KR102803812B1 - Semiconductor light-emitting device and display device using the same - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 상기 제1 도전형 반도체층의 타면 상에 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부; 상기 바디부의 측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성된 가이드층; 및 적어도 상기 가이드층을 덮도록 상기 바디부의 측면 상에 형성된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor light-emitting device according to the present invention is characterized by including: a body portion including a first conductive semiconductor layer, an active layer formed on one surface of the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer formed on one surface of the active layer; an electrode portion including a first conductive electrode formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on one surface of the second conductive semiconductor layer; a guide layer formed to cover at least a portion of a side surface of the body portion and to have a different inclination from a side surface of the body portion; and a reflective layer formed on the side surface of the body portion so as to cover at least the guide layer.
Description
본 발명은 반도체 발광소자, 특히, 수 내지 수십 ㎛ 크기의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light-emitting device, particularly, to a semiconductor light-emitting device having a size of several to several tens of μm, and a display device using the same.
최근에는 디스플레이 기술분야에서 대면적 디스플레이를 구현하기 위하여, 액정 디스플레이(LCD), 유기 발광소자 디스플레이(OLED), 그리고 마이크로 LED 디스플레이 등이 경쟁하고 있다.Recently, in the field of display technology, liquid crystal displays (LCDs), organic light-emitting diode displays (OLEDs), and micro LED displays are competing to implement large-area displays.
이들 중 100 ㎛ 이하의 직경 또는 단면적을 가지는 반도체 발광소자(마이크로 LED)를 이용한 디스플레이는 편광판 등을 사용하여 빛을 흡수하지 않기 때문에 매우 높은 효율을 제공할 수 있다. Among these, displays using semiconductor light-emitting elements (micro LEDs) with a diameter or cross-sectional area of 100 ㎛ or less can provide very high efficiency because they do not absorb light using polarizing plates, etc.
그러나 마이크로 LED 디스플레이의 경우 대면적을 구현하기 위해서는 수백만 개의 반도체 발광소자들을 필요로 하기 때문에 다른 기술들에 비해 소자들을 전사하는 것이 어려운 문제가 있다.However, in the case of micro LED displays, millions of semiconductor light-emitting elements are required to implement a large area, making it difficult to transfer the elements compared to other technologies.
한편, 마이크로 LED의 전사공정으로 현재 개발되고 있는 기술은 픽앤플레이스(pick & place), 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-Off, LLO) 또는 자가조립 등이 있다. Meanwhile, technologies currently being developed for the transfer process of micro LEDs include pick & place, laser lift-off (LLO), and self-assembly.
본 발명의 일 목적은 광 추출에 유리한 구조의 반도체 발광소자와 상기 반도체 발광소자들을 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.One object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting device having a structure advantageous for light extraction and a display device using the semiconductor light-emitting device.
또한, 본 발명의 다른 일 목적은 배선 전극과 컨택이 용이한 구조의 반도체 발광소자와 상기 반도체 발광소자들을 이용한 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.In addition, another object of the present invention is to provide a semiconductor light-emitting element having a structure that is easy to contact with a wiring electrode and a display device using the semiconductor light-emitting element.
본 발명에 따른 반도체 발광소자는 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 상기 제1 도전형 반도체층의 타면 상에 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부; 상기 바디부의 측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성된 가이드층; 및 적어도 상기 가이드층을 덮도록 상기 바디부의 측면 상에 형성된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A semiconductor light-emitting device according to the present invention is characterized by including: a body portion including a first conductive semiconductor layer, an active layer formed on one surface of the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer formed on one surface of the active layer; an electrode portion including a first conductive electrode formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on one surface of the second conductive semiconductor layer; a guide layer formed to cover at least a portion of a side surface of the body portion and to have a different inclination from a side surface of the body portion; and a reflective layer formed on the side surface of the body portion so as to cover at least the guide layer.
본 발명에 따르면, 상기 가이드층은 상기 바디부의 측면을 따라 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층으로 연장 형성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the guide layer is characterized in that it is formed to extend from the first conductive semiconductor layer to the second conductive semiconductor layer along the side surface of the body portion.
본 발명에 따르면, 상기 가이드층은 상기 제2 도전형 반도체층을 덮는 부분이 상기 제1 도전형 반도체층을 덮는 부분보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the guide layer is characterized in that a portion covering the second conductive semiconductor layer is formed thicker than a portion covering the first conductive semiconductor layer.
본 발명에 따르면, 상기 가이드층은 절연성 있는 소재로 형성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the guide layer is characterized by being formed of an insulating material.
본 발명에 따르면, 상기 반사층은 상기 제1 도전형 전극을 더 덮도록 상기 바디부의 측면에서 상기 제1 도전형 전극으로 연장 형성된 것을 특징으로 한다. According to the present invention, the reflective layer is characterized in that it is formed to extend from the side of the body portion to the first conductive electrode so as to further cover the first conductive electrode.
본 발명에 따른 디스플레이 장치는 기판; 상기 기판 상에 배치되는 반도체 발광소자들; 상기 반도체 발광소자들 사이를 채우면서 상기 반도체 발광소자들의 일부를 덮도록 형성된 평탄화층; 및 상기 기판 상에 배치되며, 상기 반도체 발광소자들과 전기적으로 연결되는 배선 전극을 포함하고, 상기 반도체 발광소자들은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부; 상기 제1 도전형 반도체층의 타면 상에 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 전극의 일면 상에 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부; 상기 바디부의 측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성된 가이드층; 및 적어도 상기 가이드층을 덮도록 상기 바디부의 측면 상에 형성된 반사층을 포함하는 것을 특징으로 한다.A display device according to the present invention comprises: a substrate; semiconductor light-emitting elements arranged on the substrate; a planarizing layer formed to fill between the semiconductor light-emitting elements and cover a portion of the semiconductor light-emitting elements; and a wiring electrode arranged on the substrate and electrically connected to the semiconductor light-emitting elements, wherein the semiconductor light-emitting elements include: a body portion including a first conductive semiconductor layer, an active layer formed on one surface of the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer formed on one surface of the active layer; an electrode portion including a first conductive electrode formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on one surface of the second conductive electrode; a guide layer formed to cover at least a portion of a side surface of the body portion and to have a different inclination from a side surface of the body portion; and a reflective layer formed on the side surface of the body portion to cover at least the guide layer.
본 발명에 따르면, 상기 반사층은 상기 제1 도전형 전극을 더 덮도록 상기 바디부의 측면에서 상기 제1 도전형 전극으로 연장 형성된 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the reflective layer is characterized in that it is formed to extend from the side of the body portion to the first conductive electrode so as to further cover the first conductive electrode.
본 발명에 따르면, 상기 배선 전극은, 상기 기판의 일면 상에 배치되며 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및 상기 평탄화층 상에 상기 제1 배선 전극과 교차하도록 배치되며 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the wiring electrode is characterized by including a first wiring electrode disposed on one surface of the substrate and electrically connected to the first conductive electrode; and a second wiring electrode disposed on the planarization layer so as to intersect the first wiring electrode and electrically connected to the second conductive electrode.
본 발명에 따르면, 상기 평탄화층은, 상기 반도체 발광소자들의 사이에 배치되는 제1 평탄화층; 및 상기 제1 평탄화층 상에 형성되며 상기 반도체 발광소자들의 일부를 덮도록 형성된 제2 평탄화층을 포함하며, 상기 배선 전극은, 상기 제1 평탄화층 상에 배치되며 상기 반사층을 통해 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및 상기 제2 평탄화층 상에 상기 제1 배선 전극과 교차하도록 배치되며 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the planarization layer includes: a first planarization layer arranged between the semiconductor light-emitting elements; and a second planarization layer formed on the first planarization layer and formed to cover a portion of the semiconductor light-emitting elements, and the wiring electrode includes: a first wiring electrode arranged on the first planarization layer and electrically connected to the first conductive electrode through the reflective layer; and a second wiring electrode arranged on the second planarization layer so as to intersect the first wiring electrode and electrically connected to the second conductive electrode.
본 발명에 따르면, 상기 배선 전극은 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 한다.According to the present invention, the wiring electrode is characterized in that it includes a transparent electrode.
본 발명은 반도체 발광소자 상에 직접 반사층을 형성하여 광손실은 줄이면서, 광 추출 효율은 향상시킬 수 있다. 특히, 반사층을 광이 발산되는 면을 제외한 나머지 면에 전체적으로 형성하거나, 광 지향각을 소정 범위 내로 설정하는 경우 광 추출 효율을 극대화할 수 있다. The present invention can reduce light loss and improve light extraction efficiency by forming a reflection layer directly on a semiconductor light-emitting element. In particular, when the reflection layer is formed entirely on a surface other than the surface from which light is emitted, or when the light direction angle is set within a predetermined range, the light extraction efficiency can be maximized.
또한, 본 발명은 반사층을 통해 반도체 발광소자와 배선 전극 사이의 전기적 컨택이 형성될 수 있으며, 수직형 반도체 발광소자의 컨택 자유도가 개선될 수 있다.In addition, the present invention can form electrical contact between a semiconductor light-emitting element and a wiring electrode through a reflective layer, and the contact freedom of a vertical semiconductor light-emitting element can be improved.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 A 부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이다.
도 4는 도 3의 플립칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 5a 내지 도 5c는 플립칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러가지 형태를 나타내는 개념도들이다.
도 6은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법을 나타낸 단면도들이다.
도 7은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이다.
도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다.
도 10은 종래 디스플레이 장치의 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 11(a)는 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 11(b)는 도 11(a)의 E-E'를 따라 취한 단면도이다.
도 12는 도 11에 따른 반도체 발광소자에서 가이드층의 경사각에 따른 광 추출 효율을 나타내는 그래프이다.
도 13a 내지 도 13i는 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 제작하는 공정을 나타내는 단면도들이다.
도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 이용하여 디스플레이 장치를 제작하는 공정을 나타내는 단면도들이다.Figure 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of a display device using a semiconductor light-emitting element of the present invention.
FIG. 2 is a partial enlarged view of part A of the display device of FIG. 1, and FIGS. 3a and 3b are cross-sectional views taken along lines BB and CC of FIG. 2.
Fig. 4 is a conceptual diagram showing the flip-chip type semiconductor light-emitting device of Fig. 3.
FIGS. 5A to 5C are conceptual diagrams showing various forms of implementing color in relation to a flip-chip type semiconductor light-emitting device.
Figure 6 is a cross-sectional view showing a method for manufacturing a display device using a semiconductor light-emitting element of the present invention.
FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using a semiconductor light-emitting element of the present invention.
Fig. 8 is a cross-sectional view taken along line DD of Fig. 7.
Figure 9 is a conceptual diagram showing the vertical semiconductor light-emitting device of Figure 8.
Figure 10 is a cross-sectional view according to one embodiment of a conventional display device.
Fig. 11(a) is a conceptual diagram showing a semiconductor light-emitting device according to the present invention, and Fig. 11(b) is a cross-sectional view taken along line E-E' of Fig. 11(a).
Fig. 12 is a graph showing the light extraction efficiency according to the inclination angle of the guide layer in the semiconductor light-emitting device according to Fig. 11.
FIGS. 13a to 13i are cross-sectional views showing a process for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention.
Figures 14 to 17 are cross-sectional views showing a process for manufacturing a display device using a semiconductor light-emitting element according to the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조번호를 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 실시예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니된다. 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 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다. Hereinafter, the embodiments disclosed in this specification will be described in detail with reference to the attached drawings. Regardless of the drawing symbols, identical or similar components will be given the same reference numerals and redundant descriptions thereof will be omitted. The suffixes “module” and “part” used for components in the following description are given or used interchangeably only for the convenience of writing the specification and do not have distinct meanings or roles in themselves. In addition, when describing the embodiments disclosed in this specification, if it is determined that a specific description of a related known technology may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the attached drawings are only intended to facilitate the understanding of the embodiments disclosed in this specification and should not be construed as limiting the technical ideas disclosed in this specification by the attached drawings. In addition, when an element such as a layer, region, or substrate is mentioned as existing “on” another element, it will be understood that it may be directly on the other element or that an intermediate element may exist between them.
본 명세서에서 설명되는 디스플레이 장치에는 휴대폰(mobile phone), 스마트폰(smart phone), 노트북 컴퓨터(laptop computer), 디지털방송용 단말기, PDA(personal digital assistant), PMP(portable multimedia player), 네비게이션, 슬레이트 PC(slate PC), 테ㄹ블릿 PC(tablet PC), 울트라북(ultrabook), 디지털 TV(digital TV), 데스크톱 컴퓨터(desktop computer) 등이 포함될 수 있다. 그러나 본 명세서에 기재된 실시예에 따른 구성은 추후 개발되는 새로운 제품형태라도 디스플레이를 포함할 수 있다면 적용될 수 있다. The display device described in this specification may include a mobile phone, a smart phone, a laptop computer, a digital broadcasting terminal, a personal digital assistant (PDA), a portable multimedia player (PMP), a navigation device, a slate PC, a tablet PC, an ultrabook, a digital TV, a desktop computer, and the like. However, the configuration according to the embodiment described in this specification may be applied to a new product type developed in the future as long as it can include a display.
도 1은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 일 실시예를 나타내는 개념도이다. Figure 1 is a conceptual diagram showing one embodiment of a display device using a semiconductor light-emitting element of the present invention.
도시에 의하면, 디스플레이 장치(100)의 제어부에서 처리되는 정보는 플렉서블 디스플레이(flexible display) 상에 표시될 수 있다. 플렉서블 디스플레이는 외력에 의하여 휘어질 수 있는, 구부러질 수 있는, 비틀어질 수 있는, 접힐 수 있는, 말려질 수 있는 디스플레이를 포함한다. 예를 들어, 플렉서블 디스플레이는 기존의 평판 디스플레이의 디스플레이 특성을 유지하면서, 종이와 같이 휘어지거나, 구부리거나, 접을 수 있거나, 말 수 있는 얇고 유연한 기판 위에 제작되는 디스플레이가 될 수 있다. According to the city, information processed in the control unit of the display device (100) can be displayed on a flexible display. The flexible display includes a display that can be bent, curved, twisted, folded, or rolled by an external force. For example, the flexible display can be a display manufactured on a thin and flexible substrate that can be bent, folded, or rolled like paper while maintaining the display characteristics of a conventional flat panel display.
플렉서블 디스플레이가 휘어지지 않은 상태(예를 들어, 무한대의 곡률반경을 가지는 상태, 이하 ‘제1상태’라 한다)에서는 상기 플렉서블 디스플레이의 디스플레이 영역이 평면이 된다. 상기 제1상태에서 외력에 의하여 휘어진 상태(예를 들어, 유한의 곡률반경을 가지는 사태, 이하 ‘제2상태’라 한다)에서는 상기 디스플레이 영역이 곡면이 될 수 있다. 도시와 같이, 상기 제2상태에서 표시되는 정보는 곡면상에 출력되는 시각정보가 될 수 있다. 이러한 시각정보는 매트릭스 형태로 배치되는 단위 화소(sub-pixel)의 발광을 독자적으로 제어함으로써 구현된다. 상기 단위 화소는 하나의 색을 구현하기 위한 최소 단위를 의미한다. When the flexible display is not bent (for example, when it has an infinite radius of curvature, hereinafter referred to as the “first state”), the display area of the flexible display becomes a plane. When it is bent by an external force in the first state (for example, when it has a finite radius of curvature, hereinafter referred to as the “second state”), the display area can become a curved surface. As illustrated, information displayed in the second state can be visual information output on a curved surface. This visual information is implemented by independently controlling the light emission of sub-pixels arranged in a matrix form. The sub-pixel means the minimum unit for implementing one color.
상기 플렉서블 디스플레이의 단위 화소는 반도체 발광소자에 의하여 구현될 수 있다. 본 발명에서는 전류를 빛으로 변환시키는 반도체 발광소자의 일 종류로서 발광 다이오드(light emitting diode: LED)를 예시한다. 상기 발광 다이오드는 작은 크기로 형성되며, 이를 통하여 상기 제2상태에서도 단위 화소의 역할을 할 수 있게 된다. The unit pixel of the above flexible display can be implemented by a semiconductor light-emitting element. In the present invention, a light-emitting diode (LED) is exemplified as a type of semiconductor light-emitting element that converts current into light. The light-emitting diode is formed in a small size, and thereby can function as a unit pixel even in the second state.
이하에서는, 첨부된 도면을 참조하여 상기 발광 다이오드를 이용하여 구현된 플렉서블 디스플레이에 대하여 보다 상세하게 설명한다. Below, a flexible display implemented using the light-emitting diode will be described in more detail with reference to the attached drawings.
도 2는 도 1의 A부분의 부분 확대도이고, 도 3a 및 도 3b는 도 2의 라인 B-B 및 C-C를 따라 취한 단면도들이고, 도 4는 도 3의 플립칩 타입 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 5a 내지 도 5c는 플립칩 타입 반도체 발광소자와 관련하여 컬러를 구현하는 여러 가지 형태를 나타내는 개념도들이다. FIG. 2 is a partial enlarged view of portion A of FIG. 1, FIGS. 3a and 3b are cross-sectional views taken along lines B-B and C-C of FIG. 2, FIG. 4 is a conceptual diagram showing the flip-chip type semiconductor light-emitting device of FIG. 3, and FIGS. 5a to 5c are conceptual diagrams showing various forms of implementing color in relation to the flip-chip type semiconductor light-emitting device.
도 2, 도 3a 및 도 3b는, 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)로서 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치(100)를 예시한다. 다만, 이하 예시는 액티브 매트릭스(Active Matrix, AM) 방식의 반도체 발광소자에도 적용 가능하다.FIG. 2, FIG. 3a and FIG. 3b illustrate a display device (100) using a semiconductor light-emitting element of a passive matrix (PM) type. However, the following example can also be applied to a semiconductor light-emitting element of an active matrix (AM) type.
상기 디스플레이 장치(100)는 기판(110), 제1전극(120), 전도성 접착층(130), 제2전극(140) 및 복수의 반도체 발광소자(150)를 포함한다.The above display device (100) includes a substrate (110), a first electrode (120), a conductive adhesive layer (130), a second electrode (140), and a plurality of semiconductor light-emitting elements (150).
기판(110)은 플렉서블 기판일 수 있다. 기판(110)은 플렉서블한 성능을 구현하기 위하여 유리 또는 폴리이미드(PI, Polyimide)를 포함할 수 있다. 이외에도, 기판(110)의 성분으로 PEN(Polyethylene Naphthalate), PET (Polyethylene Terephthalate) 등과 같이 절연성이 있고 유연성이 있는 재질이 사용될 수도 있다. 또한, 기판(110)은 투명한 재질 또는 불투명한 재질 중 어느 것이나 될 수 있다. The substrate (110) may be a flexible substrate. The substrate (110) may include glass or polyimide (PI) to implement flexible performance. In addition, an insulating and flexible material such as PEN (Polyethylene Naphthalate) or PET (Polyethylene Terephthalate) may be used as a component of the substrate (110). In addition, the substrate (110) may be any of a transparent material or an opaque material.
상기 기판(110)은 제1전극(120)이 배치되는 배선기판일 수 있으며, 제1전극(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있다.The above substrate (110) may be a wiring substrate on which a first electrode (120) is arranged, and the first electrode (120) may be positioned on the substrate (110).
도시에 의하면, 절연층(160)은 제1전극(120)이 위치한 기판(110) 상에 적층되어 형성된 것일 수 있으며, 절연층(160)에는 보조전극(170)이 배치될 수 있다. 이 경우, 기판(110) 상에 절연층(160)이 적층되어 형성된 상태가 하나의 배선기판이 될 수 있다. 보다 구체적으로, 절연층(160)은 PI, PEN, PET 등과 같이 절연성 있고 유연성 있는 재질로서, 상기 기판 (110)과 일체로 이루어져 하나의 배선기판을 형성할 수 있다. According to the city, the insulating layer (160) may be formed by being laminated on the substrate (110) where the first electrode (120) is located, and an auxiliary electrode (170) may be arranged on the insulating layer (160). In this case, a state in which the insulating layer (160) is laminated on the substrate (110) may become one wiring board. More specifically, the insulating layer (160) may be formed of an insulating and flexible material such as PI, PEN, PET, etc., and may be formed integrally with the substrate (110) to form one wiring board.
보조전극(170)은 제1전극(120)과 반도체 발광소자(150)를 전기적으로 연결하는 전극으로서 절연층(160) 상에 위치하고 제1전극(120) 위치에 대응하여 배치된다. 예를 들어, 보조전극(170)은 닷(dot) 형태이며, 절연층(160)을 관통하는 전극홀(171)에 의하여 제1전극(120)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 전극홀(171)은 비아홀에 도전물질이 채워짐으로써 형성될 수 있다. The auxiliary electrode (170) is an electrode that electrically connects the first electrode (120) and the semiconductor light-emitting element (150), is positioned on the insulating layer (160), and is arranged corresponding to the position of the first electrode (120). For example, the auxiliary electrode (170) has a dot shape and can be electrically connected to the first electrode (120) by an electrode hole (171) penetrating the insulating layer (160). The electrode hole (171) can be formed by filling a conductive material in the via hole.
첨부된 도면에 의하면, 절연층(160)의 일면에는 전도성 접착층 (130)이 형성되나 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 절연층(160)과 전도성 접착층(130) 사이에는 특정 기능을 수행하는 레이어가 형성될 수 있으며, 절연층(160) 없이 전도성 접착층(130)이 기판 상에 배치되는 구조도 가능하다. 전도성 접착층(130)이 기판 상에 배치되는 구조에서는 전도성 접착층(130)이 절연층의 역할을 할 수 있다. According to the attached drawing, a conductive adhesive layer (130) is formed on one side of the insulating layer (160), but the present invention is not necessarily limited thereto. For example, a layer performing a specific function may be formed between the insulating layer (160) and the conductive adhesive layer (130), and a structure in which the conductive adhesive layer (130) is disposed on the substrate without the insulating layer (160) is also possible. In a structure in which the conductive adhesive layer (130) is disposed on the substrate, the conductive adhesive layer (130) may function as an insulating layer.
상기 전도성 접착층(130)은 접착성과 전도성을 가지는 층이 될 수 있으며, 이를 위하여 전도성 접착층(130)은 전도성을 갖는 물질과 접착성을 갖는 물질이 혼합되어 형성될 수 있따. 또한, 전도성 접착층(130)은 연성을 가지며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 플랙서블 기능을 가능하게 할 수 있다. The conductive adhesive layer (130) may be a layer having adhesive properties and conductivity, and for this purpose, the conductive adhesive layer (130) may be formed by mixing a conductive material and an adhesive material. In addition, the conductive adhesive layer (130) has flexibility, and through this, a flexible function may be enabled in the display device.
일례로, 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름(anisotropy conductive film, ACF), 이방성 전도 페이스트(paste), 전도성 입자를 함유한 솔루션(solution) 등이 될 수 있다. 전도성 접착층(130)은 두께를 관통하는 z 방향으로는 전기적 상호 연결을 허용하나, 수평적인 x-y 방향으로는 전기 절연성의 레이어로 구성될 수 있다. 따라서 상기 전도성 접착층(130)은 z축 전도층으로 명명될 수 있다(다만, 이하에서는 ‘전도성 접착층’이라 한다). For example, the conductive adhesive layer (130) may be an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste, a solution containing conductive particles, etc. The conductive adhesive layer (130) allows electrical interconnection in the z direction penetrating the thickness, but may be configured as an electrically insulating layer in the horizontal x-y direction. Therefore, the conductive adhesive layer (130) may be referred to as a z-axis conductive layer (however, hereinafter referred to as a ‘conductive adhesive layer’).
상기 이방성 전도성 필름은 이방성 전도매질(anisotropic conductive medium)이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 특정 부분에 한하여 이방성 전도매질에 의한 전도성을 가지게 된다. 본 명세서에서는 상기 이방성 전도성 필름에 열 및 압력이 가해지는 것으로 설명하나, 상기 이방성 전도 필름이 부분적인 전도성을 가지게 하기 위하여 다른 방법(예를 들어, 열 및 압력 중 어느 하나만이 가해지거나 UV 경화에 의하는 방법)에 의할 수도 있다.The above anisotropic conductive film is a film in the form of an anisotropic conductive medium mixed with an insulating base member, and when heat and pressure are applied, conductivity due to the anisotropic conductive medium is provided to a specific portion. In this specification, it is described that heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film, but other methods (for example, a method in which only one of heat and pressure is applied, or a method using UV curing) may be used to provide partial conductivity to the anisotropic conductive film.
또한, 상기 이방성 전도매질은 도전볼이나 도전성 입자일 수 있다. 도시에 의하면, 이방성 전도 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재에 혼합된 형태의 필름으로서, 열 및 압력이 가해지면 도전볼에 의하여 특정 부분만 전도성을 가지게 된다. 이방성 전도성 필름은 전도성 물질의 코어가 폴리머 재질의 절연막에 의하여 피복된 형태의 입자들이 함유된 상태일 수 있으며, 이 경우 열 및 압력이 가해진 부분에 함유된 입자들의 절연막이 파괴되면서 코어에 의하여 도전성을 가지게 된다. 이 때, 코어의 형태는 변형되어 필름의 두께방향으로 서로 접촉하는 층을 이룰 수 있다. 보다 구체적으로, 열 및 압력은 이방성 전도성 필름에 전체적으로 가해지며, 이방성 전도성 필름에 의하여 접착되는 상대물의 높이차에 의하여 z축 방향의 전기적 연결이 부분적으로 형성될 수 있다. In addition, the anisotropic conductive medium may be a conductive ball or a conductive particle. According to the method, the anisotropic conductive film is a film in which conductive balls are mixed with an insulating base member, and when heat and pressure are applied, only a specific part becomes conductive due to the conductive balls. The anisotropic conductive film may be a state in which particles are contained in a form in which a core of a conductive material is covered by an insulating film made of a polymer material, and in this case, when the insulating film of the particles contained in the part to which heat and pressure are applied is destroyed, the core becomes conductive. At this time, the shape of the core may be deformed to form a layer that contacts each other in the thickness direction of the film. More specifically, heat and pressure are applied to the entire anisotropic conductive film, and an electrical connection in the z-axis direction may be partially formed due to a height difference between counterparts to which the anisotropic conductive film is adhered.
다른 예로서, 이방성 전도성 필름은 절연 코어에 전도성 물질이 피복된 복수의 입자가 함유된 상태일 수 있다. 이 경우, 열 및 압력이 가해진 부분의 전도성 물질이 변형되면서(눌러 붙음) 필름의 두께방향으로 전도성을 가지게 된다. 또 다른 예로서, 전도성 물질이 z축 방향으로 절연성 베이스 부재를 관통하여 필름의 두께방향으로 전도성을 가지는 형태도 가능하며, 이 때, 전도성 물질은 뾰족한 단부를 가질 수 있다. As another example, the anisotropic conductive film may be a state in which a plurality of particles are contained in which a conductive material is coated on an insulating core. In this case, the conductive material in the portion where heat and pressure are applied is deformed (pressed and stuck) and becomes conductive in the thickness direction of the film. As another example, a form in which the conductive material penetrates the insulating base member in the z-axis direction and becomes conductive in the thickness direction of the film is also possible, and in this case, the conductive material may have a pointed end.
도시에 의하면, 이방성 전도성 필름은 도전볼이 절연성 베이스 부재의 일면에 삽입된 형태로 구성되는 고정배열 이방성 전도필름(fixed array ACF)일 수 있다. 절연성 베이스 부재는 접착성을 가지는 물질로 형성되며, 도전볼은 상기 절연성 베이스 부재의 바닥 부분에 집중적으로 배치되어 상기 베이스 부재로부터 열 및 압력이 가해지면 상기 도전볼과 함께 변형되어 수직방향으로 전도성을 가지게 된다. According to the city, the anisotropic conductive film may be a fixed array anisotropic conductive film (fixed array ACF) configured in a form in which conductive balls are inserted into one surface of an insulating base member. The insulating base member is formed of an adhesive material, and the conductive balls are concentratedly arranged on a bottom portion of the insulating base member, and when heat and pressure are applied from the base member, they are deformed together with the conductive balls to have conductivity in a vertical direction.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 상기 이방성 전도성 필름은 절연성 베이스 부재에 도전볼이 랜덤하게 혼입된 형태, 복수의 층으로 구성되며 어느 한 층에 도전볼이 배치되는 형태(double-ACF) 등이 모두 가능하다. However, the present invention is not necessarily limited thereto, and the anisotropic conductive film may be in a form in which conductive balls are randomly mixed into an insulating base member, or in a form in which the anisotropic conductive film is composed of multiple layers and the conductive balls are arranged in one layer (double-ACF).
이방성 전도 페이스트는 페이스트와 도전볼의 결합형태로서, 절연성 및 접착성의 베이스 물질에 도전볼이 혼합된 페이스트가 될 수 있다. 또한, 전도성 입자를 함유한 솔루션은 전도성 입자 또는 나노 입자를 함유한 형태의 솔루션이 될 수 있다. The anisotropic conductive paste is a combination of a paste and a conductive ball, and can be a paste in which a conductive ball is mixed with an insulating and adhesive base material. In addition, the solution containing conductive particles can be a solution containing conductive particles or nanoparticles.
첨부된 도면을 참조하면, 제2전극(140)은 보조전극(170)과 이격하여 절연층(160)에 위치한다. 즉, 상기 전도성 접착층(130)은 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치하는 절연층(160) 상에 배치된다. Referring to the attached drawing, the second electrode (140) is positioned on the insulating layer (160) and spaced apart from the auxiliary electrode (170). That is, the conductive adhesive layer (130) is positioned on the insulating layer (160) where the auxiliary electrode (170) and the second electrode (140) are positioned.
절연층(160)에 보조전극(170)과 제2전극(140)이 위치된 상태에서 전도성 접착층(130)을 형성한 후에 열 및 압력을 가하여 반도체 발광소자 (150)를 플립 칩 형태로 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(150)는 제1전극 (120) 및 제2전극(140)과 전기적으로 연결된다.When a conductive adhesive layer (130) is formed with an auxiliary electrode (170) and a second electrode (140) positioned on an insulating layer (160), and then heat and pressure are applied to connect a semiconductor light-emitting element (150) in a flip chip form, the semiconductor light-emitting element (150) is electrically connected to the first electrode (120) and the second electrode (140).
반도체 발광소자(150)는 도 4와 같이 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자 일 수 있다. The semiconductor light-emitting device (150) may be a flip chip type light-emitting device as shown in FIG. 4.
예를 들어, 상기 반도체 발광소자(150)는 p형 전극(156), p형 전극 (156)이 형성되는 p형 반도체층(155), p형 반도체층(155) 상에 형성된 활성층(154), 활성층(154) 상에 형성된 n형 반도체층(153) 및 n형 반도체층 (153) 상에서 p형 전극(156)과 수평방향으로 이격 배치되는 n형 전극 (152)을 포함한다. 이 경우, p형 전극(156)은 전도성 접착층(130)에 의하여 보조전극(170)과 전기적으로 연결될 수 있고, n형 전극(152)은 제2전극 (140)과 전기적으로 연결될 수 있다. For example, the semiconductor light-emitting element (150) includes a p-type electrode (156), a p-type semiconductor layer (155) on which the p-type electrode (156) is formed, an active layer (154) formed on the p-type semiconductor layer (155), an n-type semiconductor layer (153) formed on the active layer (154), and an n-type electrode (152) that is horizontally spaced from the p-type electrode (156) on the n-type semiconductor layer (153). In this case, the p-type electrode (156) can be electrically connected to the auxiliary electrode (170) by the conductive adhesive layer (130), and the n-type electrode (152) can be electrically connected to the second electrode (140).
도 2, 도 3a 및 도 3b를 참조하면, 보조전극(170)은 일 방향으로 길게 형성됨으로써 하나의 보조전극(170)이 복수의 반도체 발광소자(150)에 전기적으로 연결될 수 있다. 예를 들어, 보조전극(170)을 중심으로 좌우의 반도체 발광소자들(150)의 p형 전극(156)들이 하나의 보조전극에 전기적으로 연결될 수 있다.Referring to FIGS. 2, 3a, and 3b, the auxiliary electrode (170) is formed to be long in one direction so that one auxiliary electrode (170) can be electrically connected to a plurality of semiconductor light-emitting elements (150). For example, the p-type electrodes (156) of the semiconductor light-emitting elements (150) on the left and right of the auxiliary electrode (170) can be electrically connected to one auxiliary electrode.
구체적으로, 열 및 압력에 의하여 전도성 접착층(130)의 내부로 반도체 발광소자(150)가 압입되며, 이를 통해 반도체 발광소자(150)의 p형 전극(156) 및 보조전극(170) 사이의 부분과, 반도체 발광소자(150)의 n형 전극(152) 및 제2전극(140) 사이의 부분에서만 전도성을 가지게 되고, 나머지 부분에서는 반도체 발광소자(150)의 압입이 없어 전도성을 가지지 않게 된다. 이와 같이, 전도성 접착층(130)은 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 사이 및 반도체 발광소자(150)와 제2전극(140) 사이를 상호 결합시켜줄 뿐만 아니라 전기적으로 연결시킬 수 있다. Specifically, the semiconductor light-emitting element (150) is pressed into the interior of the conductive adhesive layer (130) by heat and pressure, and thus, conductivity is provided only in the portion between the p-type electrode (156) and the auxiliary electrode (170) of the semiconductor light-emitting element (150) and the portion between the n-type electrode (152) and the second electrode (140) of the semiconductor light-emitting element (150), and the remaining portions do not have conductivity because the semiconductor light-emitting element (150) is not pressed in. In this way, the conductive adhesive layer (130) can not only mutually couple the semiconductor light-emitting element (150) and the auxiliary electrode (170) and the semiconductor light-emitting element (150) and the second electrode (140) but also electrically connect them.
또한, 복수의 반도체 발광소자(150)는 발광소자 어레이(array)를 구성하며, 발광소자 어레이에는 형광체층(180)이 형성된다. In addition, a plurality of semiconductor light-emitting elements (150) form a light-emitting element array, and a phosphor layer (180) is formed on the light-emitting element array.
발광소자 어레이는 자체 휘도값이 상이한 복수의 반도체 발광소자 (150)들을 포함할 수 있다. 각각의 반도체 발광소자(150)는 단위 화소를 구성하며, 제1전극(120)에 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 제1전극 (120)은 복수 개일 수 있고, 반도체 발광소자(150)들은 수 열로 배치되며, 각 열의 반도체 발광소자(150)들은 상기 복수 개의 제1전극(120) 중 어느 하나에 전기적으로 연결될 수 있다. The light-emitting element array may include a plurality of semiconductor light-emitting elements (150) having different luminance values. Each semiconductor light-emitting element (150) constitutes a unit pixel and is electrically connected to a first electrode (120). For example, the first electrodes (120) may be plural, the semiconductor light-emitting elements (150) are arranged in several columns, and the semiconductor light-emitting elements (150) of each column may be electrically connected to one of the plurality of first electrodes (120).
또한, 반도체 발광소자(150)들이 플립 칩 형태로 접속되므로, 투명 유전체 기판에 성장시킨 반도체 발광소자(150)들을 이용할 수 있다. 상기 반도체 발광소자(150)들은 예를 들어, 질화물 반도체 발광소자일 수 있다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. In addition, since the semiconductor light-emitting elements (150) are connected in a flip chip form, semiconductor light-emitting elements (150) grown on a transparent dielectric substrate can be used. The semiconductor light-emitting elements (150) can be, for example, nitride semiconductor light-emitting elements. The semiconductor light-emitting elements (150) have excellent brightness and can form individual unit pixels even in a small size.
도면을 참조하면, 반도체 발광소자(150)의 사이에는 격벽(190)이 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(190)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 전도성 접착층(130)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(150)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 상기 격벽(190)을 형성할 수 있다. Referring to the drawing, a partition wall (190) may be formed between semiconductor light-emitting elements (150). In this case, the partition wall (190) may serve to separate individual unit pixels from each other and may be formed integrally with the conductive adhesive layer (130). For example, when a semiconductor light-emitting element (150) is inserted into an anisotropic conductive film, a base member of the anisotropic conductive film may form the partition wall (190).
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없어도 상기 격벽(190)이 반사 특성을 가지는 동시에 대비비 (contrast)가 증가될 수 있다.In addition, if the base material of the anisotropic conductive film is black, the barrier rib (190) can have reflective properties and the contrast ratio can be increased without a separate black insulator.
다른 예로서, 상기 격벽(190)으로 별도의 반사성 격벽이 구비될 수 있다. 이 경우, 상기 격벽(190)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙 또는 화이트 절연체를 포함할 수 있다. 화이트 절연체의 격벽(190)을 이용할 경우 반사성을 높이는 효과가 있을 수 있고, 블랙 절연체의 격벽을 이용할 경우 반사 특성을 갖는 동시에 대비비를 증가시킬 수 있다. As another example, a separate reflective partition may be provided as the partition (190). In this case, the partition (190) may include a black or white insulator depending on the purpose of the display device. When a partition (190) made of a white insulator is used, the effect of increasing reflectivity may be achieved, and when a partition made of a black insulator is used, the contrast ratio may be increased while having reflective characteristics.
형광체층(180)은 반도체 발광소자(150)의 외면에 위치할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B)광을 발광하는 청색 반도체 발광소자인 경우, 상기 형광체층(180)은 상기 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키는 기능을 수행할 수 있다. 상기 형광체층(180)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(181) 또는 녹색 형광체(182)가 될 수 있다. The phosphor layer (180) may be positioned on the outer surface of the semiconductor light-emitting element (150). For example, if the semiconductor light-emitting element (150) is a blue semiconductor light-emitting element that emits blue (B) light, the phosphor layer (180) may perform a function of converting the blue (B) light into the color of a unit pixel. The phosphor layer (180) may be a red phosphor (181) or a green phosphor (182) that constitutes an individual pixel.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서, 청색 반도체 발광소자 (151) 상에는 청색(B) 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체 (181)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는, 청색 반도체 발광소자(151) 상에 청색(B) 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(182)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(151)만이 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. 구체적으로, 제1전극(120)의 각 라인을 따라 하나의 색상의 형광체(180)가 적층될 수 있으며, 따라서 제1전극(120)에서 하나의 라인은 하나의 색상을 제어하는 전극이 될 수 있다. 즉, 제2전극(140)을 따라서 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)이 차례로 배치될 수 있으며, 단위 화소가 구현될 수 있다. That is, at a position forming a red unit pixel, a red phosphor (181) capable of converting blue (B) light into red (R) light can be laminated on a blue semiconductor light-emitting element (151), and at a position forming a green unit pixel, a green phosphor (182) capable of converting blue (B) light into green (G) light can be laminated on a blue semiconductor light-emitting element (151). In addition, only the blue semiconductor light-emitting element (151) can be used alone in a portion forming a blue unit pixel. In this case, red (R), green (G), and blue (B) unit pixels can form one pixel. Specifically, a phosphor (180) of one color can be laminated along each line of the first electrode (120), and thus, one line in the first electrode (120) can become an electrode controlling one color. That is, red (R), green (G), and blue (B) can be sequentially arranged along the second electrode (140), and a unit pixel can be implemented.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 형광체(180) 대신에 반도체 발광소자(150)와 퀀텀닷(QD)이 조합되어 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들을 구현할 수 있다. However, the present invention is not necessarily limited to this, and instead of a fluorescent substance (180), a semiconductor light-emitting element (150) and a quantum dot (QD) may be combined to implement unit pixels of red (R), green (G), and blue (B).
또한, 명암의 대조를 향상시키기 위하여 각각의 형광체층(180)들의 사이에는 블랙 매트릭스(191)가 배치될 수 있다.Additionally, a black matrix (191) may be placed between each of the fluorescent layers (180) to enhance the contrast between light and dark.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다. However, the present invention is not necessarily limited to this, and other structures for implementing blue, red, and green may be applied.
도 5a를 참조하면, 각각의 반도체 발광소자(150)는 질화갈륨(GaN)을 주로 하여, 인듐(In) 및/또는 알루미늄(Al)이 함께 첨가되어 청색을 비롯한 다양한 색의 빛을 발광하는 고출력의 발광 소자로 구현될 수 있다. Referring to FIG. 5a, each semiconductor light-emitting element (150) is mainly made of gallium nitride (GaN), and indium (In) and/or aluminum (Al) are added together to implement a high-output light-emitting element that emits light of various colors including blue.
이 경우, 반도체 발광소자(150)는 각각의 단위 화소(sub-pixel)를 이루기 위하여 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자로 구비될 수 있다. 예를 들어, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자(R, G, B)가 교대로 배치되고, 적색, 녹색 및 청색 반도체 발광소자에 의하여 적색, 녹색 및 청색의 단위 화소들이 하나의 화소(pixel)를 이루며, 이를 통해 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다. In this case, the semiconductor light-emitting elements (150) may be provided with red, green, and blue semiconductor light-emitting elements to form each unit pixel (sub-pixel). For example, red, green, and blue semiconductor light-emitting elements (R, G, B) are alternately arranged, and the red, green, and blue unit pixels form one pixel by the red, green, and blue semiconductor light-emitting elements, thereby enabling a full color display to be implemented.
도 5b를 참조하면, 반도체 발광소자(150)는 황색 형광체층이 개별 소자마다 구비된 백색 발광소자(W)일 수 있다. 이 경우, 단위 화소를 이루기 위하여 백색 발광소자(W) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층 (182), 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 또한, 이러한 백색 발광소자(W) 상에 적색, 녹색 및 청색이 반복되는 컬러 필터를 이용하여 단위 화소를 이룰 수 있다. Referring to FIG. 5b, the semiconductor light-emitting element (150) may be a white light-emitting element (W) in which a yellow phosphor layer is provided for each individual element. In this case, a red phosphor layer (181), a green phosphor layer (182), and a blue phosphor layer (183) may be provided on the white light-emitting element (W) to form a unit pixel. In addition, a color filter in which red, green, and blue are repeated may be used on the white light-emitting element (W) to form a unit pixel.
도 5c를 참조하면, 자외선 발광소자(UV) 상에 적색 형광체층(181), 녹색 형광체층(182) 및 청색 형광체층(183)이 구비될 수 있다. 이와 같이, 반도체 발광소자(150)는 가시광선 영역뿐만 아니라 자외선까지 전 영역에 사용 가능하며, 자외선이 상부 형광체의 여기원(excitation source)으로 사용 가능한 반도체 발광소자의 형태로 확장될 수 있다.Referring to FIG. 5c, a red phosphor layer (181), a green phosphor layer (182), and a blue phosphor layer (183) may be provided on an ultraviolet emitting element (UV). In this way, the semiconductor light emitting element (150) can be used in the entire range from the visible light range to the ultraviolet ray range, and can be expanded into the form of a semiconductor light emitting element in which ultraviolet ray can be used as an excitation source of an upper phosphor.
본 예시를 다시 살펴보면, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층 (130) 상에 위치되어 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하의 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20×80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다. Looking back at this example, the semiconductor light-emitting element (150) is positioned on the conductive adhesive layer (130) to form a unit pixel in the display device. The semiconductor light-emitting element (150) has excellent brightness and can form an individual unit pixel even with a small size. The size of such an individual semiconductor light-emitting element (150) may be a rectangular or square element with one side length of 80 ㎛ or less. In the case of a rectangular element, the size may be 20×80 ㎛ or less.
또한, 한 변의 길이가 10㎛인 정사각형의 반도체 발광소자(150)를 단위 화소로 이용하여도 디스플레이 장치를 이루기 위한 충분한 밝기가 구현될 수 있다. 따라서 단위 화소의 크기가 한변이 600㎛, 나머지 한 변이 300㎛인 직사각형 화소인 경우를 예로 들면, 반도체 발광소자(150)의 거리가 상대적으로 충분히 크게되어 HD 화질의 플렉서블 디스플레이 장치를 구현할 수 있게 된다. In addition, even if a square semiconductor light-emitting element (150) with a side length of 10㎛ is used as a unit pixel, sufficient brightness for forming a display device can be implemented. Accordingly, if the unit pixel is a rectangular pixel with one side of 600㎛ and the other side of 300㎛ as an example, the distance between the semiconductor light-emitting elements (150) becomes relatively large enough, so that a flexible display device with HD picture quality can be implemented.
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치는 새로운 형태의 제조방법에 의하여 제조될 수 있는 바, 이하에서는 도 6을 참조하여 상기 제조방법에 대하여 설명한다. The display device using the semiconductor light-emitting element described above can be manufactured by a new type of manufacturing method. Hereinafter, the manufacturing method will be described with reference to FIG. 6.
도 6을 참조하면, 먼저 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 위치된 절연층(160) 상에 전도성 접착층(130)을 형성한다. 제1기판(110)에 절연층 (160)이 적층되어 하나의 기판(또는 배선기판)을 형성하며, 상기 배선기판에는 제1전극(120), 보조전극(170) 및 제2전극(140)이 배치된다. 제1전극(120)과 제2전극(150)은은 상호 직교하는 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 플렉서블 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 제1기판(110) 및 절연층(160)은 각각 유리 또는 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있다. Referring to FIG. 6, first, a conductive adhesive layer (130) is formed on an insulating layer (160) where an auxiliary electrode (170) and a second electrode (140) are positioned. An insulating layer (160) is laminated on a first substrate (110) to form a single substrate (or wiring substrate), and a first electrode (120), an auxiliary electrode (170), and a second electrode (140) are arranged on the wiring substrate. The first electrode (120) and the second electrode (150) may be arranged in a direction orthogonal to each other. In addition, in order to implement a flexible display device, the first substrate (110) and the insulating layer (160) may each include glass or polyimide (PI).
상기 전도성 접착층(130)은 이방성 전도성 필름에 의하여 구현될 수 있으며, 이를 위해 절연층(160)에 위치된 기판에 이방성 전도성 필름이 도포될 수 있다. The above conductive adhesive layer (130) can be implemented by an anisotropic conductive film, and for this purpose, an anisotropic conductive film can be applied to a substrate positioned on an insulating layer (160).
다음으로, 보조전극(170) 및 제2전극(140)들의 위치에 대응하고 개별 화소를 구성하는 복수의 반도체 발광소자(150)가 위치된 제2기판(112)을 상기 반도체 발광소자(150)가 보조전극(170) 및 제2전극(140)과 대향하도록 배치한다. Next, a second substrate (112) on which a plurality of semiconductor light-emitting elements (150) are positioned corresponding to the positions of the auxiliary electrodes (170) and the second electrodes (140) and forming individual pixels are positioned so that the semiconductor light-emitting elements (150) face the auxiliary electrodes (170) and the second electrodes (140).
이 경우 제2기판(112)은 반도체 발광소자(150)를 성장시키는 성장기판으로, 사파이어 기판 또는 실리콘 기판이 될 수 있다.In this case, the second substrate (112) is a growth substrate for growing a semiconductor light-emitting element (150), and can be a sapphire substrate or a silicon substrate.
상기 반도체 발광소자(150)는 웨이퍼 단위로 형성될 때 디스플레이 장치를 이룰 수 있는 간격 및 크기를 가지도록 함으로써 디스플레이 장치에 효과적으로 이용될 수 있다. The above semiconductor light emitting element (150) can be effectively used in a display device by having a spacing and size that can form a display device when formed in wafer units.
다음으로, 배선기판과 제2기판(112)을 열압착한다. 예를 들어, 배선기판과 제2기판(112)은 ACF press head를 적용하여 열압착 될 수 있다. 상기 열압착에 의하여 배선기판과 제2기판(112)은 본딩(bonding)된다. 열압착에 의하여 전도성을 갖는 이방성 전도성 필름의 특성에 의해 반도체 발광소자(150)와 보조전극(170) 및 제2전극(140) 사이의 부분만 전도성을 가지게 되며, 전극들은 반도체 발광소자(150)와 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 반도체 발광소자(150)가 상기 이방성 전도성 필름의 내부로 삽입되며, 이를 통해 반도체 발광소자(150) 사이에 격벽이 형성될 수 있다. Next, the wiring board and the second board (112) are thermo-compression-bonded. For example, the wiring board and the second board (112) can be thermo-compression-bonded by applying an ACF press head. The wiring board and the second board (112) are bonded by the thermo-compression. By the thermo-compression, only the portion between the semiconductor light-emitting element (150) and the auxiliary electrode (170) and the second electrode (140) becomes conductive due to the characteristics of the anisotropic conductive film having conductivity, and the electrodes can be electrically connected to the semiconductor light-emitting element (150). At this time, the semiconductor light-emitting element (150) is inserted into the anisotropic conductive film, and a partition wall can be formed between the semiconductor light-emitting elements (150) through this.
다음으로, 상기 제2기판(112)을 제거한다. 예를 들어, 제2기판 (112)은 레이저 리프트 오프법(Laser Lift-off, LLO) 또는 화학적 리프트 오프법(Chemical Lift-off, CLO)을 이용항 제거할 수 있다. Next, the second substrate (112) is removed. For example, the second substrate (112) can be removed using a laser lift-off (LLO) method or a chemical lift-off (CLO) method.
마지막으로, 상기 제2기판(112)을 제거하여 반도체 발광소자(150)를 외부로 노출시킨다. 필요에 따라 반도체 발광소자(150)가 결합된 배선기판 상을 실리콘 옥사이드(SiOx) 등으로 코팅하여 투명 절연층(미도시)을 형성할 수 있다. Finally, the second substrate (112) is removed to expose the semiconductor light-emitting element (150) to the outside. If necessary, the wiring substrate on which the semiconductor light-emitting element (150) is coupled may be coated with silicon oxide (SiOx) or the like to form a transparent insulating layer (not shown).
또한, 상기 반도체 발광소자(150)의 일면에 형광체층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(150)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 변환시키기 위한 적색 형광체 또는 녹색 형광체가 상기 청색 반도체 발광소자의 일면에 레이어를 형성할 수 있다. In addition, a step of forming a phosphor layer on one surface of the semiconductor light-emitting element (150) may be further included. For example, the semiconductor light-emitting element (150) is a blue semiconductor light-emitting element that emits blue (B) light, and a red phosphor or a green phosphor for converting the blue (B) light into the color of a unit pixel may be formed as a layer on one surface of the blue semiconductor light-emitting element.
이상에서 설명된 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 제조방법이나 구조는 여러 가지 형태로 변형되어 실시될 수 있다. 그 예로, 이상에서 설명된 디스플레이 장치에는 수직형 반도체 발광소자가 적용될 수 있다. 이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 수직형 구조에 대하여 설명한다. The manufacturing method or structure of the display device using the semiconductor light-emitting element described above can be modified and implemented in various forms. For example, a vertical semiconductor light-emitting element can be applied to the display device described above. Hereinafter, the vertical structure will be described with reference to FIGS. 5 and 6.
또한, 이하에서 설명되는 변형예 도는 실시예는 앞선 예와 동일 또는 유사한 구조에 대해서는 동일, 유사한 참조번호가 부여되고, 그 설명은 처음의 설명으로 갈음된다. In addition, the modified examples or embodiments described below are given the same or similar reference numbers for structures identical or similar to those of the previous examples, and the description thereof is replaced with the initial description.
도 7은 본 발명의 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이고, 도 8은 도 7의 라인 D-D를 따라 취한 단면도이고, 도 9는 도 8의 수직형 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이다. FIG. 7 is a perspective view showing another embodiment of a display device using a semiconductor light-emitting element of the present invention, FIG. 8 is a cross-sectional view taken along line D-D of FIG. 7, and FIG. 9 is a conceptual diagram showing the vertical semiconductor light-emitting element of FIG. 8.
본 도면들을 참조하면, 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스(Passive Matrix, PM) 방식의 수직형 반도체 발광소자를 이용한 디스플레이 장치가 될 수 있다. Referring to these drawings, the display device may be a display device using a vertical semiconductor light-emitting element of the passive matrix (PM) method.
상기 디스플레이 장치는 기판(210), 제1전극(220), 전도성 접착층 (230), 제2전극(240) 및 복수의 반도체 발광소자(250)를 포함한다. The above display device includes a substrate (210), a first electrode (220), a conductive adhesive layer (230), a second electrode (240), and a plurality of semiconductor light-emitting elements (250).
기판(210)은 제1전극(220)이 배치되는 배선기판으로서, 플랙서블 디스플레이 장치를 구현하기 위하여 폴리이미드(PI)를 포함할 수 있으며, 이외에도 절연성 및 유연성 있는 재질이라면 어느 것이라도 사용할 수 있다. The substrate (210) is a wiring substrate on which the first electrode (220) is arranged, and may include polyimide (PI) to implement a flexible display device, but any insulating and flexible material may also be used.
제1전극(220)은 기판(210) 상에 위치하며, 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있다. 상기 제1전극(220)은 데이터 전극의 역할을 할 수 있다. The first electrode (220) is positioned on the substrate (210) and may be formed as a long bar-shaped electrode in one direction. The first electrode (220) may serve as a data electrode.
전도성 접착층(230)은 제1전극(220)이 위치하는 기판(210) 상에 형성된다. 플립 칩 타입(flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치와 같이, 전도성 접착층(230)은 이방성 전도성 필름(ACF), 이방성 전도 페이스트, 전도성 입자를 함유한 솔루션 등이 될 수 있다. 다만, 본 실시예에서도 이방성 전도성 필름에 의하여 전도성 접착층(230)이 구현되는 경우를 예시한다. The conductive adhesive layer (230) is formed on the substrate (210) where the first electrode (220) is positioned. As in a display device to which a flip chip type light-emitting element is applied, the conductive adhesive layer (230) may be an anisotropic conductive film (ACF), an anisotropic conductive paste, a solution containing conductive particles, etc. However, in this embodiment, a case in which the conductive adhesive layer (230) is implemented by an anisotropic conductive film is exemplified.
기판(210) 상에 제1전극(220)이 위치하는 상태에서 이방성 전도성 필름을 위치시킨 후 반도체 발광소자(250)를 열 및 압력을 가하여 접속시키면, 상기 반도체 발광소자(250)가 제1전극(220)과 전기적으로 연결된다. 이 때, 반도체 발광소자(250)는 제1전극(220) 상에 위치되도록 배치되는 것이 바람직하다.When an anisotropic conductive film is positioned on a substrate (210) with a first electrode (220) positioned thereon and a semiconductor light-emitting element (250) is connected by applying heat and pressure, the semiconductor light-emitting element (250) is electrically connected to the first electrode (220). At this time, it is preferable that the semiconductor light-emitting element (250) be positioned so as to be positioned on the first electrode (220).
상기 전기적 연결은 전술한 바와 같이 이방성 전도성 필름에 열 및 압력이 가해지면 두께방향으로 부분적인 전도성을 가지기 때문에 생성된다. 따라서 이방성 전도성 필름에서는 두께방향으로 전도성을 가지는 부분 (231)과 전도성을 가지지 않는 부분(232)으로 구획된다. The above electrical connection is created because, as described above, when heat and pressure are applied to the anisotropic conductive film, it has partial conductivity in the thickness direction. Accordingly, the anisotropic conductive film is divided into a conductive portion (231) and a non-conductive portion (232) in the thickness direction.
또한, 이방성 전도성 필름은 접착 성분을 함유하기 때문에, 전도성 접착층(230)은 반도체 발광소자(250)와 제1전극(220) 사이에서 전기적 연결뿐만 아니라 기계적 결합까지 구현한다. In addition, since the anisotropic conductive film contains an adhesive component, the conductive adhesive layer (230) implements not only an electrical connection but also a mechanical bond between the semiconductor light-emitting element (250) and the first electrode (220).
이와 같이, 반도체 발광소자(150)는 전도성 접착층 (130) 상에 위치되어 디스플레이 장치에서 단위 화소를 구성한다. 반도체 발광소자 (150)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 화소를 구성할 수 있다. 이와 같은 개별 반도체 발광소자(150)의 크기는 한 변의 길이가 80㎛ 이하의 직사각형 또는 정사각형 소자일 수 있다. 직사각형인 경우에는 20×80㎛ 이하의 크기가 될 수 있다. In this way, the semiconductor light-emitting element (150) is positioned on the conductive adhesive layer (130) to form a unit pixel in the display device. The semiconductor light-emitting element (150) has excellent brightness and can form an individual unit pixel even with a small size. The size of the individual semiconductor light-emitting element (150) may be a rectangular or square element with one side length of 80 ㎛ or less. In the case of a rectangular element, the size may be 20×80 ㎛ or less.
상기 반도체 발광소자(250)는 수직형 구조일 수 있다. The above semiconductor light emitting element (250) may have a vertical structure.
수직형 반도체 발광소자(250)들 사이에는 제1전극(220)의 길이 방향과 교차하는 방향으로 배치되고, 수직형 반도체 발광소자(250)와 각각 전기적으로 연결되는 복수의 제2전극(240)이 위치한다. Between the vertical semiconductor light-emitting elements (250), a plurality of second electrodes (240) are positioned in a direction intersecting the longitudinal direction of the first electrode (220) and are electrically connected to each of the vertical semiconductor light-emitting elements (250).
도 9를 참조하면, 이러한 수직형 반도체 발광소자는 p형 전극(256), p형 전극(256) 상에 형성된 p형 반도체층(255), p형 반도체층(255) 상에 형성된 활성층(254), 활성층(254) 상에 형성된 n형 반도체층(253) 및 n형 반도체층(253) 상에 형성된 n형 전극(252)을 포함한다. 이 경우, 하부에 위치한 p형 전극(256)은 전도성 접착층(230)에 의하여 제1전극(220)과 전기적으로 연결될 수 있고, 상부에 위치한 n형 전극(252)은 후술하는 제2전극(240)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 수직형 반도체 발광소자(250)는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로, 칩 사이즈를 줄일 수 있다는 큰 장점을 갖는다. Referring to FIG. 9, this vertical semiconductor light-emitting device includes a p-type electrode (256), a p-type semiconductor layer (255) formed on the p-type electrode (256), an active layer (254) formed on the p-type semiconductor layer (255), an n-type semiconductor layer (253) formed on the active layer (254), and an n-type electrode (252) formed on the n-type semiconductor layer (253). In this case, the p-type electrode (256) located at the bottom can be electrically connected to the first electrode (220) by the conductive adhesive layer (230), and the n-type electrode (252) located at the top can be electrically connected to the second electrode (240) described below. This vertical semiconductor light-emitting device (250) has a great advantage in that the chip size can be reduced because the electrodes can be arranged upward and downward.
도 8을 참조하면, 상기 반도체 발광소자(250)의 일면에는 형광체층 (280)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)는 청색(B) 광을 발광하는 청색 반도체 발광소자(251)이고, 이러한 청색(B) 광을 단위 화소의 색상으로 색상으로 변환시키기 위한 형광체층(280)이 구비될 수 있다. 이 경우, 형광체층(280)은 개별 화소를 구성하는 적색 형광체(281) 및 녹색 형광체(282) 일 수 있다. Referring to FIG. 8, a phosphor layer (280) may be formed on one surface of the semiconductor light-emitting element (250). For example, the semiconductor light-emitting element (250) is a blue semiconductor light-emitting element (251) that emits blue (B) light, and a phosphor layer (280) may be provided to convert the blue (B) light into a color of a unit pixel. In this case, the phosphor layer (280) may be a red phosphor (281) and a green phosphor (282) that constitute individual pixels.
즉, 적색의 단위 화소를 이루는 위치에서 청색 반도체 발광소자 (251) 상에는 청색(B) 광을 적색(R) 광으로 변환시킬 수 있는 적색 형광체 (281)가 적층될 수 있고, 녹색의 단위 화소를 이루는 위치에서는 청색 반도체 발광소자(251) 상에 청색(B) 광을 녹색(G) 광으로 변환시킬 수 있는 녹색 형광체(282)가 적층될 수 있다. 또한, 청색의 단위 화소를 이루는 부분에는 청색 반도체 발광소자(251)가 단독으로 이용될 수 있다. 이 경우, 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이룰 수 있다. That is, a red phosphor (281) capable of converting blue (B) light into red (R) light may be laminated on a blue semiconductor light-emitting element (251) at a position forming a red unit pixel, and a green phosphor (282) capable of converting blue (B) light into green (G) light may be laminated on a blue semiconductor light-emitting element (251) at a position forming a green unit pixel. In addition, a blue semiconductor light-emitting element (251) may be used alone at a portion forming a blue unit pixel. In this case, red (R), green (G), and blue (B) unit pixels may form one pixel.
다만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 플립 칩 타입 (flip chip type)의 발광소자가 적용된 디스플레이 장치에서 전술한 바와 같이, 청색, 적색, 녹색을 구현하기 위한 다른 구조가 적용될 수 있다.However, the present invention is not necessarily limited thereto, and other structures for implementing blue, red, and green colors may be applied as described above in a display device to which a light-emitting element of the flip chip type is applied.
본 실시예를 살펴보면, 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들 사이에 위치하고, 반도체 발광소자(250)들과 전기적으로 연결된다. 예를 들어, 반도체 발광소자(250)들은 복수의 열로 배치되고, 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들의 열 사이에 위치할 수 있다. In this embodiment, the second electrode (240) is positioned between the semiconductor light-emitting elements (250) and is electrically connected to the semiconductor light-emitting elements (250). For example, the semiconductor light-emitting elements (250) may be arranged in a plurality of rows, and the second electrode (240) may be positioned between the rows of the semiconductor light-emitting elements (250).
개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250) 사이의 거리가 충분히 크기 때문에 제2전극(240)은 반도체 발광소자(250)들 사이에 위치될 수 있다. Since the distance between the semiconductor light-emitting elements (250) forming individual pixels is sufficiently large, the second electrode (240) can be positioned between the semiconductor light-emitting elements (250).
제2전극(240)은 일 방향으로 긴 바(bar) 형태의 전극으로 형성될 수 있으며, 제1전극(220)과 상호 수직한 방향으로 배치될 수 있다. The second electrode (240) may be formed as a long bar-shaped electrode in one direction and may be arranged in a direction perpendicular to the first electrode (220).
또한, 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)는 제2전극(240)에서 돌출된 전극에 의해 전기적으로 연결될 수 있다. 구체적으로, 상기 연결 전극이 반도체 발광소자(250)의 n형 전극(252)이 될 수 있다. 예를 들어, n형 전극(252)은 오믹 접촉을 위한 오믹 전극으로 형성되며, 상기 제2전극 (240)은 인쇄 또는 증착에 의하여 오믹 전극의 적어도 일부를 덮게 된다. 이를 통하여 제2전극(240)과 반도체 발광소자(250)의 n형 전극(252)이 전기적으로 연결될 수 있다.In addition, the second electrode (240) and the semiconductor light-emitting element (250) can be electrically connected by an electrode protruding from the second electrode (240). Specifically, the connecting electrode can be an n-type electrode (252) of the semiconductor light-emitting element (250). For example, the n-type electrode (252) is formed as an ohmic electrode for ohmic contact, and the second electrode (240) covers at least a portion of the ohmic electrode by printing or deposition. Through this, the second electrode (240) and the n-type electrode (252) of the semiconductor light-emitting element (250) can be electrically connected.
도시에 의하면, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 상에 위치될 수 있으며, 필요에 따라 반도체 발광소자(250)가 형성된 기판(210) 상에 실리콘 옥사이드(SiOx) 등을 포함하는 투명 절연층(미도시)이 형성될 수 있다. 투명 절연층 형성 후 제2전극(240)을 위치시킬 경우, 상기 제2전극 (240)은 투명 절연층 상에 위치하게 된다. 또한, 제2전극(240)은 전도성 접착층(230) 또는 투명 절연층에 이격되어 형성될 수도 있다. According to the city, the second electrode (240) may be positioned on the conductive adhesive layer (230), and, if necessary, a transparent insulating layer (not shown) including silicon oxide (SiOx) or the like may be formed on the substrate (210) on which the semiconductor light-emitting element (250) is formed. When the second electrode (240) is positioned after the transparent insulating layer is formed, the second electrode (240) is positioned on the transparent insulating layer. In addition, the second electrode (240) may be formed spaced apart from the conductive adhesive layer (230) or the transparent insulating layer.
반도체 발광소자(250) 상에 제2전극(240)을 위치시킴에 있어 ITO(Indium Tin Oxide)와 같은 투명 전극을 사용하는 경우, ITO 물질은 n형 반도체층(253)과는 접착성이 좋지 않은 문제가 있다. 따라서 본 발명은 반도체 발광소자(250) 사이에 제2전극(240)을 위치시킴으로써 ITO와 같은 투명 전극을 사용하지 않아도 되는 이점이 있다. 따라서 투명한 재료의 선택에 구속되지 않고, n형 반도체층(253)과 접착성이 좋은 전도성 물질을 수평전극으로 사용하여 광추출 효율을 향상시킬 수 있다. When using a transparent electrode such as ITO (Indium Tin Oxide) to position the second electrode (240) on the semiconductor light-emitting element (250), the ITO material has a problem in that it has poor adhesion to the n-type semiconductor layer (253). Therefore, the present invention has an advantage in that it is not necessary to use a transparent electrode such as ITO by positioning the second electrode (240) between the semiconductor light-emitting elements (250). Accordingly, it is possible to improve the light extraction efficiency by using a conductive material having good adhesion to the n-type semiconductor layer (253) as a horizontal electrode without being restricted by the selection of a transparent material.
도면을 참조하면, 반도체 발광소자(250)의 사이에는 격벽(290)이 위치할 수 있다. 개별 화소를 이루는 반도체 발광소자(250)를 격리시키기 위하여 수직형 반도체 발광소자(250) 사이에는 격벽(290)이 배치될 수 있다. 이 경우, 격벽(290)은 개별 단위 화소를 서로 분리하는 역할을 할 수 있으며, 상기 전도성 접착층(230)과 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 이방성 전도성 필름에 반도체 발광소자(250)가 삽입됨에 의하여 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 상기 격벽(290)을 형성할 수 있다.Referring to the drawing, a partition wall (290) may be positioned between the semiconductor light-emitting elements (250). In order to isolate the semiconductor light-emitting elements (250) forming individual pixels, the partition wall (290) may be arranged between the vertical semiconductor light-emitting elements (250). In this case, the partition wall (290) may serve to separate the individual unit pixels from each other, and may be formed integrally with the conductive adhesive layer (230). For example, when the semiconductor light-emitting elements (250) are inserted into the anisotropic conductive film, the base member of the anisotropic conductive film may form the partition wall (290).
또한, 상기 이방성 전도성 필름의 베이스 부재가 블랙이면, 별도의 블랙 절연체가 없이도 격벽(290)은 반사 특성을 가지는 동시에 대비비가 증가될 수 있다. In addition, if the base material of the anisotropic conductive film is black, the barrier rib (290) can have reflective properties and increase the contrast ratio without a separate black insulator.
다른 예로서, 격벽(290)은 반사성 격벽이 별도로 구비될 수 있다. 격벽(290)은 디스플레이 장치의 목적에 따라 블랙 또는 화이트 절연체를 포함할 수 있다. As another example, the partition wall (290) may be provided separately as a reflective partition wall. The partition wall (290) may include a black or white insulator depending on the purpose of the display device.
만일 제2전극(240)이 반도체 발광소자(250) 사이의 전도성 접착층 (230) 상에 바로 위치된 경우, 격벽(290)은 수직형 반도체 발광소자(250) 및 제2전극(240)의 사이에 위치될 수 있다. 따라서 반도체 발광소자(250)를 이용하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있고, 반도체 발광소자(250)의 거리가 상대적으로 충분히 크게 되어 제2전극(240)을 반도체 발광소자(250) 사이에 위치시킬 수 있으며, HD 화질의 플렉서블 디스플레이 장치를 구혈할 수 있는 효과가 있다. If the second electrode (240) is positioned directly on the conductive adhesive layer (230) between the semiconductor light-emitting elements (250), the partition wall (290) can be positioned between the vertical semiconductor light-emitting elements (250) and the second electrode (240). Accordingly, individual unit pixels can be configured even in a small size by using the semiconductor light-emitting elements (250), and the distance between the semiconductor light-emitting elements (250) can be made relatively large enough so that the second electrode (240) can be positioned between the semiconductor light-emitting elements (250), thereby achieving the effect of achieving a flexible display device with HD picture quality.
또한, 명암의 대조를 향상시키기 위하여 각각의 형광체 사이에는 블랙 매트릭스(291)가 배치될 수 있다. Additionally, a black matrix (291) may be placed between each fluorescent substance to enhance the contrast between light and dark.
설명한 것과 같이, 반도체 발광소자(250)는 전도성 접착층(230) 상에 위치되며, 이를 통하여 디스플레이 장치에서 개별 화소를 구성한다. 반도체 발광소자(250)는 휘도가 우수하여 작은 크기로도 개별 단위 픽셀을 구성할 수 있다. 따라서 반도체 발광소자(250)에 의하여 적색(R), 녹색(G) 및 청색 (B)의 단위 화소들이 하나의 화소를 이루는 풀 칼라 디스플레이가 구현될 수 있다.As described, the semiconductor light-emitting element (250) is positioned on the conductive adhesive layer (230), thereby configuring individual pixels in the display device. The semiconductor light-emitting element (250) has excellent brightness, so that individual unit pixels can be configured even with a small size. Accordingly, a full color display in which red (R), green (G), and blue (B) unit pixels form one pixel can be implemented by the semiconductor light-emitting element (250).
본 발명은 새로운 구조의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a semiconductor light-emitting device having a novel structure and a display device using the same.
도 10은 종래 디스플레이 장치의 일 실시예에 따른 단면도이다.Figure 10 is a cross-sectional view according to one embodiment of a conventional display device.
도 10을 참조하면, 종래 디스플레이 장치(300)는 기판(310) 상에 반도체 발광소자들(350)이 배치되어 구성된다. 일 실시예로, 기판(310)은 소정 간격으로 수용홈(311)이 형성된 것일 수 있으며, 반도체 발광소자들(350)은 기판(310)에 형성된 수용홈(311)에 안착될 수 있다. 이 때, 하나의 수용홈(311)에는 하나의 반도체 발광소자(350)가 안착될 수 있다. 또한, 수용홈(311)의 사이에는 격벽(312)이 존재하여, 반도체 발광소자들(350)은 수용홈(311)에 안착된 상태에서 다른 반도체 발광소자들(350)과 분리될 수 있다.Referring to FIG. 10, a conventional display device (300) is configured by arranging semiconductor light-emitting elements (350) on a substrate (310). In one embodiment, the substrate (310) may have receiving grooves (311) formed at predetermined intervals, and the semiconductor light-emitting elements (350) may be seated in the receiving grooves (311) formed in the substrate (310). At this time, one semiconductor light-emitting element (350) may be seated in one receiving groove (311). In addition, a partition wall (312) exists between the receiving grooves (311), so that the semiconductor light-emitting elements (350) may be separated from other semiconductor light-emitting elements (350) while being seated in the receiving grooves (311).
또한, 종래 디스플레이 장치(300)의 구조에서 기판(310) 상에는 수용홈(311)에 안착된 반도체 발광소자(350)와 격벽(312) 사이의 공간을 채우도록 평탄화층(320)이 배치된다. 나아가, 평탄화층(320)은 반도체 발광소자들(350)을 덮도록 형성되어 기판(310)의 일면을 평탄화할 수 있다. In addition, in the structure of a conventional display device (300), a planarization layer (320) is arranged on a substrate (310) to fill the space between the semiconductor light-emitting elements (350) mounted in the receiving groove (311) and the partition wall (312). Furthermore, the planarization layer (320) is formed to cover the semiconductor light-emitting elements (350) and can planarize one surface of the substrate (310).
한편, 종래 디스플레이 장치(300)를 구성하는 반도체 발광소자(350)의 구조 또는 배치 상태에 따라 평탄화층(320) 상에는 도 10과 같이 배선 전극(330)이 형성될 수 있다. 예를 들어, 기판(310) 상에 배치되는 반도체 발광소자(350)가 수직형 반도체 발광소자인 경우, 디스플레이 장치(300)는 평탄화층(320) 상에는 배선 전극(330)이 형성될 수 있다.Meanwhile, depending on the structure or arrangement of the semiconductor light-emitting element (350) constituting the conventional display device (300), a wiring electrode (330) may be formed on the planarization layer (320) as shown in FIG. 10. For example, if the semiconductor light-emitting element (350) disposed on the substrate (310) is a vertical semiconductor light-emitting element, the display device (300) may have a wiring electrode (330) formed on the planarization layer (320).
수직형 반도체 발광소자는 전극을 상/하로 배치할 수 있으므로 반도체 발광소자의 소형화에 유리하며, 특히, 동일한 크기를 갖는 수평형 반도체 발광소자보다 발광면적을 넓게 형성할 수 있는 이점이 있다. 그럼에도 반도체 발광소자가 소형화 됨에 따라 광 효율이 저하되는 문제는 존재한다.Vertical semiconductor light-emitting devices can arrange electrodes upward and downward, which is advantageous for miniaturizing semiconductor light-emitting devices. In particular, they have the advantage of being able to form a wider light-emitting area than horizontal semiconductor light-emitting devices of the same size. However, there is a problem that the light efficiency decreases as semiconductor light-emitting devices become smaller.
종래 디스플레이 장치(300)는 광 추출 효율을 향상시키기 위해 반도체 발광소자(350)가 안착되는 수용홈(311)의 측면에 형성된 반사층(340)을 포함하였다. 반사층(340)은 기판(310) 상에 수용홈(311)을 형성한 후, 수용홈(311)의 측면에 반사도가 높은 금속 물질을 증착 또는 코팅함으로써 형성된다. 나아가, 종래 디스플레이 장치(300)는 수용홈(311)의 측면이 경사를 갖도록 형성하였다. 이러한 구조를 통해 수용홈(311) 측면에 형성되는 반사층(340)은 소정 경사를 가지게 되어 디스플레이 장치(300)의 광 지향각을 증가시켰다.The conventional display device (300) includes a reflective layer (340) formed on the side of the receiving groove (311) in which the semiconductor light-emitting element (350) is installed in order to improve light extraction efficiency. The reflective layer (340) is formed by forming the receiving groove (311) on the substrate (310) and then depositing or coating a metal material having high reflectivity on the side of the receiving groove (311). Furthermore, the conventional display device (300) is formed so that the side of the receiving groove (311) has an incline. Through this structure, the reflective layer (340) formed on the side of the receiving groove (311) has a predetermined incline, thereby increasing the light directivity angle of the display device (300).
그러나 전술한 종래 디스플레이 장치(300) 구조의 경우 광 지향각이 반도체 발광소자(350)가 아닌 기판(310)의 구조에 의해 결정되고, 수용홈(311)과 반도체 발광소자(350) 사이에 배치되는 평탄화층(320)을 구성하는 물질에 의해 광 손실이 발생하는 등의 문제가 존재하였다.However, in the case of the conventional display device (300) structure described above, there were problems such as the light directivity angle being determined by the structure of the substrate (310) rather than the semiconductor light emitting element (350), and light loss occurring due to the material constituting the planarization layer (320) arranged between the receiving groove (311) and the semiconductor light emitting element (350).
본 발명은 광 추출에 유리한 구조를 갖는 수 내지 수십 ㎛ 크기의 반도체 발광소자 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a semiconductor light-emitting element having a size of several to several tens of μm having a structure advantageous for light extraction and a display device using the same.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 발광소자 및 디스플레이 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a semiconductor light-emitting device and a display device according to the present invention will be described with reference to the attached drawings.
먼저, 도 11 내지 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 발광소자의 구조 및 이를 제작하는 공정에 대해 설명한다.First, the structure of a semiconductor light-emitting device according to the present invention and the process for manufacturing the same will be described with reference to FIGS. 11 to 13.
도 11(a)는 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 나타내는 개념도이고, 도 11(b)는 도 11(a)의 E-E'를 따라 취한 단면도이며, 도 12는 도 11에 따른 반도체 발광소자에서 가이드층의 경사각에 따른 광 추출 효율을 나타내는 그래프이다.FIG. 11(a) is a conceptual diagram showing a semiconductor light-emitting device according to the present invention, FIG. 11(b) is a cross-sectional view taken along line E-E' of FIG. 11(a), and FIG. 12 is a graph showing light extraction efficiency according to the inclination angle of a guide layer in the semiconductor light-emitting device according to FIG. 11.
본 발명에 따른 반도체 발광소자(400)는 수 내지 수십 ㎛ 크기를 갖는 수직형 반도체 발광소자로서, 바디부(410)와 전극부(420)를 포함한다.The semiconductor light-emitting device (400) according to the present invention is a vertical semiconductor light-emitting device having a size of several to several tens of μm, and includes a body portion (410) and an electrode portion (420).
바디부(410)는 제1 도전형 반도체층(411), 활성층(413) 및 제2 도전형 반도체층(412)을 포함하며, 이들이 차례로 적층된 구조를 갖는다. 구체적으로, 제1 도전형 반도체층(411)의 일면 상에는 활성층(413)이 형성되고, 활성층(413)의 일면 상에는 제2 도전형 반도체층(412)이 형성된다. 또한, 바디부 측면(410')은 소정 기울기를 가질 수 있다. 여기서, 기울기는 제2 도전형 반도체층(413)의 일면에 대한 바디부 측면(410')의 각도(a)를 의미한다.The body portion (410) includes a first conductive semiconductor layer (411), an active layer (413), and a second conductive semiconductor layer (412), and has a structure in which these are sequentially laminated. Specifically, an active layer (413) is formed on one side of the first conductive semiconductor layer (411), and a second conductive semiconductor layer (412) is formed on one side of the active layer (413). In addition, the side surface (410') of the body portion may have a predetermined inclination. Here, the inclination means an angle (a) of the side surface (410') of the body portion with respect to one side of the second conductive semiconductor layer (413).
전극부(420)는 상/하로 배치된 제1 도전형 전극(421) 및 제2 도전형 전극(422)을 포함한다. 자세하게, 제1 도전형 전극(421)은 제1 도전형 반도체층(411)의 타면 상에 형성되고, 제2 도전형 전극(422)은 제2 도전형 반도체층(412)의 일면 상에 형성된다. The electrode portion (420) includes a first conductive electrode (421) and a second conductive electrode (422) arranged upper and lower. In detail, the first conductive electrode (421) is formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer (411), and the second conductive electrode (422) is formed on one surface of the second conductive semiconductor layer (412).
본 명세서의 바디부(410) 및 전극부(420)에서 제1 도전형 반도체층(411) 및 제1 도전형 전극(421)은 각각 n형 반도체층 및 n형 전극을 의미하고, 제2 도전형 반도체층(412) 및 제2 도전형 전극(422)은 p형 반도체층 및 p형 전극을 의미한다. 그러나 이에 한정되지 않고 그 반대의 경우가 되는 실시예도 가능하다.In the body portion (410) and electrode portion (420) of the present specification, the first conductive semiconductor layer (411) and the first conductive electrode (421) mean an n-type semiconductor layer and an n-type electrode, respectively, and the second conductive semiconductor layer (412) and the second conductive electrode (422) mean a p-type semiconductor layer and a p-type electrode, respectively. However, the present invention is not limited thereto, and an embodiment in which the opposite is the case is also possible.
본 발명에 따른 반도체 발광소자(400)는 광 효율을 향상시키기 위하여 가이드층(430) 및 반사층(440)을 포함할 수 있다. 본 발명에서, 가이드층(430)은 광의 지향각(또는 발산각)을 결정하고, 반사층(440)은 발광면 이외의 면으로 누설되는 광을 반사시켜 전체적인 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. The semiconductor light emitting device (400) according to the present invention may include a guide layer (430) and a reflection layer (440) to improve light efficiency. In the present invention, the guide layer (430) determines the light direction angle (or divergence angle), and the reflection layer (440) may reflect light leaking to a surface other than the light emitting surface to improve the overall light extraction efficiency.
가이드층(430)은 바디부 측면(410')의 적어도 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 가이드층(430)은 바디부의 측면(410')을 따라 제1 도전형 반도체층(411)에서 제2 도전형 반도체층(412)(또는 제2 도전형 반도체층(412)에서 제1 도전형 반도체층(411))으로 연장 형성될 수 있으며, 따라서 제1 도전형 반도체층(411), 제2 도전형 반도체층(412) 및 제1 도전형 반도체층(411)과 제2 도전형 반도체층(412) 사이에 배치된 활성층(413)을 덮을 수 있다. 가이드층(430)은 바디부 측면(410')을 전체적으로 덮도록 형성되거나, 바디부 측면(410')의 일부를 덮을 수도 있다. 구체적으로 도 11의 (b)를 보면, 바디부의 측면은 일측과 타측으로 구분되고, 바디부의 상기 일측은 제2 도전형 전극(422)이 배치된 쪽을 가리키고, 바디부의 상기 타측은 제1 도전형 전극(421)이 배치된 쪽을 가리킨다. 가이드층(430)은 바디부의 측면의 상기 일측과 상기 타측 사이의 일 지점으로부터 바디부의 상기 일측까지 형성된다. 그리고, 바디부의 상기 일 지점으로부터 바디부의 상기 일측까지의 가이드층(430)의 외측면의 기울기는 바디부의 측면의 기울기와 상이하게 형성된다.The guide layer (430) may be formed to cover at least a portion of the side surface (410') of the body portion. Specifically, the guide layer (430) may be formed to extend from the first conductive semiconductor layer (411) to the second conductive semiconductor layer (412) (or from the second conductive semiconductor layer (412) to the first conductive semiconductor layer (411)) along the side surface (410') of the body portion, and thus may cover the first conductive semiconductor layer (411), the second conductive semiconductor layer (412), and the active layer (413) disposed between the first conductive semiconductor layer (411) and the second conductive semiconductor layer (412). The guide layer (430) may be formed to cover the entire side surface (410') of the body portion, or may cover a portion of the side surface (410') of the body portion. Specifically, referring to (b) of FIG. 11, the side surface of the body portion is divided into one side and the other side, and the one side of the body portion refers to the side where the second conductive electrode (422) is arranged, and the other side of the body portion refers to the side where the first conductive electrode (421) is arranged. The guide layer (430) is formed from a point between the one side and the other side of the side surface of the body portion to the one side of the body portion. In addition, the slope of the outer surface of the guide layer (430) from the one point of the body portion to the one side of the body portion is formed differently from the slope of the side surface of the body portion.
가이드층(430)은 제1 도전형 반도체층(411), 제2 도전형 반도체층(412) 및 활성층(413)을 동시에 덮는 구조이므로, 절연성 있는 소재로 형성될 수 있다. 예를 들어, SiO2, SiNx 등과 같은 무기 절연물질이 가이드층(430)의 소재가 될 수 있다.Since the guide layer (430) has a structure that simultaneously covers the first conductive semiconductor layer (411), the second conductive semiconductor layer (412), and the active layer (413), it can be formed of an insulating material. For example, an inorganic insulating material such as SiO 2 , SiN x , etc. can be the material of the guide layer (430).
가이드층(430)은 반도체 발광소자(400)에서 출력되는 광의 지향각(또는 발산각) 특성을 결정할 수 있도록 소정 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 가이드층(430)은 바디부 측면(410')의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성될 수 있다. 여기서, 기울기(b)는 가이드층(430)의 일면과 측면 사이의 각도(b)에 의해 결정되고, 가이드층(430)의 일면은 도 11에서 제2 도전형 반도체층(413)의 일면과 수평 방향으로 나란하게 배치된 면을 의미한다.The guide layer (430) may be formed to have a predetermined inclination so as to determine the directionality (or divergence angle) characteristic of light output from the semiconductor light-emitting element (400). The guide layer (430) may be formed to have a different inclination from the inclination of the side surface (410') of the body portion. Here, the inclination (b) is determined by the angle (b) between one surface of the guide layer (430) and the side surface, and one surface of the guide layer (430) means a surface that is arranged horizontally parallel to one surface of the second conductive semiconductor layer (413) in FIG. 11.
본 발명에 따르면, 가이드층(430)은 제2 도전형 반도체층(412)을 덮는 부분이 제1 도전형 반도체층(411)을 덮는 부분보다 두껍게 형성될 수 있다. 예를 들어, 가이드층(430)은 제1 도전형 반도체층(411) 측에서 제2 도전형 반도체층(412) 측으로 갈수록 점차적으로 두껍게 형성될 수 있다. 가이드층(430) 형성 시 이러한 두께 차이는 가이드층(430)의 각도(b)를 결정할 수 있다. 가이드층(430)에서 제2 도전형 반도체층(412)을 덮는 부분과 제1 도전형 반도체층(413)을 덮는 부분의 두께 차이가 커질수록 가이드층(430)의 기울기는 완만하게 형성될 수 있다. 가이드층(430)의 기울기를 결정하는 가이드층(430)의 두께는 식각 정도를 조절함으로써 결정될 수 있으며, 가이드층(430)의 각도(b)는 75도 내지 85도 사이, 바람직하게는 77도 내지 83도 사이로 형성되는 것이 광 추출 효율에 유리하다(도 12 참조).According to the present invention, the guide layer (430) may be formed so that the portion covering the second conductive semiconductor layer (412) is thicker than the portion covering the first conductive semiconductor layer (411). For example, the guide layer (430) may be formed so that it gradually becomes thicker as it goes from the first conductive semiconductor layer (411) side to the second conductive semiconductor layer (412) side. When the guide layer (430) is formed, this thickness difference may determine the angle (b) of the guide layer (430). As the thickness difference between the portion covering the second conductive semiconductor layer (412) and the portion covering the first conductive semiconductor layer (413) of the guide layer (430) increases, the slope of the guide layer (430) may be formed more gently. The thickness of the guide layer (430) that determines the inclination of the guide layer (430) can be determined by controlling the etching degree, and the angle (b) of the guide layer (430) is formed between 75 degrees and 85 degrees, preferably between 77 degrees and 83 degrees, which is advantageous for light extraction efficiency (see FIG. 12).
한편, 반사층(440)은 적어도 상기 가이드층(430)을 덮도록 바디부 측면(410') 상에 형성될 수 있다. 가이드층(430)은 빛이 생성되는 활성층(413)을 덮도록 형성되므로, 반사층(440)이 적어도 가이드층(430)을 덮도록 형성되는 경우, 활성층(413) 주변으로 누설되는 광을 반사시킬 수 있다.Meanwhile, the reflection layer (440) may be formed on the side surface (410') of the body portion so as to cover at least the guide layer (430). Since the guide layer (430) is formed so as to cover the active layer (413) where light is generated, when the reflection layer (440) is formed so as to cover at least the guide layer (430), light leaking around the active layer (413) can be reflected.
또 다른 실시예로, 반사층(440)은 제1 도전형 전극(421)을 더 덮도록 바디부 측면(410')에서 제1 도전형 전극(421)으로 연장 형성될 수 있다. 이러한 구조는 발광면과 오버랩 되는 영역을 제외한 모든 면에 반사층(440)이 형성되므로 광 손실을 최소화할 수 있으며, 나아가 수직형 반도체 발광소자에서 배선 공정의 자유도가 증가되는 이점이 있다. 예를 들어, 수직형 반도체 발광소자의 배선 공정은 반도체 발광소자의 상부 및 하부에서 각각 이루어지는 것이 일반적이나, 상기 구조에서는 반사층(440)이 제1 도전형 전극(421)을 대신하여 배선 전극과 전기적 컨택을 형성할 수 있으므로 반도체 발광소자의 상부 또는 하부에서 일괄적으로 배선 공정이 진행되는 것도 가능하다.In another embodiment, the reflective layer (440) may be formed to extend from the side surface (410') of the body portion to the first conductive electrode (421) so as to further cover the first conductive electrode (421). Since the reflective layer (440) is formed on all surfaces except for the area overlapping the light-emitting surface, this structure can minimize light loss, and further has the advantage of increasing the degree of freedom of the wiring process in the vertical semiconductor light-emitting device. For example, the wiring process of the vertical semiconductor light-emitting device is generally performed on the upper and lower portions of the semiconductor light-emitting device, but in the above structure, since the reflective layer (440) can form electrical contact with the wiring electrode instead of the first conductive electrode (421), it is also possible for the wiring process to be performed simultaneously on the upper or lower portion of the semiconductor light-emitting device.
전술한 반사층(440)은 높은 반사도를 가지면서 전기 전도성도 높아야 하므로, 은(Ag), 알루미늄(Al) 등과 같은 소재로 형성될 수 있다.Since the aforementioned reflective layer (440) must have high reflectivity and high electrical conductivity, it can be formed of a material such as silver (Ag), aluminum (Al), etc.
다음으로는, 도 13을 참조하여 본 발명에 따른 반도체 발광소자(400)를 제작하는 공정에 대해 설명한다.Next, a process for manufacturing a semiconductor light-emitting device (400) according to the present invention will be described with reference to FIG. 13.
도 13a 내지 도 13i는 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 제작하는 공정을 나타내는 단면도들이다.FIGS. 13a to 13i are cross-sectional views showing a process for manufacturing a semiconductor light-emitting device according to the present invention.
먼저, 성장기판(500) 상에 바디부(410)를 형성하는 단계가 수행된다(도 13a). 예를 들어, 성장기판(500)으로는 사파이어 기판, Si 기판, SiC 기판, GaN 기판 등이 준비될 수 있다. 성장기판(500)에는 MOCVD법을 통해 본 발명의 바디부(410)를 구성하는 제1 도전형 반도체층(411), 활성층(413) 및 제2 도전형 반도체층(412)을 차례로 성장시킬 수 있으며, 선택적으로 제1 도전형 반도체층(411)을 성장시키기 전에 버퍼층(510)으로 언도프된 반도체층을 먼저 성장시킬 수 있다. First, a step of forming a body portion (410) on a growth substrate (500) is performed (FIG. 13a). For example, a sapphire substrate, a Si substrate, a SiC substrate, a GaN substrate, etc. may be prepared as the growth substrate (500). On the growth substrate (500), a first conductive semiconductor layer (411), an active layer (413), and a second conductive semiconductor layer (412) constituting the body portion (410) of the present invention may be sequentially grown through the MOCVD method, and optionally, an undoped semiconductor layer as a buffer layer (510) may be first grown before growing the first conductive semiconductor layer (411).
성장기판(500) 상에 바디부(410)를 성장시킨 후, 제2 도전형 반도체층(412) 상에 제2 도전형 전극(422)을 증착하는 단계가 수행될 수 있다. 본 실시예에 따르면, 반도체 발광소자(400)에서 생성된 광은 제2 도전형 전극(422)을 통해 추출되므로, 제2 도전형 전극(422)은 ITO와 같은 투명 전극에 해당할 수 있다.After growing the body portion (410) on the growth substrate (500), a step of depositing a second conductive electrode (422) on a second conductive semiconductor layer (412) may be performed. According to the present embodiment, since light generated from the semiconductor light-emitting element (400) is extracted through the second conductive electrode (422), the second conductive electrode (422) may correspond to a transparent electrode such as ITO.
다음으로, 성장기판(500)과 도너기판(600)을 합착시키는 단계가 수행된다(도 13b). 도너기판(600)은 성장기판(500)이 합착되는 일면에 접착층(610)을 포함할 수 있으며, 성장기판(500)은 제2 도전형 전극(422)을 통해 도너기판(600)에 합착될 수 있다.Next, a step of bonding the growth substrate (500) and the donor substrate (600) is performed (Fig. 13b). The donor substrate (600) may include an adhesive layer (610) on one surface where the growth substrate (500) is bonded, and the growth substrate (500) may be bonded to the donor substrate (600) via the second conductive electrode (422).
다음으로, 성장기판(500)을 제거하는 단계(도 13c) 및 버퍼층(510)을 제거하고, 제1 도전형 반도체층(411) 상에 제1 도전형 전극(421)을 증착하는 단계가 순차적으로 수행된다(도 13d). 성장기판(500)은 레이저 리프트 오프법(LLO)을 통해 제거되고, 버퍼층(510)은 건식 식각 또는 폴리싱을 통해 제거될 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(411) 상에는 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti) 등과 같은 물질이 증착되어 제1 도전형 전극(421)으로 활용될 수 있다.Next, a step of removing the growth substrate (500) (FIG. 13c) and a step of removing the buffer layer (510) and depositing a first conductive electrode (421) on the first conductive semiconductor layer (411) are sequentially performed (FIG. 13d). The growth substrate (500) can be removed through a laser lift-off method (LLO), and the buffer layer (510) can be removed through dry etching or polishing. In addition, a material such as chromium (Cr), gold (Au), titanium (Ti), etc. can be deposited on the first conductive semiconductor layer (411) and utilized as the first conductive electrode (421).
다음으로, 제1 도전형 전극(421) 패턴을 형성한 후, 아이솔레이션을 통해 반도체 발광소자 어레이를 형성하는 단계가 수행된다(도 13e). 제1 도전형 전극(421) 패턴 형성에는 포토리소그래피 공정이 활용될 수 있으며, 이 후 바디부(410)를 구성하는 층들을 건식 식각하여 반도체 발광소자 어레이를 형성할 수 있다. 본 발명에 따르면, 아이솔레이션 시 건식 식각은 제2 도전형 전극(422)이 노출될 때까지 진행되며, 반도체 발광소자 어레이는 도너기판(600) 상에 형성된다.Next, after forming the first conductive electrode (421) pattern, a step of forming a semiconductor light-emitting element array through isolation is performed (FIG. 13e). A photolithography process may be utilized to form the first conductive electrode (421) pattern, and then the layers constituting the body portion (410) may be dry-etched to form a semiconductor light-emitting element array. According to the present invention, dry-etching during isolation is performed until the second conductive electrode (422) is exposed, and the semiconductor light-emitting element array is formed on the donor substrate (600).
다음으로, 반도체 발광소자 어레이를 덮도록 패시베이션층(430)을 형성하는 단계가 수행된다(도 13f). 패시베이션층(430)은 PECVD법으로 형성될 수 있으며, 패시베이션층(430)의 일부는 본 발명에 따른 반도체 발광소자(400)에서 가이드층(430)이 될 수 있다.Next, a step of forming a passivation layer (430) to cover the semiconductor light-emitting element array is performed (FIG. 13f). The passivation layer (430) can be formed by a PECVD method, and a part of the passivation layer (430) can become a guide layer (430) in the semiconductor light-emitting element (400) according to the present invention.
다음으로, 패시베이션층(430)을 식각하고, 제2 도전형 전극(422) 일부를 식각하여 제2 도전형 전극(422) 패턴을 형성하는 단계가 수행된다(도 13g). 본 단계에서 바디부(410)의 측면을 덮는 패시베이션층(430)의 일부는 식각되지 않고 남아 가이드층(430)을 형성하게 된다. 본 단계에서 가이드층(430)의 각도(b)가 결정될 수 있으며, 가이드층(430)은 75도 내지 85도 사이의 각도(b)를 갖도록 형성될 수 있다.Next, a step of etching the passivation layer (430) and etching a part of the second conductive electrode (422) to form a second conductive electrode (422) pattern is performed (FIG. 13g). In this step, a part of the passivation layer (430) covering the side surface of the body portion (410) remains without being etched to form a guide layer (430). In this step, the angle (b) of the guide layer (430) can be determined, and the guide layer (430) can be formed to have an angle (b) of 75 to 85 degrees.
제2 도전형 전극(422)은 식각 용액을 이용하여 선택적으로 식각이 진행되며, 도면에 나타난 것과 같이 반도체 발광소자 어레이 사이에 노출된 부분부터 식각이 진행되어 패턴화 될 수 있다.The second challenge electrode (422) is selectively etched using an etching solution, and as shown in the drawing, etching can be performed starting from the exposed portion between the semiconductor light-emitting element arrays to form a pattern.
마지막으로, 반도체 발광소자 어레이를 덮도록 반사층(440)을 형성한 후(도 13h), 도너기판(600)으로부터 반도체 발광소자(400)를 분리하는 단계(도 13i)가 수행된다. 반사층(440)은 MOCVD법을 통해 반도체 발광소자 어레이 전면에 증착되어 바디부(410)의 측면 및 제1 도전형 전극(421)을 덮을 수 있다.Finally, after forming a reflective layer (440) to cover the semiconductor light-emitting element array (FIG. 13h), a step of separating the semiconductor light-emitting element (400) from the donor substrate (600) (FIG. 13i) is performed. The reflective layer (440) can be deposited on the entire surface of the semiconductor light-emitting element array through the MOCVD method to cover the side surface of the body portion (410) and the first conductive electrode (421).
반도체 발광소자(400)는 레이저 리프트 오프법(LLO)에 의해 도너기판(600)으로부터 분리될 수 있다.The semiconductor light emitting device (400) can be separated from the donor substrate (600) by the laser lift-off method (LLO).
이하에서는, 도 14 내지 도 17을 참조하여 도 13에 따른 공정을 거쳐 제작된 반도체 발광소자들로 구성된 디스플레이 장치에 대해 설명한다.Hereinafter, a display device composed of semiconductor light-emitting elements manufactured through a process according to FIG. 13 will be described with reference to FIGS. 14 to 17.
이하에서 설명하는 디스플레이 장치는 패시브 매트릭스 방식 또는 액티브 매트릭스 방식에 의해 구동될 수 있다. 또한, 이하에서 설명하는 디스플레이 장치는 적색(R), 녹색(G) 및 청색(B) 반도체 발광소자 중 어느 하나 또는 2 이상으로 구성된 것일 수 있다.The display device described below may be driven by a passive matrix method or an active matrix method. In addition, the display device described below may be composed of one or two or more of red (R), green (G), and blue (B) semiconductor light-emitting elements.
도 14 내지 도 17은 본 발명에 따른 반도체 발광소자를 이용하여 디스플레이 장치를 제작하는 공정을 나타내는 단면도들이다.Figures 14 to 17 are cross-sectional views showing a process for manufacturing a display device using a semiconductor light-emitting element according to the present invention.
본 발명에 따른 디스플레이 장치(1000)는 기판(1100), 평탄화층(1200) 및 배선 전극(1300)과, 전술한 반도체 발광소자들(400)을 포함한다. 따라서 이하에서 반도체 발광소자들(400)에 관한 설명은 전술한 내용으로 갈음한다.The display device (1000) according to the present invention includes a substrate (1100), a planarization layer (1200), a wiring electrode (1300), and the semiconductor light-emitting elements (400) described above. Therefore, the description of the semiconductor light-emitting elements (400) below is replaced with the above-described content.
기판(1100)은 유리, 쿼츠(quartz) 또는 폴리머 재질 등을 포함할 수 있으며, 기판(1100)에는 전술한 반도체 발광소자들(400)이 배치될 수 있다. 기판(1100)은 수용홈(1110)을 포함하거나 포함하지 않을 수 있다. 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하는 경우, 반도체 발광소자들(400)은 수용홈(1110) 내에 안착될 수 있다. 또한, 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하는 경우, 수용홈(1110) 사이에는 격벽(1120)이 배치되어, 반도체 발광소자들(400)은 격벽(1120)에 의해 서로 분리될 수 있다.The substrate (1100) may include glass, quartz, or a polymer material, and the semiconductor light-emitting elements (400) described above may be arranged on the substrate (1100). The substrate (1100) may or may not include a receiving groove (1110). When the substrate (1100) includes a receiving groove (1110), the semiconductor light-emitting elements (400) may be seated within the receiving groove (1110). In addition, when the substrate (1100) includes a receiving groove (1110), a partition (1120) may be arranged between the receiving grooves (1110), so that the semiconductor light-emitting elements (400) may be separated from each other by the partition (1120).
기판(1100)에는 반도체 발광소자들(400) 사이를 채우면서 반도체 발광소자들(400)의 일부를 덮도록 평탄화층(1200)이 형성될 수 있으며, 일례로 감광성 있는 유기 절연물질이 평탄화층(1200)을 구성할 수 있다. 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하는 경우, 평탄화층(1200)은 수용홈(1110)에 안착된 반도체 발광소자(400)와 격벽(1120) 사이를 충진하여 기판(1100)을 평탄화할 수 있다. 반면, 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하지 않는 경우, 평탄화층(1200)은 적어도 반도체 발광소자(400)와 동일한 높이만큼 충진될 수 있으며, 평탄화층(1200)이 격벽의 역할을 수행할 수 있다. A planarization layer (1200) may be formed on the substrate (1100) to fill the spaces between the semiconductor light-emitting elements (400) and cover a portion of the semiconductor light-emitting elements (400). For example, a photosensitive organic insulating material may form the planarization layer (1200). When the substrate (1100) includes a receiving groove (1110), the planarization layer (1200) may fill the space between the semiconductor light-emitting elements (400) positioned in the receiving groove (1110) and the partition wall (1120) to planarize the substrate (1100). On the other hand, when the substrate (1100) does not include the receiving groove (1110), the planarization layer (1200) may be filled to at least the same height as the semiconductor light-emitting elements (400), and the planarization layer (1200) may function as a partition wall.
나아가, 평탄화층(1200)은 반도체 발광소자(400)의 일부를 덮도록 형성될 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(1200)은 배선 공정을 위해 제2 도전형 전극(422)의 일부만을 노출시키고 반도체 발광소자(400)를 덮도록 형성될 수 있다. Furthermore, the planarization layer (1200) may be formed to cover a portion of the semiconductor light-emitting element (400). For example, the planarization layer (1200) may be formed to cover the semiconductor light-emitting element (400) while exposing only a portion of the second conductive electrode (422) for a wiring process.
또한, 기판(1100)에는 반도체 발광소자들(400)과 전기적으로 연결되는 배선 전극(1300)이 배치될 수 있다.Additionally, a wiring electrode (1300) electrically connected to semiconductor light-emitting elements (400) may be placed on the substrate (1100).
일 실시예에 따르면, 본 발명에서 반도체 발광소자(400)는 수직형 반도체 발광소자이므로, 배선 전극(1300)이 반도체 발광소자(400)를 기준으로 상/하에 배치될 수 있다. According to one embodiment, since the semiconductor light-emitting device (400) in the present invention is a vertical semiconductor light-emitting device, the wiring electrode (1300) can be positioned above/below the semiconductor light-emitting device (400).
구체적으로, 배선 전극(1300)은 기판(1100)의 일면 상에 배치되며 제1 도전형 전극(421)과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극(1310) 및 평탄화층(1200) 상에 배치되어 제2 도전형 전극(422)과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극(1320)을 포함할 수 있다. 제1 배선 전극(1310) 및 제2 배선 전극(1320)의 연장 방향은 서로 교차할 수 있으며, 바람직하게 제1 배선 전극(1310)과 제2 배선 전극(1320)은 서로 직교하도록 배치될 수 있다. 한편, 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하는 경우, 제1 배선 전극(1310)은 수용홈(1110) 내부에 배치될 수 있다.Specifically, the wiring electrode (1300) may include a first wiring electrode (1310) disposed on one surface of the substrate (1100) and electrically connected to the first conductive electrode (421), and a second wiring electrode (1320) disposed on the planarization layer (1200) and electrically connected to the second conductive electrode (422). The extension directions of the first wiring electrode (1310) and the second wiring electrode (1320) may intersect each other, and preferably, the first wiring electrode (1310) and the second wiring electrode (1320) may be arranged to be orthogonal to each other. Meanwhile, when the substrate (1100) includes a receiving groove (1110), the first wiring electrode (1310) may be arranged inside the receiving groove (1110).
상기 실시예에서, 제1 배선 전극(1310) 상에는 반도체 발광소자(400)의 제1 도전형 전극(421) 또는 반사층(440)이 배치될 수 있다. 후자의 경우, 제1 배선 전극(1310)은 반사층(440)을 통해 제1 도전형 전극(421)과 전기적으로 연결될 수 있다. In the above embodiment, a first conductive electrode (421) or a reflective layer (440) of a semiconductor light-emitting element (400) may be arranged on the first wiring electrode (1310). In the latter case, the first wiring electrode (1310) may be electrically connected to the first conductive electrode (421) through the reflective layer (440).
제1 배선 전극(1310)과 제1 도전형 전극(421) 또는 반사층(440) 사이에는 솔더 물질이 더 배치될 수 있다. 솔더 물질은 제1 배선 전극(1310) 상에 미리 도금된 후 열에너지에 의해 제1 도전형 전극(421) 또는 반사층(440)과 결합될 수 있다. 솔더 물질은 저융점 물질로서, 예를 들어, 안티모니(Sb), 팔라듐(Pd), 은(Ag), 금(Au) 및 비스무스(Bi) 중 적어도 하나가 될 수 있다. A solder material may be further disposed between the first wiring electrode (1310) and the first conductive electrode (421) or the reflective layer (440). The solder material may be plated in advance on the first wiring electrode (1310) and then bonded to the first conductive electrode (421) or the reflective layer (440) by thermal energy. The solder material may be a low-melting-point material, for example, at least one of antimony (Sb), palladium (Pd), silver (Ag), gold (Au), and bismuth (Bi).
상기 실시예에서, 제2 배선 전극(1320)은 평탄화층(1200) 상에서 제2 도전형 전극(422)으로 연장되어 제2 도전형 전극(422)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이 때, 제2 도전형 전극(422)은 발광면 측에 형성되므로 투명 전극으로 형성되거나 투명 전극 부분을 포함할 수 있다.In the above embodiment, the second wiring electrode (1320) may extend to the second conductive electrode (422) on the flattening layer (1200) and be electrically connected to the second conductive electrode (422). At this time, since the second conductive electrode (422) is formed on the light-emitting surface side, it may be formed as a transparent electrode or include a transparent electrode portion.
다른 실시예에 따르면, 본 발명에서 반도체 발광소자(400)는 바디부 측면(410')으로 연장된 반사층(440)을 포함하므로 반도체 발광소자(400)의 상측에서 일괄적으로 배선 공정이 수행될 수 있다. 이 경우, 제1 배선 전극(1310) 및 제2 배선 전극(1320)은 모두 평탄화층(1200) 상에 형성될 수 있다.According to another embodiment, since the semiconductor light-emitting device (400) of the present invention includes a reflective layer (440) extending to the side surface (410') of the body portion, a wiring process can be performed collectively on the upper side of the semiconductor light-emitting device (400). In this case, both the first wiring electrode (1310) and the second wiring electrode (1320) can be formed on the planarization layer (1200).
상기 실시예에서, 평탄화층(1200)은 반도체 발광소자들(400) 사이에 배치되는 제1 평탄화층(1210) 및 제1 평탄화층(1210) 상에 형성되어 반도체 발광소자들(400)의 일부를 덮는 제2 평탄화층(1220)을 포함할 수 있다. In the above embodiment, the planarization layer (1200) may include a first planarization layer (1210) disposed between the semiconductor light-emitting elements (400) and a second planarization layer (1220) formed on the first planarization layer (1210) and covering a portion of the semiconductor light-emitting elements (400).
제1 평탄화층(1210) 상에는 제1 배선 전극(1310)이 형성되어 반사층(440)으로 연장될 수 있다. 기판(1100)이 수용홈(1110)을 포함하는 경우, 제1 배선 전극(1310)은 제1 평탄화층(1210) 및 격벽(1120)에 걸쳐 형성될 수 있다. 제1 배선 전극(1310)은 반사층(440)과 컨택되어 제1 도전형 전극(421)과 전기적으로 연결될 수 있다. A first wiring electrode (1310) may be formed on the first planarization layer (1210) and may extend to the reflective layer (440). When the substrate (1100) includes a receiving groove (1110), the first wiring electrode (1310) may be formed across the first planarization layer (1210) and the partition wall (1120). The first wiring electrode (1310) may be in contact with the reflective layer (440) and electrically connected to the first conductive electrode (421).
상기 실시예에서, 제2 배선 전극(1320)은 제2 평탄화층(1220) 상에 형성될 수 있으며, 제2 평탄화층(1220) 상에서 제2 도전형 전극(422)으로 연장되어 제2 도전형 전극(422)과 전기적으로 연결될 수 있다.In the above embodiment, the second wiring electrode (1320) may be formed on the second planarization layer (1220) and may extend from the second planarization layer (1220) to the second conductive electrode (422) and be electrically connected to the second conductive electrode (422).
상기 실시예에 따르면, 제1 배선 전극(1310) 및 제2 배선 전극(1320)은 모두 발광면 측에 배치되므로 투명 전극으로 형성되거나 투명 전극 부분을 포함할 수 있다.According to the above embodiment, both the first wiring electrode (1310) and the second wiring electrode (1320) are arranged on the light-emitting surface side, and thus may be formed as transparent electrodes or include transparent electrode portions.
전술한 본 발명은 위에서 설명된 실시예들의 구성과 방법에 한정되는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수 있다.The present invention described above is not limited to the configuration and method of the embodiments described above, and the embodiments may be configured by selectively combining all or part of the embodiments so that various modifications can be made.
Claims (10)
상기 제1 도전형 반도체층의 타면 상에 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층의 일면 상의 발광면 측에 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부;
상기 바디부의 측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성되어 상기 활성층에서 출력되는 광의 지향각을 결정하도록 구성된 가이드층; 및
적어도 상기 가이드층을 덮도록 상기 바디부의 측면 상에 형성되어 상기 발광면 이외의 면으로 누설되는 광을 반사하도록 구성된 반사층을 포함하고,
상기 바디부의 측면은 일측과 타측으로 구분되고, 상기 바디부의 상기 일측은 상기 제2 도전형 전극이 배치된 쪽을 가리키고, 상기 바디부의 상기 타측은 상기 제1 도전형 전극이 배치된 쪽을 가리키며,
상기 가이드층은 상기 바디부의 측면의 상기 일측과 상기 타측 사이의 일 지점으로부터 상기 바디부의 상기 일측까지 형성되고,
상기 바디부의 상기 일 지점으로부터 상기 바디부의 상기 일측까지의 상기 가이드층의 외측면의 기울기는 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.A body portion including a first conductive semiconductor layer, an active layer formed on one surface of the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer formed on one surface of the active layer;
An electrode part including a first conductive electrode formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on the light-emitting surface side of one surface of the second conductive semiconductor layer;
A guide layer covering at least a portion of a side surface of the body portion and formed to have a different inclination from the inclination of the side surface of the body portion, and configured to determine the angle of direction of light output from the active layer; and
At least a reflective layer formed on a side surface of the body portion to cover the guide layer and configured to reflect light leaking to a surface other than the light-emitting surface,
The side of the above body part is divided into one side and the other side, and the one side of the body part refers to the side where the second conductive electrode is arranged, and the other side of the body part refers to the side where the first conductive electrode is arranged.
The above guide layer is formed from a point between one side and the other side of the side of the body part to the one side of the body part,
A semiconductor light-emitting device, characterized in that the slope of the outer surface of the guide layer from the one point of the body portion to the one side of the body portion is formed differently from the slope of the side surface of the body portion.
상기 가이드층은 상기 바디부의 측면을 따라 상기 제1 도전형 반도체층에서 상기 제2 도전형 반도체층으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.In the first paragraph,
A semiconductor light-emitting device, characterized in that the guide layer is formed by extending from the first conductive semiconductor layer to the second conductive semiconductor layer along the side surface of the body portion.
상기 가이드층은 상기 제2 도전형 반도체층을 덮는 부분이 상기 제1 도전형 반도체층을 덮는 부분보다 두껍게 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.In the second paragraph,
A semiconductor light-emitting device, characterized in that the guide layer is formed so that the portion covering the second conductive semiconductor layer is thicker than the portion covering the first conductive semiconductor layer.
상기 가이드층은 절연성 있는 소재로 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.In the first paragraph,
A semiconductor light-emitting device, characterized in that the above guide layer is formed of an insulating material.
상기 반사층은 상기 제1 도전형 전극을 더 덮도록 상기 바디부의 측면에서 상기 제1 도전형 전극으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는, 반도체 발광소자.In the first paragraph,
A semiconductor light-emitting device, characterized in that the reflective layer is formed to extend from the side of the body portion to the first conductive electrode so as to further cover the first conductive electrode.
상기 기판에 배치되는 반도체 발광소자들;
상기 반도체 발광소자들 사이를 채우면서 상기 반도체 발광소자들의 일부를 덮도록 형성된 평탄화층; 및
상기 기판 상에 배치되며, 상기 반도체 발광소자들과 전기적으로 연결되는 배선 전극을 포함하고,
상기 반도체 발광소자들은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 활성층 및 상기 활성층의 일면 상의 발광면 측에 형성된 제2 도전형 반도체층을 포함하는 바디부;
상기 제1 도전형 반도체층의 타면 상에 형성된 제1 도전형 전극 및 상기 제2 도전형 반도체층의 일면 상에 형성된 제2 도전형 전극을 포함하는 전극부;
상기 바디부의 측면의 적어도 일부를 덮고, 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이한 기울기를 갖도록 형성되어 반도체 발광소자에서 출력되는 광의 지향각을 결정하도록 구성된 가이드층; 및
적어도 상기 가이드층을 덮도록 상기 바디부의 측면 상에 형성되어 상기 발광면 이외의 면으로 누설되는 광을 반사하도록 구성된 반사층을 포함하고,
상기 바디부의 측면은 일측과 타측으로 구분되고, 상기 바디부의 상기 일측은 상기 제2 도전형 전극이 배치된 쪽을 가리키고, 상기 바디부의 상기 타측은 상기 제1 도전형 전극이 배치된 쪽을 가리키며,
상기 가이드층은 상기 바디부의 측면의 상기 일측과 상기 타측 사이의 일 지점으로부터 상기 바디부의 상기 일측까지 형성되고,
상기 바디부의 상기 일 지점으로부터 상기 바디부의 상기 일측까지의 상기 가이드층의 외측면의 기울기는 상기 바디부의 측면의 기울기와 상이하게 형성되는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.substrate;
Semiconductor light emitting elements arranged on the above substrate;
A planarizing layer formed to fill between the semiconductor light-emitting elements and cover a portion of the semiconductor light-emitting elements; and
It comprises a wiring electrode disposed on the above substrate and electrically connected to the semiconductor light-emitting elements,
The above semiconductor light-emitting devices include a body portion including a first conductive semiconductor layer, an active layer formed on one surface of the first conductive semiconductor layer, and a second conductive semiconductor layer formed on a light-emitting surface side of one surface of the active layer;
An electrode part including a first conductive electrode formed on the other surface of the first conductive semiconductor layer and a second conductive electrode formed on one surface of the second conductive semiconductor layer;
A guide layer configured to cover at least a portion of a side surface of the body portion and have a different inclination from the inclination of the side surface of the body portion and to determine the angle of light output from the semiconductor light emitting element; and
At least a reflective layer formed on a side surface of the body portion to cover the guide layer and configured to reflect light leaking to a surface other than the light-emitting surface,
The side of the above body part is divided into one side and the other side, and the one side of the body part refers to the side where the second conductive electrode is arranged, and the other side of the body part refers to the side where the first conductive electrode is arranged.
The above guide layer is formed from a point between one side and the other side of the side of the body part to the one side of the body part,
A display device, characterized in that the inclination of the outer surface of the guide layer from the one point of the body portion to the one side of the body portion is formed differently from the inclination of the side surface of the body portion.
상기 반사층은 상기 제1 도전형 전극을 더 덮도록 상기 바디부의 측면에서 상기 제1 도전형 전극으로 연장 형성된 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.In Article 6,
A display device, characterized in that the reflective layer is formed to extend from the side of the body portion to the first conductive electrode so as to further cover the first conductive electrode.
상기 배선 전극은, 상기 기판의 일면 상에 배치되며 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및
상기 평탄화층 상에 상기 제1 배선 전극과 교차하도록 배치되며 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.In Article 6,
The above wiring electrode is a first wiring electrode disposed on one surface of the substrate and electrically connected to the first conductive electrode; and
A display device characterized by including a second wiring electrode arranged on the flattening layer so as to intersect the first wiring electrode and electrically connected to the second conductive electrode.
상기 평탄화층은, 상기 반도체 발광소자들의 사이에 배치되는 제1 평탄화층; 및
상기 제1 평탄화층 상에 형성되며 상기 반도체 발광소자들의 일부를 덮도록 형성된 제2 평탄화층을 포함하며,
상기 배선 전극은, 상기 제1 평탄화층 상에 배치되며 상기 반사층을 통해 상기 제1 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제1 배선 전극; 및
상기 제2 평탄화층 상에 상기 제1 배선 전극과 교차하도록 배치되며 상기 제2 도전형 전극과 전기적으로 연결되는 제2 배선 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.In Article 7,
The above planarization layer is a first planarization layer disposed between the semiconductor light-emitting elements; and
A second planarization layer formed on the first planarization layer and formed to cover a portion of the semiconductor light-emitting elements,
The above wiring electrode is a first wiring electrode disposed on the first planarization layer and electrically connected to the first conductive electrode through the reflective layer; and
A display device characterized by including a second wiring electrode arranged on the second flattening layer so as to intersect the first wiring electrode and electrically connected to the second conductive electrode.
상기 배선 전극은 투명 전극을 포함하는 것을 특징으로 하는, 디스플레이 장치.In Article 6,
A display device, characterized in that the above wiring electrode includes a transparent electrode.
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