KR101723822B1 - Complex fiber for manufacturing ultra-small LED electrode assembly and fabric comprising thereof - Google Patents

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Abstract

본 발명은 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유 및 이를 포함하는 원단 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 스케일의 초소형 전극상에 나노 스케일의 초소형 LED 소자를 연결시킴에 있어 목적한 전극 위치에 초소형 LED 소자가 위치할 수 있도록 접근성을 향상시키고, 초소형 LED 소자의 배치에 소요되는 제조시간의 단축 및 편리성 향상을 통해 대량생산을 가능하게 하는 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유 및 이를 포함하는 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a composite fiber including a very small LED element and a fabrication method thereof, and more particularly, to a composite fiber including a very small LED element at a desired electrode position in connection with a nanoscale ultra- And a very small LED element capable of mass production by shortening a manufacturing time required for arranging a very small LED element and improving convenience, and a fabric including the same .

Description

초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유 및 이를 포함하는 원단{Complex fiber for manufacturing ultra-small LED electrode assembly and fabric comprising thereof}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a composite fiber for manufacturing an ultra-small LED electrode assembly,

본 발명은 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유 및 이를 포함하는 원단 에 관한 것으로, 보다 상세하게는 나노 스케일의 초소형 전극상에 나노 스케일의 초소형 LED 소자를 연결시킴에 있어 목적한 전극 위치에 초소형 LED 소자가 위치할 수 있도록 접근성을 향상시키고, 초소형 LED 소자의 배치에 소요되는 제조시간의 단축 및 편리성 향상을 통해 대량생산을 가능하게 하는 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유 및 이를 포함하는 원단에 관한 것이다.The present invention relates to a composite fiber including a very small LED element and a fabrication method thereof, and more particularly, to a composite fiber including a very small LED element at a desired electrode position in connection with a nanoscale ultra- And a very small LED element capable of mass production by shortening a manufacturing time required for arranging a very small LED element and improving convenience, and a fabric including the same .

LED는 1992년 일본 니치아사의 나카무라 등이 저온의 GaN 화합물 완층층을 적용하여 양질의 단결정 GaN 질화물 반도체를 융합시키는데 성공함으로써 개발이 활발하게 이루어져 왔다. LED는 화합물 반도체의 특성을 이용하여 다수의 캐리어가 전자인 n형 반도체 결정과 다수의 캐리어가 정공인 p형 반도체 결정이 서로 접합된 구조를 갖는 반도체로써, 전기신호를 원하는 영역의 파장대역을 가지는 빛으로 변환시켜 표출되는 반도체 소자이다. In 1992, Nakamura of Nichia Corporation of Japan succeeded in fusing high quality monocrystalline GaN nitride semiconductors by applying a low-temperature GaN compound layer, which has been actively developed. An LED is a semiconductor having a structure in which an n-type semiconductor crystal in which a plurality of carriers are electrons and a p-type semiconductor crystal in which a plurality of carriers are holes are bonded to each other using the characteristics of compound semiconductors, And is converted into light to be displayed.

이러한 LED 반도체는 광 변환 효율이 높기에 에너지 소비량이 매우 적으며 수명이 반영구적이고 환경 친화적이어서 그린 소재로서 빛의 혁명이라고 불린다. 최근에는 화합물 반도체 기술의 발달로 고휘도 적색, 주황, 녹색, 청색 및 백색 LED가 개발되었으며, 이를 활용하여 신호등, 핸드폰, 자동차 전조등, 옥외 전광판, LCD BLU(back light unit), 그리고 실내외 조명 등 많은 분야에서 응용되고 있으며 국내외에서 활발한 연구가 계속되고 있다. 특히 넓은 밴드갭을 갖는 GaN계 화합물 반도체는 녹색, 청색 그리고 자외선 영역의 빛을 방출하는 LED 반도체의 제조에 이용되는 물질이며, 청색 LED 소자를 이용하여 백색 LED 소자의 제작이 가능하므로 이에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다. These LED semiconductors have a very low energy consumption due to high photoconversion efficiency, have a semi-permanent and environmentally friendly life, and are called the revolution of light as a green material. In recent years, the development of compound semiconductor technology has led to the development of high-brightness red, orange, green, blue, and white LEDs that are used in many fields, such as traffic lights, cell phones, automotive headlights, outdoor display panels, LCD backlight units And it has been actively researched at home and abroad. In particular, GaN compound semiconductors having a wide band gap are materials used for manufacturing LED semiconductors emitting green, blue, and ultraviolet light, and a white LED device can be manufactured using a blue LED device. .

한편, LED 소자를 조명, 디스플레이에 등에 활용하기 위해서는 LED 소자와 상기 소자에 전원을 인가할 수 있는 전극이 필요하며, 활용목적, 전극이 차지하는 공간의 감소 또는 제조방법과 연관되어 LED 소자와 서로 다른 두 전극의 배치는 다양하게 연구되어 왔다. On the other hand, in order to utilize the LED element in illumination, display, etc., an LED element and an electrode capable of applying power to the element are required, and the application purpose, the space occupied by the electrode, The placement of the two electrodes has been studied extensively.

이러한 LED 소자와 전극의 배치에 관한 연구는 전극에 LED 소자를 성장시키는 것과 LED 소자를 별도로 독립성장시킨 후에 전극에 배치하는 것으로 분류할 수 있다. The research on the arrangement of the LED element and the electrode can be classified into growing the LED element on the electrode and separately growing the LED element separately and placing it on the electrode.

먼저, 전극에 LED 소자를 성장시키는 연구는 기판 위에 하부전극을 박막하고 그 위로 n형 반도체층, 활성층, p형 반도체층, 상부전극을 순차적으로 적층한 후 식각하거나 상부전극을 적층하기 전에 기 적층된 층들을 식각한 후 상부전극을 적층하는 방법 등을 통해 LED 소자와 전극을 일련의 제조과정에서 동시에 생성 및 배치시키는 bottom-up 방식이 있다. First, research on growing an LED element on an electrode has been carried out in such a manner that a lower electrode is thinned on a substrate, an n-type semiconductor layer, an active layer, a p-type semiconductor layer and an upper electrode are sequentially stacked on the substrate, There is a bottom-up method in which an LED element and an electrode are simultaneously formed and arranged in a series of manufacturing processes through a method of laminating an upper electrode after etching the layers.

다음으로, LED 소자를 별도로 독립성장 시킨 후에 전극에 배치하는 방법은 LED 소자를 별도의 공정을 통해 독립성장 제조한 각각의 LED 소자를 패터닝된 전극에 일일이 배치시키는 방법이다. Next, a method in which the LED elements are independently grown separately and then disposed on the electrodes is a method of disposing each LED element independently grown on a patterned electrode by a separate process.

상기 전자의 방법은 고결정성/고효율의 박막 및 LED 소자의 성장이 결정학적으로 매우 어렵다는 문제가 있고 후자의 방법의 경우 광추출 효율이 낮아져 발광효율이 떨어질 수 있다는 문제점이 있었다. The former method has a problem that crystallization of highly crystalline / high-efficiency thin film and LED element is very difficult, and the latter method has a problem that the light extraction efficiency is lowered and the luminous efficiency is lowered.

또한, 후자의 방법의 경우 통상적인 크기의 LED 소자라면 3차원의 LED 소자를 수동 또는 기계적으로 일일이 하나하나 전극과 연결할 수 있지만 LED 소자가 나노단위 크기의 초소형일 경우 전극에 수동 또는 기계적으로 하나하나 연결시키는 매우 어려워 초소형 LED 소자를 나노스케일의 전극상에 배치시키고 배치된 초소형 LED 소자를 전극과 연결시키기 어려운 문제점이 있었다. In the case of the latter method, a three-dimensional LED element can be manually or mechanically connected to the electrode one by one if it is a conventional size LED element. However, if the LED element is a small-sized nano unit, There is a problem that it is difficult to arrange a very small LED element on a nanoscale electrode and to connect an arranged very small LED element to an electrode.

구체적으로 대한민국 특허출원 제2013-0080427호는 상기 후자의 방법에 따른 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 발명자에 의해 발명된 것으로써, 더 구체적으로 도 1은 상기 특허출원에 개시된 초소형 LED 소자를 전극에 자기정렬 시키는 제조공정을 나타내는 모식도로써, 도 1a와 같이 독립하여 성장시켜 제조된 초소형 LED 소자(120)를 용매(140)에 포함시켜 용액상태로 베이스 기판(100)상에 형성된 나노 스케일의 초소형 전극(110, 130)상에 투입하고, 이후 도 1b와 같이 서로 다른 두 전극(110, 130)에 전원을 인가하여 초소형 LED 소자를 자기정렬 시켜 도 1c와 같이 초소형의 서로 다른 두 전극상에 연결시켰다. Specifically, Korean Patent Application No. 2013-0080427 was invented by the inventor of the present invention in order to solve the problem according to the latter method, and more specifically, Fig. 1 shows the micro-LED device disclosed in the above- 1A, a micro-LED device 120 is manufactured by independently growing a micro-LED device 120 as shown in FIG. 1A. The micro-LED device 120 includes a solvent 140 and a nanoscale miniature electrode As shown in FIG. 1B, power is applied to two different electrodes 110 and 130 to self-align the micro-LED devices to connect the two micro-electrodes to each other, as shown in FIG. 1C .

이를 통해 초소형 LED 소자를 초소형의 서로 다른 두 전극에 연결시키기 어려운 종래의 난점은 극복할 수 있었지만, 초소형 LED 소자를 용액상태로 전극에 투입함에 따라 초소형 LED 소자가 연결되어야 할 전극영역 이외의 전극영역으로 초소형 LED 소자가 펴져나감에 따라 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수는 현저히 적어지는 문제점이 있었다. 이러한 문제점은 초소형 LED 소자를 포함시켜 구현하려 하는 조명, 디스플레이의 성능을 현저히 저하시키고, 초소형 LED 소자를 용액상태로 전극에 일일이 투입해야 하는 바 대량생산에는 부적합한 문제점이 있다.This can overcome the difficulties of the related art that it is difficult to connect the ultra-small LED element to two different very small electrodes. However, as the ultra-small LED element is injected into the electrode in a solution state, There is a problem that the number of the ultra-small LED elements arranged in the target electrode region is significantly reduced as the ultra-small LED element is spread out. Such a problem is disadvantageous in that the performance of the illumination and display to be realized by incorporating the ultra-small LED element is significantly lowered, and the ultra-small LED element must be injected into the electrode in a solution state, which is unsuitable for mass production.

또한, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 초소형 LED 소자를 포함하는 용액을 반복해서 투입할 경우 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 증가시킬 수 있어도 용액의 반복 투입에 따른 제조시간, 제조비용의 현저한 상승을 초래하고 대량생산에도 부적합한 문제점이 상존한다.In addition, in order to solve the above problems, it is possible to increase the number of ultra-small LED elements arranged in the target electrode area by repeatedly injecting the solution containing the ultra-small LED element, Resulting in a significant increase in cost and inadequate in mass production.

이에 따라 초소형 전극 중 목적하는 전극영역에 초소형 LED 소자를 보다 용이하게 배치시키고, 소자가 전극상에 배치된 이후에도 초소형 LED 소자가 목적하는 전극영역 이외로 퍼져나가지 않음으로써 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 보다 용이하게 연결시킬 수 있는 방법에 대한 연구가 시급한 실정이다.Accordingly, the miniature LED element can be more easily arranged in the desired electrode area of the miniature electrode, and even after the element is disposed on the electrode, the miniaturized LED element does not spread outside the target electrode area, In order to make it easier to connect to the system.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 초소형 전극 중 목적하는 전극영역에 초소형 LED 소자를 보다 용이하게 배치할 수 있고, 소자가 전극상에 배치된 이후에도 초소형 LED 소자가 목적하는 전극영역 이외로 퍼져나가지 않음으로써 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 보다 용이하게 연결시킬 수 있으며, 전극상 초소형 LED 소자의 배치시간을 현저히 감소시키고, 배치의 편리성을 향상시켜 대량생산을 가능하게 하는 동시에 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시켜 우수한 품질의 LED 램프, LED 디스플레이 등의 제품으로 응용될 수 있는 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유 및 이를 포함하는 원단에 관한 것이다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been conceived to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a light emitting diode, in which a very small LED element can be more easily arranged in a desired electrode area of a very small electrode, It is possible to more easily connect the ultra miniature LED device to the target electrode area, significantly reduce the arrangement time of the miniature LED device on the electrode, improve the arrangement convenience, and enable mass production The present invention relates to a composite fiber including a very small LED element that can be applied to a product such as an LED lamp and an LED display of high quality by significantly increasing the number of ultra small LED elements disposed in a target electrode region and a fabric including the same.

상술한 첫 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 섬유형성성분; 및 상기 섬유형성성분 내부에 포함되는 복수개의 초소형 LED 소자;를 포함하는 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유를 제공한다.In order to solve the above-mentioned first problem, the present invention provides a fiber forming composition comprising: a fiber forming component; And a plurality of ultra-small LED elements included in the fiber forming component.

본 발명의 바람직한 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 복수개의 초소형 LED 소자가 복합섬유의 길이방향으로 적어도 하나 이상의 열을 지어 배열될 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, the composite fibers may be arranged such that a plurality of ultra-small LED elements have at least one row in the longitudinal direction of the composite fibers.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 복수개의 초소형 LED 소자가 일렬로 열을 지어 형성된 심부; 및 섬유형성성분이 상기 심부를 감싸 형성된 초부;를 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the composite fiber comprises: a core portion formed by rowing a plurality of ultra-small LED elements in a row; And a fiber-forming component that is formed by wrapping the core portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유의 직경은 초소형 LED 소자 단축길이의 1.2 ~ 8.0배일 수 있고 더 바람직하게는 1.2 ~ 6.0배일 수 있다. According to another preferred embodiment of the present invention, the diameter of the composite fiber may be 1.2 to 8.0 times, and more preferably 1.2 to 6.0 times, the minor axis length of the ultra-small LED element.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 복수개의 초소형 LED 소자가 복합섬유의 길이방향으로 복수개의 열을 지어 배열될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the composite fibers may be arranged such that a plurality of ultra-small LED elements are arranged in a plurality of rows in the longitudinal direction of the composite fibers.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 섬유형성성분은 열에 의해 제거되는 고분자 화합물; 및According to another preferred embodiment of the present invention, the fiber forming component is a polymer compound which is removed by heat; And

아세톤, 톨루엔, 클로로포름 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매 의해 제거되는 고분자 화합물; 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있다.A polymer compound which is removed by at least one solvent selected from the group consisting of acetone, toluene, chloroform and isopropyl alcohol; Or the like.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 용매에 의해 제거되는 고분자 화합물은 PMMA (Poly(methyl methacrylate)), PVA (Polyvinyl alchol) PS (Polystyrene), PVC (Polyvinyl chloride) 및 PVA (Polyvinyl acetate) 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 화합물을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the polymer compound to be removed by the solvent is selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate), PVA (polyvinyl alchol) PS (polystyrene), PVC (polyvinyl chloride) And at least one polymer compound selected from the group consisting of

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 복합섬유는 상기 섬유형성성분은 100 중량부에 대해 초소형 LED 소자를 30 ~ 90 중량부로 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the composite fiber may include 30 to 90 parts by weight of the ultra-small LED element per 100 parts by weight of the fiber forming component.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자는 로드(rod) 형상일 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultra miniature LED device may be in the form of a rod.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자는 제1 도전성 반도체층; 상기 제1 도전성 반도체층상에 형성된 활성층; 및 상기 활성층 상에 형성된 제2 도전성 반도체층;을 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultra miniature LED device includes a first conductive semiconductor layer; An active layer formed on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer formed on the active layer.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자는 제1 도전성 반도체층 하부에 형성된 제1 전극층; 및 제2 도전성 반도체층 상부에 형성된 제2 전극층;을 더 포함할 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the ultra miniature LED device comprises: a first electrode layer formed under the first conductive semiconductor layer; And a second electrode layer formed on the second conductive semiconductor layer.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자의 외부면에는 적어도 활성층 부분의 외부면 전체를 덮는 절연피막이 코팅될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the outer surface of the ultra miniature LED device may be coated with an insulating coating covering at least the entire outer surface of the active layer portion.

본 발명의 바람직한 또 다른 일실시예에 따르면, 상기 절연피막의 외부면에는 소수성 피막이 코팅될 수 있다.According to another preferred embodiment of the present invention, the outer surface of the insulating coating may be coated with a hydrophobic coating.

본 발명의 바람직한 다른 일실시예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자의 길이는 100 nm 내지 10㎛일 수 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, the length of the ultra miniature LED device may be 100 nm to 10 탆.

한편, 상술한 두 번째 과제를 해결하기 위해 본 발명은, 본 발명에 따른 복합섬유를 경사 또는 위사 중 어느 하나 이상으로 포함하는 원단을 제공한다.In order to solve the second problem, the present invention provides a fabric comprising the composite fiber according to the present invention as at least one of warp or weft.

본 발명의 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유는 초소형 LED 소자를 단순히 용매에 포함시켜 용액상태로 초소형 전극에 투입할 때에 비해 초소형 전극 중 목적하는 전극영역에 초소형 LED 소자를 보다 용이하게 배치할 수 있게 하고, 초소형 LED 소자가 전극상에 배치된 이후에도 초소형 LED 소자가 목적하는 전극영역 이외로 퍼져나가지 않음으로써 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 보다 용이하게 연결시킬 수 있으며, 전극상 초소형 LED 소자의 배치시간을 현저히 감소시켜 대량생산을 가능하게 하는 동시에 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시켜 우수한 품질의 LED 램프, LED 디스플레이 등의 제품으로 널리 응용될 수 있다.The composite fiber including the ultra-small LED element of the present invention is advantageous in that it can more easily arrange the ultra-small LED element in the target electrode area of the ultra-small electrode compared to when the ultra- The ultra miniature LED device can be easily connected to the target electrode area by preventing the ultra miniature LED device from spreading to other than the target electrode area even after the ultra miniature LED device is disposed on the electrode, The present invention can be widely applied to products of high quality LED lamp, LED display and the like by significantly increasing the number of ultra-small LED elements arranged in a target electrode area while enabling mass production by remarkably reducing the time.

도 1은 초소형 LED 소자를 전극에 자기정렬 시키는 제조공정을 나타내는 모식도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도이다.
도 3은 초소형 LED 소자를 용매에 포함시켜 전극상에 투입한 후 전극상에 배치된 초소형 LED 소자를 나타내는 광학현미경 사진이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도다.
도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 통해 전극상에 초소형 LED 소자를 자기정렬 시킨 초소형 LED 전극어셈블리의 평면도이다.
도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도이다.
도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 횡단면사시도이다.
도 8은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 초소형 LED 소자의 사시도이다.
도 9는 종래의 초소형 전극 어셈블리의 수직단면도이다.
도 10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 통해 초소형 LED 소자를 제1 전극과 제2 전극에 연결시킨 초소형 LED 전극어셈블리의 평면도 및 수직단면도이다.
도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 제조에 사용되는 2중 관현 방사노즐의 단면도이다.
도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 제조된 해도형 섬유의 횡단면사시도이다.
도 13은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 포함하는 원단의 평면도이다.
도 14는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 원단을 이용하여 초소형 LED 소자를 전극상에 연결시키는 제조공정을 나타낸 모식도이다.
1 is a schematic view showing a manufacturing process of self-aligning a micro-LED element to an electrode.
2 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
3 is an optical microphotograph showing an ultra-small LED element placed on an electrode after putting the ultra-small LED element in a solvent and putting it on an electrode.
4 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
5 is a plan view of a micro LED electrode assembly in which a micro LED device is self-aligned on an electrode through a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
6 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
8 is a perspective view of a very small LED element included in a preferred embodiment of the present invention.
9 is a vertical cross-sectional view of a conventional microelectrode assembly.
10 is a plan view and a vertical cross-sectional view of a micro LED electrode assembly in which a micro LED is connected to a first electrode and a second electrode through a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
11 is a cross-sectional view of a dual-coherent spinneret used in the fabrication of a conjugate fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
12 is a cross-sectional perspective view of a sea-island fiber made according to a preferred embodiment of the present invention.
13 is a plan view of a fabric comprising a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a schematic view illustrating a fabrication process of connecting an ultra-small LED device to an electrode using a fabric according to a preferred embodiment of the present invention.

이하, 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.

상술한 바와 같이 종래에 초소형 LED 소자를 초소형의 전극에 연결시키기 위해서는 초소형 LED 소자를 용매에 포함시켜 용액상태로 전극에 투입하여 초소형 LED 소자를 전극상에 배치시켰는데, 초소형 LED 소자를 용액상태로 전극에 투입함에 따라 초소형 LED 소자가 연결되어야 할 전극영역 이외의 전극영역으로 초소형 LED 소자가 펴져나감에 따라 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수는 현저히 적어지는 문제점이 있었다. 또한, 이러한 문제점은 초소형 LED 소자를 포함시켜 구현하려 하는 조명, 디스플레이의 성능을 현저히 저하시키고, 초소형 LED 소자를 용액상태로 전극에 일일이 투입해야 하는 바 대량생산에는 부적합한 문제점이 있었다. 나아가, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 초소형 LED 소자를 포함하는 용액을 반복해서 투입할 경우 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 증가시킬 수 있어도 용액의 반복 투입에 따른 제조시간, 제조비용의 현저한 상승을 초래하고 대량생산에도 부적합한 문제점이 상존했다.
As described above, in order to connect the ultra-small LED element to the ultra-small electrode as described above, the ultra-small LED element is placed in a solvent and put into the electrode so as to place the ultra-small LED element on the electrode. There is a problem in that the number of very small LED elements arranged in a target electrode region is significantly reduced as the very small LED element is spread out into an electrode region other than the electrode region to which the very small LED element is to be connected. In addition, such a problem has a problem in that the performance of the illumination and display to be realized by incorporating the ultra-small LED element is remarkably lowered, and the ultra-small LED element must be injected into the electrode in a solution state, which is unsuitable for mass production. Further, in order to solve the above-mentioned problems, it is possible to increase the number of ultra-small LED elements arranged in the target electrode area by repeatedly injecting the solution containing the ultra-small LED element, Resulting in a remarkable increase in cost and inadequate in mass production.

이에 본 발명에서는 고섬유형성성분; 및 상기 섬유형성성분 내부에 포함된 복수개의 초소형 LED 소자;를 포함하는 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유를 제공함으로써 상술한 문제의 해결을 모색하였다. 이를 통해 초소형 전극 중 목적하는 전극영역에 초소형 LED 소자를 보다 용이하게 배치할 수 있고, 소자가 전극상에 배치된 이후에도 초소형 LED 소자가 목적하는 전극영역 이외로 퍼져나가지 않음으로써 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 보다 용이하게 연결시킬 수 있으며, 전극상 초소형 LED 소자의 배치시간을 현저히 감소시켜 대량생산을 가능하게 하는 동시에 목적하는 전극영역에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시킬 수 있다.
Accordingly, in the present invention, a high fiber forming component; And a plurality of ultra-small LED elements included in the fiber forming component. The present invention has been made to solve the above-mentioned problems. Accordingly, it is possible to more easily arrange the ultra-small LED element in the target electrode region of the ultra-small electrode, and even after the element is disposed on the electrode, the ultra-small LED element does not spread out to the target electrode region, It is possible to more easily connect to the electrode region, to significantly reduce the arrangement time of the miniature LED element on the electrode, to enable mass production, and to significantly increase the number of ultra-small LED elements arranged in the target electrode region.

구체적으로 도 2는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도로써, 복합섬유(30A)는 섬유형성성분(10) 및 복수개의 초소형 LED 소자(20)를 포함하고, 상기 복수개의 초소형 LED 소자(20)는 섬유형성성분(10)의 내부에 포함되어 있다.
2 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. The composite fiber 30A includes a fiber forming component 10 and a plurality of ultra-small LED elements 20, The element 20 is contained within the fiber forming component 10.

먼저, 본 발명에 따른 복합섬유에 포함되는 섬유형성성분에 대해 설명한다.First, the fiber forming component included in the conjugate fiber according to the present invention will be described.

상기 섬유형성성분은 내부에 포함되는 복수개의 초소형 LED 소자를 담지하는 지지체의 역할을 하여 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 배치시키기 보다 더 용이한 접근성을 제공할 수 있고, 복수개의 초소형 LED 소자를 용액상태로 관리하는 것에 비해 취급의 용이성이 있으며, 대면적의 초소형 전극라인 중 목적하는 전극영역에 초소형 LED 소자를 배치하기 용이함에 따라 대량생산 및 대면적의 전극어셈블리를 구현하는데 보다 더 유리할 수 있다. The fiber forming component serves as a support for supporting a plurality of ultra-small LED elements contained therein, so that it is possible to provide easier accessibility than arranging the ultra-small LED elements in an aimed electrode region, It is easier to handle than the case of managing in a solution state, and since it is easy to dispose a very small LED element in a desired electrode area of a very small electrode line having a large area, it can be more advantageous for mass production and realization of an electrode assembly with a large area .

종래의 초소형 LED 소자는 초소형의 전극에 배치될 때 용매에 포함되어 용액상태로 전극상에 투입되는데, 이때 초소형 LED소자는 용액 내에서 일정한 방향성 없이 부유함에 따라 용액을 처음 투입한 곳이 LED 소자를 배치시키려는 목적한 전극영역일지라도 용액의 투입 이후에는 초소형 LED 소자가 목적한 전극영역 밖 또는 목적한 전극영역의 가장자리 부분으로 퍼져나가 배치되는 문제점이 있었다. Conventionally, a very small LED element is placed in a solvent in a solution state when it is placed on a very small electrode. At this time, the ultra-small LED element is floated without a certain direction in the solution, There is a problem in that, even after the application of the solution, the ultra-miniaturized LED element is disposed outside the target electrode region or the edge portion of the target electrode region even though the electrode region is intended to be disposed.

구체적으로 도 3은 초소형 LED 소자를 용매에 포함시켜 전극상에 투입한 후 전극상에 배치된 초소형 LED 소자를 나타내는 광학현미경 사진으로써, 도 3을 통해 확인할 수 있듯이 초소형 LED 소자는 전극영역의 중심부가 아닌 가장자리 부분에 집중하여 배치된 것을 확인할 수 있다. 이에 본 발명자는 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 연구를 계속하던 중, 초소형 LED 소자를 지지체에 포함시켜 목적한 전극영역에 배치시킬 경우 초소형 LED 소자가 목적한 전극영역 밖으로 퍼져나가는 것이 지지체에 의해 물리적으로 차단됨에 따라 초소형 LED 소자를 목적한 전극영역에 더 쉽게 배치시킬 수 있음을 알게 되어 본 발명에 이르게 되었다.
Specifically, FIG. 3 is an optical micrograph showing an ultra-small LED element disposed on an electrode after putting the ultra-small LED element into a solvent and putting it on an electrode. As shown in FIG. 3, in the ultra-small LED element, It can be confirmed that it is concentrated on the non-edge portion. Therefore, the inventor of the present invention has been studying to overcome the above-mentioned problems. In order to solve the above problems, the inventors have found that when a very small LED element is disposed in a target electrode region in a support, So that it is possible to more easily arrange the ultra-small LED element in the target electrode region, leading to the present invention.

이에 따라 상기 섬유형성성분은 복수개의 초소형 LED 소자 담지하여 지지체로 기능할 수 있는 물질인 경우 제한 없이 사용될 수 있으나, 바람직하게는 열에 제거되는 열가소성 고분자 화합물; 및/또는 아세톤, 톨루엔, 클로로포름 및 이소프로필알코올로 이루어지는 군에서 선택된 어느 하나 이상의 용매 의해 제거되는 고분자 화합물; 중 적어도 하나 이상을 포함할 수 있고, 구체적으로 상기 열에 의해 제거되는 열가소성 고분자 화합물은 융점이 50 ~ 400℃, 보다 바람직하게는 50 ~ 300℃일 수 있고, 이에 대한 비제한적인 예로써, PMMA (Poly(methyl methacrylate), PS (polystyrene), PVC (polyvinyl chloride), PVA (polyvinyl acetate), PE (polyethylene), PET (Polyethylene terephthalate), PP (polypropylene) 등의 고분자 화합물을 1종 또는 2종 이상 병용할 수 있다. 또한, 상기 용매에 의해 용해되는 고분자 화합물은 PMMA (Poly(methyl methacrylate)), PS (Polystyrene), PVC 및 PVA 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 화합물을 포함하는 것이 바람직하다. Accordingly, the fiber forming component can be used without limitation as long as it can function as a support by supporting a plurality of ultra-small LED elements. Preferably, the thermoplastic polymer compound is removed by heat. And / or a polymer compound which is removed by at least one solvent selected from the group consisting of acetone, toluene, chloroform and isopropyl alcohol; The thermoplastic polymer compound removed by the heat may have a melting point of 50 to 400 ° C, more preferably 50 to 300 ° C. As a non-limiting example, the thermoplastic polymer compound may include at least one of PMMA One or more polymer compounds such as poly (methyl methacrylate), PS (polystyrene), PVC (polyvinyl chloride), PVA (polyvinyl acetate), PE (polyethylene), PET (polyethylene terephthalate) The polymer compound dissolved by the solvent may include at least one polymer selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS), PVC, and PVA.

상기 섬유형성성분으로써, 지지체로 기능할 수 있는 동시에 열이나 용매에 의해 제거되는 고분자화합물이 보다 바람직한 이유는 복합섬유가 전극상에 배치된 후 초소형 LED 소자를 전극에 연결시키기 위해서는 섬유형성성분의 제거가 요구되기 때문이다. 이에 따라 쉽게 열 및/또는 용매에 의해 용해될 수 있는 고분자화합물이 특히 바람직하며, 이를 통해 복합섬유를 전극상에 배치 후 섬유형성성분을 제거하고 초소형 LED 소자를 전극상에 위치시키는데 소요되는 시간을 현저히 감소시킬 수 있다. As the fiber forming component, a polymer compound which can function as a support and is removed by heat or a solvent is more preferable. In order to connect the ultra-small LED device to the electrode after the composite fiber is disposed on the electrode, Is required. Accordingly, it is particularly preferable to use a polymer compound which can be easily dissolved by heat and / or a solvent. By this, the time required for disposing the composite fiber on the electrode, removing the fiber forming component and positioning the ultra- Can be significantly reduced.

한편, 상기 섬유형성성분이 용매에 의해 제거되는 고분자화합물인 경우 한번의 용매 투입을 통해 섬유형성성분의 제거 및 초소형 LED 소자의 자기정렬을 동시에 할 수 있는 이점이 더 있다. 구체적으로 도 1a에서 초소형 LED 소자(120)를 용매(140)에 포함시켜 전극(110, 130)에 투입하는 이유는 용매가 없는 상태에서 초소형 LED 소자는 이동성이 거의 없어 전극에 자기정렬이 어렵기 때문이다. 더 구체적으로 도 1b와 같이 전극(110, 130)에 전원을 인가시 초소형 LED 소자(120)의 외표면은 전기장 유도에 의해 초소형 LED 소자의 길이방향 중심을 기준으로 대칭하여 양전하 또는 음전하로 각각 하전되어 분극이 형성된다. 만일 용매가 없는 경우 소자의 외부표면이 분극된 초소형 LED 소자는 정전기적 인력에 의해 서로 다른 전위를 갖는 두 전극으로 이동하여 자기정렬 및 전극에 연결되기 매우 어려운 문제점이 있다 이에 따라 초소형 LED 소자의 이동성 향상을 위해 자기정렬 시킬 때는 용매와 같은 이동상이 필요한데, 만일 섬유형성성분이 용매에 의해 용해되는 고분자 화합물일 경우 복합섬유에 용매를 투입하면 섬유형성성분은 용매에 용해되어 용액을 형성하고, 상기 용액은 전극상에 배치된 초소형 LED 소자를 이동시켜 자기정렬 시킬 수 있는 이동상으로 기능할 수 있어 섬유형성성분을 제거한 후 별도의 용매 투입 없이도 초소형 LED 소자를 전극에 자기정렬 및 연결 시킬 수 있는 이점이 있다.
On the other hand, in the case of a polymer compound in which the fiber forming component is removed by a solvent, there is an advantage that the removal of the fiber forming component and the self-alignment of the ultra-small LED element can be performed simultaneously through a single solvent injection. Specifically, the reason why the ultra miniature LED device 120 is included in the solvent 140 and injected into the electrodes 110 and 130 in FIG. 1A is that since the micro LED device has little mobility in the absence of a solvent, Because. 1B, when the electrodes 110 and 130 are supplied with power, the outer surface of the micro-LED 120 is symmetric with respect to the longitudinal center of the micro-LED according to the electric field induction, So that a polarization is formed. If there is no solvent, a very small LED element having a polarized outer surface of a device moves to two electrodes having different potentials due to an electrostatic attraction, and is very difficult to be self-aligned and connected to an electrode. Therefore, In order to improve the self-alignment, a mobile phase such as a solvent is required. If a fiber-forming component is a polymer compound dissolved by a solvent, when a solvent is added to the conjugate fiber, the fiber-forming component is dissolved in a solvent to form a solution, Can function as a mobile phase capable of self-alignment by moving a very small LED element disposed on the electrode, so that the miniaturized LED element can be self-aligned and connected to the electrode without removing a fiber forming component and without introducing a solvent .

다음으로, 본 발명에 따른 복합섬유에 포함되는 상술한 섬유형성성분 내부에 포함된 복수개의 초소형 LED 소자에 대해 설명한다.
Next, a plurality of ultra-small LED elements included in the above-mentioned fiber forming component included in the composite fiber according to the present invention will be described.

먼저, 상기 복수개의 초소형 LED 소자는 섬유형성성분 내부에 위치하여 복합섬유에 포함된다. First, the plurality of ultra-small LED elements are located inside the fiber forming component and are included in the composite fiber.

구체적으로 도 2에서 확인할 수 있듯이, 초소형 LED 소자(20)는 섬유형성성분(10)의 내부에 위치하는데, 만일 초소형 LED 소자(20)가 섬유형성성분(10)의 내부에 위치하지 않고, 섬유형성성분(10)의 외부표면에 노출될 경우 복합섬유의 보관, 이동, 취급과정에서 초소형 LED 소자의 외부표면의 손상 가능성이 있고, 초소형 LED 소자의 외부표면 손상은 광추출 효율을 현저히 저하시킬 수 있어 품질이 저하된 제품이 구현될 수 있는 문제점이 있을 수 있다. 이에 따라 초소형 LED 소자는 섬유형성성분 내부에 위치하여야 한다.
2, the ultra-small LED element 20 is located inside the fiber forming component 10, and if the ultra-small LED element 20 is not located inside the fiber forming component 10, When exposed to the outer surface of the forming component 10, there is a possibility of damaging the outer surface of the miniature LED element during storage, movement and handling of the conjugate fiber, and damage to the outer surface of the miniature LED element may significantly reduce the light extraction efficiency There is a possibility that a product whose quality is deteriorated can be implemented. Accordingly, the ultra-small LED element should be located inside the fiber forming component.

다만, 복합섬유가 전극에 배치되고, 섬유형성성분이 제거되고 난 뒤 전극상에 남게 되는 초소형LED 소자의 배치정렬 상태를 향상시키기 위해 바람직하게는 상기 복수개의 초소형 LED 소자는 복합섬유의 길이방향으로 적어도 하나 이상의 열을 지어 복합섬유 내부에 배열되어 포함될 수 있다.However, it is preferable that the plurality of ultra-small LED elements are arranged in the longitudinal direction of the conjugate fiber in order to improve arrangement and alignment of the ultra-small LED elements which are disposed on the electrodes after the composite fibers are disposed on the electrodes and after the fiber- And may be included in the composite fibers arranged in at least one row.

구체적으로 도 4는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도로써, 복합섬유(30B)는 섬유형성성분(10) 및 복수개의 초소형 LED 소자(20)를 포함하고, 상기 초소형 LED 소자(10)는 복합섬유의 길이방향으로 제1 열(P1) 및 제2 열(P2)을 지어 복합섬유 내부에 배열되어 있다. 이러한 복합섬유(30B)가 전극에 배치될 경우 섬유형성성분(10)이 제거되고 난 뒤 전극상에 남게 되는 초소형 LED 소자(20)는 상기 소자의 길이방향으로 서로 다른 두 전극과 수직에 가깝도록 배치 정렬시킬 수 있고, 이를 통해 전극에 전원을 인가할 때 초소형 LED 소자는 전극에 연결될 때까지 최소의 이동거리를 이동함과 동시에 일정한 전극 영역에 전극과 연결시킬 수 있는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시킬 있다. More specifically, FIG. 4 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention, wherein the composite fiber 30B includes a fiber forming component 10 and a plurality of ultra-small LED elements 20, 10 are arranged in the composite fiber with the first row P 1 and the second row P 2 in the longitudinal direction of the composite fiber. When the composite fiber 30B is disposed on the electrode, the ultra-small LED element 20, which is left on the electrode after the fiber forming component 10 is removed, is vertically adjacent to two different electrodes in the longitudinal direction of the element When the power is applied to the electrode through the miniature LED device, the micro LED device moves the minimum moving distance until it is connected to the electrode, and at the same time, the number of the ultra-small LED devices that can be connected to the electrode in a certain electrode area Increase.

구체적으로 도 5는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 통해 전극상에 초소형 LED 소자를 자기정렬 시킨 초소형 LED 전극어셈블리의 평면도로써, 도 2와 같이 복합섬유(30A) 내부에 방향성 없이 복수개의 초소형 LED 소자(20)가 배열된 복합섬유(30A)를 이용할 경우 섬유형성성분이 제거된 후 전극에 남게 되는 초소형 LED 소자 역시 전극상에 방향성 없이 무질서하게 배치될 수 있고, 전극(110, 130)에 전원을 인가 시에 전극에 자기정렬 되어 연결되는 초소형 LED 소자(20')도 도 5와 같이 방향성 없이 서로 다른 두 전극(110, 130)에 연결됨에 따라 일정한 전극면적에 연결되는 초소형 LED 소자의 개수가 감소되는 등의 문제점이 있을 수 있다. Specifically, FIG. 5 is a plan view of a micro LED electrode assembly in which a micro LED device is self-aligned on an electrode through a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 2, When the composite fibers 30A in which the ultra-small LED elements 20 are arranged are used, the ultra-small LED elements remaining on the electrodes after the fiber forming component is removed can also be randomly arranged without any directionality on the electrodes, 5, the micro LED device 20 'is connected to two electrodes 110 and 130, which are different from each other. Therefore, the micro LED device 20' There is a problem in that the number of optical fibers is reduced.

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 섬유형성성분이 제거되고 난 뒤 전극상에 남게 되는 초소형LED 소자의 배치정렬 상태를 더욱 향상시키고 섬유형성성분의 제거를 더욱 용이하게 하기 위하여, 상기 복합섬유는 복수개의 초소형 LED 소자가 일렬로 열을 지어 형성된 심부; 및 섬유형성성분이 상기 심부를 감싸 형성된 초부;를 포함하는 심초형의 복합섬유일 수 있다.According to a preferred embodiment of the present invention, in order to further improve the arrangement and alignment of the ultra-small LED elements remaining on the electrode after the fiber forming component is removed and to facilitate removal of the fiber forming component, The fiber comprises a core portion formed by rowing a plurality of ultra-small LED elements in a row; And a core part formed by wrapping the core part with a fiber forming component.

구체적으로 도 6은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도로써, 도 6의 복합섬유(30C)는 복수개의 초소형 LED 소자(20)가 일렬로 열(P3)을 지어 형성된 심부 및 상기 섬유형성성분(10)이 상기 심부를 감싸 형성된 초부를 포함하고 있다. 6 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. The composite fiber 30C shown in FIG. 6 includes a core portion formed by arranging a plurality of micro LED elements 20 in a row in a row P 3 , And the fiber forming component 10 includes an initial portion formed by surrounding the core portion.

상기 도 6과 같은 복합섬유(30C)는 도 4와 같이 복합섬유(30B)내 복수개의 초소형 LED 소자가 2개의 열을 지어 배열된 복합섬유(30B)에 비해 섬유형성성분을 제거했을 때 전극에 남게 되는 초소형 LED 소자의 배치정렬이 서로 다른 두 전극에 수직에 가깝도록 배치되기 보다 더 용이할 수 있다. The composite fiber 30C as shown in FIG. 6 has a structure in which when a plurality of ultra-small LED elements in the composite fiber 30B as shown in FIG. 4 are removed as compared with the composite fiber 30B in which two rows are arranged, It may be easier to arrange the arrangement of the remaining ultra-small LED elements than to arrange them perpendicular to the two different electrodes.

또한, 도 4와 같은 복합섬유(30B)는 도 6과 같은 복합섬유(30C)에 비해 복합섬유의 직경이 커질 수밖에 없고, 이는 복합섬유의 횡단면에서 초소형LED 소자를 제외한 나머지 섬유형성성분의 면적이 더 커진다는 것을 의미하는 것으로써, 초소형 LED 소자를 전극상에 배치시키기 위해 섬유형성성분을 제거하는데 더 많은 제거 시간 및/또는 더 많은 제거용매 등이 요구될 수 있다.The composite fiber 30B shown in Fig. 4 has a larger diameter than that of the composite fiber 30C shown in Fig. 6, and the area of the remaining fiber forming components except for the ultra-small LED element in the cross- It may require more removal time and / or more removal solvent and the like to remove the fiber forming component in order to place the ultra-small LED element on the electrode.

상기와 같은 심초형 복합섬유의 경우 직경(도 6의 a)은 초소형 LED 소자 단축길이(도 6의 b)의 1.2 ~ 8.0배인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 1.2 ~ 6.0배일 수 있다. 이를 통해 초소형 LED 소자가 복합섬유의 외부 표면에 노출되지 않고 포함될 수 있으며, 섬유형성성분의 제거시간 단축, 제거용매의 투입량 절감 등에 이점이 있을 수 있다.
In the case of the core-sheath type conjugate fiber as described above, the diameter (a in FIG. 6) is preferably 1.2 to 8.0 times, more preferably 1.2 to 6.0 times the minor axis length of the ultra-small LED element (b in FIG. 6). Thus, the ultra-small LED element can be included without being exposed to the outer surface of the composite fiber, and the advantages of shortening the removal time of the fiber forming component and reducing the amount of removing solvent can be obtained.

한편, 본 발명의 바람직한 다른 일구현예에 따르면, 초소형 LED 소자를 자기정렬 시켜 전극에 연결하기 전에 전극상에 배치되는 초소형 LED 소자의 개수를 증가시키기 위해 상기 복수개의 초소형 LED 소자는 복합섬유의 길이방향으로 복수개의 열을 지어 배열될 수 있다. 구체적으로 도 7은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 사시도로써, 복합섬유(30D)내 복수개의 초소형 LED 소자(21, 22, 23)가 5개의 열을 지어 배열됨으로써, 섬유형성성분을 제거했을 때 전극에 남게 되는 초소형 LED 소자의 배치정렬이 서로 다른 두 전극에 수직에 가깝도록 배치될 수 있는 동시에 섬유형성성분(10)을 제거했을 때 일정면적의 서로 다른 두 전극영역에 남게 되는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시킬 수 있는 이점이 있다.
According to another preferred embodiment of the present invention, in order to increase the number of the ultra-small LED elements disposed on the electrodes before the ultra-small LED elements are self-aligned and connected to the electrodes, the plurality of ultra- And may be arranged by arranging a plurality of rows in a direction. 7 is a perspective view of a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. As shown in FIG. 7, a plurality of very small LED elements 21, 22, 23 in the composite fiber 30D are arranged in five rows, It is possible to arrange the arrangement of the ultra-small LED elements remaining on the electrode to be close to perpendicular to the two different electrodes while removing the fiber forming component 10, There is an advantage that the number of very small LED elements can be remarkably increased.

다음으로, 상술 것과 같이 여러 가지 실시양태로 섬유형성성분 내부에 포함되는 초소형 LED 소자에 대해 설명한다.Next, a micro-sized LED element included in the fiber forming component in various embodiments as described above will be described.

본 발명에 사용될 수 있는 초소형 LED 소자는 일반적으로 조명 또는 디스플레이 등에 사용되는 초소형 LED 소자이면 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 초소형 LED 소자의 길이는 100 nm 내지 10㎛일 수 있고, 보다 더 바람직하게는 500 nm 내지 5㎛ 일 수 있다. 만일 초소형 LED 소자의 길이가 100 nm 미만인 경우 고효율의 LED 소자의 제조가 어려우며, 10 ㎛ 를 초과하는 경우 LED 소자의 발광 효율을 저하시킬 수 있다. 또한, 초소형 LED 소자의 직경은 바람직하게는 100nm 내지 5㎛일 수 있다. 초소형 LED 소자의 형상은 로드(rod) 형상일 수 있고, 구체적으로 원기둥, 직육면체 등 다양한 형상일 수 있고, 바람직하게는 원기둥 형상일 수 있으나 상기 기재에 한정되는 것은 아니다.
The ultra-small LED device that can be used in the present invention can be used without limitation as long as it is an ultra-small LED device generally used for illumination or display, etc. Preferably, the length of the ultra-small LED device can be 100 nm to 10 탆, Lt; RTI ID = 0.0 > 5 < / RTI > If the length of the ultra-small LED element is less than 100 nm, it is difficult to manufacture a highly efficient LED element. If the length is more than 10 탆, the efficiency of the LED element may be reduced. Further, the diameter of the ultra-small LED element may preferably be 100 nm to 5 占 퐉. The shape of the ultra-small LED element may be a rod shape, and may be various shapes such as a cylinder and a rectangular parallelepiped, and may be a columnar shape, but the present invention is not limited thereto.

이하, 초소형 LED 소자의 설명에서 ‘위’, ‘아래’, ‘상’, ‘하’, ‘상부’ 및 ‘하부’는 초소형 LED 소자에 포함된 각 층을 기준으로 하여 수직의 상, 하 방향을 의미한다.
Hereinafter, in the description of the ultra-small LED device, the terms "upper", "lower", "upper", "lower", "upper" .

먼저, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면 상기 초소형 LED 소자는 제1 도전성 반도체층; 상기 제1 도전성 반도체층상에 형성된 활성층; 및 상기 활성층상에 형성된 제2 도전성 반도체층;을 포함할 수 있다.First, according to a preferred embodiment of the present invention, the ultra-small LED element includes a first conductive semiconductor layer; An active layer formed on the first conductive semiconductor layer; And a second conductive semiconductor layer formed on the active layer.

구체적으로 도 8은 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 초소형 LED 소자의 사시도로써, 제1 도전성 반도체층(20b), 상기 제1 도전성 반도체층(20b)상에 형성된 활성층(20c) 및 상기 활성층(20c)상에 형성된 제2 도전성 반도체층(20d)을 나타낸다.
More specifically, FIG. 8 is a perspective view of a very small LED device included in a preferred embodiment of the present invention, which includes a first conductive semiconductor layer 20b, an active layer 20c formed on the first conductive semiconductor layer 20b, And a second conductive semiconductor layer 20d formed on the second conductive semiconductor layer 20c.

먼저, 제1 도전성 반도체층(20b)에 대해 설명한다. First, the first conductive semiconductor layer 20b will be described.

상기 제1 도전성 반도체층(20b)은 예컨대, n형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 초소형 LED 소자가 청색 발광 소자일 경우에는, 상기 n형 반도체층은 InxAlyGa1-x-yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 재료 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 등에서 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 제1 도전성 도펀트(예: Si, Ge, Sn 등)가 도핑될 수 있다. 바람직하게 상기 제1 도전성 반도체층(20b)의 두께는 500 nm ~ 5㎛ 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 초소형 LED의 발광은 청색에 제한되지 않으므로, 발광색이 다른 경우 다른 종류의 III-V족 반도체 물질을 n형 반도체 층으로 사용하는데 제한이 없다.
The first conductive semiconductor layer 20b may include, for example, an n-type semiconductor layer. The n-type semiconductor layer may be formed of In x Al y Ga 1-xy N (0 = x = 1, 0 = y = 1, 0 = x + y = 1) And the first conductive dopant (e.g., Si, Ge, Sn, etc.) may be doped. The first conductive dopant may be selected from the group consisting of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN and InN. The thickness of the first conductive semiconductor layer 20b may be 500 nm to 5 占 퐉, but is not limited thereto. Since the light emission of the ultra-small LED is not limited to blue, there is no limit to the use of other kinds of III-V semiconductor materials as the n-type semiconductor layer when the emission colors are different.

다음으로, 상기 제1 도전성 반도체층(20b)상에 형성되는 활성층(20c)에 대해 설명한다. Next, the active layer 20c formed on the first conductive semiconductor layer 20b will be described.

상기 초소형 LED 소자가 청색 발광 소자일 경우에는, 상기 활성층(20c)은 상기 제 1도전성 반도체층(20b) 위에 형성되며, 단일 또는 다중 양자 우물 구조로 형성될 수 있다. 상기 활성층(20c)의 위 및/또는 아래에는 도전성 도펀트가 도핑된 클래드층(미도시)이 형성될 수도 있으며, 상기 도전성 도펀트가 도핑된 클래드층은 AlGaN층 또는 InAlGaN층으로 구현될 수 있다. 그 외에 AlGaN, AlInGaN 등의 물질도 활성층(20c)으로 이용될 수 있음은 물론이다. 이러한 활성층(20c)에서는 전계를 인가하였을 때, 전자-정공 쌍의 결합에 의하여 빛이 발생하게 된다. 바람직하게 상기 활성층(20c)의 두께는 10 ~ 200 nm 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 활성층(20c)의 위치는 LED 종류에 따라 다양하게 위치하여 형성될 수 있다. 상기 초소형 LED의 발광은 청색에 제한되지 않으므로, 발광색이 다른 경우 다른 종류의 III-V족 반도체 물질을 활성층으로 사용하는데 제한이 없다.
When the ultra-small LED device is a blue light emitting device, the active layer 20c may be formed on the first conductive semiconductor layer 20b and may have a single or multiple quantum well structure. A cladding layer (not shown) doped with a conductive dopant may be formed on and / or below the active layer 20c, and the cladding layer doped with the conductive dopant may be formed of an AlGaN layer or an InAlGaN layer. In addition, materials such as AlGaN and AlInGaN may be used as the active layer 20c. In the active layer 20c, when an electric field is applied, light is generated due to the combination of electron-hole pairs. The thickness of the active layer 20c may be 10 to 200 nm, but is not limited thereto. The position of the active layer 20c may be varied depending on the type of the LED. Since the emission of the ultra-small LED is not limited to blue, there is no limitation in using other kinds of III-V semiconductor materials as the active layer when the emission colors are different.

다음으로, 상기 활성층(20c)상에 형성되는 제2 도전성 반도체층(20d)에 대해 설명한다. Next, the second conductive semiconductor layer 20d formed on the active layer 20c will be described.

상기 초소형 LED 소자가 청색 발광 소자일 경우에는, 상기 활성층(20c) 상에는 제 2도전성 반도체층(20d)이 형성되며, 상기 제 2도전성 반도체층(23)은 적어도 하나의 p형 반도체층으로 구현될 수 있는 데, 상기 p형 반도체층은 InxAlyGa1 -x- yN (0=x=1, 0 =y=1, 0=x+y=1)의 조성식을 갖는 반도체 물질 예컨대, InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN 등에서 어느 하나 이상이 선택될 수 있으며, 제 2도전성 도펀트(예: Mg)가 도핑될 수 있다. 여기서, 발광 구조물은 상기 제1도전성 반도체층(20b), 상기 활성층(20c), 상기 제 2도전성 반도체층(20d)을 최소 구성 요소로 포함하며, 각 층의 위/아래에 또 다른 형광체층, 활성층, 반도체층 및/또는 전극층을 더 포함할 수도 있다. 바람직하게 상기 제2 도전성 반도체층(20d)의 두께는 50 nm ~ 500 nm 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 상기 초소형 LED의 발광은 청색에 제한되지 않으므로, 발광색이 다른 경우 다른 종류의 III-V족 반도체 물질을 p형 반도체 층으로 사용하는데 제한이 없다.
When the very small LED device is a blue light emitting device, a second conductive semiconductor layer 20d is formed on the active layer 20c, and the second conductive semiconductor layer 23 is formed of at least one p-type semiconductor layer The p-type semiconductor layer may be a semiconductor material having a composition formula of In x Al y Ga 1 -x- y N (0 = x = 1, 0 = y = 1, 0 = x + y = 1) At least one of InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN, InN, and the like may be selected, and a second conductive dopant (e.g., Mg) may be doped. Here, the light emitting structure includes the first conductive semiconductor layer 20b, the active layer 20c, and the second conductive semiconductor layer 20d as a minimum component, and another phosphor layer above / below each layer, An active layer, a semiconductor layer, and / or an electrode layer. Preferably, the thickness of the second conductive semiconductor layer 20d is 50 nm to 500 nm But is not limited thereto. Since the light emission of the ultra-small LED is not limited to blue, there is no limitation in using other types of III-V semiconductor materials as the p-type semiconductor layer when the emission colors are different.

또한, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자는 제1 도전성 반도체층 하부에 형성된 제1 전극층 및 제2 도전성 반도체층 상부에 형성된 제2 전극층을 더 포함할 수 있다. In addition, according to a preferred embodiment of the present invention, the ultra miniature LED device may further include a first electrode layer formed under the first conductive semiconductor layer and a second electrode layer formed over the second conductive semiconductor layer.

구체적으로 도 8은 본 발명이 포함하는 초소형 LED 소자의 일구현예를 나타내는 사시도로, 제1 도전성 반도체층(20b) 하부에 형성된 제1 전극층(20a) 및 제2 도전성 반도체층(20d) 상부에 형성된 제2 전극층(20e)을 나타낸다.More specifically, FIG. 8 is a perspective view illustrating an exemplary embodiment of an ultra-miniaturized LED device according to the present invention. In FIG. 8, a first electrode layer 20a and a second conductive semiconductor layer 20d, which are formed under the first conductive semiconductor layer 20b, And the second electrode layer 20e formed.

상기 제1 전극층(20a) 및 제2 전극층(20e)은 통상의 LED 소자의 전극으로 사용되는 금속 또는 금속산화물을 이용할 수 있으며, 바람직하게는 각각 독립적으로 크롬(Cr), 티타늄(Ti), 알루미늄(Al), 금(Au), 니켈(Ni), ITO 및 이들의 산화물 또는 합금 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 바람직하게 상기 제1 전극층(20a)의 두께 및 제2 전극층(20e)의 두께는 각각 1 ~ 100 nm 일 수 있으나 이에 제한되지 않는다. 초소형 LED 소자에 제1 전극층(20a) 및 제2 전극층(20e)을 포함할 경우 제1 도전성 반도체층(20b) 및/또는 제2 도전성 반도체층(20d);과 전극라인의 연통부위에 금속오믹층을 형성하는 공정에서 요구되는 온도보다 낮은 온도로 금속오믹층을 형성 시킬 수 있는 이점이 있다.
The first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e may be made of a metal or a metal oxide used as an electrode of a conventional LED element. Preferably, the first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e may be formed of chromium (Cr), titanium (Ti) (Al), gold (Au), nickel (Ni), ITO, oxides or alloys thereof, or the like may be used alone or in combination. Preferably, the thickness of the first electrode layer 20a and the thickness of the second electrode layer 20e may be 1 to 100 nm, but are not limited thereto. When the first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e are included in the ultra-small LED element, the first conductive semiconductor layer 20b and / or the second conductive semiconductor layer 20d may be formed of metal oxide There is an advantage that a metal ohmic layer can be formed at a temperature lower than the temperature required in the step of forming the micromechanical layer.

한편, 상기 초소형 LED 소자의 외부면에는 적어도 활성층 부분의 외부면 전체를 덮는 절연피막이 코팅될 수 있다. On the other hand, the outer surface of the ultra-small LED element may be coated with an insulating coating covering at least the entire outer surface of the active layer portion.

절연피막(20f)은 초소형 LED 소자에 포함된 활성층(20c)이 전극과 접촉 시에 발생하는 전기적 단락을 방지하는 역할을 한다. 또한, 절연피막(20f)은 초소형 LED 소자의 활성층(20c) 및 반도체층을 포함한 소자 외부 표면을 보호함으로써 초소형 LED 소자의 발광 효율 저하를 막을 수 있다. The insulating film 20f serves to prevent an electrical short circuit that occurs when the active layer 20c included in the ultra-small LED element contacts the electrode. In addition, the insulating coating 20f protects the outer surface of the device including the active layer 20c and the semiconductor layer of the ultra-small LED element, thereby preventing a decrease in the luminous efficiency of the ultra-small LED element.

구체적으로 도 8에서 절연피막(20f)은 활성층(20c)의 외부면을 포함하여 초소형 LED 소자의 외부면에 코팅되어 있다. 상기와 같은 절연피막(20f)은 전기적 단락을 더욱 방지하고, 반도체층의 외부 표면 손상에 따른 초소형 LED 소자의 내구성, 광추출 효율 저하를 방지하기 위해 제1 반도체층(20b) 및 제2 반도체층(20d) 중 어느 하나 이상에도 절연피막(20f)이 코팅될 수 있다. 다만, 광추출 효율의 저하를 논하기 앞서 전기적 단락이 발생시에는 초소형 LED 소자가 발광조차 되지 않는 치명적 문제점이 발생할 수 있기 때문에, 상기 초소형 LED 소자(20)의 외부면에는 적어도 활성층(20c) 부분의 외부면 전체를 덮는 절연피막(20f)이 코팅될 수 있다.Specifically, in FIG. 8, the insulating coating 20f is coated on the outer surface of the micro-LED element including the outer surface of the active layer 20c. In order to further prevent electrical short circuiting and to prevent the durability and light extraction efficiency of the ultra miniature LED device due to damage to the outer surface of the semiconductor layer, the insulating film 20f may be formed on the first semiconductor layer 20b and the second semiconductor layer 20b, The insulating coating 20f may be coated on any one or more of the insulating film 20d. However, when the electrical short circuit occurs, a fatal problem that the micro LED device can not even emit light may occur. Therefore, at least the outer side of the active layer 20c is formed on the outer surface of the micro LED device 20, The insulating coating 20f covering the entire surface can be coated.

상기 전기적 단락의 문제가 발생할 수 있는 원인은 나노 단위의 초소형의 서로 다른 전극에 나노 단위의 초소형 LED 소자를 일일이 수동 또는 자동으로 배치 및 연결시키기 어렵기 때문이다. 이러한 초소형 LED 소자의 배치 및 연결 문제점을 해결하기 위해 본 발명의 발명자는 서로 다른 전극에 전원을 인가하여 초소형 LED 소자를 한번에 자기정렬 시켜 전극에 연결시키는 방법을 사용했으나 초소형 LED 소자를 자기정렬 시킬 때 초소형 LED 소자는 서로 다른 두 전극 사이를 이동, 정렬 등의 위치변경을 하게 되며, 이 과정에서 초소형 LED 소자의 활성층(20c)이 전극라인에 접촉 및 활성층(20c) 부분이 전극에 연결될 수 있어 전기적 단락이 빈번히 발생할 수 있다.The reason why the electrical short circuit is caused is that it is difficult to manually or automatically arrange and connect the nanosubstantially miniature LED devices to different miniature nano-sized electrodes. In order to solve the disadvantages of arrangement and connection of such a very small LED device, the inventor of the present invention used a method of applying power to different electrodes and self-aligning the very small LED device at one time to connect them to electrodes. However, In this process, the active layer 20c of the ultra-small LED device contacts the electrode line and the active layer 20c is connected to the electrode, Short circuiting can occur frequently.

한편, 종래에 초소형 LED 소자를 전극에 실장하는 방법으로 초소형 LED 소자를 전극상에 직립하여 세우고, 상기 소자의 상부에 다른 전극을 배치시킬 경우에는 활성층과 전극라인이 접촉하여 발생하는 전기적 단락의 문제가 발생하지 않을 수 있다. 즉, 초소형 LED 소자를 전극상에 직립하여 세우지 못하여 전극상에 LED 소자가 누워있는 경우에만 활성층과 전극라인이 접촉할 수 있으며, 이러한 경우는 초소형 LED 소자를 서로 다른 두 전극에 연결시키지 못한 경우이므로 소자를 서로 다른 두 전극에 전기적으로 연통시키지 못한 문제가 있을 뿐, 전기적 단락의 문제는 발생하지 않을 수 있다. 구체적으로 도 9는 종래의 초소형 전극 어셈블리의 수직단면도로써, 제1 전극라인(61)상에 제1 초소형 LED 소자(71)의 제1 반도체층(71a)이 연통되어 있고, 제2 반도체층(71c)이 제2 전극라인(62)에 연통되어 있으며, 제1 초소형 LED 소자(71)가 상하로 위치하는 두 전극(61, 62)에 직립하여 연통되고 있음을 확인할 수 있다. 도 9와 같은 전극어셈블리에서는 상기 제1 초소형 LED 소자(71)가 두 전극에 동시에 연통되어 있다면 상기 소자의 활성층(71b)이 서로 다른 두 전극(61, 62) 중 어느 하나에 접촉할 가능성이 없어 활성층(71b)과 전극(61, 62)의 접촉에 따른 전기적 단락은 발생하지 않을 수 있다. On the other hand, in the case where a very small LED element is erected upright on an electrode by a method of mounting an ultra-small LED element on an electrode and another electrode is arranged on the element, there is a problem of electric short- May not occur. That is, since the ultra-small LED element can not be erected upright on the electrode, the active layer can contact the electrode line only when the LED element is laid on the electrode. In this case, the ultra-small LED element can not be connected to two different electrodes There is a problem that the device can not be electrically connected to two different electrodes, and the problem of electrical short-circuiting may not occur. Specifically, FIG. 9 is a vertical cross-sectional view of a conventional micro-electrode assembly. The first semiconductor layer 71a of the first ultra-small LED element 71 is in communication with the first electrode line 61, 71c are in communication with the second electrode line 62 and the first ultra miniature LED element 71 is in an upright position and communicated with the two electrodes 61, 62 located at the upper and lower sides. In the electrode assembly shown in FIG. 9, if the first ultra-small LED element 71 is simultaneously connected to the two electrodes, the active layer 71b of the element is not likely to contact any one of the two electrodes 61 and 62 An electrical short circuit due to contact between the active layer 71b and the electrodes 61 and 62 may not occur.

이에 반하여, 도 9에서 제2 초소형 LED 소자(72)는 제1 전극(61)에 누워있으며 이 경우 제2 초소형 LED 소자(72)의 활성층(72b)이 제1 전극(61)과 접촉하고 있으나 이때는 전기적 단락의 문제가 아닌 제2 초소형 LED 소자(72)와 제1 전극(61) 및 제2 전극(62)간 전기적 연통이 문제될 수 있다. 이에 따라 만일 상기 제1 초소형 LED 소자(71)의 제1 반도체층(71a), 활성층(71b) 및 제2 반도체층(71c)의 외부면에 절연피막이 코팅되어 있다면, 상기 절연피막은 초소형 LED 소자 외부 표면의 손상 방지를 통한 발광효율 감소의 목적 및 효과만 가질 수 있고 전기적 단락방지의 효과는 가지지 않는다. 9, the second ultra-small LED element 72 is laid on the first electrode 61. In this case, the active layer 72b of the second ultra-small LED element 72 is in contact with the first electrode 61 At this time, there may be a problem of electrical communication between the second ultra-small LED element 72 and the first electrode 61 and the second electrode 62, which is not a problem of electrical short circuit. If the insulating layer is coated on the outer surfaces of the first semiconductor layer 71a, the active layer 71b and the second semiconductor layer 71c of the first ultra-small LED element 71, It is possible to have only the object and effect of reducing the luminous efficiency through prevention of damage to the outer surface, and does not have the effect of preventing electric short circuit.

그러나 본 발명에 따른 복합섬유는 도 9와 같은 종래의 초소형 전극 어셈블리와 다르게 서로 다른 두 전극에 초소형 LED 소자를 눕힌 상태로 연결시키는데 이용됨에 따라 본 발명에 따른 복합섬유에 포함된 초소형 LED 소자는 종래의 초소형 전극 어셈블리에서는 발생하지 않았던 초소형 LED 소자의 활성층과 전극간의 접촉 및/또는 연결에 따른 전기적 단락 문제가 필연적으로 발생할 수 밖에 없다. 이에 따라 이를 방지하기 위해 초소형 LED 소자의 외부면은 적어도 활성층 부분의 외부면 전체를 덮는 절연피막을 포함할 수 있다.However, in the composite fiber according to the present invention, unlike the conventional miniature electrode assembly shown in FIG. 9, the miniature LED device is used to connect the miniature LED device to the two different electrodes in a laid- It is inevitable that an electrical short circuit due to the contact and / or connection between the active layer and the electrode of the ultra-small LED element which has not occurred in the ultra-small electrode assembly of the present invention necessarily occurs. Accordingly, in order to prevent this, the outer surface of the ultra-small LED element may include an insulating coating covering at least the entire outer surface of the active layer portion.

나아가, 본 발명의 바람직한 일구현예에 포함되는 초소형 LED 소자와 같이 제1 반도체층, 활성층, 제2 반도체층이 순차적으로 수직으로 배열되는 구조의 초소형 LED 소자에서 활성층은 반드시 외부에 노출될 수 밖에 없다. 또한, 이러한 구조의 LED 소자에서 활성층의 위치는 상기 소자의 길이방향으로 정중앙에만 위치하는 것이 아니고, 특정 반도체층 쪽으로 치우쳐 형성될 수 있어 전극과 활성층이 접촉할 가능성이 더욱 높아질 수 있다. 따라서 전극과 활성층의 접촉을 방지하기 위해 활성층 부분의 외부면 전체를 덮어 코팅된 절연피막을 포함하는 초소형 LED 소자는 전기적 단락 없이 전극에 연결되어 발광하는데 있어 보다 유리한 이점이 있다.
Furthermore, in an ultra-small LED device having a structure in which a first semiconductor layer, an active layer, and a second semiconductor layer are sequentially arranged vertically, as in the case of a micro LED device according to a preferred embodiment of the present invention, none. In addition, in the LED device having such a structure, the position of the active layer is not located in the center in the longitudinal direction of the device, but may be biased toward the specific semiconductor layer, so that the possibility of contact between the electrode and the active layer can be further increased. Therefore, the miniature LED device including the insulating coating coated over the entire outer surface of the active layer portion to prevent contact between the electrode and the active layer has a merit advantageous in light emission by being connected to the electrode without electrical short circuit.

구체적으로 도 10은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 통해 초소형 LED 소자를 제1 전극과 제2 전극에 연결시킨 초소형 LED 전극어셈블리의 평면도 및 수직단면도를 나타낸다. 도 10에서 A-A 단면도와 같이 제1 초소형 LED 소자(121a, 121b, 121c) 중 활성층(121b)은 제1 초소형 LED 소자(121)의 중앙부에 위치하지 않고 왼쪽으로 많이 치우쳐 있으며, 이 경우 활성층(121b)의 일부가 전극(111)에 접촉될 가능성이 높아져 전기적 단락이 발생할 수 있으며, 이는 초소형 LED 전극어셈블리의 불량을 유발하는 원인이 될 수 있다. 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 본 발명에 포함되는 초소형 LED 소자는 활성층을 포함하는 외주연에 절연피막이 코팅될 수 있으며, 상기 절연피막으로 인해 도 10의 제1 초소형 LED 소자(121)와 같이 활성층(121b)이 전극에 걸쳐 있어도 단락이 발생하지 않을 수 있다.
10 is a plan view and a vertical cross-sectional view of a micro LED electrode assembly in which a micro LED is connected to a first electrode and a second electrode through a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. The active layer 121b of the first ultra-small LED elements 121a, 121b and 121c is not located at the center of the first ultra-small LED element 121 but is largely shifted to the left as shown in the sectional view AA in FIG. Is likely to come into contact with the electrode 111, so that an electrical short circuit may occur, which may cause a failure of the miniature LED electrode assembly. In order to solve the above problems, the ultra miniature LED device according to the present invention can be coated with an insulating coating on the outer circumference including the active layer. Due to the insulating coating, as in the first ultra miniature LED device 121 of FIG. 10, A short circuit may not occur even if the electrode 121b covers the electrode.

상기 절연피막(20f)은 바람직하게는 질화규소(Si3N4), 산화알루미늄(Al2O3), 산화하프늄(HfO2), 산화이트륨(Y2O3) 및 이산화티타늄(TiO2) 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 성분으로 이루어지나 투명한 것일 수 있으며, 다만 이에 한정되지 않는다. 투명한 절연피막의 경우 상기의 절연피막(20f)의 역할을 하는 동시에 절연피막을 코팅함으로써 만일하나 발생할 수 있는 발광효율의 감소를 최소화할 수 있다. The insulating film (20f) are of preferably silicon nitride (Si 3 N 4), aluminum oxide (Al 2 O 3), hafnium oxide (HfO 2), yttrium oxide (Y 2 O 3) and titanium dioxide (TiO 2) And may include any one or more of the above components, more preferably, the above components but may be transparent, but are not limited thereto. In the case of a transparent insulating coating, the insulating coating 20f serves as the above-described insulating coating, and coating of the insulating coating can minimize the reduction in the luminous efficiency which may occur.

다만, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 절연피막(20f)은 초소형 LED 소자의 제1 전극층(20a) 및 제2 전극층(20e) 중 어느 하나 이상의 전극층에는 절연피막이 코팅되지 않을 수 있고, 보다 바람직하게는 두 전극층(20a, 20e) 모두 절연피막이 코팅되지 않을 수 있다. 이는 상기 두 전극층(20a, 20e)과 서로 다른 전극간에는 전기적으로 연통이 되어야 하는데 만일 두 전극층(20a, 20e)에 절연피막(20f)이 코팅되는 경우 전기적 연통을 방해할 수 있어 초소형 LED의 발광이 감소되거나 전기적으로 연통되지 않아 발광 자체가 되지 않을 수 있는 문제점이 있다. 다만, 두 전극층(20a, 20e)과 서로 다른 전극간에 전기적 연통되면 문제가 없으므로 상기 절연피막(20f)은 초소형 LED 소자의 제1 전극층(20a) 및 제2 전극층(20e)이 전극과 접촉할 수 있는 부분(예를 들어 전극층의 끝단부)을 제외한 나머지 제1 전극층(20a) 및 제2 전극층(20e)의 부분에는 포함될 수 있다.
However, according to a preferred embodiment of the present invention, the insulating coating 20f may not be coated with an insulating coating on at least one of the first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e of the ultra-small LED element, More preferably, both the electrode layers 20a and 20e may not be coated with an insulating coating. This is because the two electrode layers 20a and 20e must be in electrical communication with each other. If the two electrode layers 20a and 20e are coated with the insulating coating 20f, the electrical communication may be interrupted, There is a problem that the light emission itself may not be attained because it is not reduced or electrically communicated. However, since there is no problem when the two electrode layers 20a and 20e are electrically connected to each other, the insulating coating 20f can prevent the first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e of the ultra- May be included in portions of the first electrode layer 20a and the second electrode layer 20e except for a portion (for example, an end portion of the electrode layer).

한편, 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면, 상기 초소형 LED 소자는 소자 상호간 응집을 방지하기 위하여 초소형 LED 소자의 절연피막 외부면에 코팅된 소수성 피막을 포함할 수 있다. Meanwhile, according to a preferred embodiment of the present invention, the ultra miniature LED device may include a hydrophobic film coated on the outer surface of the insulation film of the ultra-small LED device in order to prevent aggregation between the devices.

구체적으로 도 8에서 절연피막(20f) 외주연에 코팅된 소수성 피막(20g)을 확인할 수 있다. 상기 소수성 피막(20g)은 초소형 LED 소자의 표면에 소수성 특성을 갖게 하여 LED 소자들 간에 응집현상을 방지하기 위한 것으로서 초소형 LED 소자에 섬유형성성분과 함께 방사되어 복합섬유를 제조할 때, 초소형 LED 소자간에 응집을 최소화 하여 복합섬유 내에서 응집되지 않고 열을 지어 정렬 배치시킬 수 있는데 보다 유리할 수 있다. 또한, 복합섬유에서 섬유형성성분을 제거한 후 초소형 LED 소자들이 전극상에 응집된 상태로 남아 있는 경우 전극라인에 이동 및 위치정렬하기 어려운 문제점이 있는데, 상기 소수성 피막은 이러한 문제점을 제거함에 따라 보다 용이하게 전극라인에 초소형 LED 소자를 자기정렬 시킬 수 있다. Specifically, in FIG. 8, the hydrophobic coating 20g coated on the outer periphery of the insulating coating 20f can be identified. The hydrophobic coating 20g has a hydrophobic property on the surface of the ultra-small LED element to prevent aggregation between the LED elements. When fabricating the composite fiber by spinning together with the fiber forming component in the ultra-small LED element, It may be more advantageous to minimize the aggregation between the fibers so that the fibers can be aligned and arranged in the composite fibers without being agglomerated. In addition, there is a problem that it is difficult to move and align the ultra-small LED elements on the electrode line when the ultra-small LED elements remain on the electrode after the fiber forming component is removed from the composite fiber. The hydrophobic film removes such problems The micro-LED element can be self-aligned to the electrode line.

상기 소수성 피막(20g)은 절연피막 상에 형성될 수 있고, 초소형 LED 소자들 간에 응집현상을 방지할 수 있는 것이라면 제한 없이 사용될 수 있으며, 바람직하게는 옥타데실트리크로로실리란(octadecyltrichlorosilane, OTS)과 플루오로알킬트리크로로실란(fluoroalkyltrichlorosilane), 퍼플루오로알킬트리에톡시실란(perfluoroalkyltriethoxysilane) 등과 같은 자기조립 단분자막(SAMs, self-assembled monolayers)과 테프론(teflon), Cytop 등과 같은 플루오로 폴리머 (fluoropolymer) 등을 단독 또는 혼합하여 사용할 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.
The hydrophobic coating 20g can be formed on the insulating coating and can be used without limitation as long as it can prevent aggregation between the ultra-small LED elements. Preferably, octadecyltrichlorosilane (OTS) Self-assembled monolayers (SAMs) such as fluoroalkyltrichlorosilane, perfluoroalkyltriethoxysilane and the like, and fluoropolymers such as teflon and Cytop. ) May be used alone or in combination, but the present invention is not limited thereto.

이상으로 상술한 복합섬유에 포함되는 섬유형성성분 및 초소형 LED 소자는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따르면 섬유형성성분 100 중량부에 대해 초소형 LED 소자를 30 ~ 90 중량부로 포함할 수 있다. 만일 섬유형성성분에 대해 초소형 LED 소자를 30 중량부 미만으로 포함하는 경우 복합섬유 단위부피당 포함되는 초소형 LED 소자의 개수가 적어 일정한 전극면적에 복합섬유를 통해 배치할 수 있는 초소형 LED 소자의 개수가 현저히 저하될 수 있고, 더 많은 개수의 초소형 LED 소자를 투입하기 위해 많은 양의 복합섬유가 요구될 수 있으며, 복합섬유의 양이 증가함에 따라 공정상의 비용과 섬유형성성분의 제거시간이 증가하여 생산성을 저하시키는 문제점이 있을 수 있다. 만일 90 중량부를 초과하여 포함할 경우 복합섬유의 단위부피당 포함시킬 수 있는 초소형 LED 소자의 개수는 증가할 수 있으나 복합섬유 내 초소형 LED 소자간의 상하좌우 간격이 짧아지고 어떤 경우 초소형 LED 소자가 뭉쳐서 배열될 수 있으며, 소자간의 접촉이 빈번히 발생하여 소자의 외표면 손상이 일어나기 쉽고, 섬유의 외표면에 초소형 LED 소자가 노출되어 소자의 외표면 손상을 가속화 시키는 문제점이 있을 수 있다.
As described above, according to a preferred embodiment of the present invention, the fiber forming component and the ultra-small LED element included in the composite fiber may include the ultra-small LED element in an amount of 30 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the fiber forming component. If the ultrafine LED element is contained in an amount of less than 30 parts by weight with respect to the fiber forming component, the number of ultra-small LED elements included in the composite fiber unit volume is small, A large amount of composite fibers may be required to feed a larger number of ultra-small LED elements, and as the amount of the composite fibers increases, the process cost and the removal time of the fiber forming component increase, There may be a problem of degradation. If the amount is more than 90 parts by weight, the number of ultrafine LED elements that can be included per unit volume of the composite fiber may increase, but the spacing between the ultrafine LED elements in the composite fiber becomes short and in some cases, There is a possibility that the contact between the devices frequently occurs and the outer surface of the device is easily damaged and the micro LED device is exposed to the outer surface of the fiber to accelerate the damage of the outer surface of the device.

이하, 본 발명에 따른 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유의 제조방법에 대해 설명한다.Hereinafter, a method for producing a composite fiber including the ultra-small LED element according to the present invention will be described.

다만, 후술되는 제조방법은 일실시예일 뿐이며, 후술되는 제조방법의 기재에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.However, the manufacturing method described below is only one embodiment, and the present invention is not limited to the description of the manufacturing method described later.

본 발명에 따른 복합섬유를 제조하는 방법은 통상적인 섬유를 제조하는 방법을 이용할 수 있으며, 구체적으로 화학방사 또는 전기방사에 의할 수 있고, 상기 화학방사는 구체적으로 용융방사, 습식방사, 건식방사, 건습식방사 등 중 선택된 어느 하나 이상 방법에 의할 수 있다. 본 발명에 따른 복합섬유는 사용되는 섬유형성성분의 구체적 종류, 목적하는 복합섬유의 직경 등을 고려하여 상기 방사 방법 중 적절한 방법을 선택 및 변경하여 제조할 수 있다.
The method for producing the conjugate fiber according to the present invention can be carried out by a conventional method for producing fibers, and specifically, it can be carried out by chemical spinning or electrospinning, and the chemical spinning specifically includes melt spinning, wet spinning, , Dry-wet spinning, and the like. The composite fiber according to the present invention can be manufactured by selecting and modifying an appropriate one of the above spinning methods in consideration of the specific kind of the fiber-forming component to be used, the diameter of the desired composite fiber, and the like.

본 발명에 따른 복합섬유의 제조방법 일예시로 화학방사 중 용융방사법에 의한 초소형 LED 소자를 포함하는 복합섬유의 제조방법에 대해 설명한다.A method for producing a conjugate fiber according to the present invention will now be described with reference to a method for producing a conjugate fiber including an ultra-small LED element by melt spinning in chemical spinning.

먼저 (1) 단계로써, 초소형 LED 소자를 포함하는 방사용액을 제조할 수 있다. Firstly, in step (1), a spinning solution containing the ultra-small LED element can be manufactured.

상기 방사용액은 섬유형성성분을 용융 및/또는 용해시켜 용액상태로 만든 후 초소형 LED 소자를 혼합하여 제조할 수 있다. The spinning solution may be prepared by mixing the ultrafine LED device after making the fiber forming component into a solution state by melting and / or dissolving the fiber forming component.

또한, 상기 방사용액은 사용하는 구금이나 복합섬유 형상에 따라 제1 방사용액 및 제2 방사용액으로 제조할 수 있다. 이때, 상기 제1 방사용액은 제1 섬유형성성분을 용융 및/또는 용해시켜 용액상태로 만들어 제조할 수 있고, 상기 제2 방사용액은 초소형LED소자를 아세톤 등의 용매에 포함시켜 제조하거나 초소형 LED 소자를 제2 섬유형성성분이 용융 및/또는 용해된 용해액에 포함시켜 제조될 수 있다. 상기 섬유형성성분의 용융온도 또는 상기 용매는 구체적으로 사용되는 섬유형성성분을 고려하여 결정될 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다. In addition, the spinning solution can be prepared from the first spinning solution and the second spinning solution in accordance with the shape of the spinneret to be used and the shape of the composite fiber. In this case, the first spinning solution may be prepared by melting and / or dissolving the first fiber forming component into a solution state, and the second spinning solution may be prepared by incorporating the ultra-small LED element in a solvent such as acetone, The device can be produced by incorporating the second fiber-forming component into a molten and / or dissolved solution. The melting temperature of the fiber-forming component or the solvent may be determined in consideration of the fiber-forming component to be used, and is not particularly limited in the present invention.

또한, 상기 방사용액은 방사기에 투입되기 전 별도로 제조되어 방사기에 투입되거나 통상적인 방사기에 포함된 호퍼에 섬유형성성분을 투입하고 용융부를 거쳐 용융된 섬유형성성분에 초소형 LED 소자를 혼합하여 당업계의 공지된 방법에 의해 제조될 수 있다. 이때 상기 방사용액의 고유점도는 방사용이성을 고려하여 결정될 수 있으며, 바람직하게는 0.1 ~ 2.0 cps일 수 있고, 보다 바람직하게는 0.1 ~ 1.2 cps있고, 이를 통해 방사 후 절사되는 복합섬유의 양을 현저히 감소시킬 수 있고, 방사 후 복합섬유의 형태 안정성을 유지할 수 있는 측면에서 유리한 이점이 있다. 다만, 상기 고유점도는 사용되는 섬유형성성분의 종류, 사용되는 방사기의 종류, 구금의 설계에 따라 변경될 수 있다.
The spinning solution may be separately prepared before being injected into a spinner, and may be added to a spinner or a hopper contained in a conventional spinner, a fiber forming component may be introduced into the hopper, and the ultra-small LED component may be mixed with the melted fiber forming component. Can be prepared by a known method. At this time, the intrinsic viscosity of the spinning solution may be determined in consideration of ease of spinning, preferably 0.1 to 2.0 cps, more preferably 0.1 to 1.2 cps, There is an advantage in that the shape stability of the composite fiber after spinning can be maintained. However, the intrinsic viscosity can be changed according to the type of fiber forming component used, the type of radiator used, and the design of the detachment.

다음으로 (2) 단계로써 상기에서 제조된 방사용액을 방사하여 복합섬유를 제조할 수 있다.Next, in step (2), the composite fiber can be prepared by spinning the spinning solution prepared above.

방사용액의 방사에 사용되는 구금의 경우 도 2와 같은 복합섬유(30A)를 제조할 때에는 단일관형 방사노즐을 갖는 방사구금을 사용할 수 있으나 도 6과 같이 복합섬유(30C)의 내부에 초소형 LED 소자가 일렬로 열을 지어 배열될 경우 상기 방사노즐은 이중 관형 방사노즐일 수 있고, 구체적으로 도 11은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유의 제조에 사용되는 2중 관현 방사노즐(5)의 단면도로써, 이중 관형 방사 노즐(5)의 외부관(2)으로는 상술한 (1) 단계의 제1 방사용액을 토출하고, 내부관(1)으로는 상술한 (1) 단계의 제2 방사용액을 토출할 수 있다. 다만, 도 6과 같은 복합섬유는 단일관형 방사노즐에서 노즐의 직경을 조정할 경우 단일관형 방사노즐을 통해서도 제조될 수 있어 반드시 이중관형 방사노즐을 통해서만 제조될 수 있는 것은 아니다. 상기와 같이 노즐을 통해 방사된 복합섬유는 단섬유 또는 필라멘트사일 수도 있으며 상기 필라멘트사의 필라멘트수는 구금에 따라 달라질 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.
In the case of the spinneret used for spinning solution spinning, a spinneret having a single tubular spinning nozzle can be used to produce the composite fiber 30A as shown in FIG. 2. However, as shown in FIG. 6, Fig. 11 is a perspective view of a duplex tubular spinning nozzle 5 used in the production of a conjugate fiber according to a preferred embodiment of the present invention. Fig. (1) is discharged into the outer tube 2 of the double tubular spinning nozzle 5, and the inner tube 1 is provided with the second spinning solution of the second spinning solution of the step (1) The spinning solution can be discharged. However, the composite fiber as shown in FIG. 6 can be manufactured through a single tubular spinning nozzle when adjusting the diameter of the nozzle in a single tubular spinning nozzle, and can not necessarily be manufactured through a double tubular spinning nozzle. As described above, the conjugated fibers injected through the nozzle may be short fibers or filament yarns, and the number of filaments of the filament yarns may vary depending on the nipping, so that the present invention is not particularly limited thereto.

상기 (2) 단계를 통해 방사된 복합섬유는 섬유의 강도를 향상시키고 복합섬유 내부에 포함된 초소형 LED 소자의 배열을 섬유길이 방향으로 보다 더 정렬시키게 하기 위해 부분연신 또는 연신 공정을 더 거칠 수 있다. 상기 연신 또는 부분연신의 구체적 방법은 당업계의 공지공용의 방법에 의할 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않는다.
The composite fibers emitted through the step (2) may further be subjected to a partial stretching or stretching process to improve the strength of the fibers and further align the arrangement of the ultra-small LED elements contained in the composite fibers in the fiber length direction . A specific method of the stretching or the partial stretching can be performed by a method known in the art and is not particularly limited in the present invention.

한편, 상술한 방법을 통해 제조되는 본 발명에 따른 복합섬유의 직경은 바람직하게는 200 nm ~ 15㎛일 수 있다. 다만, 마이크로 또는 나노 단위의 복합섬유의 제조를 위해서는 당업계에 전기방사법을 이용하거나 화학방사법의 경우 해 해도형의 섬유를 제조하고 이후 해성분을 제거하여 본 발명에 따른 복합섬유를 제조할 수도 있다.
On the other hand, the diameter of the composite fiber according to the present invention manufactured through the above-described method may preferably be 200 nm to 15 탆. However, in order to produce the composite fiber of micro or nano unit, the composite fiber according to the present invention may be produced by using the electrospinning method in the art or by preparing a sea water-type fiber in the case of the chemical spinning method and then removing the sea component .

상기 전기방사법에 의한 경우 상술한 (1) 단계에서와 같이 2종의 방사용액 및 2개의 노즐을 통해 복합섬유를 제조하거나 1개의 방사용액 및 1개의 노즐을 통해 복합섬유를 제조할 수 있고, 이때 노즐의 직경은 방사용액에 포함되는 초소형 LED 소자의 장축 또는 단축의 길이를 고려하여 변경될 수 있고, 전기방사시 팁과 콜렉터까지의 거리, 전압은 사용되는 섬유형성성분의 종류, 방사용액의 점도, 복합섬유의 직경 등을 고려하여 변경될 수 있어 본 발명에서는 특별히 한정하지 않으며, 구체적인 전기방사방법은 당업계 통상의 방법을 이용할 수 있다.In the case of the electrospinning method, as in the above-described step (1), the conjugate fiber can be produced through two kinds of spinning liquids and two nozzles, or through one spinning solution and one nozzle, The diameter of the nozzle can be changed in consideration of the length of the major axis or the minor axis of the ultra-small LED element included in the spinning solution. The distance between the tip and the collector during electrospinning and the voltage are determined by the kind of the fiber- , The diameter of the composite fibers, and the like, and is not particularly limited in the present invention, and a specific electrospinning method can be used in the art.

다음으로 화학방사법에 의해 제조하되 해도형의 섬유를 제조하여 복합섬유를 제조하는 방법은 해성분으로 섬유형성성분과 상이한 이종의 고분자 화합물을 포함하는 방사용액을 방사하고, 도성분으로 섬유형성성분 및 초소형 LED 소자를 포함하는 방사용액을 방사하여 제조할 수 있다. 구체적으로 도 12는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따라 제조된 해도형 섬유(30E)의 횡단면사시도로써, 해도형 섬유(30E)는 도성분(30C1, 30C2, 30C3) 및 해성분(40)을 포함하고, 상기 도성분(30C1)은 섬유형성성분(10) 및 초소형 LED 소자(20)를 포함한다. Next, as a method for producing sea-island fibers and producing composite fibers by chemical spinning, a spinning solution containing a heterogeneous polymer compound, which is different from the fiber-forming component, is spun as a sea component, It can be manufactured by spinning a spinning solution containing a very small LED element. Specifically, Figure 12 may, as a cross-sectional perspective view of the even type fibers (30E) prepared according to example preferred embodiments of the present invention type fibers (30E) is island component (30C 1, 30C 2, 30C 3 and a sea component 40. The island component 30C 1 includes a fiber forming component 10 and an ultra miniature LED device 20.

상기와 같은 해도형 섬유(30E)의 해성분(40)은 섬유형성성분을 용해시키기 어려운 용매(예를 들어 알칼리 용액)에 의해 용해될 수 있는 당업계의 통상적인 알칼리 이용해성 코폴리머일 수 있다. 이에 따라 제조된 해도형 섬유(30E)를 알칼리 등의 용액에 처리하여 해성분(40)을 제거할 경우 도성분인 목적하는 본 발명에 따른 복합섬유(30C1, 30C2, 30C3)를 수득할 수 있다.
The sea component 40 of such a sea-island fiber 30E may be a conventional alkali-soluble copolymer in the art that can be dissolved by a solvent (e.g., an alkali solution) that is difficult to dissolve the fiber forming component . When the sea-island fiber 30E thus produced is treated with a solution such as alkali to remove the sea component 40, the composite fibers 30C 1 , 30C 2 , 30C < / RTI > 3 ).

한편, 본 발명은 상술한 방법으로 제조될 수 있는 본 발명에 따른 복합섬유를 경사 및 위사 중 어느 하나 이상으로 포함하는 원단 또는 본 발명에 따른 복합섬유를 포함하는 부직포를 포함한다.Meanwhile, the present invention includes a nonwoven fabric comprising a composite fiber according to the present invention, which can be manufactured by the above-described method, in a fabric containing at least one of warp and weft or composite fiber according to the present invention.

먼저, 상기 원단은 본 발명에 따른 복합섬유를 경사 및 위사 중 어느 하나 이상으로 포함시켜 제직한 직물 또는 본 발명에 따른 복합섬유를 원사로 포함시켜 편성한 편물일 수 있다.First, the fabric may be a fabric woven by weaving the composite fiber according to the present invention in at least one of warp and weft, or knitted fabric including the composite fiber according to the present invention as a yarn.

상기 제직은 평직, 능직, 수자직 및 이중직으로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나의 방법으로 이루어질 수 있다. The weaving may be performed by any one method selected from the group consisting of plain weave, twill weave, water weave, and double weave.

상기 평직, 능직 및 수자직을 삼원조직이라 할 때 삼원조직 각각의 구체적인 제직방법은 통상적인 제직방법에 의하며, 삼원조직을 기본으로 하여 그 조직을 변형시키거나 몇 가지 조직을 배합하여 변화있는 직물일 수 있고, 예를들어 변화평직으로 두둑직, 바스켓직 등이 있고, 변화능직으로 신능직, 파능직, 비능직, 산형능직 등이 있으며, 변화수자직으로 변칙수자직, 중수자직, 확수자직, 화강수자직 등이 있다.If the plain weave, twill weave, and water weave are three-dimensional tissue, the specific weaving method of each of the three-dimensional tissue is determined by a conventional weaving method, and it is possible to modify the tissue based on the three- There are, for example, changing jobs, changing jobs, changing jobs, changing jobs, changing jobs, non-working jobs, and twisting jobs. .

상기 이중직은 경사 또는 위사의 어느 한쪽이 2중으로 되어있거나 양쪽이 모두 2중으로 된 직물의 제직방법으로 구체적인 방법은 통상적인 이중직의 제직방법일 수 있다. The double yarn is a method of weaving a fabric in which either one of warp yarns or weft yarns is doubled or both yarns are doubled. The specific method may be a conventional double yarn weaving method.

다만, 상기 직물조직의 기재에 한정되지 않으며, 제직에서의 경위사 밀도의 경우 특별하게 한정하지 않는다.
However, the present invention is not limited to the base fabric of the above-mentioned fabric, and is not particularly limited in the case of the warp yarn density in weaving.

또한, 상기 편성은 위편성 또는 경편성의 방법에 의할 수 있으며, 상기 위편성과 경편성의 구체적인 방법은 통상적인 위편성 또는 경편성의 편성방법에 의할 수 있다.
The knitting can be performed by a method of stitch knitting or knitting, and a specific method of stitch knitting and knitting can be performed by a conventional knitting method of knitting or knitting.

구체적으로 도 13은 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 복합섬유를 포함하는 원단의 평면도로써, 도 13의 원단은 복수개의 초소형 LED 소자(20) 및 섬유형성성분(10)을 포함하는 복합섬유(30)가 위사(또는 경사)로 포함되어 평직으로 제직된 직물이다. 이때 상기 원단에 포함된 복합섬유(30) 이외의 다른 원사(50)는 복합섬유(30)에 포함된 섬유형성성분(10)과 동일한 방법에 의해 쉽게 제거될 수 있는 고분자화합물을 포함하는 원사일 수 있으며, 섬유형성성분과 동종 또는 이종의 화합물을 포함할 수 있다.
13 is a plan view of a fabric including a composite fiber according to a preferred embodiment of the present invention. The fabric of FIG. 13 includes a plurality of micro-LED elements 20 and a composite fiber 10 including a fiber- 30) is woven as a weft (or inclined) weave in plain weave. The yarn 50 other than the conjugate fibers 30 included in the fabric may be a yarn containing a polymer compound that can be easily removed by the same method as the fiber forming component 10 included in the conjugate fiber 30 And may comprise a homogeneous or heterogeneous compound with the fiber forming component.

구체적으로 도 14는 본 발명의 바람직한 일구현예에 따른 원단을 이용하여 초소형 LED 소자를 전극상에 연결시키는 제조공정을 나타낸 모식도이다.Specifically, FIG. 14 is a schematic view illustrating a fabrication process of connecting an ultra-miniature LED device to an electrode using a fabric according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 도 14a는 섬유형성성분(310a, 320a) 내부에 복수개의 초소형 LED 소자(310b, 320b)가 일렬로 열을 지어 배열된 복합섬유(310, 320, 330)를 위사(또는 경사)로 포함하고, 상기 섬유형성성분과 동일한 고분자화합물을 포함하는 원사(310', 320')를 경사(또는 위사)로 포함한 원단을 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)상에 위치시키는 공정을 나타낸다. 이후 상기 원단 상부에 섬유형성성분(310a, 320a) 및 원사(310', 320')를 용해시킬 수 있는 용매(예를 들어 물)를 투입하면, 상기 섬유형성성분(310a, 320a) 및 원사(310', 320')가 용해되어 도 14b와 같이 초소형 LED 소자(310b, 320b)가 제1 전극 및/또는 제2 전극 상에 정렬배치될 수 있다. 14A is a cross-sectional view illustrating a state in which composite fibers 310, 320, and 330 having a plurality of micro-LED elements 310b and 320b arranged in a row are arranged in a fiber formation component 310a and 320a in a weft And a step of positioning the yarn 310 ', 320' containing the same polymer compound as the fiber forming component in a warp (or weft) on the first electrode 301 and the second electrode 302 . Then, when a solvent (for example, water) capable of dissolving the fiber forming components 310a and 320a and the yarns 310 'and 320' is charged into the upper portion of the fabric, the fiber forming components 310a and 320a and the yarn 310 ', and 320' are melted so that the ultra-small LED elements 310b and 320b may be arranged on the first electrode and / or the second electrode as shown in FIG. 14B.

이후 도 14c와 같이 제1 전극(301) 및 제2 전극(302)에 전원을 인가하면 초소형 LED 소자(310b, 320b)가 도 14d와 같이 서로 다른 두 전극(301, 302)에 각각 연결된 초소형 LED 소자를 포함하는 전극어셈블리를 제조할 수 있다.
Subsequently, when power is applied to the first electrode 301 and the second electrode 302 as shown in FIG. 14C, the ultra-small LED elements 310b and 320b are connected to the two small electrodes 301 and 302, An electrode assembly including the device can be manufactured.

다음으로, 상기 부직포는 공지된 부직포의 종류일 수 있고, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 이에 대한 비제한적인 예로써, 심지, 스펀본드, 휄트, 니들펀칭, 패딩, 타이벡, 샤무드 등일 수 있다. Next, the nonwoven fabric may be a known nonwoven fabric and is not particularly limited in the present invention. Non-limiting examples of this include wicks, spunbond, felt, needle punching, padding, Tyvek, Chamude, and the like.

부직포의 형상을 가질 경우 단위부피당 포함되는 복합섬유의 양을 직물에 비해 더 많이 포함시킬 수 있고, 이를 통해 일정면적의 전극상에 배치시킬 수 있는 초소형 LED 소자의 개수를 현저히 증가시킬 수 있는 장점이 있다. 이러한 부직포 형상은 당업계 공지된 방법으로 복합섬유를 이용해 제조할 수 있으며, 구체적으로 멜트-블로운(melt-blown)법, 플래쉬-익스트루젼(flash-extrusion)법, 슈퍼-드로우(super-draw)법 등 중 어느 하나의 방법에 의할 수 있고, 상기 방법의 구체적인 공정은 당업계 공지된 것에 의할 수 있다.
If the nonwoven fabric has the shape, the amount of the conjugated fibers contained per unit volume can be included more than the fabric, and the number of the ultra-small LED elements that can be disposed on the electrode of a certain area can be significantly increased have. Such a nonwoven fabric may be produced by using a conjugate fiber according to a method known in the art. Specifically, a melt-blown method, a flash-extrusion method, a super- drawing) method, and the specific process of the method can be performed by those known in the art.

Claims (15)

열에 의해 제거되는 열가소성 고분자 화합물 및 용매 의해 제거되는 고분자 화합물 중 적어도 하나 이상을 포함하는 섬유형성성분; 및
상기 섬유형성성분 내부에 포함되고, 단일 소자의 길이가 100㎚ 내지 10㎛인 복수개의 초소형 LED 소자;를 포함하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
A fiber forming component comprising at least one of a thermoplastic polymer compound removed by heat and a polymer compound removed by a solvent; And
And a plurality of ultra-small LED elements included in the fiber forming component and having a single element length of 100 nm to 10 탆.
제1항에 있어서,
상기 복수개의 초소형 LED 소자는 복합섬유의 길이방향으로 적어도 하나 이상의 열을 지어 배열되는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the plurality of ultra-small LED elements are arranged in at least one row in the longitudinal direction of the composite fibers.
제2항에 있어서, 상기 복합섬유는
복수개의 초소형 LED 소자가 일렬로 열을 지어 형성된 심부; 및
섬유형성성분이 상기 심부를 감싸 형성된 초부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The composite fiber according to claim 2,
A core portion formed by rowing a plurality of ultra-small LED elements in a row; And
And a fiber-forming component surrounding the core to form a composite fiber.
제3항에 있어서,
상기 복합섬유의 직경은 초소형 LED 소자 단축길이의 1.2 ~ 8.0배인 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method of claim 3,
Wherein the diameter of the composite fiber is 1.2 to 8.0 times the minor axis length of the ultra-small LED device.
제2항에 있어서,
상기 복수개의 초소형 LED 소자는 복합섬유의 길이방향으로 복수개의 열을 지어 배열되는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
3. The method of claim 2,
Wherein the plurality of ultra-small LED elements are arranged in a plurality of rows in the longitudinal direction of the composite fibers.
제1항에 있어서,
상기 섬유형성성분은 초소형 LED 전극어셈블리의 제조시에 제거되는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the fiber forming component is removed at the time of manufacturing the ultra miniature LED electrode assembly.
제1항에 있어서,
상기 용매에 의해 제거되는 고분자 화합물은 PMMA (Poly(methyl methacrylate)), PS (Polystyrene), PVC 및 PVA 로 이루어진 군에서 선택된 어느 하나 이상의 고분자 화합물을 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method according to claim 1,
The polymer compound to be removed by the solvent includes at least one polymer compound selected from the group consisting of poly (methyl methacrylate) (PMMA), polystyrene (PS), PVC and PVA. .
제1항에 있어서,
상기 복합섬유는 섬유형성성분 100 중량부에 대해 초소형 LED 소자를 30 ~ 90중량부로 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the composite fiber comprises the ultrafine LED element in an amount of 30 to 90 parts by weight based on 100 parts by weight of the fiber forming component.
제1항에 있어서,
상기 초소형 LED 소자는 로드(rod) 형상인 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The method according to claim 1,
Wherein the ultra miniature LED element is in the form of a rod.
제1항에 있어서, 상기 초소형 LED 소자는
제1 도전성 반도체층;
상기 제1 도전성 반도체층상에 형성된 활성층; 및
상기 활성층 상에 형성된 제2 도전성 반도체층;을 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
The LED according to claim 1, wherein the ultra-small LED element
A first conductive semiconductor layer;
An active layer formed on the first conductive semiconductor layer; And
And a second conductive semiconductor layer formed on the active layer, wherein the second conductive semiconductor layer is formed on the active layer.
제10항에 있어서,
상기 초소형 LED 소자는 제1 도전성 반도체층 하부에 형성된 제1 전극층; 및 제2 도전성 반도체층 상부에 형성된 제2 전극층;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
11. The method of claim 10,
The ultra miniature LED device includes a first electrode layer formed under the first conductive semiconductor layer; And a second electrode layer formed on the first conductive semiconductor layer and the second conductive semiconductor layer.
제10항에 있어서,
상기 초소형 LED 소자의 외부면에는 적어도 활성층 부분의 외부면 전체를 덮는 절연피막이 코팅된 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
11. The method of claim 10,
Wherein the outer surface of the ultra-small LED element is coated with an insulating coating covering at least an entire outer surface of the active layer portion.
제12항에 있어서,
상기 절연피막의 외부면에는 소수성 피막이 코팅된 것을 특징으로 하는 초소형 LED 전극어셈블리 제조용 복합섬유.
13. The method of claim 12,
Wherein the outer surface of the insulating coating is coated with a hydrophobic coating.
삭제delete 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 따른 복합섬유를 경사 또는 위사 중 어느 하나 이상으로 포함하는 원단.

14. Fabric comprising the composite fiber according to any one of claims 1 to 13 as at least one of warp or weft.

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