KR102171697B1 - LED electrode assembly and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 LED 전극 어셈블리에 관한 것으로, 보다 상세하게는 LED 소자 정렬시 발생할 수 있는 전극의 손상 및 단락을 방지할 수 있는 LED 전극 어셈블리 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED electrode assembly, and more particularly, to an LED electrode assembly capable of preventing damage and short circuits of electrodes that may occur during alignment of LED devices, and a method of manufacturing the same.
Description
본 발명은 전극의 손상 또는 전기적 단락을 방지할 수 있는 LED 전극 어셈블리 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to an LED electrode assembly capable of preventing damage to an electrode or an electrical short circuit, and a method of manufacturing the same.
LED 디스플레이 등 LED를 활용한 전자기기를 실현하기 위해서 나노기술을 기반으로 한 bottom-up 방식이 연구되고 있다. 그러나 LED 소자의 전극 배선에 있어서 전극, LED 소자, 또 다른 전극을 bottom-up 방식으로 적층시켜 3차원 결합시킬 경우 LED 소자가 서로 다른 두 전극 사이에서 3차원으로 직립하여 전극에 결합해야 하며 이는 일반적인 크기의 LED 소자라면 가능할 수도 있으나, 나노 단위 크기의 LED 소자의 경우에는 전극 위에 3차원으로 직립시켜 결합시키기 어렵고, 일부는 누워있는 형태로 존재할 수 있어서 실장불량이 발생할 수 있다.In order to realize electronic devices using LEDs such as LED displays, a bottom-up method based on nanotechnology is being studied. However, in the case of three-dimensional bonding by stacking an electrode, an LED element, and another electrode in a bottom-up manner in the electrode wiring of an LED element, the LED element must be erected in three dimensions between two different electrodes and bonded to the electrode. It may be possible if the size of the LED device is possible, but in the case of the LED device of the nano-unit size, it is difficult to combine it by standing upright on the electrode in three dimensions, and some may exist in a lying form, which may cause mounting failure.
또한, LED 소자를 3차원으로 전극 위에 직립시킬 수 있다고 하더라도 서로 다른 전극에 LED 소자를 일대일로 결합시키기 어렵다는 문제점이 있고, 나아가 일대일로 결합시키더라도 단락 없이 전기적으로 연결되기는 더욱 어려운 문제점이 있다. 이러한 전기적 단락은 LED 소자의 활성층과 전극이 접촉하면 발생하며, 전원을 인가해도 발광되지 않음에 따라서 발광불량을 야기한다.In addition, even if the LED element can be erected on the electrode in three dimensions, there is a problem in that it is difficult to couple the LED elements to different electrodes one-to-one, and even if the LED element is coupled one-to-one, it is more difficult to electrically connect without short circuit. Such an electrical short occurs when the active layer of the LED device and the electrode come into contact with each other, and does not emit light even when power is applied, resulting in poor light emission.
위와 같은 LED 소자의 활성층이 전극에 닿을 때 발생하는 단락 문제를 해결하기 위해 LED 소자의 양끝단을 제외한 나머지 부분에 원자층 증착(Atomic layer deposition, ALD)법을 이용하여 절연피막을 코팅하는 기술이 특허문헌 1에 개시되었으며, 이러한 기술을 통해 전자기기의 발광불량을 최소화시킬 수 있었다. 그러나 LED 소자의 활성층을 절연피막으로 코팅할 경우 절연피막으로 인해 LED 소자를 빠져나가지 못하는 광이 발생함에 따라서 발광효율이 감소하는 문제점이 있다. 투명한 소재의 절연피막을 사용하면 발광효율의 감소를 최소화할 수 있으나 이를 통해서도 완전히 해소할 순 없다.In order to solve the short-circuit problem that occurs when the active layer of the LED device touches the electrode as above, a technology for coating an insulating film using the atomic layer deposition (ALD) method on the rest of the LED device except both ends It was disclosed in Patent Document 1, and through this technology, it was possible to minimize the light emission defect of the electronic device. However, when the active layer of the LED element is coated with an insulating film, there is a problem in that light emission efficiency decreases as light that cannot escape the LED element due to the insulating film is generated. Using an insulating film made of a transparent material can minimize the decrease in luminous efficiency, but it cannot be completely resolved through this.
한편, LED 소자들은 두 전극의 전위차에 의해 형성된 전기장의 유도에 의해 서로 다른 두 전극 사이에 자기 정렬될 수 있으며, 두 전극의 전위차가 클수록 더 많은 LED 소자들이 정렬될 수 있다. 그러나 LED 소자를 정렬할 때, 전위차가 형성된 두 전극 사이에 위치한 용매 및 도전성 불순물을 통해 두 전극 사이에 전류가 흐르면서 전극의 손상 및 전기적 단락이 발생할 수 있기 때문에 높은 전압에서 LED 소자를 정렬하기에는 어려운 문제점이 있다.Meanwhile, the LED elements may be self-aligned between two different electrodes by induction of an electric field formed by a potential difference between the two electrodes, and the larger the potential difference between the two electrodes, the more LED elements may be aligned. However, when aligning the LED elements, it is difficult to align the LED elements at high voltages as current flows between the two electrodes through a solvent and conductive impurities located between the two electrodes with a potential difference. There is this.
본 발명은 상기와 같은 점을 감안하여 안출한 것으로, LED 소자 정렬시 발생할 수 있는 전극의 손상 및 전기적 단락이 방지되고, 보다 향상된 휘도를 발현하는 LED 전극어셈블리 및 이의 제조 방법을 제공하는데 목적이 있다. The present invention has been conceived in consideration of the above points, and an object of the present invention is to provide an LED electrode assembly and a method of manufacturing the same, which prevents damage to electrodes and electrical shorts that may occur during alignment of LED elements, and expresses more improved luminance. .
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛을 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a backlight unit including the LED electrode assembly according to the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리 포함하는 램프를 제공하는데 또 다른 목적이 있다.In addition, the present invention has another object to provide a lamp including the LED electrode assembly according to the present invention.
상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 상기 제1 전극 및 제2 전극 상에 형성된 절연막, 상기 제1 전극 상부에 일단부가 위치하고, 상기 제2 전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬된 적어도 하나의 LED 소자 및 상기 LED 소자 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제3 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제4 전극을 포함하고, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은, 상기 LED 소자와 접촉하지 않되 상기 절연막과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1 부분 및 상기 제1 부분에 연결되고 상기 LED 소자의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2부분을 포함하며, 상기 LED 소자는 외면 중 일부는 상기 절연막과 접촉하고 다른 일부는 상기 절연막과 접촉하지 않는 LED 전극 어셈블리를 제공한다. In order to solve the above problems, the present invention extends in a first direction and is spaced apart in a second direction different from the first direction, a first electrode and a second electrode, an insulating film formed on the first electrode and the second electrode, At least one LED element in which one end is positioned above the first electrode and the other end is positioned above the second electrode, and at least a portion of a third electrode and the other end in contact with at least a portion of one end of each of the LED elements And a fourth electrode in contact with, wherein the third electrode and the fourth electrode do not contact the LED element, but are in contact with the insulating film, and are in the first portion and the first portion extending in the first direction. And a second portion connected to and in contact with at least a portion of both ends and an outer surface of the LED element, wherein a portion of the LED element is in contact with the insulating film and a portion of the LED electrode assembly not in contact with the insulating film. to provide.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 절연막은 1 nm 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the insulating layer may have a thickness of 1 nm to 100 μm.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 LED 소자의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the aspect ratio (Aspect ratio) of the LED device may be 1.2 to 100.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 LED 소자는 길이가 100 nm 내지 10 ㎛일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the LED device may have a length of 100 nm to 10 μm.
또한, 상술한 과제를 해결하기 위하여 본 발명은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막이 형성된 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 용액을 투입하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하여 상기 LED 소자가 상기 제1 전극 상부에 일단부가 위치하고, 제2 전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬하는 단계 및 상기 LED 소자 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제3 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제4 전극을 형성하는 단계;를 포함하고, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은, 상기 LED 소자와 접촉하지 않되 상기 절연막과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1 부분 및 상기 제1 부분에 연결되고 상기 LED 소자의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2 부분을 포함하며, 상기 LED 소자는 외면 중 일부는 상기 절연막과 접촉하고 다른 일부는 상기 절연막과 접촉하지 않는 LED 전극 어셈블리 제조 방법을 제공한다.In addition, in order to solve the above-described problem, the present invention extends in a first direction and is spaced apart in a second direction different from the first direction, and on the first electrode and the second electrode. Forming an insulating film on the first electrode and the second electrode on which the insulating film is formed, and supplying a solution containing at least one LED element to the first electrode and the second electrode to apply power to the LED Aligning the device so that one end is positioned above the first electrode and the other end is positioned above the second electrode, and a third electrode in contact with at least a portion of one end of each of the LED elements and at least a portion of the other end thereof. Forming a fourth electrode; Including, wherein the third electrode and the fourth electrode are in contact with the insulating film without contacting the LED element, the first portion extending in the first direction and the first An LED electrode connected to a portion and comprising a second portion in contact with at least a portion of both ends and an outer surface of the LED element, wherein a portion of the LED element is in contact with the insulating layer and a portion of the LED element does not contact the insulating layer Provides an assembly manufacturing method.
본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 LED 소자를 정렬하는 단계에서 인가된 전원은 전압이 0.1 내지 2000 V일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the power applied in the step of aligning the LED elements may have a voltage of 0.1 to 2000 V.
또한 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 전원의 주파수는 10 Hz 내지 100 GHz일 수 있다.In addition, according to an embodiment of the present invention, the frequency of the power source may be 10 Hz to 100 GHz.
한편, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극 어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛을 제공한다.On the other hand, the present invention provides a backlight unit including the LED electrode assembly according to the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극 어셈블리를 포함하는 램프를 제공한다.In addition, the present invention provides a lamp comprising the LED electrode assembly according to the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극 어셈블리를 포함하는 풀-컬러 LED 디스플레이를 제공한다.In addition, the present invention provides a full-color LED display comprising the LED electrode assembly according to the present invention.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극 어셈블리; 및 색변환층;을 포함하는 컬러-바이-블루(Color-by-blue) LED 디스플레이를 제공한다.In addition, the present invention LED electrode assembly according to the present invention; It provides a color-by-blue (Color-by-blue) LED display including; and a color conversion layer.
본 발명에 의하면, LED 소자 정렬시 발생할 수 있는 전극의 손상 및 전기적 단락을 방지하여 휘도가 우수한 LED 전극어셈블리를 구현할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리는 각종 조명, 디스플레이 등의 전자기기를 비롯하여 산업전반에 널리 응용될 수 있다.According to the present invention, it is possible to implement an LED electrode assembly having excellent luminance by preventing damage to an electrode and an electrical short that may occur during alignment of LED devices. In addition, the LED electrode assembly according to the present invention can be widely applied to the entire industry, including electronic devices such as various lighting and displays.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리에 대한 도면으로써, 도 1(a)는 LED 전극어셈블리의 사시도이고, 도 1(b)는 도 1(a)의 X-X' 경계선에 따른 수직단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 포함되는 LED 소자의 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조공정 중 구동전극을 형성하기 전까지의 공정 모식도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조공정 중 구동전극을 형성하는 공정 모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조공정 중 구동전극을 형성하는 다른 방법에 따른 공정 모식도이다.
도 6은 실시예1에 따른 LED 전극어셈블리의 광학현미경 사진이다.
도 7은 실시예2에 따른 LED 전극어셈블리의 광학현미경 사진이다.
도 8은 실시예3에 따른 LED 전극어셈블리의 광학현미경 사진이다.
도 9은 비교예1에 따른 LED 전극어셈블리의 광학현미경 사진이다.
도 10은 비교예2에 따른 LED 전극어셈블리의 광학현미경 사진이다.1 is a view of the LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention, FIG. 1(a) is a perspective view of the LED electrode assembly, and FIG. 1(b) is a vertical line along the boundary line XX′ of FIG. 1(a). It is a cross-sectional view.
2 is a perspective view of an LED device included in an embodiment of the present invention.
3 is a schematic diagram of a process before forming a driving electrode during a manufacturing process of an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
4 is a schematic diagram of a process of forming a driving electrode during a manufacturing process of an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
5 is a schematic diagram of a process according to another method of forming a driving electrode during a manufacturing process of an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
6 is an optical microscope photograph of the LED electrode assembly according to Example 1.
7 is an optical microscope photograph of the LED electrode assembly according to Example 2.
8 is an optical microscope photograph of the LED electrode assembly according to Example 3.
9 is an optical microscope photograph of the LED electrode assembly according to Comparative Example 1.
10 is an optical microscope photograph of the LED electrode assembly according to Comparative Example 2.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings so that those of ordinary skill in the art can easily implement the present invention. The present invention may be implemented in various different forms, and is not limited to the embodiments described herein.
LED 소자 정렬시 실장전극 사이에 위치되는 용매 또는 도전성 불순물에 의해 전위차가 형성되어 두 실장전극 사이에 전류가 흐르면서 전기적 단락 또는 전극의 손상이 발생할 수 있다. When the LED elements are aligned, a potential difference is formed by a solvent or conductive impurity located between the mounting electrodes, and an electric short or damage to the electrode may occur as a current flows between the two mounting electrodes.
본 발명은 상술한 문제를 해결하기 위해 제1 실장전극(또는, 제1 전극)과 제2 실장전극(또는, 제2 전극)의 노출된 외부면 상에 절연막을 형성시킴으로써 LED 소자를 정렬시킬 때 발생하는 용매 또는 도전성 불순물에 의한 전극의 전기적 단락 및 손상을 사전에 방지할 수 있다. 다만, 절연막이 형성된 제1 실장전극과 제2 실장전극은 LED 소자와 직접적으로 접촉할 수 없기 때문에, LED 소자와 접촉하는 제1 구동전극(또는, 제3 전극)과 제2 구동전극(또는, 제4 전극)을 형성함으로써 구동이 가능한 LED 전극 어셈블리를 제조할 수 있다.In order to solve the above-described problem, the present invention forms an insulating film on the exposed outer surfaces of the first mounting electrode (or the first electrode) and the second mounting electrode (or the second electrode) to align the LED devices. Electrical short circuit and damage of the electrode by the solvent or conductive impurities generated can be prevented in advance. However, since the first mounting electrode and the second mounting electrode on which the insulating film is formed cannot directly contact the LED device, the first driving electrode (or the third electrode) and the second driving electrode (or, The LED electrode assembly capable of driving can be manufactured by forming the fourth electrode).
이하, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극 어셈블리에 대해 설명한다.Hereinafter, an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention will be described.
도 1(a)를 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 LED 전극 어셈블리(100)는 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1실장전극(121, 또는 제1 전극) 및 제2실장전극(122, 또는 제2 전극), 상기 제1실장전극(121) 및 제2실장전극(122) 상에 형성된 절연막(130), 상기 제1실장전극(121) 상부에 일단부가 위치하고, 제2실장전극(122) 상부에 타단부가 위치하도록 정렬된 적어도 하나의 LED 소자(140), 및 상기 LED 소자(140) 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제1구동전극(151, 또는 제3 전극) 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제2구동전극(152, 또는 제4 전극)을 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1(a), the
먼저, 상기 제1실장전극(121)과 상기 제2실장전극(122)은 기판(110) 상에 형성될 수 있다.First, the
상기 기판(110)으로서 바람직하게는 유리기판, 수정기판, 사파이어 기판, 플라스틱 기판 및 구부릴 수 있는 유연한 폴리머 필름 중 어느 하나가 사용될 수 있다. 보다 더 바람직하게는 상기 기판은 투명할 수 있다. 다만, 상기 종류에 한정되는 것은 아니며 통상의 전극이 형성될 수 있는 기판의 경우 제한 없이 사용될 수 있다.As the
상기 기판(110)의 면적은 제한이 없으며, 기판(110) 상에 형성될 제1실장전극(121)의 면적, 제2실장전극(122)의 면적, 상기 제1실장전극(121) 및 제2실장전극(122)에 연통되는 LED 소자(140) 사이즈 및 연통되는 LED 소자(140) 개수를 고려하여 변할 수 있다.The area of the
또한, 상기 기판의 두께는 100㎛ 내지 1mm일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.In addition, the thickness of the substrate may be 100 μm to 1 mm, but is not limited thereto.
상기 제1실장전극(121)은 알루미늄, 타이타늄, 인듐, 골드 및 실버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 금속물질 또는 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO:Al 및 CNT-전도성 고분자 복합체로 이루어진 군에서 선택 어느 하나 이상의 투명물질일 수 있다. 상기 전극 형성 물질이 2종 이상일 경우 바람직하게는 제1실장전극(121)은 2종 이상의 물질이 적층된 구조일 수 있다. 보다 더 바람직하게는 제1실장전극(121)은 타이타늄/골드로 2종 물질이 적층된 전극일 수 있다. 다만 제1실장전극(121)은 상기 기재에 제한되는 것은 아니다.The
또한, 상기 제1실장전극(121)의 폭은 100nm 내지 50㎛, 두께는 0.1 내지 10㎛일 수 있다.In addition, the
상기 제2실장전극(122)은 알루미늄, 타이타늄, 인듐, 골드 및 실버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 금속물질 또는 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO:Al 및 CNT-전도성 고분자 복합체로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 투명물질일 수 있다, 바람직하게는 상기 제2실장전극(122)은 2종 이상의 물질이 적층된 구조일 수 있다. 보다 더 바람직하게는 제2실장전극(122)은 타이타늄/골드로 2종 물질이 적층된 전극일 수 있다. 다만 제2실장전극(122)은 상기 기재에 제한되는 것은 아니다.The
또한, 상기 제2실장전극(122)의 폭은 100 nm 내지 50㎛, 두께는 0.1 내지 10㎛일 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제1실장전극과 제2실장전극을 형성하는 물질은 동일 또는 상이할 수 있다.In addition, materials forming the first mounting electrode and the second mounting electrode may be the same or different.
다음으로, 상기 절연막(130)은 상기 제1실장전극(121) 및 제2실장전극(122)의 노출된 외부면 상에 형성될 수 있다.Next, the insulating
또한, 상기 절연막(130)은 LED 소자 정렬시 LED 소자의 활성층이 실장전극과 접촉할 경우 발생하는 전기적 단락을 사전에 방지할 수 있다.In addition, the insulating
상기 절연막(130)의 두께는 제1실장전극(121) 및 제2실장전극(122)에 인가되는 전원의 전압, LED 소자의 길이, 실장전극 간 거리 등에 따라 달라질 수 있으나, 바람직하게는 상기 절연막은 1 nm 내지 100 ㎛의 두께를 가질 수 있다.The thickness of the insulating
만일 상기 절연막의 두께가 1nm 이하일 경우, LED 소자 정렬시 LED 소자의 활성층이 실장전극과 접촉할 경우 발생하는 전기적 단락이 발생할 우려가 있고, 100 ㎛를 초과할 경우, LED 소자를 정렬시키기 위해 인가되는 전압이 과도하게 증가되거나, LED 소자가 정렬되지 않는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.If the thickness of the insulating film is less than 1 nm, there is a risk of an electrical short occurring when the active layer of the LED element contacts the mounting electrode when aligning the LED element. If it exceeds 100 μm, it is applied to align the LED element. It may be difficult to achieve the object of the present invention, such as an excessive increase in voltage or an unaligned LED element.
더욱 바람직하게는 상기 절연막은 1nm 내지 10㎛, 가장 바람직하게는 1nm 내지 5㎛의 두께를 가질 수 있다. 상기 두께 범위를 만족할 경우, 상대적으로 낮은 정렬 전압에서도 전극의 손상 또는 전기적 단락을 방지할 수 있으며, 절연막에 의한 소광을 최소화하여 LED 전극어셈블리의 휘도를 더욱 더 향상시킬 수 있다.More preferably, the insulating layer may have a thickness of 1 nm to 10 μm, most preferably 1 nm to 5 μm. When the thickness range is satisfied, damage to the electrode or electrical short can be prevented even at a relatively low alignment voltage, and the luminance of the LED electrode assembly can be further improved by minimizing extinction by the insulating film.
또한, 상기 절연막(130)은 SiO2, Si3N4, SiNx, Al2O3, HfO2, Y2O3 및 TiO2로 이루어지는 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 질화규소(SiNx)일 수 있다. 다만, 상기의 기재들에 한정되지 않는다. In addition, the insulating
다음으로, 상기 LED 소자(140)들은 절연막(130)이 형성된 제1실장전극(121) 상부와 제2실장전극(122) 상부에 양단부가 각각 위치하도록 정렬될 수 있다.Next, the
상기 LED 소자(140)는 조명, 디스플레이 등에 적용될 수 있는 공지된 LED 소자인 경우 제한 없이 채용될 수 있다. 상기 LED 소자(140)에 대하여 도 2(a) 및 도 2(b)를 참조하여 설명하면, 상기 LED 소자(140)는 제1 도전형 반도체층(141) 및 상기 제1 도전형 반도체 층(141)상에 형성된 활성층(143), 상기 활성층상에 형성된 제2 도전형 반도체층(142)을 포함할 수 있다.The
상기 제1 도전형 반도체층(141) 및 상기 제2 도전형 반도체층(142) 중 어느 하나의 반도체층은 n형 반도체층을 적어도 하나 포함하고, 다른 도전형 반도체층은 p형 반도체층을 적어도 하나 포함할 수 있다.Any one of the first conductivity-
상기 제1 도전형 반도체층(141)이 n형 반도체층을 포함하는 경우 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 재료 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN등에서 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 제1 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제1 도전형 도펀트는 Si, Ge, Sn일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.When the first conductivity-
또한, 상기 제1 도전형 반도체층의 두께는 1.5 내지 5㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In addition, the thickness of the first conductivity type semiconductor layer may be 1.5 to 5 μm, but is not limited thereto.
상기 제2 도전형 반도체층(142)이 p형 반도체층을 포함하는 경우 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0x≤1, 0 ≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN등에서 어느 하나이상이 선택될 수 있으며, 제2 도전형 도펀트가 도핑될 수 있다. 상기 제2 도전형 도펀트는 Mg일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.When the second conductivity-
또한, 상기 제2 도전형 반도체층의 두께는 0.08 내지 0.25㎛일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.Further, the thickness of the second conductivity type semiconductor layer may be 0.08 to 0.25 μm, but is not limited thereto.
상기 활성층(143)은 제1 도전형 반도체층(141) 상부 및 제2 도전형 반도체층(142) 하부에 형성되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 상기 활성층(143)은 조명, 디스플레이 등에 사용되는 통상의 LED 소자에 포함되는 활성층인 경우 제한 없이 사용될 수 있다. 이러한 활성층은 전계를 인가하였을 때, 전자-정공 쌍의 결합에 의하여 빛이 발생하게 된다. The
또한, 상기 활성층(143)의 두께는0.05 내지 0.25㎛일 수 있으나 이에 제한되지 않는다.In addition, the thickness of the
또한, 도 2b에 도시된 것과 같이, 상기 LED 소자(140)는 상기 LED 소자의 적어도 하나의 단부측에 형성된 도전성 전극층(144)을 더 포함할 수 있고, 상기 도전성 전극층은 일예로 외부면에 곡면을 포함하는 금속캡일 수 있다.In addition, as shown in Figure 2b, the
상기 금속캡은 LED 소자가 전기장 하에서 분극될 수 있는 영역의 표면적을 증가시켜 보다 많은 양전하 또는 음전하가 금속캡 표면에 하전될 수 있어 LED 소자의 정렬성을 향상시킬 수 있다.The metal cap may increase the surface area of a region in which the LED device can be polarized under an electric field, so that more positive or negative charges may be charged on the surface of the metal cap, thereby improving alignment of the LED device.
상기 금속캡의 소재, 형태 및 구체적인 제조방법은 본 발명의 발명자에 의한 특허문헌 2가 참조로 삽입될 수 있어서, 본 발명은 이에 대한 구체적 설명을 생략한다. The material, shape, and specific manufacturing method of the metal cap may be incorporated by reference in Patent Document 2 by the inventor of the present invention, so the detailed description thereof will be omitted.
상기 LED 소자(140)의 종횡비는 1.2 내지 100, 바람직하게는 1.2 내지 50, 보다 바람직하게는 1.5 내지 20, 보다 더 바람직하게는 1.5 내지 10 일 수 있다.The aspect ratio of the
만일 LED 소자(140)의 종횡비가 1.2 미만일 경우 전원을 실장전극(121, 122)에 인가해도 LED 소자(140)가 정렬하지 않을 우려가 있고, 100 초과일 경우 LED 소자(140)의 정렬에 필요한 전원의 전압은 낮아질 수 있으나 LED 소자(140) 자체를 제조하기 어려울 수 있다.If the aspect ratio of the
다음으로, 도 1(b)을 참조하여 상기 제1구동전극(151) 및 제2구동전극(152)을 설명하면, 상기 제1구동전극(151) 및 제2구동전극(152)은, LED 소자(140)와 접촉하지 않되 절연막(130)과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1부분(151a, 152a)과 상기 제1 부분(151a, 152a)에 연결되고 LED 소자(140)의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2 부분(151b, 152b)을 포함하며, LED 소자(140)는 외면 중 일부는 절연막(130)과 접촉하고 다른 일부는 절연막(130)과 접촉하지 않을 수 있다.Next, referring to FIG. 1(b), the
상기 제1구동전극(151) 및 제2구동전극(152)에 각각 접하게 되는 LED 소자(140)의 일부분은 제1 도전형 반도체층(141) 및 제2 도전형 반도체층(142)이거나 도전성 전극층(144)일 수 있다.A portion of the
다음으로, 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법에 대하여 설명한다.Next, a method of manufacturing an LED electrode assembly according to the present invention will be described.
본 발명의 일 실시예에 의한 LED 전극어셈블리의 제조 방법은 (1) 동일평면상에 이격되어 형성된 제1실장전극 및 제2실장전극을 포함하는 실장전극의 노출된 외부면 상에 절연막을 형성시키는 단계; (2) 절연막이 형성된 제1실장전극 및 제2실장전극 상에 LED 소자들을 포함하는 용액을 투입하고, 상기 LED 소자들이 상기 제1실장전극 상부에 일단부가 위치하고, 제2실장전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬시키기 위하여 상기 제1실장전극 및 제2실장전극에 전원을 인가하는 단계; 및 (3) 정렬된 LED 소자들 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제1구동 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제2구동 전극을 포함하는 구동전극을 형성시키는 단계를 포함한다.The manufacturing method of the LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes (1) forming an insulating film on the exposed outer surface of the mounting electrode including the first mounting electrode and the second mounting electrode formed to be spaced apart on the same plane. step; (2) A solution containing LED elements is added to the first and second mounting electrodes on which the insulating film is formed, and one end of the LED elements is located above the first mounting electrode and the other end is above the second mounting electrode. Applying power to the first mounting electrode and the second mounting electrode so as to be aligned to be positioned therein; And (3) forming a driving electrode including a first driving electrode in contact with at least a portion of one end of each of the aligned LED elements and a second driving electrode in contact with at least a portion of the other end.
또는, 일 실시예에 따른 LED 전극 어셈블리의 제조 방법은 제1 방향으로 연장되고, 상기 제1 방향과 다른 제2 방향으로 이격된 제1 전극 및 제2 전극, 및 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 상에 절연막을 형성하는 단계, 상기 절연막이 형성된 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 용액을 투입하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하여 상기 LED 소자가 상기 제1 전극 상부에 일단부가 위치하고, 제2 전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬하는 단계 및 상기 LED 소자 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제3 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제4 전극을 형성하는 단계를 포함하고, 상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은, 상기 LED 소자와 접촉하지 않되 상기 절연막과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1 부분; 및 상기 제1 부분에 연결되고 상기 LED 소자의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2 부분을 포함하며, 상기 LED 소자는 외면 중 일부는 상기 절연막과 접촉하고 다른 일부는 상기 절연막과 접촉하지 않을 수 있다.Alternatively, the manufacturing method of the LED electrode assembly according to an embodiment includes a first electrode and a second electrode extending in a first direction and spaced apart in a second direction different from the first direction, and the first electrode and the second electrode. Forming an insulating film on an electrode, injecting a solution containing at least one LED element on the first electrode and the second electrode on which the insulating film is formed, and applying power to the first electrode and the second electrode Aligning the LED element with one end positioned above the first electrode and the other end positioned above the second electrode, and at least a portion of a third electrode and the other end in contact with at least a portion of one end of each of the LED elements Forming a fourth electrode in contact, wherein the third electrode and the fourth electrode include: a first portion not in contact with the LED element but in contact with the insulating film, and extending in the first direction; And a second portion connected to the first portion and in contact with at least a portion of both ends and an outer surface of the LED element, wherein a portion of the LED element contacts the insulating layer and a portion of the LED element contacts the insulating layer. I can't.
본 발명의 (1) 단계를 수행하기에 앞서, 기판 상에 제1실장전극과 제2실장전극을 형성하는 단계를 수행할 수 있다.Prior to performing step (1) of the present invention, a step of forming the first mounting electrode and the second mounting electrode on the substrate may be performed.
상기 제1실장전극과 제2실장전극은 열증착법, e-빔 증착법, 스퍼터링 증착법 및 스크린 프린팅 방법 등의 전극물질을 기판상에 형성시킬 수 있는 공지된 방법에 의하여 상기 기판 상에 형성될 수 있다. 이에 대한 구체적인 방법은 본 발명의 발명자에 의한 특허문헌 1이 참조로 삽입될 수 있어서, 본 발명은 이에 대한 구체적 설명을 생략한다.The first mounting electrode and the second mounting electrode may be formed on the substrate by a known method capable of forming an electrode material on the substrate such as a thermal evaporation method, an e-beam evaporation method, a sputtering deposition method, and a screen printing method. . A specific method for this may be incorporated by reference in Patent Document 1 by the inventor of the present invention, and thus the detailed description thereof will be omitted.
다음으로 도 3(a)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법의 (1) 단계는 제1실장전극(221) 및 상기 제1실장전극(221)과 동일평면상에 이격되어 형성된 제2실장전극(222)의 노출된 외부면 상에 절연막(230)을 형성시켜 수행될 수 있다. Next, referring to Figure 3 (a), step (1) of the manufacturing method of the LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention is the first mounting
또한, 상기 절연막(230)을 형성하는 방법은 플라즈마화학기상증착(PECVD), e-빔 증착법, 원자층증착법, 스퍼터링 증착법 중 어느 하나 일 수 있고 바람직하게는 플라즈마화학기상증착(PECVD)법 일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.In addition, the method of forming the insulating
다음으로 도 3(b)를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법의 (2) 단계는 상기 절연막(230)이 형성된 제1실장전극(221) 및 제2실장전극(222) 상에 LED 소자들(240)을 포함하는 용액(270)을 투입하고, 상기 LED 소자들(240)을 정렬시키기 위하여 제1실장전극(221) 및 제2실장전극(222)에 전원을 인가하여 수행될 수 있다.Next, referring to FIG. 3(b), step (2) of the method of manufacturing an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes a first mounting
또한, 상기 LED 소자들을 포함하는 용액(270)은 복수개의 LED 소자(240)들을 분산용매에 혼합하여 제조할 수 있다. 상기 분산용매는 잉크 또는 페이스트 상일 수 있다. 바람직하게 상기 분산용매는 아세톤, 물, 알코올 및 톨루엔으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 아세톤일 수 있다. 다만, 분산용매의 종류는 상기의 기재에 제한되는 것은 아니며 LED 소자에 물리적, 화학적 영향을 미치지 않으면서 잘 증발할 수 있는 용매의 경우 제한 없이 사용될 수 있다.In addition, the
또한, 상기 LED 소자(240)들은 분산용매 100 중량부에 대해 0.001 내지 100 중량부로 포함될 수 있다. 만일 0.001 중량부 미만으로 포함될 경우 전극에 연통되는 LED 소자의 수가 적어 LED 전극 어셈블리의 정상적 기능발휘가 어려울 수 있고, 이를 극복하기 위하여 LED를 포함하는 용액을 여러번 투입해야 되는 문제점이 있을 수 있으며, 100 중량부를 초과하는 경우 복수의 LED 소자(240)들 간에 정렬을 방해하는 문제점이 있을 수 있다.In addition, the
또한, 상기 제1실장전극(221) 및 제2실장전극(222)에 인가되는 전원의 전압은 0.1 내지 2000 V일 수 있다. 만일 상기 전압이 0.1 V 미만일 경우 LED 소자의 정렬성이 저하될 우려가 있으며, 2000 V를 초과할 경우 절연막이 파괴되는 등 누설 전류가 발생하여 전기적 단락 또는 전극의 손상이 발생할 우려가 있다.Further, the voltage of the power applied to the first mounting
또한, 상기 제1실장전극(221) 및 제2실장전극(222)에 인가되는 전원의 전압은 LED 소자의 길이, 실장전극 간 거리 및 절연막의 두께 등에 따라 달라질 수 있다.Further, the voltage of the power applied to the first mounting
또한, 상기 전원의 주파수는 50 kHz 내지 1 GHz 일 수 있고, 바람직하게는 90 kHz 내지 100 MHz인 싸인파의 파형을 갖는 교류전원일 수 있다.In addition, the frequency of the power source may be 50 kHz to 1 GHz, preferably an AC power source having a sine wave waveform of 90 kHz to 100 MHz.
도 3(c)는 제1실장전극(221) 및 제2실장전극(222)에 전원을 인가하여 LED 소자(240)들을 정렬시킨 모습을 나타낸 모식도이다. 이처럼 상기 LED 소자(240)들은 상기 제1실장전극(221) 상부에 일단부가 위치하고, 제2실장전극(222) 상부에 타단부가 위치하도록 정렬될 수 있으며, 상기 제1실장전극 및 제2실장전극 상에 형성된 절연막(230)을 통해 용매 또는 도전성 불순물에 의한 전극의 전기적 단락 및 손상을 사전에 방지할 수 있다.3(c) is a schematic diagram showing a state in which the
다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법의 (3) 단계는 상기 제1실장전극 상부와 제2실장전극 상부에 양단부가 각각 위치하도록 정렬된 LED 소자들 각각의 양단부의 적어도 일부분과 각각 접촉하는 제1구동 전극 및 제2구동 전극을 형성시켜 수행될 수 있다. Next, step (3) of the method for manufacturing an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention includes both ends of each of the LED elements arranged so that both ends are respectively positioned above the first mounting electrode and the second mounting electrode. It may be performed by forming a first driving electrode and a second driving electrode respectively in contact with at least a portion.
절연막으로 덮여있는 제1실장전극과 제2실장전극은 전원을 인가하여 LED 소자를 정렬시킬 수 있으나 상기 LED 소자와 전기적으로 접촉할 수 없기 때문에 LED 소자를 구동시킬 수 없다. 따라서, 상기 LED 소자와 전기적으로 접촉하는 제1구동전극과 제2구동전극을 형성하여 상기 LED 소자를 구동시킬 수 있다.The first mounting electrode and the second mounting electrode covered with the insulating film may be aligned with the LED device by applying power, but the LED device cannot be driven because it cannot electrically contact the LED device. Accordingly, it is possible to drive the LED device by forming a first driving electrode and a second driving electrode in electrical contact with the LED device.
상기 제1구동전극 및 제2구동전극은 리프트오프(Lift-off)공정 또는 식각공정을 통해 제조될 수 있다.The first driving electrode and the second driving electrode may be manufactured through a lift-off process or an etching process.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법의 (3) 단계에 있어서, 리프트오프공정을 이용한 구동전극의 제조 공정을 나타낸 모식도이다.4 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a driving electrode using a lift-off process in step (3) of the manufacturing method of the LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
도 4(a)는 기판(310)상에 형성된 제 1 실장전극(321) 및 제 2 실장전극(322), 상기 기판(310)상에 형성된 제 1 실장전극(321) 및 제 2 실장전극(322) 상에 형성된 절연막(330), 절연막(330)이 형성된 제 1 실장전극(321) 상부와 제 2 실장전극(322) 상부에 양단부가 각각 위치하도록 정렬된 LED 소자(340)를 포함하는 LED 전극 어셈블리(300)를 나타낸다. 4(a) shows a first mounting
다음으로, 도 4(b)와 같이 상기 LED 전극 어셈블리(300)상에 광 레지스트 층(360)을 형성할 수 있다. 광 레지스트 층(360) 형성 방법으로는 스핀코팅, 스프레이코팅 및 스크린 프린팅 중 어느 하나 일 수 있고, 바람직하게는 스핀코팅일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a
상기 광 레지스트 층(360)은 양성 광 레지스트 및 음성 광 레지스트 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 바람직하게는 음성 광 레지스트인 것이 공정을 단순화하는데 더욱 유리하다.The
광 레지스트는 빛을 조사하면 화학 변화를 일으키는 수지를 말하며, 양성 광 레지스트(Positive photoresist)와 음성 광 레지스트(Negative photoresist)로 나눌 수 있다. 양성 포토레지스트는 빛이 닿은 부분만 고분자가 가용화하여 레지스트가 사라지는 감광성 수지를 말하며, 음성 포토레지스트는 빛이 닿은 부분만 고분자가 불용화하여 레지스트가 남는 감광성 수지를 말한다.Photoresist refers to a resin that causes chemical changes when irradiated with light, and can be classified into a positive photoresist and a negative photoresist. Positive photoresist refers to a photosensitive resin in which a polymer is solubilized only in the light-touched area and the resist disappears, and a negative photoresist refers to a photosensitive resin in which the resist remains due to insolubilization of the polymer only in the light-touched area.
일예로, 음성 광 레지스트를 사용하는 경우에 대해서 구체적으로 설명하면 도 4(c)와 같이 상기 광 레지스트 층(360)을 경화시킨 후 상기 광 레지스트층(360)의 상부에 제 1 실장전극(321) 및 제 2 실장전극(322)의 공간에 대응되는 마스크(370)를 형성하고 UV를 조사하여 광 레지스트층(360)의 노광된 영역을 불용화시킬 수 있다. As an example, when using a negative photoresist will be described in detail, the first mounting
상기 UV 조사는 3 내지 30초 동안 조사할 수 있으며, 상기 UV를 조사한 이후 90 내지 130 에서 1 내지 2 분 동안 열처리할 수 있다. 만일 상기 UV 조사 시간이 3초 미만일 경우, 상기 노광된 영역이 모두 불용성이 되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 30초를 초과할 경우, 광 레지스트 층(360)의 노광 영역이 제 1 실장전극(321) 및 제 2 실장전극(322) 상부까지 확장되어 구동전극(351, 352)을 형성하기 어려울 수 있다. 다만 상기 UV 조사 시간은 조사되는 UV의 광량에 따라 다르므로 이에 제한되지 않는다. The UV irradiation may be irradiated for 3 to 30 seconds, and after the UV irradiation, 90 to 130 Heat treatment can be performed for 1 to 2 minutes at. If the UV irradiation time is less than 3 seconds, there may be a problem that all of the exposed areas are not insoluble. When it exceeds 30 seconds, the exposed area of the
또한, 상기 열처리 온도가 90미만이면 노광과 관계없이 현상액에 의해 광 레지스트 층이 제거되는 문제가 발생할 수 있고, 130를 초과하면 광 레지스트 층이 과하게 고화되거나 변성되어 현상이 어려운 문제가 발생할 수 있다. In addition, the heat treatment temperature is 90 If it is less than 130, the photoresist layer may be removed by the developer regardless of exposure. If exceeded, the photoresist layer may be excessively solidified or denatured, resulting in a problem that is difficult to develop.
또한, 상기 열처리 시간이 1분 미만이면 노광과 관계없이 현상액에 의해 광 레지스트 층이 제거되는 문제가 발생할 수 있고, 2분을 초과하면 광 레지스트 층(360)이 과하게 고화되거나 변성되어 현상이 어려운 문제가 발생할 수 있다.In addition, if the heat treatment time is less than 1 minute, the photoresist layer may be removed by the developer regardless of exposure, and if it exceeds 2 minutes, the
다음으로, 도 4(d)와 같이 상기 광레지스트층(360)을 현상하여 리프트오프층(361)을 형성할 수 있다. 구체적으로 절연막(330)이 형성된 제1실장전극(321) 상부와 제2실장전극(322) 상부, LED 소자(340)의 양단부가 노출되도록 상기 리프트오프층(361)을 형성할 수 있다.Next, as shown in FIG. 4D, the
현상에 사용되는 현상용액은 통상적으로 현상에 사용되는 현상용액이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH), 수산화테트라에틸암모늄, 수산화테트라프로필암모늄, 수산화테트라부틸암모늄, 수산화메틸트리에틸암모늄, 수산화트리메틸에틸암모늄, 수산화디메틸디에틸암모늄, 수산화트리메틸(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화트리에틸(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화디메틸디(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화디에틸(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화메틸트리(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화에틸트리(2-히드록시에틸)암모늄, 수산화테트라(2-히드록시에틸)암모늄 및 수산화칼륨 (KOH) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 수산화테트라메틸암모늄(TMAH)을 사용할 수 있다.The developing solution used for development can be used without limitation as long as it is a developing solution commonly used for development, and preferably tetramethyl ammonium hydroxide (TMAH), tetraethyl ammonium hydroxide, tetrapropyl ammonium hydroxide, tetrabutyl ammonium hydroxide, methyl hydroxide Triethylammonium, trimethylethylammonium hydroxide, dimethyldiethylammonium hydroxide, trimethyl(2-hydroxyethyl)ammonium hydroxide, triethyl(2-hydroxyethyl)ammonium hydroxide, dimethyldi(2-hydroxyethyl)ammonium hydroxide, Diethyl hydroxide (2-hydroxyethyl) ammonium, methyl tri (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, ethyl tri (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide, tetra (2-hydroxyethyl) ammonium hydroxide and potassium hydroxide ( KOH) may be used, and more preferably tetramethylammonium hydroxide (TMAH) may be used.
다음으로, LED 소자(340)들 각각의 양단부의 적어도 일부분과 각각 접촉하는 제1구동전극(351) 및 제2구동전극(352)을 형성시키기 위하여 도 4(e)와 같이 전극형성물질을 증착시켜 제1구동전극(351), 제2구동전극(352) 및 제3구동전극(353)을 형성할 수 있다. 상기 전극형성물질은 열증착법, e-빔 증착법, 스퍼터링 증착법 및 스크린 프린팅법 등의 방법 중 어느 하나의 방법으로 증착될 수 있고, 바람직하게는 열 증착법일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.Next, in order to form the
또한, 상기 제3구동전극(353)은 후술되는 리프트오프층 제거 공정을 통해 제거될 수 있다.In addition, the
상기 전극형성물질은 알루미늄, 타이타늄, 인듐, 골드 및 실버로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 금속물질 또는 ITO(Indium tin oxide), ZnO:Al 및 CNT(Carbon nano tube)-전도성 고분자 복합체로 이루어진 군에서 선택 어느 하나 이상의 투명물질일 수 있다. 상기 전극 형성 물질이 2종 이상일 경우 바람직하게는 제1구동전극(351) 및 제2구동전극(352)은 2종 이상의 물질이 적층된 구조일 수 있다. 보다 더 바람직하게는 제1구동전극(351) 및 제2구동전극(352)은 타이타늄/골드로 2종 물질이 적층된 전극일 수 있다. 다만 제1구동전극(351) 및 제2구동전극(352)은 상기 기재에 제한되는 것은 아니다.The electrode-forming material is any one or more metal materials selected from the group consisting of aluminum, titanium, indium, gold, and silver, or in the group consisting of ITO (Indium tin oxide), ZnO:Al and CNT (Carbon nano tube)-conductive polymer composites. Optionally, any one or more transparent materials may be used. When the electrode formation material is two or more types, preferably, the
또한, 바람직하게는 상기 전극형성물질은 LED 소자와 옴 접촉(Ohmic contact)을 형성할 수 있다.In addition, preferably, the electrode-forming material may form ohmic contact with the LED device.
또한, 상기 제1구동전극(351) 및 제2구동전극(352)을 형성하는 물질은 동일 또는 상이할 수 있다.Further, materials forming the
다음으로, 도 4(f)와 같이 리프트오프층(361)을 제거하여 상기 리프트오프층(361) 상에 형성된 제3구동전극(353)도 함께 제거될 수 있다. 이 결과로 LED 소자(340) 양단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제 1 구동전극(351) 및 제 2 구동전극(352)을 형성할 수 있다.Next, the lift-
또한, 상기 리프트오프층(361)는 광 레지스트 리무버(Photoresist remover)가 담긴 용기에 넣어서 제거할 수 있다. 구체적으로 설명하면, 55 내지 75 의 광 레지스트 리무버가 담긴 용기에 5 내지 30 분 동안 넣어서 수행할 수 있다. 만일 온도가 55미만이면 광 레지스트 리무버의 반응성이 낮기 때문에 리프트오프층 (361)이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 온도가 75를 초과하면 LED 소자(340) 및 구동전극(361, 362)에 결함이 발생하는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다. 또한, 5분 미만으로 수행할 경우 리프트오프층(361)이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 30분을 초과할 경우 LED 소자 (340) 및 구동전극(351, 352)에 결함이 발생하는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.In addition, the lift-
상기 광 레지스트 리무버는 통상적으로 사용되는 광 레지스트 리무버라면 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2-(2-아미노에톡시)(2-(2-Aminoethoxy)), 에탄올(ethanol), 하이드록실아민(hydroxylamine) 및 카테콜(Catechol)을 포함하는 혼합액(EKC 265 polymer, DuPont), 아세톤, N-메틸피롤리돈(1-Methyl-2-pyrrolidone, NMP), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 EKC 265 polymer를 사용할 수 있다. The photoresist remover may be used without limitation, as long as it is a photoresist remover that is commonly used, and preferably 2-(2-aminoethoxy)(2-(2-Aminoethoxy)), ethanol, and hydroxylamine ( hydroxylamine) and catechol (EKC 265 polymer, DuPont), acetone, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO) Any one selected may be used, more preferably EKC 265 polymer may be used.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리의 제조 방법의 (3) 단계에 있어서, 식각공정을 이용한 구동전극의 제조 공정을 나타낸 모식도이다.5 is a schematic diagram showing a manufacturing process of a driving electrode using an etching process in step (3) of a method of manufacturing an LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention.
먼저, 도 5(a)는 기판(410)상에 형성된 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422), 상기 기판(410)상에 형성된 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422) 상에 형성된 절연막(430), 절연막(430)이 형성된 제1실장전극(421) 상부와 제2실장전극(422) 상부에 양단부가 각각 위치하도록 정렬된 LED 소자(440)를 포함하는 LED 전극 어셈블리(400)를 나타낸다.First, FIG. 5(a) shows a first mounting
다음으로, 도 5(b)와 같이 전극형성물질을 상기 LED 전극 어셈블리(400) 상에 증착시켜 구동전극층(450)을 형성시킬 수 있다.Next, as shown in FIG. 5B, an electrode forming material may be deposited on the
상기 전극형성물질의 증착은 열증착법, e-빔 증착법, 스퍼터링 증착법 및 스크린 프린팅 방법 등의 방법 중 어느 하나의 방법으로 증착될 수 있으며 바람직하게는 열 증착 방법일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.The electrode formation material may be deposited by any one of a thermal evaporation method, an e-beam evaporation method, a sputtering evaporation method, and a screen printing method, and preferably a thermal evaporation method, but is not limited thereto.
다음으로, 도 5(c)와 같이 상기 구동전극층(450) 상에 광 레지스트 층(460)을 형성할 수 있다. 광 레지스트 층(460) 형성 방법으로는 스핀코팅, 스프레이코팅 및 스크린 프린팅 중 어느 하나 일 수 있고, 바람직하게는 스핀코팅일 수 있지만 이에 한정되는 것은 아니다.Next, a
상기 광 레지스트 층(460)은 양성 광 레지스트 및 음성 광 레지스트 중에서 선택된 어느 하나일 수 있으나, 바람직하게는 양성 광 레지스트인 것이 공정을 단순화하는데 더욱 유리하다.The
일예로, 양성 광 레지스트를 사용하는 경우에 대해 구체적으로 설명하면, 도 5(d)와 같이 상기 광 레지스트 층(460)을 경화시킨 후 상기 광 레지스트층(460)의 상부에 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422)의 공간에 대응되는 마스크(470)를 형성하여 직접 리소그래피(Direct lithography) 방법으로 UV를 조사하여 광 레지스트층(460)의 노광된 영역을 가용화 시킬 수 있다. 상기 UV 조사는 0.5 내지 30 초 동안 조사할 수 있으며, 바람직하게는 2 내지 15 초 동안 조사할 수 있다. 만일 상기 UV 조사 시간이 0.5초 미만이면 상기 노광된 영역이 모두 가용성이 되지 않아 패턴이 형성되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 30초를 초과하면 상기 노광된 영역이 확장되어 후술되는 식각 공정에서 구동전극이 과도하게 제거되는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.As an example, a case in which a positive photoresist is used will be described in detail. After curing the
다음으로, 도 5(e)와 같이 광 레지스트층의 노광된 영역을 현상할 수 있다. 상기 노광된 영역을 현상하게 되면, 제1광 레지스트층(461) 및 제2광 레지스트층(462)이 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422)의 공간에 대응되도록 형성된다. 이처럼 광 레지스트층의 일부만 현상하는 이유는 후술되는 식각공정에서 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422)의 공간에 대응되는 구동전극(451,452)은 식각되지 않기 위함이고, 상기 광 레지스트층의 현상에 의해 노출된 일부 구동전극(453)만을 제거하기 위함이다.Next, as shown in FIG. 5(e), the exposed area of the photoresist layer may be developed. When the exposed area is developed, the
한편, 양성 광 레지스트층을 형성시키는 경우 현상시간은 15 내지 75초 일 수 있으며, 바람직하게는 30 내지 60 초일 수 있다. 만일 상기 현상시간이 15 초 미만이면 상기 광 레지스트층(460)이 잘 현상되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 75 초를 초과하면 광 레지스트층(460)이 과도하게 현상되어 후술되는 식각 공정에서 구동전극이 과도하게 제거되는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.Meanwhile, in the case of forming the positive photoresist layer, the developing time may be 15 to 75 seconds, and preferably 30 to 60 seconds. If the developing time is less than 15 seconds, the
다음으로, 도 5(f)와 같이 상기 광 레지스트층의 현상에 의해 노출된 일부 구동전극(453)은 식각 공정을 통해 제거될 수 있다. 상기 식각 공정을 통해 제1구동전극(451) 및 제2구동전극(452)이 제1실장전극(421) 및 제2실장전극(422)의 공간에 대응되도록 형성된다.Next, as shown in FIG. 5(f), some of the driving
상기 식각 공정은 통상적으로 금속식각에 사용되는 방법이라면 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 건식식각방법 및 습식식각방법일 수 있고, 보다 바람직하게는 건식식각방법을 사용하는 것이 일정한 방향성으로 식각하는데 더욱 유리하다. 또한 상기 건식식각은 통상적으로 건식식각에 사용되는 기체라면 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 CF4 및 Cl2 중에서 선택되는 어느 하나의 기체를 사용할 수 있고, CF4 를 사용하는 경우 40 내지 120 sccm, 90 내지 110 W 및 0.040 내지 0.070 Torr의 조건으로 수행할 수 있으며, Cl2를 사용하는 경우 10 내지 30 sccm, 70 ~ 90 W 및 0.06 내지 0.1 Torr의 조건으로 수행할 수 있다.The etching process may be used without limitation as long as it is a method commonly used for metal etching, preferably a dry etching method and a wet etching method, and more preferably, the dry etching method is used for etching in a certain direction. It is advantageous. In addition, the dry etching may be used without limitation, as long as it is a gas commonly used for dry etching, preferably any one gas selected from CF 4 and Cl 2 may be used, and when using CF 4 , 40 to 120 sccm , 90 to 110 W and 0.040 to 0.070 Torr, and in the case of using Cl 2 can be performed under the conditions of 10 to 30 sccm, 70 to 90 W, and 0.06 to 0.1 Torr.
다음으로, 도 5(g)와 같이 제1구동전극(451) 상부 및 제2구동전극(452) 상부의 광 레지스트층(461, 462)을 제거하여 구동전극이 형성된 LED 전극 어셈블리를 제조할 수 있다.Next, as shown in FIG. 5(g), the photoresist layers 461 and 462 on the
상기 제 1 구동전극(451) 상부 및 제 2 구동전극(452) 상부의 제1광 레지스트층(461) 및 제2광 레지스트층(462)은 광 레지스트 리무버(Photoresist remover)가 담긴 용기에 넣어서 제거할 수 있다.The
구체적으로 55 내지 75 의 광 레지스트 리무버가 담긴 용기에 5 내지 30 분 동안 넣어서 수행할 수 있다. 만일 온도가 55미만이면 광 레지스트 리무버의 반응성이 낮기 때문에 광 레지스트층(461, 462)이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 온도가 75를 초과하면 LED 소자(440) 및 구동전극(451, 452)에 결함이 발생하는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다. 또한, 5분 미만으로 수행할 경우 광 레지스트층(461, 462)이 완전히 제거되지 않는 문제가 발생할 수 있고, 30분을 초과할 경우 LED 소자 (440) 및 구동전극(451, 452)에 결함이 발생하는 등 본 발명의 목적을 달성하기에 어려울 수 있다.Specifically 55 to 75 It can be carried out by putting it in a container containing the photoresist remover for 5 to 30 minutes. If the temperature is 55 If it is less than the photoresist remover's reactivity, the photoresist layers 461 and 462 are not completely removed, and the temperature is 75. If it exceeds, it may be difficult to achieve the object of the present invention, such as a defect occurs in the
상기 광 레지스트 리무버는 통상적으로 사용되는 광 레지스트 리무버라면 제한없이 사용할 수 있으며, 바람직하게는 2-(2-아미노에톡시)(2-(2-Aminoethoxy)), 에탄올(ethanol), 하이드록실아민(hydroxylamine) 및 카테콜(Catechol)을 포함하는 혼합액(EKC 265 polymer, DuPont), 아세톤, N-메틸피롤리돈(1-Methyl-2-pyrrolidone, NMP), 디메틸설폭사이드(Dimethyl sulfoxide, DMSO) 중에서 선택된 어느 하나를 사용할 수 있으며, 보다 바람직하게는 EKC 265 polymer를 사용할 수 있다. The photoresist remover may be used without limitation, as long as it is a photoresist remover that is commonly used, and preferably 2-(2-aminoethoxy)(2-(2-Aminoethoxy)), ethanol, and hydroxylamine ( hydroxylamine) and catechol (EKC 265 polymer, DuPont), acetone, N-methylpyrrolidone (NMP), dimethyl sulfoxide (DMSO) Any one selected may be used, more preferably EKC 265 polymer may be used.
한편, 본 발명은 상술한 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리를 포함하는 램프를 포함한다. 상기 램프는 LED 전극어셈블리를 수용 또는 지지하기 위한 지지체를 더 포함할 수 있다. 상기 지지체는 통상적으로 LED 램프에 사용되는 지지체의 경우 제한 없이 사용될 수 있으나 바람직하게는 유기수지, 세라믹, 금속 및 무기수지로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 소재일 수 있고 상기 소재는 투명하거나 불투명할 수 있다. 또한, 상기 지지체의 형상은 컵 형상이거나 편평한 판형일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니고, 목적에 따라 지지체의 형상을 달리 설계할 수 있어 본 발명은 지지체 형상을 특별히 한정하지 않는다. 상기 지지체가 컵의 형상일 경우 내부 부피는 LED소자가 배열된 전극 사이즈 및 밀도에 비례하여 다양하게 변화 시킬 수 있다. 또한, 상기 지지체의 두께에 따라서도 지지체 내부 부피는 변할 수 있다. 상기 지지체의 두께는 지지체의 모든 지점에서 동일하거나 또는 일부 지점에서 상이할 수도 있다. 상기 지지체의 두께는 목적에 따라 달리 설계될 수 있는바 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다.Meanwhile, the present invention includes a lamp including the LED electrode assembly according to the present invention described above. The lamp may further include a support for receiving or supporting the LED electrode assembly. The support may be used without limitation in the case of a support commonly used in LED lamps, but preferably may be any one material selected from the group consisting of organic resins, ceramics, metals, and inorganic resins, and the material may be transparent or opaque. have. In addition, the shape of the support body may be a cup shape or a flat plate shape, but is not limited thereto, and the shape of the support body may be differently designed according to the purpose, and thus the shape of the support body is not particularly limited. When the support is in the shape of a cup, the internal volume can be varied in proportion to the size and density of the electrodes in which the LED elements are arranged. In addition, the internal volume of the support may vary depending on the thickness of the support. The thickness of the support may be the same at all points on the support or may be different at some points. The thickness of the support is not particularly limited in the present invention as it may be designed differently according to the purpose.
또한, 상기 램프는 지지체 내부에 구비되며 LED 소자로부터 조사된 광에 여기되는 형광체를 더 포함할 수 있다. 일예로, 상기 LED소자가 UV LED소자인 경우 UV에 의해 여기되는 상기 형광체는 청색, 황색, 녹색, 호박색 및 적색 중 어느 하나인 형광체가 바람직할 수 있고, 이때, 선택된 어느 한 색상을 발광하는 단색 LED 램프일 수 있다. 또한, 바람직하게는 UV에 의해 여기되는 상기 형광체는 청색, 황색, 녹색, 호박색 및 적색 중 어느 하나 이상일 수 있고, 보다 바람직하게는 청색/황색, 청색/녹색/적색 및 청색/녹색/호박색/적색 중 어느 한 종류의 혼합 형광체 일 수 있고 이 경우 형광체에 의해 백색광이 조사될 수 있다. 구체적인 형광체는 선택되는 LED 소자가 발광하는 광색을 고려하여 공지된 형광체를 선택하여 사용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명은 생략한다.In addition, the lamp may further include a phosphor that is provided inside the support and is excited by light irradiated from the LED element. For example, when the LED device is a UV LED device, the phosphor excited by UV may be preferably a phosphor having any one of blue, yellow, green, amber, and red, and at this time, a single color emitting any one selected color It can be an LED lamp. In addition, preferably, the phosphor excited by UV may be any one or more of blue, yellow, green, amber and red, and more preferably blue/yellow, blue/green/red and blue/green/amber/red Any one type of mixed phosphor may be used, and in this case, white light may be irradiated by the phosphor. As the specific phosphor can be used by selecting a known phosphor in consideration of the light color emitted by the selected LED element, the detailed description thereof will be omitted.
또한, 본 발명은 본 발명에 따른 LED 전극어셈블리를 포함하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.In addition, the present invention can provide a backlight unit including the LED electrode assembly according to the present invention.
구체적으로 수광형 디스플레이는 백라이트 유닛, 상기 백라이트 유닛 상부에 위치하는 표시패널 및 상기 백라이트 유닛 및 표시패널을 지지 및 수납하는 지지부재를 포함할 수 있다. 이때, 백라이트 유닛은 표시패널로 광을 공급할 수 있는 적어도 1개의 LED 전극어셈블리 및 상기 LED 전극어셈블리의 하부에 배치되고, 입사되는 광을 영상이 시현되는 표시패널을 향해 반사시키는 반사부재를 더 포함하고, 상기 LED 전극어셈블리에는 LED 전극어셈블리에서 출사되는 광을 특정 일방향의 선형편광만 투과(또는 다른 방향의 선형편광은 반사)하는 광학시트를 더 구비할 수 있다. 상기 백라이트 유닛 및 수광형 디스플레이의 각 구성은 디스플레이 분야의 공지된 구성을 채용할 수 있어서 본 발명은 이에 대해 구체적 설명을 생략한다.In more detail, the light-receiving display may include a backlight unit, a display panel positioned above the backlight unit, and a support member supporting and receiving the backlight unit and the display panel. At this time, the backlight unit further includes at least one LED electrode assembly capable of supplying light to the display panel and a reflective member disposed under the LED electrode assembly and reflecting incident light toward the display panel on which the image is displayed, The LED electrode assembly may further include an optical sheet that transmits only linearly polarized light in a specific direction (or reflects linearly polarized light in the other direction) of light emitted from the LED electrode assembly. Each of the configurations of the backlight unit and the light-receiving display may employ a configuration known in the display field, and thus detailed descriptions thereof will be omitted.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리는 컬러-바이-블루(color-by-blue) LED 디스플레이에 응용될 수 있다.In addition, the LED electrode assembly according to the embodiment of the present invention described above can be applied to a color-by-blue LED display.
적어도 1개의 상기 LED 전극어셈블리는 서브픽셀 또는 단위픽셀을 형성할 수 있다. 상기 LED 전극어셈블리에 구비되는 LED 소자가 단색의 LED 소자, 일예로 청색의 LED 소자일 경우 상기 LED 디스플레이는 LED 전극어셈블리가 구비되는 서브픽셀 또는 단위픽셀의 상부에 형성되는 적색, 녹색의 색변환층을 더 구비할 수 있고, 이를 통해 컬러-바이-블루 LED 디스플레이를 구현할 수 있다. 상기 컬러-바이-블루 LED 디스플레이에 대한 기타 구성 등은 공지된 LED 디스플레이의 구성을 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.At least one of the LED electrode assemblies may form a subpixel or a unit pixel. When the LED element provided in the LED electrode assembly is a single color LED element, for example, a blue LED element, the LED display includes a red, green color conversion layer formed on the subpixel or unit pixel on which the LED electrode assembly is provided It may further include, and through this, it is possible to implement a color-by-blue LED display. Other configurations of the color-by-blue LED display may employ a configuration of a known LED display, and thus the detailed description thereof will be omitted.
또한, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 LED 전극어셈블리는 풀-컬러 LED 디스플레이에 응용될 수 있다.In addition, the LED electrode assembly according to an embodiment of the present invention described above can be applied to a full-color LED display.
적어도 1개의 상기 LED 전극어셈블리는 서브픽셀 또는 단위픽셀을 형성할 수 있다. 일예로 상기 서브픽셀 당 적색, 녹색 및 청색을 발광하여 백색광을 구현하는 단위픽셀을 구성하도록 청색 LED 소자, 적색 LED 소자, 녹색 LED 소자 중 어느 1색의 LED 소자를 구비하는 LED 전극어셈블리를 해당 색상을 나타내도록 정의된 서브픽셀에 배치시킬 수 있고, 이를 통해 풀-컬러 LED 디스플레이를 구현할 수 있다. 상기 풀-컬러 LED 디스플레이에 대한 기타 구성 등은 공지된 LED 디스플레이의 구성을 채용할 수 있음에 따라서 본 발명은 이에 대한 구체적인 설명을 생략한다.At least one of the LED electrode assemblies may form a subpixel or a unit pixel. As an example, an LED electrode assembly including an LED element of any one color among a blue LED element, a red LED element, and a green LED element is used to form a unit pixel that emits red, green, and blue light per subpixel to embody white light. It can be placed in the subpixels defined to represent the display, through which a full-color LED display can be implemented. Other configurations for the full-color LED display may employ a configuration of a known LED display, and thus the detailed description thereof will be omitted.
(실시예 1)(Example 1)
석영(Quartz) 소재의 두께 500 ㎛ 기판 상에 제 1 실장전극 및 제 2 실장전극을 포함하는 실장전극을 형성하였다. 이 때, 상기 실장전극의 폭은 3 ㎛, 두께는 0.2 ㎛, 재질은 타이타늄/골드이고, 상기 제 1 실장전극과 인접한 제 2 실장전극 사이의 간격은 2.7 ㎛이다.A mounting electrode including a first mounting electrode and a second mounting electrode was formed on a 500 µm-thick substrate made of a quartz material. In this case, the width of the mounting electrode is 3 µm, the thickness is 0.2 µm, the material is titanium/gold, and the distance between the first mounting electrode and the adjacent second mounting electrode is 2.7 µm.
상기 실장전극 상에 플라즈마화학기상증착방법으로 질화규소 절연막을 형성하였다. 상기 절연막의 두께는 실장전극 상부면을 기준으로 200 nm이었다.A silicon nitride insulating film was formed on the mounting electrode by a plasma chemical vapor deposition method. The thickness of the insulating layer was 200 nm based on the upper surface of the mounting electrode.
이후 하기 표 1과 같은 스펙을 가지는 LED 소자들을 아세톤 100 중량부에 대해 1.0 중량부로 혼합하여 LED 소자들을 포함하는 용액을 제조하였다.Thereafter, the LED devices having the specifications as shown in Table 1 were mixed in an amount of 1.0 parts by weight based on 100 parts by weight of acetone to prepare a solution including the LED devices.
상기 제조된 용액을 실장전극이 형성된 기판 상에 떨어뜨리고, 상기 실장전극에 전압 100 Vpp, 주파수 950 kHz인 전원을 1분 동안 인가하여 LED 소자들을 정렬하였다. 절연막이 형성된 실장전극 상에 정렬된 LED 소자들 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제 1 구동전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제 2 구동전극을 포함하는 구동전극을 형성하였다. 이 때, 상기 구동전극의 폭은 3 ㎛, 두께는 0.2 ㎛, 재질은 타이타늄/골드이고, 상기 제 1 구동전극과 인접한 제 2 구동전극 사이의 간격은 2.7 ㎛이다.(실시예 2) The prepared solution was dropped on the substrate on which the mounting electrode was formed, and a power having a voltage of 100 V pp and a frequency of 950 kHz was applied to the mounting electrode for 1 minute to align the LED devices. A driving electrode including a first driving electrode in contact with at least a portion of one end portion of each of the LED elements arranged on the mounting electrode having an insulating film formed thereon and a second driving electrode in contact with at least a portion of the other end portion was formed. In this case, the width of the driving electrode is 3 µm, the thickness is 0.2 µm, the material is titanium/gold, and the distance between the first driving electrode and the adjacent second driving electrode is 2.7 µm. (Example 2)
실시예1과 동일하게 실시하되, 실장전극에 전압 60 Vpp, 주파수 950 kHz인 전원을 1분 동안 인가하여 LED 소자들을 정렬하였다.In the same manner as in Example 1, the LED elements were aligned by applying a power having a voltage of 60 V pp and a frequency of 950 kHz to the mounting electrode for 1 minute.
(실시예 3)(Example 3)
실시예1과 동일하게 실시하되, 실장전극 상부면을 기준으로 1000nm의 두께를 갖는 절연막을 형성하였다.In the same manner as in Example 1, an insulating film having a thickness of 1000 nm was formed based on the upper surface of the mounting electrode.
(비교예1)(Comparative Example 1)
실시예 1과 동일하게 실시하여 제조하되, 절연막을 형성시키지 않고 실장전극에 전원을 인가하여 LED 소자들을 정렬하였으며, 구동전극을 형성시키지 않고 LED 전극 어셈블리를 제조하였다.It was manufactured in the same manner as in Example 1, but the LED elements were aligned by applying power to the mounting electrode without forming an insulating film, and an LED electrode assembly was manufactured without forming a driving electrode.
(비교예2)(Comparative Example 2)
실시예 2과 동일하게 실시하여 제조하되, 절연막을 형성시키지 않고 실장전극에 전원을 인가하여 LED 소자들을 정렬하였으며, 구동전극을 형성시키지 않고 LED 전극 어셈블리를 제조하였다.Manufacturing was carried out in the same manner as in Example 2, but the LED elements were aligned by applying power to the mounting electrode without forming an insulating film, and an LED electrode assembly was manufactured without forming a driving electrode.
(실험예1)(Experimental Example 1)
실시예 및 비교예에서 제조된 LED 전극 어셈블리에 대하여 LED 소자의 발광 개수를 광학현미경을 통해 관찰하여 그 수를 카운팅하여 하기 표 2에 나타내었다. With respect to the LED electrode assemblies manufactured in Examples and Comparative Examples, the number of light emission of the LED element was observed through an optical microscope, and the number was counted and shown in Table 2 below.
두께(nm)Insulating film
Thickness (nm)
발광 개수LED element
Number of flashes
상기 표2에서 "발광 개수"는 LED 전극 어셈블리에 전원을 인가하였을 때, 청색 발광하는 LED 소자의 개수를 의미하며, "광량(%)"은 청색 발광하는 LED 소자 개수에 대하여, 실시예1을 100으로 하였을 때 상대적인 비율을 나타낸 것이다.In Table 2, "number of light emission" refers to the number of LED devices emitting blue light when power is applied to the LED electrode assembly, and "light amount (%)" refers to the number of LED devices emitting blue light, referring to Example 1. When it is set to 100, it shows the relative ratio.
*143먼저, 비교예1과 비교예2를 비교하면, 도 10에 나타낸 바와 같이 60Vpp의 전원을 인가한 비교예2는 전극 손상이 발생하지 않았으나, 도 9를 참조하면 100Vpp의 전원을 인가한 비교예1는 전극 손상이 발생하였다. 또한, 비교예1과 비교예2의 광량은 큰 차이가 없었고, 이를 통해 절연막을 구비하지 않은 LED 전극 어셈블리는 정렬 전압을 증가하여도 실제 발광하는 소자의 개수를 크게 늘릴 수 없음을 알 수 있다.*143 First, when comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, as shown in FIG. 10, Comparative Example 2, in which a power of 60V pp was applied, did not cause damage to the electrode, but referring to FIG. 9, a power of 100V pp was applied. In Comparative Example 1, electrode damage occurred. In addition, there was no significant difference in the amount of light between Comparative Example 1 and Comparative Example 2, and through this, it can be seen that the number of devices that actually emit light cannot be significantly increased even when the alignment voltage is increased in the LED electrode assembly without the insulating layer.
다음으로, 실시예1과 비교예1을 비교하면, 도 6에 나타낸 바와 같이 절연막을 구비한 실시예1은 100Vpp의 전원을 인가하여도 전극의 손상이 발생하지 않았으며, 절연막을 구비하지 않은 비교예1보다 발광 개수가 현저히 높은 것을 알 수 있다.Next, comparing Example 1 with Comparative Example 1, Example 1 provided with an insulating film as shown in FIG. 6 did not cause damage to the electrode even when 100V pp power was applied, and no insulating film was provided. It can be seen that the number of light emission is significantly higher than that of Comparative Example 1.
다음으로, 실시예1과 실시예2는 동일한 두께의 절연막을 구비하였으며, 도6 및 도7에서 보여지는 바와 같이 전극의 손상이 발생하지 않았다. 또한, 상대적으로 높은 전압을 인가한 실시예1이 실시예2보다 발광 개수가 더 높게 관찰되었다.Next, Example 1 and Example 2 provided with the insulating film having the same thickness, and as shown in Figs. 6 and 7, no damage to the electrode occurred. In addition, it was observed that Example 1 to which a relatively high voltage was applied had a higher number of emission than Example 2.
다음으로, 실시예1과 실시예3은 동일한 전압의 전원을 인가하여 LED 소자를 정렬시켰으며, 도6 및 도8에서 보여지는 바와 같이 전극 손상이 발생하지 않았다. 또한, 상대적으로 두꺼운 절연막을 구비한 실시예3이 실시예1보다 발광 개수가 더 낮게 관찰되었으며, 이는 절연막의 두께가 두꺼워질수록, LED 소자를 정렬시키는 자기장의 영향이 감소하였기 때문이라고 판단된다. 도 8에 나타낸 바와 같이 실시예3에 실장된 LED 소자들 중 일부 소자들은 제1실장전극 및 제2실장전극 중 어느 하나의 상부에만 위치되고 있음을 알 수 있다. 이처럼 LED 소자의 양끝단부가 제1실장전극 및 제2실장전극의 상부에 각각 위치하지 못할 경우, 구동 전극을 형성하여도 LED 소자가 발광하지 않을 수 있다.Next, in Example 1 and Example 3, the LED elements were aligned by applying power of the same voltage, and electrode damage did not occur as shown in FIGS. 6 and 8. In addition, Example 3 having a relatively thick insulating film was observed to have a lower number of light emission than Example 1, and it is believed that this is because the influence of the magnetic field that aligns the LED elements decreased as the thickness of the insulating film increased. As shown in FIG. 8, it can be seen that some of the LED devices mounted in Example 3 are positioned only above one of the first mounting electrode and the second mounting electrode. As described above, when both ends of the LED device are not positioned above the first mounting electrode and the second mounting electrode, the LED device may not emit light even when the driving electrode is formed.
이상에서 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 본 발명의 사상은 본 명세서에 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서, 구성요소의 부가, 변경, 삭제, 추가 등에 의해서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이나, 이 또한 본 발명의 사상범위 내에 든다고 할 것이다.Although an embodiment of the present invention has been described above, the spirit of the present invention is not limited to the embodiment presented in the present specification, and those skilled in the art who understand the spirit of the present invention can add components within the scope of the same idea. It will be possible to easily propose other embodiments by changing, deleting, adding, etc., but it will be said that this is also within the scope of the present invention.
100: LED 전극 어셈블리
110, 210, 310, 410: 기판
121, 221, 321, 421: 제1실장전극
122, 222, 322, 422: 제2실장전극
130, 230, 430: 절연막
140, 240, 340, 440: LED 소자
141: 제1 도전형 반도체층
142: 제2 도전형 반도체층
143: 활성층
144, 145: 도전성 전극층
151, 351, 451: 제 1 구동전극
152, 352, 452: 제 2 구동전극
151a: 제 1 구동전극의 제1부분
152a: 제 2 구동전극의 제1부분
151b: 제 1 구동전극의 제2부분
152b: 제 2 구동전극의 제2부분
270: LED 소자를 포함하는 용액
350, 450, 453: 구동전극층
353: 제3구동전극층
360, 460, 461, 462, 463: 광 레지스트 층
361: 리프트오프 층
370, 470: 마스크100: LED electrode assembly
110, 210, 310, 410: substrate
121, 221, 321, 421: first mounting electrode
122, 222, 322, 422: second mounting electrode
130, 230, 430: insulating film
140, 240, 340, 440: LED element
141: first conductivity type semiconductor layer
142: second conductivity type semiconductor layer
143: active layer
144, 145: conductive electrode layer
151, 351, 451: first driving electrode
152, 352, 452: second driving electrode
151a: the first portion of the first driving electrode
152a: the first portion of the second driving electrode
151b: the second portion of the first driving electrode
152b: second portion of the second driving electrode
270: solution containing an LED element
350, 450, 453: driving electrode layer
353: third driving electrode layer
360, 460, 461, 462, 463: photoresist layer
361: lift-off floor
370, 470: mask
Claims (11)
상기 제1 전극 및 제2 전극 상에 형성된 절연막;
상기 제1 전극 상부에 일단부가 위치하고, 상기 제2 전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬된 적어도 하나의 LED 소자; 및
상기 LED 소자 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제3 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제4 전극을 포함하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은,
상기 LED 소자와 접촉하지 않되 상기 절연막과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1 부분; 및
상기 제1 부분에 연결되고 상기 LED 소자의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2부분을 포함하며,
상기 LED 소자는 외면 중 일부는 상기 절연막과 접촉하고 다른 일부는 상기 절연막과 접촉하지 않고,
상기 LED 소자는 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 LED 전극 어셈블리.A first electrode and a second electrode extending in a first direction and spaced apart in a second direction different from the first direction;
An insulating film formed on the first electrode and the second electrode;
At least one LED element arranged such that one end is positioned above the first electrode and the other end is positioned above the second electrode; And
A third electrode in contact with at least a portion of one end of each of the LED elements and a fourth electrode in contact with at least a portion of the other end,
The third electrode and the fourth electrode,
A first portion not in contact with the LED element but in contact with the insulating layer and extending in the first direction; And
And a second portion connected to the first portion and in contact with at least some of both ends and an outer surface of the LED element,
Part of the LED element is in contact with the insulating film and some of the outer surface does not contact the insulating film,
The LED device includes a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.
상기 절연막은 1 nm 내지 100 ㎛의 두께를 갖는 LED 전극 어셈블리.The method of claim 1,
The insulating layer is an LED electrode assembly having a thickness of 1 nm to 100 μm.
상기 LED 소자의 종횡비(Aspect ratio)는 1.2 내지 100인 LED 전극 어셈블리.The method of claim 1,
The LED electrode assembly having an aspect ratio of 1.2 to 100 of the LED element.
상기 LED 소자는 길이가 100nm 내지 10㎛인 LED 전극 어셈블리.The method of claim 1,
The LED device has a length of 100nm to 10㎛ LED electrode assembly.
상기 절연막이 형성된 제1 전극 및 상기 제2 전극 상에 적어도 하나의 LED 소자를 포함하는 용액을 투입하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극에 전원을 인가하여 상기 LED 소자가 상기 제1 전극 상부에 일단부가 위치하고, 제2 전극 상부에 타단부가 위치하도록 정렬하는 단계; 및
상기 LED 소자 각각의 일단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제3 전극 및 타단부의 적어도 일부분과 접촉하는 제4 전극을 형성하는 단계;를 포함하고,
상기 제3 전극 및 상기 제4 전극은,
상기 LED 소자와 접촉하지 않되 상기 절연막과 접촉하고, 상기 제1 방향으로 연장된 제1 부분; 및
상기 제1 부분에 연결되고 상기 LED 소자의 양 단부 및 외부면 중 적어도 일부와 접촉하는 제2 부분을 포함하며,
상기 LED 소자는 외면 중 일부는 상기 절연막과 접촉하고 다른 일부는 상기 절연막과 접촉하지 않고,
상기 LED 소자는 제1 반도체층, 제2 반도체층 및 상기 제1 반도체층과 상기 제2 반도체층 사이에 배치된 활성층을 포함하는 LED 전극 어셈블리 제조 방법.Forming an insulating film on the first electrode and the second electrode extending in a first direction and spaced apart in a second direction different from the first direction, and on the first electrode and the second electrode;
A solution containing at least one LED element is added to the first electrode and the second electrode on which the insulating film is formed, and power is applied to the first electrode and the second electrode, so that the LED element is placed on the first electrode. Aligning one end so as to be positioned on the second electrode and the other end positioned on the second electrode; And
Forming a third electrode in contact with at least a portion of one end of each of the LED elements and a fourth electrode in contact with at least a portion of the other end of each of the LED elements; Including,
The third electrode and the fourth electrode,
A first portion not in contact with the LED element but in contact with the insulating layer and extending in the first direction; And
And a second portion connected to the first portion and in contact with at least some of both ends and an outer surface of the LED element,
Part of the LED element is in contact with the insulating film and some of the outer surface does not contact the insulating film,
The LED device is a method of manufacturing an LED electrode assembly comprising a first semiconductor layer, a second semiconductor layer, and an active layer disposed between the first semiconductor layer and the second semiconductor layer.
상기 LED 소자를 정렬하는 단계에서 인가된 전원은 전압이 0.1 내지 2000 V인 LED 전극 어셈블리 제조 방법.The method of claim 5,
The power applied in the step of aligning the LED devices is a method of manufacturing an LED electrode assembly having a voltage of 0.1 to 2000 V.
상기 전원의 주파수는 10 Hz 내지 100 GHz인 LED 전극 어셈블리 제조 방법.The method of claim 6,
The frequency of the power supply is 10 Hz to 100 GHz LED electrode assembly manufacturing method.
색변환층;을 포함하는 컬러-바이-블루(Color-by-blue) LED 디스플레이.The LED electrode assembly according to any one of claims 1 to 4 emitting blue light; And
Color conversion layer; Color-by-blue (Color-by-blue) LED display comprising a.
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