KR102113104B1 - Display apparatus and method for manufacturing thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 단위의 크기를 갖는 발광 다이오드(LED)를 이용한 대면적의 디스플레이 장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널용 기판; 및 상기 기판 상에 어레이 형태로 배열된 다수의 발광부;를 포함하고, 상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 발광셀의 일측에 소정 간격으로 이격되어 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 발광셀은, 상기 기판 상에 배치된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층; 상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함한다.The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a large-area display device using a light emitting diode (LED) having a size of a micro unit and a method for manufacturing the same.
A display device according to an embodiment of the present invention includes a substrate for a display panel; And a plurality of light emitting units arranged in an array form on the substrate, wherein each of the plurality of light emitting units is disposed on the substrate and emits light of different wavelengths; And a driving unit spaced apart at a predetermined interval on one side of the light emitting cell and electrically driving the light emitting cell, wherein the light emitting cell includes: a buffer layer disposed on the substrate; A first conductivity type semiconductor layer disposed as a common layer on the buffer layer; A plurality of active layers spaced from each other on one plane on the first conductive semiconductor layer and emitting light of a specific wavelength; A second conductivity type semiconductor layer disposed on each of the plurality of active layers; And a wavelength conversion layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer.
Description
본 발명은 디스플레이 장치 및 그의 제조 방법에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 마이크로 단위의 크기를 갖는 발광 다이오드(LED)를 이용한 대면적의 디스플레이 장치와 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a display device and a method for manufacturing the same, and more particularly, to a large-area display device using a light emitting diode (LED) having a size of a micro unit and a method for manufacturing the same.
발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류가 인가되면 광을 방출하는 발광 소자 중 하나이다. 발광 다이오드는 저 전압으로 고효율의 광을 방출할 수 있어 에너지 절감 효과가 뛰어나다. 최근, 발광 다이오드의 휘도 문제가 크게 개선되어, 액정표시장치의 백라이트 유닛(Backlight Unit), 전광판, 표시기, 가전 제품 등과 같은 각종 기기에 적용되고 있다.A light emitting diode (LED) is one of light emitting devices that emit light when a current is applied. The light-emitting diode can emit high-efficiency light at a low voltage, and thus has excellent energy saving effect. In recent years, the luminance problem of light emitting diodes has been greatly improved, and has been applied to various devices such as a backlight unit of a liquid crystal display device, a display panel, a display device, and a home appliance.
최근 발광 다이오드를 활용한 디스플레이 장치가 활발히 개발되고 있다. 대부분의 디스플레이 장치 기술은 하나의 픽셀을 구현하기 위하여 3개의 발광 다이오드(적색, 녹색, 청색) 칩을 사용하고 있다. 그런데 각 칩마다 구동전류가 차이가 나기 때문에 동일한 구동회로를 구성하는데 어려움이 있다. 또한, 다른 종류의 발광 다이오드 칩이므로, 수명이 서로 다른 단점이 있다.Recently, a display device using a light emitting diode has been actively developed. Most display device technologies use three light emitting diode (red, green, blue) chips to realize a single pixel. However, since the driving current is different for each chip, it is difficult to construct the same driving circuit. In addition, since it is a different type of light emitting diode chip, there is a disadvantage in that the life is different.
마이크로 발광 다이오드(μ-LED)의 크기는 5 ~ 200μm 수준으로 매우 작고, 40 인치(inch)의 디스플레이 장치를 구현하기 위해서는 대략 2,500만개 이상의 픽셀이 요구된다. 따라서, 40 인치의 디스플레이 장치를 하나 만드는데 단순한 픽앤플레이스(Pick & Place) 방법으로는 시간적으로 최소 한달 이상이 소요되는 문제가 있다.The size of the micro light-emitting diode (μ-LED) is very small, from 5 to 200 μm, and approximately 25 million pixels are required to realize a 40-inch display device. Therefore, there is a problem that it takes at least one month in time as a simple pick & place method to make one 40-inch display device.
본 발명은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 발광 다이오드 디스플레이 장치를 제공한다.The present invention has been devised to solve the problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide a light emitting diode display device.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 픽앤플레이스(Pick & Place), 전사(Transfer) 및 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요한 발광 다이오드 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, the problem to be solved of the present invention is to provide a method of manufacturing a light emitting diode display device that does not require processes such as Pick & Place, Transfer, and Soldering.
또한, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는, 하나의 픽셀을 구성하는 다수의 발광 다이오드를 같은 종류의 발광부를 사용하여 제조하므로, 동일한 조건으로 상기 다수의 발광 다이오드의 구동이 가능하며, 신뢰성을 향상시킬 수 있는 발광 다이오드 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.In addition, the problem to be solved of the present invention is that a plurality of light emitting diodes constituting one pixel is manufactured using the same type of light emitting unit, so that the plurality of light emitting diodes can be driven under the same conditions, thereby improving reliability. It provides a method for manufacturing a light emitting diode display device.
본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problem to be solved of the present invention is not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned can be clearly understood by those skilled in the art from the following description. will be.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는 디스플레이 패널용 기판; 및 상기 기판 상에 어레이 형태로 배열된 다수의 발광부;를 포함하고, 상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 기판 상에 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키는 구동부;를 포함하고, 상기 발광셀은, 상기 기판 상에 배치된 버퍼층; 상기 버퍼층 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층; 상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층; 상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함한다.A display device according to an embodiment of the present invention includes a substrate for a display panel; And a plurality of light emitting units arranged in an array form on the substrate, wherein each of the plurality of light emitting units is disposed on the substrate and emits light of different wavelengths; And a driving unit disposed on the substrate and electrically driving the light emitting cells, wherein the light emitting cells include: a buffer layer disposed on the substrate; A first conductivity type semiconductor layer disposed as a common layer on the buffer layer; A plurality of active layers spaced from each other on one plane on the first conductive semiconductor layer and emitting light of a specific wavelength; A second conductivity type semiconductor layer disposed on each of the plurality of active layers; And a wavelength conversion layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 디스플레이 패널용 기판 상에 단층 또는 다층구조의 버퍼층을 형성하고, 상기 버퍼층 상에 에피텍셜층을 다중 성장시키고, 상기 버퍼층 상에서 상기 에피텍셜층을 식각하여 다수의 단위 셀로 분리시킨다.In the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention, a single layer or a multi-layered buffer layer is formed on a substrate for a display panel, multiple epitaxial layers are grown on the buffer layer, and the epitaxial layer is formed on the buffer layer. It is etched to separate into multiple unit cells.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 디스플레이 패널용 기판 상에 버퍼층을 형성하는 버퍼층 형성 단계; 상기 버퍼층 상에 발광구조물을 형성하는 발광구조물 형성 단계; 상기 발광구조물을 다수의 셀로 분리하는 분리 단계; 상기 다수의 셀로 분리된 상기 발광구조물 일 측에 상기 다수의 셀 각각의 구동부를 형성하는 구동부 형성 단계; 및 상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 파장 변환층을 형성하는 파장 변환층 형성 단계;를 포함한다.A method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention includes a buffer layer forming step of forming a buffer layer on a substrate for a display panel; Forming a light emitting structure on the buffer layer to form a light emitting structure; A separation step of separating the light emitting structure into a plurality of cells; A driving unit forming step of forming a driving unit of each of the plurality of cells on one side of the light emitting structure separated into the plurality of cells; And a wavelength conversion layer forming step of forming a wavelength conversion layer on all or part of the plurality of cells.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 하나의 픽셀을 마이크로 단위의 크기를 갖는 하나 또는 다수의 발광셀로 구현할 수 있다.When the display device according to the embodiment of the present invention is used, one pixel can be implemented as one or a plurality of light emitting cells having a micro-unit size.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 대면적의 디스플레이 장치에 얻을 수 있는 이점이 있다.In addition, when the display device according to the embodiment of the present invention is used, there is an advantage that can be obtained in a large-area display device.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 사용하면, 하나의 픽셀 내의 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀을 동일한 조건으로 구동할 수 있는 이점이 있다. 따라서, 구동회로 및 구동조건이 간단하고, 신뢰성도 동일한 이점이 있다.In addition, when using the display device according to an embodiment of the present invention, there is an advantage that it is possible to drive light emitting cells emitting light of different wavelengths in one pixel under the same conditions. Therefore, the driving circuit and driving conditions are simple, and reliability also has the same advantages.
본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 기판 위에 형성된 버퍼층 상에 발광구조물을 직접 형성한 후에 다수의 발광부, 즉 다수의 픽셀들이 어레이(Array)이 형태로 형성되므로 별도의 픽앤플레이스(Pick & Place) 공정 등이 불필요하다. 따라서, 발광구조물 크기 및 개수에 무관하게 디스플레이 장치를 구현할 수 있는 이점이 있다When the manufacturing method of the display device according to the embodiment of the present invention is used, the light emitting structure is directly formed on the buffer layer formed on the substrate, and then a plurality of light emitting units, that is, a plurality of pixels are formed in an array, so that they are separate. The Pick & Place process is unnecessary. Therefore, there is an advantage that the display device can be implemented regardless of the size and number of light emitting structures.
또한, 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 사용하면, 디스플레이의 기판 상에서 다수의 발광부 즉, 다수의 픽셀이 형성되므로 외부에서 완성된 발광 다이오드를 기판에 납땜하는 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요한 이점이 있다.In addition, when the method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention is used, a plurality of light emitting units, that is, a plurality of pixels are formed on a substrate of a display, and thus soldering (Soldering), etc. of soldering the completed light emitting diode to the substrate is performed. There is an unnecessary advantage of the process.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300)를 확대한 확대도이다.
도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치를 A-A'로 자른 단면도이다.
도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 사시도이다.
도 5 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이다.
도 14는 도 13에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300'')의 확대도이다.
도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 B-B'으로 자른 단면도이다.1 is a plan view of a display device according to an exemplary embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged view of one
FIG. 3 is a cross-sectional view of the display device illustrated in FIG. 2 taken along line A-A '.
4 is a perspective view of the display device illustrated in FIG. 2.
5 to 12 are process diagrams for describing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4.
13 is a plan view of a display device according to another embodiment of the present invention.
14 is an enlarged view of one
15 is a cross-sectional view of the display device illustrated in FIG. 14 taken along line B-B '.
실시 형태의 설명에 있어서, 각 구성 요소의 "상(위) 또는 하(아래)"에 형성되는 것으로 기재되는 경우에 있어, 상(위) 또는 하(아래)는 두 개의 구성 요소들이 서로 직접 접촉되거나 하나 이상의 또 다른 구성 요소가 두 개의 구성 요소들 사이에 배치되어 형성되는 것을 모두 포함한다. 또한, "상(위) 또는 하(아래)"으로 표현되는 경우 하나의 구성 요소를 기준으로 위쪽 방향뿐만 아니라 아래쪽 방향의 의미도 포함할 수 있다.In the description of the embodiment, in the case of being described as being formed on the "top (top) or bottom (bottom)" of each component, the upper (upper) or lower (bottom) two components are in direct contact with each other Or one or more other components are disposed between two components. In addition, when expressed as "up (up) or down (down)", it may include the meaning of the downward direction as well as the upward direction based on one component.
도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기는 실제크기를 전적으로 반영하는 것은 아니다.In the drawings, the thickness or size of each layer is exaggerated, omitted, or schematically illustrated for convenience and clarity. Also, the size of each component does not entirely reflect the actual size.
도 1은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이고, 도 2는 도 1에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300)를 확대한 확대도이고, 도 3은 도 2에 도시된 디스플레이 장치를 A-A'로 자른 단면도이고, 도 4는 도 2에 도시된 디스플레이 장치의 사시도이다.1 is a plan view of a display device according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is an enlarged view of one
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 기판(100) 및 상기 기판(100) 상에 배치된 다수의 발광부(300)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1, a display device according to an exemplary embodiment of the present invention may include a
기판(100)은 광을 전부 또는 일부 투과할 수 있는 재질일 수 있다. 예를 들어, 기판(100)은 유리 기판일 수 있으며, 플라스틱 재질의 기판일 수도 있다.The
기판(100)은 플렉서블 필름(Flexible Film), 금속 PCB(Metal PCB), 세라믹 PCB(ceramic PCB) 중 하나일 수 있다.The
기판(100)은 상면(110)과 하면을 포함한다. 기판(100)의 상면(110) 상에 다수의 발광부(300)가 배치될 수 있다. 기판(100)의 상면(110)과 하면은 대면적일 수 있다. 예를 들어, 상면(110)의 대각선 길이가 수십 인치일 수 있다.The
기판(100)은 평면 기판 또는 곡면 기판일 수 있다. 기판(100)이 평면 기판인 경우, 기판(100)의 상면(110)은 평면일 수 있다. 한편 기판(100)이 곡면 기판인 경우, 기판(100)의 상면(110)은 전부 또는 일부가 만곡된 곡면을 포함할 수 있다.The
기판(100)은 딱딱한(rigid) 재질일 수도 있고, 플렉서블(flexible) 재질일 수도 있다. The
기판(100)은 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 패널용 기판일 수 있다. The
다수의 발광부(300)는 기판(100) 상에 배치된다. 구체적으로, 다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 배치될 수 있다.The plurality of
다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 어레이(array) 형태로 배열될 수 있다. 다수의 발광부(300)는 기판(100)의 상면(110)에 소정의 행과 열로 배열될 수 있다.The plurality of
다수의 발광부(300) 각각은 하나의 픽셀(1 pixel)을 구성할 수 있다. 즉, 다수의 발광부(300)는 다수의 픽셀로 명명될 수도 있다. 하나의 픽셀 즉, 하나의 발광부(300)의 구체적은 구조를 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한다.Each of the plurality of
도 2 내지 도 4를 참조하면, 하나의 발광부(300)는 발광셀(310)과 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)를 포함할 수 있다.2 to 4, one
발광셀(310)은 기판(100) 상에 배치되고, 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 여기서, 발광셀(310)은 3 이상의 서로 다른 파장의 광들을 방출할 수 있다.The
발광셀(310)은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)을 갖는다. The
다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 제1 발광영역(310a), 제2 발광영역(310b), 제3 발광영역(310c) 및 제4 발광영역(310d)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수가 도면에 도시된 바와 같이 4개로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 다수의 발광영역은 2개 또는 3개일 수 있도 있고, 5개 이상일 수도 있다.The plurality of
다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 소정의 행렬(예를 들어, 2*2행렬)로 기판(100) 상에서 배열될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)은 1열로 배열될 수도 있다.The plurality of
각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 크기는 마이크로 발광 다이오드의 크기와 대응될 수 있다. 예를 들어, 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 크기는 5 ~ 200μm일 수 있다.The size of each
발광셀(310)은 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 발광셀(310)에 포함된 제1 발광영역(310a)에서는 적색 파장의 광이 방출되고, 제2 발광영역(310b)에서는 녹색 파장의 광이 방출되며, 제3 발광영역(310c)은 청색 파장의 광이 방출되고, 제4 발광영역(310d)은 백색 파장의 광이 방출될 수 있다.The
발광부(300)는 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)를 포함한다. 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 발광을 제어할 수 있다. 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)과 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 하나의 구동부(350a)가 하나의 발광영역(310a)의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 제1 발광영역(310a)의 구동을 제어하기 위한 제1 구동부(350a), 제2 발광영역(310b)의 구동을 제어하기 위한 제2 구동부(350b), 제3 발광영역(310c)의 구동을 제어하기 위한 제3 구동부(350c), 및 제4 발광영역(310d)의 구동을 제어하기 위한 제4 구동부(350d)를 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 구동부의 개수는 2개 또는 3개일 수도 있고, 5개 이상일 수 있다.The
다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d) 각각은 TFT(Thin film Transistor)을 포함하는 반도체 구동회로일 수 있다. 상기 TFT는 인접한 발광셀(310)과 전기적으로 연결되고, 외부 제어 신호에 따라 상기 인접한 발광셀(310)의 구동을 제어할 수 있다.Each of the plurality of driving
제1 구동부(350a) 내지 제4 구동부(350d)는 기판(100) 상에 배치되고, 발광셀(310)와 인접하여 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 구동부(350a)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제1 발광영역(310a)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제2 구동부(350b)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제2 발광영역(310b)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제3 구동부(350c)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제3 발광영역(310c)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 그리고 제4 구동부(350d)는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 발광셀(310)의 제4 발광영역(310d)의 일측에 인접하여 배치될 수 있다.The
다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)는 기판(100)의 상면(110) 상에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 여기서, 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d)의 어레이 형태는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 어레이 형태와 대응될 수 있다.The plurality of driving
발광셀(310)의 구체적인 적층구조를 설명한다. 도 3 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 배치된 버퍼층(306), 버퍼층(306) 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층(301), 제1 도전형 반도체층(301) 상의 일 평면 상에 서로 이격되고 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층(302a, 302b), 각각의 활성층(302a, 302b) 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(303a, 303b), 및 각각의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 상에 배치된 다수의 파장 변환층(304a, 304b)을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 활성층(302a, 302b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다. 또한, 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)의 개수도 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다. The specific lamination structure of the
버퍼층(306)은 기판(100)과 제1 도전형 반도체층(301) 사이에 배치될 수 있다. 버퍼층(306)은 단일층일 수도 있고, 다수의 층으로 구성될 수도 있다.The
버퍼층(306)은 실리콘(Si), 갈륨(Ga) 및 질화갈륨(GaN) 등일 수 있다. 버퍼층(306)은 ALD(Atomic Layer Deposition) 혹은 ALE(Atomic Layer Epitaxy) 등으로 기판(100)의 상면(110)에 증착될 수 있다. 버퍼층(306)이 다수의 층으로 구성된 경우, 각 버퍼층의 재질은 모두 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 또한, 버퍼층(306)이 다수의 층으로 구성된 경우, 버퍼층(306)은 서로 다른 재질의 2개 이상의 버퍼층이 반복적으로 형성된 것일 수도 있다.The
버퍼층(306)은 결정화된 것일 수 있다. 버퍼층(306)은 급속 열 처리 혹은 플라즈마 처리에 의해 결정화된 것일 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(301)은 버퍼층(306) 상에 배치될 수 있다. 발광셀(310)에 있어서, 제1 도전형 반도체층(301)은 하나로 구성될 수 있다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 발광셀(310)에서 제1 도전형 반도체층(301)은 둘 이상일 수 있고, 활성층 또는/및 제2 도전형 반도체층의 개수보다는 작은 개수로 구성될 수도 있다.The first conductivity
제1 도전형 반도체층(301)은 n형의 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성되는데, n형 불순물로 도핑된 질화물 반도체로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN, AlGaN, InGaN와 같은 질화물 반도체에 Si, Ge, Se, Te 또는 C 등과 같은 불순물이 도핑된다. 제1 도전형 반도체층(301)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다.The first conductivity-
별도의 도면으로 도시되지 않았지만, 제1 도전형 반도체층(301)은 전류확산층 또는 오믹층을 더 포함할 수 있다. 전류확산층은 전극을 통해 주입된 전류를 확산시키는 역할을 할 수 있고, 오믹층은 전극과의 오믹컨택을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다.Although not illustrated in a separate drawing, the first conductivity
제1 도전형 반도체층(301) 상에 다수의 활성층(302a, 302b)이 배치될 수 있다. 다수의 활성층(302a, 302b)은 제1 도전형 반도체층(301)의 상면에 서로 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 여기서, 다수의 활성층(302a, 302b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응될 수 있다. 즉, 제1 발광영역(310a) 아래에 제1 활성층(302a)이 배치되고, 제2 발광영역(310b) 아래에 제2 활성층(302b)이 배치되고, 제3 발광영역(310c) 아래에 제3 활성층(미도시)이 배치되고, 제4 발광영역(310d) 아래에 제4 활성층(미도시)가 배치될 수 있다.A plurality of
다수의 활성층(302a, 302b)은 서로 떨어져 배치되지만, 동일한 물질과 구조를 가질 수 있다. 따라서, 다수의 활성층(302a, 302b)에서 방출되는 광들의 특정 파장은 동일할 수 있다. 예를 들어, 다수의 활성층(302a, 302b)에서는 청색 파장의 광이 방출될 수 있다. 그러나 이에 한정하는 것은 아니며, 다수의 활성층(302a, 302b)에서는 녹색 파장의 광, 적색 파장의 광, 백색 파장의 광 및 자외선 파장의 광 중 어느 하나가 방출될 수도 있다. The plurality of
각 활성층(302a, 302b)은 제1 도전형 반도체층(301)을 통해서 주입되는 전자(또는 정공)와 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)을 통해서 주입되는 정공(또는 전자)이 서로 만나서, 활성층(302a, 302b)의 형성 물질에 따른 밴드 갭(Band Gap) 차이에 의해서 빛을 방출한다.In each of the
각 활성층(302a, 302b)은 단일 우물, 단일 양자우물, 다중 우물, 다중 양자우물 구조(MQW: Multi Quantum Well), 양자 선(Quantum-Wire) 구조, 또는 양자 점(Quantum Dot) 구조 중 적어도 하나로 형성될 수 있다.Each
각 활성층(302a, 302b)은 화합물 반도체로 구현될 수 있다. 활성층(130)은 예로서 II족-VI족 및 III족-V족 화합물 반도체 중에서 적어도 하나로 구현될 수 있다.Each
각 활성층(302a, 302b)은 교대로 배치된 복수의 우물층과 복수의 장벽층을 포함하며, 우물층/장벽층의 쌍(pair)은 2~30주기로 형성될 수 있다. 우물층/장벽층의 주기는 예를 들어, AlInGaP/AlInGaP, InGaN/GaN, GaN/AlGaN, AlGaN/AlGaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, 또는 InP/GaAs의 쌍 중 적어도 하나를 포함한다. 우물층은 InxAlyGa1 -x- yP (0<x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 배치될 수 있다. 장벽층은 InxAlyGa1-x-yP (0≤x≤1, 0=y≤1, 0≤x+y<1)의 조성식을 갖는 반도체 재료로 형성될 수 있다. Each
다수의 활성층(302a, 302b) 각각 상에 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)이 배치될 수 있다. 발광셀(310) 내에서 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)도 다수를 구성된다. 하나의 활성층(302a, 302b) 상에 하나의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)이 배치될 수 있다. 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)는 활성층(302a, 302b)의 상면에 배치되고, 다수의 활성층(302a, 302b)과 마찬가지로 서로 소정 간격 떨어져 배치될 수 있다. 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d) 아래에는 하나의 제2 도전형 반도체층과 하나의 활성층이 배치된다. The second conductivity
각 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 p형 AlxInyGa1 -x- yN(0≤x,y,x+y≤1)으로 형성되는데, p형 불순물로 도핑된 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, GaN, AlGaN, InGaN과 같은 질화물 반도체에 Mg, Zn 또는 Be 등과 같은 불순물가 도핑된다.Each of the second conductivity-
각 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 단층 또는 다층으로 배치될 수 있다. 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 서로 다른 적어도 두 층이 교대로 배치된 초격자 구조로 형성될 수 있다.Each of the second conductivity
별도의 도면으로 도시되지 않았지만, 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)은 전류확산층 또는 오믹층을 더 포함할 수 있다. 전류확산층은 전극을 통해 주입된 전류를 확산시키는 역할을 할 수 있고, 오믹층은 전극과의 오믹컨택을 용이하게 하는 역할을 할 수 있다.Although not illustrated in a separate drawing, the second conductivity
다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 각각 상에 파장 변환층(304a, 304b)이 배치될 수 있다. 따라서, 파장 변환층(304a, 304b)도 다수를 이룬다. 다수의 파장 변환층(304a, 304b)의 개수는 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수와 대응되거나 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수보다 작을 수 있다.
다수의 파장 변환층(304a, 304b) 각각의 상면은 각 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)과 대응될 수 있다. The upper surfaces of each of the plurality of
한편, 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d) 중 하나의 발광영역에는 파장 변환층이 없을 수도 있다. 예를 들어, 다수의 활성층(302a, 302b)에서 방출되는 광의 파장이 청색 파장인 경우, 제1 파장변환층(304a)은 제1 활성층(302a)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 적색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장변환층(304b)는 제2 활성층(302b)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있고, 제4 파장변환층(미도시)은 제4 활성층(미도시)에서 방출되는 청색 파장의 광에 의해 백색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체와 녹색 형광체를 함께 가질 수 있다. 하지만, 제3 활성층(미도시) 상에는 파장 변환층이 배치되지 않을 수 있다. 따라서, 제3 발광영역(310c)에서는 제3 활성층(미도시)에서 방출되는 광이 그대로 방출된다.Meanwhile, a wavelength conversion layer may not be provided in one of the
한편, 경우에 따라서는 파장 변환층이 모든 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)에 형성될 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a)는 적색 파장의 광을 방출하기 위해 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있다. 제3 파장 변환층(미도시)은 노란색 파장의 광을 방출하기 위해 노란색 형광체를 가질 수 있다. 또한, 제4 파장 변환층(미도시)는 청색 파장의 광을 방출하기 위해 청색 형광체를 가질 수 있다. Meanwhile, in some cases, a wavelength conversion layer may be formed in all of the
또한, 경우에 따라서는, 제1 파장 변환층(304a)은 제1 적색 파장의 광을 방출하기 위해 제1 적색 형광체를 가질 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 제2 적색 파장의 광을 방출하기 위해 제2 적색 형광체를 가질 수 있고, 제3 파장변환층(미도시)는 녹색 파장의 광을 방출하기 위해 녹색 형광체를 가질 수 있고, 제4 파장변환층(미도시)은 청색 파장의 광을 방출하기 위해 청색 형광체를 가질 수 있다.Also, in some cases, the first
다수의 파장변환층(304a, 304b)은 퀀텀닷(Quantum Dot) 형광체 또는 야그(YAG) 형광체를 포함할 수 있다. The plurality of
퀀텀닷 형광체는 적색 파장의 광을 방출하는 적색 퀀텀닷 형광체, 녹색 파장의 광을 방출하는 녹색 퀀텀닷 형광체, 청색 파장의 광을 방출하는 청색 퀀텀닷 형광체를 포함할 수 있다. 각 파장 변환층(304a, 304b)에 포함되는 퀀텀닷 형광체는 해당 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)에서 방출되는 광의 파장에 따라 결정될 수 있다. 야그(YAG) 형광체도 마찬가지이다.The quantum dot phosphor may include a red quantum dot phosphor emitting red wavelength light, a green quantum dot phosphor emitting green wavelength light, and a blue quantum dot phosphor emitting blue wavelength light. The quantum dot phosphors included in each of the
발광부(300)는 보호층(encapsulation, 305)를 더 포함할 수 있다. 보호층(305)는 발광셀(310)을 봉지하여 외부 이물질이나 충격으로부터 발광셀(310)을 보호할 수 있다. 여기서, 보호층(305)는 실리콘 혹은 에폭시일 수 있다.The
보호층(305)은 서로 소정 간격 이격된 다수의 활성층(302a, 302b) 사이사이 및 서로 소정 간격 이격된 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b) 사이사이에 배치될 수 있다. 또한, 보호층(305)은 다수의 구동부(350a, 350b, 350c, 350d) 사이에 배치될 수 있다.The
도 5 내지 도 12는 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정도들이다.5 to 12 are process diagrams for describing a method of manufacturing a display device according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 1 to 4.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 기판(100) 상에 버퍼층(306) 형성한다. 버퍼층(306)을 형성시키면, 기판(100)과 제1 도전형 반도체층(301) 사이의 격자불일치를 완화할 수 있다.5 to 7, a
구체적으로, 도 5에 도시된 바와 같이, 기판(100)의 상면(110)의 소정 영역에 제1 버퍼물질층(306n)을 형성한다. 여기서, 제1 버퍼물질층(306n)은 비정질의 실리콘일 수 있다.Specifically, as illustrated in FIG. 5, the first
제1 버퍼물질층(306n)을 형성한 후, 도 6에 도시된 바와 같이, 제1 버퍼물질층(306n)을 결정화하여 표면이 결정화된 제1 버퍼층(306n')을 형성한다. 제1 버퍼물질층(306n)을 결정화하는 방법으로는 예를 들어 급속 열 처리(RTP, Rapid Thermal Processing)가 있다. 또한, 제1 버퍼물질층(306n)을 결정화하는 방법으로 플라즈마 처리도 있다.After forming the first
급속 열 처리(RTP)는 짧은 시간동안에 열을 가하여 poly-Si 결정화를 만드는 방법으로 기판(100)을 유리(grass) 재질의 기판으로 사용할 수 있다. 급속 열 처리(RTP)는 짧은 시간동안에 고온의 열을 가하기 때문에, 유리 재질의 기판(100)에 휘는 현상이 생길 수 있지만, 짧은 공정시간과 낮은 비용 등의 장점이 있다. RTP를 이용하여 유리 기판(100)의 상면에 형성된 제1 버퍼물질층(306n)을 결정화하는 방법의 구체적인 일 예시가 PECVD 방법으로 제조된 비정질 Si 박막의 RTP를 이용한 결정화 연구 논문(심찬호외 5인, 대한전기학회 제36회 하계학술대회, 2005. 7, 2052p)에 개시되어 있다.Rapid heat treatment (RTP) is a method of making poly-Si crystallization by applying heat in a short period of time, and the
한편, 플라즈마 처리는, 플라즈마 내의 전자를 제1 버퍼물질층(306n)인 비정질 실리콘 층에 입사시켜 수 십초 이내에 결정화에 필요한 온도로 상승시켜 결정화하는 방법이다.On the other hand, plasma treatment is a method of crystallizing electrons in the plasma by injecting them into the amorphous silicon layer, which is the first
제1 버퍼층(306n')을 형성한 후, 소정 개수의 버퍼층을 형성하여 다층구조의 버퍼층(306)을 형성한다. 여기서, 제1 버퍼층(306n') 상에 형성되는 추가의 버퍼층의 개수는 2개 이상일 수 있다. 형성되는 각 버퍼층은 앞서 도 6에 도시된 바와 같은 결정화 방법으로 반복하여 형성될 수 있다.After forming the
버퍼층(306)을 형성한 후, 도 8에 도시된 바와 같이, 버퍼층(306) 상에 발광구조물(300')을 형성한다. 여기서, 발광구조물(300')는 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 포함할 수 있다. 여기서, 발광구조물(300')은 에피(EPI) 또는 에피텍셜층(Epitaxial layer)으로 명명될 수도 있다.After the
구체적으로, 버퍼층(306)의 상면에 순차적으로 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 형성한다. 구체적으로, 버퍼층(306)의 상면에 제1 도전형 반도체층(301), 활성층(302') 및 제2 도전형 반도체층(303')을 순차적으로 성장시킨다.Specifically, the first conductivity
한편, 버퍼층(306) 상에 발광구조물(300')를 형성한 후, 발광구조물(300')을 육면체로 가공할 수 있다. 발광구조물(300')을 다이싱(dicing)하여 육면체로 가공할 수 있다. 이 때, 버퍼층(306)도 발광구조물(300')과 함께 다이싱될 수 있다.Meanwhile, after the
도 5 내지 도 8에 도시된 공정들을 반복하여 기판(100)의 상면(110)에 다수의 버퍼층(306)과 발광구조물(300')을 형성할 수 있다. 구체적으로 도 1에 도시된 바와 같이 기판(100)의 상면(110)에 다수의 발광부(300)가 어레이 형태로 배열된 것과 대응되도록 다수의 버퍼층(306)과 발광구조물(300')을 기판(100)의 상면(110)에 형성할 수 있다. 여기서, 하나의 버퍼층(306)과 발광구조물(300')은 도 1에 도시된 하나의 발광부(300)의 발광셀(310)의 위치에 대응될 수 있고, 둘 이상의 발광셀(310)의 위치에 대응될 수도 있다. 예를 들어, 하나의 버퍼층(306)과 발광구조물(300')는 2개 이상의 발광셀(310)을 형성할 수 있다.A plurality of buffer layers 306 and a
버퍼층(306) 상에 발광구조물(300')을 형성한 후, 도 9 및 도 10에 도시된 바와 같이, 발광구조물(300')을 다수의 셀(310a', 310b')로 분리한다. 발광구조물(300')을 다수의 셀(310a', 310b')로 분리하는 방법으로는 대표적으로 반도체 건식 식각(Full Dry Etch)이 있다. 구체적으로, 도 9를 참조하면, 발광구조물(300')에서, 제2 도전형 반도체층(303')과 활성층(302')을 도 2에 도시된 다수의 발광영역(310a, 310b, 310c, 310d)의 개수에 맞게 분리하여 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)과 다수의 활성층(302a, 302b)을 형성할 수 있다. 여기서, 각 셀(310a')은 하나의 활성층(302a)과 하나의 제2 도전형 반도체층(303a)을 포함한다.After forming the light emitting structure 300 'on the
여기서, 제1 도전형 반도체층(301)은, 도 9에 도시된 바와 같이, 잘리지 않고 소정의 흠집도 없는 것처럼 도시되어 있지만, 발광구조물(300')를 분리하는 과정 즉, 제2 도전형 반도체층(303')과 활성층(302')이 각각 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)와 다수의 활성층(302a, 302b)으로 분리되는 과정에서 제1 도전형 반도체층(301)의 상부에 소정의 흠집, 예를 들어 소정의 트렌치가 형성될 수도 있다. Here, the first conductive
발광구조물(300')를 분리하여 다수의 셀(310a', 310b')을 형성한 후, 도 10에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 다수의 구동부(350a, 350b)를 형성한다. 구체적으로 다수의 구동부(350a, 350b)를 기판(100)의 상면(110) 상의 다수의 셀(310a', 310b') 주위에 인접하여 형성한다. After forming the plurality of
기판(100) 상에 다수의 구동부(350a, 350b)를 형성한 후, 도 11에 도시된 바와 같이, 다수의 셀(310a', 310b') 각각 상에 파장 변환층(304a, 304b)을 형성한다. 구체적으로, 다수의 셀(310a', 310b') 중 제1 셀(310a') 상에 제1 파장변환층(304a)을 형성하고, 제2 셀(310b') 상에 제2 파장 변환층(304b)를 형성한다. 도면에 도시되지 않았지만 분리된 다른 셀이 있다면, 상기 다른 셀 상에 제1 및 제2 파장 변환층(304a, 304b)과 다른 파장 변환층을 형성할 수 있다.After forming the plurality of driving
다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 서로 다른 파장의 광을 방출한다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a)는 적색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제2 파장 변환층(304b)는 녹색 파장의 광을 방출할 수 있다.The plurality of
다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 소정의 퀀텀닷을 가질 수 있다. 다수의 파장변환층(304a, 304b)은 퀀텀닷과 실리콘을 배합한 형광체액을 프린팅(printing) 또는 디스펜싱(dispensing) 방법으로 다수의 셀(310a', 310b') 상에 형성할 수 있다. 또한, 다수의 파장 변환층(304a, 304b)은 소정의 YAG 형광체를 가질 수 있다.The plurality of
여기서, 파장 변환층(304a, 304b)은 다수의 셀(310a', 310b') 중 임의의 셀(미도시) 상에는 형성되지 않을 수 있다. 예를 들어, 해당 셀(미도시)에서 방출되어야 하는 광의 파장이 해당 셀 내의 활성층에서 방출되는 광의 파장인 경우에는, 해당 셀(미도시) 상에는 파장 변환층(304a, 304b)이 형성되지 않을 수 있다. Here, the
한편, 도 11의 공정이 먼저 수행된 후, 도 10의 공정이 그 다음에 수행될 수도 있다.Meanwhile, the process of FIG. 11 may be performed first, followed by the process of FIG. 10.
다수의 셀(310a', 310b') 상에 다수의 파장 변환층(304a, 304b)을 형성한 후, 도 12에 도시된 바와 같이, 다수의 셀(310a', 310b')과 다수의 파장 변환층(304a, 304b)를 보호층(305)으로 덮는 캡슐화 공정을 수행한다. 이 때 보호층(305)을 다수의 구동부(350a, 350b) 사이에 형성할 수 있다. 캡슐화 공정을 수행하여 도 1 내지 도 4에 도시된 본 발명의 실시 형태에 따른 디스플레이 장치를 제조할 수 있다.After forming the plurality of
앞서 살펴본 도 5 내지 도 12에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 디스플레이 패널용 기판(100) 상에 하나 또는 다수의 발광구조물(300')을 직접 형성한 후에, 다수의 셀(310a', 310b'), 다수의 구동부(350a, 350b) 및 다수의 파장 변환층(304a, 304b)이 형성되므로, 파장 변환층까지 구비된 LED를 하나하나 기판(100)에 직접 옮기는 픽앤플레이스(Pick & Place), 전사 및 솔더링(Soldering) 등의 공정이 불필요하다. 따라서, 수천 수만개의 픽셀을 갖는 디스플레이 장치의 제조 시간이 획기적으로 단축되는 이점이 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(301)을 공통층으로 이용하고, 다수의 활성층(302a, 302b)과 다수의 제2 도전형 반도체층(303a, 303b)의 재질과 구조가 서로 동일하기 때문에, 동일한 조건과 환경에서 구동이 가능하고, 신뢰성 있는 디스플레이 장치를 신속하게 제조할 수 있는 이점이 있다.The manufacturing method of the display device according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 to 12 shown above, after directly forming one or a plurality of light emitting
도 13은 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 평면도이고, 도 14는 도 13에 도시된 디스플레이 장치의 하나의 발광부(300'')의 확대도이고, 도 15는 도 14에 도시된 디스플레이 장치를 B-B'으로 자른 단면도이다.13 is a plan view of a display device according to another embodiment of the present invention, FIG. 14 is an enlarged view of one
도 13 내지 도 15를 참조하면, 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치는, 기판(100) 및 기판(100) 상에 배치된 다수의 발광부(300'')를 포함한다. 13 to 15, a display device according to another exemplary embodiment of the present invention includes a
기판(100)은 도 1에 도시된 기판(100)과 동일할 수 있다. 따라서, 구체적인 설명은 앞서 상술한 것으로 대체한다.The
다수의 발광부(300'')는 기판(100)의 상면에 어레이(array) 형태로 배열될 수 있다.The plurality of light emitting
다수의 발광부(300'') 각각은 하나의 픽셀(1 pixel)을 구성할 수 있다. 하나의 픽셀 즉, 하나의 발광부(300'')의 구체적은 구조를 도 14 내지 도 15를 참조하여 설명한다.Each of the plurality of light emitting
도 14 내지 도 15를 참조하면, 하나의 발광부(300'')는 발광셀(310'')과 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')를 포함할 수 있다.14 to 15, one
발광셀(310'')은 서로 다른 파장의 광을 방출하는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')을 갖는다.The
다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')은 제1 발광영역(310a''), 제2 발광영역(310b''), 및 제3 발광영역(310c'')을 포함할 수 있다. 여기서, 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 개수가 도면에 도시된 바와 같이 3개로 한정되는 것은 아니다. 경우에 따라서는 다수의 발광영역은 5개 이상일 수도 있다.The plurality of
다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')은 일렬로 기판(100)의 상면(110)에 배열될 수 있다.The plurality of
발광셀(310'')은 다양한 색상의 광을 방출할 수 있다. 구체적으로, 발광셀(310'')에 포함된 제1 발광영역(310a'')에서는 적색 파장의 광이 방출되고, 제2 발광영역(310b'')에서는 녹색 파장의 광이 방출되며, 제3 발광영역(310c'')은 청색 파장의 광이 방출될 수 있다.The
발광부(300'')는 다수의 구동부(350a', 350b', 350c')를 포함한다. 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 발광을 제어할 수 있다. 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')과 일대일로 대응될 수 있다. 즉, 하나의 구동부(350a'')가 하나의 발광셀(310a'')의 구동을 제어할 수 있다. 구체적으로, 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 제1 발광영역(310a'')의 구동을 제어하기 위한 제1 구동부(350a''), 제2 발광영역(310b'')의 구동을 제어하기 위한 제2 구동부(350b''), 제3 발광영역(310c'')의 구동을 제어하기 위한 제3 구동부(350c'')를 포함할 수 있다. The
다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'') 각각은 TFT(Thin film Transistor)을 포함하는 구동회로일 수 있다. 상기 TFT는 인접한 발광셀(310'')과 전기적으로 연결되어 상기 인접한 발광셀(310'')의 구동을 제어할 수 있다.Each of the plurality of driving
제1 구동부(350a'') 내지 제3 구동부(350c'')는 기판(100) 상에 배치되고, 제1 발광셀(310'')과 인접하여 배치될 수 있다. 좀 더 구체적으로, 제1 구동부(350a'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제1 발광영역(310a'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제2 구동부(350b'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제2 발광영역(310b'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다. 제3 구동부(350c'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 배치되고, 제3 발광영역(310c'')의 일측에 인접하여 배치될 수 있다.The
다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')는 기판(100)의 상면(110) 상에 어레이 형태로 배열될 수 있다. 여기서, 다수의 구동부(350a'', 350b'', 350c'')의 어레이 형태는 다수의 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')의 어레이 형태와 대응될 수 있다.The plurality of driving
발광셀(310'')의 구체적인 적층구조를 설명한다. 도 14 내지 도 15에 도시된 바와 같이, 기판(100) 상에 배치된 버퍼층(306''), 버퍼층(306'') 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층(301''), 제1 도전형 반도체층(301'') 상의 일 평명 상에 서로 이격되고 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c''), 각각의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 상에 배치된 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c''), 및 각각의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 상에 배치된 다수의 파장변환층(304a'', 304b'', 304c'')을 포함할 수 있다.The specific lamination structure of the
버퍼층(306'')은 기판(100)과 제1 도전형 반도체층(301'') 사이에 배치될 수 있다. 버퍼층(306'')은 단일층일 수도 있고, 다수의 층으로 구성될 수도 있다.The
버퍼층(306'')은 실리콘(Si), 갈륨(Ga) 및 질화갈륨(GaN) 등일 수 있다. 버퍼층(306'')은 ALD(Atomic Layer Deposition) 혹은 ALE(Atomic Layer Epitaxy) 등으로 기판(100)의 상면(110)에 증착될 수 있다. 버퍼층(306'')이 다수의 층으로 구성된 경우, 각 버퍼층의 재질은 모두 동일할 수도 있고, 서로 다를 수도 있다. 또한, 버퍼층(306'')이 다수의 층으로 구성된 경우, 버퍼층(306'')은 서로 다른 재질의 2개 이상의 버퍼층이 반복적으로 형성된 것일 수도 있다.The
버퍼층(306'')은 결정화된 것일 수 있다. 버퍼층(306'')은 급속 열 처리 혹은 플라즈마 처리에 의해 결정화된 것일 수 있다.The
제1 도전형 반도체층(301'')은 버퍼층(306'') 상에 배치될 수 있다. The first conductivity
발광셀(310'')에 있어서, 제1 도전형 반도체층(301'')은 하나로 구성된다. 하지만 이에 한정하는 것은 아니며, 경우에 따라 발광셀(310'')에서 제1 도전형 반도체층(301'')은 둘 이상일 수 있고, 활성층 또는/및 제2 도전형 반도체층의 개수보다는 작은 개수로 구성될 수도 있다.In the
제1 도전형 반도체층(301''), 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 및 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'')의 재질과 구조는 도 1에서 설명한 것으로 대체한다.First conductivity type semiconductor layer 301 '', multiple
다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'')은 제1 도전형 반도체층(301'') 상에 배치되고, 서로 인접하는 활성층과 소정 간격 떨어져 배치된다. 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 각각 상에 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'')가 배치된다. 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 서로 인접한 제2 도전형 반도체층과 소정 간격 떨어져 배치된다. The plurality of
다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 각각 상에 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')이 배치된다. 다수의 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')은 서로 다른 파장의 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 제1 파장 변환층(304a'')는 적색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제2 파장 변환층(304b'')는 녹색 파장의 광을 방출할 수 있고, 제3 파장변환층(304c'')는 청색 파장의 광을 방출할 수 있다.The
여기서, 제3 발광영역(310c'')에서 방출되어야 하는 광의 파장이 제3 활성층(302c'')에서 방출되는 광의 파장이 동일한 경우에 제2 도전형 반도체층(303c'') 상에는 제3 파장 변환층(304c'')이 배치되지 않을 수 있다.Here, when the wavelength of the light to be emitted from the
다수의 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')은 퀀텀닷(Quantum Dot) 형광체 또는 YAG 형광체를 포함할 수 있다. 퀀텀닷 형광체는 적색 파장의 광을 방출하는 적색 퀀텀닷 형광체, 녹색 파장의 광을 방출하는 녹색 퀀텀닷 형광체, 청색 파장의 광을 방출하는 청색 퀀텀닷 형광체를 포함할 수 있다. 각 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')에 포함되는 퀀텀닷 형광체는 해당 파장 변환층(304a'', 304b'', 304c'')이 포함된 발광영역(310a'', 310b'', 310c'')이 발광하는 광의 파장에 따라 결정될 수 있다.The plurality of
발광부(300'')는 보호층(encapsulation, 305'')을 더 포함할 수 있다. 보호층(305'')는 발광셀(310'')을 밀봉하여 외부 이물질이나 충격으로부터 발광셀(310'')을 보호할 수 있다.The
보호층(305'')은 다수의 활성층(302a'', 302b'', 302c'') 사이 및 다수의 제2 도전형 반도체층(303a'', 303b'', 303c'') 사이에 배치될 수 있다. The protective layer 305 '' is disposed between the plurality of
도 13 내지 도 15에 도시된 본 발명의 다른 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 도 5 내지 도 12에 도시된 본 발명의 일 실시 형태에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 이용하여 제조할 수 있다.The manufacturing method of the display device according to another embodiment of the present invention shown in FIGS. 13 to 15 may be manufactured using the manufacturing method of the display device according to an embodiment of the present invention shown in FIGS. 5 to 12. have.
이상에서 실시 형태들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시 형태에 포함되며, 반드시 하나의 실시 형태에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시 형태에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시 형태들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시 형태들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.Features, structures, effects, etc. described in the above embodiments are included in at least one embodiment of the present invention, and are not necessarily limited to only one embodiment. Furthermore, the features, structures, effects, and the like exemplified in each embodiment may be combined or modified for other embodiments by a person having ordinary knowledge in the field to which the embodiments belong. Therefore, the contents related to such combinations and modifications should be interpreted as being included in the scope of the present invention.
또한, 이상에서 실시 형태를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시 형태의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시 형태에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.In addition, although the embodiments have been mainly described above, these are merely examples and do not limit the present invention, and those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains have the above in scope without departing from the essential characteristics of the present embodiment. It will be appreciated that various modifications and applications not illustrated are possible. For example, each component specifically shown in the embodiment can be implemented by modification. And differences related to these modifications and applications should be construed as being included in the scope of the invention defined in the appended claims.
100: 기판
300, 300'': 발광부
310, 310'': 발광셀
306, 306'': 버퍼층
300': 발광구조물100: substrate
300, 300 '': light emitting part
310, 310 '': light emitting cell
306, 306 '': buffer layer
300 ': light emitting structure
Claims (18)
상기 다수의 발광부 각각은, 상기 기판 상에 배치되고 서로 다른 파장의 광을 방출하는 발광셀; 및 상기 발광셀의 일측에 소정 간격으로 이격되어 배치되고 상기 발광셀을 전기적으로 구동시키며, TFT(Thin Film Transistor)를 포함하는 반도체 구동회로로 이루어진 구동부;를 포함하고,
상기 다수의 발광부 및 상기 구동부는 상기 디스플레이 패널용 기판 상면의 동일 평면상에 배치되고,
상기 발광셀은,
상기 기판 상에 배치된 버퍼층;
상기 버퍼층 상에 공통층으로 배치된 제1 도전형 반도체층;
상기 제1 도전형 반도체층 상의 일 평면 상에 서로 이격되고, 특정 파장의 광을 방출하는 다수의 활성층;
상기 다수의 활성층 각각 상에 배치된 제2 도전형 반도체층; 및
상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치된 파장 변환층;을 포함하는,
디스플레이 장치. A substrate for a display panel; And a plurality of light emitting units arranged in an array form on the substrate.
Each of the plurality of light emitting units includes a light emitting cell disposed on the substrate and emitting light of different wavelengths; It includes; and a driving unit consisting of a semiconductor driving circuit including a thin film transistor (TFT) that is disposed spaced apart at a predetermined interval on one side of the light emitting cell and electrically drives the light emitting cell.
The plurality of light emitting units and the driving unit are disposed on the same plane of the upper surface of the substrate for the display panel,
The light emitting cell,
A buffer layer disposed on the substrate;
A first conductivity type semiconductor layer disposed as a common layer on the buffer layer;
A plurality of active layers spaced from each other on one plane on the first conductive semiconductor layer and emitting light of a specific wavelength;
A second conductivity type semiconductor layer disposed on each of the plurality of active layers; And
A wavelength conversion layer disposed on the second conductivity type semiconductor layer; including,
Display device.
상기 기판은 유리 기판, 플렉서블 필름, 금속 PCB 및 세라믹 PCB 중 어느 하나이고,
상기 다수의 활성층은, 청색 파장의 광 또는 자외선 파장의 광을 방출하고,
상기 발광셀의 크기는 5 ~ 200μm인, 디스플레이 장치.According to claim 1,
The substrate is any one of a glass substrate, a flexible film, a metal PCB and a ceramic PCB,
The plurality of active layers emit blue light or ultraviolet light,
The size of the light emitting cell is 5 ~ 200μm, a display device.
상기 버퍼층은 다층 구조를 갖고,
상기 버퍼층은 표면이 결정화된, 디스플레이 장치.According to claim 1,
The buffer layer has a multi-layer structure,
The buffer layer has a crystallized surface, a display device.
상기 발광셀은, 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역, 청색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역 및 백색 파장의 광을 방출하는 제4 발광영역을 포함하거나,
상기 발광셀은, 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역 및 청색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역을 포함하거나,
상기 발광셀은, 제1 적색 파장의 광을 방출하는 제1 발광영역, 제2 적색 파장의 광을 방출하는 제2 발광영역, 녹색 파장의 광을 방출하는 제3 발광영역 및 청색 파장의 광을 방출하는 제4 발광영역을 포함하는, 디스플레이 장치.According to claim 1,
The light emitting cell includes a first light emitting region emitting red wavelength light, a second light emitting region emitting green wavelength light, a third light emitting region emitting blue wavelength light and a fourth light emitting white wavelength light A light emitting region,
The light emitting cell may include a first emission region emitting red wavelength light, a second emission region emitting green wavelength light, and a third emission region emitting blue wavelength light,
The light emitting cell may include a first emission region emitting light of a first red wavelength, a second emission region emitting light of a second red wavelength, a third emission region emitting light of a green wavelength, and light of a blue wavelength. A display device comprising a fourth emitting area emitting.
상기 파장 변환층은 상기 다수의 발광영역 중 하나 이상의 발광영역 내의 상기 제2 도전형 반도체층 상에 배치되지 않고,
상기 파장 변환층은 퀀텀닷 형광체 또는 YAG 형광체를 포함하는, 디스플레이 장치.According to claim 1,
The wavelength conversion layer is not disposed on the second conductive type semiconductor layer in one or more light emitting regions of the plurality of light emitting regions,
The wavelength conversion layer comprises a quantum dot phosphor or YAG phosphor, a display device.
상기 버퍼층 상에 발광구조물을 형성하는 발광구조물 형성 단계;
상기 발광구조물을 다수의 셀로 분리하는 분리 단계;
상기 디스플레이 패널용 기판 상의 상기 다수의 셀로 분리된 상기 발광구조물 일 측에 소정 간격으로 이격되고, 상기 다수의 셀 각각을 구동시키는, TFT(Thin Film Transistor)를 포함하는 반도체 구동회로로 이루어진 구동부를 형성하되, 상기 다수의 셀과 상기 구동부를 상기 디스플레이 패널용 기판 상면의 동일 평면상에 형성하는 구동부 형성 단계; 및
상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 파장 변환층을 형성하는 파장 변환층 형성 단계;
를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법. Forming a buffer layer directly on the display panel substrate;
Forming a light emitting structure on the buffer layer to form a light emitting structure;
A separation step of separating the light emitting structure into a plurality of cells;
A driving unit made of a semiconductor driving circuit including a thin film transistor (TFT) that is spaced apart at a predetermined interval and drives each of the plurality of cells on one side of the light emitting structure separated into the plurality of cells on the substrate for the display panel is formed. However, a driving unit forming step of forming the plurality of cells and the driving unit on the same plane of the upper surface of the substrate for the display panel; And
Forming a wavelength conversion layer on all or part of the plurality of cells;
A method of manufacturing a display device comprising a.
상기 분리 단계 전에, 상기 버퍼층 상에 형성된 상기 발광구조물을 복수의 육면체로 다이싱하여 복수의 단위 발광구조물을 형성하는 다이싱 단계를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
The dividing step of forming a plurality of unit light emitting structures by dicing the light emitting structure formed on the buffer layer into a plurality of cubes before the separation step, the manufacturing method of the display device.
상기 버퍼층 형성 단계는, 상기 기판의 상면에 버퍼물질층을 형성하고, 상기 버퍼물질층을 결정화하여 결정화된 상기 버퍼층을 형성하는 결정화 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법. The method of claim 11,
The forming of the buffer layer includes a crystallization step of forming a buffer material layer on an upper surface of the substrate and crystallizing the buffer material layer to form the crystallized buffer layer.
상기 버퍼층 형성 단계는, 상기 결정화된 버퍼층 상에 하나 이상의 결정화된 버퍼층을 추가로 형성하여 다층구조의 버퍼층을 형성하는 다층화 단계를 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.The method of claim 13,
The forming of the buffer layer includes a multi-layering step of further forming one or more crystallized buffer layers on the crystallized buffer layer to form a multi-layered buffer layer.
상기 분리 단계 전에, 상기 버퍼층 형성 단계와 발광구조물 형성 단계를 반복하여 상기 기판 상에 상기 버퍼층과 상기 발광구조물을 다수개 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
Before the separation step, the buffer layer forming step and the light emitting structure forming step are repeated to form a plurality of the buffer layer and the light emitting structure on the substrate.
상기 발광구조물은, 제1 도전형 반도체층, 상기 제1 도전형 반도체층 상에 배치된 활성층 및 상기 활성층 상에 배치된 제2 도전형 반도체층을 포함하고,
상기 분리 단계는, 상기 제2 도전형 반도체층과 상기 활성층을 상기 다수의 셀의 개수와 배열에 대응되도록 식각하여 분리하고,
상기 파장 변환층 형성 단계는, 퀀텀닷 형광체와 YAG 형광체 중 어느 하나와 실리콘을 배합한 형광체액을 프린팅(printing) 또는 디스펜싱(dispensing)하여 상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 상기 파장 변환층을 형성하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
The light emitting structure includes a first conductivity type semiconductor layer, an active layer disposed on the first conductivity type semiconductor layer, and a second conductivity type semiconductor layer disposed on the active layer,
In the separating step, the second conductive type semiconductor layer and the active layer are etched and separated to correspond to the number and arrangement of the plurality of cells,
In the forming of the wavelength conversion layer, the wavelength conversion layer is formed on all or part of the plurality of cells by printing or dispensing a phosphor solution containing silicon mixed with any one of the quantum dot phosphor and the YAG phosphor. A method of manufacturing a display device.
상기 파장 변환층 형성 단계는, 퀀텀닷 형광체와 YAG 형광체 중 어느 하나와 실리콘을 배합한 형광체액을 프린팅(printing) 또는 디스펜싱(dispensing)하여 상기 다수의 셀의 전부 또는 일부 상에 상기 파장 변환층을 형성하고,
상기 다수의 셀과 상기 파장 변환층을 보호부로 캡슐화하는 캡슐화 단계;를 더 포함하는, 디스플레이 장치의 제조 방법.The method of claim 11,
In the forming of the wavelength conversion layer, the wavelength conversion layer is formed on all or part of the plurality of cells by printing or dispensing a phosphor solution containing silicon mixed with any one of the quantum dot phosphor and the YAG phosphor. To form,
The encapsulation step of encapsulating the plurality of cells and the wavelength conversion layer as a protection unit; further comprising a method of manufacturing a display device.
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