WO2023153590A1 - 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법 Download PDF

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WO2023153590A1
WO2023153590A1 PCT/KR2022/017887 KR2022017887W WO2023153590A1 WO 2023153590 A1 WO2023153590 A1 WO 2023153590A1 KR 2022017887 W KR2022017887 W KR 2022017887W WO 2023153590 A1 WO2023153590 A1 WO 2023153590A1
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WO
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light emitting
layer
display device
insulating layer
emitting element
Prior art date
Application number
PCT/KR2022/017887
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English (en)
French (fr)
Inventor
윤동진
박상태
이상열
오정탁
김성균
박선우
Original Assignee
엘지전자 주식회사
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Filing date
Publication date
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52—Encapsulations
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58—Optical field-shaping elements

Definitions

  • the present invention is applicable to a display device-related technical field, and relates to, for example, a display device using a light emitting diode (LED) and a manufacturing method thereof.
  • LED light emitting diode
  • Display As the information society develops, the demand for display devices is also increasing in various forms. Display), OLED (Organic Light Emitting Diode), Micro LED (Micro Light Emitting Diode), etc. are being researched and used.
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • Micro LED Micro Light Emitting Diode
  • Digital Signage is not only a general TV, but also a communication tool that can induce marketing, advertising, training effects, and customer experience of companies in public places such as airports, hotels, hospitals, and subway stations. It is a display device that provides specific information as well as a broadcast program.
  • Digital signage is a device such as LCD (Liquid Crystal Display), PDP (Plasma Display Panel), OLED (Organic Light Emitting Diode), Micro LED (Light Emitting Diode), etc.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • PDP Plasma Display Panel
  • OLED Organic Light Emitting Diode
  • Micro LED Light Emitting Diode
  • Such digital signage is implemented as a modular display device configured by combining several display modules.
  • a module display may use a light emitting element (LED) as a pixel.
  • LED light emitting element
  • the light emitting element When the light emitting element is used as a pixel (light source), if a black film is not applied on the upper side of the light emitting element, the central pixel area may be brightly expressed, but the peripheral portion of the light source may not be sufficiently dark. This may be a phenomenon that occurs because sapphire used in the light emitting device has high reflectivity with respect to external incident light.
  • the periphery of the light source can be expressed sufficiently dark, but the white area in the center can be darkened together by the application of the black film.
  • the contrast of the display may be lowered, and it may be difficult to achieve sufficient grayscale expression.
  • a technical problem to be solved by the present invention is to provide a display device using a light emitting device capable of improving light efficiency and a manufacturing method thereof in a display device using a light emitting device.
  • a stacked light emitting device capable of increasing light efficiency by allowing light traveling to the side of the light emitting device to travel to the front, and a display device using the same.
  • a stacked light emitting device capable of equalizing a viewing angle due to different light distribution characteristics between red, green, and blue, and a display device using the same.
  • the display device when the display device has a module structure connected to each other, it is intended to provide a stacked light emitting device capable of improving a phenomenon in which bright lines are generated between modules and a display device using the same.
  • the present invention provides a wiring board; a light emitting element arranged as individual pixels on the wiring board; an insulating layer positioned on at least a side surface of the light emitting device; and a black layer positioned on the insulating layer, and the black layer may include a material formed by transforming a material constituting the insulating layer.
  • the black layer may include a material formed by carbonizing particles included in the insulating layer.
  • the black layer may include a material in which particles included in the insulating layer are decomposed by heat.
  • the material decomposed by heat may include amorphous carbon and amorphous powder.
  • the black layer may have a constant thickness on the insulating layer.
  • the insulating layer may function as a reflective layer.
  • the insulating layer may include a transparent resin layer; and particles dispersed in the transparent resin layer.
  • the transparent resin layer may include at least one of silicone, epoxy, and urethane.
  • the particle may include at least one of silicon oxide, titanium oxide, and zirconium oxide.
  • the refractive index of the particles may be different from the refractive index of the transparent resin layer.
  • the light emitting device may include a semiconductor structure including a plurality of semiconductor layers stacked to emit light of a first color, a second color, and a third color.
  • the light emitting device may include a support layer on the semiconductor structure.
  • the insulating layer may be positioned to further surround a side surface of the support layer.
  • the black layer may be positioned to surround at least a portion of a side surface of the support layer.
  • the present invention comprises the steps of arranging a plurality of light emitting elements constituting individual pixels on a wiring board; forming an insulating layer including particles dispersed in a transparent resin layer between the light emitting elements; and forming a black layer by applying heat to the insulating layer.
  • the process of applying heat to the insulating layer may be performed by laser irradiation.
  • the forming of the black layer may include a process of thermally decomposing particles included in the insulating layer by applying the heat.
  • a lens that does not react to the laser irradiation may be positioned on the light emitting device.
  • the light source (light emitting element) side can be expressed bright enough, and the peripheral part of the light source can be expressed dark enough. Accordingly, expression of gradation by the light source can be implemented in a wide range.
  • the black layer is not located on the light emitting element, overall brightness of the display device can be improved.
  • light efficiency may be increased by allowing light traveling to the side of the light emitting device to travel to the front.
  • viewing angles due to different light distribution characteristics among red, green, and blue colors can be equalized.
  • the display device has a module structure connected to each other, it is possible to improve a phenomenon in which bright lines are generated between modules.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating pixel areas of a display device using a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating a unit pixel area of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is an enlarged view of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a light emitting element of a display device using a light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the light emitting device of FIG. 4 .
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a light emitting element of a display device using a light emitting element according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view showing a modified example of the light emitting device of FIG. 6;
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a display device using a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a cross-sectional schematic view illustrating a manufacturing process of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a partial area of FIG. 9 .
  • FIG. 11 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a diagram illustrating an example of grayscale expression in a state in which a black film is formed on the front surface of a display device as a comparative example.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating an example of grayscale representation of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device described in this specification is a concept including all display devices that display information in unit pixels or a set of unit pixels. Therefore, it can be applied not only to finished products but also to parts.
  • a panel corresponding to one part of a digital TV independently corresponds to a display device in this specification.
  • the finished products include mobile phones, smart phones, laptop computers, digital broadcasting terminals, PDA (personal digital assistants), PMP (portable multimedia player), navigation, Slate PC, Tablet PC, Ultra Books, digital TVs, desktop computers, etc. may be included.
  • the semiconductor light emitting device mentioned in this specification is a concept including an LED, a micro LED, and the like, and may be used interchangeably.
  • 1 is a cross-sectional view illustrating pixel areas of a display device using a light emitting device according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 2 is a cross-sectional view illustrating a unit pixel area of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 3 is an enlarged view of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the display device 10 includes a wiring substrate 100 including a base substrate 120 equipped with wiring electrodes 110, where light emitting devices 200 forming a plurality of pixels are arranged. can do.
  • an insulating layer 300 may be positioned between the plurality of light emitting devices 200 .
  • the insulating layer 300 may be positioned at least on the side of the light emitting device 200 to surround the side of the light emitting device 200 .
  • such an insulating layer 300 may be provided to fill between the light emitting elements 200 .
  • a black layer 310 may be positioned on the insulating layer 300 .
  • the black layer 310 may serve as a black matrix layer improving the contrast of the display device 10 .
  • the black layer 310 may include a material formed by transforming a material constituting the insulating layer 300 .
  • the black layer 310 may include a material formed by carbonizing particles included in the insulating layer 300 .
  • the black layer 310 may include a material in which particles included in the insulating layer 300 are decomposed by heat. At this time, the material decomposed by such heat may include amorphous carbon.
  • the black layer 310 may be formed using carbonization of a resin included in the insulating layer 300 .
  • This carbonization phenomenon may be a phenomenon in which organic materials are pyrolyzed under appropriate conditions to produce amorphous carbon-black amorphous fine powder (soot). This will be described later in detail.
  • the black layer 310 may have a constant thickness on the insulating layer 300 .
  • the thickness of the black layer 310 may vary according to the distance between the light emitting elements 200 .
  • the insulating layer 300 may act as a reflective layer. That is, the insulating layer 300 may act as a reflective layer that reflects light emitted from the light emitting device 200 to the side. On the other hand, the insulating layer 300 may insulate the first electrode 250 and the second electrode 260 of the light emitting element 200 . In addition, the insulating layer 300 may serve as a layer for flattening light emitting devices 200 by filling in between them.
  • the insulating layer 300 and the reflective layer 300 may be used interchangeably and described using the same reference numerals.
  • the insulating layer 300 may include particles 303 dispersed in the transparent resin layer 302 . These particles 303 may act as reflective particles. This will be described later in detail.
  • the wiring electrode 110 is briefly illustrated.
  • a plurality of wiring electrodes 110 may be partitioned and positioned on the wiring board 110 .
  • the wiring electrode 110 may include a data electrode (pixel electrode) and a scan electrode (common electrode).
  • the wiring electrode 110 arranged on the wiring board 100 may be connected to a TFT layer including a thin film transistor (TFT).
  • TFT thin film transistor
  • a data electrode (pixel electrode) can be connected to this TFT layer. A detailed description of this is omitted.
  • the insulating layer 300 may have a hang structure 301 between adjacent light emitting elements 200 . That is, on the upper surface of the insulating layer 300, a curved structure 301 formed concavely and continuously connected between adjacent light emitting devices 200 may be formed.
  • the maximum height of the light emitting device 200 and the minimum height of the smoke layer 300 may be different from each other.
  • the minimum height of the insulating layer 300 may be lower than the maximum height of the light emitting device 200 .
  • the height of the row structure 301 may be higher than half of the height of the light emitting device 200 .
  • This row structure 301 may be associated with a manufacturing process of the insulating layer 300 .
  • the row structure 301 may be formed.
  • the light emitting device 200 may be disposed as individual pixels on the wiring board 100 .
  • a single light emitting device 200 may be configured to form one pixel. Since the insulating layer 300 serving as a reflective layer surrounds at least the side surface of the single light emitting device 200 constituting each pixel, the light emitted from the light emitting device 200 is emitted from the light emitting device 200 constituting the neighboring pixel. It can be emitted upwards without being mixed with the light emitted from it.
  • a light emitting device 200 constituting an individual pixel includes a plurality of semiconductor layers 210, 220, and 230 stacked to emit light of a first color, a second color, and a third color. It may include a semiconductor structure 202 that does.
  • the light emitting device 200 may be a multilayer semiconductor light emitting device capable of emitting red, green, and blue light.
  • the stacked light emitting device 200 includes a first semiconductor layer 210 emitting red light, a second semiconductor layer 220 emitting blue light, and a third semiconductor layer 230 emitting green light. It may include a semiconductor structure 202 including.
  • the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 may each include semiconductor layers capable of emitting light of individual colors.
  • each of the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 may include an active layer capable of emitting light of individual colors.
  • the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 are an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer together with an active layer capable of emitting light of individual colors, respectively. may contain layers. These individual structures are omitted in FIG. 2 .
  • the light emitting device 200 may include a first electrode 250 and a second electrode 260 electrically connected to one side and the other side of the semiconductor structure, respectively.
  • a first electrode 250 and a second electrode 260 electrically connected to one side and the other side of the semiconductor structure, respectively.
  • FIG. 2 an electrical connection structure between the semiconductor structure and the first electrode 250 and the second electrode 260 is briefly illustrated.
  • a support layer 240 may be positioned on the semiconductor structure 202 .
  • the support layer 240 may be a growth substrate on which the semiconductor structure 202 is grown or a transfer substrate to which the semiconductor structure 202 is transferred and bonded.
  • This support layer 240 may be transparent to light emitted from the semiconductor structure 202 .
  • the support layer 240 may include a sapphire substrate.
  • a lens 350 may be positioned on the support layer 240 . This lens 350 does not react in the process of forming the black layer 310, so that the light emitting element 200 does not react due to heat.
  • expansion pads 251 and 261 may be provided on the first electrode 250 and the second electrode 260 electrically connected to one side and the other side of the semiconductor structure 202 , respectively.
  • the size of the extension pads 251 and 261 may be larger than the outer surface of the semiconductor structure 202 .
  • the insulating layer 300 acts as a reflective layer
  • the semiconductor structure 202 includes at least the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 of the light emitting device 200. ) may be positioned to wrap the side of the
  • the insulating layer 300 may be positioned to cover the first electrode 250 and the second electrode 260 . In addition to this, for example, the insulating layer 300 may be positioned to cover the expansion pads 251 and 261 .
  • the insulating layer 300 may be positioned to further surround the side surface of the support layer 240 of the light emitting device 200 .
  • the insulating layer 300 may be positioned to cover all surfaces except for the upper surface of the support layer 240 of the light emitting device.
  • the black layer 310 may have a constant thickness on the insulating layer 300 . That is, the thickness (a) of the black layer 310 in a portion close to the light emitting device 200 may be the same as the thickness (a') of the black layer 310 in a portion relatively far from the light emitting device 200 .
  • the black layer 310 may be formed by penetrating a heat source for the carbonization (or thermal decomposition) process to a certain depth regardless of the location of the insulating layer 300 .
  • the insulating layer 300 may include particles 303 dispersed in the transparent resin layer 302 . These particles 303 may act as reflective particles.
  • the refractive index of the particles 303 may be different from the refractive index of the transparent resin layer 302 .
  • the particle 303 may include at least one of silicon, titanium, zirconium, or oxides thereof, that is, silicon oxide (SiOx), titanium oxide (TiOx), and zirconium oxide (ZrOx).
  • the transparent resin layer 302 may be formed of a resin material.
  • the transparent resin layer 302 may include at least one of silicone, epoxy, and urethane.
  • the thickness of the insulating layer 300 may be set to have a reflectance of 90% or more by the transparent resin layer 302 and the particles 303 .
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a light emitting element of a display device using a light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • 5 is a cross-sectional view showing a modified example of the light emitting device of FIG. 4 .
  • the light emitting element 201 constituting an individual pixel has a semiconductor structure including a plurality of semiconductor layers 210, 220, and 230 stacked to emit light of a first color, a second color, and a third color. (202).
  • the light emitting device 201 may be a multilayer semiconductor light emitting device capable of emitting red, green, and blue light.
  • the stacked light emitting device 201 includes a first semiconductor layer 210 emitting red light, a second semiconductor layer 220 emitting blue light, and a third semiconductor layer 230 emitting green light. It may include a semiconductor structure 202 including.
  • the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 may each include semiconductor layers capable of emitting light of individual colors.
  • each of the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 may include an active layer capable of emitting light of individual colors.
  • the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 are an n-type semiconductor layer and a p-type semiconductor layer together with an active layer capable of emitting light of individual colors, respectively. may contain layers.
  • the light emitting element 201 may include a first electrode 250 and a second electrode 260 electrically connected to one side and the other side of the semiconductor structure 202 , respectively.
  • a support layer 240 may be positioned on the semiconductor structure 202 .
  • the support layer 240 may be a growth substrate on which the semiconductor structure 202 is grown or a transfer substrate to which the semiconductor structure 202 is transferred and bonded.
  • a size of the support layer 240 in a plane direction may be larger than that of the semiconductor structure 202 .
  • Reflective layers 270 and 271 may be positioned on the side surface of the semiconductor structure 202 of the light emitting device 201 .
  • the reflective layers 270 and 271 cover at least the side of the semiconductor structure 202 including the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220, and the third semiconductor layer 230 of the light emitting device 200. It can be positioned to enclose.
  • the reflective layers 270 and 271 may be positioned to cover the first electrode 250 and the second electrode 260 .
  • These reflective layers 270 and 271 may be positioned to further surround the side surface of the support layer 240 of the light emitting device 201 .
  • the insulating layer 270 may be positioned to cover all surfaces except for the upper surface of the support layer 240 of the light emitting device.
  • the reflective layer is the side surface and bottom surface of the semiconductor structure including the first semiconductor layer 210, the second semiconductor layer 220 and the third semiconductor layer 230, and the first electrode 250 and a first reflective layer 271 covering the side surface of the second electrode 260 and a second reflective layer 270 covering the side surface of the first reflective layer 271 and the support layer 240 .
  • Such reflective layers 270 and 271 may substantially expand the size of the light emitting element 201 .
  • the light emitting surface of the light emitting element 201 may be expanded to include the reflective layers 270 and 271 . That is, the light emitting surface having an area corresponding to the semiconductor structure may be expanded to include the reflective layers 270 and 271 .
  • extension pads 251 and 261 connected to the first electrode 250 and the second electrode 260 may be further provided.
  • the size of the extension pads 251 and 261 may be larger than the outer surface of the semiconductor structure 202 .
  • the expansion pads 251 and 261 may extend to the outer surface of the reflective layer 270 .
  • expansion pads 251 and 261 may contact the reflective layers 270 and 271 .
  • the expansion pads 251 and 261 may further improve reflectivity of the reflective layers 270 and 271 .
  • these extension pads 251 and 261 may form substantial external electrode pads of the light emitting element 201 .
  • the reflective layers 270 and 271 may include particles 303 dispersed in the transparent resin layer 302 . That is, characteristics of the reflective layers 270 and 271 of the present embodiment may be substantially the same as those of the reflective layer 300 described above. In other words, except for the row structure 301, the characteristics of the reflective layers 270 and 271 of this embodiment may be the same as those of the reflective layer 300 described above. Therefore, redundant descriptions are omitted.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view showing a light emitting element of a display device using a light emitting element according to another embodiment of the present invention.
  • 7 is a cross-sectional view showing a modified example of the light emitting device of FIG. 6;
  • the light emitting element 201 constituting each pixel has a semiconductor structure including a plurality of semiconductor layers 210, 220, and 230 stacked to emit light of a first color, a second color, and a third color. (202). Since the description of the semiconductor structure 202 is the same as that described with reference to FIG. 4 , overlapping descriptions will be omitted.
  • the light emitting element 201 may include a first electrode 250 and a second electrode 260 electrically connected to one side and the other side of the semiconductor structure 202 , respectively.
  • a support layer 240 may be positioned on the semiconductor structure 202 .
  • the support layer 240 may be a growth substrate on which the semiconductor structure 202 is grown or a transfer substrate to which the semiconductor structure 202 is transferred and bonded.
  • a size of the support layer 240 in a plane direction may be larger than that of the semiconductor structure 202 .
  • Reflective layers 271 and 272 may be positioned on the side surface of the semiconductor structure 202 of the light emitting device 201 .
  • the reflective layer may include side and bottom surfaces of the semiconductor structure 202 including the first semiconductor layer 210 , the second semiconductor layer 220 , and the third semiconductor layer 230 , and the first electrode 250 . ) and a first reflective layer 271 covering the side surface of the second electrode 260, and a second reflective layer 272 covering the side surface and top surface of the first reflective layer 271 and the support layer 240.
  • the second reflective layer 272 may be positioned to cover the side surface and top surface of the support layer 240 of the light emitting device 201 .
  • the second reflective layer 272 may improve uniformity of light emitted from the light emitting device 201 .
  • the reflective layers 271 and 272 may substantially expand the size of the light emitting element 201 .
  • the light emitting surface of the light emitting element 201 may be expanded to a size including the reflective layers 271 and 272 . That is, a light emitting surface having an area corresponding to the semiconductor structure 202 may be expanded to include the reflective layers 271 and 272 .
  • extension pads 251 and 261 connected to the first electrode 250 and the second electrode 260 may be further provided.
  • the size of the extension pads 251 and 261 may be larger than the outer surface of the semiconductor structure 202 .
  • the expansion pads 251 and 261 may extend to the outer surface of the reflective layer 272 .
  • expansion pads 251 and 261 may contact the reflective layers 271 and 272 .
  • the expansion pads 251 and 261 may further improve reflectivity of the reflective layers 271 and 272 .
  • these extension pads 251 and 261 may form substantial external electrode pads of the light emitting element 201 .
  • the reflective layers 271 and 272 may include particles 303 dispersed in the transparent resin layer 302 . That is, the characteristics of the reflective layers 271 and 272 of the present embodiment may be substantially the same as those of the reflective layer 300 described above. In other words, except for the row structure 301, the characteristics of the reflective layers 271 and 272 of this embodiment may be the same as those of the reflective layer 300 described above. Therefore, redundant descriptions are omitted.
  • FIG. 8 is a cross-sectional view showing a display device using a light emitting device according to another embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 an embodiment of the display device 10 in which the light emitting device 201 according to the embodiment of FIG. 4 forms individual pixels is shown.
  • the light emitting device 201 may be installed on the wiring board 100 to form individual pixels.
  • the gap layer 400 may be filled between the individual light emitting devices 201 .
  • the display device 10 can be implemented with a simple structure using the light emitting element 201 having a structure extended by the reflective layers 270 , 271 , and 272 .
  • a module display device 10 having a certain number of light emitting elements 201 on a wiring board 100 having a certain size may be implemented.
  • a display device 10 having a desired size can be manufactured.
  • FIG. 9 is a cross-sectional schematic view illustrating a manufacturing process of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a partial area of FIG. 9 .
  • 11 is a flowchart illustrating a manufacturing process of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 a process of forming the black layer 310 is schematically illustrated.
  • the process of manufacturing a display device using a light emitting element is, first, a process of disposing a plurality of light emitting elements 200 constituting individual pixels on a wiring board 100. (S10) may be performed.
  • a process of forming the insulating layer 300 including the particles 303 dispersed in the transparent resin layer 302 between the light emitting elements 200 (S20) may be performed.
  • a process of forming a black layer 310 by applying heat to the insulating layer 300 may be performed.
  • 9 and 10 mainly show a process (S30) of forming a black layer 310 by applying heat to the insulating layer 300.
  • the process of applying heat to the insulating layer 300 may be performed by laser irradiation.
  • the black layer 310 may be formed by applying heat to the insulating layer 300 by such laser irradiation to thermally decompose the particles 303 included in the insulating layer 300 .
  • Resin may be carbonized by the pyrolysis process of the particles 303 or the transparent resin layer 302 .
  • This carbonization phenomenon may be a phenomenon in which organic materials are pyrolyzed under appropriate conditions to produce amorphous carbon-black amorphous fine powder (soot).
  • At least one of the transparent resin layer 302 and the particles 303 may be thermally decomposed by heat generated by irradiating the insulating layer 300 with a laser, and in this process, amorphous carbon, for example, black amorphous A micropowder may be produced.
  • the transparent resin layer 302 may be formed of a resin material.
  • the transparent resin layer 302 may include at least one of silicone, epoxy, and urethane.
  • the shape of the material forming the transparent resin layer 302 may be changed by laser light. That is, the resin material forming the transparent resin layer 302 may be carbonized by laser light to form the black layer 310 .
  • the process of forming the black layer 310 may be performed by irradiating laser light over the entire display 10 .
  • the laser light can only react to the insulating layer 300 . That is, the light emitting device 200 may not respond to laser light.
  • the laser light may penetrate the insulating layer 300 to a certain depth according to the set wavelength and power to apply heat.
  • the light emitting elements 200 are disposed on the wiring board 100 and the insulating layer 300 is formed between the light emitting elements 200, and the wiring Laser light may be irradiated while moving along the entire substrate 100 .
  • the laser light may be irradiated while the wiring board 100 moves while the laser is fixed.
  • a lens 350 that does not respond to laser irradiation may be positioned on the light emitting device 200 .
  • the laser light may not react to the support layer 240 positioned above the light emitting device 200 .
  • the support layer 240 may be made of a material such as sapphire, and laser light may pass through the sapphire, but the power of the laser light may not damage the semiconductor structure 202 .
  • the lens 350 is positioned on the supporting layer 240 , the laser light may not pass through the supporting layer 240 or the penetrating power may be greatly reduced.
  • the laser light may form a reactive region R only on the insulating layer 300 and form an unreacted region N on the light emitting device 200 .
  • the laser light passes from left to right in FIG. 10 , the laser light reacts to the insulating layer 300 only in the reaction region R located on the left and right sides of the light emitting device 200 to form the black layer 310. there is.
  • the black layer 310 may include a material formed by transforming a material constituting the insulating layer 300 .
  • the black layer 310 may include a material formed by carbonizing particles included in the insulating layer 300 .
  • the black layer 310 may include a material in which particles included in the insulating layer 300 are decomposed by heat.
  • the material decomposed by heat may include amorphous carbon or amorphous powder.
  • FIG. 12 shows an example of grayscale expression in a state in which a black film is formed on the front surface of a display device as a comparative example
  • FIG. 13 shows an example of grayscale expression of a display device using a light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 an example of applying a black film to the entire surface including the upper side of the light emitting device 200 is illustrated.
  • 12(a) shows a state before applying a black film
  • FIG. 12(b) shows a state after applying a black film.
  • the central white area appears bright, but the peripheral area before the black film is applied is not sufficiently dark. This may be a phenomenon that occurs because sapphire, which is mainly used as the support layer 240 of the light emitting device 200, has high reflectivity with respect to external incident light.
  • peripheral area is sufficiently dark, but the central white area is also darkened by the application of the black film.
  • the contrast of the display may be lowered, and it may be difficult to achieve sufficient grayscale expression.
  • the black layer 310 since the black layer 310 is not located on the light emitting device 200, the central portion can be sufficiently brightly expressed, and the peripheral portion can be expressed by the action of the black layer 310 It can be seen that it can be expressed dark enough.
  • the side of the light source (the light emitting device 200) can be expressed sufficiently brightly, and the peripheral part of the light source can be expressed sufficiently darkly. Accordingly, expression of gradation by the light source can be implemented in a wide range.
  • the black layer 310 is not located on the light emitting element 200, overall brightness of the display device may be improved.
  • the light efficiency can be increased by allowing the light traveling to the side of the light emitting device 200 to travel to the front.
  • viewing angles due to different light distribution characteristics among red, green, and blue colors can be equalized.
  • LED light emitting diode

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다. 상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은, 배선 기판; 상기 배선 기판 상에 개별 픽셀을 이루어 배치되는 발광 소자; 적어도 상기 발광 소자의 측면에 위치하는 절연층; 및 상기 절연층 상에 위치하는 흑색층을 포함하고, 상기 흑색층은 상기 절연층을 이루는 물질이 변형되어 형성된 물질을 포함할 수 있다.

Description

발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법
본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
정보화 사회가 발전함에 따라 디스플레이 디바이스에 대한 요구도 다양한 형태로 증가하고 있으며, 이에 부응하여 근래에는 LCD(Liquid Crystal Display Device), PDP(Plasma Display Panel), ELD(Electro luminescent Display), VFD(Vacuum Fluorescent Display), OLED(Organic Light Emitting Diode), 마이크로 LED(Micro Light Emitting Diode) 등 다양한 디스플레이 디바이스가 연구되어 사용되고 있다.
디지털 사이니지(Digital Signage)란, 일반적인 TV 뿐만 아니라, 기업들의 마케팅, 광고, 트레이닝 효과, 및 고객 경험을 유도할 수 있는 커뮤티케이션 툴(Communication tool)로 공항, 호텔, 병원, 지하철역 등의 공공 장소에서 방송 프로그램뿐만 아니라 특정 정보를 제공하는 디스플레이 디바이스이다.
디지털 사이니지는 옥외의 일정한 장소 또는 가로 시설물(street furniture)등의 장치에 LCD(Liquid Crystal Display), PDP(Plasma Display Panel), OLED(Organic Light Emitting Diode), 마이크로 LED(Light Emitting Diode) 등의 디스플레이 패널을 설치하여 다양한 콘텐츠와 상업 광고 등을 표출하는 매체로서 가정 뿐만 아니라 아파트 엘리베이터, 지하철 역 내, 지하철 내, 버스 내, 대학교, 은행, 편의점, 할인점, 쇼핑몰 등 대중이 움직이는 동선에 설치될 수 있다.
최근, 디지털 사이니지가 대형화 초대형화되면서 디스플레이 패널의 화질을 개선시키기 위한 많은 연구가 이루어지고 있다.
이러한 디지털 사이니지는 여러 디스플레이 모듈이 결합되어 구성되는 모듈형 디스플레이 장치로 구현되고 있다. 이러한 모듈 디스플레이는 발광 소자(LED)를 화소로 이용할 수 있다.
발광 소자가 화소(광원)로 이용될 경우, 발광 소자 상측에 블랙 필름을 적용하지 않으면 중앙의 화소 영역은 밝게 표현될 수 있으나 광원의 주변부는 충분히 어둡게 표현되지 못할 수 있다. 이는 발광 소자에 이용되는 사파이어가 외부 입사광에 대하여 반사도가 크기 때문에 발생하는 현상일 수 있다.
또한, 블랙 필름을 적용하면, 광원의 주변부는 충분히 어둡게 표현될 수 있으나 블랙 필름의 적용에 의하여 중앙의 백색 영역이 함께 어두워질 수 있다.
따라서, 디스플레이의 대비비(contrast)가 저하될 수 있고, 충분한 계조 표현이 이루어지기 어려울 수 있다.
따라서, 이와 같은 문제점들을 해결할 방안이 대두된다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는, 발광 소자를 이용하는 디스플레이 장치에 있어서, 광 효율을 향상시킬 수 있는 발광 소자를 이용하는 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 광원에 의한 계조 표현이 광범위하게 구현될 수 있는 발광 소자를 이용하는 디스플레이 장치 및 그 제조 방법을 제공하고자 한다.
또한, 발광 소자의 측면으로 진행하는 빛이 정면을 진행할 수 있도록 하여 광 효율을 증가시킬 수 있는 적층형 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 적색, 녹색 및 청색 사이의 상이한 배광특성으로 인한 시야각을 균일화시킬 수 있는 적층형 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 디스플레이 장치가 서로 연결되는 모듈 구조를 가질 경우에 모듈 사이에 휘선이 발생하는 현상을 개선할 수 있는 적층형 발광 소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
나아가, 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 과제들도 있을 수 있음을 당업자는 명세서 및 도면의 전 취지를 통해 이해할 수 있을 것이다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제1 관점으로서, 본 발명은, 배선 기판; 상기 배선 기판 상에 개별 픽셀을 이루어 배치되는 발광 소자; 적어도 상기 발광 소자의 측면에 위치하는 절연층; 및 상기 절연층 상에 위치하는 흑색층을 포함하고, 상기 흑색층은 상기 절연층을 이루는 물질이 변형되어 형성된 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 흑색층은 상기 절연층 내에 포함되는 입자들이 탄화되어 형성된 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 흑색층은 상기 절연층 내에 포함되는 입자들이 열에 의하여 분해된 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 열에 의하여 분해된 물질은 비결정성 탄소와 무정형의 분말을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 흑색층은 상기 절연층 상에서 일정한 두께를 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 절연층은 반사층으로 작용할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 절연층은, 투명 레진층; 및 상기 투명 레진층 내에 분산된 입자들을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 투명 레진층은 실리콘, 에폭시 및 우레탄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 입자는 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 및 지르코늄 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 입자의 굴절률은 상기 투명 레진층의 굴절률과 다를 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자는 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상의 광을 발광하도록 적층되는 다수의 반도체 층을 포함하는 반도체 구조를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자는 상기 반도체 구조 상에 지지층을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 절연층은 상기 지지층의 측면을 더 감싸도록 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 흑색층은 상기 지지층의 측면의 적어도 일부를 감싸도록 위치할 수 있다.
상술한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 제2 관점으로서, 본 발명은, 배선 기판 상에 개별 픽셀을 이루는 다수의 발광 소자를 배치하는 단계; 상기 발광 소자들 사이에 투명 레진층 내에 분산된 입자들을 포함하는 절연층을 형성하는 단계; 및 상기 절연층에 열을 가하여 흑색층을 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 절연층에 열을 가하는 과정은, 레이저 조사에 의하여 이루어질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 흑색층을 형성하는 단계는, 상기 열을 가하여 상기 절연층 내에 포함되는 입자들을 열분해시키는 과정을 포함할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자 상에는 상기 레이저 조사에 반응하지 않도록 하는 렌즈가 위치할 수 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 광원(발광 소자) 측은 충분히 밝게 표현될 수 있고, 광원의 주변부는 충분히 어둡게 표현될 수 있다. 이에 따라, 광원에 의한 계조 표현이 광범위하게 구현될 수 있다.
또한, 흑색층이 발광 소자 상에는 위치하지 않으므로 디스플레이 장치의 전체적인 밝기가 향상될 수 있다.
또한, 발광 소자의 측면으로 진행하는 빛이 정면을 진행할 수 있도록 하여 광 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 적색, 녹색 및 청색 사이의 상이한 배광특성으로 인한 시야각을 균일화시킬 수 있다.
또한, 디스플레이 장치가 서로 연결되는 모듈 구조를 가질 경우에 모듈 사이에 휘선이 발생하는 현상을 개선할 수 있다.
또한, 발광 소자의 크기를 실질적으로 확장시킬 수 있는 효과가 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들도 있다. 당업자는 명세서 및 도면의 전취지를 통해 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 픽셀 영역들을 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 단위 픽셀 영역을 나타내는 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 확대도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 5는 도 4의 발광 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자를 나타내는 단면도이다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 과정을 나타내는 단면 개략도이다.
도 10은 도 9의 일부 영역을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 과정을 나타내는 순서도이다.
도 12는 비교예로서 디스플레이 장치 전면에 블랙 필름을 형성한 상태의 계조 표현의 예를 나타내는 도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 계조 표현의 예를 나타내는 도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치는 단위 화소 또는 단위 화소의 집합으로 정보를 표시하는 모든 디스플레이 장치를 포함하는 개념이다. 따라서 완성품에 한정하지 않고 부품에도 적용될 수 있다. 예를 들어 디지털 TV의 일 부품에 해당하는 패널도 독자적으로 본 명세서 상의 디스플레이 장치에 해당한다. 완성품으로는 휴대폰, 스마트 폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistants), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 피씨(Slate PC), Tablet PC, Ultra Book, 디지털 TV, 데스크 탑 컴퓨터 등이 포함될 수 있다.
그러나, 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품 형태이라도, 디스플레이가 가능한 장치에는 적용될 수도 있음을 본 기술 분야의 당업자라면 쉽게 알 수 있을 것이다.
또한, 당해 명세서에서 언급된 반도체 발광 소자는 LED, 마이크로 LED 등을 포함하는 개념이며, 혼용되어 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 픽셀 영역들을 나타내는 단면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 단위 픽셀 영역을 나타내는 단면도이다. 또한 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 확대도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 배선 전극(110)이 구비된 베이스 기판(120)을 포함하는 배선 기판(100) 상에 다수의 픽셀을 형성하는 발광 소자(200)들이 배열되어 위치할 수 있다.
이때, 다수의 발광 소자(200)들 사이에는 절연층(300)이 위치할 수 있다. 절연층(300)은 적어도 발광 소자(200)의 측면에 위치하여, 발광 소자(200)의 측면을 감싸도록 구비될 수 있다.
또한, 도 1에서 도시하는 바와 같이, 이러한 절연층(300)은 발광 소자(200)들 사이를 채우도록 구비될 수 있다.
절연층(300) 상에는 흑색층(310)이 위치할 수 있다. 이러한 흑색층(310)은 디스플레이 장치(10)의 대비비(contrast)를 향상시키는 블랙 매트릭스(black matrix) 층으로 작용할 수 있다.
흑색층(310)은 절연층(300)을 이루는 물질이 변형되어 형성된 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예로서, 흑색층(310)은 절연층(300) 내에 포함되는 입자들이 탄화되어 형성된 물질을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 흑색층(310)은 절연층(300) 내에 포함되는 입자들이 열에 의하여 분해된 물질을 포함할 수 있다. 이때, 이러한 열에 의하여 분해된 물질은 비결정성 탄소를 포함할 수 있다.
이러한 흑색층(310)은 절연층(300) 내에 포함되는 수지의 탄화(Carbonization)를 이용하여 형성될 수 있다. 이러한 탄화 현상은 유기물을 적당한 조건 하에서 열분해하여 비결정성탄소-흑색 무정형의 미소분말(그을음)을 생성하는 현상일 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
도 1에서 도시하는 바와 같이, 예시적인 실시예로서, 흑색층(310)은 절연층(300) 상에서 일정한 두께를 가질 수 있다. 그러나 실시예에 따라서는 흑색층(310)의 두께는 발광 소자(200) 사이의 거리에 따라 변화할수도 있다.
절연층(300)은 반사층으로 작용할 수 있다. 즉, 절연층(300)은 발광 소자(200)에서 측면으로 발광하는 빛을 반사시키는 반사층으로 작용할 수 있다. 다른 한편, 절연층(300)은 발광 소자(200)의 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 절연할 수 있다. 또한, 절연층(300)은 발광 소자(200)들 사이를 채워서 평탄화시키는 층으로 작용할 수 있다. 이하, 절연층(300)과 반사층(300)은 혼용하여 설명될 수 있으며, 동일한 도면 부호를 이용하여 설명한다.
도 3을 참조하면, 절연층(300)은 투명 레진층(302) 내에 분산된 입자들(303)을 포함할 수 있다. 이러한 입자(303)는 반사 입자로 작용할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
도 1에서 배선 전극(110)은 간략하게 도시되어 있다. 배선 기판(110) 상에는 다수의 배선 전극(110) 들이 구획되어 위치할 수 있다. 여기서 배선 전극(110)은 데이터 전극(픽셀 전극)과 스캔 전극(공통 전극)을 포함할 수 있다.
도시되지 않았으나, 배선 기판(100)에 배열된 배선 전극(110)는 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor(TFT))가 구비된 TFT 층과 연결될 수 있다. 데이터 전극(픽셀 전극)은 이러한 TFT 층과 연결될 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다.
예시적인 실시예에 있어서, 도시하는 바와 같이, 절연층(300)은 이웃하는 발광 소자(200)들 사이에서 행(hang) 구조(301)를 가질 수 있다. 즉, 절연층(300)의 상면에는 이웃하는 발광 소자(200)들 사이에서 오목하게 형성되고 연속적으로 이어지는 곡면 구조(301)가 이루어질 수 있다.
다시 말하면, 발광 소자(200)의 최대 높이와 졀연층(300)의 최소 높이는 서로 다를 수 있다. 일례로, 절연층(300)의 최소 높이는 발광 소자(200)의 최대 높이보다 낮을 수 있다. 말하자면, 행 구조(301)의 높이는 발광 소자(200)의 높이의 절반보다 높을 수 있다.
이러한 행 구조(301)는 절연층(300)의 제조 공정과 연관될 수 있다. 일례로, 절연층(300)을 노즐을 이용하여 재료를 도포한 후에 경화시키는 제팅(jetting) 공정을 이용하여 형성하는 경우, 이러한 행 구조(301)가 형성될 수 있다.
발광 소자(200)는 배선 기판(100) 상에 개별 픽셀을 이루어 배치될 수 있다. 일례로, 단일 발광 소자(200)가 하나의 픽셀을 이루도록 구성될 수 있다. 이러한 개별 픽셀을 이루는 단일 발광 소자(200)의 적어도 측면을 둘러싸며 반사층으로 작용하는 절연층(300)이 형성되므로, 발광 소자(200)에서 방출되는 빛은 이웃하는 픽셀을 이루는 발광 소자(200)에서 방출되는 빛과 섞이지 않고 상측으로 출사될 수 있다.
즉, 발광 소자(200)에서는 사방으로 빛이 방출되므로 개별 발광 소자(200)에서 측방향으로 방출되는 빛은 절연층(300)에 의하여 반사되어 디스플레이 장치(10)의 상측으로 출사될 수 있다.
따라서, 발광 소자(200)에서 방출되어 측면으로 진행하는 빛은 절연층(300)에 의하여 차단되므로 디스플레이 장치(10)에서 픽셀 사이에서 휘선이 발생하는 현상을 원천적으로 방지할 수 있다.
도 2를 참조하면, 일례로, 개별 픽셀을 이루는 발광 소자(200)는 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상의 광을 발광하도록 적층되는 다수의 반도체 층(210, 220, 230)을 포함하는 반도체 구조(202)를 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 발광 소자(200)는 적색, 녹색 및 청색 광을 발광할 수 있는 적층형 반도체 발광 소자일 수 있다.
일례로, 이러한 적층형 발광 소자(200)는 적색 광을 발광하는 제1 반도체층(210), 청색 광을 발광하는 제2 반도체층(220) 및 녹색 광을 발광하는 제3 반도체층(230)을 포함하는 반도체 구조(202)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 반도체 층들을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 활성층을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 활성층과 함께 n-형 반도체층 및 p-형 반도체층을 포함할 수 있다. 이러한 개별적인 구조는 도 2에서 생략되어 있다.
또한, 발광 소자(200)는 이러한 반도체 구조의 일측과 타측에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 포함할 수 있다. 도 2에서 이러한 반도체 구조와 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)의 전기적 연결 구조는 간략히 도시되어 있다.
이러한 반도체 구조(202) 상에는 지지층(240)이 위치할 수 있다. 여기서, 지지층(240)은 반도체 구조(202)를 성장한 성장 기판 또는 반도체 구조(202)가 전사되어 접합된 전사 기판일 수 있다. 이러한 지지층(240)은 반도체 구조(202)에서 방출되는 빛에 대하여 투명할 수 있다. 일례로, 지지층(240)은 사파이어 기판을 포함할 수 있다.
실시예에 따라, 지지층(240) 상에는 렌즈(350; 도 10 참조)가 위치할 수도 있다. 이러한 렌즈(350)는 흑색층(310)의 형성 과정에서 반응하지 않아 발광 소자(200)가 열에 의하여 반응하지 않도록 할 수 있다.
한편, 반도체 구조(202)의 일측과 타측에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)에는 각각 확장 패드(251, 261)가 구비될 수 있다. 이러한 확장 패드(251, 261)의 크기는 반도체 구조(202)의 외곽면 이상으로 더 커질 수 있다.
그 외의 광원으로써 발광 소자(200)에 대한 설명은 이하 자세히 후술한다.
여기서, 절연층(300)은 반사층으로 작용하여, 적어도 발광 소자(200)의 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)를 포함하는 반도체 구조(202)의 측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
또한, 절연층(300)은 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 덮도록 위치할 수 있다. 이에 더하여, 일례로, 절연층(300)은 확장 패드(251, 261)를 덮도록 위치할 수 있다.
이러한 절연층(300)은 발광 소자(200)의 지지층(240)의 측면을 더 감싸도록 위치할 수 있다. 일례로 절연층(300)은 발광 소자의 지지층(240)의 상면을 제외한 모든 면을 감싸도록 위치할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 흑색층(310)은 절연층(300) 상에서 일정한 두께를 가질 수 있다. 즉, 발광 소자(200)에 근접한 부분의 흑색층(310)의 두께(a)는 발광 소자(200)에서 상대적으로 먼 부분의 흑색층(310)의 두께(a')는 동일할 수 있다.
이는 위에서 언급한 탄화(또는 열분해) 과정이 절연층(300)을 따라 일정 두께로 형성됨을 의미할 수 있다. 또한 탄화(또는 열분해) 과정을 위한 열원이 절연층(300)에 위치에 관계 없이 일정 깊이로 침투하여 흑색층(310)이 형성될 수 있음을 의미할 수 있다.
도 3을 참조하면, 절연층(300)은 투명 레진층(302) 내에 분산된 입자(303)들을 포함할 수 있다. 이러한 입자(303)들은 반사 입자로 작용할 수 있다.
예시적인 실시예에 있어서, 입자(303)의 굴절률은 투명 레진층(302)의 굴절률과 다를 수 있다.
입자(303)는 실리콘, 티타늄, 지르코늄, 또는 이들의 산화물, 즉, 실리콘 산화물(SiOx), 티타늄 산화물(TiOx), 및 지르코늄 산화물(ZrOx) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
한편, 투명 레진층(302)은 레진 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 투명 레진층(302)은 실리콘, 에폭시 및 우레탄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다.
이러한 절연층(300)의 두께는 투명 레진층(302)과 입자들(303)에 의하여 90% 이상의 반사율을 가지도록 설정될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 5는 도 4의 발광 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 개별 픽셀을 이루는 발광 소자(201)는 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상의 광을 발광하도록 적층되는 다수의 반도체 층(210, 220, 230)을 포함하는 반도체 구조(202)를 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 발광 소자(201)는 적색, 녹색 및 청색 광을 발광할 수 있는 적층형 반도체 발광 소자일 수 있다.
일례로, 이러한 적층형 발광 소자(201)는 적색 광을 발광하는 제1 반도체층(210), 청색 광을 발광하는 제2 반도체층(220) 및 녹색 광을 발광하는 제3 반도체층(230)을 포함하는 반도체 구조(202)를 포함할 수 있다.
여기서, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 반도체 층들을 포함할 수 있다. 일례로, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 활성층을 포함할 수 있다. 다른 예로, 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)은 각각 개별 색상의 광을 발광할 수 있는 활성층과 함께 n-형 반도체층 및 p-형 반도체층을 포함할 수 있다.
또한, 발광 소자(201)는 이러한 반도체 구조(202)의 일측과 타측에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 포함할 수 있다.
이러한 반도체 구조(202) 상에는 지지층(240)이 위치할 수 있다. 여기서, 지지층(240)은 반도체 구조(202)를 성장한 성장 기판 또는 반도체 구조(202)가 전사되어 접합된 전사 기판일 수 있다. 이러한 지지층(240)의 면 방향 크기는 반도체 구조(202)보다 클 수 있다.
이러한 발광 소자(201)의 반도체 구조(202)의 측면 상에는 반사층(270, 271)이 위치할 수 있다.
여기서, 반사층(270, 271)은 적어도 발광 소자(200)의 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)를 포함하는 반도체 구조(202)의 측면을 감싸도록 위치할 수 있다.
또한, 반사층(270, 271)은 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 덮도록 위치할 수 있다.
이러한 반사층(270, 271)은 발광 소자(201)의 지지층(240)의 측면을 더 감싸도록 위치할 수 있다. 일례로 절연층(270)은 발광 소자의 지지층(240)의 상면을 제외한 모든 면을 감싸도록 위치할 수 있다.
이때, 예시적인 실시예로서, 반사층은 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)를 포함하는 반도체 구조의 측면과 하면, 그리고 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)의 측면을 덮는 제1 반사층(271)과, 이 제1 반사층(271) 및 지지층(240)의 측면을 덮는 제2 반사층(270)을 포함할 수 있다.
이와 같은 반사층(270, 271)은 발광 소자(201)의 크기를 실질적으로 확장할 수 있다. 발광 소자(201)의 발광면은 이러한 반사층(270, 271)을 포함하는 크기로 확장될 수 있다. 즉, 반도체 구조에 해당하는 면적을 가지는 발광면이 반사층(270, 271)을 포함하는 크기로 확장될 수 있다.
도 5를 참조하면, 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)에 연결되는 확장 패드(251, 261)가 더 구비될 수 있다.
이러한 확장 패드(251, 261)의 크기는 반도체 구조(202)의 외곽면 이상으로 더 커질 수 있다. 일례로, 확장 패드(251, 261)의 크기는 반사층(270)의 외곽면까지 확장될 수 있다.
이때, 확장 패드(251, 261)의 상면은 반사층(270, 271) 상에 접촉될 수 있다. 이러한 확장 패드(251, 261)는 반사층(270, 271)의 반사도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 확장 패드(251, 261)는 발광 소자(201)의 실질적인 외부 전극 패드를 형성할 수 있다.
그 외에 설명되지 않은 사항은 위에서 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 사항이 그대로 적용될 수 있다. 예를 들면, 반사층(270, 271)은 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 반사층(270, 271)은 투명 레진층(302) 내에 분산된 입자들(303)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예의 반사층(270, 271)의 특성은 위에서 설명한 반사층(300)의 특성과 실질적으로 동일할 수 있다. 말하자면, 행 구조(301)를 가지는 특성 외에는 본 실시예의 반사층(270, 271)의 특성은 위에서 설명한 반사층(300)의 특성과 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자를 나타내는 단면도이다. 도 7은 도 6의 발광 소자의 변형예를 나타내는 단면도이다.
도 6을 참조하면, 개별 픽셀을 이루는 발광 소자(201)는 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상의 광을 발광하도록 적층되는 다수의 반도체 층(210, 220, 230)을 포함하는 반도체 구조(202)를 포함할 수 있다. 이러한 반도체 구조(202)에 대한 설명은 도 4를 참조하여 설명한 사항과 동일하므로 중복되는 설명은 생략한다.
또한, 발광 소자(201)는 이러한 반도체 구조(202)의 일측과 타측에 각각 전기적으로 연결되는 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)을 포함할 수 있다.
이러한 반도체 구조(202) 상에는 지지층(240)이 위치할 수 있다. 여기서, 지지층(240)은 반도체 구조(202)를 성장한 성장 기판 또는 반도체 구조(202)가 전사되어 접합된 전사 기판일 수 있다. 이러한 지지층(240)의 면 방향 크기는 반도체 구조(202)보다 클 수 있다.
이러한 발광 소자(201)의 반도체 구조(202)의 측면 상에는 반사층(271, 272)이 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 반사층은 제1 반도체층(210), 제2 반도체층(220) 및 제3 반도체층(230)를 포함하는 반도체 구조(202)의 측면과 하면, 그리고 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)의 측면을 덮는 제1 반사층(271)과, 이 제1 반사층(271)과 지지층(240)의 측면 및 상면을 덮는 제2 반사층(272)을 포함할 수 있다.
이와 같이, 제2 반사층(272)은 발광 소자(201)의 지지층(240)의 측면과 상면을 감싸도록 위치할 수 있다. 이러한 제2 반사층(272)은 발광 소자(201)에서 방출되는 빛의 균일성을 향상시킬 수 있다.
이와 같은 반사층(271, 272)은 발광 소자(201)의 크기를 실질적으로 확장할 수 있다. 발광 소자(201)의 발광면은 이러한 반사층(271, 272)을 포함하는 크기로 확장될 수 있다. 즉, 반도체 구조(202)에 해당하는 면적을 가지는 발광면이 반사층(271, 272)을 포함하는 크기로 확장될 수 있다.
도 7을 참조하면, 제1 전극(250) 및 제2 전극(260)에 연결되는 확장 패드(251, 261)가 더 구비될 수 있다.
이러한 확장 패드(251, 261)의 크기는 반도체 구조(202)의 외곽면 이상으로 더 커질 수 있다. 일례로, 확장 패드(251, 261)의 크기는 반사층(272)의 외곽면까지 확장될 수 있다.
이때, 확장 패드(251, 261)의 상면은 반사층(271, 272) 상에 접촉될 수 있다. 이러한 확장 패드(251, 261)는 반사층(271, 272)의 반사도를 더욱 향상시킬 수 있다. 또한, 이러한 확장 패드(251, 261)는 발광 소자(201)의 실질적인 외부 전극 패드를 형성할 수 있다.
그 외에 설명되지 않은 사항은 위에서 도 1 내지 5를 참조하여 설명한 사항이 그대로 적용될 수 있다. 예를 들면, 반사층(271, 272)은 도 3을 참조하여 설명한 바와 같이, 반사층(271, 272)은 투명 레진층(302) 내에 분산된 입자들(303)을 포함할 수 있다. 즉, 본 실시예의 반사층(271, 272)의 특성은 위에서 설명한 반사층(300)의 특성과 실질적으로 동일할 수 있다. 말하자면, 행 구조(301)를 가지는 특성 외에는 본 실시예의 반사층(271, 272)의 특성은 위에서 설명한 반사층(300)의 특성과 동일할 수 있다. 따라서, 중복되는 설명은 생략한다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타내는 단면도이다.
도 8을 참조하면, 도 4의 실시예에 의한 발광 소자(201)가 개별 픽셀을 이루는 디스플레이 장치(10)의 실시예를 나타내고 있다.
즉, 배선 기판(100) 상에 도 5의 실시예에 의한 발광 소자(201)가 개별 픽셀을 이루도록 설치될 수 있다. 이때, 개별 발광 소자(201)의 사이에는 갭층(400)이 채워질 수 있다.
이와 같이, 반사층(270, 271, 272)에 의하여 확장된 구조를 가지는 발광 소자(201)를 이용하여 간단한 구조로 디스플레이 장치(10)를 구현할 수 있다.
이때, 일정한 크기의 배선 기판(100) 상에 일정한 개수의 발광 소자(201)가 구비된 모듈 디스플레이 장치(10)를 구현할 수 있다. 이러한 모듈 디스플레이 장치(10)를 조합하여 원하는 크기를 가지는 디스플레이 장치(10)를 제작할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 과정을 나타내는 단면 개략도이다. 도 10은 도 9의 일부 영역을 나타내는 개략도이다. 또한, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 과정을 나타내는 순서도이다.
도 9를 참조하면, 특히, 흑색층(310)을 형성하는 과정을 개략적으로 나타내고 있다.
도 11을 함께 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 과정은, 먼저, 배선 기판(100) 상에 개별 픽셀을 이루는 다수의 발광 소자(200)를 배치하는 과정(S10)이 수행될 수 있다.
이후, 발광 소자(200)들 사이에 투명 레진층(302) 내에 분산된 입자(303)들을 포함하는 절연층(300)을 형성하는 과정(S20)이 수행될 수 있다.
다음, 절연층(300)에 열을 가하여 흑색층(310)을 형성하는 과정(S30)이 수행될 수 있다.
도 9 및 도 10은 이러한 절연층(300)에 열을 가하여 흑색층(310)을 형성하는 과정(S30)을 주로 나타내고 있다.
예시적인 실시예로서, 절연층(300)에 열을 가하는 과정, 즉, 흑색층(310)을 형성하는 과정(S30)은, 레이저 조사에 의하여 이루어질 수 있다. 이러한 레이저 조사에 의하여 절연층(300)에 열을 가하여 절연층(300) 내에 포함되는 입자(303)들을 열분해시켜 흑색층(310)이 형성될 수 있다. 이러한 입자(303) 또는 투명 레진층(302)의 열분해 과정에 의하여 레진(수지)이 탄화(Carbonization)될 수 있다.
이러한 탄화 현상은 유기물을 적당한 조건 하에서 열분해하여 비결정성탄소-흑색 무정형의 미소분말(그을음)을 생성하는 현상일 수 있다.
즉, 레이저를 절연층(300)에 조사하여 발생하는 열에 의하여 투명 레진층(302) 및 입자(303) 중 적어도 어느 하나가 열분해될 수 있고, 이 과정에서 비결정성탄소, 일례로, 흑색 무정형의 미소분말이 생성될 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 투명 레진층(302)은 레진 물질로 형성될 수 있다. 일례로, 투명 레진층(302)은 실리콘, 에폭시 및 우레탄 중 적어도 하나의 물질을 포함할 수 있다. 이러한 투명 레진층(302)을 형성하는 물질은 레이저 광에 의하여 형태가 변화될 수 있다. 즉, 투명 레진층(302)을 형성하는 레진 물질이 레이저 광에 의하여 탄화되어 흑색층(310)이 형성될 수 있다.
흑색층(310)을 형성하는 과정(S30)은 레이저 광을 디스플레이(10) 전체에 걸쳐서 조사함으로써 이루어질 수 있다. 이 과정에서 레이저 광은 절연층(300)에만 반응할 수 있다. 즉, 발광 소자(200)는 레이저 광에 반응하지 않을 수 있다. 레이저 광은 설정된 파장과 파워에 따라 절연층(300)에 일정 깊이 침투하여 열을 가할 수 있다.
이러한 절연층(300)에 열을 가하는 과정은 레이저 광을 배선 기판(100)에 발광 소자(200)들이 배치되고, 이 발광 소자(200)들 사이에 절연층(300)이 형성된 상태에서, 배선 기판(100) 전체를 따라 움직이면서 레이저 광이 조사될 수 있다. 또는, 레이저가 고정된 상태에서 배선 기판(100)이 움직이면서 레이저 광이 조사될 수 있다.
도 10을 참조하면, 발광 소자(200) 상에는 레이저 조사에 반응하지 않도록 하는 렌즈(350)가 위치할 수 있다.
레이저 광은 발광 소자(200)의 상측에 위치하는 지지층(240)에 반응하지 않을 수 있다. 이러한 지지층(240)은 사파이어와 같은 물질로 이루어질 수 있고, 레이저 광은 사파이어를 관통할 수 있으나, 레이저 광의 파워는 반도체 구조(202)에 손상을 주지 않을 수 있다.
그러나, 지지층(240) 상에는 렌즈(350)가 위치하여, 레이저 광이 지지층(240)을 관통하지 못하거나 관통하는 파워가 크게 감소하도록 조절될 수 있다.
도 10은 이와 같이 레이저 광이 절연층(300) 상에서만 반응 영역(R)을 이루고, 발광 소자(200) 상에서는 미반응 영역(N)을 이룰 수 있다.
따라서, 레이저 광이 도 10의 좌측에서 우측으로 지나간다면 발광 소자(200)의 좌우측에 위치하는 반응 영역(R)에서만 레이저 광이 절연층(300)에 반응하여 흑색층(310)이 형성될 수 있다.
이에 따라, 흑색층(310)은 절연층(300)을 이루는 물질이 변형되어 형성된 물질을 포함할 수 있다. 예시적인 실시예로서, 흑색층(310)은 절연층(300) 내에 포함되는 입자들이 탄화되어 형성된 물질을 포함할 수 있다.
다시 말하면, 흑색층(310)은 절연층(300) 내에 포함되는 입자들이 열에 의하여 분해된 물질을 포함할 수 있다. 이때, 이러한 열에 의하여 분해된 물질은 비결정성 탄소 또는 무정형의 분말을 포함할 수 있다.
도 12는 비교예로서 디스플레이 장치 전면에 블랙 필름을 형성한 상태의 계조 표현의 예를 나타내고 있고, 도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 계조 표현의 예를 나타내고 있다.
도 12를 참조하면, 발광 소자(200) 상측을 포함한 전면에 블랙 필름을 적용하는 예를 나타내고 있다. 도 12(a)는 블랙 필름을 적용하기 전의 상태를 나타내고, 도 12(b)는 블랙 필름을 적용한 후의 상태를 나타낸다.
도 12(a)를 참조하면, 중앙의 백색 영역은 밝게 나타나고 있으나, 블랙 필림이 적용되기 전의 주변부는 충분히 어둡지 않은 것을 알 수 있다. 이는 발광 소자(200)의 지지층(240)으로 주로 이용되는 사파이어가 외부 입사광에 대하여 반사도가 크기 때문에 발생하는 현상일 수 있다.
또한, 도 12(b)를 참조하면, 주변부는 충분히 어둡게 되었으나 블랙 필름의 적용에 의하여 중앙의 백색 영역이 함께 어두워지는 것을 알 수 있다.
따라서, 도 12에서 도시하는 비교예에 의하면, 디스플레이의 대비비(contrast)가 저하될 수 있고, 충분한 계조 표현이 이루어지기 어려울 수 있다.
한편, 본 발명의 실시예에 의한 도 13을 참조하면, 흑색층(310)이 발광 소자(200) 상에는 위치하지 않으므로 중앙부는 충분히 밝게 표현될 수 있고, 주변부는 흑색층(310)의 작용에 의하여 충분히 어둡게 표현될 수 있음을 알 수 있다.
즉, 광원(발광 소자(200)) 측은 충분히 밝게 표현될 수 있고, 광원의 주변부는 충분히 어둡게 표현될 수 있다. 이에 따라, 광원에 의한 계조 표현이 광범위하게 구현될 수 있다.
또한, 흑색층(310)이 발광 소자(200) 상에는 위치하지 않으므로 디스플레이 장치의 전체적인 밝기가 향상될 수 있다.
이와 함께, 발광 소자(200)의 측면으로 진행하는 빛이 정면을 진행할 수 있도록 하여 광 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 적색, 녹색 및 청색 사이의 상이한 배광특성으로 인한 시야각을 균일화시킬 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Claims (20)

  1. 배선 기판;
    상기 배선 기판 상에 개별 픽셀을 이루어 배치되는 발광 소자;
    적어도 상기 발광 소자의 측면에 위치하는 절연층; 및
    상기 절연층 상에 위치하는 흑색층을 포함하고,
    상기 흑색층은 상기 절연층을 이루는 물질이 변형되어 형성된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용하는 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흑색층은 상기 절연층 내에 포함되는 입자들이 탄화되어 형성된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 흑색층은 상기 절연층 내에 포함되는 입자들이 열에 의하여 분해된 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 열에 의하여 분해된 물질은 비결정성 탄소와 무정형의 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 흑색층은 상기 절연층 상에서 일정한 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 절연층은 반사층으로 작용하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 절연층은,
    투명 레진층; 및
    상기 투명 레진층 내에 분산된 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용하는 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서, 상기 투명 레진층은 실리콘, 에폭시 및 우레탄 중 적어도 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  9. 제7항에 있어서, 상기 입자는 실리콘 산화물, 티타늄 산화물, 및 지르코늄 산화물 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서, 상기 입자의 굴절률은 상기 투명 레진층의 굴절률과 다른 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  11. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 제1 색상, 제2 색상 및 제3 색상의 광을 발광하도록 적층되는 다수의 반도체 층을 포함하는 반도체 구조를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 반도체 구조 상에 지지층을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 절연층은 상기 지지층의 측면을 더 감싸도록 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 흑색층은 상기 지지층의 측면의 적어도 일부를 감싸도록 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  15. 배선 기판 상에 개별 픽셀을 이루는 다수의 발광 소자를 배치하는 단계;
    상기 발광 소자들 사이에 투명 레진층 내에 분산된 입자들을 포함하는 절연층을 형성하는 단계; 및
    상기 절연층에 열을 가하여 흑색층을 형성하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  16. 제15항에 있어서, 상기 흑색층을 형성하는 단계는, 레이저 조사에 의하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  17. 제16항에 있어서, 상기 흑색층을 형성하는 단계는, 상기 열을 가하여 상기 절연층 내에 포함되는 입자들을 열분해시키는 과정을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 열분해된 물질은 비결정성 탄소와 무정형의 분말을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  19. 제15항에 있어서, 상기 발광 소자 상에는 상기 레이저 조사에 반응하지 않도록 하는 렌즈가 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
  20. 제15항에 있어서, 상기 절연층은,
    투명 레진층; 및
    상기 투명 레진층 내에 분산된 입자들을 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조 방법.
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