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KR101476686B1 - 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

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KR101476686B1
KR101476686B1 KR1020130035299A KR20130035299A KR101476686B1 KR 101476686 B1 KR101476686 B1 KR 101476686B1 KR 1020130035299 A KR1020130035299 A KR 1020130035299A KR 20130035299 A KR20130035299 A KR 20130035299A KR 101476686 B1 KR101476686 B1 KR 101476686B1
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conductive film
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이병준
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엘지전자 주식회사
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Abstract

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다. 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 전극부를 포함하는 제1 기판, 제1 기판 상에 위치하는 이방성 전도성 필름층 및 이방성 전도성 필름층 상부 영역에 적어도 일부 매립되고, 상기 전극부와 전기적으로 연결된 개별 화소를 형성하는 반도체 발광 소자를 포함한다. 이 때의 이방성 전도성 필름층은 불투명 수지를 포함하여 반도체 발광 소자들 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 한다. 따라서, 반도체 발광 소자 사이의 격벽 공정을 단순화할 수 있다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치{Display device using semiconductor light emitting device}
본 발명은 디스플레이 장치에 관한 것으로 특히, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
질화 갈륨(GaN)으로 대표되는 질화물계 화합물 반도체(Nitride Compound Semiconductor)는 높은 열적 안정성과 폭넓은 밴드갭(0.8 ~ 6.2 eV)을 가지고 있어, LED를 포함한 고출력 전자부품 소자 개발 분야에서 많은 주목을 받아왔다.
이에 대한 이유 중 하나는 GaN이 타 원소들(인듐(In), 알루미늄(Al) 등)과 조합되어 녹색, 청색 및 백색광을 방출하는 반도체 층들을 제조할 수 있기 때문이다.
이와 같이 방출 파장을 조절할 수 있기 때문에 특정 장치 특성에 맞추어 재료의 특징들을 맞출 수 있다. 예를 들어, GaN를 이용하여 광 기록에 유익한 청색 LED와 백열등을 대치할 수 있는 백색 LED를 만들 수 있다.
따라서, 현재 질화물계 반도체는 청색/녹색 레이저 다이오드와 발광 다이오드(LED)의 제작에 기본물질로 사용되고 있다.
한편, 종래의 평면형 디스플레이 시장에서 주요 디스플레이는 LCD(Liguid Crystal Display)와 AMOLED(Active Matrix Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
다만, LCD의 경우 빠르지 않는 반응 시간과 LED BLU(Back Light Unit)의 높은 효율을 저하시켜 전력 소모에 큰 유발을 하고 있다는 점과 AMOLED의 경우 유기물이 가지고 있는 신뢰성에 취약하여 수명이 2년 이상을 보장하지 못하고, 양산 수율 또한 좋지 않은 문제점이 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 반도체 발광 소자를 단위 화소로 구현함에 있어서, 반도체 발광 소자 사이의 격벽 공정이 단순화된 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 일 측면은 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공한다.
이러한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 전극부를 포함하는 제1 기판, 상기 제1 기판 상에 위치하는 이방성 전도성 필름층 및 상기 이방성 전도성 필름층 상부 영역에 적어도 일부 매립되고, 상기 전극부와 전기적으로 연결된 개별 화소를 형성하는 반도체 발광 소자를 포함한다.
또한, 상기 이방성 전도성 필름층은 불투명 수지를 포함하여 상기 반도체 발광 소자들 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 한다.
이 때의 불투명 수지는 블랙 또는 화이트 수지를 포함하는 것을 특징으로 한다. 또한, 이방성 전도성 필름층은 착색된 것을 특징으로 한다.
상기 과제를 이루기 위하여 본 발명의 다른 측면은 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 제공한다.
이러한 디스플레이 장치의 제조방법은 전극부를 포함하는 제1 기판 상에 불투명 수지를 포함하는 이방성 전도성 필름을 부착하는 단계, 상기 전극부의 위치에 대응하고, 개별 화소를 형성하는 반도체 발광 소자가 위치된 제2 기판을 상기 전극부와 상기 반도체 발광 소자가 대향하도록 배치하는 단계, 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 열압착하여, 상기 반도체 발광 소자를 상기 이방성 전도성 필름 상부 영역에 적어도 일부 매립하는 단계 및 상기 제2 기판을 제거하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따르면, 반도체 발광 소자 사이의 격벽 공정을 단순화할 수 있다. 따라서, 그에 따른 공정 비용과 격벽 공정에 필요한 제작 장비가 따로 필요하지 않아 양산 수율과 저 가격화에 유리한 제작 과정을 추구할 수 있다.
본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 도 1의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 3은 이방성 전도성 필름층의 부분 개략도이다.
도 4는 디스플레이 장치에 이용되는 반도체 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다.
도 10은 도 9의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다.
도 12는 도 11의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 13는 디스플레이 장치에 이용되는 반도체 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 실시예를 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명이 여러 가지 수정 및 변형을 허용하면서도, 그 특정 실시예들이 도면들로 예시되어 나타내어지며, 이하에서 상세히 설명될 것이다. 그러나 본 발명을 개시된 특별한 형태로 한정하려는 의도는 아니며, 오히려 본 발명은 청구항들에 의해 정의된 본 발명의 사상과 합치되는 모든 수정, 균등 및 대용을 포함한다.
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.
비록 제1, 제2 등의 용어가 여러 가지 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들을 설명하기 위해 사용될 수 있지만, 이러한 요소들, 성분들, 영역들, 층들 및/또는 지역들은 이러한 용어에 의해 한정되어서는 안 된다는 것을 이해할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이고, 도 2는 도 1의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 제1 기판(100), 이방성 전도성 필름층(200) 및 다수의 반도체 발광 소자(300)를 포함한다.
이러한 제1 기판(100)은 전극부(110)를 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 기판(100)은 배선기판일 수 있다. 이러한 전극부(110)는 다수의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 전극(111)은 스캔 전극일 수 있고, 제2 전극(112)은 데이터 전극일 수 있다.
이러한 제1 기판(100)의 재질은 플렉시블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
이방성 전도성 필름층(200)은 제1 기판 상(100)에 위치한다. 이러한 이방성 전도성 필름층(200)과 관련하여 도 3을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 3은 이방성 전도성 필름층의 부분 개략도이다.
도 3을 참조하면, 이방성 전도성 필름층(anistropy conductive film, ACF, 210)은 불투명 수지(211) 및 불투명 수지(211) 내에 전도성 물질의 코어(212)가 절연막(213)에 의하여 피복된 다수의 입자를 포함한다.
따라서, 이러한 이방성 전도성 필름층(210)은 압력 또는 열이 가해지면 가해진 부분만 절연막(213)이 파괴되면서 코어(212)에 의하여 전기적으로 연결되는 것이다.
이 때, 코어(212)의 형태는 변형되어 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 따라서, 이방성 전도성 필름층(210)은 접착 기능 뿐만 아니라, 전기적 연결 기능을 수행할 수 있다.
따라서, 이방성 전도성 필름층(210)은 불투명 수지(211)를 포함하여 후술하는 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 한다. 즉, 반도체 발광 소자들(300) 사이에 빛을 차단하는 격벽 역할을 동시에 한다.
예컨대, 이러한 불투명 수지(211)는 블랙 또는 화이트 수지를 포함할 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하기 위하여 이방성 전도성 필름층(210)은 착색될 수 있다.
다시, 도 1 및 도 2를 참조하면, 반도체 발광 소자(300)와 제1 전극(111) 및 제2 전극(112) 사이의 부분만 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름층(220)이고, 나머지 부분은 전도성을 갖지 않는 이방성 전도성 필름층(210)이다.
따라서, 이방성 전도성 필름층(200)은 반도체 발광 소자(300)와 제1 전극(111) 및 제2 전극(112) 사이에 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 이루어질 수 있다.
반도체 발광 소자(300)는 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 적어도 일부 매립되고, 전극부(110)와 전기적으로 연결된 개별 화소를 구성한다.
이 때, 반도체 발광 소자(300)는 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 전부 매립되는 것이 바람직하다. 이렇게 반도체 발광 소자(200)가 전부 매립됨으로써, 반도체 발광 소자(300) 사이에 빛을 차단하는 효과가 극대화될 수 있다.
이러한 반도체 발광 소자(300)는 휘도가 우수하므로, 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다.
이와 같은 개별 반도체 발광 소자(300)의 크기는 한 변의 길이가 50㎛ 이하일 수 있고, 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다.
예를 들어, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광 소자(300)를 개별 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 나타난다.
따라서, 단위 픽셀의 크기가 한 변이 600㎛, 나머지 한변이 300㎛인 직사각형 픽셀인 경우를 예로 들면, 반도체 발광 소자(300)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 된다.
따라서, 이러한 경우, 플렉시블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
도 4는 디스플레이 장치에 이용되는 반도체 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 4를 참조하면, 반도체 발광 소자(300)는 수평형 구조이다.
이러한 수평형 반도체 발광 소자(300)는 n형 반도체층(310), n형 반도체층(310) 상에 형성된 활성층(320), 활성층(320) 상에 형성된 p형 반도체층(330), p형 반도체층(330) 상에 형성된 p형 전극(340) 및 n형 반도체층(310)의 노출된 표면에 형성된 n형 전극(350)을 포함한다.
이 경우, 반도체 발광 소자(300)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 기판(100)의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)에 플립칩 본딩되어 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자(300)는 질화물계 반도체 발광 소자가 이용될 수 있다.
이러한 질화물계 반도체 발광 소자는 질화 갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자를 구현할 수 있다.
도 5 내지 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 5를 참조하면, 전극부(110)를 포함하는 제1 기판(100) 상에 불투명 수지를 포함하는 이방성 전도성 필름(200)을 부착한다. 이 때의 전극부(110)는 다수개의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)을 포함할 수 있다.
따라서, 다수의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)이 위치된 제1 기판(100) 상에 이방성 전도성 필름을 도포하여 이방성 전도성 필름층(200)을 형성할 수 있다.
이러한, 이방성 전도성 필름층(210)은 불투명 수지(211)를 포함한다.
그 다음에, 전극부(110)의 위치에 대응하고, 개별 화소를 구성하는 다수의 반도체 발광 소자(300)가 위치된 제2 기판(101)을 전극부(110)와 반도체 발광 소자(300)가 대향하도록 배치한다. 여기서의 제2 기판(101)은 반도체 발광 소자(300)를 성장시키는 성장 기판일 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 제1 기판(100)과 제2 기판(101)을 열압착하여, 반도체 발광 소자(300)를 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 적어도 일부 매립한다.
따라서, 제1 기판(100)과 제2 기판(101)은 본딩(bonding)된다. 이와 더불어, 열압착되는 부분만 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 전극부(110)인 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)과 반도체 발광 소자(300)의 사이의 부분만 전도성을 갖게 된다.
따라서, 제1 전극(110) 및 제2 전극(112)을 반도체 발광 소자(300)에 전기적으로 연결할 수 있다.
예를 들어, 제1 기판(100)과 상기 제2 기판(101)을 ACF press head를 적용하여 열압착할 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자(300)를 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 전부 매립시키는 것이 바람직하다.
이는 이방성 전도성 필름층(200)이 불투명 수지를 포함하기 때문에 반도체 발광 소자(300) 사이에 빛이 이동되는 것을 차단하는 역할이 가능하다. 즉, 별도의 격벽 제조 공정 없이 제1 기판(100)과 제2 기판(101)을 열압착하는 공정을 통해 반도체 발광 소자들(300) 사이에 격벽이 형성되게 된다.
따라서, 반도체 발광 소자(300) 사이의 격벽 공정이 간소화된다.
도 8을 참조하면, 제2 기판(101)을 제거한다. 예를 들어, 제2 기판(101)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용하여 제거할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이고, 도 10은 도 9의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, PM 방식의 반도체 발광 소자 어레이 상에 형광체층을 적용한 풀 칼라 디스플레이의 설계를 보여준다.
반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 전극부(110)를 포함하는 제1 기판(100), 이방성 전도성 필름층(200), 반도체 발광 소자(300) 및 형광체층(400)을 포함한다. 이러한 전극부(110)는 다수의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)을 포함할 수 있다.
즉, 제1 기판(100) 상에 다수의 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)이 위치하고 있고, 그 위에 이방성 전도성 필름층(200)이 위치한다.
이러한 이방성 전도성 필름층(200)은 불투명 수지를 포함하여 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 한다. 즉, 반도체 발광 소자들(300) 사이에 빛을 차단하는 격벽 역할을 동시에 한다.
예컨대, 이러한 불투명 수지는 블랙 또는 화이트 수지를 포함할 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하기 위하여 이방성 전도성 필름층(200)은 착색될 수 있다.
그리고, 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 적어도 일부 매립된 다수의 반도체 발광 소자(300)가 위치하고 있다. 이러한 반도체 발광 소자(300)는 전극부(110)인 제1 전극(111) 및 제2 전극(112)과 전기적으로 연결되고, 개별 화소를 구성한다.
또한, 형광체층(400)은 반도체 발광 소자(300) 상에 위치한다.
예를 들어, 반도체 발광 소자(300)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광 소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(400)이 구비될 수 있다. 이 때, 형광체층(400)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(401) 및 녹색 형광체(402)일 수 있다.
즉, 하나의 단위 픽셀을 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광 소자 상에는 청색 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체(401)가 구비될 수 있고, 다른 단위 픽셀을 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광 소자 상에 청색 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(402)가 구비될 수 있다.
또한, 청색 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 발광 소자(403)만 단독으로 이용될 수 있다.
이 때, 대비비(contrast) 향상을 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(BM)가 구비될 수 있다. 즉, 이러한 블랙 매트릭스는 명암의 대조를 극대화시킬 수 있다.
따라서, 청색 반도체 발광 소자 상에 적색 및 녹색 형광체를 적용하여 풀 칼라 디스플레이를 설계할 수 있다.
한편, 경우에 따라, 반도체 발광 소자(300)는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광 소자가 구비될 수도 있음은 물론이며, 이러한 경우에는, 단위 픽셀을 이루기 위하여, 각각 적색 형광체, 녹색 형광체, 및 청색 형광체가 구비될 수 있다(미도시).
또한, 이러한 백색 발광 소자 상에 형광체층 대신에 적색, 녹색, 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 픽셀을 구성할 수도 있다. 이 때, 대비비 향상을 위하여 컬러 필터들 사이에 블랙 매트릭스를 더 포함할 수 있다.
또 한편, 청색 반도체 발광 소자 상에 적색, 녹색 및 황색 형광체를 적용하여 R(적색), G(녹색), B(청색) 및 W(흰색)의 서브 픽셀을 단위 픽셀로 하는 풀 칼라 디스플레이를 설계할 수도 있다. 이러한 구조를 통하여, 풀 화이트(Full White)시 청색 반도체 발광 소자와 황색 형광체의 높은 효율을 극대화하여 저 전력을 추구할 수 있다.
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 나타낸 개략도이다. 도 12는 도 11의 절단선 A-A에 따라 취해진 단면도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 보여준다.
반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치는 제1 기판(100), 제1 전극(111), 이방성 전도성 필름층(200), 반도체 발광 소자(300) 및 제2 전극(112)을 포함한다.
제1 기판(100)은 제1 전극(111)이 배치되는 배선 기판으로서, 플렉시블(flexible) 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. 이외에도 절연성이 있고, 유연성 있는 재질이면 어느 것이라도 사용 가능할 것이다.
제1 전극(111)은 데이터 전극의 역할을 하며, 제1 기판(100) 상에 위치한다. 예컨대, 다수의 제1 전극(111)이 기판 상에 일정한 간격으로 배치될 수 있다. 이러한 제1 전극(111)은 바(bar) 형태의 전극일 수 있다.
이방성 전도성 필름층(200)은 제1 전극(111)이 위치하는 제1 기판(100) 상에 위치한다.
이러한 이방성 전도성 필름층(200)은 반도체 발광 소자(300)와 제1 전극(111) 사이에 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적 연결까지 이루어질 수 있다.
또한, 이방성 전도성 필름층(200)은 불투명 수지를 포함하여 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 한다. 즉, 이방성 전도성 필름층(200)은 반도체 발광 소자들(300) 사이에 빛을 차단하는 격벽 역할까지 수행한다.
예컨대, 이러한 불투명 수지는 블랙 또는 화이트 수지를 포함할 수 있다.
한편, 반도체 발광 소자들(300) 사이로 빛을 차단하기 위하여 이방성 전도성 필름층(200)은 착색될 수 있다.
반도체 발광 소자(300)는 개별 화소를 구성하며, 이방성 전도성 필름층(200) 상부 영역에 적어도 일부 매립된다.
또한, 반도체 발광 소자(300)는 제1 전극(111)과 전기적으로 연결된다. 예컨대, 제1 전극(111)과 반도체 발광 소자(300) 사이에 위치하는 이방성 전도성 필름층(200) 영역이 전도성을 갖기 때문에 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 반도체 발광 소자(300)는 제1 전극(111) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.
한편, 이 때의 반도체 발광 소자(300)는 수직형 구조일 수 있다.
이하, 이러한 수직형 반도체 발광 소자에 대하여 구체적으로 설명한다.
도 13은 디스플레이 장치에 이용되는 반도체 발광 소자의 일례를 나타내는 단면도이다. 도 13을 참조하면, 반도체 발광 소자는 수직형 구조이다.
이러한 수직형 반도체 발광 소자(300)는 p형 전극(340), p형 전극(340) 상에 위치하는 p형 반도체층(330), p형 반도체층(330) 상에 위치하는 활성층(320), 활성층(320) 상에 위치하는 n형 반도체층(310) 및 n형 반도체층(310) 상에 위치하는 n형 전극(350)을 포함한다.
이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(340)은 도 11 및 도 12에 도시된 바와 같이 이방성 전도성 필름층(200)에 의하여 제1 전극(111)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(350)은 후술하는 제2 전극(112)과 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 수직형 반도체 발광 소자는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 강점을 가지고 있다.
다시, 도 11 및 도 12를 참조하면, 제2 전극(112)은 반도체 발광 소자들(300) 사이에 위치하고, 반도체 발광 소자들(300)과 전기적으로 연결된다.
예를 들어, 반도체 발광 소자들(300)은 다수의 열로 배치되고, 제2 전극(112)은 반도체 발광 소자들(300)의 열들 사이에 위치할 수 있다. 이는 개별 화소를 이루는 반도체 발광 소자(300) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2 전극(112)을 반도체 발광 소자들(300) 사이에 위치시킬 수 있다.
이러한 제2 전극(112)은 바 형태의 전극일 수 있다. 예를 들어, 제1 전극(111)과 제2 전극(112)은 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 따라서, PM 방식의 구조가 된다.
또한, 제2 전극(112)과 반도체 발광 소자(300)는 제2 전극(112)으로부터 돌출된 연결 전극(113)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
예컨대, 반도체 발광 소자(300)가 수직형 구조인 경우, 제2 전극(112)과 반도체 발광 소자(300)의 n형 전극이 연결 전극(113)에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
이러한 제2 전극(112)은 이방성 전도성 필름층 상에 바로 위치될 수 있다.
한편, 만일 반도체 발광 소자(300) 상에 제2 전극(112)을 위치시킬 경우, ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용해야 하는데, ITO 물질은 n형 반도체층과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다.
따라서, 본 발명은 반도체 발광 소자(300) 사이에 제2 전극(112)을 위치시킴으로써, ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다.
따라서, 투명한 재료 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평 전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다.
따라서, 반도체 발광 소자(300)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광 소자(300)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2 전극(112)을 반도체 발광 소자(300) 사이에 위치시킬 수 있고, 플렉시블 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 이방성 도전성 필름층(200)을 활용하여 반도체 발광소자 어레이 배치 구조를 단순화할 수 있다. 특히, 수직형 반도체 발광소자의 경우 배치 설계가 보다 단순하다.
본 발명에 따르면, 이방성 전도성 필름층(200)은 반도체 발광 소자(300) 사이의 격벽 역할까지 수행할 수 있다. 따라서, 반도체 발광 소자(300) 사이의 격벽 공정을 단순화시킨 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
따라서, 그에 따른 공정 비용과 격벽 공정에 필요한 제작 장비가 따로 필요하지 않아 양산 수율과 저 가격화에 유리한 제작 과정을 추구할 수 있다.
한편, 본 명세서와 도면에 개시된 본 발명의 실시 예들은 이해를 돕기 위해 특정 예를 제시한 것에 지나지 않으며, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시 예들 이외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형 예들이 실시 가능하다는 것은, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다.
100: 제1 기판 101: 제2 기판
110: 전극부 111: 제1 전극
112: 제2 전극 113: 연결전극
200, 210, 220: 이방성 전도성 필름층
211: 불투명 수지 212: 코어
213: 절연막 300: 반도체 발광 소자
310: n형 반도체층 320: 활성층
330: p형 반도체층 340: p형 전극
350: n형 전극 400: 형광체층
401: 적색 형광체층 402: 녹색 형광체층
410: 블랙 매트릭스

Claims (17)

  1. 전극부를 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에 위치하는 이방성 전도성 필름층; 및
    상기 이방성 전도성 필름층 상부 영역에 적어도 일부 매립되고, 상기 전극부와 전기적으로 연결된 개별 화소를 형성하는 반도체 발광 소자를 포함하고,
    상기 이방성 전도성 필름층은 불투명 수지를 포함하여 상기 반도체 발광 소자들 사이로 빛을 차단하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 불투명 수지는 블랙 또는 화이트 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 이방성 전도성 필름층은 착색된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는 제1 전극 및 제2 전극을 포함하고,
    상기 반도체 발광 소자는 상기 제1 전극 및 제2 전극에 플립칩 본딩된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 전극부는 제1 전극을 포함하고,
    상기 반도체 발광 소자에 대하여, 상기 제1 전극의 반대측에 위치하는 제2 전극을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 반도체 발광 소자는,
    상기 제1 전극과 제2 전극 사이에 결합되는 수직형 발광 소자인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자 상에 위치하는 형광체층을 더 포함하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자는 청색 발광 소자이고,
    상기 형광체층은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체 및 녹색 형광체인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 형광체층은 각각의 형광체 사이에 위치하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  10. 제7항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자는 청색 발광 소자이고,
    상기 형광체층은 황색 형광체층인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 황색 형광체층 상에는 적색, 녹색 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컬러 필터들 사이에 위치하는 블랙 매트릭스를 더 포함하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 반도체 발광 소자는 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광 소자인 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  14. 전극부를 포함하는 제1 기판 상에 불투명 수지를 포함하는 이방성 전도성 필름을 부착하는 단계;
    상기 전극부의 위치에 대응하고, 개별 화소를 형성하는 반도체 발광 소자가 위치된 제2 기판을 상기 전극부와 상기 반도체 발광 소자가 대향하도록 배치하는 단계;
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 열압착하여, 상기 반도체 발광 소자를 상기 이방성 전도성 필름 상부 영역에 적어도 일부 매립하는 단계; 및
    상기 제2 기판을 제거하는 단계를 포함하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 불투명 수지는 블랙 또는 화이트 수지를 포함하는 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 이방성 전도성 필름층은 착색된 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 반도체 발광 소자는,
    수평형 발광 소자인 것을 특징으로 하는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
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