[go: up one dir, main page]
More Web Proxy on the site http://driver.im/

KR20190007226A - 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

Info

Publication number
KR20190007226A
KR20190007226A KR1020170088400A KR20170088400A KR20190007226A KR 20190007226 A KR20190007226 A KR 20190007226A KR 1020170088400 A KR1020170088400 A KR 1020170088400A KR 20170088400 A KR20170088400 A KR 20170088400A KR 20190007226 A KR20190007226 A KR 20190007226A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
light emitting
emitting diode
diode chips
emitting device
penetrating electrode
Prior art date
Application number
KR1020170088400A
Other languages
English (en)
Other versions
KR102549171B1 (ko
Inventor
권용민
김경준
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020170088400A priority Critical patent/KR102549171B1/ko
Priority to US15/827,843 priority patent/US10236280B2/en
Priority to CN201810233940.3A priority patent/CN109273574B/zh
Publication of KR20190007226A publication Critical patent/KR20190007226A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102549171B1 publication Critical patent/KR102549171B1/ko

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/03Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes
    • H01L25/04Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers
    • H01L25/075Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00
    • H01L25/0753Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof all the devices being of a type provided for in the same subgroup of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. assemblies of rectifier diodes the devices not having separate containers the devices being of a type provided for in group H01L33/00 the devices being arranged next to each other
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09FDISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
    • G09F9/00Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements
    • G09F9/30Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • GPHYSICS
    • G09EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09GARRANGEMENTS OR CIRCUITS FOR CONTROL OF INDICATING DEVICES USING STATIC MEANS TO PRESENT VARIABLE INFORMATION
    • G09G3/00Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes
    • G09G3/20Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters
    • G09G3/22Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources
    • G09G3/30Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels
    • G09G3/32Control arrangements or circuits, of interest only in connection with visual indicators other than cathode-ray tubes for presentation of an assembly of a number of characters, e.g. a page, by composing the assembly by combination of individual elements arranged in a matrix no fixed position being assigned to or needed to be assigned to the individual characters or partial characters using controlled light sources using electroluminescent panels semiconductive, e.g. using light-emitting diodes [LED]
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L25/00Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof
    • H01L25/16Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits
    • H01L25/167Assemblies consisting of a plurality of individual semiconductor or other solid state devices ; Multistep manufacturing processes thereof the devices being of types provided for in two or more different main groups of groups H01L27/00 - H01L33/00, or in a single subclass of H10K, H10N, e.g. forming hybrid circuits comprising optoelectronic devices, e.g. LED, photodiodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/0203Particular design considerations for integrated circuits
    • H01L27/0248Particular design considerations for integrated circuits for electrical or thermal protection, e.g. electrostatic discharge [ESD] protection
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/04Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction
    • H01L33/06Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies with a quantum effect structure or superlattice, e.g. tunnel junction within the light emitting region, e.g. quantum confinement structure or tunnel barrier
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/02Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor bodies
    • H01L33/26Materials of the light emitting region
    • H01L33/30Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table
    • H01L33/32Materials of the light emitting region containing only elements of Group III and Group V of the Periodic Table containing nitrogen
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/38Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes with a particular shape
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes
    • H01L33/40Materials therefor
    • H01L33/42Transparent materials
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/52Encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/58Optical field-shaping elements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/48Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the semiconductor body packages
    • H01L33/62Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01CRESISTORS
    • H01C7/00Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material
    • H01C7/10Non-adjustable resistors formed as one or more layers or coatings; Non-adjustable resistors made from powdered conducting material or powdered semi-conducting material with or without insulating material voltage responsive, i.e. varistors
    • H01C7/12Overvoltage protection resistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L28/00Passive two-terminal components without a potential-jump or surface barrier for integrated circuits; Details thereof; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L28/20Resistors
    • H01L28/26Resistors with an active material comprising an organic conducting material, e.g. conducting polymers
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/86Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable only by variation of the electric current supplied, or only the electric potential applied, to one or more of the electrodes carrying the current to be rectified, amplified, oscillated or switched
    • H01L29/861Diodes
    • H01L29/866Zener diodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0016Processes relating to electrodes
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/005Processes relating to semiconductor body packages relating to encapsulations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L2933/00Details relating to devices covered by the group H01L33/00 but not provided for in its subgroups
    • H01L2933/0008Processes
    • H01L2933/0033Processes relating to semiconductor body packages
    • H01L2933/0066Processes relating to semiconductor body packages relating to arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Led Device Packages (AREA)

Abstract

본 발명의 일 실시예는, 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되는 3개의 발광 다이오드 칩; 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 이웃하여 배치되는 적어도 하나의 관통 전극부; 상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부가 결합되도록 상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부; 상기 몰딩부의 일면에 배치되어 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 상기 관통 전극부를 서로 접속시키는 투명 전극층; 및 상기 몰딩부의 타면에 노출되되, 상기 3개의 발광 다이오드 칩에 각각 배치된 3개의 개별 전극;을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.

Description

발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치{LED LIGHTING DEVICE PACKAGE AND DISPLAY APPARATUS USING THE SAME}
본 발명의 기술적 사상은 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
반도체 발광 다이오드(LED)는 조명 장치용 광원뿐만 아니라, 다양한 전자 제품의 광원으로 사용되고 있다. 특히, TV, 휴대폰, PC, 노트북 PC, PDA 등과 같은 각종 디스플레이 장치들을 위한 광원으로 널리 사용되고 있다.
종래의 디스플레이 장치는 주로 액정 디스플레이(LCD)로 구성된 디스플레이 패널과 백라이트로 구성되었으나, 최근에는 LED 소자를 그대로 하나의 픽셀로서 사용하여 백라이트가 별도로 요구되지 않는 형태로도 개발되고 있다. 이러한 디스플레이 장치는 컴팩트화할 수 있을 뿐만 아니라, 기존 LCD에 비해 광효율도 우수한 고휘도 디스플레이를 구현될 수 있다. 또한, 디스플레이 화면의 종횡비를 자유롭게 바꾸고 대면적으로 구현할 수 있으므로 다양한 형태의 대형 디스플레이로 제공할 수 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 과제 중 하나는, 제조비용이 감소되며 소형화가 용이한 발광소자 패키지 및 디스플레이 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명의 일 실시예는, 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되는 3개의 발광 다이오드 칩; 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 이웃하여 배치되는 적어도 하나의 관통 전극부; 상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부가 결합되도록 상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부; 상기 몰딩부의 일면에 배치되어 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 상기 관통 전극부를 서로 접속시키는 투명 전극층; 및 상기 몰딩부의 타면에 노출되되, 상기 3개의 발광 다이오드 칩에 각각 배치된 3개의 개별 전극;을 포함하는 발광소자 패키지를 제공한다.
본 발명의 일 실시예는, 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 행과 열을 이루어 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지 각각은 적어도 하나의 픽셀(pixel)을 제공하는 디스플레이 패널; 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 패널 구동부; 및 상기 패널 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 복수의 발광소자 패키지는, 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 도전형 반도체층에 의해 제공되는 제1 면과 상기 제1 면과 반대 방향에 위치하는 제2 면을 가지며, 상기 픽셀을 이루는 복수의 서브 픽셀(sub-pixel)을 각각 구성하는 복수의 발광 다이오드 칩; 상기 복수의 발광 다이오드 칩이 결합되도록 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부; 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 면에 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되는 투명 전극층; 상기 몰딩부를 관통하여 상기 투명 전극층에 접속되는 관통 전극부; 및 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제2 면에 각각 배치되며 상기 몰딩부로부터 노출된 복수의 개별 전극;을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명의 기술적 사상에 따른 발광소자 패키지 및 이러한 발광소자 패키지를 이용한 디스플레이 장치는 발광소자 패키지 및 디스플레이 장치를 제조하는 데에 소모되는 시간이 감소되며 소형화가 용이한 효과가 있다.
다만, 본 발명의 다양하면서도 유익한 장점과 효과는 상술한 내용에 한정되지 않으며, 본 발명의 구체적인 실시 형태를 설명하는 과정에서 보다 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 디스플레이 패널의 개략 사시도이다.
도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 개략 사시도이다.
도 4는 도 4의 I방향에서 본 발광소자 패키지의 평면도이다.
도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절개하여 본 측 단면도이다.
도 6은 도 5의 'B'부분을 확대한 도면이다.
도 7(a)는 도 5의 발광소자 패키지의 회로도이다.
도 7(b) 및 도 7(c)는 도 7(a)의 변형예이다.
도 8은 발광소자 패키지의 변형예이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 발광소자 패키지의 측 단면도이다.
도 10은 도 9의 'C'부분을 확대한 도면이다.
도 11 내지 도 15는 도 5의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
도 16 내지 도 19는 도 9의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 발광소자 패키지를 갖는 디스플레이 패널의 개략 사시도이고, 도 2는 도 1의 'A'부분을 확대하여 나타낸 평면도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 패널(1)은 회로 기판(30)과, 회로 기판(30) 상에 배열된 발광소자 모듈(20)을 포함할 수 있다.
본 실시예에 따른 발광소자 모듈(20)은 적색(Red, R), 녹색(Green, G), 청색(Blue, B)의 광을 선택적으로 발광할 수 있는 복수의 발광소자 패키지(10)를 포함할 수 있다. 복수의 발광소자 패키지(10)는 각각 디스플레이 패널의 하나의 픽셀(pixel)을 구성할 수 있으며, 회로 기판(30) 상에 행과 열을 이루어 배열될 수 있다. 본 실시예에서는, 15×15의 발광소자 패키지(10)들로 배열된 형태를 예시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 실제로는 필요한 해상도에 따른 더 많은 수의 발광소자 패키지들(예, 1024×768, 1920×1080)이 배열될 수 있다.
각각의 발광소자 패키지(10)는 RGB의 광원에 해당하는 복수의 서브 픽셀(sub-pixel)을 포함할 수 있으며, 하나의 발광소자 패키지(10) 내의 복수의 서브 픽셀은 서로 이격되어 배치된 구조로 제공될 수 있다. 이에 대해서는, 도 3 내지 도 6을 참조하여 상세히 설명하기로 한다. 다만, 서브 픽셀의 색은 RGB로 한정되는 것은 아니며, CYMK(Cyan, Yellow, Magenta, Black)와 같이 다양한 색이 사용될 수도 있다. 또한, 본 실시예에서는 하나의 픽셀에 RGB의 광원에 각각 해당하는 3개의 서브 픽셀이 포함된 형태를 예시하였으나, 이에 한정하는 것은 아니며 4개 이상의 서브 픽셀이 포함될 수 있다.
실시예에 따라서, 회로 기판(30)에 발광소자 모듈(20)의 각각의 발광소자 패키지(10)에 전원을 공급하도록 구성된 구동부 및 발광소자 패키지(10)를 제어하는 제어부가 배치될 수도 있다. 상기 회로 기판(30)은 각 픽셀의 서브 픽셀을 독립적으로 구동하도록 구성된 회로를 포함할 수 있다. 예를 들어, 상기 회로 기판(30)은 박막 트랜지스터(TFT)를 포함하는 TFT 기판일 수 있다.
도 2를 참조하면, 디스플레이 패널(1)은 회로 기판(30) 상에 복수의 발광소자 패키지(10)가 배치되는 영역을 정의하는 제1 격벽 구조(21)를 더 포함할 수 있다. 또한, 복수의 발광소자 패키지(10)는 각각 제2 격벽 구조(22)에 둘러싸이도록 배치될 수 있다. 제2 격벽 구조(22)는 각 발광소자 패키지(10)를 전기적으로 분리시켜, 각 발광소자 패키지(10)가 하나의 픽셀로서 서로 독립적으로 구동될 수 있도록 할 수 있다. 또한, 제2 격벽 구조(22)는 복수의 발광소자 패키지(10)를 회로 기판(30) 상에 견고하게 고정시킬 수 있다. 다만, 제1 및 제2 격벽 구조(21, 22)는 실시예에 따라서는 생략될 수도 있다.
제1 및 제2 격벽 구조(21, 22)는 블랙 매트릭스(black matrix)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 블랙 매트릭스는 상기 회로 기판의 둘레에 배치되어 복수의 발광소자 패키지(10)의 탑재영역을 정의하는 가이드 라인으로서 역할을 할 수 있다. 상기 매트릭스는 블랙(black) 색상에 한정되는 것은 아니며 제품의 용도 및 사용처 등에 따라 백색(white) 매트릭스 또는 녹색(green) 등 다른 색깔을 사용할 수 있으며 필요에 따라서는 투명 재질의 매트릭스를 사용할 수도 있다. 상기 백색 매트릭스는 반사 물질 또는 산란물질을 더 포함할 수 있다. 상기 블랙 매트릭스는 수지를 포함하는 폴리머, 세라믹, 반도체 또는 금속과 같은 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 3은 도 1의 발광소자 패키지의 개략 사시도이며, 도 4는 도 4의 I방향에서 본 발광소자 패키지의 평면도이다. 도 5는 도 4의 II-II'선을 따라 절개하여 본 측 단면도이며, 도 6은 도 5의 'B'부분을 확대한 도면이다. 도 7(a)는 도 5의 발광소자 패키지의 회로도이다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 하나의 픽셀을 이루는 발광소자 패키지(10)는 각각 서브 픽셀인 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300), 몰딩부(500), 투명 전극층(600), 관통 전극부(400) 및 개별 전극(130)을 포함할 수 있다.
발광소자 패키지(10)의 상부('I' 방향)에서 보았을 때, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)는 행과 열을 이루어 나란하게 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 구조는 서로 유사하므로, 제1 발광 다이오드 칩(100)을 기준으로 설명한다.
도 6을 참조하면, 상기 제1 발광 다이오드 칩(100)은 서로 반대 방향에 위치하는 제1 면(S100) 및 제2 면(S200)을 가지며, 지지 기판(110), 상기 지지 기판(110) 상에 배치된 반도체 적층체(120), 및 지지 기판(110)의 하부에 배치된 개별 전극(130)을 포함할 수 있다.
상기 지지 기판(110)은 도전성 또는 반도전성 가지는 물질로 이루어진 기판이거나, 상기 지지 기판(110)의 수직 방향으로 연결된 전도성 비아와 같은 전극 구조가 형성된 절연성 기판일 수 있다.
도전성을 갖는 물질로 이루어진 경우, 상기 지지 기판(110)은, SiC, Si, GaAs, GaP, AlGaINP, Ge, SiSe, GaN, AlInGaN 또는 InGaN 등의 기판이나, Al, Zn, Ag, W, Ti, Ni, Au, Mo, Pt, Pd, Cu, Cr 또는 Fe의 단일 금속 또는 Si-Al과 같은 이들의 합금 기판을 상기 반도체 적층체(120)에 부착하여 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 SiC기판이 사용될 수 있다.
상기 지지 기판(110)은, 손상되기 쉬운 반도체 적층체(120)를 지지하는 역할을 함과 동시에, 후술하는 제2 도전형 반도체층(123)에 전원을 인가하는 p측 전극의 역할을 수행할 수 있다.
상기 지지 기판(110)은 전도성 접착층을 통해 반도체 적층체(120)에 부착될 수 있다. 상기 전도성 접착층은 상기 제2 도전형 반도체층(123)과 상기 지지 기판(110)의 접촉을 보다 강화하기 위한 것으로서, 일반적으로 접착성을 갖는 전도성 물질로 이루어질 수 있다. 상기 전도성 접착층으로는 Au을 사용할 수 있으며, Au/Ge, Au/In, Au/Sn, Pb/Sn 등의 공융 금속(eutectic metal)을 사용할 수도 있다. 그 밖에도 전도성 접착층으로서 전도성 유기 물질을 사용할 수도 있다. 또한, 상기 지지 기판(110)은 도금공정을 사용하여 형성될 수도 있다. 즉, 반도체 적층체(120) 상에 Cu 또는 Ni 등의 금속을 도금하여 지지 기판(110)을 형성할 수도 있다.
상기 반도체 적층체(120)는 상기 지지 기판(110) 상에 순차적으로 배치된 제2 도전형 반도체층(123), 활성층(122) 및 제1 도전형 반도체층(121)을 포함할 수 있다. 상기 제1 도전형 반도체층(121)은 상기 제1 발광 다이오드 칩(100)의 제1 면(S100)을 제공할 수 있다. 제1 도전형 반도체층(121) 및 제2 도전형 반도체층(123)은 각각 n형 반도체층 및 p형 반도체층일 수 있다. 예를 들어, AlxInyGa(1-x-y)N(0≤x≤1, 0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 질화물 반도체일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 GaAs계 반도체나 GaP계 반도체도 사용될 수 있다. 활성층(122)은 양자우물층과 양자장벽층이 서로 교대로 적층된 다중 양자우물(MQW) 구조를 포함할 수 있다. 예를 들어, 활성층(122)은 InGaN/GaN, GaN/AlGaN와 같은 질화물계 MQW일 수 있으나, 이에 한정되지 않으며 GaAs/AlGaAs 또는 InGaP/GaP, GaP/AlGaP와 같은 다른 반도체일 수 있다. 본 실시예에서는 제1 반도체 적층체(120)가 제2 및 제3 반도체 적층체(220, 320)와 상이한 반도체 물질로 이루어질 수 있다. 구체적으로, 제1 반도체 적층체(120)는 GaAs으로 이루어지며, 제2 및 제3 반도체 적층체(220, 320)는 GaN으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 반도체 적층체(120, 220, 320)의 각 활성층은, 서로 다른 파장의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 이러한 방출광 조건은 다양한 방식으로 구현될 수 있다. 본 실시예에서는, 제1 내지 제3 반도체 적층체(120, 220, 320)의 활성층이 서로 다른 색의 광을 방출하도록 구성될 수 있다. 예를 들어, 제1 내지 제3 반도체 적층체(120, 220, 320)의 활성층이 각각 적색, 녹색, 청색의 광을 방출할 수 있다. 따라서, 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)은 별도의 형광체층 없이도 각각 적색, 녹색, 청색의 빛을 방출할 수 있으며, RGB의 광원에 해당하는 서브 픽셀로 동작할 수 있다.
이러한 제1 발광 다이오드 칩(100)은 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(123)에 각각 전원을 인가하는 n측 전극과 p측 전극이 제1 발광 다이오드 칩(100)의 서로 반대면에 배치되는, 소위 '수직구조'의 발광 다이오드 칩이 사용될 수 있다. 본 실시예는 후술하는 투명 전극층(600)이 n측 전극으로 사용되며, 지지 기판(110)이 p측 전극으로 사용될 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)은 'I'방향에서 보았을 때, 동일한 사각형의 상면을 가지며 각각의 면적이 서로 같도록 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니며, 서로 다른 면적을 갖도록 배치될 수도 있다.
상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)은 후술하는 관통 전극부(400)와 행과 열을 맞추어 배열되도록 서로 나란하게 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
또한, 적색의 빛을 방출하는 제1 발광 다이오드 칩(100)과 관통 전극부(400) 사이의 간격(W1)이 각각 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 제2 및 제3 발광 다이오드 칩(200, 300)과 관통 전극부(400) 사이의 간격(W2, W3)보다 크도록 배치할 수 있다. 제1 반도체 적층체(120)는 GaAs으로 이루어지고, 제2 및 제3 반도체 적층체(220, 320)는 GaN으로 이루어진 경우에, 제1 반도체 적층체(120)의 구동전압(약 2V)이 제2 및 제3 반도체 적층체(220, 320)의 구동전압(약 3V)보다 낮게 된다. 따라서, 제1 발광 다이오드 칩(100)과 제2 및 제3 발광 다이오드 칩(200, 300)에 동일한 구동 전압을 가하여 동작시키기 위해서는 제1 발광 다이오드 칩(100)에 인가되는 전압을 강하하기 위한 추가적인 전압 강하 소자가 필요하다. 제1 발광 다이오드 칩(100)과 관통 전극부(400) 사이의 간격(W1)을 녹색 및 청색의 빛을 방출하는 제2 및 제3 발광 다이오드 칩(200, 300)과 관통 전극부(400) 사이의 간격(W2, W3)보다 크게 하면, 제1 발광 다이오드 칩(100)과 관통 전극부(400)를 연결하는 투명 전극층(600)의 전기적 거리가 증가하므로, 추가적인 전압 강하 소자가 없이도, 제1 발광 다이오드 칩(100)에 인가되는 전압을 강하할 수 있다. 따라서, 추가적인 전압 강하 소자 없이도, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)에 동일한 구동 전압을 가하여 동작시킬 수 있는 장점이 있다.
도 5를 참조하면, 상기 몰딩부(500)는 제1 면(S1) 및 이의 반대면에 배치된 제2 면(S2)을 갖도록 소정의 두께로 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300) 및 관통 전극부(400)의 측면을 둘러싸도록 배치될 수 있다.
상기 몰딩부(500)는 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300) 및 관통 전극부(400)를 결합하고, 발광소자 패키지(10)의 외형을 유지할 수 있을 정도의 기계적 강성을 가지도록, 앞서 설명한 블랙 또는 투명 매트릭스로 이루어질 수 있다. 실시예에 따라서는, 상기 몰딩부(500)는 투명 전극층(600)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(500)는 Ag 나노와이어(nano wire) 및 CNT(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함되어 도전성으로 가지는 광투과성 폴리머 레진으로 이루어질 수 있다. 또한, 상기 몰딩부(500)는 투명 전극층(600)과 동일한 물질로 일체로 형성될 수 있다. 따라서, 실시예 따라서는, 상기 몰딩부(500)와 상기 투명 전극층(600)이 하나의 공정을 통해 일체로 형성될 수도 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 상기 몰딩부(500)의 제1 면(S1)에는 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 상기 관통 전극부(400)를 서로 접속시키기 위한 투명 전극층(600)이 배치될 수 있다. 상기 투명 전극층(600)은 상기 몰딩부(500)의 제1 면(S1)에 노출된 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 각각의 제1 면(S100)과 관통 전극부(400)의 제1 면(400a)을 서로 전기적으로 접속시킬 수 있다.
상기 투명 전극층은 ITO(Indium Tin Oxide), ZITO(Zinc-doped Indium Tin Oxide), ZIO(Zinc Indium Oxide), GIO(Gallium Indium Oxide), ZTO(Zinc TinOxide), FTO(Fluorine-doped Tin Oxide), AZO(Aluminium-doped Zinc Oxide), GZO(Gallium-doped Zinc Oxide), In4Sn3O12 또는 Zn(1-x)MgxO(Zinc Magnesium Oxide, 0≤x≤1)과 같은 TCO(Transparent Conductive Oxide)물질을 채용할 수 있으며, Ag 나노와이어(nano wire) 및 CNT(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함되어 전도성을 가지는 광투과성 폴리머 레진을 채용할 수도 있다.
상기 투명 전극층(600)은 상기 몰딩부(500)의 제1 면(S1)을 전체적으로 덮도록 형성할 수 있으나, 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 상기 관통 전극부(400)가 서로 접속되는 범위 내에서, 패턴을 갖도록 형성될 수도 있다. 또한, 상기 투명 전극층(600)은 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 각각의 제1 면(S100)을 전체적으로 덮도록 형성할 수 있으나, 상기 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 각각의 제1 면(S100)의 일부만을 덮도록 형성하거나 상기 투명 전극층(600)에 개구를 형성하여, 투명 전극층(600)의 광투과성을 더욱 향상되게 할 수도 있다.
실시예에 따라서는, 상기 투명 전극층(600)의 상부에는 투명 전극층(600)을 보호하기 위한 패시베이션층(700)이 더 배치될 수 있다.
상기 관통 전극부(400)는 상기 몰딩부(500)를 관통하여, 상기 몰딩부(500)의 제1 및 제2 면(S1, S2)에 각각 관통 전극부(400)의 제1 및 제2 면(400a, 400b)이 노출되도록 배치될 수 있다. 상기 관통 전극부(400)는 제1 내지 제3 발광다이오드 칩(100, 200, 300)과 동일한 높이로 서로 이웃하도록 배치될 수 있으며, 제1 및 제2 면(400a, 400b)이 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 제1 면(S100)과 동일한 면적을 갖도록 형성될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상부에서 보았을 때, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 행과 열을 맞추어 배열되도록 서로 나란하게 배치될 수 있으나, 이에 한정하는 것은 아니다.
상기 관통 전극부(400)는 상기 몰딩부(500)의 제1 면(S1)을 덮는 투명 전극층(600)에 접속하도록 배치됨으로써, 몰딩부(500)의 제1 면(S1)과 제2 면(S2)을 서로 전기적으로 접속할 수 있다. 따라서, 상기 관통 전극부(400)의 제2 면(400b)과 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 개별 전극(130, 230, 330)을 통해 각각 전압(V1, V2)을 인가하면, 도 7(a)에 도시된 회로를 구성할 수 있다.
도 7(a)를 참조하면, 복수의 개별 전극(130, 230, 330)과 관통 전극부(400)를 통해 각각 V1 및 V2의 전압을 인가하면, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)은 서로 전기적으로 병렬 접속되고, 관통 전극부(400)는 1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 직렬 접속되도록 구성될 수 있다.
상기 관통 전극부(400)는 금속, 금속 폴리머 복합체, 제너 다이오드(zener diode) 및 배리스터(varistor) 중 적어도 하나로 이루어질 수 있다. 도 7(a)는 관통 전극부(400)가 금속이나 금속 폴리머 복합체로 이루어져 소정의 저항값을 갖는 저항체와 같이 동작하는 경우를 도시한 것이다. 따라서, 상기 관통 전극부(400)와 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 개별 전극(130, 230, 330)을 통해 전원을 인가하면, 상기 관통 전극부(400)는 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 전기적으로 직렬 접속될 수 있다.
일반적으로, 하나의 웨이퍼에서 제조된 발광 다이오드 칩들이라 하더라도 구동 전압에 차이가 있을 수 있다. 이와 같이 구동 전압이 다른 복수의 발광 다이오드 칩에 동일한 구동 전압을 인가하면, 발광 다이오드 칩의 반도체 적층체에서 방출되는 빛은 광량의 차이를 발생하게 된다. 이와 같은 복수의 발광 다이오드 칩을 서브 픽셀로 갖는 발광소자 패키지를 디스플레이의 픽셀로 사용하면, 서브 픽셀들 간에 광량의 차이가 발생하여, 픽셀들의 색 특성(밝기, 색상, 색온도 등)이 균일하지 않는 문제점을 발생할 수 있다. 본 실시예의 경우, 복수의 발광 다이오드 칩들의 구동 전압을 미리 측정한 후, 인가되는 구동 전압이 측정한 구동 전압으로 전압 강하되도록, 측정된 구동 전압에 맞는 저항값을 갖는 관통 전극부(400)를 각각의 발광소자 패키지에 배치함으로써, 픽셀들의 색 특성을 균일하게 할 수 있다.
또한, 관통 전극부(400)에 제너 다이오드나 배리스터와 같은 보호소자를 포함하면, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)을 ESD(Electrostatic Discharge)로부터 보호할 수 있다. 도 7(b)는 관통 전극부(400')가 제너 다이오드인 경우를 도시한 것이며, 도 7(c)는 관통 전극부(400'')가 배리스터로 이루어진 경우를 도시한 것이다.
제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 각 지지 기판(110)의 하부에는 발광소자 패키지(10)를 회로 기판(30)에 접속하기 위한 개별 전극(130, 230, 330)이 배치될 수 있다. 상기 개별 전극(130, 230, 330)은 상기 발광 다이오드 칩(100)의 제2 면(S200)을 제공하며, 몰딩부(500)의 제2 면(S2)과 공면(coplanar)을 이루도록 배치되어, 상기 발광소자 패키지(10)를 회로 기판(30)에 접속하는 데에 사용될 수 있다.
도 2는 하나의 발광소자 패키지(10)가 하나의 픽셀에 대응되는 경우를 예로 들어 설명하였으나, 이에 한정하는 것은 아니다. 도 8에 도시된 바와 같이, 4개의 발광소자 패키지(10)로 이루어진 발광소자 패키지 어레이(40)를 채용하여, 발광소자 패키지를 회로 기판에 배치하는 시간을 더욱 단축시킬 수도 있다. 도 2의 실시예와 비교할 때, 도 8의 실시예는 4개의 발광소자 패키지(10)가 다이싱 과정에서 제거되지 않은 연결부(11)를 통하여 연결된 것을 볼 수 있다. 발광소자 패키지 어레이(40)를 이루는 발광소자 패키지(10) 사이의 간격(W4)은 발광소자 패키지 어레이(40) 사이의 간격(W5)과 같도록 함으로써, 상면에서 보았을 때, 복수의 발광소자 패키지(10)들이 동일한 간격으로 배치된 것을 보이도록 할 수 있다.
상기와 같은 발광소자 패키지는, 투명 전극층과 관통 전극부를 통해 복수의 발광다이오드 칩을 병렬접속하고 각각에 전원을 인가할 수 있으므로, 복수의 발광다이오드 칩에 각각 접속된 전극을 형성하기 위한 별도의 전극 패턴 형성 공정이 필요없는 장점이 있다. 따라서, 본 실시예의 발광소자 패키지는 제조가 간편하여 제조시간이 단축되며 제조비용이 절감되는 효과가 있다. 또한, 별도의 배선이 필요없으므로, 발광소자 패키지의 소형화가 용이한 효과가 있다.
도 9 및 도 10에는 상술된 실시예와 다른 구조를 갖는 발광소자 패키지(10a)가 도시되어 있다.
도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 발광소자 패키지(10a)는 상술된 실시예와 유사한 발광 다이오드 칩(100)을 포함할 수 있다.
앞서 실시예(도 5 참조)와 비교하여, 발광다이오드 칩(100)과 관통 전극부(400)의 측면을 덮도록 절연층(800)이 배치되며, 투명 전극부가 몰딩부(900)와 동일한 물질로 이루어지며 일체로 형성된 차이점이 있다. 상기 절연층(800)은 발광 다이오드 칩(100)의 제1 면(S100)과 관통 전극부(400)의 제1 면(400a)의 일 영역까지 연장될 수 있다.
상기 몰딩부(900)는 Ag 나노와이어(nano wire) 및 CNT(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함된 광투과성 폴리머 레진으로 이루어져, 도전성을 가지면서도 발광소자 패키지(10a)의 외형을 유지할 수 있을 정도의 기계적 강성을 가질 수 있다. 따라서, 투명 전극층과 몰딩부를 한번에 제조할 수 있으므로, 발광소자 패키지(10a)를 제조하는 데 소요되는 시간을 더욱 단축시킬 수 있다.
상기 절연층(800)은 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300) 및 관통 전극부(400)와 몰딩부(900)의 사이에 개재되어, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300) 및 관통 전극부(400)의 측면이 몰딩부(900)와 통해 전기적으로 접속되는 것을 방지할 수 있다. 절연층(800) 중 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300) 및 관통 전극부(400)의 제1 면과 접하는 영역에는 각각 개구부(810)가 배치되어, 몰딩부(900)와 접속되는 영역을 정의할 수 있다. 절연층(800)은 예를 들어, SiO2, SiOxNy, SixNy 등의 실리콘 산화물, 실리콘 질화물을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 행과 열을 이루어 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지 각각은 적어도 하나의 픽셀(pixel)을 제공하는 디스플레이 패널과, 상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 패널 구동부과, 상기 패널 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고, 상기 복수의 발광소자 패키지는, 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 도전형 반도체층에 의해 제공되는 제1 면과 상기 제1 면과 반대 방향에 위치하는 제2 면을 가지며, 상기 픽셀을 이루는 복수의 서브 픽셀(sub-pixel)을 각각 구성하는 복수의 발광 다이오드 칩과, 상기 복수의 발광 다이오드 칩이 결합되도록 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부와, 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 면에 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되는 투명 전극층과, 상기 몰딩부를 관통하여 상기 투명 전극층에 접속되는 관통 전극부와, 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제2 면에 각각 배치되며 상기 몰딩부로부터 노출된 복수의 개별 전극을 포함하는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
다음으로, 도 5에 도시된 발광소자 패키지(10)의 제조공정에 대해 설명한다. 도 11 내지 도 15는 도 5의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
먼저, 도 11에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)를 준비하고, 제1 접착 필름(T1)의 일면 상에 픽셀 단위(S) 반복하여 배열 할 수 있다. 상기 제1 접착 필름(T1)은 UV광이 조사되면 접착력이 감소되는 UV감광성 필름을 사용할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)은 개별 전극(130, 230, 330)이 상부에 노출되도록 배열될 수 있다.
다음으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)의 사이에 블랙 매트릭스(500a)를 도포하여 몰딩부(500)를 형성할 수 있다. 실시예에 따라서는, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)를 덮도록 블랙 매트릭스(500a)를 도포한 후, 개별 전극(130, 230, 330) 및 관통 전극부(400)를 그라인더(G)로 노출시키는 단계를 포함할 수 있다.
다음으로, 도 13에 도시된 바와 같이, 몰딩부(500)의 제2 면(S2) 상에 제2 접착 필름(T2)을 부착한 후, 제1 접착 필름(T1)을 제거하여, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)를 제2 접착 필름(T2)에 전사한다.
다음으로, 도 14에 도시된 바와 같이, 몰딩부(500)의 제1 면(S1)을 덮도록 투명 전극층(600) 및 패시베이션층(700)을 순차적으로 형성한다.
다음으로, 도 15에 도시된 바와 같이, 블레이드(BL)를 이용하여 상기 몰딩부(500)를 픽셀 단위(S)로 절단하여 개별 발광소자 패키지로 분리한 후, 제2 접착 필름(T2)을 제거하여 도 5의 개별 발광소자 패키지(10)로 분리할 수 있다.
다음으로, 도 9에 도시된 발광소자 패키지(10a)의 제조공정에 대해 설명한다. 도 16 내지 도 19는 도 9의 발광소자 패키지의 주요 제조공정을 개략적으로 도시한 측 단면도이다.
먼저, 도 16에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)를 준비하고, 제1 접착 필름(T1)의 일면 상에 픽셀 단위(S) 반복하여 배열 할 수 있다. 앞서 설명한 실시예와 유사하게 상기 제1 접착 필름(T1)은 UV광이 조사되면 접착력이 감소되는 UV감광성 필름을 사용할 수 있다. 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)의 개별 전극(130, 230, 330)이 제1 접착 필름(T1)에 부착되도록 배열될 수 있다.
다음으로, 도 17에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)의 표면을 덮도록 절연층(800)을 증착하고, 개구부(810)를 형성한다.
다음으로, 도 18에 도시된 바와 같이, 제1 내지 제3 발광 다이오드 칩(100, 200, 300)과 관통 전극부(400)를 덮도록, Ag 나노와이어(nano wire) 및 CNT(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함된 광투과성 폴리머 레진을 도포하여 몰딩부(900)를 형성한다.
다음으로, 도 19에 도시된 바와 같이, 블레이드(BL)를 이용하여 상기 몰딩부(900)를 픽셀 단위(S)로 절단하여 개별 발광소자 패키지로 분리한 후, 제1 접착 필름(T1)을 제거하여 도 9의 개별 발광소자 패키지(10a)로 분리할 수 있다.
본 발명은 상술한 실시형태 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니며 첨부된 청구범위에 의해 한정하고자 한다. 따라서, 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 당 기술분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 형태의 치환, 변형 및 변경이 가능할 것이며, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다고 할 것이다.
1: 디스플레이 장치
10: 발광소자 패키지
10a: 발광소자 패키지 어레이
20: 발광소자 모듈
21, 22: 제1 및 제2 격벽 구조
30: 회로 기판
100: 제1 발광 다이오드 칩
110: 지지 기판
120: 반도체 적층체
121: 제1 도전형 반도체층
122: 활성층
123: 제2 도전형 반도체층
130: 개별 전극
200: 제2 발광 다이오드 칩
300: 제3 발광 다이오드 칩
400: 관통 전극부
500: 몰딩부
600: 투명 전극층
700: 패시베리션층
800: 절연층

Claims (10)

  1. 각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되는 3개의 발광 다이오드 칩;
    상기 3개의 발광 다이오드 칩과 이웃하여 배치되는 적어도 하나의 관통 전극부;
    상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부가 결합되도록 상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 관통 전극부의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부;
    상기 몰딩부의 일면에 배치되어 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 상기 관통 전극부를 서로 접속시키는 투명 전극층; 및
    상기 몰딩부의 타면에 노출되되, 상기 3개의 발광 다이오드 칩에 각각 배치된 3개의 개별 전극;을 포함하는 발광소자 패키지.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 전극부는 금속, 금속 폴리머 복합체, 제너 다이오드(zener diode) 및 배리스터(varistor) 중 적어도 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 관통 전극부는 상기 3개의 발광 다이오드 칩과 직렬 접속된 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 3개의 발광 다이오드 칩은 각각 제1 내지 제3 반도체 적층체를 포함하며,
    상기 제1 내지 제3 반도체 적층체의 활성층은 각각 적색(RED), 녹색(GREEN), 청색(BLUE)의 빛을 방출하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 3개의 발광 다이오드 칩 및 상기 적어도 하나의 관통 전극부는 서로 나란하게 배치되는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반도체 적층체와 상기 적어도 하나의 관통 전극부 사이의 간격은 상기 제2 및 제3 반도체 적층체와 상기 적어도 하나의 관통 전극부 사이의 간격보다 큰 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 제1 반도체 적층체는 상기 제2 및 제3 반도체 적층체와 상이한 물질로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 몰딩부는 상기 투명 전극층과 동일한 물질로 일체로 형성되며,
    상기 3개의 발광 다이오드 칩의 측면 및 상기 적어도 하나의 관통 전극부의 측면을 덮도록 배치된 절연층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 몰딩부는 Ag 나노와이어(nano wire) 및 CNT(carbon nano tube) 중 적어도 하나가 포함된 광투과성 폴리머 레진으로 이루어진 것을 특징으로 하는 발광소자 패키지.
  10. 회로 기판과 상기 회로 기판 상에 행과 열을 이루어 배치된 복수의 발광소자 패키지를 포함하며, 상기 복수의 발광소자 패키지 각각은 적어도 하나의 픽셀(pixel)을 제공하는 디스플레이 패널;
    상기 디스플레이 패널을 구동하기 위한 패널 구동부; 및
    상기 패널 구동부를 제어하기 위한 제어부를 포함하고,
    상기 복수의 발광소자 패키지는,
    각각 제1 및 제2 도전형 반도체층과 그 사이에 위치한 활성층을 갖는 반도체 적층체를 포함하며, 서로 다른 파장의 빛을 방출하도록 구성되고, 상기 제1 도전형 반도체층에 의해 제공되는 제1 면과 상기 제1 면과 반대 방향에 위치하는 제2 면을 가지며, 상기 픽셀을 이루는 복수의 서브 픽셀(sub-pixel)을 각각 구성하는 복수의 발광 다이오드 칩;
    상기 복수의 발광 다이오드 칩이 결합되도록 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 각 측면을 둘러싸는 몰딩부;
    상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 면에 배치되며, 상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제1 도전형 반도체층에 전기적으로 접속되는 투명 전극층;
    상기 몰딩부를 관통하여 상기 투명 전극층에 접속되는 관통 전극부; 및
    상기 복수의 발광 다이오드 칩의 제2 면에 각각 배치되며 상기 몰딩부로부터 노출된 복수의 개별 전극;을 포함하는 디스플레이 장치.
KR1020170088400A 2017-07-12 2017-07-12 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치 KR102549171B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170088400A KR102549171B1 (ko) 2017-07-12 2017-07-12 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치
US15/827,843 US10236280B2 (en) 2017-07-12 2017-11-30 Light emitting device package and display device using the same
CN201810233940.3A CN109273574B (zh) 2017-07-12 2018-03-21 发光装置封装件和使用发光装置封装件的显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170088400A KR102549171B1 (ko) 2017-07-12 2017-07-12 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190007226A true KR20190007226A (ko) 2019-01-22
KR102549171B1 KR102549171B1 (ko) 2023-06-30

Family

ID=64999148

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170088400A KR102549171B1 (ko) 2017-07-12 2017-07-12 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10236280B2 (ko)
KR (1) KR102549171B1 (ko)
CN (1) CN109273574B (ko)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110335551A (zh) * 2019-05-21 2019-10-15 安徽明洋电子有限公司 一种led显示屏加工用屏幕封装设备及其操作方法
KR20220073329A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 한국광기술원 투명 디스플레이용 플렉시블 led 패키지 및 그의 제조 방법
KR20220108596A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 주식회사 어드밴스트뷰테크널러지 마이크로 led 소자, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치
WO2024005598A1 (ko) * 2022-06-30 2024-01-04 엘씨스퀘어(주) 마이크로 발광 소자 패키지

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20220009249A (ko) * 2020-07-15 2022-01-24 엘지디스플레이 주식회사 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
CN112802400B (zh) * 2021-01-06 2023-12-15 季华实验室 一种显示面板
TWI767594B (zh) * 2021-03-03 2022-06-11 達運精密工業股份有限公司 顯示裝置
CN112992081B (zh) * 2021-03-08 2023-04-25 京东方科技集团股份有限公司 一种背光板、显示面板及背光板的控制方法
DE102021108349A1 (de) * 2021-04-01 2022-10-06 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Licht emittierende vorrichtung und lidar-system
CN113903269A (zh) * 2021-09-14 2022-01-07 北京网格蔚来科技有限公司 一种网格化显示屏
CN116111013B (zh) * 2022-12-22 2024-04-05 惠科股份有限公司 发光单元组件及其制作方法、显示装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304161A (ja) * 2003-03-14 2004-10-28 Sony Corp 発光素子、発光装置、画像表示装置、発光素子の製造方法及び画像表示装置の製造方法
JP2008130663A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sharp Corp 半導体発光素子及びその製造方法
KR20120092000A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 서울반도체 주식회사 파장변환층을 갖는 발광 소자
US20140159065A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 LuxVue Technology Corporation Stabilization structure including sacrificial release layer and staging cavity

Family Cites Families (42)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1758169A3 (en) 1996-08-27 2007-05-23 Seiko Epson Corporation Exfoliating method, transferring method of thin film device, and thin film device, thin film integrated circuit device, and liquid crystal display device produced by the same
USRE38466E1 (en) 1996-11-12 2004-03-16 Seiko Epson Corporation Manufacturing method of active matrix substrate, active matrix substrate and liquid crystal display device
US7208725B2 (en) 1998-11-25 2007-04-24 Rohm And Haas Electronic Materials Llc Optoelectronic component with encapsulant
US6784541B2 (en) 2000-01-27 2004-08-31 Hitachi, Ltd. Semiconductor module and mounting method for same
JP3906654B2 (ja) 2000-07-18 2007-04-18 ソニー株式会社 半導体発光素子及び半導体発光装置
CN1241272C (zh) 2001-08-22 2006-02-08 索尼公司 氮化物半导体器件及其制造方法
JP2003218034A (ja) 2002-01-17 2003-07-31 Sony Corp 選択成長方法、半導体発光素子及びその製造方法
JP3815335B2 (ja) 2002-01-18 2006-08-30 ソニー株式会社 半導体発光素子及びその製造方法
JP3787839B2 (ja) * 2002-04-22 2006-06-21 セイコーエプソン株式会社 デバイスの製造方法、デバイス及び電子機器
KR100499129B1 (ko) 2002-09-02 2005-07-04 삼성전기주식회사 발광 다이오드 및 그 제조방법
US7002182B2 (en) 2002-09-06 2006-02-21 Sony Corporation Semiconductor light emitting device integral type semiconductor light emitting unit image display unit and illuminating unit
KR100506735B1 (ko) 2003-06-26 2005-08-08 삼성전기주식회사 다색 발광 다이오드 패키지
KR100714639B1 (ko) 2003-10-21 2007-05-07 삼성전기주식회사 발광 소자
KR100506740B1 (ko) 2003-12-23 2005-08-08 삼성전기주식회사 질화물 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100664985B1 (ko) 2004-10-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 소자
KR100665222B1 (ko) 2005-07-26 2007-01-09 삼성전기주식회사 확산재료를 이용한 엘이디 패키지 및 그 제조 방법
KR100661614B1 (ko) 2005-10-07 2006-12-26 삼성전기주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
FR2892594B1 (fr) 2005-10-21 2007-12-07 Saint Gobain Structure lumineuse comportant au moins une diode electroluminescente, sa fabrication et ses applications
KR100723247B1 (ko) 2006-01-10 2007-05-29 삼성전기주식회사 칩코팅형 led 패키지 및 그 제조방법
KR100735325B1 (ko) 2006-04-17 2007-07-04 삼성전기주식회사 발광다이오드 패키지 및 그 제조방법
US7682874B2 (en) 2006-07-10 2010-03-23 Shanghai Kaihong Technology Co., Ltd. Chip scale package (CSP) assembly apparatus and method
KR100930171B1 (ko) 2006-12-05 2009-12-07 삼성전기주식회사 백색 발광장치 및 이를 이용한 백색 광원 모듈
KR100974923B1 (ko) 2007-03-19 2010-08-10 서울옵토디바이스주식회사 발광 다이오드
KR100855065B1 (ko) 2007-04-24 2008-08-29 삼성전기주식회사 발광 다이오드 패키지
KR100982980B1 (ko) 2007-05-15 2010-09-17 삼성엘이디 주식회사 면 광원 장치 및 이를 구비하는 lcd 백라이트 유닛
KR101164026B1 (ko) 2007-07-12 2012-07-18 삼성전자주식회사 질화물계 반도체 발광소자 및 그 제조방법
KR100891761B1 (ko) 2007-10-19 2009-04-07 삼성전기주식회사 반도체 발광소자, 그의 제조방법 및 이를 이용한 반도체발광소자 패키지
KR101332794B1 (ko) 2008-08-05 2013-11-25 삼성전자주식회사 발광 장치, 이를 포함하는 발광 시스템, 상기 발광 장치 및발광 시스템의 제조 방법
KR20100030470A (ko) 2008-09-10 2010-03-18 삼성전자주식회사 다양한 색 온도의 백색광을 제공할 수 있는 발광 장치 및 발광 시스템
KR101530876B1 (ko) 2008-09-16 2015-06-23 삼성전자 주식회사 발광량이 증가된 발광 소자, 이를 포함하는 발광 장치, 상기 발광 소자 및 발광 장치의 제조 방법
US8008683B2 (en) 2008-10-22 2011-08-30 Samsung Led Co., Ltd. Semiconductor light emitting device
KR101622399B1 (ko) 2009-08-18 2016-05-18 엘지전자 주식회사 Led 장치
US8400064B2 (en) 2009-09-09 2013-03-19 Koninklijke Philips Electronics N.V. Zener diode protection network in submount for LEDs connected in series
EP2367203A1 (en) 2010-02-26 2011-09-21 Samsung LED Co., Ltd. Semiconductor light emitting device having multi-cell array and method for manufacturing the same
KR20120032908A (ko) 2010-09-29 2012-04-06 삼성엘이디 주식회사 발광소자 패키지
CN102593287B (zh) 2011-01-10 2015-07-08 展晶科技(深圳)有限公司 发光二极管晶粒及其制造方法、发光二极管封装结构
KR101224154B1 (ko) 2012-02-09 2013-01-21 주식회사 웨이브인 써지 흡수기를 갖는 엘이디 조명 및 그 제조방법
DE102012209325B4 (de) 2012-06-01 2021-09-30 OSRAM Opto Semiconductors Gesellschaft mit beschränkter Haftung Optoelektronisches Modul
CN111223973B (zh) 2012-09-07 2023-08-22 首尔伟傲世有限公司 发光二极管阵列
US20140091330A1 (en) 2012-10-02 2014-04-03 Helio Optoelectronics Corporation Led package structure with transparent electrodes
DE102012113003A1 (de) 2012-12-21 2014-04-03 Osram Opto Semiconductors Gmbh Verfahren zur Herstellung eines optoelektronischen Halbleiterbauteils und optoelektronisches Halbleiterbauteil
KR102122358B1 (ko) * 2014-01-20 2020-06-15 삼성전자주식회사 반도체 발광 소자

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004304161A (ja) * 2003-03-14 2004-10-28 Sony Corp 発光素子、発光装置、画像表示装置、発光素子の製造方法及び画像表示装置の製造方法
JP2008130663A (ja) * 2006-11-17 2008-06-05 Sharp Corp 半導体発光素子及びその製造方法
KR20120092000A (ko) * 2011-02-09 2012-08-20 서울반도체 주식회사 파장변환층을 갖는 발광 소자
US20140159065A1 (en) * 2012-12-11 2014-06-12 LuxVue Technology Corporation Stabilization structure including sacrificial release layer and staging cavity

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110335551A (zh) * 2019-05-21 2019-10-15 安徽明洋电子有限公司 一种led显示屏加工用屏幕封装设备及其操作方法
KR20220073329A (ko) * 2020-11-26 2022-06-03 한국광기술원 투명 디스플레이용 플렉시블 led 패키지 및 그의 제조 방법
KR20220108596A (ko) * 2021-01-27 2022-08-03 주식회사 어드밴스트뷰테크널러지 마이크로 led 소자, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치
WO2022164088A1 (ko) * 2021-01-27 2022-08-04 주식회사 어드밴스트뷰테크널러지 마이크로 led 소자, 이의 제조 방법 및 이를 이용한 디스플레이 장치
WO2024005598A1 (ko) * 2022-06-30 2024-01-04 엘씨스퀘어(주) 마이크로 발광 소자 패키지

Also Published As

Publication number Publication date
US20190019779A1 (en) 2019-01-17
KR102549171B1 (ko) 2023-06-30
US10236280B2 (en) 2019-03-19
CN109273574B (zh) 2023-12-05
CN109273574A (zh) 2019-01-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR102549171B1 (ko) 발광소자 패키지 및 이를 이용한 디스플레이 장치
US11824145B2 (en) Light emitting device and display apparatus including the same
US11978829B2 (en) Light emitting device package and display device having the same
CN107393940B (zh) Led显示设备及其制造方法
US20230369297A1 (en) Display apparatus and method of manufacturing the same
KR102603494B1 (ko) 디스플레이 장치
EP3036969B1 (en) Display device using semiconductor light emitting device
US8269247B2 (en) Light emitting elements, light emitting devices including light emitting elements and methods for manufacturing such light emitting elements and/or devices
US11469342B2 (en) Light emitting device
CN211605176U (zh) 发光芯片
US20230268323A1 (en) Display apparatus
US20240194656A1 (en) Display apparatus
US10147760B2 (en) Light-emitting devices
US11935911B2 (en) Double color micro LED display panel
US11476296B2 (en) Double color micro LED display panel
KR20220093086A (ko) 디스플레이용 발광 소자 및 그것을 갖는 led 디스플레이 장치
KR20170112776A (ko) 발광소자, 어레이 기판, 패널, 및 이를 포함하는 표시장치
US11735569B2 (en) Light emitting device module and display apparatus having the same
US20230343759A1 (en) Light emitting device module and display apparatus having the same
KR20120088985A (ko) 발광소자

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant