WO2023136378A1 - 디스플레이 장치 - Google Patents

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WO2023136378A1
WO2023136378A1 PCT/KR2022/000763 KR2022000763W WO2023136378A1 WO 2023136378 A1 WO2023136378 A1 WO 2023136378A1 KR 2022000763 W KR2022000763 W KR 2022000763W WO 2023136378 A1 WO2023136378 A1 WO 2023136378A1
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electrode
assembly
light emitting
hole
semiconductor light
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PCT/KR2022/000763
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English (en)
French (fr)
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안재용
변양우
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LG Display Co Ltd
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LG Electronics Inc
LG Display Co Ltd
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    • H10H29/30—Active-matrix LED displays

Definitions

  • the embodiment relates to a display device.
  • LCDs liquid crystal displays
  • OLED displays OLED displays
  • micro-LED displays micro-LED displays
  • a micro-LED display is a display using a micro-LED, which is a semiconductor light emitting device having a diameter or cross-sectional area of 100 ⁇ m or less, as a display device.
  • Micro-LED display has excellent performance in many characteristics such as contrast ratio, response speed, color reproducibility, viewing angle, brightness, resolution, lifespan, luminous efficiency or luminance because it uses micro-LED, which is a semiconductor light emitting device, as a display element.
  • the micro-LED display has the advantage of being free to adjust the size or resolution as screens can be separated and combined in a modular manner, and can implement a flexible display.
  • Transfer technologies that have recently been developed include a pick and place process, a laser lift-off method, or a self-assembly method.
  • the self-assembly method is a method in which a semiconductor light emitting device finds an assembly position by itself in a fluid, and is an advantageous method for realizing a large-screen display device.
  • the transfer speed can be improved, but the transfer error rate can be increased and the transfer yield is lowered. There is a technical problem.
  • DEP force is required for self-assembly, but when using DEP force, there is a technical contradiction in that the electrical contact characteristics are deteriorated due to the bias of the semiconductor light emitting device.
  • Embodiments are aimed at solving the foregoing and other problems.
  • Another object of the embodiments is to provide a display device capable of improving self-assembly rate and assembly yield.
  • another object of the embodiments is to provide a display device capable of improving a lighting rate by preventing electrical contact failure on the lower side of a semiconductor light emitting device.
  • another object of the embodiments is to provide a display device capable of ensuring a uniform lighting rate between each pixel or each sub-pixel.
  • the display device includes a substrate; a first assembled wiring on the substrate; a second assembly wire on the first assembly wire; an insulating layer between the first assembly wiring and the second assembly wiring; a barrier rib disposed on the second assembly line and having an assembly hole; and a semiconductor light emitting device in the assembly hole, a portion of the second assembly wire is disposed at a center of the assembly hole, and a width of the portion of the second assembly wire may be smaller than a diameter of the assembly hole.
  • the assembly hole may include a first hole region in which the second assembly wire vertically overlaps the first assembly wire; and a second hole region in which the second assembly wire does not vertically overlap with the second assembly wire.
  • the first assembled wiring may include a first bus wiring disposed along a first direction); and a first branch electrode extending from the first bus wiring in a second direction, wherein the second assembled wiring is disposed along the first direction and spaced apart from the first bus wiring. ; and a second branch electrode extending from the second bus wire toward the first bus wire in the second direction.
  • the second branch electrode may vertically overlap the first branch electrode in the first hole area and may not vertically overlap the first branch electrode in the second hole area.
  • the second branch electrode may include a bar electrode disposed across the center of the assembly hole along the second direction.
  • the second branch electrode may include an auxiliary electrode disposed at the center of the assembly hole, having a diameter greater than a width of the bar electrode, and having a circular shape.
  • the second branch electrode may include an auxiliary electrode disposed along the first direction crossing the bar electrode at the center of the assembly hole, having a width greater than that of the bar electrode, and having a polygonal shape.
  • the second branch electrode may include a first auxiliary electrode positioned at a first distance from the second bus wire, crossing the bar electrode, and having a width greater than that of the bar electrode; and a second auxiliary electrode positioned at a second distance from the first bus wire, crossing the bar electrode, and having a width greater than that of the bar electrode.
  • the second branch electrode may include a first bar electrode extending from the center of the assembly hole toward the second bus wiring; a second bar electrode extending in a third direction from the center of the assembly hole; and a third bar electrode extending in a fourth direction from the center of the assembly hole.
  • a width of the first branch electrode may be greater than a diameter of at least the assembly hole, and a width of the second branch electrode may be smaller than a diameter of the assembly hole.
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H, and the width t2 of the second branch electrode 222 is It may be smaller than the diameter D11 of the assembly hole 207H. Accordingly, the assembly hole 207H has a first hole region 207a in which the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 is the first branch electrode ( 212) may include a second hole region 207b that does not vertically overlap.
  • the second branch electrode 222 is applied to the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 for self-assembly, the second branch electrode 222 with the second branch electrode 222 as a reference
  • a first DEP force and a second DEP force may be formed in the second hole region 207b located on both sides of the .
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m disposed across the center of the assembly hole 207H.
  • a distance d1 between the bar electrode 222m and the first inner side 231 of the assembly hole 207H and a distance d2 between the bar electrode 222m and the second inner side 232 of the assembly hole 207H ) is the same, the first DEP force formed in the first hole region 207a and the second DEP force formed in the second hole region 207b are equal. Accordingly, during self-assembly, the semiconductor light emitting device inserted into the assembly hole 207H is not biased toward one side of the assembly hole 207H, for example, the first inner side 231 or the second inner side 232, and the center of the assembly hole 207H ( 207H) or the center of the second branch electrode 222.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be positioned in the assembly hole 207H and fixed by the first DEP force and the second DEP force. Since the semiconductor light emitting device 150 is fixed within the assembly hole 207H by the first DEP force and the second DEP force, it does not leave the assembly hole 207H even after the self-assembly process is completed, thereby increasing the self-assembly rate and assembly yield. This can be significantly improved.
  • the second branch electrode 222 used as the lower electrode wiring is disposed at the center of the assembly hole 207H, and the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 may directly contact the upper surface of the second branch electrode 222. .
  • the entire area of the second branch electrode 222 may be in contact with the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 . Therefore, since electrical contact failure between the semiconductor light emitting device 150 and the second branch electrode 222 is prevented in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels, the lighting rate can be remarkably improved.
  • the contact area between the semiconductor light emitting device 150 and the second branch electrode 222 is the same in each of the plurality of sub-pixels of each of the plurality of pixels, it is possible to secure a uniform lighting rate between the plurality of pixels or among the plurality of sub-pixels.
  • the width t2 of the second branch electrode 222 is relatively smaller than the diameter of the semiconductor light emitting device 150, when the semiconductor light emitting device 150 is positioned in the assembly hole 207H, the second branch Since it is difficult to support the electrode 222 on the narrow width t2 , the semiconductor light emitting device 150 may be shaken left and right on the second branch electrode 222 and eventually be biased to one side.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be positioned properly by preventing the light emitting device 150 from being biased to one side due to shaking of the light emitting device 150 from side to side.
  • FIG. 1 illustrates a living room of a house in which a display device according to an exemplary embodiment is disposed.
  • FIG. 2 is a schematic block diagram of a display device according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a pixel of FIG. 2 .
  • FIG. 4 is an enlarged view of a first panel area in the display device of FIG. 1 .
  • FIG. 5 is an enlarged view of area A2 of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a view showing an example in which a light emitting device according to an embodiment is assembled to a substrate by a self-assembly method.
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of area A3 of FIG. 6 .
  • 8A to 8B are self-assembly diagrams of a display device according to an internal technology.
  • 8C is a picture of self-assembly in a display device according to an internal technology.
  • 8D is a diagram illustrating a tilt phenomenon that occurs when a display device is self-assembled according to an internal technology.
  • FIB focused ion beam
  • FIG 9 is a plan view illustrating the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line C1-C2 of FIG. 9 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line D1-D2 of FIG. 9 .
  • 12A to 12C show a process of forming a first assembly line, a second assembly line, and an assembly hole.
  • 13A and 13B show a process of assembling a semiconductor light emitting device.
  • FIG. 14 shows a light emission process of the display device according to the first embodiment.
  • 15 is a plan view illustrating a display device according to a second embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of region E of FIG. 15 .
  • Fig. 17 is a plan view showing a display device according to a third embodiment.
  • FIG. 18 is a plan view illustrating a display device according to a fourth embodiment.
  • 19 is a plan view illustrating a display device according to a fifth embodiment.
  • the display device described in this specification includes a TV, a Shinage, a mobile phone, a smart phone, a head-up display (HUD) for a car, a backlight unit for a laptop computer, a display for VR or AR, and the like.
  • a TV a Shinage
  • a mobile phone a smart phone
  • a head-up display HUD
  • a backlight unit for a laptop computer
  • a display for VR or AR and the like.
  • the configuration according to the embodiment described in this specification can be applied to a device capable of displaying even a new product type to be developed in the future.
  • FIG. 1 illustrates a living room of a house in which a display device according to an exemplary embodiment is disposed.
  • the display device 100 of the embodiment may display the status of various electronic products such as a washing machine 101, a robot cleaner 102, and an air purifier 103, and may display the status of each electronic product and an IOT based and can control each electronic product based on the user's setting data.
  • various electronic products such as a washing machine 101, a robot cleaner 102, and an air purifier 103
  • the display device 100 may include a flexible display fabricated on a thin and flexible substrate.
  • a flexible display can be bent or rolled like paper while maintaining characteristics of a conventional flat panel display.
  • a unit pixel means a minimum unit for implementing one color.
  • a unit pixel of the flexible display may be implemented by a light emitting device.
  • the light emitting device may be a Micro-LED or a Nano-LED, but is not limited thereto.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a display device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating an example of a pixel of FIG. 2 .
  • a display device may include a display panel 10 , a driving circuit 20 , a scan driving unit 30 and a power supply circuit 50 .
  • the display device 100 may drive a light emitting element in an active matrix (AM) method or a passive matrix (PM) method.
  • AM active matrix
  • PM passive matrix
  • the driving circuit 20 may include a data driver 21 and a timing controller 22 .
  • the display panel 10 may be formed in a rectangular shape, but is not limited thereto. That is, the display panel 10 may be formed in a circular or elliptical shape. At least one side of the display panel 10 may be formed to be bent with a predetermined curvature.
  • the display panel 10 may be divided into a display area DA and a non-display area NDA disposed around the display area DA.
  • the display area DA is an area where the pixels PX are formed to display an image.
  • the display panel 10 includes data lines (D1 to Dm, where m is an integer greater than or equal to 2), scan lines (S1 to Sn, where n is an integer greater than or equal to 2) crossing the data lines (D1 to Dm), and a high potential voltage.
  • pixels PXs connected to the high potential voltage line VDDL supplied, the low potential voltage line VSSL supplied with the low potential voltage, and the data lines D1 to Dm and the scan lines S1 to Sn can include
  • Each of the pixels PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • the first sub-pixel PX1 emits light of a first color of a first main wavelength
  • the second sub-pixel PX2 emits light of a second color of a second main wavelength
  • the third sub-pixel PX3 emits light of a second color.
  • a third color light having a third main wavelength may be emitted.
  • the first color light may be red light
  • the second color light may be green light
  • the third color light may be blue light, but are not limited thereto.
  • FIG. 2 it is illustrated that each of the pixels PX includes three sub-pixels, but is not limited thereto. That is, each of the pixels PX may include four or more sub-pixels.
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 includes at least one of the data lines D1 to Dm, at least one of the scan lines S1 to Sn, and a high voltage signal. It can be connected to the upper voltage line (VDDL).
  • the first sub-pixel PX1 may include light emitting elements LD, a plurality of transistors for supplying current to the light emitting elements LD, and at least one capacitor Cst.
  • each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 may include only one light emitting element LD and at least one capacitor Cst. may be
  • Each of the light emitting elements LD may be a semiconductor light emitting diode including a first electrode, a plurality of conductive semiconductor layers, and a second electrode.
  • the first electrode may be an anode electrode and the second electrode may be a cathode electrode, but is not limited thereto.
  • the light emitting device LD may be one of a horizontal light emitting device, a flip chip type light emitting device, and a vertical light emitting device.
  • the plurality of transistors may include a driving transistor DT supplying current to the light emitting elements LD and a scan transistor ST supplying a data voltage to a gate electrode of the driving transistor DT, as shown in FIG. 3 .
  • the driving transistor DT has a gate electrode connected to the source electrode of the scan transistor ST, a source electrode connected to the high potential voltage line VDDL to which a high potential voltage is applied, and first electrodes of the light emitting elements LD.
  • a connected drain electrode may be included.
  • the scan transistor ST has a gate electrode connected to the scan line (Sk, k is an integer satisfying 1 ⁇ k ⁇ n), a source electrode connected to the gate electrode of the driving transistor DT, and data lines Dj, j an integer that satisfies 1 ⁇ j ⁇ m).
  • the capacitor Cst is formed between the gate electrode and the source electrode of the driving transistor DT.
  • the storage capacitor Cst charges a difference between the gate voltage and the source voltage of the driving transistor DT.
  • the driving transistor DT and the scan transistor ST may be formed of thin film transistors.
  • the driving transistor DT and the scan transistor ST have been mainly described as being formed of P-type MOSFETs (Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistors), but the present invention is not limited thereto.
  • the driving transistor DT and the scan transistor ST may be formed of N-type MOSFETs. In this case, positions of the source and drain electrodes of the driving transistor DT and the scan transistor ST may be changed.
  • each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 includes one driving transistor DT, one scan transistor ST, and one capacitor ( 2T1C (2 Transistor - 1 capacitor) having Cst) is illustrated, but the present invention is not limited thereto.
  • Each of the first sub-pixel PX1 , the second sub-pixel PX2 , and the third sub-pixel PX3 may include a plurality of scan transistors ST and a plurality of capacitors Cst.
  • the second sub-pixel PX2 and the third sub-pixel PX3 may be expressed with substantially the same circuit diagram as the first sub-pixel PX1 , a detailed description thereof will be omitted.
  • the driving circuit 20 outputs signals and voltages for driving the display panel 10 .
  • the driving circuit 20 may include a data driver 21 and a timing controller 22 .
  • the data driver 21 receives digital video data DATA and a source control signal DCS from the timing controller 22 .
  • the data driver 21 converts the digital video data DATA into analog data voltages according to the source control signal DCS and supplies them to the data lines D1 to Dm of the display panel 10 .
  • the timing controller 22 receives digital video data DATA and timing signals from the host system.
  • the timing signals may include a vertical sync signal, a horizontal sync signal, a data enable signal, and a dot clock.
  • the host system may be an application processor of a smart phone or tablet PC, a monitor, a system on chip of a TV, and the like.
  • the timing controller 22 generates control signals for controlling operation timings of the data driver 21 and the scan driver 30 .
  • the control signals may include a source control signal DCS for controlling the operation timing of the data driver 21 and a scan control signal SCS for controlling the operation timing of the scan driver 30 .
  • the driving circuit 20 may be disposed in the non-display area NDA provided on one side of the display panel 10 .
  • the driving circuit 20 may be formed of an integrated circuit (IC) and mounted on the display panel 10 using a chip on glass (COG) method, a chip on plastic (COP) method, or an ultrasonic bonding method.
  • COG chip on glass
  • COP chip on plastic
  • ultrasonic bonding method The present invention is not limited to this.
  • the driving circuit 20 may be mounted on a circuit board (not shown) instead of the display panel 10 .
  • the data driver 21 may be mounted on the display panel 10 using a chip on glass (COG) method, a chip on plastic (COP) method, or an ultrasonic bonding method, and the timing controller 22 may be mounted on a circuit board. there is.
  • COG chip on glass
  • COP chip on plastic
  • the scan driver 30 receives the scan control signal SCS from the timing controller 22 .
  • the scan driver 30 generates scan signals according to the scan control signal SCS and supplies them to the scan lines S1 to Sn of the display panel 10 .
  • the scan driver 30 may include a plurality of transistors and be formed in the non-display area NDA of the display panel 10 .
  • the scan driver 30 may be formed as an integrated circuit, and in this case, it may be mounted on a gate flexible film attached to the other side of the display panel 10 .
  • the circuit board may be attached to pads provided on one edge of the display panel 10 using an anisotropic conductive film. Due to this, the lead lines of the circuit board may be electrically connected to the pads.
  • the circuit board may be a flexible printed circuit board, a printed circuit board, or a flexible film such as a chip on film. The circuit board may be bent under the display panel 10 . Accordingly, one side of the circuit board may be attached to one edge of the display panel 10 and the other side may be disposed under the display panel 10 and connected to a system board on which a host system is mounted.
  • the power supply circuit 50 may generate voltages necessary for driving the display panel 10 from the main power supplied from the system board and supply the voltages to the display panel 10 .
  • the power supply circuit 50 generates a high potential voltage (VDD) and a low potential voltage (VSS) for driving the light emitting elements (LD) of the display panel 10 from the main power supply to generate the display panel 10. can be supplied to the high potential voltage line (VDDL) and the low potential voltage line (VSSL).
  • the power supply circuit 50 may generate and supply driving voltages for driving the driving circuit 20 and the scan driving unit 30 from the main power.
  • FIG. 4 is an enlarged view of a first panel area in the display device of FIG. 3;
  • the display device 100 of the embodiment may be manufactured by mechanically and electrically connecting a plurality of panel areas such as the first panel area A1 by tiling.
  • the first panel area A1 may include a plurality of semiconductor light emitting devices 150 arranged for each unit pixel (PX in FIG. 2 ).
  • the unit pixel PX may include a first sub-pixel PX1 , a second sub-pixel PX2 , and a third sub-pixel PX3 .
  • a plurality of red semiconductor light emitting elements 150R are disposed in the first sub-pixel PX1
  • a plurality of green semiconductor light emitting elements 150G are disposed in the second sub-pixel PX2
  • a plurality of blue semiconductor light emitting elements 150B may be disposed in the third sub-pixel PX3.
  • the unit pixel PX may further include a fourth sub-pixel in which the semiconductor light emitting device is not disposed, but is not limited thereto.
  • FIG. 5 is an enlarged view of area A2 of FIG. 4 .
  • a display device 100 may include a substrate 200 , assembled wires 201 and 202 , an insulating layer 206 , and a plurality of semiconductor light emitting devices 150 . More components than this may be included.
  • the assembly line may include a first assembly line 201 and a second assembly line 202 spaced apart from each other.
  • the first assembling wire 201 and the second assembling wire 202 may be provided to generate a dielectrophoretic force (DEP force) for assembling the semiconductor light emitting device 150 .
  • the semiconductor light emitting device 150 may be one of a horizontal semiconductor light emitting device, a flip chip semiconductor light emitting device, and a vertical semiconductor light emitting device.
  • the semiconductor light emitting device 150 may include a red semiconductor light emitting device 150, a green semiconductor light emitting device 150G, and a blue semiconductor light emitting device 150B0 to form a sub-pixel, but is not limited thereto.
  • red phosphor and green phosphor may be provided to implement red and green, respectively.
  • the substrate 200 may be a support member for supporting components disposed on the substrate 200 or a protection member for protecting components.
  • the substrate 200 may be a rigid substrate or a flexible substrate.
  • the substrate 200 may be formed of sapphire, glass, silicon or polyimide.
  • the substrate 200 may include a flexible material such as polyethylene naphthalate (PEN) or polyethylene terephthalate (PET).
  • PEN polyethylene naphthalate
  • PET polyethylene terephthalate
  • the substrate 200 may be a transparent material, but is not limited thereto.
  • the substrate 200 may function as a support substrate in a display panel, and may function as a substrate for assembly when self-assembling a light emitting device.
  • the substrate 200 may be a backplane provided with circuits in the sub-pixels PX1, PX2, and PX3 shown in FIGS. 2 and 3, for example, transistors ST and DT, capacitors Cst, and signal wires. However, it is not limited thereto.
  • the insulating layer 206 may include an insulating and flexible organic material such as polyimide, PAC, PEN, PET, polymer, etc., or an inorganic material such as silicon oxide (SiO2) or silicon nitride series (SiNx), and may include a substrate. 200 and may form a single substrate.
  • an insulating and flexible organic material such as polyimide, PAC, PEN, PET, polymer, etc.
  • an inorganic material such as silicon oxide (SiO2) or silicon nitride series (SiNx)
  • the insulating layer 206 may be a conductive adhesive layer having adhesiveness and conductivity, and the conductive adhesive layer may have flexibility and thus enable a flexible function of the display device.
  • the insulating layer 206 may be an anisotropy conductive film (ACF) or a conductive adhesive layer such as an anisotropic conductive medium or a solution containing conductive particles.
  • the conductive adhesive layer may be a layer that is electrically conductive in a direction perpendicular to the thickness but electrically insulating in a direction horizontal to the thickness.
  • the insulating layer 206 may include an assembly hole 203 into which the semiconductor light emitting device 150 is inserted. Therefore, during self-assembly, the semiconductor light emitting device 150 can be easily inserted into the assembly hole 203 of the insulating layer 206 .
  • the assembly hole 203 may be called an insertion hole, a fixing hole, an alignment hole, or the like.
  • the assembly hole 203 may also be called a hole.
  • the assembly hole 203 may be called a hole, groove, groove, recess, pocket, or the like.
  • the assembly hole 203 may be different according to the shape of the semiconductor light emitting device 150 .
  • each of a red semiconductor light emitting device, a green semiconductor light emitting device, and a blue semiconductor light emitting device may have a different shape, and may have an assembly hole 203 having a shape corresponding to the shape of each of these semiconductor light emitting devices.
  • the assembly hole 203 may include a first assembly hole for assembling a red semiconductor light emitting device, a second assembly hole for assembling a green semiconductor light emitting device, and a third assembly hole for assembling a blue semiconductor light emitting device. there is.
  • the red semiconductor light emitting device has a circular shape
  • the green semiconductor light emitting device has a first elliptical shape having a first minor axis and a second major axis
  • the blue semiconductor light emitting device has a second elliptical shape having a second minor axis and a second major axis. may, but is not limited thereto.
  • the second major axis of the elliptical shape of the blue semiconductor light emitting device may be greater than the second major axis of the elliptical shape of the green semiconductor light emitting device, and the second minor axis of the elliptical shape of the blue semiconductor light emitting device may be smaller than the first minor axis of the elliptical shape of the green semiconductor light emitting device.
  • a method of mounting the semiconductor light emitting device 150 on the substrate 200 may include, for example, a self-assembly method (FIG. 6) and a transfer method.
  • FIG. 6 is a view showing an example in which a light emitting device according to an embodiment is assembled to a substrate by a self-assembly method
  • FIG. 7 is a partially enlarged view of an area A3 of FIG. 6
  • 7 is a diagram showing a state in which area A3 is rotated 180 degrees for convenience of description.
  • FIGS. 6 and 7 An example of assembling the semiconductor light emitting device according to the embodiment to a display panel by a self-assembly method using an electromagnetic field will be described based on FIGS. 6 and 7 .
  • the assembly substrate 200 described below may also function as a panel substrate 200a in a display device after assembling a light emitting device, but the embodiment is not limited thereto.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be put into a chamber 1300 filled with a fluid 1200, and the semiconductor light emitting device 150 may be assembled by a magnetic field generated from the assembly device 1100. 200) can be moved. At this time, the light emitting device 150 adjacent to the assembly hole 207H of the assembly board 200 may be assembled into the assembly hole 207H by the DEP force generated by the electric field of the assembly lines.
  • the fluid 1200 may be water such as ultrapure water, but is not limited thereto.
  • a chamber may also be called a water bath, container, vessel, or the like.
  • the assembly substrate 200 may be disposed on the chamber 1300 .
  • the assembly substrate 200 may be put into the chamber 1300 .
  • the semiconductor light emitting device 150 may be implemented as a vertical type semiconductor light emitting device as shown, but is not limited thereto and a horizontal type light emitting device may be employed.
  • the semiconductor light emitting device 150 may include a magnetic layer (not shown) having a magnetic material.
  • the magnetic layer may include a metal having magnetism, such as nickel (Ni). Since the semiconductor light emitting device 150 injected into the fluid includes a magnetic layer, it can move to the assembly substrate 200 by a magnetic field generated from the assembly device 1100 .
  • the magnetic layer may be disposed above or below or on both sides of the light emitting element.
  • the semiconductor light emitting device 150 may include a passivation layer 156 surrounding top and side surfaces.
  • the passivation layer 156 may be formed of an inorganic insulator such as silica or alumina through PECVD, LPCVD, sputtering deposition, or the like.
  • the passivation layer 156 may be formed by spin-coating an organic material such as photoresist or a polymer material.
  • the semiconductor light emitting device 150 may include a first conductivity type semiconductor layer 152a, a second conductivity type semiconductor layer 152c, and an active layer 152b disposed therebetween.
  • the first conductivity type semiconductor layer 152a may be an n-type semiconductor layer
  • the second conductivity type semiconductor layer 152c may be a p-type semiconductor layer, but is not limited thereto.
  • the first conductivity type semiconductor layer 152a, the second conductivity type semiconductor layer 152c, and the active layer 152b disposed therebetween may constitute the light emitting unit 152.
  • the light emitting unit 152 may be called a light emitting layer, a light emitting region, or the like.
  • a first electrode (layer) 154a may be disposed under the first conductivity-type semiconductor layer 152a, and a second electrode (layer) 154b may be disposed on the second conductivity-type semiconductor layer 152c. there is. To this end, a partial region of the first conductivity type semiconductor layer 152a or the second conductivity type semiconductor layer 152c may be exposed to the outside. Accordingly, in a manufacturing process of a display device after the semiconductor light emitting device 150 is assembled to the assembly substrate 200 , a portion of the passivation layer 156 may be etched.
  • the first electrode 154a may include at least one layer.
  • the first electrode 154a may include an ohmic layer, a reflective layer, a magnetic layer, a conductive layer, an anti-oxidation layer, an adhesive layer, and the like.
  • the ohmic layer may include Au or AuBe.
  • the reflective layer may include Al, Ag, or the like.
  • the magnetic layer may include Ni, Co, or the like.
  • the conductive layer may include Cu or the like.
  • the anti-oxidation layer may include Mo or the like.
  • the adhesive layer may include Cr, Ti, or the like.
  • the second electrode 154b may include a transparent conductive layer.
  • the second electrode 154b may include ITO, IZO, or the like.
  • the assembly substrate 200 may include a pair of first and second assembly wires 201 and 202 corresponding to each of the semiconductor light emitting devices 150 to be assembled.
  • Each of the first assembly line 201 and the second assembly line 202 may be formed by multiple stacking of a single metal, metal alloy, or metal oxide.
  • each of the first assembly line 201 and the second assembly line 202 is Cu, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf It may be formed including at least one of and is not limited thereto.
  • each of the first assembly line 201 and the second assembly line 202 is indium tin oxide (ITO), indium zinc oxide (IZO), indium zinc tin oxide (IZTO), indium aluminum zinc oxide (IAZO), or IGZO ( indium gallium zinc oxide), IGTO (indium gallium tin oxide), AZO (aluminum zinc oxide), ATO (antimony tin oxide), GZO (gallium zinc oxide), IZON (IZO Nitride), AGZO (Al-Ga ZnO), IGZO (In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, and Ni/IrOx/Au/ITO.
  • An electric field is formed between the first assembly line 201 and the second assembly line 202 as AC voltage is applied, and the semiconductor light emitting device 150 injected into the assembly hole 207H is fixed by the DEP force caused by the electric field. It can be.
  • the distance between the first assembly line 201 and the second assembly line 202 may be smaller than the width of the semiconductor light emitting device 150 and the width of the assembly hole 207H, and assembly of the semiconductor light emitting device 150 using an electric field. The position can be fixed more precisely.
  • An insulating layer 215 is formed on the first assembly wiring 201 and the second assembly wiring 202 to protect the first assembly wiring 201 and the second assembly wiring 202 from the fluid 1200, and Leakage of current flowing through the first assembly line 201 and the second assembly line 202 can be prevented.
  • the insulating layer 215 may be formed of a single layer or multiple layers of an inorganic insulator such as silica or alumina or an organic insulator.
  • the insulating layer 215 may have a minimum thickness to prevent damage to the first assembly line 201 and the second assembly line 202 when the semiconductor light emitting device 150 is assembled, and the semiconductor light emitting device 150 may have a maximum thickness for being stably assembled.
  • a barrier rib 207 may be formed on the insulating layer 215 . A portion of the barrier rib 207 may be positioned above the first assembly line 201 and the second assembly line 202 , and the remaining area may be positioned above the assembly substrate 200 .
  • the assembly substrate 200 when the assembly substrate 200 is manufactured, some of the barrier ribs formed on the insulating layer 215 are removed, so that the assembly holes 207H through which the semiconductor light emitting devices 150 are coupled and assembled to the assembly substrate 200 are formed. can be formed
  • An assembly hole 207H to which the semiconductor light emitting devices 150 are coupled is formed in the assembly substrate 200 , and a surface on which the assembly hole 207H is formed may contact the fluid 1200 .
  • the assembly hole 207H may guide an accurate assembly position of the semiconductor light emitting device 150 .
  • the assembly hole 207H may have a shape and size corresponding to the shape of the semiconductor light emitting device 150 to be assembled at the corresponding position. Accordingly, it is possible to prevent another semiconductor light emitting device or a plurality of semiconductor light emitting devices from being assembled into the assembly hole 207H.
  • the assembly device 1100 applying a magnetic field may move along the assembly substrate 200 .
  • Assembling device 1100 may be a permanent magnet or an electromagnet.
  • the assembly device 1100 may move in a state of being in contact with the assembly substrate 200 in order to maximize the area of the magnetic field into the fluid 1200 .
  • the assembly device 1100 may include a plurality of magnetic bodies or may include magnetic bodies having a size corresponding to that of the assembly substrate 200 . In this case, the moving distance of the assembling device 1100 may be limited within a predetermined range.
  • the semiconductor light emitting device 150 in the chamber 1300 may move toward the assembly device 1100 and the assembly substrate 200 by the magnetic field generated by the assembly device 1100 .
  • the semiconductor light emitting device 150 enters into the assembly hole 207H by DEP force generated by the electric field between the assembly lines 201 and 202 while moving toward the assembly device 1100 and is fixed.
  • the first and second assembled wires 201 and 202 form an electric field by AC power, and a DEP force may be formed between the assembled wires 201 and 202 by the electric field.
  • the semiconductor light emitting device 150 can be fixed to the assembly hole 207H on the assembly substrate 200 by this DEP force.
  • a predetermined solder layer (not shown) is formed between the light emitting element 150 assembled on the assembly hole 207H of the assembly board 200 and the assembly wires 201 and 202 to increase the bonding strength of the light emitting element 150. can improve
  • a molding layer (not shown) may be formed in the assembly hole 207H of the assembly substrate 200 .
  • the molding layer may be a transparent resin or a resin containing a reflective material or a scattering material.
  • a Vdd line is disposed between the first assembly line 201 and the second assembly line 202 and may be used as an electrode wire to electrically contact the semiconductor light emitting device 150 .
  • the semiconductor light emitting device 150 is miniaturized, the distance between the first assembly wiring 201 and the second assembly wiring 202 also narrows, and the first assembly wiring 201 and the second assembly wiring 202 When the gap between them is narrowed, a problem in which the first assembly line 201 or the second assembly line 202 is electrically shorted with the Vdd line may occur.
  • FIGS. 8A to 8B are examples of self-assembly in the display device 300 according to the internal technology
  • FIG. 8C is a picture of the self-assembly in the display device according to the internal technology.
  • either the first assembly line 201 or the second assembly line 202 is contacted with the bonding metal 155 of the semiconductor light emitting device 150 through a bonding process. is making
  • the existing Vdd line is omitted as shown in FIGS. Use the method to open with . Since the Vdd line is omitted, the distance between the first assembly line 201 and the second assembly line 202 can be further narrowed, so that the semiconductor light emitting device 150 can be easily miniaturized.
  • the semiconductor light emitting device 150 brought to the first assembly line 201 by the DEP in the fluid contacts the first assembly line 201 and becomes conductive. Accordingly, the electric field force is concentrated on the second assembly wiring 202 that is not opened by the insulating layer 215, and as a result, there is a problem in that assembly is biased in one direction.
  • a contact area C between the bonding metal 155 of the semiconductor light emitting device 150 and the first assembled wiring 201 functioning as a panel electrode is very small, so that contact failure may occur.
  • DEP force is required for self-assembly, but when using DEP force, there is a technical contradiction in that the electrical contact characteristics are deteriorated due to the bias of the semiconductor light emitting device.
  • FIG. 8D is a diagram illustrating a tilt phenomenon that may occur during self-assembly according to an internal technology.
  • the insulating layer 215 is disposed on the first and second assembly wires 201 and 202 on the assembly board 200, and the assembly hole 207H is set by the assembly partition wall 207. Then, self-assembly of the semiconductor light emitting device 150 by DEP force was performed. However, according to the internal technology, the electric field force is concentrated in the second assembly wire 202, and as a result, there is a problem that the assembly is biased in one direction. has been studied
  • FIG. 8e is a FIB (focused ion beam) photograph of a light emitting device (chip) and bonding metal in a display panel according to an internal technology
  • FIG. 8f is lighting data in a display panel according to an internal technology.
  • the surface morphology of the back bonding metal is poor, and the contact characteristics between the back bonding metal of the light emitting device and the panel wiring are not good, resulting in lighting defects.
  • the rear bonding metal is in direct contact with the assembled wires 201 and 202, but electrical contact failure occurs due to uneven surface of the bonding metal.
  • materials such as Ti, Cu, Pt, Ag, and Au can be used for the electrode layer of the light emitting element.
  • a bonding metal such as Sn or In is formed on the electrode layer of these materials, the surface becomes bumpy due to agglomeration, etc. .
  • the deposition rate was increased to improve the surface characteristics of the bonding metal, but even if the agglomeration phenomenon was partially alleviated, another problem was found that the grain size decreased as the deposition rate increased and the contact force decreased, and the surface characteristics of the bonding metal It was not an easy situation to improve.
  • FIGS. 9 to 19 Descriptions omitted below can be readily understood from the descriptions given above in connection with FIGS. 1 to 8 and the corresponding figures.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along line C1-C2 of FIG. 9 .
  • FIG. 11 is a cross-sectional view taken along line D1-D2 of FIG. 9 .
  • the display device 301 includes a substrate 200, a first assembly line 210, a second assembly line 220, an insulating layer 215, a barrier rib ( 207) and the semiconductor light emitting device 150.
  • the substrate 200 may be used as an assembly substrate for assembling the semiconductor light emitting device 150 during a self-assembly process, and may be used as a display substrate for supporting various components and displaying images during product shipment.
  • a plurality of pixels may be included on the substrate 200 .
  • 9 to 11 illustrate one pixel among a plurality of pixels, and each of the plurality of pixels may have the same structure as shown in FIGS. 9 to 11 .
  • the semiconductor light emitting devices 150 disposed in a plurality of sub-pixels included in each of a plurality of pixels may emit light of different colors.
  • the semiconductor light emitting device 150 includes a first semiconductor light emitting device disposed in a first sub-pixel and emitting light of a first color, a second semiconductor light emitting device disposed in a second sub-pixel and emitting light of a second color, and a second semiconductor light emitting device disposed in a second sub-pixel and emitting light of a second color.
  • the first color light may be red light
  • the second color light may be green light
  • the third color light may be blue light, but are not limited thereto.
  • a part of the first assembly wire 210 and a part of the second assembly wire 220 may vertically overlap each other.
  • the assembly hole 207H may be formed on the vertically overlapping first assembly line 210 or the second assembly line 220 .
  • the assembly hole 207H may be formed in the partition wall 207 .
  • the semiconductor light emitting device 150 may be disposed in the assembly hole 207H.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be assembled in the assembly hole 207H by the vertically overlapping first assembly line 210 and the second assembly line 220 . Accordingly, as shown in FIG. 8B, the problem that the semiconductor light emitting device 150 is assembled in one direction, and the semiconductor light emitting device 150 is assembled in one direction, the semiconductor light emitting device 150 and the first assembly It is possible to solve problems of poor lighting rate and reduced yield due to poor contact due to the decrease in the contact area C between the electrodes 201 . In addition, as shown in FIG. 8D , problems of lighting rate failure and yield reduction caused by the semiconductor light emitting device 150 being tilted within the assembly hole 207H can be solved.
  • a part of the first assembly wire 210 is disposed at the center of the assembly hole 207H, and a part of the second assembly wire 220 is disposed at the center of the assembly hole 207H. It can be.
  • the first assembled wiring 210 may include a first bus wiring 211 and a first branch electrode 212 .
  • the first bus wire 211 may be disposed along the first direction 311 .
  • the first branch electrode 212 may extend from the first bus wire 211 along the second direction 312 .
  • the second assembled wiring 220 may include a second bus wiring 221 and a second branch electrode 222 .
  • the second bus wire 221 may be disposed along the first direction 311 .
  • the second bus wires 221 are spaced apart from the first bus wires 211 and may be arranged in parallel or parallel to each other.
  • the second branch electrode 222 may extend from the second bus wire 221 along the second direction 312 .
  • the second branch electrode 222 may extend from the second bus wire 221 toward the first bus wire 211 .
  • width W1 of the first bus wire 211 and the width W2 of the second bus wire 221 may be the same, but are not limited thereto.
  • Each of the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 may be called a bar electrode, a rod electrode, a string electrode, or the like.
  • the first branch electrode 212 extends from the first bus wire 211 into the assembly hole 207H
  • the second branch electrode 222 extends from the second bus wire 221 into the assembly hole 207H. It can be.
  • the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 may vertically overlap each other in the assembly hole 207H.
  • the first branch electrode 212 does not overlap with the second bus wire 221 and the second branch electrode 222 does not overlap with the first bus wire 211, but this is not limited thereto. . That is, the first branch electrode 212 may extend from the first bus wire 211 and partially overlap the second bus wire 221 . The second branch electrode 222 may extend from the second bus wire 221 and overlap a portion of the first bus wire 211 .
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H, and the width t2 of the second branch electrode 222 is the diameter D11 of the assembly hole 207H. ) can be smaller than
  • the assembly hole 207H may include a first hole area 207a and a second hole area 207b.
  • the first hole area 207a may be an area where the second assembly line 220 vertically overlaps the first assembly line 210 .
  • the first hole region 207a may be a region where the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 .
  • the second hole region 207b may be an area where the second assembly line 220 does not vertically overlap the first assembly line 210 .
  • the second hole region 207b may be a region in which the second branch electrode 222 does not vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 in the first hole region 207a and vertically overlaps the first branch electrode 212 in the second hole region 207b. may not overlap.
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m disposed across the center of the assembly hole 207H along the second direction 312 .
  • the first hole region 207a is a hole region vertically corresponding to the bar electrode 222m in the assembly hole 207H
  • the second hole region 207b is a hole region in the assembly hole 207H that corresponds to the bar electrode 222m. It may be a hole area that does not correspond perpendicular to . That is, the first hole region 207a may be positioned on the bar electrode 222m, and the second hole region 207b may be positioned on both sides of the bar electrode 222m.
  • a distance d1 between the bar electrode 222m and the first inner side 231 of the assembly hole 207H and a distance d2 between the bar electrode 222m and the second inner side 232 of the assembly hole 207H ) can be the same.
  • the first inner side 231 and the second inner side 232 may face each other.
  • the first inner side 231 and the second inner side 232 may be located on the first direction 311 .
  • each of the second hole regions 207b located on both sides of the bar electrode 222m may be the same.
  • the area of the second hole region 207b located on the left side of the bar electrode 222m may be the same as the area of the second hole region 207b located on the right side of the bar electrode 222m.
  • the area of each of the second hole regions 207b located on both sides of the bar electrode 222m is the same, which is perpendicular to the second hole region 207b located on both sides of the bar electrode 222m. It may mean that the area of the first branch electrode 212 corresponding to .
  • an AC voltage is applied to the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222, and DEP force may be formed by an electric field.
  • the DEP force formed in each of the second hole regions 207b may be uniform and the same. Accordingly, the semiconductor light emitting device 150 may be assembled and fixed in place within the assembly hole 207H.
  • FIGS. 12A to 12C show a process of forming the first assembly line 210, the second assembly line 220, and the assembly hole 207H.
  • a first assembly wire 210 including a first bus wire 211 and a first branch electrode 212 may be formed on the substrate 200 .
  • the first bus wiring 211 is formed along the first direction 311
  • the first branch electrode 212 extends from the first bus wiring 211 and is formed along the second direction 312.
  • a second assembly wire 220 including the second bus wire 221 and the second branch electrode 222 may be formed.
  • the second bus wiring 221 is formed along the first direction 311, and the second branch electrode 222 extends from the second bus wiring 221 and is formed along the second direction 312.
  • the second branch electrode 222 may extend from the second bus wire 221 toward the first bus wire 211 .
  • the second branch electrode 222 may vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • An insulating layer (215 in FIGS. 10 and 11 ) is formed between the first assembly line 210 and the second assembly line 220 so that the first assembly line 210 and the second assembly line 220 are insulated from each other. Electrical shorts can be prevented.
  • a barrier rib 207 having an assembly hole 207H may be formed.
  • the assembly hole 207H may include the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 . That is, the assembly hole 207H is an area where the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 overlap, that is, an area that does not overlap with the first hole area 207a, that is, a second hole area 207b. can include
  • the first hole region 207a is a region vertically corresponding to the second branch electrode 222 in the assembly hole 207H
  • the second hole region 207b is the second branch electrode 222 in the assembly hole 207H. It may be the remaining area except for . Since the second branch electrode 222 is a bar electrode 222m disposed across the center of the assembly hole 207H, the second hole region 207b is formed of the second branch electrode 222 within the assembly hole 207H. Can be defined on either side.
  • the assembling hole 207H has a circular shape when viewed from above, but is not limited thereto.
  • the shape of the assembly hole 207H may be determined according to the shape of the semiconductor light emitting device 150 . That is, the shape of the assembly hole 207H may be formed considering the shape of the semiconductor light emitting device 150 .
  • the assembly hole 207H may have a shape corresponding to that of the semiconductor light emitting device 150 .
  • the assembly hole 207H may also have a circular shape.
  • the assembly hole 207H may also have an elliptical shape.
  • the size of the assembly hole 207H is larger than the size of the semiconductor light emitting device 150 so that the semiconductor light emitting device 150 can fit into the assembly hole 207H.
  • the outer side of the semiconductor light emitting device 150 may be spaced apart from the inner side of the assembly hole 207H.
  • an insulating layer 215 may be disposed on the first assembled wiring 210 .
  • the insulating layer 215 may be disposed on the entire area of the substrate 200 . Accordingly, the insulating layer 215 may contact not only the upper surface of the first assembly line 210 but also the upper surface of the substrate 200 .
  • the insulating layer 215 may include an organic material or an inorganic material.
  • a barrier rib 207 may be disposed on the second assembly wire 220 . That is, after the barrier rib 207 is formed on the entire area of the substrate 200, a portion of the barrier rib 207 may be removed to form the assembly hole 207H.
  • the assembly hole 207H is an area where the semiconductor light emitting device 150 is disposed, and the assembly hole 207H may be formed in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels.
  • the barrier rib 207 may include an organic material, but is not limited thereto.
  • the barrier rib 207 has a single layer or multiple layers, and the multiple layers may include materials different from each other, but are not limited thereto.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be disposed in the assembly hole 207H.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be disposed in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels. In this case, the semiconductor light emitting devices 150 disposed in each of the plurality of sub-pixels may emit light of different colors.
  • the first hole region 207a may contact the second branch electrode 222, and the second hole region 207b may not contact the second branch electrode 222 in the second branch region. there is.
  • the second branch electrode 222 is electrically connected to a lower side of the semiconductor light emitting device 150, and thus may be used as an electrode wire for emitting light of the semiconductor light emitting device 150.
  • the other electrode wiring may be an electrode wiring 260 disposed on the barrier rib 207 . Accordingly, the semiconductor light emitting device 150 may emit light by the voltage applied to the second branch electrode 222 and the electrode wire 260 .
  • the semiconductor light emitting device 150 includes a first conductivity type semiconductor layer 152a, an active layer 152b, a second conductivity type semiconductor layer 152c, a first electrode 154a, a second electrode 154b, and a passivation layer 156 ) may be included.
  • the first conductivity type semiconductor layer 152a, the active layer 152b, and the second conductivity type semiconductor layer 152c may constitute the light emitting unit 152.
  • the light emitting portion may be called a light emitting layer, a light emitting region, or the like.
  • the display device 301 may include an insulating layer 250 and an electrode wiring 260 .
  • the insulating layer 215 may be referred to as a first insulating layer 215 and the insulating layer 250 may be referred to as a second insulating layer.
  • the second insulating layer 250 may be disposed on the barrier rib 207 .
  • the second insulating layer 250 is disposed on the entire area of the substrate 200 and may be disposed not only on the barrier rib 207 but also within the assembly hole 207H.
  • the second insulating layer 250 covers the semiconductor light emitting device 150 disposed in the assembly hole 207H, thereby enhancing the stability of the semiconductor light emitting device 150 .
  • the second insulating layer 250 covers the semiconductor light emitting device 150 disposed in the assembly hole 207H, thereby protecting the semiconductor light emitting device 150 from external foreign substances or external impact.
  • the second insulating layer 250 may include an organic material or an inorganic material.
  • the electrode wiring 260 may be disposed on the second insulating layer 250 .
  • the electrode wiring 260 may be used as an electrode for supplying voltage to the semiconductor light emitting device 150 .
  • the electrode wiring 260 may be electrically connected to the upper side of the semiconductor light emitting device 150 through the second insulating layer 250 .
  • the second assembled wiring 220 that is, the second branch electrode 222 may also be used as an electrode for supplying a voltage to the semiconductor light emitting device 150 .
  • the second assembled wiring 220 is used as a lower electrode wiring
  • the electrode wiring 260 disposed on the barrier rib 207 is used as an upper electrode wiring.
  • one of the lower electrode wire 220 and the upper electrode wire 260 may be a common electrode wire commonly connected to a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels.
  • the lower electrode wiring 220 may be the second assembly wiring 220 , that is, the second bus wiring 221 and the second branch wiring
  • the upper electrode wiring 260 may be the electrode wiring 260 .
  • the lower electrode wire 220 may be referred to as a second electrode wire
  • the upper electrode wire 260 may be referred to as a lower electrode wire.
  • the upper electrode wiring 260 may be used as a common electrode wiring.
  • each of the plurality of sub-pixels of each of the plurality of pixels is connected to each other by different voltages applied to the lower electrode wiring 220, that is, the second branch electrode 222 disposed in each of the plurality of sub-pixels of each of the plurality of pixels.
  • Light having different luminance may be emitted, and images having different gradations may be displayed in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels by the light having different luminance.
  • 13A and 13B show a process of assembling a semiconductor light emitting device.
  • a substrate 200 may be mounted in a chamber ( 1300 in FIG. 6 ) for a self-assembly process.
  • an AC voltage V1 is applied to the first branch electrode 212 of the first assembly wire 210 and the second branch electrode 222 of the second assembly wire 220, and the first branch electrode 212 and A DEP force may be formed between the second branch electrodes 222 .
  • DEP extends to both sides of the second branch electrodes 222 based on the second branch electrodes 222.
  • Forces (DEP 1, DEP 2) can be formed. That is, DEP forces (DEP 1 and DEP 2 ) may be symmetrically formed on both sides of the second branch electrode 222 based on the second branch electrode 222 .
  • a first DEP force (DEP 1) is formed between the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 in the first hole region 207a, and the first branch electrode 212 is formed in the second hole region 207b.
  • a second DEP force (DEP 2 ) may be formed between the electrode 212 and the second branch electrode 222 .
  • Each of the first DEP force (DEP 1 ) and the second DEP force (DEP 2 ) may be formed on both sides along the length direction of the second branch electrode 222 .
  • the value of the first DEP force (DEP 1) and the value of the second DEP force (DEP 2) may be the same.
  • the volume of the first DEP force (DEP 1) and the volume of the second DEP force (DEP 2) may be the same.
  • the semiconductor light emitting devices 150 in the fluid 1200 are moved by the assembly device 1100, and these semiconductor light emitting devices 150 move along the substrate 200.
  • DEP force DEP 1, DEP 2
  • the semiconductor light emitting device 150 inserted into the assembly hole 207H has a first DEP force (DEP 1) and a second DEP uniformly formed on both sides with respect to the second branch electrode 222. It can be positioned in the assembly hole 207H by force (DEP 2) without being biased to one side. That is, the center line of the semiconductor light emitting device 150 passes through the center of the assembly hole 207H, the center line passes through the center of the first branch electrode 212, or the center passes through the center of the second branch electrode 222. It may be seated on the second branch electrode 222 to match the line. For example, the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 may contact the upper surface of the second branch electrode 222 .
  • the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 is spaced apart from the upper surface of the second branch electrode 222, and the assembly hole 207H is formed by the first DEP force (DEP 1) and the second DEP force DEP 2. It can be fixed in position, i.e., in a central position.
  • FIG. 14 shows a light emission process of the display device according to the first embodiment.
  • the display device 301 may be manufactured by mounting various circuit components including the formation process of the electrode wiring 260 and the driver.
  • the semiconductor light emitting device 150 may emit light.
  • the second assembled wiring 220 that is, the second bus wiring 221 and the second branch electrode 222 may be used as the first electrode wiring
  • the electrode wiring 260 may be used as the second electrode wiring.
  • the second voltage V2 may be applied to the semiconductor light emitting device 150 so that the semiconductor light emitting device 150 may emit light.
  • Electrons may be generated in the first conductivity type semiconductor layer 152a and holes may be generated in the second conductivity type semiconductor layer 152c of the semiconductor light emitting device 150 by this current. As these electrons and holes are injected into the active layer 152b of the semiconductor light emitting device 150 and recombine, light of a specific color may be generated.
  • the wavelength of light of a specific color may vary depending on the semiconductor material of the active layer 152b of the semiconductor light emitting device 150, a mixture, or a composition ratio of the mixture.
  • the electrode wire 260 may be an anode electrode to which a positive potential (+) voltage is applied
  • the second assembled wire 220 may be a cathode electrode to which a negative potential (-) voltage is applied.
  • the electrode wiring 260 may be a common electrode wiring commonly connected to a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels.
  • the electrode wiring 260 may be a transparent electrode having excellent transparency so as not to interfere with the propagation of light generated by the semiconductor light emitting device 150 .
  • the transparent electrode may include ITO, IZO, etc., but is not limited thereto.
  • the electrode wiring 260 is grounded as a common electrode, the intensity of the current flowing through the semiconductor light emitting device 150 is changed by changing the voltage V2 applied to the second assembled wiring 220, The luminance of light generated by the semiconductor light emitting device 150 may be changed by the current. According to the luminance of the light that has changed in this way, images of different gray levels may be displayed in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels.
  • the first embodiment may include more components than those described above, but is not limited thereto.
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H, and the second branch electrode 222 The width t2 of ) may be smaller than the diameter D11 of the assembly hole 207H. Accordingly, the assembly hole 207H has a first hole region 207a in which the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 is the first branch electrode ( 212) may include a second hole region 207b that does not vertically overlap.
  • the second branch electrode 222 is based on the second branch electrode 222.
  • the first DEP force and the second DEP force may be formed in the second hole region 207b located on both sides of ).
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m disposed across the center of the assembly hole 207H.
  • a distance d1 between the bar electrode 222m and the first inner side 231 of the assembly hole 207H and a distance d2 between the bar electrode 222m and the second inner side 232 of the assembly hole 207H ) is the same, the first DEP force formed in the first hole region 207a and the second DEP force formed in the second hole region 207b are equal. Accordingly, during self-assembly, the semiconductor light emitting device 150 inserted into the assembly hole 207H is not biased toward one side of the assembly hole 207H, for example, the first inner side 231 or the second inner side 232, and the center thereof is It may be located at the center of the assembly hole 207H or at the center of the second branch electrode 222 .
  • the semiconductor light emitting device 150 may be positioned in the assembly hole 207H and fixed by the first DEP force and the second DEP force. Since the semiconductor light emitting device 150 is fixed within the assembly hole 207H by the first DEP force and the second DEP force, it does not leave the assembly hole 207H even after the self-assembly process is completed, thereby increasing the self-assembly rate and assembly yield. This can be significantly improved.
  • the second branch electrode 222 used as the lower electrode wiring is disposed at the center of the assembly hole 207H, and the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 may directly contact the upper surface of the second branch electrode 222. .
  • the entire area of the second branch electrode 222 may be in contact with the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 . Therefore, since electrical contact failure between the semiconductor light emitting device 150 and the second branch electrode 222 is prevented in each of a plurality of sub-pixels of each of a plurality of pixels, the lighting rate can be remarkably improved.
  • the contact area between the semiconductor light emitting device 150 and the second branch electrode 222 is the same in each of the plurality of sub-pixels of each of the plurality of pixels, it is possible to secure a uniform lighting rate between the plurality of pixels or among the plurality of sub-pixels.
  • the width t2 of the second branch electrode 222 is relatively smaller than the diameter of the semiconductor light emitting device 150, when the semiconductor light emitting device 150 is positioned in the assembly hole 207H, the second branch Since it is difficult to support the electrode 222 on the narrow width t2 , the semiconductor light emitting device 150 may be shaken left and right on the second branch electrode 222 and eventually be biased to one side.
  • the second to fifth embodiments have been provided. That is, by disposing various auxiliary electrodes (222a in FIGS. 15 and 17 , 222a1 and 222a2 in FIG. 18 , and 222a1 to 222a3 in FIG. 19 ) crossing the bar electrode 222m of the second branch electrode 222 , the semiconductor light is emitted.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be placed in the right position by preventing the device 150 from being biased to one side due to the left and right shaking of the device 150 .
  • FIG. 15 is a plan view illustrating a display device according to a second embodiment.
  • FIG. 16 is a partially enlarged view of region E of FIG. 15 .
  • the second embodiment is the same as the first embodiment except for the auxiliary electrode 222a.
  • components having the same structure, shape and/or function as those in the first embodiment are assigned the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
  • the second embodiment can be described with reference to FIGS. 10 and 11 as well as FIGS. 15 and 16 .
  • a display device 302 includes a substrate 200, a first assembly line 210, a second assembly line 220, a first The insulating layer 215 , the barrier rib 207 , the semiconductor light emitting device 150 , the second insulating layer 250 and the electrode wiring 260 may be included.
  • the second embodiment may include more components than these, but is not limited thereto.
  • the first assembly line 210 includes the first bus line 211 and the first branch electrode 212
  • the second assembly line 220 includes the second bus line 221 and the second branch electrode 222.
  • a part of the second assembly wire 220 that is, the second branch electrode 222 may be disposed above a part of the first assembly wire 210 , that is, the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 may vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H
  • the width t2 of the second branch electrode 222 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H.
  • the assembly hole 207H has a first hole region 207a in which the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 is the first branch electrode ( 212) may include a second hole region 207b that does not vertically overlap.
  • Uniform or equal intensity is obtained on both sides of the second branch electrode 222 based on the structure of each of the first branch electrode 212, the second branch electrode 222, and the assembly hole 207H or the arrangement relationship between them. Since the first DEP force and the second DEP force are formed, the semiconductor light emitting device 150 can be inserted into the assembly hole 207H and aligned in place, and the first DEP force and the second DEP force allow the semiconductor light emitting device 150 to be aligned. It may be fixed in a fixed position on the second branch electrode 222 .
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m and an auxiliary electrode 222a.
  • the bar electrode 222m may be disposed along the second direction 312 across the center of the assembly hole 207H.
  • the auxiliary electrode 222a may be disposed at the center of the assembly hole 207H and may have a diameter D22 greater than the width t2 of the bar electrode 222m.
  • the auxiliary electrode 222a may have a circular shape.
  • the auxiliary electrode 222a may have a shape corresponding to the shape of the cooking hole.
  • the assembly hole 207H has a circular shape
  • the auxiliary electrode 222a may have a circular shape. In this case, the distance between the outer side along the circumference of the auxiliary electrode 222a and the inner side along the circumference of the assembly hole 207H may be the same.
  • Both sides of the auxiliary electrode 222a may be connected to the bar electrode 222m.
  • the auxiliary electrode 222a may be disposed at the center of the bar electrode 222m.
  • the bar electrode 222m may extend toward the first bus wire 211 and the second bus wire 221 from both sides of the auxiliary electrode 222a.
  • one side of the bar electrode 222m may extend from the second bus wire 221 toward the center of the assembly hole 207H and contact one side of the auxiliary electrode 222a.
  • the other side of the bar electrode 222m may extend toward the first bus wire 211 from the other side of the auxiliary electrode 222a.
  • the auxiliary electrode 222a disposed in the center of the assembly hole 207H has a circular shape and its diameter D22 is greater than the width t2 of the bar electrode 222m, the auxiliary electrode 222a disposed in the center of the assembly hole 207H
  • the semiconductor light emitting device 150 may be positioned in the assembly hole 207H as it is without shaking left and right as the contact area with the auxiliary electrode 222a is expanded.
  • the contact area with the semiconductor light emitting device 150 is expanded by the circular auxiliary electrode 222a having a larger diameter D22 than the width t2 of the bar electrode 222m, so that electrical and optical characteristics can be improved. there is.
  • a circular auxiliary electrode 222a may be disposed at the center of the assembly hole 207H, and a first DEP force and a second DEP force may be formed on both sides with respect to the auxiliary electrode 222a.
  • the bar electrode 222m may be disposed on both sides of the auxiliary electrode 222a along the second direction 312, so that the first DEP force and the second DEP force may be formed on both sides with respect to the bar electrode 222m. there is. Accordingly, the first DEP force and the second DEP force are formed on both sides of the auxiliary electrode 222a as well as the bar electrode 222m, so that the semiconductor light emitting device 150 is positioned in the assembly hole 207H more precisely. and can be fixed more strongly.
  • the semiconductor light emitting device 150 is shaken from side to side.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be placed in the right position by preventing a bias to one side due to the above.
  • Fig. 17 is a plan view showing a display device according to a third embodiment.
  • the third embodiment is the same as the first embodiment and similar to the second embodiment except for the auxiliary electrode 222a.
  • components having the same structure, shape, and/or function as those in the first and second embodiments are assigned the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
  • the third embodiment can be described with reference to FIGS. 10 and 11 as well as FIG. 17 .
  • a display device 303 includes a substrate 200, a first assembly line 210, a second assembly line 220, a first insulating layer ( 215), the barrier rib 207, the semiconductor light emitting device 150, the second insulating layer 250, and the electrode wiring 260.
  • the third embodiment may include more components than these, but is not limited thereto.
  • the first assembly line 210 includes the first bus line 211 and the first branch electrode 212
  • the second assembly line 220 includes the second bus line 221 and the second branch electrode 222.
  • a part of the second assembly wire 220 that is, the second branch electrode 222 may be disposed above a part of the first assembly wire 210 , that is, the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 may vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H
  • the width t2 of the second branch electrode 222 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H.
  • the assembly hole 207H has a first hole region 207a in which the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 is the first branch electrode ( 212) may include a second hole region 207b that does not vertically overlap.
  • Uniform or equal intensity is obtained on both sides of the second branch electrode 222 based on the structure of each of the first branch electrode 212, the second branch electrode 222, and the assembly hole 207H or the arrangement relationship between them. Since the first DEP force and the second DEP force are formed, the semiconductor light emitting device 150 can be inserted into the assembly hole 207H and aligned in place, and the first DEP force and the second DEP force allow the semiconductor light emitting device 150 to be aligned. It may be fixed in a fixed position on the second branch electrode 222 .
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m and an auxiliary electrode 222a.
  • the bar electrode 222m may be disposed along the second direction 312 across the center of the assembly hole 207H.
  • the auxiliary electrode 222a may be disposed at the center of the assembly hole 207H and may be disposed along the first direction 311 to cross the bar electrode 222m.
  • a width t3 of the auxiliary electrode 222a may be greater than a width t2 of the bar electrode 222m.
  • the width t3 of the auxiliary electrode 222a is smaller than the diameter D11 of the assembly hole 207H, but may be larger than the diameter of the assembly hole 207H.
  • the auxiliary electrode 222a may have a bar shape.
  • the auxiliary electrode 222a may have a polygonal shape.
  • the auxiliary electrode 222a has a rectangular shape in the figure, it may also have a pentagonal, hexagonal, or star shape.
  • a cross shape may be formed by the bar electrode 222m and the auxiliary electrode 222a.
  • a distance between both ends of the auxiliary electrode 222a and the inside of the assembly hole 207H may be smaller than a distance between the bar electrode 222m and the inside of the assembly hole 207H.
  • the bar electrode 222m may extend along the second direction 312 from both sides of the auxiliary electrode 222a.
  • a first side of the bar electrode 222m may extend toward the second bus wire 221 from the first side of the auxiliary electrode 222a.
  • the second side of the bar electrode 222m may extend toward the first assembly wire 210 from the second side of the auxiliary electrode 222a.
  • the auxiliary electrode 222a may extend along the first direction 311 from both sides of the bar electrode 222m.
  • the first side of the auxiliary electrode 222a extends along the second direction 312 from the first side of the bar electrode 222m
  • the second side of the auxiliary electrode 222a is the second side of the bar electrode 222m. It may extend along the opposite direction of the second direction 312 in .
  • the assembly hole ( 207H), the contact area with the auxiliary electrode 222a is expanded so that the semiconductor light emitting device 150 positioned at the center of 207H) can be positioned in the assembly hole 207H as it is without shaking left and right.
  • the contact area with the semiconductor light emitting device 150 is expanded by the polygonal auxiliary electrode 222a having a width 3 greater than the width t2 of the bar electrode 222m, so that electrical and optical characteristics can be improved. there is.
  • a polygonal auxiliary electrode 222a having a width t3 greater than the width t2 of the bar electrode 222m is disposed at the center of the assembly hole 207H, thereby forming the semiconductor light emitting device 150.
  • the semiconductor light emitting device 150 may be placed in the right position by preventing a bias to one side due to left and right shaking of the semiconductor light emitting device 150 .
  • FIG. 18 is a plan view illustrating a display device according to a fourth embodiment.
  • the fourth embodiment is identical to the first embodiment and similar to the second and third embodiments except for the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2.
  • components having the same structure, shape and/or function as those in the first to third embodiments are given the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
  • the fourth embodiment can be described with reference to FIGS. 10 and 11 as well as FIG. 18 .
  • a display device 304 includes a substrate 200, a first assembly line 210, a second assembly line 220, a first insulating layer ( 215), the barrier rib 207, the semiconductor light emitting device 150, the second insulating layer 250, and the electrode wiring 260.
  • the fourth embodiment may include more components than these, but is not limited thereto.
  • the first assembly line 210 includes the first bus line 211 and the first branch electrode 212
  • the second assembly line 220 includes the second bus line 221 and the second branch electrode 222.
  • a part of the second assembly wire 220 that is, the second branch electrode 222 may be disposed above a part of the first assembly wire 210 , that is, the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 may vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H
  • the width t2 of the second branch electrode 222 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H.
  • the assembly hole 207H has a first hole region 207a in which the second branch electrode 222 vertically overlaps the first branch electrode 212 and the second branch electrode 222 is the first branch electrode ( 212) may include a second hole region 207b that does not vertically overlap.
  • Uniform or equal intensity is obtained on both sides of the second branch electrode 222 based on the structure of each of the first branch electrode 212, the second branch electrode 222, and the assembly hole 207H or the arrangement relationship between them. Since the first DEP force and the second DEP force are formed, the semiconductor light emitting device 150 can be inserted into the assembly hole 207H and aligned in place, and the first DEP force and the second DEP force allow the semiconductor light emitting device 150 to be aligned. It may be fixed in a fixed position on the second branch electrode 222 .
  • the second branch electrode 222 may include a bar electrode 222m, a first auxiliary electrode 222a1, and a second auxiliary electrode 222a2.
  • the bar electrode 222m may be disposed along the second direction 312 across the center of the assembly hole 207H.
  • the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 are disposed under the third inner side 233 and the fourth inner side 234 facing each other of the assembly hole 207H, respectively, and are respectively disposed under the bar electrode 222m. ) and may be disposed along the first direction 311 .
  • the first auxiliary electrode 222a1 may be disposed closer to the first bus wire 211 than to the second bus wire 221 and below the third side 233 of the assembly hole 207H.
  • the second auxiliary electrode 222a2 may be disposed under the fourth side 234 of the assembly hole 207H closer to the second bus wiring 221 than the first bus wiring 211.
  • a part of 222a1 may be exposed through the assembly hole 207H, and another part of the first auxiliary electrode 222a1 may not be exposed through the barrier rib 207 .
  • a part of the second auxiliary electrode 222a2 may be exposed through the assembly hole 207H, and another part of the first auxiliary electrode 222a1 may not be exposed through the barrier rib 207 .
  • the first auxiliary electrode 222a1 is positioned at a first distance d1 from the second bus wire 221 and intersects the bar electrode 222m, and the second auxiliary electrode 222a2 extends from the first bus wire 211. It is positioned at the second distance d2 and may cross the bar electrode 222m.
  • the first distance d1 and the second distance d2 may be the same, but are not limited thereto.
  • the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 may be disposed parallel to each other. That is, the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 may be disposed along the first direction 311 .
  • the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 may be disposed in parallel with the first bus wire 211 or the second bus wire 221, but are not limited thereto.
  • the width t21 of the first auxiliary electrode 222a1 may be greater than the width t2 of the bar electrode 222m.
  • the width t22 of the second auxiliary electrode 222a2 may be greater than the width t2 of the bar electrode 222m.
  • the width t21 of the first auxiliary electrode 222a1 and the width t22 of the second auxiliary electrode 222a2 may be the same, but are not limited thereto.
  • the width t21 of the first auxiliary electrode 222a1 or the width t22 of the second auxiliary electrode 222a2 may be smaller than the diameter D11 of the assembly hole 207H, but is not limited thereto.
  • the semiconductor light emitting device 150 is formed through the assembly hole ( 207H), the lower surfaces of both sides of the semiconductor light emitting device 150 contact the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2, respectively, so that the semiconductor light emitting device 150 has first and second auxiliary electrodes 222a1 and 222a2.
  • the contact area with the second auxiliary electrode 222a2 is expanded so that it can be positioned in the assembly hole 207H as it is without shaking left and right.
  • first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 disposed on the third inner side 233 and the fourth inner side 234 of the assembly hole 207H make contact with the semiconductor light emitting device 150. As the area is expanded, electrical characteristics and optical characteristics may be improved.
  • the semiconductor light emitting device is formed by disposing the first auxiliary electrode 222a1 and the second auxiliary electrode 222a2 on the third inner side 233 and the fourth inner side 234 of the assembly hole 207H, respectively.
  • the semiconductor light emitting device 150 can be placed in the correct position by preventing the 150 from being biased to one side due to left-right shaking.
  • 19 is a plan view illustrating a display device according to a fifth embodiment.
  • the fifth embodiment is similar to the first to fourth embodiments except for the first bar electrode 223a1, the second bar electrode 223a2, and the third bar electrode 223a3.
  • components having the same structure, shape, and/or function as those in the first to fourth embodiments are assigned the same reference numerals and detailed descriptions are omitted.
  • the fifth embodiment can be described with reference to FIGS. 10 and 11 as well as FIG. 19 .
  • the display device 305 includes a substrate 200, a first assembly line 210, a second assembly line 220, a first insulating layer ( 215), the barrier rib 207, the semiconductor light emitting device 150, the second insulating layer 250, and the electrode wiring 260.
  • the fifth embodiment may include more components than these, but is not limited thereto.
  • the first assembly line 210 includes the first bus line 211 and the first branch electrode 212
  • the second assembly line 220 includes the second bus line 221 and the second branch electrode 222.
  • a part of the second assembly wire 220 that is, the second branch electrode 222 may be disposed above a part of the first assembly wire 210 , that is, the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 may vertically overlap the first branch electrode 212 .
  • the width t1 of the first branch electrode 212 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H, and the width t2 of the second branch electrode 222 is greater than the diameter D11 of the assembly hole 207H. can be small
  • the second branch electrode 222 may include a first bar electrode 223a1 , a second bar electrode 223a2 , and a third bar electrode 223a3 .
  • the first bar electrode 223a1 , the second bar electrode 223a2 , and the third bar electrode 223a3 may be disposed extending along different directions from the center of the assembly hole 207H.
  • the first bar electrode 223a1 , the second bar electrode 223a2 , and the third bar electrode 223a3 may be connected to each other at the center of the assembly hole 207H.
  • the first bar electrode 223a1 may extend toward the second bus wire 221 from the center of the assembly hole 207H.
  • the second bar electrode 223a2 extends in the third direction 313 from the center of the assembly hole 207H
  • the third bar electrode 223a3 extends in the fourth direction 304 from the center of the assembly hole 207H. can be extended to
  • the angles ⁇ 1, ⁇ 2, and ⁇ 3 between the first bar electrode 223a1, the second bar electrode 223a2, and the third bar electrode 223a3 may be the same.
  • the first angle ⁇ 1 between the first bar electrode 223a1 and the second bar electrode 223a2 is equal to the second angle ⁇ 2 between the second bar electrode 223a2 and the third bar electrode 223a3.
  • the second angle ⁇ 2 between the second bar electrode 223a2 and the third bar electrode 223a3 is equal to the third angle ⁇ 3 between the first bar electrode 223a1 and the third bar electrode 223a3.
  • each of the first angle ⁇ 1, the second angle ⁇ 2, and the third angle ⁇ 3 may be 120°, but is not limited thereto.
  • the assembly hole 207H has a first hole region 235 where the first bar electrode 223a1 , the second bar electrode 223a2 , and the third bar electrode 223a3 overlap the first branch electrode 212 .
  • the first bar electrode 223a1 , the second bar electrode 223a2 , and the third bar electrode 223a3 may include second hole regions 236 to 238 that do not overlap the first branch electrode 212 .
  • the second branch electrode 222 does not vertically overlap the first branch electrode 212 between the first bar electrode 223a1 and the second bar electrode 223a2.
  • the second branch electrode 222 does not vertically overlap the first branch electrode 212 between the second bar electrode 223a2 and the third bar electrode 223a3.
  • the second branch electrode 222 does not vertically overlap the first branch electrode 212 between the third bar electrode 223a3 and the first bar electrode 223a1. can be an area.
  • DEP forces can be formed on each side.
  • a first DEP force (DEP 1) may be formed between the first and second bar electrodes 223a1 and 223a2 and the first branch electrode 212 in the 2-1 hole region 236.
  • a second DEP force (DEP 2) may be formed between the second and third bar electrodes 223a2 and 223a3 and the first branch electrode 212. .
  • a third DEP force may be formed between the first and third bar electrodes 223a1 and 223a3 and the first branch electrode 212 in the 2-3 hole region 238.
  • the value of the first DEP force (DEP 1), the value of the second DEP force (DEP 2), and the value of the third DEP force (DEP 3) may be the same or similar.
  • the semiconductor light emitting device 150 can be inserted into the assembly hole 207H and aligned in place, and the first DEP force (DEP 1), the second DEP force (DEP 2), and the third DEP force (DEP 3), it can be fixed in the correct position on the second branch electrode 222.
  • the width (or length) of the second bar electrode 223a2 and the width (or length) of the third bar electrode 223a3 may be the same, but are not limited thereto.
  • the ends of the second bar electrode 223a2 and the ends of the third bar electrode 223a3 extend from the assembly hole 207H to the bottom of the partition wall 207, they are disposed within the assembly hole 207H. and may not be disposed under the partition wall 207.
  • the first bar electrode 223a1, the second bar electrode 223a2, and the third bar electrode 223a3 extending in different directions from the center of the assembly hole 207H are disposed so as to emit semiconductor light.
  • the three areas on the lower surface of the semiconductor light emitting device 150 are the first bar electrode 223a1, the second bar electrode 223a2, and the second bar electrode 223a2, respectively.
  • the contact area of the semiconductor light emitting element 150 with the first bar electrode 223a1, the second bar electrode 223a2, and the third bar electrode 223a3 is expanded by being in contact with the three bar electrode 223a3, so that the semiconductor light emitting element 150 does not shake left and right. It can be placed in the assembly hole 207H as it is.
  • contact areas with the first bar electrode 223a1 , the second bar electrode 223a2 , and the third bar electrode 223a3 are expanded, so that electrical and optical characteristics may be improved.
  • the embodiment may be adopted in the display field for displaying images or information.
  • the embodiment can be adopted in the field of display displaying images or information using a semiconductor light emitting device.
  • the semiconductor light-emitting device may be a micro-level semiconductor light-emitting device or a nano-level semiconductor light-emitting device.
  • the embodiment may be adopted for a TV, signage, smart phone, mobile phone, mobile terminal, automobile HUD, notebook backlight unit, VR or AR display device.

Landscapes

  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

디스플레이 장치는 기판과, 기판 상에 제1 조립 배선과, 제1 조립 배선의 상에 제2 조립 배선과, 제1 조립 배선과 제2 조립 배선 사이에 절연층과, 제2 조립 배선 상에 배치되고, 조립 홀을 갖는 격벽과, 조립 홀에 반도체 발광 소자를 포함한다. 제2 조립 배선의 일부는 조립 홀의 중심에 배치되고, 제2 조립 배선의 일부의 폭은 조립 홀의 직경보다 작을 수 있다.

Description

디스플레이 장치
실시예는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
대면적 디스플레이는 액정디스플레이(LCD), OLED 디스플레이, 그리고 마이크로-LED 디스플레이(Micro-LED display) 등이 있다.
마이크로-LED 디스플레이는 100㎛ 이하의 직경 또는 단면적을 가지는 반도체 발광 소자인 마이크로-LED를 표시소자로 사용하는 디스플레이이다.
마이크로-LED 디스플레이는 반도체 발광 소자인 마이크로-LED를 표시소자로 사용하기 때문에 명암비, 응답속도, 색 재현율, 시야각, 밝기, 해상도, 수명, 발광효율이나 휘도 등 많은 특성에서 우수한 성능을 가지고 있다.
특히 마이크로-LED 디스플레이는 화면을 모듈 방식으로 분리, 결합할 수 있어 크기나 해상도 조절이 자유로운 장점 및 플렉서블 디스플레이 구현이 가능한 장점이 있다.
그런데 대형 마이크로-LED 디스플레이는 수백만 개 이상의 마이크로-LED가 필요로 하기 때문에 마이크로-LED를 디스플레이 패널에 신속하고 정확하게 전사하기 어려운 기술적 문제가 있다.
최근 개발되고 있는 전사기술에는 픽앤-플레이스 공법(pick and place process), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off method) 또는 자가조립 방식(self-assembly method) 등이 있다.
이 중에서, 자가조립 방식은 유체 내에서 반도체 발광 소자가 조립위치를 스스로 찾아가는 방식으로서 대화면의 디스플레이 장치의 구현에 유리한 방식이다.
하지만, 아직 마이크로-LED의 자가조립을 통하여 디스플레이를 제조하는 기술에 대한 연구가 미비한 실정이다.
특히 종래기술에서 대형 디스플레이에 수백만 개 이상의 반도체 발광 소자를 신속하게 전사하는 경우 전사 속도(transfer speed)는 향상시킬 수 있으나 전사 불량률(transfer error rate)이 높아질 수 있어 전사 수율(transfer yield)이 낮아지는 기술적 문제가 있다.
관련 기술에서 유전영동(dielectrophoresis, DEP)을 이용한 자가조립 방식의 전사공정이 시도되고 있으나 DEP force의 불균일성 등으로 인해 자가 조립률이 낮은 문제가 있다.
한편, 비공개 내부기술에 의하면, 자가 조립을 위해서는 DEP Force가 필요한데, DEP Force의 균일한 제어의 어려움으로 자가 조립을 이용한 조립 시 반도체 발광 소자가 조립 홀 내에서 정위치가 아닌 곳으로 쏠림 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한 이러한 반도체 발광 소자의 쏠림 현상으로 인해 이후 전기적 컨택 공정에 있어서 전기적 접촉 특성이 저하되어 점등률이 저하되는 문제가 있다.
그러므로 비공개 내부기술에 의하면 자기 조립을 위해 DEP Force가 필요하나 DEP Force를 이용하는 경우 반도체 발광 소자의 쏠림 현상으로 인해 전기적 접촉 특성이 저하되는 기술적 모순에 직면하고 있다.
실시예는 전술한 문제 및 다른 문제를 해결하는 것을 목적으로 한다.
실시예의 다른 목적은 자가 조립율 및 조립 수율을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
또한, 실시예의 또 다른 목적은 반도체 발광 소자의 하측의 전기적 컨택 불량을 방지하여 점등율을 향상시킬 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
또한, 실시예의 또 다른 목적은 각 화소 간 또는 각 서브 화소 간에 균일한 점등율을 확보할 수 있는 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
실시예의 기술적 과제는 본 항목에 기재된 것에 한정되지 않으며, 발명의 설명을 통해 파악될 수 있는 것을 포함한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 실시예의 일 측면에 따르면, 디스플레이 장치는, 기판; 상기 기판 상에 제1 조립 배선; 상기 제1 조립 배선의 상에 제2 조립 배선; 상기 제1 조립 배선과 상기 제2 조립 배선 사이에 절연층; 상기 제2 조립 배선 상에 배치되고, 조립 홀을 갖는 격벽; 및 상기 조립 홀에 반도체 발광 소자를 포함하고, 상기 제2 조립 배선의 일부는 상기 조립 홀의 중심에 배치되고, 상기 제2 조립 배선의 일부의 폭은 상기 조립 홀의 직경보다 작을 수 있다.
상기 조립 홀은, 상기 제2 조립 배선이 상기 제1 조립 배선과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역; 및 상기 제2 조립 배선이 상기 제2 조립 배선과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역을 포함할 수 있다.
상기 제1 조립 배선은, 제1 방향)을 따라 배치되는 제1 버스 배선; 및 제2 방향을 따라 상기 제1 버스 배선으로부터 연장되는 제1 브랜치 전극을 포함하고, 상기 제2 조립 배선은, 상기 제1 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 버스 배선으로부터 이격되는 제2 버스 배선; 및 상기 제2 방향을 따라 상기 상기 제2 버스 배선으로부터 상기 제1 버스 배선을 향해 연장되는 제2 브랜치 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 제1 홀 영역에서 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되고, 상기 제2 홀 영역에서 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되지 않을 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 제2 방향을 따라 상기 조립 홀의 중심을 가로질러 배치되는 바 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 조립 홀의 중심에 배치되고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 직경을 가지며, 원형을 갖는 보조 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 조립 홀의 중심에서 상기 바 전극과 교차하여 상기 제1 방향을 따라 배치되고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 가지며, 다각형을 갖는 보조 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 제2 버스 배선으로부터 제1 거리에 위치되어 상기 바 전극과 교차하고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제1 보조 전극; 및 상기 제1 버스 배선으로부터 제2 거리에 위치되어 상기 바 전극과 교차하고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제2 보조 전극을 포함할 수 있다.
상기 제2 브랜치 전극은, 상기 조립 홀의 중심에서 제2 버스 배선을 향해 연장되는 제1 바 전극; 상기 조립 홀의 중심에서 제3 방향으로 연장되는 제2 바 전극; 및 상기 조립 홀의 중심에서 제4 방향으로 연장되는 제3 바 전극을 포함할 수 있다.
상기 제1 브랜치 전극의 폭은 적어도 상기 조립 홀의 직경보다 크고, 상기 제2 브랜치 전극의 폭은 상기 조립 홀의 직경보다 작을 수 있다.
도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역(207a)과 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다. 자가 조립을 위해 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222)에 교류 전압(도 13a의 V1)이 인가되는 경우, 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 제2 브랜치 전극(222)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b)에 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성될 수 있다. 이때, 제2 브랜치 전극(222)은 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 배치된 바 전극(222m)를 포함할 수 있다.
따라서, 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제1 내측(231) 사이의 거리(d1)와 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제2 내측(232) 사이의 거리(d2)가 동일하므로, 제1 홀 영역(207a)에 형성된 제1 DEP force와 제2 홀 영역(207b)에 형성된 제2 DEP force가 동일하다. 이에 따라, 자가 조립시 조립 홀(207H)에 삽입된 반도체 발광 소자가 조립 홀(207H)의 일측, 예컨대 제1 내측(231) 또는 제2 내측(232)으로 치우치지 않고 그 중심이 조립 홀(207H)의 중심이나 제2 브랜치 전극(222)의 중심에 위치될 수 있다. 즉, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 정위치되어 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 고정될 수 있다. 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 고정되므로, 자가 조립 공정이 완료되거나 완료된 후에도 조립 홀(207H) 밖으로 이탈되지 않아 자가 조립율 및 조립 수율이 현저히 향상될 수 있다.
한편, 하부 전극 배선으로 사용되는 제2 브랜치 전극(222)이 조립 홀(207H)의 중심에 배치되고, 반도체 발광 소자(150)의 하면이 직접 제2 브랜치 전극(222)의 상면에 접할 수 있다. 이러한 경우, 설사 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 한쪽으로 치우치더라도 제2 브랜치 전극(222)의 전 영역이 반도체 발광 소자(150)의 하면에 접할 수 있다. 따라서, 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 반도체 발광 소자(150)와 제2 브랜치 전극(222)의 전기적 접촉 불량이 방지되므로, 점등율이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 반도체 발광 소자(150)와 제2 브랜치 전극(222)의 접촉 면적이 동일하므로, 복수의 화소 간 또는 복수의 서브 화소 간에 균일한 점등율을 확보할 수 있다.
한편, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)이 반도체 발광 소자(150)의 직경에 비해 상대적으로 작으므로, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 정위치되는 경우 제2 브랜치 전극(222)의 좁은 폭(t2) 상에 지지가 어려워 반도체 발광 소자(150)가 제2 브랜치 전극(222) 상에서 좌우로 흔들려 결국 한쪽으로 치우칠 수 있다.
실시예는 제2 브랜치 전극(222)의 바 전극(222m)에 교차하는 다양한 보조 전극(도 15 및 도 17의 222a, 도 18의 222a1 및 222a2, 도 19의 222a1 내지 222a3)를 배치함으로써, 반도체 발광 소자(150)의 좌우 흔들림으로 인한 한쪽으로의 치우침을 방지하여 반도체 발광 소자(150)를 정위치시킬 수 있다.
실시예의 적용 가능성의 추가적인 범위는 이하의 상세한 설명으로부터 명백해질 것이다. 그러나 실시예의 사상 및 범위 내에서 다양한 변경 및 수정은 당업자에게 명확하게 이해될 수 있으므로, 상세한 설명 및 바람직한 실시예와 같은 특정 실시예는 단지 예시로 주어진 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 실시예에 따른 디스플레이 장치가 배치된 주택의 거실을 도시한다.
도 2는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이다.
도 3는 도 2의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 4은 도 1의 디스플레이 장치에서 제1 패널영역의 확대도이다.
도 5은 도 4의 A2 영역의 확대도이다.
도 6는 실시예에 따른 발광 소자가 자가 조립 방식에 의해 기판에 조립되는 예를 나타내는 도면이다.
도 7은 도 6의 A3 영역의 부분 확대도이다.
도 8a 내지 도 8b는 내부기술에 따른 디스플레이 장치에서 자가조립 예시도이다.
도 8c는 내부기술에 따른 디스플레이 장치에서 자가조립 사진이다.
도 8d는 내부 기술에 따른 디스플레이 장치의 자가 조립시 발생되는 틸트 현상을 나타내는 도면이다.
도 8e는 내부기술에 따른 디스플레이 패널에서 발광 소자(chip)과 본딩 메탈의 FIB(focused ion beam) 사진이다.
도 9는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 10은 도 9의 C1-C2 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 11은 도 9의 D1-D2 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 12a 내지 도 12c는 제1 조립 배선, 제2 조립 배선 및 조립 홀의 형성 과정을 도시한다.
도 13a 및 도 13b는 반도체 발광 소자의 조립 과정을 도시한다.
도 14는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 과정을 도시한다.
도 15는 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 16은 도 15의 E 영역의 부분 확대도이다.
도17은 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 18 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도 19는 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
도면들에 도시된 구성 요소들의 크기, 형상, 수치 등은 실제와 상이할 수 있다. 또한, 동일한 구성 요소들에 대해서 도면들 간에 서로 상이한 크기, 형상, 수치 등으로 도시되더라도, 이는 도면 상의 하나의 예시일 뿐이며, 동일한 구성 요소들에 대해서는 도면들 간에 서로 동일한 크기, 형상, 수치 등을 가질 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 '모듈' 및 '부'는 명세서 작성의 용이함이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것이며, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것은 아니다. 또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 '상(on)'에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 다른 중간 요소가 존재할 수도 있는 것을 포함한다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 TV, 샤이니지, 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 자동차용 HUD(head-Up Display), 노트북 컴퓨터(laptop computer)용 백라이트 유닛, VR이나 AR용 디스플레이 등이 포함될 수 있다. 그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에도 적용될 수 있다.
이하 실시예에 따른 발광 소자 및 이를 포함하는 디스플레이 장치에 대해 설명한다.
도 1은 실시예에 따른 디스플레이 장치가 배치된 주택의 거실을 도시한다.
도 1을 참조하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 세탁기(101), 로봇 청소기(102), 공기 청정기(103) 등의 각종 전자 제품의 상태를 표시할 수 있고, 각 전자 제품들과 IOT 기반으로 통신할 수 있으며 사용자의 설정 데이터에 기초하여 각 전자 제품들을 제어할 수도 있다.
실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 플렉서블 디스플레이(flexible display)를 포함할 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나 말릴 수 있다.
플렉서블 디스플레이에서 시각정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(unit pixel)의 발광이 독자적으로 제어됨에 의하여 구현될 수 있다. 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다. 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 발광 소자에 의하여 구현될 수 있다. 실시예에서 발광 소자는 Micro-LED나 Nano-LED일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
도 2는 실시예에 따른 디스플레이 장치를 개략적으로 보여주는 블록도이고, 도 3는 도 2의 화소의 일 예를 보여주는 회로도이다.
도 2 및 도 3를 참조하면, 실시예에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널(10), 구동 회로(20), 스캔 구동부(30) 및 전원 공급 회로(50)를 포함할 수 있다.
실시예의 디스플레이 장치(100)는 액티브 매트릭스(AM, Active Matrix)방식 또는 패시브 매트릭스(PM, Passive Matrix) 방식으로 발광 소자를 구동할 수 있다.
구동 회로(20)는 데이터 구동부(21)와 타이밍 제어부(22)를 포함할 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 직사각형으로 이루어질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 디스플레이 패널(10)은 원형 또는 타원형으로 형성될 수 있다. 디스플레이 패널(10)의 적어도 일 측은 소정의 곡률로 구부러지도록 형성될 수 있다.
디스플레이 패널(10)은 표시 영역(DA)과 표시 영역(DA)의 주변에 배치된 비표시 영역(NDA)으로 구분될 수 있다. 표시 영역(DA)은 화소(PX)들이 형성되어 영상을 디스플레이하는 영역이다. 디스플레이 패널(10)은 데이터 라인들(D1~Dm, m은 2 이상의 정수), 데이터 라인들(D1~Dm)과 교차되는 스캔 라인들(S1~Sn, n은 2 이상의 정수), 고전위 전압이 공급되는 고전위 전압 라인(VDDL), 저전위 전압이 공급되는 저전위 전압 라인(VSSL) 및 데이터 라인들(D1~Dm)과 스캔 라인들(S1~Sn)에 접속된 화소(PX)들을 포함할 수 있다.
화소(PX)들 각각은 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 제1 주 파장의 제1 컬러 광을 발광하고, 제2 서브 화소(PX2)는 제2 주 파장의 제2 컬러 광을 발광하며, 제3 서브 화소(PX3)는 제3 주 파장의 제3 컬러 광을 발광할 수 있다. 제1 컬러 광은 적색 광, 제2 컬러 광은 녹색 광, 제3 컬러 광은 청색 광일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 또한, 도 2에서는 화소(PX)들 각각이 3 개의 서브 화소들을 포함하는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지 않는다. 즉, 화소(PX)들 각각은 4 개 이상의 서브 화소들을 포함할 수 있다.
제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 데이터 라인들(D1~Dm) 중 적어도 하나, 스캔 라인들(S1~Sn) 중 적어도 하나 및 고전위 전압 라인(VDDL)에 접속될 수 있다. 제1 서브 화소(PX1)는 도 3과 같이 발광 소자(LD)들과 발광 소자(LD)들에 전류를 공급하기 위한 복수의 트랜지스터들과 적어도 하나의 커패시터(Cst)를 포함할 수 있다.
도면에 도시되지 않았지만, 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 단지 하나의 발광 소자(LD)와 적어도 하나의 커패시터(Cst)를 포함할 수도 있다.
발광 소자(LD)들 각각은 제1 전극, 복수의 도전형 반도체층 및 제2 전극을 포함하는 반도체 발광 다이오드일 수 있다. 여기서, 제1 전극은 애노드 전극, 제2 전극은 캐소드 전극일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
발광 소자(LD)는 수평형 발광 소자, 플립칩형 발광 소자 및 수직형 발광 소자 중 하나일 수 있다.
복수의 트랜지스터들은 도 3와 같이 발광 소자(LD)들에 전류를 공급하는 구동 트랜지스터(DT), 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 데이터 전압을 공급하는 스캔 트랜지스터(ST)를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DT)는 스캔 트랜지스터(ST)의 소스 전극에 접속되는 게이트 전극, 고전위 전압이 인가되는 고전위 전압 라인(VDDL)에 접속되는 소스 전극 및 발광 소자(LD)들의 제1 전극들에 접속되는 드레인 전극을 포함할 수 있다. 스캔 트랜지스터(ST)는 스캔 라인(Sk, k는 1≤k≤n을 만족하는 정수)에 접속되는 게이트 전극, 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극에 접속되는 소스 전극 및 데이터 라인(Dj, j는 1≤j≤m을 만족하는 정수)에 접속되는 드레인 전극을 포함할 수 있다.
커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된다. 스토리지 커패시터(Cst)는 구동 트랜지스터(DT)의 게이트 전압과 소스 전압의 차이값을 충전한다.
구동 트랜지스터(DT)와 스캔 트랜지스터(ST)는 박막 트랜지스터(thin film transistor)로 형성될 수 있다. 또한, 도 3에서는 구동 트랜지스터(DT)와 스캔 트랜지스터(ST)가 P 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성된 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 구동 트랜지스터(DT)와 스캔 트랜지스터(ST)는 N 타입 MOSFET으로 형성될 수도 있다. 이 경우, 구동 트랜지스터(DT)와 스캔 트랜지스터(ST)들 각각의 소스 전극과 드레인 전극의 위치는 변경될 수 있다.
또한, 도 3에서는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각이 하나의 구동 트랜지스터(DT), 하나의 스캔 트랜지스터(ST) 및 하나의 커패시터(Cst)를 갖는 2T1C (2 Transistor - 1 capacitor)를 포함하는 것을 예시하였으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3) 각각은 복수의 스캔 트랜지스터(ST)들과 복수의 커패시터(Cst)들을 포함할 수 있다.
제2 서브 화소(PX2)와 제3 서브 화소(PX3)는 제1 서브 화소(PX1)와 실질적으로 동일한 회로도로 표현될 수 있으므로, 이들에 대한 자세한 설명은 생략한다.
구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)을 구동하기 위한 신호들과 전압들을 출력한다. 이를 위해, 구동 회로(20)는 데이터 구동부(21)와 타이밍 제어부(22)를 포함할 수 있다.
데이터 구동부(21)는 타이밍 제어부(22)로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 소스 제어 신호(DCS)를 입력 받는다. 데이터 구동부(21)는 소스 제어 신호(DCS)에 따라 디지털 비디오 데이터(DATA)를 아날로그 데이터 전압들로 변환하여 디스플레이 패널(10)의 데이터 라인들(D1~Dm)에 공급한다.
타이밍 제어부(22)는 호스트 시스템으로부터 디지털 비디오 데이터(DATA)와 타이밍 신호들을 입력받는다. 타이밍 신호들은 수직동기신호(vertical sync signal), 수평동기신호(horizontal sync signal), 데이터 인에이블 신호(data enable signal) 및 도트 클럭(dot clock)을 포함할 수 있다. 호스트 시스템은 스마트폰 또는 태블릿 PC의 어플리케이션 프로세서, 모니터, TV의 시스템 온 칩 등일 수 있다.
타이밍 제어부(22)는 데이터 구동부(21)와 스캔 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 제어신호들을 생성한다. 제어신호들은 데이터 구동부(21)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 소스 제어 신호(DCS)와 스캔 구동부(30)의 동작 타이밍을 제어하기 위한 스캔 제어 신호(SCS)를 포함할 수 있다.
구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)의 일 측에 마련된 비표시 영역(NDA)에서 배치될 수 있다. 구동 회로(20)는 집적회로(integrated circuit, IC)로 형성되어 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 디스플레이 패널(10) 상에 장착될 수 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 구동 회로(20)는 디스플레이 패널(10)이 아닌 회로 보드(미도시) 상에 장착될 수 있다.
데이터 구동부(21)는 COG(chip on glass) 방식, COP(chip on plastic) 방식, 또는 초음파 접합 방식으로 디스플레이 패널(10) 상에 장착되고, 타이밍 제어부(22)는 회로 보드 상에 장착될 수 있다.
스캔 구동부(30)는 타이밍 제어부(22)로부터 스캔 제어 신호(SCS)를 입력 받는다. 스캔 구동부(30)는 스캔 제어 신호(SCS)에 따라 스캔 신호들을 생성하여 디스플레이 패널(10)의 스캔 라인들(S1~Sn)에 공급한다. 스캔 구동부(30)는 다수의 트랜지스터들을 포함하여 디스플레이 패널(10)의 비표시 영역(NDA)에 형성될 수 있다. 또는, 스캔 구동부(30)는 집적 회로로 형성될 수 있으며, 이 경우 디스플레이 패널(10)의 다른 일 측에 부착되는 게이트 연성 필름 상에 장착될 수 있다.
회로 보드는 이방성 도전 필름(anisotropic conductive film)을 이용하여 디스플레이 패널(10)의 일 측 가장 자리에 마련된 패드들 상에 부착될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드의 리드 라인들은 패드들에 전기적으로 연결될 수 있다. 회로 보드는 연성 인쇄 회로 보드(flexible printed circuit board), 인쇄 회로 보드(printed circuit board) 또는 칩온 필름(chip on film)과 같은 연성 필름(flexible film)일 수 있다. 회로 보드는 디스플레이 패널(10)의 하부로 벤딩(bending)될 수 있다. 이로 인해, 회로 보드의 일 측은 디스플레이 패널(10)의 일 측 가장 자리에 부착되며, 타 측은 디스플레이 패널(10)의 하부에 배치되어 호스트 시스템이 장착되는 시스템 보드에 연결될 수 있다.
전원 공급 회로(50)는 시스템 보드로부터 인가되는 메인 전원으로부터 디스플레이 패널(10)의 구동에 필요한 전압들을 생성하여 디스플레이 패널(10)에 공급할 수 있다. 예를 들어, 전원 공급 회로(50)는 메인 전원으로부터 디스플레이 패널(10)의 발광 소자(LD)들을 구동하기 위한 고전위 전압(VDD)과 저전위 전압(VSS)을 생성하여 디스플레이 패널(10)의 고전위 전압 라인(VDDL)과 저전위 전압 라인(VSSL)에 공급할 수 있다. 또한, 전원 공급 회로(50)는 메인 전원으로부터 구동 회로(20)와 스캔 구동부(30)를 구동하기 위한 구동 전압들을 생성하여 공급할 수 있다.
도 4은 도3의 디스플레이 장치에서 제1 패널영역의 확대도이다.
도 4을 참조하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 제1 패널영역(A1)과 같은 복수의 패널영역들이 타일링에 의해 기구적, 전기적 연결되어 제조될 수 있다.
제1 패널영역(A1)은 단위 화소(도 2의 PX) 별로 배치된 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함할 수 있다.
예컨대, 단위 화소(PX)는 제1 서브 화소(PX1), 제2 서브 화소(PX2) 및 제3 서브 화소(PX3)를 포함할 수 있다. 예컨대, 복수의 적색 반도체 발광 소자(150R)가 제1 서브 화소(PX1)에 배치되고, 복수의 녹색 반도체 발광 소자(150G)가 제2 서브 화소(PX2)에 배치되며, 복수의 청색 반도체 발광 소자(150B)가 제3 서브 화소(PX3)에 배치될 수 있다. 단위 화소(PX)는 반도체 발광 소자가 배치되지 않는 제4 서브 화소를 더 포함할 수도 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도 5은 도 4의 A2 영역의 확대도이다.
도 5을 참조하면, 실시예의 디스플레이 장치(100)는 기판(200), 조립 배선(201, 202), 절연층(206) 및 복수의 반도체 발광 소자(150)를 포함할 수 있다. 이보다 더 많은 구성 요소들이 포함될 수 있다.
조립 배선은 서로 이격된 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)을 포함할 수 있다. 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)은 반도체 발광 소자(150)를 조립하기 위해 유전영동 힘(DEP force)을 생성하기 위해 구비될 수 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(150)는 수평형 반도체 발광 소자, 플립칩형 반도체 발광 소자 및 수직형 반도체 발광 소자 중 하나일 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 각각 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색 반도체 발광 소자(150), 녹색 반도체 발광 소자(150G) 및 청색 반도체 발광 소자(150B0를 포함할 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니며, 적색 형광체와 녹색 형광체 등을 구비하여 각각 적색과 녹색을 구현할 수도 있다.
기판(200)은 그 기판(200) 상에 배치되는 구성 요소들을 지지하는 지지 부재이거나 구성 요소들을 보호하는 보호 부재일 수 있다.
기판(200)은 리지드(rigid) 기판이거나 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다. 기판(200)은 사파이어, 유리, 실리콘이나 폴리이미드(Polyimide)로 형성될 수 있다. 또한 기판(200)은 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET(Polyethylene Terephthalate) 등의 유연성 있는 재질을 포함할 수 있다. 또한, 기판(200)은 투명한 재질일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 기판(200)은 디스플레이 패널에서의 지지 기판으로 기능할 수 있으며, 발광 소자의 자가 조립시 조립용 기판으로 기능할 수도 있다.
기판(200)은 도 2 및 도 3에 도시된 서브 화소(PX1, PX2, PX3) 내의 회로, 예컨대 트랜지스터(ST, DT), 커패시터(Cst), 신호 배선 등이 구비된 백플레인(backplane)일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
절연층(206)은 폴리이미드, PAC, PEN, PET, 폴리머 등과 같이 절연성과 유연성 있는 유기물 재질이나 실리콘 옥사이드(SiO2)나 실리콘 나이트라이드 계열(SiNx) 등을 같은 무기물 재질을 포함할 수 있으며, 기판(200)과 일체로 이루어져 하나의 기판을 형성할 수도 있다.
절연층(206)은 접착성과 전도성을 가지는 전도성 접착층일 수 있고, 전도성 접착층은 연성을 가져서 디스플레이 장치의 플렉서블 기능을 가능하게 할 수 있다. 예를 들어, 절연층(206)은 이방성 전도성 필름(ACF, anisotropy conductive film)이거나 이방성 전도매질, 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등의 전도성 접착층일 수 있다. 전도성 접착층은 두께에 대해 수직방향으로는 전기적으로 전도성이나, 두께에 대해 수평방향으로는 전기적으로 절연성을 가지는 레이어일 수 있다.
절연층(206)은 반도체 발광 소자(150)가 삽입되기 위한 조립 홀(203)을 포함할 수 있다. 따라서, 자가 조립시, 반도체 발광 소자(150)가 절연층(206)의 조립 홀(203)에 용이하게 삽입될 수 있다. 조립 홀(203)은 삽입 홀, 고정 홀, 정렬 홀 등으로 불릴 수 있다. 조립 홀(203)은 홀로 불릴 수도 있다.
조립 홀(203)은 홀, 홈, 그루브, 리세스, 포켓 등으로 불릴 수 있다.
조립 홀(203)은 반도체 발광 소자(150)의 형상에 따라 상이할 수 있다. 예컨대, 적색 반도체 발광 소자, 녹색 반도체 발광 소자 및 청색 반도체 발광 소자 각각은 상이한 형상을 가지며, 이들 반도체 발광 소자 각각의 형상에 대응하는 형상을 갖는 조립 홀(203)을 가질 수 있다. 예컨대, 조립 홀(203)은 적색 반도체 발광 소자가 조립되기 위한 제1 조립 홀, 녹색 반도체 발광 소자가 조립되기 위한 제2 조립 홀 및 청색 반도체 발광 소자가 조립되기 위한 제3 조립 홀을 포함할 수 있다. 예컨대, 적색 반도체 발광 소자는 원형을 가지고, 녹색 반도체 발광 소자는 제1 단축과 제2 장축을 갖는 제1 타원형을 가지며, 청색 반도체 발광 소자는 제2 단축과 제2 장축을 갖는 제2 타원형을 가질 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 청색 반도체 발광 소자의 타원형의 제2 장축은 녹색 반도체 발광 소자의 타원형의 제2 장축보다 크고, 청색 반도체 발광 소자의 타원형의 제2 단축은 녹색 반도체 발광 소자의 타원형의 제1 단축보다 작을 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자(150)를 기판(200) 상에 장착하는 방식은 예컨대, 자가 조립 방식(도 6)과 전사 방식 등이 있을 수 있다.
도 6은 실시예에 따른 발광 소자가 자가조립 방식에 의해 기판에 조립되는 예를 나타내는 도면이며, 도 7은 도 6의 A3 영역의 부분 확대도이다. 도 7은 설명 편의를 위해 A3 영역을 180도 회전시킨 상태의 도면이다.
도 6 및 도 7을 바탕으로 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 전자기장을 이용한 자가조립 방식에 의해 디스플레이 패널에 조립되는 예를 설명하기로 한다.
이후 설명되는 조립 기판(200)은 발광 소자의 조립 후에 디스플레이 장치에서 패널 기판(200a)의 기능도 할 수 있으나, 실시예가 이에 한정되는 것은 아니다.
도 6을 참조하면, 반도체 발광 소자(150)는 유체(1200)가 채워진 챔버(1300)에 투입될 수 있으며, 조립 장치(1100)로부터 발생하는 자기장에 의해 반도체 발광 소자(150)는 조립 기판(200)으로 이동할 수 있다. 이때 조립 기판(200)의 조립 홀(207H)에 인접한 발광 소자(150)는 조립 배선들의 전기장에 의한 DEP force에 의해 조립 홀(207H)에 조립될 수 있다. 유체(1200)는 초순수 등의 물일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 챔버는 수조, 컨테이너, 용기 등으로 불릴 수 있다.
반도체 발광 소자(150)가 챔버(1300)에 투입된 후, 조립 기판(200)이 챔버(1300) 상에 배치될 수 있다. 실시 예에 따라, 조립 기판(200)은 챔버(1300) 내로 투입될 수도 있다.
도 7을 참조하면 반도체 발광 소자(150)는 도시된 바와 같이 수직형 반도체 발광 소자로 구현될 수 있으나 이에 한정되지 않고 수평형 발광 소자가 채용될 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 자성체를 갖는 자성층(미도시)을 포함할 수 있다. 자성층은 니켈(Ni) 등 자성을 갖는 금속을 포함할 수 있다. 유체 내로 투입된 반도체 발광 소자(150)는 자성층을 포함하므로, 조립 장치(1100)로부터 발생하는 자기장에 의해 조립 기판(200)로 이동할 수 있다. 자성층은 발광 소자의 상측 또는 하측 또는 양측에 모두 배치될 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 상면 및 측면을 둘러싸는 패시베이션층(156)을 포함할 수 있다. 패시베이션층(156)은 실리카, 알루미나 등의 무기물 절연체를 PECVD, LPCVD, 스퍼터링 증착법 등을 통해 형성될 수 있다. 또한 패시베이션층(156)은 포토레지스트, 고분자 물질과 같은 유기물을 스핀 코팅하는 방법을 통해 형성될 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 제1 도전형 반도체층(152a), 제2 도전형 반도체층(152c) 및 그 사이에 배치되는 활성층(152b)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(152a)은 n형 반도체층일 수 있고, 제2 도전형 반도체층(152c)은 p형 반도체층일 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다. 제1 도전형 반도체층(152a), 제2 도전형 반도체층(152c) 및 그 사이에 배치되는 활성층(152b)는 발광부(152)를 구성할 수 있다. 발광부(152)는 발광층, 발광 영역 등으로 불릴 수 있다.
제1 전극(층)(154a)이 제1 도전형 반도체층(152a) 아래에 배치될 수 있고, 제2 전극(층)(154b)이 제2 도전형 반도체층(152c) 상에 배치될 수 있다. 이를 위해서는 제1 도전형 반도체층(152a) 또는 제2 도전형 반도체층(152c)의 일부 영역이 외부로 노출될 수 있다. 이에 따라 반도체 발광 소자(150)가 조립 기판(200)에 조립된 후에 디스플레이 장치의 제조 공정에서, 패시베이션층(156) 중 일부 영역이 식각될 수 있다.
제1 전극(154a)은 적어도 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(154a)은 오믹층, 반사층, 자성층, 전도층, 산화 방지층, 접착층 등을 포함할 수 있다. 오믹층은 Au, AuBe 등을 포함할 수 있다. 반사층은 Al, Ag 등을 포함할 수 있다. 자성층은 Ni, Co 등을 포함할 수 있다. 도전층은 Cu 등을 포함할 수 있다. 산화 방지층은 Mo 등을 포함할 수 있다. 접착층은 Cr, Ti 등을 포함할 수 있다.
제2 전극(154b)은 투명한 도전층을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 전극(154b)는 ITO, IZO 등을 포함할 수 있다.
조립 기판(200)은 조립될 반도체 발광 소자(150) 각각에 대응하는 한 쌍의 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)을 포함할 수 있다. 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202) 각각은 단일 금속 혹은 금속합금, 금속산화물 등을 다중으로 적층하여 형성할 수 있다. 예를 들어, 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202) 각각은 Cu, Ag, Ni, Cr, Ti, Al, Rh, Pd, Ir, Ru, Mg, Zn, Pt, Au, Hf 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며 이에 한정되는 않는다.
또한 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202) 각각은 ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), IZTO(indium zinc tin oxide), IAZO(indium aluminum zinc oxide), IGZO(indium gallium zinc oxide), IGTO(indium gallium tin oxide), AZO(aluminum zinc oxide), ATO(antimony tin oxide), GZO(gallium zinc oxide), IZON(IZO Nitride), AGZO(Al-Ga ZnO), IGZO(In-Ga ZnO), ZnO, IrOx, RuOx, NiO, RuOx/ITO, Ni/IrOx/Au, 및 Ni/IrOx/Au/ITO 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있으며 이에 한정되지 않는다.
제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)은 교류 전압이 인가됨에 따라 전기장이 형성되고, 이 전기장에 의한 DEP force에 의해 조립 홀(207H)로 투입된 반도체 발광 소자(150)가 고정될 수 있다. 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202) 간의 간격은 반도체 발광 소자(150)의 폭 및 조립 홀(207H)의 폭보다 작을 수 있으며, 전기장을 이용한 반도체 발광 소자(150)의 조립 위치를 보다 정밀하게 고정할 수 있다.
제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202) 상에는 절연층(215)이 형성되어, 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)을 유체(1200)로부터 보호하고, 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)에 흐르는 전류의 누출을 방지할 수 있다. 예컨대 절연층(215)은 실리카, 알루미나 등의 무기물 절연체 또는 유기물 절연체가 단일층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 절연층(215)은, 반도체 발광 소자(150)의 조립 시 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)의 손상을 방지하기 위한 최소 두께를 가질 수 있고, 반도체 발광 소자(150)가 안정적으로 조립되기 위한 최대 두께를 가질 수 있다.
절연층(215)의 상부에는 격벽(207)이 형성될 수 있다. 격벽(207)의 일부 영역은 제1 조립 배선(201) 및 제2 조립 배선(202)의 상부에 위치하고, 나머지 영역은 조립 기판(200)의 상부에 위치할 수 있다.
한편, 조립 기판(200)의 제조 시 절연층(215) 상부에 형성된 격벽 중 일부가 제거됨으로써, 반도체 발광 소자(150)들 각각이 조립 기판(200)에 결합 및 조립되는 조립 홀(207H)이 형성될 수 있다.
조립 기판(200)에는 반도체 발광 소자(150)들이 결합되는 조립 홀(207H)이 형성되고, 조립 홀(207H)이 형성된 면은 유체(1200)와 접촉할 수 있다. 조립 홀(207H)은 반도체 발광 소자(150)의 정확한 조립 위치를 가이드할 수 있다.
한편, 조립 홀(207H)은 대응하는 위치에 조립될 반도체 발광 소자(150)의 형상에 대응하는 형상 및 크기를 가질 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)에 다른 반도체 발광 소자가 조립되거나 복수의 반도체 발광 소자들이 조립되는 것을 방지할 수 있다.
다시 6을 참조하면, 조립 기판(200)이 챔버에 배치된 후에 자기장을 가하는 조립 장치(1100)가 조립 기판(200)을 따라 이동할 수 있다. 조립 장치(1100)는 영구 자석이거나 전자석일 수 있다.
조립 장치(1100)는 자기장이 미치는 영역을 유체(1200) 내로 최대화하기 위해, 조립 기판(200)과 접촉한 상태로 이동할 수 있다. 실시예에 따라서는, 조립 장치(1100)가 복수의 자성체를 포함하거나, 조립 기판(200)과 대응하는 크기의 자성체를 포함할 수도 있다. 이 경우, 조립 장치(1100)의 이동 거리는 소정 범위 이내로 제한될 수도 있다.
조립 장치(1100)에 의해 발생하는 자기장에 의해 챔버(1300) 내의 반도체 발광 소자(150)는 조립 장치(1100) 및 조립 기판(200)을 향해 이동할 수 있다.
도 7을 참조하면, 반도체 발광 소자(150)는 조립 장치(1100)를 향해 이동 중 조립 배선(201, 202) 사이의 전기장에 의해 형성되는 DEP force에 의해 조립 홀(207H)로 진입하여 고정될 수 있다.
구체적으로 제1, 제2 조립 배선(201, 202)은 교류 전원에 의해 전기장을 형성하고, 이 전기장에 의해 DEP force이 조립 배선(201, 202) 사이에 형성될 수 있다. 이 DEP force에 의해 조립 기판(200) 상의 조립 홀(207H)에 반도체 발광 소자(150)를 고정시킬 수 있다.
이때 조립 기판(200)의 조립 홀(207H) 상에 조립된 발광 소자(150)와 조립 배선(201, 202) 사이에 소정의 솔더층(미도시)이 형성되어 발광 소자(150)의 결합력을 향상시킬 수 있다.
또한 조립 후 조립 기판(200)의 조립 홀(207H)에 몰딩층(미도시)이 형성될 수 있다. 몰딩층은 투명 레진이거나 또는 반사물질, 산란물질이 포함된 레진일 수 있다.
상술한 전자기장을 이용한 자가조립 방식에 의해, 반도체 발광 소자들 각각이 기판에 조립되는 데 소요되는 시간을 급격히 단축시킬 수 있으므로, 대면적 고화소 디스플레이를 보다 신속하고 경제적으로 구현할 수 있다.
한편, 도시되지 않았지만, 제1 조립 배선(201)과 제2 조립 배선(202) 사이에 Vdd 라인이 배치되어, 반도체 발광 소자(150)에 전기적으로 컨택하기 위한 위한 전극 배선으로 사용될 수 있다.
하지만, 반도체 발광 소자(150)가 소형화됨에 따라 제1 조립 배선(201)과 제2 조립 배선(202) 사이의 간격 또한 좁아지게 되고, 제1 조립 배선(201)과 제2 조립 배선(202) 사이의 간격이 좁아지는 경우, 제1 조립 배선(201) 또는 제2 조립 배선(202)가 Vdd 라인과 전기적으로 쇼트되는 문제가 발생할 수 있다.
다음으로 도 8a 내지 도 8b는 내부기술에 따른 디스플레이 장치(300)에서 자가조립 예시도이며, 도 8c는 내부기술에 따른 디스플레이 장치에서 자가조립 사진이다.
내부기술에 따른 디스플레이 장치(300)에서는 제1 조립 배선(201) 또는 제2 조립 배선(202) 중 어느 하나와 반도체 발광 소자(150)의 본딩 메탈(155)을 본딩(Boding) 공정을 통해 컨택시키고 있다.
그런데 반도체 발광 소자(150)가 소형화되면서 본딩 영역도 축소되는 문제를 해결하기 위해, 도 8a 내지 도 8b와 같이 기존 Vdd 라인은 생략하고 그 역할을 조립 배선 한쪽, 예컨대, 제1 조립 배선(201)으로 오픈(open) 시키는 방법을 사용한다. Vdd 라인이 생략되므로, 제1 조립 배선(201)과 제2 조립 배선(202) 사이의 간격이 더욱 더 좁아질 수 있어, 반도체 발광 소자(150)의 소형화에 용이하게 대응할 수 있다.
그런데 이 방법을 사용하게 되면 유체내 DEP에 의해 제1 조립 배선(201)으로 끌려온 반도체 발광 소자(150)가 제1 조립 배선(201)과 접촉되어 도통이 된다. 이에 따라 절연층(215)에 의해 오픈되지 않은 제2 조립 배선(202)으로 전기장 힘이 집중되어 결과적으로 한쪽 방향으로 치우치며 조립이 되는 문제가 있다.
도 8b 및 도 8c를 참조하면 반도체 발광 소자(150)의 본딩 메탈(155)과 패널 전극으로 기능하는 제1 조립 배선(201)간의 접촉영역(C)이 매우 작아서 접촉불량이 발생할 수 있다.
즉, 비공개 내부기술에 의하면, 자가 조립을 위해서는 DEP Force가 필요한데, DEP Force의 균일한 제어의 어려움으로 자가 조립을 이용한 조립 시 반도체 발광 소자가 조립 홀(207H) 내에서 정위치가 아닌 곳으로 쏠림 현상이 발생하는 문제가 있다.
또한 이러한 반도체 발광 소자의 쏠림 현상으로 인해 이후 전기적 컨택 공정에 있어서 전기적 접촉 특성이 저하되어 점등률 불량이 발생하고, 수율이 저하되는 문제가 있다.
그러므로 비공개 내부기술에 의하면 자기 조립을 위해 DEP Force가 필요하나 DEP Force를 이용하는 경우 반도체 발광 소자의 쏠림 현상으로 인해 전기적 접촉 특성이 저하되는 기술적 모순에 직면하고 있다.
다음으로 도 8d는 내부 기술에 따른 자가 조립시 발생될 수 있는 틸트 현상을 나타내는 도면이다.
내부 기술에 의하면, 조립 기판(200) 상의 제1 및 제2 조립 배선들(201, 202) 상에 절연층(215)이 배치되고, 조립 조립 격벽(207)에 의해 설정되는 조립 홀(207H)에 반도체 발광 소자(150)의 DEP force에 의한 자가 조립을 진행하였다. 그런데 내부 기술에 의하면 제2 조립 배선(202)으로 전기장 힘이 집중되어 결과적으로 한쪽 방향으로 치우치며 조립이 되는 문제가 있고 이로 인해 자가조립이 제대로 되지 못하고 조립 홀(207H) 내에서 틸트되는 문제가 연구되었다.
또한 도 8e는 내부기술에 따른 디스플레이 패널에서 발광 소자(chip)과 본딩 메탈의 FIB(focused ion beam) 사진이며, 도 8f는 내부 기술에서의 디스플레이 패널에서의 점등 데이터이다.
도 8e와 같이, 내부 기술에 따른 반도체 발광 소자에서 후면 본딩 메탈은 표면 morphology가 좋지 않으며, 발광 소자의 후면 본딩 메탈과 패널 배선 간의 접촉특성이 좋지 않아서 점등 불량이 발생하고 있다.
또한 내부 기술에 의하면 후면 본딩 메탈은 조립 배선(201), 202)과 직접 접하게 되는데 본딩 메탈의 표면 불 균일로 인해 전기적 접촉 불량이 발생하고 있다.
내부 기술에서 발광 소자의 전극층은 Ti, Cu, Pt, Ag, Au 등의 재질이 사용가능한데 이러한 재질의 전극층에 Sn 또는 In 등 재질의 본딩 메탈이 형성되는 경우 표면이 뭉침현상 등으로 인해 울퉁불퉁하게 된다.
한편, 내부기술에서 본딩 메탈의 표면 특성을 개선하기 위해 증착속도를 빠르게 하였으나 뭉침현상이 일부 완화되더라도 증착속도 증대에 따라 그레인 사이즈가 작아져서 접촉력 저하되는 또 다른 문제가 발견되었으며, 본딩 메탈의 표면 특성을 개선하는 문제가 쉽지 않은 상황이었다.
이하, 도 9 내지 도 19를 참조하여 상술한 문제를 해결하기 위한 다양한 실시예를 설명한다. 이하에서 누락된 설명은 도 1 내지 도 8 및 해당 도면과 관련하여 상술된 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있다.
[제1 실시예]
도 9는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다. 도 10은 도 9의 C1-C2 라인을 따라 절단한 단면도이다. 도 11은 도 9의 D1-D2 라인을 따라 절단한 단면도이다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(301)는 기판(200), 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220), 절연층(215), 격벽(207) 및 반도체 발광 소자(150)를 포함할 수 있다.
기판(200)은 자가 조립 공정시에는 반도체 발광 소자(150)를 조립하기 위한 조립 기판으로 사용되고, 제품 출하시에는 각종 구성 요소들을 지지하고 영상을 표시하기 위한 디스플레이 기판으로 사용될 수 있다.
기판(200) 상에 복수의 화소가 포함될 수 있다. 도 9 내지 도 11은 복수의 화소 중 하나의 화소를 도시한 것으로서, 복수의 화소 각각은 도 9 내지 도 11에 도시된 동일한 구조를 가질 수 있다. 다만, 복수의 화소 각각에 포함된 복수의 서브 화소에 배치된 반도체 발광 소자(150)는 서로 상이한 컬러 광을 발광할 수 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(150)는 제1 서브 화소에 배치되어 제1 컬러 광을 발광하는 제1 반도체 발광 소자, 제2 서브 화소에 배치되어 제2 컬러 광을 발광하는 제2 반도체 발광 소자 및 제3 서브 화소에 배치되어 제3 컬러 광을 발광하는 제3 반도체 발광 소자를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 컬러 광은 적색 광이고, 제2 컬러 광은 녹색 광이며, 제3 컬러 광은 청색 광일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 조립 배선(210)의 일부와 제2 조립 배선(220)의 일부가 수직으로 중첩될 수 있다. 이와 같이, 수직으로 중첩되는 제1 조립 배선(210) 또는 제2 조립 배선(220) 상에 조립 홀(207H)이 형성될 수 있다. 조립 홀(207H)은 격벽(207)에 형성될 수 있다. 조립 홀(207H)에 반도체 발광 소자(150)가 배치될 수 있다.
실시예에 따르면, 수직으로 중첩되는 제1 조립 배선(210) 및 제2 조립 배선(220)에 의해 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 정 위치에 조립될 수 있다. 이에 따라, 도 8b에 도시한 바와 같이, 반도체 발광 소자(150)가 한쪽 방향으로 치우쳐 조립되는 문제, 반도체 발광 소자(150)가 한쪽 방향으로 치우쳐 조립됨에 따라 반도체 발광 소자(150)와 제1 조립 전극(201) 간의 접촉영역(C)의 감소로 인한 접촉불량 문제로 인한 점등율 불량과 수율 저하 문제를 해결할 수 있다. 또한, 도 8d에 도시한 바와 같이 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 틸트되어 발생되는 점등율 불량과 수율 저하 문제를 해결할 수 있다.
한편, 도 9에 도시한 바와 같이, 제1 조립 배선(210)의 일부는 조립 홀(207H)의 중심에 배치되고, 제2 조립 배선(220)의 일부는 조립 홀(207H)의 중심에 배치될 수 있다.
제1 조립 배선(210)은 제1 버스 배선(211) 및 제1 브랜치 전극(212)를 포함할 수 있다. 제1 버스 배선(211)은 제1 방향(311)을 따라 배치될 수 있다. 제1 브랜치 전극(212)은 제2 방향(312)을 따라 제1 버스 배선(211)으로부터 연장될 수 있다.
제2 조립 배선(220)은 제2 버스 배선(221) 및 및 제2 브랜치 전극(222)를 포함할 수 있다. 제2 버스 배선(221)은 제1 방향(311)을 따라 배치될 수 잇다. 제2 버스 배선(221)은 제1 버스 배선(211)으로부터 이격되며 서로 나란하게 또는 평행하게 배치될 수 있다. 제2 브랜치 전극(222)은 제2 방향(312)을 따라 제2 버스 배선(221)으로부터 연장될 수 있다. 제2 브랜치 전극(222)은 제2 버스 배선(221)으로부터 제1 버스 배선(211)을 향해 연장될 수 있다.
예컨대, 제1 버스 배선(211)의 폭(W1)과 제2 버스 배선(221)의 폭(W2)은 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 브랜치 전극(212) 및 제2 브랜치 전극(222) 각각은 바 전극, 로드 전극, 스트링 전극 등으로 불릴 수 있다.
예컨대, 제1 브랜치 전극(212)은 제1 버스 배선(211)으로부터 조립 홀(207H) 내로 연장되고, 제2 브랜치 전극(222)은 제2 버스 배선(221)으로부터 조립 홀(207H) 내로 연장될 수 있다. 이러한 경우, 조립 홀(207H)에서 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222)은 수직으로 중첩될 수 있다.
도면에는 제1 브랜치 전극(212)이 제2 버스 배선(221)과 중첩되지 않고 제2 브랜치 전극(222)이 제1 버스 배선(211)과 중첩되지 않는 것으로 도시되고 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 즉, 제1 브랜치 전극(212)은 제1 버스 배선(211)으로부터 연장되어 제2 버스 배선(221)의 일부와 중첩될 수 있다. 제2 브랜치 전극(222)은 제2 버스 배선(221)으로부터 연장되어 제1 버스 배선(211)의 일부와 중첩될 수 있다.
예컨대, 제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다.
조립 홀(207H)은 제1 홀 영역(207a) 및 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다. 제1 홀 영역(207a)은 제2 조립 배선(220)이 제1 조립 배선(210)과 수직으로 중첩되는 영역일 수 있다. 예컨대, 제1 홀 영역(207a)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 영역일 수 있다. 제2 홀 영역(207b)은 제2 조립 배선(220)이 제1 조립 배선(210)과 수직으로 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 예컨대, 제2 홀 영역(207b)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
이에 따라, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 홀 영역(207a)에서 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되고, 제2 홀 영역(207b)에서 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않을 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제2 브랜치 전극(222)은 제2 방향(312)을 따라 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 배치되는 바 전극(222m)을 포함할 수 있다. 이러한 경우, 제1 홀 영역(207a)은 조립 홀(207H) 중에서 바 전극(222m)에 수직으로 대응하는 홀 영역이고, 제2 홀 영역(207b)은 조립 홀(207H) 중에서 바 전극(222m)에 수직으로 대응하지 않는 홀 영역일 수 있다. 즉, 바 전극(222m) 상에 제1 홀 영역(207a)이 위치되고, 바 전극(222m)의 양 측에 제2 홀 영역(207b)이 위치될 수 있다.
예컨대, 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제1 내측(231) 사이의 거리(d1)와 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제2 내측(232) 사이의 거리(d2)는 동일할 수 있다. 제1 내측(231)과 제2 내측(232)은 서로 마주볼 수 있다. 예컨대, 제1 내측(231)과 제2 내측(232)은 제1 방향(311) 상에 위치될 수 있다.
바 전극(222m)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b) 각각의 면적은 동일할 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)의 왼측에 위치된 제2 홀 영역(207b)의 면적은 바 전극(222m)의 오른측에 위치된 제2 홀 영역(207b)의 면적은 동일할 수 있다. 이와 같이, 바 전극(222m)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b) 각각의 면적이 동일하고, 이는 곧 바 전극(222m)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b)에 수직으로 대응하는 제1 브랜치 전극(212)의 면적이 동일함을 의미할 수 있다. 자가 조립시 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222)에 교류 전압이 인가되어 전기장에 의해 DEP force가 형성될 수 있다. 이러한 경우, 바 전극(222m)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b)에 수직으로 대응하는 제1 브랜치 전극(212)의 면적이 동일하므로, 바 전극(222m)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b) 각각에서 형성된 DEP force가 균이하고 또한 동일할 수 있다. 이에 따라, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 정 위치로 조립 및 고정될 수 있다.
다음으로, 도 12a 내지 도 12c는 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220) 및 조립 홀(207H)의 형성 과정을 도시한다.
도 12a에 도시한 바와 같이, 기판(200) 상에 제1 버스 배선(211)과 제1 브랜치 전극(212)을 포함하는 제1 조립 배선(210)이 형성될 수 있다. 이때, 제1 버스 배선(211)은 제1 방향(311)을 따라 형성되고, 제1 브랜치 전극(212)은 제1 버스 배선(211)으로부터 연장되되, 제2 방향(312)을 따라 형성될 수 있다.
도 12b에 도시한 바와 같이, 제2 버스 배선(221)과 제2 브랜치 전극(222)을 포함하는 제2 조립 배선(220)이 형성될 수 있다. 이때, 제2 버스 배선(221)은 제1 방향(311)을 따라 형성되고, 제2 브랜치 전극(222)은 제2 버스 배선(221)으로부터 연장되되, 제2 방향(312)을 따라 형성될 수 있다. 즉, 제2 브랜치 전극(222)은 제2 버스 배선(221)으로부터 제1 버스 배선(211)을 향해 연장될 수 있다. 이에 따라, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩될 수 있다.
제1 조립 배선(210)과 제2 조립 배선(220) 사이에 절연층(도 10 및 도 11의 215)이 형성되어, 제1 조립 배선(210)과 제2 조립 배선(220)이 절연되어 전기적인 쇼트가 방지될 수 있다.
도 12c에 도시한 바와 같이, 조립 홀(207H)을 갖는 격벽(207)이 형성될 수 있다. 이때, 조립 홀(207H)은 제1 브랜치 전극(212) 및 제2 브랜치 전극(222)을 포함할 수 있다. 즉, 조립 홀(207H)은 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222)이 중첩된 영역, 즉 제1 홀 영역(207a)과 중첩되지 않은 영역, 즉 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다.
제1 홀 영역(207a)은 조립 홀(207H) 중에서 제2 브랜치 전극(222)에 수직으로 대응하는 영역이고, 제2 홀 영역(207b)은 조립 홀(207H) 중에서 제2 브랜치 전극(222)을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 제2 브랜치 전극(222)이 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 배치된 바 전극(222m)이므로, 제2 홀 영역(207b)은 조립 홀(207H) 내에서 제2 브랜치 전극(222)의 양 측 각각에 정의될 수 있다.
도면에는 조립 홀(207H)이 위에서 보았을 때 원형을 갖지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 조립 홀(207H)의 형상은 반도체 발광 소자(150)의 형상에 따라 결정될 수 있다. 즉, 조립 홀(207H)의 형상은 반도체 발광 소자(150)의 형상을 고려하여 형성될 수 있다. 예컨대, 조립 홀(207H)은 반도체 발광 소자(150)의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(150)가 원형을 갖는 경우, 조립 홀(207H) 또한 원형을 가질 수 있다. 반도체 발광 소자(150)가 타원형을 갖는 경우, 조립 홀(207H) 또한 타원형을 가질 수 있다. 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내로 삽입되어야 하므로, 조립 홀(207H)의 사이즈가 반도체 발광 소자(150)의 사이즈보다 크도록 하여, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에 삽입된 경우 반도체 발광 소자(150)의 외 측면이 조립 홀(207H)의 내 측면으로부터 이격될 수 있다.
한편, 도 10 및 도 11을 참조하면, 절연층(215)은 제1 조립 배선(210) 상에 배치될 수 있다. 절연층(215)은 기판(200)의 전 영역 상에 배치될 수 있다. 이에 따라, 절연층(215)은 제1 조립 배선(210)의 상면뿐만 아니라 기판(200)의 상면에도 접할 수 있다. 절연층(215)은 유기물 재질이나 무기물 재질을 포함할 수 있다.
격벽(207)이 제2 조립 배선(220) 상에 배치될 수 이다. 즉, 기판(200)의 전 영역 상에 격벽(207)이 형성된 후, 격벽(207)의 일부분이 제거되어 조립 홀(207H)이 형성될 수 있다. 조립 홀(207H)은 반도체 발광 소자(150)가 배치되는 영역으로서, 조립 홀(207H)은 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에 형성될 수 있다. 격벽(207)은 유기물 재질을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다. 격벽(207)은 단일층 또는 다중층을 가지며, 다중층은 서로 상이한 재질을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 배치될 수 있다. 반도체 발광 소자(150)는 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에 배치될 수 있다. 이때, 복수의 서브 화소 각각에 배치된 반도체 발광 소자(150)는 서로 상이한 컬러 광을 발광할 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 제1 홀 영역(207a)에서 제2 브랜치 전극(222)에 접하고, 제2 홀 영역(207b)에서 제2 브랜치 영역에서 제2 브랜치 전극(222)에 접하지 않을 수 있다.
제2 브랜치 전극(222)은 반도체 발광 소자(150)의 하측에 전기적으로 연결됨으로써, 반도체 발광 소자(150)를 발광시키기 위한 전극 배선으로 사용될 수 있다. 다른 전극 배선은 도 10 및 도 11에 도시한 바와 같이, 격벽(207) 상에 배치된 전극 배선(260)일 수 있다. 따라서, 제2 브랜치 전극(222)과 전극 배선(260)에 인가된 전압에 의해 반도체 발광 소자(150)가 발광될 수 있다.
반도체 발광 소자(150)는 제1 도전형 반도체층(152a), 활성층(152b), 제2 도전형 반도체층(152c), 제1 전극(154a), 제2 전극(154b) 및 패시베이션층(156)을 포함할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(152a), 활성층(152b) 및 제2 도전형 반도체층(152c)은 발광부(152)를 구성할 수 있다. 발광부는 발광층, 발광 영역 등으로 불릴 수 있다. 반도체 발광 소자(150)의 이들 구성 요소들(152a, 152b, 152c, 154a, 154b, 156)은 도 7에 도시된 반도체 발광 소자(150)의 구성 요소들에 대한 설명으로부터 용이하게 이해될 수 있는 바, 상세한 설명은 생략한다.
한편, 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치(301)는 절연층(250) 및 전극 배선(260)을 포함할 수 있다. 편의상, 절연층(215)은 제1 절연층(215)으로 그리고 절연층(250)은 제2 절연층으로 불릴 수 있다.
제2 절연층(250)은 격벽(207) 상에 배치될 수 있다. 제2 절연층(250)은 기판(200)의 전 영역 상에 배치되는 것으로서, 격벽(207) 위뿐만 아니라 조립 홀(207H) 내에도 배치될 수 있다. 제2 절연층(250)은 조립 홀(207H) 내에 배치된 반도체 발광 소자(150)를 덮음으로써, 반도체 발광 소자(150)의 고정성을 강화할 수 있다. 아울러, 제2 절연층(250)은 조립 홀(207H) 내에 배치된 반도체 발광 소자(150)를 덮음으로써, 외부의 이물질이나 외부의 충격으로부터 반도체 발광 소자(150)를 보호할 수 있다. 제2 절연층(250)은 유기물 재질 또는 무기물 재질을 포함할 수 있다.
전극 배선(260)은 제2 절연층(250) 상에 배치될 수 있다. 전극 배선(260)은 반도체 반도체 발광 소자(150)에 전압을 공급하기 위한 전극으로 사용될 수 있다. 이를 위해, 전극 배선(260)은 제2 절연층(250)을 통해 반도체 발광 소자(150)의 상측에 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제2 조립 배선(220), 즉 제2 브랜치 전극(222) 또한 반도체 발광 소자(150)에 전압을 공급하기 위한 전극으로 사용될 수 있다.
편의상, 영상을 디스플레이하기 위해 반도체 발광 소자(150)를 발광할 때, 제2 조립 배선(220)은 하부 전극 배선으로 사용되고, 격벽(207) 상에 배치된 전극 배선(260)은 상부 전극 배선으로 사용될 수 있다.
예컨대, 하부 전극 배선(220)과 상부 전극 배선(260) 중 하나의 전극 배선은 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소에 공통으로 연결되는 공통 전극 배선일 수 있다. 여기서, 하부 전극 배선(220)은 제2 조립 배선(220), 즉 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 배선이고, 상부 전극 배선(260)은 전극 배선(260)일 수 있다. 하부 전극 배선(220)은 제2 전극 배선으로 불리고, 상부 전극 배선(260)은 하부 전극 배선으로 불릴 수 있다. 예컨대, 상부 전극 배선(260)이 공통 전극 배선으로 사용될 수 있다. 이러한 경우, 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에 배치된 하부 전극 배선(220), 즉 제2 브랜치 전극(222)에 인가된 상이한 전압에 의해 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 서로 상이한 휘도를 갖는 광이 출사되고, 이와 같이 서로 상이한 휘도를 갖는 광에 의해 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 서로 상이한 계조를 갖는 영상이 디스플레이될 수 있다.
도 13a 및 도 13b는 반도체 발광 소자의 조립 과정을 도시한다.
도 13a에 도시한 바와 같이, 자가 조립 공정을 위해 기판(200)이 챔버(도 6의 1300)에 장착될 수 있다.
다음, 제1 조립 배선(210)의 제1 브랜치 전극(212)과 제2 조립 배선(220)의 제2 브랜치 전극(222)에 교류 전압(V1)이 인가되어 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222) 사이에 DEP force가 형성될 수 있다.
도 9에 도시한 바와 같이, 제2 브랜치 전극(222)이 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 배치되므로, 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 제2 브랜치 전극(222)의 양 측으로 DEP force(DEP 1, DEP 2)가 형성될 수 있다. 즉, DEP force(DEP 1, DEP 2)가 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 제2 브랜치 전극(222)의 양측으로 대칭적으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 홀 영역(207a)에 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222) 사이에 제1 DEP force(DEP 1)가 형성되고, 제2 홀 영역(207b)에 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222) 사이에 제2 DEP force(DEP 2)가 형성될 수 있다.
제1 DEP force(DEP 1) 및 제2 DEP force(DEP 2) 각각은 제2 브랜치 전극(222)의 길이 방향을 따라 양 측으로 형성될 수 있다. 예컨대, 제1 DEP force(DEP 1)의 값과 제2 DEP force(DEP 2)의 값은 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 DEP force(DEP 1)의 볼륨(volume)과 제2 DEP force(DEP 2)의 볼륨은 동일할 수 있다.
다음, 조립 장치(1100)가 기판(200)을 따라 이동함에 따라 조립 장치(1100)에 의해 유체(1200) 속의 반도체 발광 소자(150)가 이동되고, 이들 반도체 발광 소자(150)가 기판(200)의 조립 홀(207H)을 지나가는 경우, 해당 조립 홀(207H) 내의 DEP force(DEP 1, DEP 2)에 의해 조립 홀(207H) 내로 삽입될 수 있다.
도 13b에 도시한 바와 같이, 조립 홀(207H) 내로 삽입된 반도체 발광 소자(150)가 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 양측으로 균일하게 형성된 제1 DEP force(DEP 1) 및 제2 DEP force(DEP 2)에 의해 조립 홀(207H) 내에서 일측으로 치우치지 않고 정 위치될 수 있다. 즉, 반도체 발광 소자(150)의 중심 라인이 조립 홀(207H)의 중심을 지나는 중심 라인, 제1 브랜치 전극(212)의 중심을 지나는 중심 라인 또는 제2 브랜치 전극(222)의 중심을 지나는 중심 라인과 일치되도록 제2 브랜치 전극(222) 상에 안착될 수 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(150)의 하면은 제2 브랜치 전극(222)의 상면에 접할 수 있다. 예컨대, 반도체 발광 소자(150)의 하면은 제2 브랜치 전극(222)의 상면으로부터 이격되어 위치되어, 제1 DEP force(DEP 1) 및 제2 DEP forceDEP 2)에 의해 조립 홀(207H)의 정 위치, 즉 중심 위치에 고정될 수 있다.
도 14는 제1 실시예에 따른 디스플레이 장치의 발광 과정을 도시한다.
도 14에 도시한 바와 같이, 자가 조립 공정에 의해 반도체 발광 소자(150)가 기판(200) 상에 안착된 후(도 13 및 도 13b), 일련의 후공정, 예컨대 제2 절연층(250)과 전극 배선(260) 각각의 형성 공정과 구동부를 포함한 각종 회로 구성들을 장착하여 디스플레이 장치(301)가 제조될 수 있다.
디스플레이 장치(301)에서 영상을 디스플레이하기 위해 반도체 발광 소자(150)가 발광될 수 있다. 이를 위해, 제2 조립 배선(220), 즉 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)은 제1 전극 배선으로 사용되고, 전극 배선(260)은 제2 전극 배선으로 사용될 수 있다. 예컨대, 제2 전압(V2)가 반도체 발광 소자(150)로 인가되어 반도체 발광 소자(150)가 발광될 수 있다. 제2 전압(V2)에 의해 전류가 전극 배선(260), 반도체 발광 소자(150) 및 제2 조립 배선(220), 즉 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)을 통해 흐르게 되며, 이러한 전류에 의해 반도체 발광 소자(150)의 제1 도전형 반도체층(152a)에서 전자가 생성되고 제2 도전형 반도체층(152c)에서 정공이 생성될 수 있다. 이러한 전자 및 정공이 반도체 발광 소자(150)의 활성층(152b)에 주입되어 재결합됨으로써, 특정 컬러 광이 생성될 수 있다. 특정 컬러 광의 파장은 반도체 발광 소자(150)의 활성층(152b)의 반도체 재질, 혼합물 또는 혼합물의 조성비에 따라 달라질 수 있다.
예컨대, 전극 배선(260)은 정전위(+) 전압이 인가되는 아노드 전극이고, 제2 조립 배선(220)은 부전위(-) 전압이 인가되는 캐소드 전극일 수 있다.
예컨대, 전극 배선(260)은 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소에 공통으로 연결되는 공통 전극 배선일 수 있다. 반도체 발광 소자(150)에서 생성된 광의 진행에 방해가 되지 않도록 전극 배선(260)은 투명도가 우수한 투명 전극일 수 있다. 예컨대, 투명 전극은 ITO, IZO 등을 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
만일 전극 배선(260)이 공통 전극으로서 접지된 경우, 제2 조립 배선(220)에 인가되는 전압(V2)을 달리함으로써, 반도체 발광 소자(150)에 흐르는 전류의 세기가 달라지고, 이와 같이 달라진 전류에 의해 반도체 발광 소자(150)에서 생성된 광의 휘도가 달라질 수 있다. 이와 같이 달라진 광의 휘도에 따라 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 서로 상이한 계조의 영상이 디스플레이될 수 있다.
한편, 제1 실시예는 이상에서 상술한 구성 요소보다 더 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 실시예에 따르면, 도 9 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역(207a)과 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다. 자가 조립을 위해 제1 브랜치 전극(212)과 제2 브랜치 전극(222)에 교류 전압(도 도 13a의 V1)이 인가되는 경우, 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 제2 브랜치 전극(222)의 양 측에 위치된 제2 홀 영역(207b)에 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성될 수 있다. 이때, 제2 브랜치 전극(222)은 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 배치된 바 전극(222m)을 포함할 수 있다.
따라서, 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제1 내측(231) 사이의 거리(d1)와 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 제2 내측(232) 사이의 거리(d2)가 동일하므로, 제1 홀 영역(207a)에 형성된 제1 DEP force와 제2 홀 영역(207b)에 형성된 제2 DEP force가 동일하다. 이에 따라, 자가 조립시 조립 홀(207H)에 삽입된 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)의 일측, 예컨대 제1 내측(231) 또는 제2 내측(232)으로 치우치지 않고 그 중심이 조립 홀(207H)의 중심이나 제2 브랜치 전극(222)의 중심에 위치될 수 있다. 즉, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 정위치되어 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 고정될 수 있다. 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 고정되므로, 자가 조립 공정이 완료되거나 완료된 후에도 조립 홀(207H) 밖으로 이탈되지 않아 자가 조립율 및 조립 수율이 현저히 향상될 수 있다.
한편, 하부 전극 배선으로 사용되는 제2 브랜치 전극(222)이 조립 홀(207H)의 중심에 배치되고, 반도체 발광 소자(150)의 하면이 직접 제2 브랜치 전극(222)의 상면에 접할 수 있다. 이러한 경우, 설사 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H) 내에서 한쪽으로 치우치저라도 제2 브랜치 전극(222)의 전 영역이 반도체 발광 소자(150)의 하면에 접할 수 있다. 따라서, 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 반도체 발광 소자(150)와 제2 브랜치 전극(222)의 전기적 접촉 불량이 방지되므로, 점등율이 현저히 향상될 수 있다. 또한, 복수의 화소 각각의 복수의 서브 화소 각각에서 반도체 발광 소자(150)와 제2 브랜치 전극(222)의 접촉 면적이 동일하므로, 복수의 화소 간 또는 복수의 서브 화소 간에 균일한 점등율을 확보할 수 있다.
한편, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)이 반도체 발광 소자(150)의 직경에 비해 상대적으로 작으므로, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 정위치되는 경우 제2 브랜치 전극(222)의 좁은 폭(t2) 상에 지지가 어려워 반도체 발광 소자(150)가 제2 브랜치 전극(222) 상에서 좌우로 흔들려 결국 한쪽으로 치우칠 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해 제2 내지 제5 실시예가 제공되었다. 즉, 제2 브랜치 전극(222)의 바 전극(222m)에 교차하는 다양한 보조 전극(도 15 및 도 17의 222a, 도 18의 222a1 및 222a2, 도 19의 222a1 내지 222a3)를 배치함으로써, 반도체 발광 소자(150)의 좌우 흔들림으로 인한 한쪽으로의 치우침을 방지하여 반도체 발광 소자(150)를 정위치시킬 수 있다.
이하에서 제2 내지 제5 실시예를 상세히 설명한다.
[제2 실시예]
도 15는 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다. 도 16은 도 15의 E 영역의 부분 확대도이다.
제2 실시예는 보조 전극(222a)를 제외하고 제1 실시예와 동일하다. 제2 실시예에서 제1 실시예와 동일한 구조, 형상 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제2 실시예는 도 15 및 도 16뿐만 아니라 도 10 및 도 11도 참고하여 설명될 수 있다.
도 10, 도 11, 도 15 및 도 16을 참조하면, 제2 실시예에 따른 디스플레이 장치(302)는 기판(200), 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220), 제1 절연층(215), 격벽(207), 반도체 발광 소자(150), 제2 절연층(250) 및 전극 배선(260)을 포함할 수 있다. 제2 실시예는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 조립 배선(210)은 제1 버스 배선(211) 및 제1 브랜치 전극(212)을 포함하고, 제2 조립 배선(220)은 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)을 포함할 수 있다.
제2 조립 배선(220)의 일부, 즉 제2 브랜치 전극(222)은 제1 조립 배선(210)의 일부, 즉 제1 브랜치 전극(212)의 상측에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩될 수 있다.
제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역(207a)과 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다.
이와 같은 제1 브랜치 전극(212), 제2 브랜치 전극(222) 및 조립 홀(207H) 각각의 구조나 이들 간의 배치 관계에 의해 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 양측으로 균일하거나 동일한 세기를 갖는 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성되어, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 삽입되어 정위치로 정렬될 수 있을 뿐만 아니라 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 제2 브랜치 전극(222) 상에 정위치된 상태로 고정될 수 있다.
제2 브랜치 전극(222)은 바 전극(222m)과 보조 전극(222a)을 포함할 수 있다.
바 전극(222m)은 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 제2 방향(312)을 따라 배치될 수 있다.
보조 전극(222a)은 조립 홀(207H)의 중심에 배치되고, 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 큰 직경(D22)을 가질 수 있다. 예컨대, 보조 전극(222a)은 원형을 가질 수 있다. 보조 전극(222a)은 조리 홀의 형상에 대응하는 형상을 가질 수 있다. 예컨대, 조립 홀(207H)이 원형을 갖는 경우, 보조 전극(222a)은 원형을 가질 수 있다. 이러한 경우, 보조 전극(222a)의 원주를 따른 외측과 조립 홀(207H)의 원주를 따른 내측 사이의 거리는 동일할 수 있다.
보조 전극(222a)의 양측은 바 전극(222m)과 연결될 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)의 중심에 보조 전극(222a)이 배치될 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)이 보조 전극(222a)의 양측에서 각각 제1 버스 배선(211) 및 제2 버스 배선(221)을 향해 연장될 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)의 일측은 제2 버스 배선(221)으로부터 조립 홀(207H)의 중심을 향해 연장되어 보조 전극(222a)의 일측과 접할 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)은 타측은 보조 전극(222a)의 타측으로부터 제1 버스 배선(211)을 향해 연장될 수 있다.
조립 홀(207H)의 중심에 배치된 보조 전극(222a)이 원형을 갖고 그 직경(D22)이 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 크므로, 조립 홀(207H)의 중심에 정위치된 반도체 발광 소자(150)가 보조 전극(222a)과의 접촉 면적이 확장되어 좌우로 흔들리지 않고 그대로 조립 홀(207H)에 정위치될 수 있다. 아울러, 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 큰 직경(D22)을 갖는 원형의 보조 전극(222a)에 의해 반도체 발광 소자(150)와의 접촉 면적이 확장되어 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상될 수 있다.
한편, 조립 홀(207H)을 중심에는 원형의 보조 전극(222a)이 배치되어, 보조 전극(222a)을 기준으로 양측으로 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성될 수 있다. 또한, 보조 전극(222a)의 양측으로 제2 방향(312)을 따라 바 전극(222m)이 배치되어, 바 전극(222m)을 기준으로 양측으로 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성될 수 있다. 따라서, 바 전극(222m)뿐만 아니라 보조 전극(222a) 각각의 양측으로 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성됨으로써, 반도체 발광 소자(150)가 보다 더 정교하게 조립 홀(207H)에 정위치되고 또한 보다 강하게 고정될 수 있다.
제2 실시예에 따르면, 조립 홀(207H)의 중심에 바 전극(222m)의 폭보다 큰 직경(D22)을 갖는 원형의 보조 전극(222a)을 배치함으로써, 반도체 발광 소자(150)의 좌우 흔들림으로 인한 한쪽으로의 치우침을 방지하여 반도체 발광 소자(150)를 정위치시킬 수 있다.
[제3 실시예]
도17은 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
제3 실시예는 보조 전극(222a)를 제외하고 제1 실시예와 동일하고 제2 실시예와 유사하다. 제3 실시예에서 제1 및 제2 실시예와 동일한 구조, 형상 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제3 실시예는 도 17뿐만 아니라 도 10 및 도 11도 참고하여 설명될 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 17을 참조하면, 제3 실시예에 따른 디스플레이 장치(303)는 기판(200), 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220), 제1 절연층(215), 격벽(207), 반도체 발광 소자(150), 제2 절연층(250) 및 전극 배선(260)을 포함할 수 있다. 제3 실시예는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 조립 배선(210)은 제1 버스 배선(211) 및 제1 브랜치 전극(212)을 포함하고, 제2 조립 배선(220)은 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)을 포함할 수 있다.
제2 조립 배선(220)의 일부, 즉 제2 브랜치 전극(222)은 제1 조립 배선(210)의 일부, 즉 제1 브랜치 전극(212)의 상측에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩될 수 있다.
제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역(207a)과 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다.
이와 같은 제1 브랜치 전극(212), 제2 브랜치 전극(222) 및 조립 홀(207H) 각각의 구조나 이들 간의 배치 관계에 의해 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 양측으로 균일하거나 동일한 세기를 갖는 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성되어, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 삽입되어 정위치로 정렬될 수 있을 뿐만 아니라 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 제2 브랜치 전극(222) 상에 정위치된 상태로 고정될 수 있다.
제2 브랜치 전극(222)은 바 전극(222m)과 보조 전극(222a)을 포함할 수 있다.
바 전극(222m)은 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 제2 방향(312)을 따라 배치될 수 있다.
보조 전극(222a)은 조립 홀(207H)의 중심에 배치되고, 바 전극(222m)과 교차하여 제1 방향(311)을 따라 배치될 수 있다. 보조 전극(222a)의 폭(t3)은 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 클 수 있다.
도면에는 보조 전극(222a)의 폭(t3)이 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작은 것으로 도시되고 있지만, 조립 홀(207H)의 직경보다 클 수도 있다.
예컨대, 보조 전극(222a)은 바 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 보조 전극(222a)은 다각형을 가질 수 있다. 도면에는 보조 전극(222a)이 직사각 형상을 갖고 있지만, 5각형, 6각형 등이나 별 모양을 가질 수도 있다.
예컨대, 바 전극(222m)과 보조 전극(222a)에 의해 십자가 형상이 만들어질 수 있다.
예컨대, 보조 전극(222a)의 양측 끝단과 조립 홀(207H)의 내측 사이의 거리가 바 전극(222m)과 조립 홀(207H)의 내측 사이의 거리보다 작을 수 있다.
일 예로, 바 전극(222m)은 보조 전극(222a)의 양측에서 제2 방향(312)을 따라 연장될 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)의 제1 측은 보조 전극(222a)의 제1 측에서 제2 버스 배선(221)을 향해 연장될 수 있다. 예컨대, 바 전극(222m)의 제2 측은 보조 전극(222a)의 제2 측에서 제1 조립 배선(210)을 향해 연장될 수 있다.
다른 예로, 보조 전극(222a)은 바 전극(222m)의 양측에서 제1 방향(311)을 따라 연장될 수 있다. 예컨대, 보조 전극(222a)의 제1 측은 바 전극(222m)의 제1 측에서 제2 방향(312)을 따라 연장되고, 보조 전극(222a)의 제2 측은 바 전극(222m)의 제2 측에서 제2 방향(312)의 반대 방향을 따라 연장될 수 있다.
조립 홀(207H)의 중심에서 바 전극(222m)에 교차하여 배치된 보조 전극(222a)이 다각형을 갖고 그 폭(t3)이 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 크므로, 조립 홀(207H)의 중심에 정위치된 반도체 발광 소자(150)가 보조 전극(222a)과의 접촉 면적이 확장되어 좌우로 흔들리지 않고 그대로 조립 홀(207H)에 정위치될 수 있다. 아울러, 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 큰 폭(3)을 갖는 다각형의 보조 전극(222a)에 의해 반도체 발광 소자(150)와의 접촉 면적이 확장되어 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상될 수 있다.
제3 실시예에 따르면, 조립 홀(207H)의 중심에 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 큰 폭(t3)을 갖는 다각형의 보조 전극(222a)을 배치함으로써, 반도체 발광 소자(150)의 좌우 흔들림으로 인한 한쪽으로의 치우침을 방지하여 반도체 발광 소자(150)를 정위치시킬 수 있다.
[제4 실시예]
도 18 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
제4 실시예는 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)를 제외하고 제1 실시예와 동일하고 제2 및 제3 실시예와 유사하다. 제4 실시예에서 제1 내지 제3 실시예와 동일한 구조, 형상 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제4 실시예는 도 18뿐만 아니라 도 10 및 도 11도 참고하여 설명될 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 18을 참조하면, 제4 실시예에 따른 디스플레이 장치(304)는 기판(200), 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220), 제1 절연층(215), 격벽(207), 반도체 발광 소자(150), 제2 절연층(250) 및 전극 배선(260)을 포함할 수 있다. 제4 실시예는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 조립 배선(210)은 제1 버스 배선(211) 및 제1 브랜치 전극(212)을 포함하고, 제2 조립 배선(220)은 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)을 포함할 수 있다.
제2 조립 배선(220)의 일부, 즉 제2 브랜치 전극(222)은 제1 조립 배선(210)의 일부, 즉 제1 브랜치 전극(212)의 상측에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩될 수 있다.
제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다. 이에 따라, 조립 홀(207H)은 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역(207a)과 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역(207b)을 포함할 수 있다.
이와 같은 제1 브랜치 전극(212), 제2 브랜치 전극(222) 및 조립 홀(207H) 각각의 구조나 이들 간의 배치 관계에 의해 제2 브랜치 전극(222)을 기준으로 양측으로 균일하거나 동일한 세기를 갖는 제1 DEP force 및 제2 DEP force가 형성되어, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 삽입되어 정위치로 정렬될 수 있을 뿐만 아니라 제1 DEP force 및 제2 DEP force에 의해 제2 브랜치 전극(222) 상에 정위치된 상태로 고정될 수 있다.
제2 브랜치 전극(222)은 바 전극(222m), 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)을 포함할 수 있다.
바 전극(222m)은 조립 홀(207H)의 중심을 가로질러 제2 방향(312)을 따라 배치될 수 있다.
제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)은 조립 홀(207H)의 서로 마주 보는 제3 내측(233) 및 제4 내측(234) 각각의 아래에 배치되고, 각각 바 전극(222m)을 가로질러 제1 방향(311)을 따라 배치될 수 있다.
예컨대, 제1 보조 전극(222a1)은 제2 버스 배선(221)보다는 제1 버스 배선(211)에 근접하여 조립 홀(207H)의 제3측(233) 아래에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 보조 전극(222a2)은 제1 버스 배선(211)보다는 제2 버스 배선(221)에 근접하여 조립 홀(207H)의 제4측(234) 아래 에 배치될 수 있다 제1 보조 전극(222a1)의 일부는 조립 홀(207H)에 의해 노출되고, 제1 보조 전극(222a1)의 다른 일부는 격벽(207)에 의해 노출되지 않을 수 있다. 제2 보조 전극(222a2)의 일부는 조립 홀(207H)에 의해 노출되고, 제1 보조 전극(222a1)의 다른 일부는 격벽(207)에 의해 노출되지 않을 수 있다.
제1 보조 전극(222a1)은 제2 버스 배선(221)으로부터 제1 거리(d1)에 위치되어 바 전극(222m)과 교차하고, 제2 보조 전극(222a2)은 제1 버스 배선(211)으로부터 제2 거리(d2)에 위치되어 바 전극(222m)과 교차할 수 있다. 제1 거리(d1)와 제2 거리(d2)는 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 보조 전극(222a1)과 제2 보조 전극(222a2)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 즉, 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)은 제1 방향(311)을 따라 배치될 수 있다. 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)은 제1 버스 배선(211) 또는 제2 버스 배선(221)과 평행하게 배치될 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
예컨대, 제1 보조 전극(222a1)의 폭(t21)은 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 클 수 있다. 예컨대, 제2 보조 전극(222a2)의 폭(t22)은 바 전극(222m)의 폭(t2)보다 클 수 있다. 제1 보조 전극(222a1)의 폭(t21)과 제2 보조 전극(222a2)의 폭(t22)은 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 보조 전극(222a1)의 폭(t21) 또는 제2 보조 전극(222a2)의 폭(t22)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
조립 홀(207H)의 제3 내측(233) 및 제4 내측(234) 각각에서 바 전극(222m)과 교차하여 배치된 보조 전극이 바 형태를 가지므로, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)의 중심에 정위치되는 경우, 반도체 발광 소자(150)의 양측 하면 각각이 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)과 접촉되어 반도체 발광 소자(150)가 제1 및 제2 보조 전극(222a2)과의 접촉 면적이 확장되어 좌우로 흔들리지 않고 그대로 조립 홀(207H)에 정위치될 수 있다. 아울러, 조립 홀(207H)의 제3 내측(233) 및 제4 내측(234) 각각에 배치된 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)에 의해 반도체 발광 소자(150)와의 접촉 면적이 확장되어 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상될 수 있다.
제4 실시예에 따르면, 조립 홀(207H)의 제3 내측(233) 및 제4 내측(234) 각각에 제1 보조 전극(222a1) 및 제2 보조 전극(222a2)을 배치함으로써, 반도체 발광 소자(150)의 좌우 흔들림으로 인한 한쪽으로의 치우침을 방지하여 반도체 발광 소자(150)를 정위치시킬 수 있다.
[제5 실시예]
도 19는 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 평면도이다.
제5 실시예는 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)을 제외하고 제1 내지 제4 실시예와 유사하다. 제5 실시예에서 제1 내지 제4 실시예와 동일한 구조, 형상 및/또는 기능을 갖는 구성 요소에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 상세한 설명을 생략한다.
제5 실시예는 도 19뿐만 아니라 도 10 및 도 11도 참고하여 설명될 수 있다.
도 10, 도 11 및 도 19를 참조하면, 제5 실시예에 따른 디스플레이 장치(305)는 기판(200), 제1 조립 배선(210), 제2 조립 배선(220), 제1 절연층(215), 격벽(207), 반도체 발광 소자(150), 제2 절연층(250) 및 전극 배선(260)을 포함할 수 있다. 제5 실시예는 이보다 더 많은 구성 요소를 포함할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
제1 조립 배선(210)은 제1 버스 배선(211) 및 제1 브랜치 전극(212)을 포함하고, 제2 조립 배선(220)은 제2 버스 배선(221) 및 제2 브랜치 전극(222)을 포함할 수 있다.
제2 조립 배선(220)의 일부, 즉 제2 브랜치 전극(222)은 제1 조립 배선(210)의 일부, 즉 제1 브랜치 전극(212)의 상측에 배치될 수 있다. 예컨대, 제2 브랜치 전극(222)은 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩될 수 있다.
제1 브랜치 전극(212)의 폭(t1)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 크고, 제2 브랜치 전극(222)의 폭(t2)은 조립 홀(207H)의 직경(D11)보다 작을 수 있다.
제2 브랜치 전극(222)은 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)을 포함할 수 있다.
제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)은 조립 홀(207H)의 중심에서 서로 상이한 방향을 따라 연장되어 배치될 수 있다. 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)은 조립 홀(207H)의 중심에서 서로 연결될 수 있다.
예컨대, 제1 바 전극(223a1)은 조립 홀(207H)의 중심에서 제2 버스 배선(221)을 향해 연장될 수 있다. 예컨대, 제2 바 전극(223a2)은 조립 홀(207H)의 중심에서 제3 방향(313)으로 연장되고, 제3 바 전극(223a3)은 조립 홀(207H)의 중심에서 제4 방향(304)으로 연장될 수 있다.
제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3) 간의 사이각(θ1, θ2, θ3)은 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 바 전극(223a1)과 제2 바 전극(223a2) 간의 제1 사이각(θ1)은 제2 바 전극(223a2)과 제3 바 전극(223a3) 간의 제2 사이각(θ2)과 동일할 수 있다. 예컨대, 제2 바 전극(223a2)과 제3 바 전극(223a3) 간의 제2 사이각(θ2)은 제1 바 전극(223a1)과 제3 바 전극(223a3) 간의 제3 사이각(θ3)과 동일할 수 있다. 예컨대, 제1 사이각(θ1), 제2 사이각(θ2) 및 제3 사이각(θ3) 각각은 120°일 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
한편, 조립 홀(207H)은 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)이 제1 브랜치 전극(212)과 중첩되는 제1 홀 영역(235)과 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)이 제1 브랜치 전극(212)과 중첩되지 않는 제2 홀 영역(236 내지 238)을 포함할 수 있다.
예컨대, 제2-1 홀 영역(236)은 제1 바 전극(223a1)과 제2 바 전극(223a2) 사이에서 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 예컨대, 제2-2 홀 영역(237)은 제2 바 전극(223a2)과 제3 바 전극(223a3) 사이에서 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 영역일 수 있다. 예컨대, 제2-3 홀 영역(238)은 제3 바 전극(223a3)과 제1 바 전극(223a1) 사이에서 제2 브랜치 전극(222)이 제1 브랜치 전극(212)과 수직으로 중첩되지 않는 영역일 수 있다.
한편, 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3) 각각을 기준으로 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3) 각각의 양측으로 DEP force가 형성될 수 있다. 예컨대, 제2-1 홀 영역(236)에서 제1 바 전극(223a1) 및 제2 바 전극(223a2)과 제1 브랜치 전극(212) 사이에 제1 DEP force(DEP 1)가 형성될 수 있다. 예컨대, 제2-2 홀 영역(237)에서 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)과 제1 브랜치 전극(212) 사이에 제2 DEP force(DEP 2)가 형성될 수 있다. 예컨대, 제2-3 홀 영역(238)에서 제1 바 전극(223a1) 및 제3 바 전극(223a3)과 제1 브랜치 전극(212) 사이에 제3 DEP force(DEP 3)가 형성될 수 있다. 제1 DEP force(DEP 1)의 값, 제2 DEP force(DEP 2)의 값 및 제3 DEP force(DEP 3)의 값은 동일하거나 유사할 수 있다.
따라서, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)에 삽입되어 정위치로 정렬될 수 있을 뿐만 아니라 제1 DEP force(DEP 1), 제2 DEP force(DEP 2) 및 제3 DEP force(DEP 3)에 의해 제2 브랜치 전극(222) 상에 정위치된 상태로 고정될 수 있다.
예컨대, 제2 바 전극(223a2)의 폭(또는 길이)와 제3 바 전극(223a3)의 폭(또는 길이)은 동일할 수 있지만, 이에 대해서는 한정하지 않는다.
도면에는 제2 바 전극(223a2)의 끝단 및 제3 바 전극(223a3)의 끝단이 조립 홀(207H)에서 격벽(207) 아래에까지 연장되어 배치되는 것으로 도시되고 있지만, 조립 홀(207H) 내에 배치되고 격벽(207) 아래에는 배치되지 않을 수도 있다.
제5 실시예에 따르면, 조립 홀(207H)의 중심에서 서로 상이한 방향으로 연장된 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)이 배치되어, 반도체 발광 소자(150)가 조립 홀(207H)의 중심에 정위치되는 경우, 반도체 발광 소자(150)의 하면의 3군데 영역이 각각이 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)과 접촉되어 반도체 발광 소자(150)가 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)과의 접촉 면적이 확장되어 좌우로 흔들리지 않고 그대로 조립 홀(207H)에 정위치될 수 있다.
제5 실시예에 따르면, 제1 바 전극(223a1), 제2 바 전극(223a2) 및 제3 바 전극(223a3)과의 접촉 면적이 확장되어 전기적 특성 및 광학적 특성이 향상될 수 있다.
상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 실시예의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 실시예의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 실시예의 범위에 포함된다.
실시예는 영상이나 정보를 디스플레이하는 디스플레이 분야에 채택될 수 있다. 실시예는 반도체 발광 소자를 이용하여 영상이나 정보를 디스플레이하는 디스플레이 분야에 채택될 수 있다. 반도체 발광 소자는 마이크로급 반도체 발광 소자나 나노급 반도체 발광 소자일 수 있다.
예컨대, 실시예는 TV, 사이니지, 스마트 폰, 모바일 폰, 이동 단말기, 자동차용 HUD, 노트북용 백라이트 유닛, VR이나 AR용 디스플레이 장치에 채택될 수 있다.

Claims (19)

  1. 기판;
    상기 기판 상에 제1 조립 배선;
    상기 제1 조립 배선의 상에 제2 조립 배선;
    상기 제1 조립 배선과 상기 제2 조립 배선 사이에 절연층;
    상기 제2 조립 배선 상에 배치되고, 조립 홀을 갖는 격벽; 및
    상기 조립 홀에 반도체 발광 소자를 포함하고,
    상기 제2 조립 배선의 일부는 상기 조립 홀의 중심에 배치되고,
    상기 제2 조립 배선의 일부의 폭은 상기 조립 홀의 직경보다 작은
    디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 조립 홀은,
    상기 제2 조립 배선이 상기 제1 조립 배선과 수직으로 중첩되는 제1 홀 영역; 및
    상기 제2 조립 배선이 상기 제2 조립 배선과 수직으로 중첩되지 않는 제2 홀 영역을 포함하는
    디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 조립 배선은,
    제1 방향을 따라 배치되는 제1 버스 배선; 및
    제2 방향을 따라 상기 제1 버스 배선으로부터 연장되는 제1 브랜치 전극을 포함하고,
    상기 제2 조립 배선은,
    상기 제1 방향을 따라 배치되고, 상기 제1 버스 배선으로부터 이격되는 제2 버스 배선; 및
    상기 제2 방향을 따라 상기 상기 제2 버스 배선으로부터 상기 제1 버스 배선을 향해 연장되는 제2 브랜치 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 브랜치 전극 및 상기 제2 브랜치 전극은 상기 조립 홀에 배치되는
    디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 제1 홀 영역에서 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되고,
    상기 제2 홀 영역에서 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되지 않는
    디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 제2 방향을 따라 상기 조립 홀의 중심을 가로질러 배치되는 바 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 바 전극과 상기 조립 홀의 제1 내측 사이의 거리와 상기 바 전극과 상기 조립 홀의 제2 내측 사이의 거리는 동일하고,
    상기 제1 내측과 상기 제2 내측은 서로 마주보는
    디스플레이 장치.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 조립 홀의 중심에 배치되고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 직경을 가지며, 원형을 갖는 보조 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 보조 전극의 외측은 상기 조립 홀의 내측의 형상에 대응하는 형상을 갖는
    디스플레이 장치.
  10. 제6항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 조립 홀의 중심에서 상기 바 전극과 교차하여 상기 제1 방향을 따라 배치되고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 가지며, 다각형을 갖는 보조 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 제2 버스 배선으로부터 제1 거리에 위치되어 상기 바 전극과 교차하고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제1 보조 전극; 및
    상기 제1 버스 배선으로부터 제2 거리에 위치되어 상기 바 전극과 교차하고, 상기 바 전극의 폭보다 큰 폭을 갖는 제2 보조 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극은 상기 조립 홀의 제3 내측 아래에 위치되고,
    상기 제2 보조 전극은 상기 조립 홀의 제4 내측 아래에 위치되며,
    상기 제3 내측과 상기 제4 내측은 서로 마주보는
    디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 보조 전극과 상기 제2 보조 전극은 서로 평행하고,
    상기 제1 보조 전극의 폭과 상기 제2 보조 전극의 폭은 동일한
    디스플레이 장치.
  14. 제3항에 있어서,
    상기 제2 브랜치 전극은,
    상기 조립 홀의 중심에서 제2 버스 배선을 향해 연장되는 제1 바 전극;
    상기 조립 홀의 중심에서 제3 방향으로 연장되는 제2 바 전극; 및
    상기 조립 홀의 중심에서 제4 방향으로 연장되는 제3 바 전극을 포함하는
    디스플레이 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 제1 바 전극, 상기 제2 바 전극 및 상기 제3 바 전극 간의 사이각은 동일한
    디스플레이 장치.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 제2 홀 영역은,
    상기 제1 바 전극과 상기 제2 바 전극 사이에서 상기 제2 브랜치 전극이 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되지 않는 제2-1 홀 영역;
    상기 제2 바 전극과 상기 제3 바 전극 사이에서 상기 제2 브랜치 전극이 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되지 않는 제2-2 홀 영역; 및
    상기 제3 바 전극과 상기 제1 바 전극 사이에서 상기 제2 브랜치 전극이 상기 제1 브랜치 전극과 수직으로 중첩되지 않는 제2-3 홀 영역을 포함하는
    디스플레이 장치.
  17. 제3항에 있어서,
    상기 제1 브랜치 전극의 폭은 적어도 상기 조립 홀의 직경보다 크고,
    상기 제2 브랜치 전극의 폭은 상기 조립 홀의 직경보다 작은
    디스플레이 장치.
  18. 제3항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자는,
    상기 제1 홀 영역에서 상기 제2 브랜치 전극에 접하고,
    상기 제2 홀 영역에서 상기 제2 브랜치 전극에 접하지 않는
    디스플레이 장치.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자 상에 전극 배선을 포함하고,
    상기 제2 조립 배선은 상기 반도체 발광 소자의 제1 측에 전기적으로 연결되고,
    상기 전극 배선은 상기 반도체 발광 소자의 제2 측에 전기적으로 연결되는
    디스플레이 장치.
PCT/KR2022/000763 2022-01-14 2022-01-14 디스플레이 장치 Ceased WO2023136378A1 (ko)

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