다. 이때, 접착제 패턴(340)들은 각각, 발광 소자와 배선 전극의 결합 쌍을 적어도 하나 이상 포함하고, 또한 서로 이격하여 형성된다.
접착제 패턴(340)들은 각각, 결합 쌍을 동일한 개수로 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 10과 같이 접착제 패턴들(340)은 각각 3개의 결합 쌍을 포함하거나, 도 11과 같이 접착제 패턴(341)들은 각각 1개의 결합 쌍을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340, 341)들은 접착 특성 및 전사 특성을 모두 구비한다. 즉, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340, 341)들은 발광 소자(330) 및 배선 전극(320)가 상호 접착되도록 하는 접착 특성과 함께, 파손 발광 소자(330)가 배선 전극(320)으로 전사되는 때에 레이저에 의한 충격으로부터 발광 소자(330)가 파손되는 등의 문제를 방지할 수 있는 전사 특성을 구비한다.
본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)들은 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)로 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 NCP는 열경화 조성물과 UV B-stage 조성물을 함께 포함한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 NCP는 열경화 반응성 레진, 열경화 경화제, 열경화 촉매 및 에폭시 등의 열경화 조성물과, 아크리렐이트, 에폭시 아크릴레이트 등의 UV B-stage 조성물(UV 반응성 레진 또는 UV 개시제)을 포함할 수 있다.
따라서, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340, 341)들은 발광 소자(330)가 배선 전극(320)으로 전사되는 때에 UV B-stage 조성물에 의해 반고상 상태로 발광 소자(330)와 배선 전극(320)이 가접착되어, 성장 기판(360)이 LLO(Laser Lift Off)에 의해 제거되더라고, 발광 소자(330)의 내충격성을 향상시켜 그 파손이 방지될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 발광 소자(330)를 PDMS(polydimethylsiloxane) 등과 유연한 임시 기판 등을 이용할 필요 없이, 성장 기판(360)으로부터 배선 기판(310)에 직접 전사하더라도 발광 소자(330)의 파손 등의 문제가 야기되지 않는다.
이때, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)에 대한 반경화 공정을 통해, 발광 소자(330)가 배선 전극(320)으로 전사되는 때에 반고상 형태로 될 수 있다. 예를 들어, 반경화 공정은 UV 반경화 공정(UV B-stage)일 수 있다.
또한, UV B-stage 조성물의 전체 NCP 중의 함량은, 발광 소자(330)가 성장 기판(360)에서 분리되는 때에 사용되는 레이저에 의한 충격을 흡수하여 발광 소자(330)의 파손을 방지하는 작용과, 본딩 공정에서 접착제 패턴(340)의 접착력 및 전도성을 확보하는 작용과의 관계에서 결정될 수 있다. 즉, UV B-stage 조성물의 전체 NCP 중의 함량은, 요구되는 접착제 패턴(340)의 반고상의 정도(유동성 정도)에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, UV B-stage 조성물의 함량이 부족한 경우 접착제 패턴(340)의 유동성이 과다하여 레이저에 의한 충격을 충분히 흡수하지 못하고, UV B-stage 조성물의 함량이 과다한 경우 접착제 패턴(340)의 유동성이 부족하여 본딩 과정에서 접착력 부족 및 도전볼 눌림 불량 현상 등이 발생할 수 있다.
예를 들어, 본 발명의 실시예에 따른 NCP 중UV B-stage 조성물은 전체 함량의 20 내지 50%를 구성할 수 있다. 다음의 표에서 확인되는 바와 같이, UV B-stage 조성물 함량이 20% 미만이거나 50%를 초과하는 경우, 레이저 파손이 야기되거나 도전볼 눌림 또는 접착 불량이 발생할 수 있다.
실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1 비교예 2 비교예 3
UV 조성물 함량(%) 20 35 50 0 10 65
열경화 조성물함량(%) 80 65 50 100 90 35
Laser 파손 특성 미파손 미파손 미파손 파손 파손 미파손
도전볼 눌림 양호 양호 양호 양호 양호 불량
접착력 양호 양호 양호 양호 양호 불량
이때, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)들을 형성하는 NCP는 접착제 패턴(340)의 패터닝을 위한 인쇄 및 패터닝 후 결합 쌍에 대한 몰딩(molding) 특성을 확보하기 위해, 10,000 내지 100,000cps의 점도를 가질 수 있다.
이렇듯, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)들은 액상의 NCP에 대해 전사 단계에서 반경화 공정을 통해 반고상으로 상 변화됨으로써, NCP를 단독으로 사용하더라도, 접착 특성 및 전사 특성을 모두 구비할 수 있다.
이에, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 발광 소자(330)를 성장 기판(360)으로부터 PDMS 등의 임시 기판으로 전사하는 과정이 생략됨으로써, 전사 횟수 감소에 따른 발광 소자(330)의 위치 이동 문제를 방지하여 성장 기판(360) 상의 위치 정밀도를 그대로 적용할 수 있으며, 공정의 단순화, 비용의 절감 및 양산성 확보를 이룰 수 있다.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340, 341)들은 도 2 등의 디스플레이 장치(100)에서 사용된 이방성 전도층과는 달리, 전도성이 없는 NCP만을 단독으로 사용하여 형성될 수 있다. 이때, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)들이 발광 소자(330) 또는 배선 전극(320)에 패터닝되기 전에, 도전볼 등의 전도성 입자가 성장 기판(360) 또는 배선 기판(310)에 위치할 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴(340)들은 도전볼 등을 포함하여 전도성을 갖춘 페이스트로 형성될 수도 있다.
도 12 및 도 13은 각각 본 발명의 실시예에 따른 접착제 패턴을 나타내는 도면이다.
도 12 및 도 13에 도시된 바와 같이, 접착제 패턴(340, 342, 343)들은 각각 포함하는 발광 소자(330)를 몰딩하도록, 즉 일체로 에워싸고 다른 접착제 패턴들과 이격하여 형성되도록 패터닝될 수 있다. 접착제 패턴(340, 342, 343)들이 발광 소자(330)에 패터닝되는 때에, 추후 전사 과정을 통해 결합 쌍을 이루게 되는 배선 전극(320)까지도 몰딩될 수 있도록, 즉 하나의 접착제 패턴(340, 342)에 포함되는 하나 이상의 결합 쌍이 몰딩될 수 있는 양의 NCP가 각 접착제 패턴(340, 342)에 대해 사용될 것이다.
도 12 및 도 13의 실시예에 한정되지 않고, 접착제 패턴(340, 342, 343)들은 다양한 형태로 패터닝될 수 있다. 예를 들어, 접착제 패턴(340, 342, 343)들은 발광 소자(330)들의 컬러 구현 구조에 대응하여 포함하는 결합 쌍의 개수를 달리할 수 있다. 전술된 바와 같이, 하나의 화소를 구성하는 3개의 발광 소자(330)는 동일한 모두 청색 LED로 구성되거나, 자체적으로 각각 R, G, B를 구현할 수도 있다. 전자의 경우 접착제 패턴(340)들은 도 12의 실시예로 구현될 수 있고, 후자의 경우 접착제 패턴(342, 343)들은 도 13의 실시예로 구현될 수 있다. 이렇듯, 임의의 시점에서 전사되는 발광 소자와 전사되지 않는 발광 소자가 서로 다른 접착제 패턴에 포함됨에 따라, 전사 시 성장 기판(도 12의 360)에서 발광 소자(330)를 분리하는데 요구되는 조건이 완화되어 발광 소자(330)에 가해지는 충격을 좀더 완화할 수 있다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법을 나타내는 순서도이다. 또한, 도 15 내지 도 24는 본 발명의 일 실시예에 따른 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법의 각 단계를 나타내는 단면 개략도이다.
이하에서는, 도 14 내지 도 24를 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(300)에 적용될 수 있는 제조 방법에 대하여 설명한다. 이때, 각 제조 단계는 해당 도면과 도 14를 함께 참조하여 설명할 수 있다.
먼저, 도 14를 참조하면, 발광 소자(331)들이 형성된 성장 기판(360)을 준비하는 단계(S110)가 수행될 수 있다(도면 부호는 도 15의 상태를 참조).
이러한 발광 소자(331)는 성장 기판(360) 상에 성장된 동일한 색상의 광을 발광하는 발광 소자(331)들을 포함할 수 있다. 일례로, 여기서 발광 소자(331)는 청색 광을 발광하는 청색 발광 소자일 수 있다.
발광 소자(331)들이 형성된 성장 기판(360)을 준비하는 단계(S110)는 성장 기판(360) 상에 발광 소자(331)들을 성장시키는 과정을 포함할 수 있다.
이와 같은 발광 소자(331)들을 성장시키는 과정은 성장 기판(360) 상에 발광 소자 형성을 위한 반도체층을 차례로 형성한 후 개별 소자로 분리하는 식각을 수행할 수 있다.
이와 같이, 성장 기판(360)에 발광 소자(330)들을 성장시키는 단계(S110)는 사파이어(saphire) 또는 실리콘(silicon) 소재의 성장 기판(360)에 반도체 박막을 성장시켜 각각 칩 형태의 발광 소자(330)들을 구현할 수 있다.
예를 들어, 사파이어 소재의 성장 기판(360)의 경우, 550℃ 이상의 고온에서 다양한 소스를 활용하여 6 내지 8 시간의 런타임을 거쳐 질화 갈륨(GaN)의 발광 소자(330)들을 성장시킬 수 있다.
발광 소자(330)들이 웨이퍼(wafer) 단위로 형성될 때, 디스플레이 장치(100)에서 사용되는 간격 및 크기, 즉 배선 전극(320)의 간격 또는 위치에 대응되도록 함으로써, 디스플레이 장치(100)의 제조 편의성을 높일 수 있다. 성장된 발광 소자(330)는 전술된 플립 칩(flip chip) 마이크로 LED 또는 수직형 마이크로 LED일 수 있다.
또한, 도 14를 참조하면, 배선 전극(321)들이 구비된 배선 기판(310)을 준비하는 단계(S120)가 수행될 수 있다(도면 부호는 도 16의 상태를 참조).
배선 기판(310)에 배선 전극(321)들을 형성하는 단계(S120)는 전술된 바와 같이, 배선 기판(310)의 표면에 금속 물질을 증착 후 식각하는 공정을 통해 수행될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
디스플레이 장치(300)가 플렉서블(flexible)하게 구현되기 위해 배선 기판(310)은 폴리이미드(PI) 등을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치(300)가 도 2의 구조를 갖는 경우, 배선 전극(321)들 중 제1 배선 전극들 및 제2 배선 전극들은 상호 직교하는 방향으로 배치될 수 있다.
이러한 발광 소자(331)들이 형성된 성장 기판(360)을 준비하는 단계(S110)와 배선 기판(310)에 배선 전극(321)들을 형성하는 단계(S120)는 서로 독립적으로 수행될 수 있다. 즉, 도 14에는 두 단계(S110, S120)가 서로 순차적으로 수행되는 예를 도시하고 있으나, 이는 예시에 불과하다.
이후, 도 14 및 도 15를 참조하면, 서로 이격하여 위치하도록 접착제 패턴을 형성(패터닝)하는 단계(S130)가 수행될 수 있다.
이때, 이러한 접착제 패턴은 배선 전극들 중 제1 배선 전극 및 발광 소자들 중 제1 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 형성될 수 있다(제1 접착제 패턴). 즉, 제1 배선 전극(321) 상에 제1 접착제 패턴(344)이 형성되거나 제1 발광 소자(331) 상에 제1 접착제 패턴이 형성될 수 있고, 경우에 따라 제1 배선 전극(321)과 제1 발광 소자(331) 상에 모두 제1 접착제 패턴(344)이 형성될 수 있다. 일례로, 하나의 픽셀을 이루는 적어도 세 개의 배선 전극 상에 접착제 패턴이 형성되는 경우에는 배선 전극 상에만 접착제 패턴이 형성될 수도 있다. 이하, 하나의 픽셀에서 하나의 색상을 발광하는 발광 소자별로 접착제 패턴을 형성하는 예를 설명한다.
도 15를 참조하면, 성장 기판(360) 상에 다수의 청색 발광 소자가 형성된 경우를 예로 들 수 있다. 이러한 다수의 청색 발광 소자 중에서 개별 픽셀에 적어도 하나의 청색 발광 소자가 조립될 수 있도록 선택된 제1 발광 소자(331) 상에 제1 접착제 패턴(344)이 형성될 수 있다. 이때, 별도로 도시되지 않았으나 개별 픽셀에 적어도 하나의 청색 발광 소자가 조립될 수 있도록 선택된 제1 배선 전극(321) 상에도 제1 접착제 패턴(344)이 형성될 수 있다.
제1 접착제 패턴(344)들을 패터닝하는 단계(S130)는 접착 물질을 디스펜싱, 패턴 인쇄 또는 잉크젯 프린팅하여 형성될 수 있다. 접착 물질로 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)가 사용될 수 있다. 접착제 패턴(344)을 형성하는 NCP의 구체적 구성 및 특성은 전술된 바와 같다.
제1 접착제 패턴(344)들을 패터닝하는 단계(S130)를 실행하기 전, 배선 기판(310) 또는 성장 기판(360)에 전도성 입자를 위치시키는 단계가 더 포함될 수 있다.
다음, 도 14 및 도 16을 참조하면, 제1 배선 전극(321)에 발광 소자들 중 제1 발광 소자(331)가 제1 접착제 패턴(344)에 의하여 접착되도록 제1 발광 소자(331)를 제1 배선 전극(321) 상에 전사하는 단계(S140)가 수행될 수 있다.
즉, 제1 접착제 패턴(344)들이 성장 기판(360)에 패터닝되거나, 배선 기판(310)에 패터닝된 후, 제1 발광 소자(331)들은 제1 배선 전극(321)들에 전사될 수 있다(S140). 접착 특성 및 전사 특성을 모두 갖추고 아일랜드화된 제1 접착제 패턴(344)들을 통해 1회의 전사 단계만으로 제1 발광 소자(331)들과 제1 배선 전극(321)들의 결합 쌍이 형성될 수 있다.
이때, 전사 단계와 동시에 또는 전사 단계를 수행한 직후, 액상의 NCP 형태의 제1 접착제 패턴(344)들에 대해 반경화 공정을 진행하여 반고상으로 상 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 반경화 공정은 UV 반경화 공정(UV B-stage)일 수 있다. UV 반경화 공정을 통해 NCP를 구성하는 물질 중 UV B-stage 조성물이 반응하여 제1 접착제 패턴(344)들은 반고상 상태를 갖고, 결합 쌍(BPAR)의 대응되는 제1 발광 소자(331)와 제1 배선 전극(321)은 가접착될 수 있다. 이러한 사항은 뒤에서 설명하는 제2 및 제3 접착제 패턴(345, 346, 347)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 17을 참조하면, 제1 발광 소자(331)들을 제1 배선 전극(321)들에 전사(S140) 후, 성장 기판(360)에 대해 LLO(Laser Lift Off)를 수행할 수 있다. 즉, 성장 기판(360)에 레이저(Laser)가 조사되어, 제1 발광 소자(331)들이 성장 기판(360)으로부터 분리될 수 있다.
이를 통해, 도 18에서 도시하는 바와 같이, 제1 발광 소자(331)들이 성장 기판(360)으로부터 분리되어 제1 배선 전극(321)들에 전사될 수 있다.
이렇게 제1 발광 소자(331)가 성장 기판(360)에서 분리되는 때에 접착제 패턴(344)들이 반고상 형태로 구비되므로, 레이저로 인해 제1 발광 소자(331)에 가해지는 충격이 완화될 수 있다. 또한, 아일랜드화(몰딩화)된 접착제 패턴(344)들은 그 사이의 이격된 공간으로 인하여, 접착 물질의 유동 공간이 충분히 확보됨에 따라 갭 필링 특성이나 본딩 특성 등이 유지될 수 있다. 따라서, 대면적 공정에 대해서도 수율 및 성능을 향상시킬 수 있다.
이후, 도 19 및 도 20을 도 14와 함께 참조하면, 배선 전극들 중 제1 배선 전극(321)에 이웃한 제2 배선 전극(322) 및 발광 소자들 중 제1 발광 소자(331)에 이웃한 제2 발광 소자(332) 중 적어도 어느 하나 상에 제1 접착제 패턴(344)과 높이가 다른 제2 접착제 패턴(345, 356)을 형성(패터닝)하는 단계(S150)가 수행될 수 있다.
즉, 도 19에서 도시하는 바와 같이, 제1 배선 전극(321)에 이웃한 제2 배선 전극(322) 상에 제2 접착제 패턴(345)이 형성되거나 및/또는 도 20에서 도시하는 바와 같이, 제2 발광 소자(332) 상에 제2 접착제 패턴(346)이 형성될 수 있다. 경우에 따라 제2 배선 전극(322)과 제2 발광 소자(332) 상에 모두 제2 접착제 패턴(345, 346)이 형성될 수 있다.
도 19를 참조하면, 제2 접착제 패턴(345)의 높이는 제1 접착제 패턴(344)의 높이와 다를 수 있다. 구체적으로 제2 접착제 패턴(345)의 높이는 제1 접착제 패턴(344)의 높이보다 높을 수 있다.
다음, 도 14 및 도 21을 참조하면, 제2 배선 전극(322)에 발광 소자들 중 제2 발광 소자(332)가 제2 접착제 패턴(345, 346)에 의하여 접착되도록 제2 발광 소자(332)를 제2 배선 전극(322) 상에 전사하는 단계(S160)가 수행될 수 있다.
즉, 도 20에서 도시하는 바와 같이, 제2 접착제 패턴(346)들이 성장 기판(362)에 패터닝되거나, 도 19에서 도시하는 바와 같이, 제2 접착제 패턴(345)들이 배선 기판(310)에 패터닝된 후, 제2 발광 소자(332)들은 제2 배선 전극(322)들에 전사될 수 있다(S160). 접착 특성 및 전사 특성을 모두 갖추고 아일랜드화된 제2 접착제 패턴(345, 346)들을 통해 1회의 전사 단계만으로 제2 발광 소자(332)들과 제2 배선 전극(322)들의 결합 쌍이 형성될 수 있다.
이때, 전사 단계와 동시에 또는 전사 단계를 수행한 직후, 액상의 NCP 형태의 제2 접착제 패턴(345, 346)들에 대해 반경화 공정을 진행하여 반고상으로 상 변화시킬 수 있다. 예를 들어, 반경화 공정은 UV 반경화 공정(UV B-stage)일 수 있다.
도 21을 참조하면, 제2 발광 소자(332)들을 제2 배선 전극(322)들에 전사(S160) 후, 성장 기판(360)에 대해 LLO(Laser Lift Off)를 수행할 수 있다. 즉, 성장 기판(360)의 제2 발광 소자(332)가 위치하는 부분에 레이저(Laser)가 조사되어, 제2 발광 소자(332)들이 성장 기판(360)으로부터 분리될 수 있다.
이를 통해, 도 21에서 도시하는 바와 같이, 제2 발광 소자(332)들이 성장 기판(360)으로부터 분리되어 제1 배선 전극(322)들에 전사될 수 있다. 일례로, 이러한 제2 발광 소자(332)들은 녹색 광을 방출하는 녹색 발광 소자일 수 있다.
이후, 제3 발광 소자(333)에 대해서 동일한 과정이 수행될 수 있다. 이때, 제3 발광 소자(333)는 적색 광을 방출하는 적색 발광 소자일 수 있다.
즉, 제2 배선 전극(322)에 이웃한 제3 배선 전극(323) 상에 제3 접착제 패턴(347)이 형성되거나, 및/또는 제3 발광 소자(333) 상에 제3 접착제 패턴(347)이 형성될 수 있다. 경우에 따라 제3 배선 전극(323)과 제3 발광 소자(333) 상에 모두 제3 접착제 패턴(347)이 형성될 수 있다.
마찬가지로, 제3 접착제 패턴(347)의 높이는 제2 접착제 패턴(345)의 높이와 다를 수 있다. 구체적으로 제3 접착제 패턴(347)의 높이는 제2 접착제 패턴(345)의의 높이보다 높을 수 있다.
다음, 제3 배선 전극(323)에 발광 소자들 중 제3 발광 소자(333)가 제3 접착제 패턴(347)에 의하여 접착되도록 제3 발광 소자(333)를 제3 배선 전극(323) 상에 전사하는 단계가 수행되면 도 22와 같은 상태가 이루어질 수 있다.
만일, 제2 접착제 패턴(345, 346)의 높이가 제1 접착제 패턴(344)의 높이와 동일하다면 제2 발광 소자(332)들은 이전에 전사된 제1 발광 소자(331)과 간섭이 발생하여 실질적으로 제2 발광 소자(332)들이 제2 배선 전극(322)들에 접촉하지 못할 수 있다. 따라서 제2 발광 소자(332)들이 제2 배선 전극(322)들에 전사되지 못할 수 있다.
그러나 제1 접착제 패턴(344)과 제2 접착제 패턴(345, 346)의 높이 차이에 의하여 간섭이 발생하지 않고 제2 발광 소자(332)들은 제2 배선 전극(322)들에 용이하게 전사될 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 의하면 접착제 패턴의 접착성능을 충분히 발휘하기 위해 접착제 패턴이 다회 도포될 수 있다. 또한, 각 접착제 패턴의 도포 두께를 달리하여 전사 공정시 각 접착제 패턴의 높이에 차이를 둠으로써 간섭 현상에 의하여 전사가 되지 않는 현상을 방지할 수 있다.
이때, 일례로, 제1 발광 소자(331)의 전사를 위한 제1 접착제 패턴(344)의 두께는 1 내지 10 ㎛일 수 있고, 이는 제2 발광 소자(332)의 전사를 위한 제2 접착제 패턴(345)과 10 내지 30 ㎛의 차이를 가질 수 있다. 또한, 일례로, 제2 발광 소자(332)의 전사를 위한 제2 접착제 패턴(345)은 이후에 이루어지는 제3 발광 소자(333)의 전사를 위한 제3 접착제 패턴(347)과 10 내지 30 ㎛의 차이를 가질 수 있다.
각 단계별 접착제 패턴, 즉, 제1 접착제 패턴(344), 제2 접착제 패턴(345), 및 제3 접착제 패턴(347)은 UV B-stage를 포함하는 것을 특징으로 한다. 이를 통해 액상에서 반고상으로 상변환됨에 따라 추가 도포시 형태유지가 용이하고, 이후 높은 접착력 및 탄성율로 LLO 공정 시 파손율을 감소시키고 및 수율을 향상시킨다.
이상과 같이, 발광 소자(331, 332, 333)들이 구현하는 컬러에 대응되는 횟수로 발광 소자(331, 332, 333)들을 해당 배선 전극(321, 322, 323)들에 전사하는 단계를 반복하여 각 화소에 대한 전사를 완료할 수 있다.
도 23을 참조하면, 각 화소에 대한 전사 단계를 완료(S160)한 후 결합 쌍들을 열 압착 본딩할 수 있다. 이때, 열 압착 본딩 과정에서 결합 쌍들을 보호하기 위한 임시적으로 구비되는 본딩 기판(370)이 장착된 상태로 해당 과정이 진행되고, 열압착 본딩 과정의 종료 후 본딩 기판(370)은 제거될 수 있다(도 24).
이때, 도 24에서 도시하는 바와 같이, 이러한 열 압착 본딩하는 과정에 의하여 서로 높이가 다른 제1 및 제2 접착제 패턴(344, 345)의 높이가 동일하게 되도록 압착할 수 있다. 또한 제1 내지 제3 접착제 패턴(344, 345, 347)의 높이가 모두 동일하게 될 수 있다.
이와 같은 모든 과정을 거치면 도 10과 같은 상태의 구조가 이루어질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 서로 다른 컬러를 나타내는 발광 소자에 대해 개별적으로 전사 후, 동시에 본딩을 진행함으로써, 순차적 본딩 시 야기될 수 있는 간섭 및 충돌 현상에 의한 점등 불량 문제를 방지할 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 마이크로 LED와 같은 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 발광 소자들이 형성된 성장 기판을 준비하는 단계;
    배선 전극들이 구비된 배선 기판을 준비하는 단계;
    상기 배선 전극들 중 제1 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 제1 접착제 패턴을 형성하는 단계;
    상기 제1 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자가 상기 제1 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제1 발광 소자를 상기 제1 배선 전극 상에 전사하는 단계;
    상기 배선 전극들 중 제1 배선 전극에 이웃한 제2 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제1 발광 소자에 이웃한 제2 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 상기 제1 접착제 패턴과 높이가 다른 제2 접착제 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제2 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제2 발광 소자가 상기 제2 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제2 발광 소자를 상기 제2 배선 전극 상에 전사하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴은 상기 배선 전극들 및 상기 발광 소자들을 접착시키는 접착 특성 및 상기 발광 소자들을 상기 배선 전극들로의 전사에 요구되는 전사 특성을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 접착제 패턴의 높이는 상기 제1 접착제 패턴의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 배선 전극들 중 제2 배선 전극에 이웃한 제3 배선 전극 및 상기 발광 소자들 중 제2 발광 소자에 이웃한 제3 발광 소자 중 적어도 어느 하나 상에 상기 제2 접착제 패턴과 높이가 다른 제3 접착제 패턴을 형성하는 단계; 및
    상기 제3 배선 전극에 상기 발광 소자들 중 제3 발광 소자가 상기 제3 접착제 패턴에 의하여 접착되도록 상기 제3 발광 소자를 상기 제3 배선 전극 상에 전사하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제3 접착제 패턴의 높이는 상기 제2 접착제 패턴의 높이보다 높은 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴을 형성하는 단계는,
    상기 배선 기판에 접착 물질을 디스펜싱, 패턴 인쇄 또는 잉크젯 프린팅하여 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴을 반고상 상태로 상 변화 시키는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  8. 제7항에 있어서, 상기 접착제 패턴들을 반고상 상태로 상 변화하는 단계는,
    UV 반경화 공정(UV B-stage)을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  9. 제7항에 있어서, 상기 접착제 패턴들을 반고상 상태로 상 변화하는 단계를 수행한 후, 상기 성장 기판에 대해 LLO(Laser Lift Off)를 수행하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 발광 소자들에 대해 동시에 열 압착 본딩(bonding)하는 단계를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서, 상기 열 압착 본딩하는 단계는,
    상기 서로 높이가 다른 제1 및 제2 접착제 패턴의 높이가 동일하게 되도록 압착하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 제1 및 제2 접착제 패턴은 각각 반고상으로 상 변화 가능한 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)로 형성되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서, 상기 비전도성 페이스트는 UV(UltraViolet) B-Stage 조성물과 열경화 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, 상기 비전도성 페이스트 중 UV B-Stage 조성물의 함량은 20~50%인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  15. 제12항에 있어서, 상기 비전도성 페이스트의 점도는 10,000~100,000 cps인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제12항에 있어서, 상기 비전도성 페이스트는 아크리렐이트(acrylate) 및 에폭시 아크릴레이트(epoxy acrylate) 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 결합 쌍들 중 하나의 화소를 구성하는 결합 쌍들에 대응되는 접착제 패턴의 곡률은 일정한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 배선 기판;
    상기 배선 기판에 위치하고 단위 화소를 이루는 제1 배선 전극, 제2 배선 전극 및 제3 배선 전극을 포함하는 배선 전극들;
    단위 화소를 이루는 제1 배선 전극, 제2 배선 전극 및 제3 배선 전극과 각각 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자, 제2 발광 소자 및 제3 발광 소자를 포함하는 발광 소자들; 및
    상기 제1 배선 전극과 제1 발광 소자, 상기 제2 배선 전극과 제2 발광 소자, 및 상기 제3 배선 전극과 제3 발광 소자를 각각 접착시키는 접착 특성과 상기 발광 소자들을 상기 배선 전극들로의 전사에 요구되는 전사 특성을 가지고 서로 독립적으로 형성되는 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴을 포함하는 접착제 패턴들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  19. 제18항에 있어서, 상기 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴은 서로 다른 높이를 가진 후에 열 압착 본딩에 의하여 동일한 높이를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  20. 제18항에 있어서, 상기 제1 접착제 패턴, 제2 접착제 패턴 및 제3 접착체 패턴은 각각 반고상으로 상 변화 가능한 비전도성 페이스트(Non-Conductive Paste, NCP)로 형성되고, 상기 비전도성 페이스트는 UV(UltraViolet) B-Stage 조성물과 열경화 조성물을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
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