WO2017026820A1 - 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치 - Google Patents

발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치 Download PDF

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박선우
김명섭
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엘지이노텍 주식회사
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    • H01L33/647—Heat extraction or cooling elements the elements conducting electric current to or from the semiconductor body

Definitions

  • the present invention relates to a light emitting device and a display device having the same.
  • a light emitting device for example, a light emitting diode (Light Emitting Diode) is a kind of semiconductor device that converts electrical energy into light, and has been spotlighted as a next-generation light source by replacing the existing fluorescent lamps, incandescent lamps.
  • a light emitting diode Light Emitting Diode
  • light emitting diodes Since light emitting diodes generate light using semiconductor devices, they consume much less power than incandescent lamps that generate light by heating tungsten, or fluorescent lamps that generate light by colliding ultraviolet light generated through high-pressure discharge with phosphors. .
  • an outdoor electronic display device is widely used as a means for delivering text and images to an unspecified number using a single medium.
  • Each pixel of the outdoor billboard is used as a large guide board of a playground, a traffic information guide of a road, an outdoor billboard, and the like.
  • the embodiment provides a light emitting device having a novel light absorbing structure.
  • the embodiment provides a light emitting device in which a black matrix layer is disposed around a light emitting chip, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a light emitting device having a carbon black pad under a light emitting chip, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a light emitting device in which a pad and a light emitting chip are disposed on a support substrate having a black matrix layer, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a light emitting device in which one or a plurality of light emitting chips are disposed on a conductive carbon black pad, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a light emitting device having a black matrix layer and a conductive carbon black pad around a light emitting chip, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a light emitting device that provides a black layer having a high contrast on a support substrate, and a display device having the same.
  • the embodiment provides a display device for an outdoor display board having a black layer on an entire area or a part of an upper surface of a support substrate.
  • a light emitting device includes a support substrate having a plurality of pads on an upper surface and a black matrix layer on an outer side of the pads; A plurality of light emitting chips disposed on at least one of the plurality of pads and electrically connected to the pads; And a light transmissive resin layer disposed on the support substrate and covering the pad, the black matrix layer, and the light emitting chip.
  • a light emitting device includes a support substrate having a plurality of pads on an upper surface and a black matrix layer on an outer side of the pads; A plurality of light emitting chips disposed on at least one of the plurality of pads and electrically connected to the pads; And a translucent resin layer disposed on the support substrate and covering the pad, the black matrix layer, and the light emitting chip, wherein at least one of the plurality of pads includes a conductive carbon black material and the plurality of light emitting chips. Is electrically connected to at least one of them.
  • the embodiment can improve contrast of the light emitting device.
  • the embodiment can provide a light emitting device having improved contrast ratio by arranging a layer having a low reflectance or a high absorbance around a light emitting chip.
  • the embodiment can provide a display device for an outdoor display board having a light emitting device having a high contrast ratio.
  • the embodiment can improve the reliability of the light emitting device and the display device having the same.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a display device for an outdoor display board according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 2 illustrates a light emitting device of the display device according to the first embodiment.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view along the A-A side of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view taken along the B-B side of the light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. 5 is a rear view of the light emitting device of FIG. 2.
  • FIG. 6 is a view showing a light emitting device of the display device according to the second embodiment.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view taken along the C-C side of the light emitting device of FIG. 6.
  • FIG. 8 is a sectional view taken along the D-D side of the light emitting device of FIG. 6.
  • FIG. 9 is a plan view illustrating a light emitting device of the display device according to the third embodiment.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view taken along the E-E side of the light emitting device of FIG.
  • FIG. 11 is a sectional view taken along the F-F side of the light emitting device of FIG. 9.
  • FIG. 12 is another example of the light emitting device of FIG. 10.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a light emitting device of the display device according to the fourth embodiment.
  • 15 is a view for explaining an example of a support substrate of a light emitting device according to the embodiment.
  • 16 is a view for explaining another example of the supporting substrate of the light emitting device according to the embodiment.
  • 17 is a view illustrating a concave-convex pattern in a light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 18 illustrates another example of a light emitting device according to the embodiment.
  • 19 is a view showing still another example of a light emitting device according to the embodiment.
  • 20 is an example of a display module or display device having a light emitting device according to the embodiment.
  • FIG. 1 is a perspective view illustrating an example of a display device according to an exemplary embodiment
  • FIG. 2 is a view illustrating a light emitting device of the display device according to the first embodiment
  • FIG. 3 is a sectional view taken along the AA side of the light emitting device of FIG. 4 is a BB side cross-sectional view of the light emitting device of FIG. 2
  • FIG. 5 is a rear view of the light emitting device of FIG. 2.
  • a plurality of light emitting elements 2 are arranged on a circuit board 1 in a matrix form or a lattice form.
  • the circuit board 1 may be electrically connected to the plurality of light emitting devices 2, and may control on / off of the light emitting devices 2.
  • the circuit board 1 may include a driving circuit, but is not limited thereto.
  • the circuit board 1 may include a printed circuit board (PCB) made of resin, a metal core PCB (MCPCB), a flexible PCB (FPCB), and the like. It doesn't.
  • the plurality of light emitting elements 2 may be arranged in a horizontal and vertical direction at regular intervals to display text and images by selectively turning on / off the plurality of light emitting elements 2.
  • Each of the light emitting devices 2 may include a plurality of light emitting chips, and emit light of a multicolor color.
  • the multicolored color may include, for example, blue, green and red.
  • the light emitting chip may be implemented as a light emitting diode (LED) chip.
  • the light emitting device 2 may function as one light emitting cell.
  • the display device may be a display device for an outdoor display board, and may be provided with a housing for moisture proof or a light shielding film for blocking light, but is not limited thereto.
  • the display device D Since the display device D is exposed at intervals of several tens of meters or more, the display device requires brightness and high contrast ratio of each light emitting device 2. An embodiment to be described later may reduce optical interference between different light emitting chips in the light emitting device 2 and improve contrast ratio.
  • FIGS. 2 to 4 are diagrams illustrating light emitting devices of the display device according to the first embodiment.
  • the light emitting device 120 may include a support substrate 110, light emitting chips 131, 133, and 135 disposed on the support substrate 110, and the light emitting chips 120 on the support substrate 110.
  • Translucent resin layer 130 covering the 131,133,135.
  • the support substrate 110 may include a plurality of pads 121, 123, 125, and 127 on an upper surface thereof.
  • the support substrate 110 may include a black matrix layer 113 on an upper surface thereof.
  • the light emitting chips 131, 133, and 135 may be a plurality of LED chips.
  • the support substrate 110 includes a base layer 111.
  • the base layer 111 may include at least one of an insulating material, for example, a thermosetting resin such as Bismaleimide Triazine (BT), a resin of a composite epoxy material (CEM), a resin of a frame retardant (FR) series, or a ceramic material.
  • BT Bismaleimide Triazine
  • CEM composite epoxy material
  • FR frame retardant
  • the base layer 111 may be thicker than any one of the light emitting chips 131, 133, and 135 or thicker than the thickness of the light emitting chip.
  • the base layer 111 may have a thickness of 100 ⁇ m or more, for example, in a range of 100 ⁇ m to 500 ⁇ m, for example, in a range of 100 ⁇ m to 400 ⁇ m, and if the thickness of the base layer 111 is thicker than the range, the via electrode Difficulty exists in the processing of 161, and if it is thinner than the above range, it is difficult to handle and crack or scratch problems may occur. Since the base layer 111 is provided in the above-described thickness, the light emitting chips 131, 133, and 135 may be supported to prevent deterioration of heat radiation efficiency.
  • the plurality of pads 121, 123, 125, and 127 are disposed on an upper surface of the base layer 111 and spaced apart from each other.
  • the plurality of pads 121, 123, 125, and 127 may be physically separated from each other.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may be formed of a metal, for example, titanium (Ti), copper (Cu), nickel (Ni), gold (Au), chromium (Cr), tantalum (Ta), platinum (Pt), It may be formed of at least one of tin (Sn), silver (Ag), phosphorus (P), and tungsten (W) or an alloy.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may be formed in a single layer or multiple layers.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may include, for example, an adhesive layer, a diffusion barrier layer, and a bonding layer, and the adhesive layer may be disposed on the base layer 111 and include at least one of titanium and chromium.
  • the barrier layer may be disposed on the adhesive layer and include at least one of titanium, tungsten, and nickel, and the bonding layer may be disposed on the diffusion barrier layer and include gold or silver.
  • the thickness of the pads 121, 123, 125, and 127 may vary depending on the thickness of the adhesive layer, the diffusion barrier layer, and the bonding layer.
  • the number of the pads 121, 123, 125, and 127 may be larger than the number of the light emitting chips 131, 133, and 135, for example, one more than the number of the light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 include first to fourth pads 121, 123, 125, and 127.
  • the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 may be defined as first to third light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 may be LED chips emitting the same color or LED chips emitting different colors.
  • One or a plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 may be disposed on at least one of the first pad 121 and the second pad 123.
  • the first light emitting chip 131 is disposed on the first pad 121
  • the second and third light emitting chips 133 and 135 are disposed on the second pad 123.
  • the first light emitting chip 131 may be adhered with an insulating or conductive adhesive on the first pad 121
  • the second light emitting chip 133 may be adhered with an insulating or conductive adhesive on the second pad 123. Can be adhered to.
  • the third light emitting chip 135 may be adhered to the second pad 123 with a conductive adhesive.
  • Each of the first and second pads 121 and 123 may have an area larger than that of each of the third and fourth pads 125 and 127, and may effectively dissipate heat generated from the light emitting chips 131, 133 and 135.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may have an upper surface area or a volume.
  • Each of the light emitting chips 131, 133, and 135 may emit different peak wavelengths.
  • the first light emitting chip 131 emits a first light
  • the second light emitting chip 133 emits a second light
  • the third light emitting chip 133 emits a third light.
  • the first to third light may be blue, green, and red wavelengths.
  • the first light may be a blue wavelength
  • the second light may be a green wavelength
  • the third light may be a red wavelength.
  • the first to third lights may be red, green, blue wavelengths, green, red or blue wavelengths, or green, blue or red wavelengths, but are not limited thereto.
  • the light emitting chips 131, 133, and 135 may emit ultraviolet light, and in this case, a separate color filter (blue / green / red filter) may be disposed on each light emitting chip.
  • the second light emitting chip 133 may be disposed between the first light emitting chip 131 and the third light emitting chip 131 and 135.
  • the second light emitting chip 133 may be disposed in the center area.
  • the second light emitting chip 133 may be a chip that emits a green wavelength, or may emit a blue or red wavelength, but is not limited thereto. Since the visibility of the green wavelength is higher than that of other blue or red wavelengths, when the second light emitting chip 133 emits the green wavelength, the visibility of the center area of the light emitting device 120 may be improved.
  • the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be disposed on the same straight line.
  • the centers of the first to third light emitting chips 131, 133 and 135 may be arranged on the same straight line. Accordingly, interference between light emitted on different light emitting chips 131, 133, and 135 may be minimized.
  • the centers of at least one of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be arranged to be shifted with respect to a straight line.
  • the shape connecting the centers of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be a triangular shape, a straight line in a vertical direction, or another shape, but is not limited thereto. When the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 are arranged in a triangular manner, color mixing of blue / green / red light may be improved.
  • the light emitting chip is a semiconductor device having an LED chip, and may include a light receiving device or a protection device, and may include a first conductive semiconductor layer, an active layer, and a second conductive semiconductor layer.
  • the LED chip may be formed of a compound semiconductor of group II and group VI elements, or a compound semiconductor of group III and group V elements.
  • the LED chip may selectively include a semiconductor device manufactured using a compound semiconductor of a series such as AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs.
  • the LED chip may include an n-type semiconductor layer, a p-type semiconductor layer, and an active layer, and the active layer may be InGaN / GaN, InGaN / AlGaN, InGaN / InGaN, GaN / AlGaN, InAlGaN / InAlGaN, AlGaAs / GaAs, InGaAs. / GaAs, InGaP / GaP, AlInGaP / InGaP, InP / GaAs can be implemented as a pair.
  • the LED chip may be a horizontal chip, a vertical chip, or a flip chip, but is not limited thereto.
  • the first pad 121 may be connected to the first to third light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the first pad 121 may function as a common electrode of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the first pad 121 may be disposed in areas adjacent to different side surfaces of the support substrate 111.
  • the first pad 121 may have an area of two times or more, for example, three times or more of the areas of the third or fourth pads 125 and 127.
  • a portion of the second pad 123 may extend to the center of the support substrate 111.
  • the second pad 123 may have an area larger than that of the first pad 121.
  • the second pad 123 may be disposed closer to the fourth pad 127 than to the third pad 125.
  • the second pad 123 may be electrically opened with the first and second light emitting chips 131 and 133, and may be electrically connected with the third light emitting chip 135.
  • the third pad 125 may be spaced apart from the light emitting chips 131, 133, and 135, and may be electrically connected to the first light emitting chip 131.
  • the fourth pad 125 may be spaced apart from the light emitting chips 131, 133, and 135, and may be electrically connected to the second light emitting chip 133.
  • the first light emitting chip 131 may be connected to the first pad 121 and the third pad 125 by connecting members 141 and 142, and the second light emitting chip 133 may be formed of the first pad 121 and the first pad 121.
  • the third light emitting chip 135 may be electrically connected to the second pad 123 and the first pad 121 may be connected to the fourth pad 127 by the connecting members 143 and 144. Can be.
  • the first pad 121 may be a common electrode connected to the first to third light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the connection members 141, 142, 143, 144, and 145 may include conductive wires, but are not limited thereto.
  • Each of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be individually driven, but is not limited thereto.
  • the light emitting chip disclosed in the embodiment may be a horizontal LED chip in which two electrodes in the chip are adjacent to each other, or a vertical LED chip disposed on opposite sides of each other.
  • the horizontal LED chip may use a plurality of connection members, and the vertical LED chip may be connected using one or a plurality of LED chips.
  • the chip type and chip arrangement of the light emitting chips 131, 133, and 135 may be changed in various ways, but is not limited thereto.
  • each of the first to fourth pads 121, 123, 125, and 127 may be disposed adjacent to a corner region between each side surface S1, S2, S3, and S4 of the support substrate 110.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may have a thickness in a range of 1 ⁇ m or more, for example, 1 ⁇ m to 100 ⁇ m, and when the thickness is less than the range, resistance may increase, thereby causing an increase in operating voltage and a heat generation problem.
  • Cotton manufacturing costs can be increased.
  • Areas of the plurality of pads 121, 123, 125, and 127 disposed on the support substrate 110 are formed to be less than 50% of the area of the upper surface of the support substrate 110, thereby reflecting light reflectance on the upper surface of the support substrate 110. Can be lowered.
  • the pads 121, 123, 125, and 127 may be spaced apart from side surfaces of the transparent resin layer 130 or edges of the support substrate 110.
  • the black matrix (BM) layer 113 may be disposed between the pads 121, 123, 125, and 127.
  • the black matrix layer 113 may be disposed around each of the pads 121, 123, 125, and 127. Accordingly, an area where the pads 121, 123, 125, and 127 are disposed on the support substrate 111 may be exposed, and an area except for the areas of the pads 121, 123, 125, and 127 may be an area of the black matrix layer 113.
  • the contrast ratio on the support substrate 110 may be improved.
  • the black matrix layer 113 may be formed of an insulating material, for example, a black resin.
  • the black matrix layer 113 may be formed of carbon black, graphite, or poly pyrrole.
  • the black matrix layer 113 may be formed in a single layer or a multilayer structure using chromium (Cr), but is not limited thereto.
  • the black matrix layer 113 may be formed by adding carbon particles in the resin composition.
  • the black matrix layer 113 may be a light absorbing layer, and may be formed of a material lower than reflectance of the pads 121, 123, 125, and 127.
  • the black matrix layer 113 may have a higher light absorption than the pads 121, 123, 125, and 127.
  • the black matrix layer 113 according to the embodiment may be formed in a single layer or a multilayer structure.
  • the black matrix layer 113 may have a thickness smaller than the thickness of at least one or all of the light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the black matrix layer 113 may have a thickness of 100 ⁇ m or less, for example, in a range of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m, and when the thickness is less than the above range, it may not be possible to perform black iris copying and to secure a uniform thickness. There is. That is, since the pigment of the black matrix layer 113 is provided in the form of powder, when the thickness is less than the above range due to the wetness of the powders, the uniform coating is difficult.
  • the block matrix layer 113 may have a thickness equal to or greater than that of the pads 121, 123, 125, and 127, but is not limited thereto.
  • the thickness of the black matrix layer 113 is thicker than the thickness of the pads 121, 123, 125, and 127, interference between light emitted from adjacent light emitting chips 131, 133, and 135 may be reduced.
  • An upper surface area of the black matrix layer 113 may be an area larger than the sum of the upper surface areas of the pads 121, 123, 125, and 127.
  • the black matrix layer 113 may have a material lower than the reflectance of the pads 121, 123, 125, and 127, and may be formed in an area of 50% or more of the upper surface area of the support substrate 110. Accordingly, contrast ratios around the light emitting chips 131, 133, and 134 may be improved. Roughness, such as an uneven pattern, may be formed on the surface of the black matrix layer 113 to control diffusibility of light.
  • the outer edge of the black matrix layer 113 may be disposed below the side surface of the transparent resin layer 130.
  • the outer side surface of the black matrix layer 113 may be disposed on the same vertical plane as the side surfaces S1, S2, S3, and S4 of the support substrate 110. That is, the outer region of the black matrix layer 113 may extend to the upper edge of the support substrate 110 to prevent the surface of the base layer 111 from being exposed. Accordingly, contrast ratio in the edge region of the support substrate 110 may be improved.
  • the support substrate 110 includes a plurality of lead electrodes 171, 173, 175, and 177 on a lower surface thereof.
  • Each of the plurality of lead electrodes 171, 173, 175, and 177 may be connected to each of the pads 121, 123, 125, and 127, respectively.
  • At least one of the inner side or the side of the support substrate 110 includes a plurality of via electrodes 161, and the plurality of via electrodes 161 electrically connect the pads 121, 123, 125, and 127 and the lead electrodes 171, 173, 175, and 177.
  • the via electrode 161 may be disposed to overlap each of the pads 121, 123, 125, and 127 and the lead electrodes 171, 173, 175, and 177 in a vertical direction.
  • One or more via electrodes 161 may be disposed below the first and second pads 121 and 123.
  • the plurality of via electrodes 161 may conduct heat generated from the pads 121, 123, 125, and 127 to the lead electrodes 171, 173, 175, and 177, respectively, to improve heat dissipation efficiency.
  • the via electrode 161 may be disposed in an area that does not overlap a plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 in a vertical direction.
  • the plurality of lead electrodes 171, 173, 175, and 177 may be disposed adjacent to each corner of the support substrate 110.
  • a lower black matrix layer may be disposed on a lower surface of the base layer 111, and the lower black matrix layer may be disposed in an area except for the lead electrodes 171, 173, 175, and 177, but is not limited thereto.
  • the lead electrodes 171 and 173 connected to the first and second pads 121 and 123 among the lead electrodes 171, 173, 175 and 175 may have an area larger than that of other lead electrodes. In this case, the heat radiation efficiency of the first and second pads 121 and 123 may be improved.
  • the translucent resin layer 130 is disposed on the support substrate 110.
  • the transparent resin layer 130 covers the pads 121, 123, 125, and 127, the light emitting chips 131, 133, and 135, and the block matrix layer 113.
  • the upper surface of the translucent resin layer 130 may be disposed at a position higher than the height of the high point of the connection members 141, 142, 143, 144, and 145, but is not limited thereto.
  • the surface of the translucent resin layer 130 may include roughness such as an uneven pattern, and the roughness may reduce external diffuse reflection.
  • the transparent resin layer 130 may be formed of a material such as silicon or epoxy, but is not limited thereto.
  • the light transmitting resin layer 130 may be a transparent resin having no impurities, and the impurities may be particles having a higher refractive index than the transparent resin.
  • the black matrix layer 113 when viewed in the direction of the support substrate 111 on the transparent resin layer 130, a large area of the black matrix layer 113 is disposed in an area except for the plurality of pads 121, 123, 125, and 127. Accordingly, the black matrix layer 113 is absorbed without reflecting the external light incident through the light-transmissive resin layer 130. Accordingly, the contrast ratio of the light emitting device 120 may be improved.
  • 6 to 8 illustrate light emitting devices of the display device according to the second embodiment.
  • the same parts as the first embodiment will be described with reference to the description of the first embodiment.
  • the light emitting device includes: a light emitting device in which at least one of a plurality of pads 122, 124, 125, and 127 and a black matrix layer 113 is provided, and at least one of the pads 122, 124, 125, and 127. Chips 131, 133 and 135, and a transparent resin layer 130 on the support substrate 110.
  • the plurality of pads 122, 124, 125, and 127 may include first to fourth pads 122, 124, 125, and 127 disposed on the base layer 111, and the first to fourth pads 122, 124, 125, and 127 may be spaced apart from each other.
  • the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 may include first to third light emitting chips 131, 133, and 135, and one of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be disposed on the pad 124.
  • the remainders 131 and 133 may be disposed on the black matrix layer 113.
  • the third light emitting chip 135 may be disposed on the second pad 124.
  • the third light emitting chip 135 may have the highest heat generation amount among the light emitting chips 131, 133, and 135.
  • At least one light emitting chip 135 may be disposed on any one of the first to fourth pads 122, 124, 125, and 127, and the remaining 122, 125, and 127 may be spaced apart from the light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the first, third and fourth pads 122, 125, and 127 may be connected to the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 by connecting members 141, 14, 143, 144, and 145.
  • a third light emitting chip 135 is disposed on the second pad 124 of the plurality of pads 122, 124, 125, and 127, and the first, third, and fourth pads 122, 125, and 127 are formed of the plurality of light emitting chips.
  • connection members 141, 142, 143, 144, and 145 connect the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 to the first, third, and fourth pads 122, 125, and 127.
  • At least two 131, 133 of the plurality of light emitting chips 131, 133, 135 may be spaced apart from the pads 122, 124, 125, and 127 and not overlapped with the pads 122, 124, 125, and 127 in a vertical direction.
  • the at least two light emitting chips 131 and 133 may be a blue LED chip and a green LED chip.
  • the center side second light emitting chip 133 of the plurality of light emitting chips 131, 133, and 135 may be disposed on the black matrix layer 113. Accordingly, the contrast ratio of the center side region of the light emitting device can be improved.
  • the second light emitting chip 133 may be a chip that emits a green wavelength, or may emit a blue or red wavelength, but is not limited thereto.
  • the second light emitting chip 133 emits a green wavelength, since the visibility of the green wavelength is higher than that of other blue or red wavelengths, the visibility of the center region of the light emitting device is improved.
  • the first light emitting chip 131 is disposed on the black matrix layer 113 disposed on the base layer 111, and the second light emitting chip 133 is disposed on the black matrix layer disposed on the base layer 111. Disposed on layer 113.
  • the third light emitting chip 135 may be disposed on the second pad 124.
  • the first light emitting chip 131 may be attached onto the black matrix layer 113 with an insulating or conductive adhesive.
  • the first LED chip 131 may be disposed a blue LED chip.
  • the second light emitting chip 133 may be adhered onto the black matrix layer 113 with an insulating or conductive adhesive, and may be disposed between the first and third light emitting chips 131 and 135, and a green LED chip may be disposed. Can be.
  • the second light emitting chip 133 emits a green wavelength, since the visibility of the green wavelength is higher than that of other blue or red wavelengths, the visibility of the center region of the light emitting device is improved.
  • the third light emitting chip 135 may be disposed as a red LED chip that emits light having a red wavelength, and is disposed on the second pad 124 to solve a heat generation problem.
  • An area of the second pad 124 may be an area larger than that of each of the first, third, and fourth pads 122, 125, and 127.
  • the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may emit red, green, and blue wavelengths, emit green, red, or blue wavelengths, or emit green, blue, or red wavelengths. It is not limited to.
  • the light emitting chips 131, 133, and 135 may emit ultraviolet light, and in this case, a separate color filter (blue / green / red filter) may be disposed on each light emitting chip.
  • the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be arranged on the same straight line, for example.
  • the centers of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be arranged on the same straight line to reduce interference between light of different colors.
  • the centers of at least one of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be arranged to be shifted with respect to a straight line.
  • the shape connecting the centers of the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be a triangular shape, a straight line in a vertical direction, or another shape, but is not limited thereto. When the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 are arranged in a triangular manner, color mixing of blue / green / red light may be improved.
  • the black matrix layer 113 is removed by removing pads (parts of 121 and 123 of FIG. 2) disposed under at least two light emitting chips (131 and 133 of FIG. 2) of the plurality of light emitting chips 131, 133 and 135. ) Can increase the area. That is, the area of the black matrix layer 113 may be 150% or more than the sum of the areas of the pads 122, 124, 125, and 127. By increasing the area of the black matrix layer 113, the contrast ratio may be further improved than in the first embodiment.
  • FIG. 9 through 11 are views illustrating light emitting devices of the display device according to the third embodiment.
  • the same parts as the first and second embodiments will be described with reference to the description of the first and second embodiments.
  • the light emitting device includes a support substrate 110 having a plurality of pads 151, 152, 153, 154 and a black matrix layer 113, and at least one light emitting device disposed on at least one of the plurality of pads 151, 152, 153, 154.
  • the plurality of pads 151, 152, 153, and 154 may include first to fourth pads 151, 152, 153, and 154 disposed on the base layer 111, and the first to fourth pads 151, 152, 153, and 154 may be spaced apart from each other.
  • At least one, two or more or all of the first to fourth pads 151, 152, 153, and 154 may be made of carbon black.
  • the carbon black may include, for example, at least one of lamp black, channel black, thermal black, acetylene black, and furnace black.
  • the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 may be conductive materials, and the light emitting chips 131, 133, 135 or the connection members 141, 142, 143, 144, and 145 may be electrically connected to each other.
  • the first light emitting chip 131 is disposed on the first pad 151, and the second and third light emitting chips 133 and 135 are disposed on the second pad 152.
  • the first light emitting chip 131 may be adhered to the first pad 151 with an insulating or conductive adhesive, and the second light emitting chip 133 may be adhered to the second pad 152 with an insulating or conductive adhesive. have.
  • the third light emitting chip 135 may be attached onto the second pad 152 with a conductive adhesive.
  • the first light emitting chip 131 may be connected to the first pad 151 and the third pad 153 by connecting members 141 and 142.
  • the second light emitting chips 133 and 135 may be connected to the first pad 151 and the fourth pad 154 by the connecting members 143 and 144.
  • the third light emitting chip 133 may be electrically connected to the second pad 152 and may be connected to the first pad 151 by a connection member 145. Since the first to fourth pads 151, 152, 153, and 154 are formed of a conductive carbon black material, an upper surface area of the support substrate 110 may be treated as a black area except for the first to third light emitting chips 131, 133, and 135. Can be.
  • the light emitting chip disclosed in the embodiment may be a horizontal LED chip in which two electrodes in the chip are adjacent to each other, or a vertical LED chip disposed on opposite sides of each other.
  • the horizontal LED chip may use a plurality of connection members, and the vertical LED chip may be connected using one or a plurality of LED chips.
  • the chip type and chip arrangement of the light emitting chips 131, 133, and 135 may be changed in various ways, but is not limited thereto.
  • the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 may have a thickness smaller than the thickness of at least one or all of the light emitting chips 131, 133, and 135.
  • the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 may have the same thickness as that of the black matrix layer 113.
  • the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 may have a thickness of 100 ⁇ m or less, for example, in a range of 5 ⁇ m to 100 ⁇ m. When the thickness is less than the above range, black pads cannot be copied and a uniform thickness is secured. There is a difficult problem. That is, since the pigments of the carbon black pads 151, 152, 153 and 154 are provided in the form of powder, uniform coating is difficult when the pad thickness is less than the above range due to the wetness of the powders.
  • the heat dissipation characteristics of the support substrate 110 may be deteriorated, which may affect the luminous flux of light emitted through the side surfaces of the light emitting chips 131, 133, and 135. have.
  • the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 may have a thickness equal to or greater than the thickness of the pads 121, 123, 125, and 127, but is not limited thereto.
  • the thickness of the carbon black pads 151, 152, 153, and 154 is thicker than the thickness of the pads 121, 123, 125, and 127, interference between light emitted from adjacent light emitting chips 131, 133, and 135 may be reduced.
  • the pads 151, 152, 153, and 154 are formed in black, even if the sum of the areas of the pads 151, 152, 153, and 154 is increased compared to the first embodiment, the contrast ratio may not be lowered.
  • the sum of the areas of the pads 151, 152, 153, and 154 on the support substrate 110 may range from 50% to 65% of the upper surface area of the support substrate 110, and the area of the black matrix layer 113 may be in the support substrate 110. It can range from 35% to 50% of the top surface area of the).
  • the pads 151, 152, 153 and 154 can be made larger, thereby improving heat dissipation efficiency and preventing a decrease in contrast ratio.
  • the embodiment has described all pads as conductive carbon black among the pads 151, 152, 153 and 154, but at least one or two or more pads may be carbon black and the rest may be metal pads.
  • the first and second pads 151 and 152 may be formed of conductive carbon black
  • the third and fourth pads 153 and 154 may be formed of metal pads instead of carbon black.
  • the first and second pads 151 and 152 may be formed of metal pads
  • the third and fourth pads 153 and 154 may be formed of conductive carbon black.
  • the via electrode 161 in the support substrate 110 may be connected to the carbon black pads 151, 152, 153, and 154, and may be connected to the lead electrode of FIG. 5.
  • At least one, two or more, or both of the plurality of pads 151, 152, 153, and 154 may be provided with metal layers 155 and 156 under the pads 151 and 152. That is, the metal layers 155 and 156 may be metal pads disclosed in the first embodiment.
  • the first to third light emitting chips 131, 133, and 135 may be disposed on the stacked structure of the first and second pads 151 and 152 and the metal layers 155 and 156 which are the carbon blacks, thereby improving heat dissipation efficiency.
  • the metal layer may be disposed under the third and fourth pads 153 and 154, but is not limited thereto.
  • One, two or more, or all pads of the plurality of pads 151, 152, 153, and 154 may have a stacked structure of pads / metal pads of carbon black.
  • the metal pad may be formed in a single layer or multiple layers as in the first embodiment, but is not limited thereto.
  • FIG. 13 is a plan view illustrating a light emitting device of the display device according to the fourth embodiment.
  • the same configuration as that of FIGS. 2 to 4 of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 2 to 4.
  • the light emitting device includes a plurality of pads 121, 123, 125, and 127 on the support substrate 110, and a support substrate 110 having a black matrix layer 113 around the plurality of pads 121, 123, 125, and 127.
  • the light emitting chips 131A, 133A, and 135A include first to third light emitting chips 131A, 133A, and 135A that emit light having an ultraviolet wavelength, and the phosphor layers P1, P2, and P3 have different peaks. First to third phosphor layers P1, P2, and P3 that emit wavelengths are included.
  • a first phosphor layer P1 is disposed on the first light emitting chip 131A
  • a second phosphor layer P2 is disposed on the second light emitting chip 133A
  • the third light emitting chip 135A The third phosphor layer P3 may be disposed on the third phosphor layer P3.
  • the first phosphor layer P1 emits light by converting the ultraviolet light into a blue wavelength
  • the second phosphor layer P2 emits light by converting the ultraviolet light into a green wavelength
  • Silver converts the ultraviolet light into a red wavelength and emits light. Accordingly, the light emitting device may emit a multicolored color, and each of the light emitting chips 131A, 133A, and 135A may be driven separately.
  • Each of the phosphor layers P1, P2, and P3 may be formed on an upper surface or an upper surface / side surface of each of the light emitting chips 131A, 133A, and 135A, but is not limited thereto.
  • the first and second light emitting chips 131A and 133A of the first to third light emitting chips 131A, 133A, and 135A may be a blue LED chip and a green LED chip
  • the third light emitting chip 135A may be a It is an ultraviolet LED chip and may be a phosphor layer P3 on its surface.
  • At least one or two of the first to third light emitting chips 131A, 133A, and 135A may be colored (eg, blue, green, or red) LED chips having no phosphor layer, and at least one or two.
  • the phosphor layer may be disposed on the ultraviolet LED chip.
  • the plurality of light emitting chips 131A, 133A, and 135A may emit the same peak wavelength, for example, a blue peak wavelength
  • the phosphor layers P1, P2, and P3 may include yellow phosphors.
  • the color filters may be adjusted to emit light of a desired color with respect to the white light in which the blue-yellow light emitted from each light emitting device is mixed.
  • FIG. 14 is a view for explaining an example of a supporting substrate of a light emitting device according to the embodiment.
  • the black matrix layer 13 disposed on the support substrate 10 is in contact with the side surface of the pad 12 and is disposed to surround the pad 12.
  • the black matrix layer 13 may have a thickness greater than that of the pad 12.
  • the transparent resin layer 130 may be disposed on the light emitting chip 21, the pad 12, and the black matrix layer 13.
  • the pad 12 may be made of metal or carbon black, but is not limited thereto.
  • the outer side surface of the black matrix layer 13 may be disposed on the same vertical surface as the outer side surface of the support substrate 10, thereby providing an interface between the black matrix layer 13 and the light transmissive resin layer 130. Moisture can be prevented from penetrating through.
  • Via electrodes 161 of FIG. 4 connected to the pad 12 may be connected inside or outside the base layer 11 of the support substrate 10. As shown in FIGS. 4 and 5, the via electrodes 161 may be connected to each other. The silver may be electrically connected to the lead electrodes 171, 173, 175, and 177 disposed under the base layer 11, but is not limited thereto.
  • 15 is a view for explaining another example of the supporting substrate of the light emitting device according to the embodiment.
  • the black matrix layer 14 may be disposed around the pad 15 on the support substrate 10.
  • the pad 15 may be a conductive carbon black material.
  • the width D2 of the pad 15 is wider than the width D3 of the light emitting chip 21 to effectively dissipate heat generated from the light emitting chip 21.
  • the thickness of the pad 15 may be the same as or different from the thickness of the black matrix layer 13.
  • the contrast ratio on the surface of the light emitting device can be improved.
  • Via electrodes 161 of FIG. 4 connected to the pad 12 may be connected inside or outside the base layer 11 of the support substrate 10. As shown in FIGS. 4 and 5, the via electrodes 161 may be connected to each other. The silver may be electrically connected to the lead electrodes 171, 173, 175, and 177 disposed under the base layer 11, but is not limited thereto.
  • the light emitting device is another example of the light emitting device of FIG. 12.
  • the roughness R1 such as an uneven pattern, may be included on the black matrix layer 13 on the support substrate 110 of the light emitting device.
  • the black matrix layer 13 may be formed of a resin composition having carbon particles, and may be formed of an insulating material according to the amount of the carbon particles.
  • Roughness R1 may be formed on an upper surface of the black matrix layer 13, and the size of the roughness R1 may be, for example, a height or a width of 10 nm or more, for example, in a range of 10 nm to 50 nm, for example, 10 to 30 nm. It can be a range. If the size of the roughness R1 is less than 10 nm, there is a problem that the light shielding property is lowered and the light diffusivity is increased. If the size exceeds 50 nm, the light shielding property is reduced, and a problem of easily settling may occur.
  • the light emitting device forms roughness R2 and R3 on the surface of the pad 15 made of carbon black and the surface of the transparent resin layer 30.
  • Roughness R2 disposed on the surface of the pad 15 may improve light blocking property and prevent light diffusion.
  • the roughness R3 disposed on the surface of the light transmissive resin layer 30 may prevent poor reflection of light.
  • FIG. 18 illustrates another example of a light emitting device according to the embodiment.
  • the same parts as the above-described embodiments will be referred to the description disclosed above.
  • the pad 12 is disposed below the top surface of the base layer 11, the light emitting chip 21 is disposed on the pad 12, and the light emitting chip 21 of the light emitting chip 21 is disposed.
  • the black matrix layer 13 may be disposed around.
  • the transparent resin layer 30 may be disposed on the black matrix layer 13 and the light emitting chip 21.
  • Light emitted from the light emitting chip 21 may be emitted through the transparent resin layer 30, and light emitted from the side of the light emitting chip 21 to the black matrix layer 13 may be absorbed. And light emitted to the translucent resin layer 30 may be emitted to the outside.
  • the light emitting chip 21 may be a chip, for example, a vertical LED chip structure in which most light is emitted to an upper surface thereof.
  • a metal reflective layer is disposed under the semiconductor layer to reflect light onto the upper surface of the semiconductor layer. As a result, light loss due to the black matrix layer 13 may be reduced.
  • a reflective layer of a resin material may be further included in the region 13B between the light emitting chip 21 and the black matrix layer 13.
  • the resin reflective layer reflects light emitted to the side surface of the light emitting chip 21, thereby reducing light loss.
  • FIG. 19 is a view showing still another example of a light emitting device according to the embodiment.
  • the same parts as the above-described exemplary embodiments will be referred to the description disclosed above.
  • the recess 15A is disposed on the pad 15 on the base layer 11, and the light emitting chip 21 is disposed on the recess 15A.
  • the black matrix layer 14 may be disposed around the pad 15.
  • the pad 15 may be formed of a carbon black material, a laminated structure of a carbon black layer / metal layer, or may be formed of a metal pad.
  • the light emitting chip 21 Since the light emitting chip 21 is disposed in the concave portion 15A, light emitted to the side surface of the light emitting chip 21 may be reflected by the peripheral surface of the concave portion 15A, thereby reducing light loss. Can lower the light spread.
  • the light emitting device may be defined as a unit pixel by emitting blue, green, and red light.
  • unit pixels When unit pixels are arranged in plural, the unit pixels may be implemented as display modules of a display device.
  • 20 is a perspective view illustrating an example of a display module in which light emitting devices are arranged according to an exemplary embodiment.
  • a unit pixel area 120A having an emission area may be arranged in a matrix form on the support substrate 110A.
  • Each of the pixel areas 120A may be implemented as a light emitting device (120 of FIG. 2) according to an embodiment, and may be an area capable of emitting different colors. The different colors include red, green and blue colors.
  • the size of the pixel area 120A may be one or more lengths of 0.8 mm or more, for example, 0.8 mm to 10 mm, and a size of 0.8 mm to 1.6 mm by an LED chip.
  • the pixel region 120A may be arranged on the support substrate 110A and may be protected by the light-transmissive resin layer 130A in the entire region.
  • the black matrix layer 113A is disposed between the translucent resin layer 130A and the support substrate 110A, and may be exposed to the outside, but is not limited thereto.
  • the black matrix may be disposed at the boundary portion between the pixel regions 120A, but is not limited thereto.
  • a plurality of driver ICs may be arranged on the rear surface of the support substrate 110A, and the driver IC may control driving and current of the light emitting device.
  • the display module may be implemented as a unit display panel.
  • the embodiment may be implemented as a light emitting device having an LED chip in the unit pixel area 120A, thereby minimizing the pitch between pixels.
  • a plurality of light emitting devices may be arranged on a substrate, and a lens, a light guide plate, a prism sheet, a diffusion sheet, and the like, which are optical members, may be disposed on the light path of the light emitting device.
  • a light emitting element, a substrate and an optical member may be applied as a lighting device or a light unit.
  • the light emitting device is implemented as a light unit or a light emitting module having a top view or a side view, and is provided to a display device such as a mobile terminal and a notebook computer, or various lighting devices or indicator devices. Can be applied.
  • the lighting device may include a lamp, a street lamp, a signboard, a headlamp.
  • the lighting apparatus according to the embodiment may be applied to the taillight as well as the headlights of the automobile.
  • the embodiment can provide a light emitting device having improved contrast ratio.
  • the embodiment can improve contrast ratio of a display device having a plurality of light emitting devices.
  • the embodiment can provide a display device for an outdoor display board having a light emitting device having a high contrast ratio.
  • the embodiment can improve the reliability of the light emitting device and the display device having the same.
  • the light emitting device may be applied to a lighting device such as a lighting lamp, an indicator lamp, a vehicle lamp, and a backlight unit.
  • a lighting device such as a lighting lamp, an indicator lamp, a vehicle lamp, and a backlight unit.

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Abstract

실시 예에 개시된 발광 소자는, 복수의 패드 및 상기 복수의 패드의 외측에 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판; 상기 복수의 패드 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치된 복수의 발광 칩; 및 상기 지지 기판 상에 배치되며 상기 패드, 상기 블랙 매트릭스층, 및 상기 발광 칩을 덮는 투광성 수지층을 포함한다.

Description

발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치
본 발명은 발광소자 및 이를 구비한 표시 장치에 관한 것이다.
발광 소자, 예컨대 발광 다이오드(Light Emitting Diode)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종으로, 기존의 형광등, 백열등을 대체하여 차세대 광원으로서 각광받고 있다.
발광 다이오드는 반도체 소자를 이용하여 빛을 생성하므로, 텅스텐을 가열하여 빛을 생성하는 백열등이나, 또는 고압 방전을 통해 생성된 자외선을 형광체에 충돌시켜 빛을 생성하는 형광등에 비해 매우 낮은 전력만을 소모한다.
일반적으로 하나의 매체를 사용하여 불특정 다수에게 문자 및 화상을 전달하는 수단으로 옥외 전광판장치가 널리 이용되고 있다. 이러한 옥외 전광판장치의 각 픽셀에 LED를 이용하여 운동장의 대형 안내판, 도로의 교통정보 안내판, 옥외용 광고판 등으로 사용되고 있다.
실시 예는 새로운 광 흡수 구조를 가지는 발광 소자를 제공한다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 블랙 매트릭스층을 배치한 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 발광 칩 아래에 카본 블랙 재질의 패드를 갖는 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판 상에 패드 및 발광 칩을 배치한 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 전도성의 카본 블랙 재질의 패드 상에 하나 또는 복수의 발광 칩이 배치된 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 블랙 매트릭스층 및 전도성의 카본 블랙 재질의 패드를 갖는 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 지지 기판 상에 높은 명암대비를 갖는 블랙층을 제공한 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치를 제공한다.
실시 예는 지지 기판의 상면 전 영역 또는 일부 영역에 블랙층을 갖는 옥외 전광판용 표시 장치를 제공한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 상면에 복수의 패드 및 상기 패드의 외측에 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판; 상기 복수의 패드 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치되며, 상기 패드와 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및 상기 지지 기판 상에 배치되며 상기 패드, 상기 블랙 매트릭스층, 및 상기 발광 칩을 덮는 투광성 수지층을 포함한다.
실시 예에 따른 발광 소자는, 상면에 복수의 패드 및 상기 패드의 외측에 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판; 상기 복수의 패드 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치되며 상기 패드와 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및 상기 지지 기판 상에 배치되며 상기 패드, 상기 블랙 매트릭스층, 및 상기 발광 칩을 덮는 투광성 수지층을 포함하며, 상기 복수의 패드 중 적어도 하나는 전도성의 카본 블랙 재질을 포함하며 상기 복수의 발광 칩 중 적어도 하나와 전기적으로 연결된다.
실시 예는 발광 소자의 명암 대비를 개선할 수 있다.
실시 예는 발광 칩의 둘레에 반사율이 낮거나 흡수율이 높은 층을 배치하여 명암 대비 율을 개선한 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 명암 대비 율이 높은 발광 소자를 갖는 옥외 전광판용 표시장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
도 1은 실시 예에 따른 옥외 전광판용 표시 장치의 예를 나타낸 사시도이다.
도 2는 제1실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 3은 도 2의 발광 소자의 A-A측 단면도이다.
도 4는 도 2의 발광 소자의 B-B측 단면도이다.
도 5는 도 2의 발광 소자의 배면도이다.
도 6은 제2실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6의 발광 소자의 C-C측 단면도이다.
도 8은 도 6의 발광 소자의 D-D측 단면도이다.
도 9는 제3실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 10은 도 9의 발광 소자의 E-E측 단면도이다.
도 11은 도 9의 발광 소자의 F-F측 단면도이다.
도 12는 도 10의 발광 소자의 다른 예이다.
도 13은 제4실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 평면도이다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 소자의 지지 기판의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 실시 예에 따른 발광 소자의 지지 기판의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 실시 예에 따른 발광 소자에 요철 패턴을 제공한 도면이다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다.
도 20은 실시 예에 따른 발광 소자를 갖는 표시 모듈 또는 표시 장치의 예이다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시 예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "위에" 있다고 할 때, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우 뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 반대로 어떤 부분이 다른 부분 "바로 위에" 있다고 할 때에는 중간에 다른 부분이 없는 것을 뜻한다.
이하에서는 도 1 내지 도 4를 참고하여 본 발명의 실시 예에 따른 표시 장치 및 발광소자를 설명한다.
도 1은 실시 예에 따른 표시 장치의 예를 나타낸 사시도이고, 도 2는 제1실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이며, 도 3은 도 2의 발광 소자의 A-A측 단면도이고, 도 4는 도 2의 발광 소자의 B-B측 단면도이며, 도 5는 도 2의 발광 소자의 배면도이다.
도 1을 참조하면, 표시 장치는 회로 기판(1) 상에 복수의 발광 소자(2)가 매트릭스 형태 또는 격자 형태로 배열된다.
상기 회로 기판(1)은 복수의 발광 소자(2)에 전기적으로 연결되며, 상기 발광 소자(2)의 온/오프를 제어할 수 있다. 이러한 회로 기판(1)에는 구동 회로를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 이러한 회로 기판(1)은 수지 재질의 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 발광 소자(2)는 일정 간격으로 가로 및 세로 방향으로 배열되어, 상기 복수의 발광 소자(2)의 선택적인 온/오프에 의해 문자 및 화상을 표시할 수 있다. 상기 각 발광 소자(2)는 복수의 발광 칩을 구비할 수 있으며, 다색 컬러를 발광할 수 있다. 상기 다색 컬러는 예컨대, 청색, 녹색 및 적색을 포함할 수 있다. 상기 발광 칩은 LED(Light emitting diode) 칩으로 구현될 수 있다. 이러한 발광 소자(2)는 하나의 발광 셀로 기능할 수 있다.
이러한 표시 장치는 옥외 전광판용 표시 장치일 수 있으며, 방습을 위해 하우징을 설치하거나 빛 차단을 위해 차광막이 설치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기한 표시 장치는 사용자(P)와의 거리(D1)가 수 십미터 이상의 간격을 갖고 노출되므로, 각 발광 소자(2)의 휘도 및 높은 명암 대비율이 요구된다. 후술하는 실시 예는 발광 소자(2) 내의 서로 다른 발광 칩 간의 광 간섭을 줄이고, 명암 대비율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 2 내지 도 4는 제1실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 발광 소자(120)는 지지 기판(110), 상기 지지 기판(110) 상에 배치된 발광 칩(131,133,135), 및 상기 지지 기판(110) 상에 상기 발광 칩(131,133,135)를 덮는 투광성 수지층(130)을 포함한다. 상기 지지 기판(110)은 상면에 복수의 패드(121,123,125,127)를 포함할 수 있다. 상기 지지 기판(110)은 상면에 블랙 매트릭스층(113)을 포함할 수 있다. 상기 발광 칩(131,133,135)는 복수의 LED 칩일 수 있다.
상기 지지 기판(110)은 베이스층(111)을 포함한다. 상기 베이스층(111)은 절연성 재질 예컨대, BT(Bismaleimide Triazine)와 같은 열 경화성 수지, CEM(Composite Epoxy Material) 계열의 수지, FR(Frame Retardant) 계열의 수지, 또는 세라믹 재질 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 베이스층(111)의 두께는 상기 발광 칩(131,133,135)들 중 어느 하나보다 두껍거나, 가장 두꺼운 발광 칩의 두께보다 두꺼울 수 있다. 상기 베이스층(111)의 두께는 100㎛ 이상 예컨대, 100㎛ 내지 500㎛ 범위 예컨대, 100㎛ 내지 400㎛ 범위로 형성될 수 있으며, 상기 베이스층(111)의 두께가 상기 범위보다 두꺼우면 비아 전극(161)의 가공시 어려움이 존재하며, 상기 범위보다 얇은 경우 핸들링(handling)하는데 어려움이 있고 크랙(crack)이나 스크래치(scratch) 문제가 발생될 수 있다. 이러한 베이스층(111)이 상기한 두께로 제공됨으로써, 상기 발광 칩(131,133,135)을 지지하며 방열 효율의 저하를 방지할 수 있다.
상기 복수의 패드(121,123,125,127)는 상기 베이스층(111)의 상면에 배치되며, 서로 이격되어 배치된다. 상기 복수의 패드(121,123,125,127)는 서로 물리적으로 분리될 수 있다.
상기 패드(121,123,125,127)는 금속으로 형성될 수 있으며, 예컨대 티타늄(Ti), 구리(Cu), 니켈(Ni), 금(Au), 크롬(Cr), 탄탈늄(Ta), 백금(Pt), 주석(Sn), 은(Ag), 인(P), 텅스텐(W) 중 적어도 하나 또는 합금으로 형성될 수 있다. 상기 패드(121,123,125,127)는 단층 또는 다층으로 형성될 수 있다. 상기 패드(121,123,125,127)는 다층인 경우, 예컨대 접착층, 확산 방지층 및 본딩층을 포함할 수 있으며, 상기 접착층은 상기 베이스층(111) 위에 배치되고 티타늄, 크롬 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 확산 방지층은 상기 접착층 위에 배치되고 티타늄, 텅스텐, 니켈 중 적어도 하나를 포함할 수 있으며, 상기 본딩층은 상기 확산 방지층 위에 배치되고 금 또는 은을 포함할 수 있다. 이러한 패드(121,123,125,127)의 두께는 상기 접착층, 상기 확산 방지층, 상기 본딩층의 두께에 따라 달라질 수 있다.
상기 패드(121,123,125,127)의 개수는 상기 발광 칩(131,133,135)의 개수보다 더 많을 수 있으며, 예컨대 상기 발광 칩(131,133,135)의 개수보다 1개 더 많을 수 있다. 상기 패드(121,123,125,127)는 제1 내지 제4패드(121,123,125,127)를 포함한다. 상기 복수의 발광 칩(131,133,135)는 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)으로 정의할 수 있다. 상기 복수의 발광 칩(131,133,135)는 서로 동일한 컬러를 발광하는 LED 칩이거나, 서로 다른 컬러를 발광하는 LED 칩일 수 있다.
상기 제1패드(121) 및 제2패드(123) 중 적어도 하나의 위에는 하나 또는 복수의 발광 칩(131,133,135)이 배치될 수 있다. 상기 제1발광 칩(131)은 상기 제1패드(121) 상에 배치되며, 상기 제2 및 제3발광 칩(133,135)은 상기 제2패드(123) 상에 배치된다. 상기 제1발광 칩(131)은 상기 제1패드(121) 상에 절연성 또는 전도성 접착제로 접착될 수 있고, 상기 제2발광 칩(133)은 상기 제2패드(123) 상에 절연성 또는 전도성 접착제로 접착될 수 있다. 상기 제3발광 칩(135)은 상기 제2패드(123) 상에 전도성 접착제로 접착될 수 있다.
상기 제1 및 제2패드(121,123) 각각은 상기 제3 및 제4패드(125,127) 각각의 면적보다 넓은 면적을 갖고, 상기 발광 칩(131,133,135)으로부터 발생된 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 상기 패드(121,123,125,127)들의 면적은 상면 면적이거나 체적일 수 있다.
상기 발광 칩(131,133,135)들 각각은 서로 다른 피크 파장을 발광할 수 있다. 상기 제1발광 칩(131)은 제1광을 발광하며, 상기 제2발광 칩(133)은 제2광을 발광하며, 상기 제3발광 칩(133)은 제3광을 발광한다. 상기 제1 내지 제3광은 청색, 녹색 및 적색 파장일 수 있으며, 예컨대, 상기 제1광은 청색 파장이며, 상기 제2광은 녹색 파장, 상기 제3광은 적색 파장일 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1광 내지 제3광은 적색, 녹색, 청색 파장이거나, 녹색, 적색 또는 청색 파장이거나, 또는 녹색, 청색 또는 적색 파장일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 발광 칩(131,133,135)은 자외선 광을 발광할 수 있으며, 이러한 경우 별도의 컬러 필터(청색/녹색/적색 필터)를 각 발광 칩 상에 배치할 수 있다.
상기 제2발광 칩(133)은 제1발광 칩(131)과 상기 제3발광 칩(131,135) 사이에 배치될 수 있다. 상기 제2발광 칩(133)은 센터 영역에 배치될 수 있다. 상기 제2발광 칩(133)은 녹색 파장을 발광하는 칩이거나, 청색 또는 적색 파장을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 녹색 파장의 시감도가 다른 청색 또는 적색 파장의 시감도에 비해 높기 때문에, 상기 제2발광 칩(133)이 녹색 파장을 발광하는 경우, 발광 소자(120)의 센터 영역의 시감도 개선효과가 있다.
상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)은 예컨대, 동일 직선 상에 배치될 수 있으며, 예컨대, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)의 중심은 동일 직선 상에 배열될 수 있다. 이에 따라 서로 다른 발광 칩(131,133,135) 상에서 방출된 광 간의 간섭을 최소화시켜 줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135) 중 적어도 하나의 중심은 직선을 기준으로 어긋나게 배열될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)의 중심을 연결한 형상은 삼각형 형상이거나 수직한 방향의 직선이거나 다른 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제 1내지 제3발광 칩(131,133,135)를 삼각형 행태로 배열한 경우, 청색/녹색/적색 광의 혼색 성이 개선될 수 있다.
상기 발광 칩은 LED 칩을 갖는 반도체 소자로서, 수광 소자나 보호 소자를 포함할 수 있으며, 제1 도전형 반도체층, 활성층 및 제2 도전형 반도체층을 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 II족과 VI족 원소의 화합물 반도체, 또는 III족과 V족 원소의 화합물 반도체로 형성될 수 있다. 예컨대 상기 LED 칩은 AlInGaN, InGaN, AlGaN, GaN, GaAs, InGaP, AllnGaP, InP, InGaAs와 같은 계열의 화합물 반도체를 이용하여 제조된 반도체 소자를 선택적으로 포함할 수 있다. 상기 LED 칩은 n형 반도체층, p형 반도체층, 및 활성층을 포함할 수 있으며, 상기 활성층은 InGaN/GaN, InGaN/AlGaN, InGaN/InGaN, GaN/AlGaN, InAlGaN/InAlGaN, AlGaAs/GaAs, InGaAs/GaAs, InGaP/GaP, AlInGaP/InGaP, InP/GaAs와 같은 페어로 구현될 수 있다. 상기 LED 칩은 수평형 칩 또는 수직형 칩이거나, 플립 칩 형태로 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1패드(121)는 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)이 연결될 수 있다. 상기 제1패드(121)는 상기 제1내지 제3발광 칩(131,133,135)의 공통 전극으로 기능할 수 있다. 상기 제1패드(121)는 상기 지지 기판(111)의 서로 다른 측면에 인접한 영역에 배치될 수 있다. 상기 제1패드(121)은 상기 제3 또는 제4패드(125,127)의 면적의 2배 이상 예컨대, 3배 이상의 면적을 가질 수 있다.
상기 제2패드(123)의 일부는 지지 기판(111)의 센터로 연장될 수 있다. 상기 제2패드(123)는 상기 제1패드(121)의 면적보다 큰 면적을 가질 수 있다. 상기 제2패드(123)는 상기 제3패드(125)보다는 제4패드(127)에 더 인접하게 배치될 수 있다. 상기 제2패드(123)는 제1,2발광 칩(131,133)과 전기적으로 오픈되며, 상기 제3발광 칩(135)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제3패드(125)는 상기 발광 칩(131,133,135)들로부터 이격되며, 상기 제1발광 칩(131)과 전기적으로 연결될 수 있다. 상기 제4패드(125)는 상기 발광 칩(131,133,135)으로부터 이격되며, 상기 제2발광 칩(133)과 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 제1발광 칩(131)은 제1패드(121)와 제3패드(125)에 연결 부재(141,142)로 연결될 수 있으며, 상기 제2발광 칩(133)은 제1패드(121)와 제4패드(127)에 연결 부재(143,144)로 연결될 수 있으며, 상기 제3발광 칩(135)은 제2패드(123)에 전기적으로 연결되고 제1패드(121)에 연결 부재(145)로 연결될 수 있다. 상기 제1패드(121)는 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)에 연결된 공통 전극일 수 있다. 상기 연결 부재(141,142,143,144,145)는 전도성 와이어를 포함할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135) 각각은 개별 구동될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
실시 예에 개시된 발광 칩은 칩 내의 두 전극이 인접한 수평형 LED 칩이거나, 서로 반대측에 배치된 수직형 LED 칩일 수 있다. 상기 수평형 LED 칩은 복수의 연결 부재를 이용할 수 있으며, 수직형 LED 칩은 하나 또는 복수의 LED 칩을 이용하여 연결될 수 있다. 이러한 발광 칩(131,133,135)의 칩 종류 및 칩 배치는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 제1 내지 제4패드(121,123,125,127) 각각은 적어도 일부가 상기 지지 기판(110)의 각 측면(S1,S2,S3,S4) 사이의 모서리 영역에 인접하게 배치될 수 있다.
상기 패드(121,123,125,127)는 두께가 1㎛ 이상 예컨대, 1㎛ 내지 100㎛ 범위일 수 있으며, 상기 두께가 상기 범위 미만인 경우 저항이 증가하여 동작 전압 증가 및 발열 문제가 발생될 수 있으며, 상기 범위보다 두꺼우면 제조 비용이 증가될 수 있다. 상기 지지 기판(110) 상에 배치된 상기 복수의 패드(121,123,125,127)의 면적은 상기 지지 기판(110)의 상면 면적의 50% 미만으로 형성됨으로써, 상기 지지 기판(110)의 상면에서의 광 반사율을 낮추어줄 수 있다. 상기 패드(121,123,125,127)는 상기 투광성 수지층(130)의 측면 또는 지지 기판(110)의 에지로부터 이격될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스(BM: Black matrix)층(113)은 상기 복수의 패드(121,123,125,127) 사이에 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 상기 복수의 패드(121,123,125,127) 각각의 둘레에 배치될 수 있다. 이에 따라 지지 기판(111) 상에서 상기 복수의 패드(121,123,125,127)가 배치된 영역은 노출되며, 상기 복수의 패드(121,123,125,127)의 영역을 제외한 영역은 블랙 매트릭스층(113)의 영역일 수 있다. 이러한 블랙 매트릭스층(113)에 의해 지지 기판(110) 상에서의 명암 대비율은 개선될 줄 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(113)은 절연성 재질 예컨대, 흑색 수지로 형성될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 카본 블랙(carbon black), 그라파이트(Graphite) 또는 폴리 피롤(poly pyrrole)로 구현될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 크롬(Cr)을 이용하여 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 수지 조성물 내에 카본 입자를 첨가하여 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(113)은 광 흡수층일 수 있으며, 상기 복수의 패드(121,123,125,127)의 반사율보다 낮은 재질로 형성될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 상기 패드(121,123,125,127) 보다 높은 광 흡수율을 가질 수 있다. 실시 예에 따른 블랙 매트릭스층(113)은 단층 또는 다층 구조로 형성될 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(113)의 두께는 상기 발광 칩(131,133,135) 중 적어도 하나 또는 모든 칩의 두께보다 얇을 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)의 두께는 100㎛ 이하 예컨대, 5㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 두께가 상기 범위 미만인 경우 흑채 복사를 할 수 없고 균일한 두께의 확보가 어려운 문제가 있다. 즉, 상기 블랙 매트릭스층(113)의 안료가 파우더(powder) 형태로 제공되기 때문에 파우더들끼리 뭉치려는 습성으로 인해 두께가 상기 범위 미만인 경우 균일한 도포가 어려운 문제가 있다.
상기 블록 매트릭스층(113)의 두께가 상기 범위보다 두꺼운 경우 지지 기판(110)의 방열 특성이 저하되는 문제가 있으며, 발광 칩(131,133,135)의 측면을 통해 방출된 광의 광속에 영향을 줄 수 있다. 상기 블록 매트릭스층(113)의 두께는 상기 패드(121,123,125,127)의 두께와 동일하거나 더 두껍게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 블랙 매트릭스층(113)의 두께가 상기 패드(121,123,125,127)의 두께보다 두꺼운 경우, 인접한 발광 칩(131,133,135)으로부터 방출된 광 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(113)의 상면 면적은 상기 패드(121,123,125,127)들의 상면 면적의 합보다 큰 면적일 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)은 상기 복수의 패드(121,123,125,127)의 반사율보다 낮은 재질을 갖고, 상기 지지 기판(110)의 상면 면적의 50% 이상의 영역에 형성될 수 있다. 이에 따라 상기 발광 칩(131,133,134)의 주변에서의 명암 대비율은 개선될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)의 표면에는 요철 패턴과 같은 러프니스(roughness)가 형성되어, 광의 확산성을 제어할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(113)의 외측 에지는 상기 투광성 수지층(130)의 측면 아래에 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)의 외측 면은 상기 지지 기판(110)의 각 측면(S1,S2,S3,S4)과 동일 수직 평면 상에 배치될 수 있다. 즉, 상기 블랙 매트릭스층(113)의 외측 영역은 상기 지지 기판(110)의 상면 에지(edge)까지 연장되어, 베이스층(111)의 표면이 노출되는 것을 차단할 수 있다. 이에 따라 지지 기판(110)의 에지 영역에서의 명암 대비율을 개선시켜 줄 수 있다.
도 4 및 도 5와 같이, 상기 지지 기판(110)은 하면에 복수의 리드 전극(171,173,175,177)을 포함한다. 상기 복수의 리드 전극(171,173,175,177) 각각은 상기 복수의 패드(121,123,125,127) 각각에 연결될 수 있다. 상기 지지 기판(110)의 내부 또는 측면 중 적어도 하나에는 복수의 비아 전극(161)을 포함하며, 상기 복수의 비아 전극(161)은 상기 패드(121,123,125,127) 및 리드 전극(171,173,175,177)을 전기적으로 연결해 줄 수 있다. 상기 비아 전극(161)은 상기 패드(121,123,125,127)와 리드 전극(171,173,175,177) 각각에 수직 방향으로 오버랩되게 배치될 수 있다. 상기 비아 전극(161)은 상기 제1 및 제2패드(121,123) 아래에 하나 또는 복수로 배치될 수 있다. 이러한 복수의 비아 전극(161)은 상기 패드(121,123,125,127)로부터 발생된 열을 상기 리드 전극(171,173,175,177)으로 각각 전도하여, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 비아 전극(161)은 도 3과 같이, 복수의 발광 칩(131,133,135)과 수직 방향으로 오버랩되지 않는 영역에 배치될 수 있다.
상기 복수의 리드 전극(171,173,175,177)은 상기 지지 기판(110)의 각 모서리 영역에 인접하게 배치될 수 있다. 상기 베이스층(111)의 하면에는 하부 블랙 매트릭스층이 배치될 수 있으며, 상기 하부 블랙 매트릭스층은 상기 리드 전극(171,173,175,177)을 제외한 영역에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 복수의 리드 전극(171,173,175,175) 중 상기 제1,2패드(121,123)에 연결된 리드 전극(171,173)은 다른 리드 전극의 면적보다 더 큰 면적을 가질 수 있다. 이 경우 제1,2패드(121,123)의 방열 효율은 개선될 수 있다.
상기 투광성 수지층(130)은 상기 지지 기판(110) 상에 배치된다. 상기 투광성 수지층(130)은 상기 패드(121,123,125,127), 상기 발광 칩(131,133,135) 및 상기 블록 매트릭스층(113)을 덮게 된다. 상기 투광성 수지층(130)의 상면은 상기 연결 부재(141,142,143,144,145)의 고점 높이보다 더 높은 위치에 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 수지층(130)의 표면은 요철 패턴과 같은 러프니스를 포함할 수 있으며, 상기 러프니스는 외부 난반사를 줄여줄 수 있다. 상기 투광성 수지층(130)은 실리콘 또는 에폭시와 같은 재질로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 투광성 수지층(130)은 불순물을 갖지 않는 투명한 수지일 수 있으며, 상기 불순물은 상기 투명한 수지보다 높은 굴절률을 갖는 파티클일 수 있다.
실시 예는 투광성 수지층(130) 상에서 상기 지지 기판(111) 방향으로 바라볼 때, 복수의 패드(121,123,125,127)를 제외한 영역에 대 면적의 블랙 매트릭스층(113)이 배치된다. 이에 따라 상기 블랙 매트릭스층(113)은 상기 투광성 수지층(130)을 통해 입사되는 외부 광을 반사하지 않고 흡수하게 된다. 이에 따라 발광 소자(120)의 명암 대비율은 개선될 수 있다.
도 6 내지 도 8은 제2실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이다. 제2실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예와 동일한 부분은 제1실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 발광 소자는 복수의 패드(122,124,125,127) 및 블랙 매트릭스층(113)을 갖는 지지 기판(110), 상기 복수의 패드(122,124,125,127) 중 적어도 하나에 적어도 하나가 배치된 발광 칩(131,133,135), 및 상기 지지 기판(110) 상에 투광성 수지층(130)을 포함한다.
상기 복수의 패드(122,124,125,127)는 베이스층(111) 상에 배치된 제1 내지 제4패드(122,124,125,127)를 포함하며, 상기 제1 내지 제4패드(122,124,125,127)는 서로 이격될 수 있다.
상기 복수의 발광 칩(131,133,135)은 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)을 포함하며, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135) 중 어느 하나(135)는 패드(124) 상에 배치되고, 나머지(131,133)는 블랙 매트릭스층(113) 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 상기 제3발광 칩(135)은 제2패드(124) 상에 배치될 수 있다. 상기 제3발광 칩(135)은 상기 발광 칩(131,133,135) 중 발열량이 가장 높을 수 있다.
상기 제1 내지 제4패드(122,124,125,127) 중 어느 하나(124)의 위에는 적어도 하나의 발광 칩(135)이 배치될 수 있고, 나머지(122,125,127)들은 발광 칩(131,133,135)과 이격될 수 있다. 상기 제1,3 및 제4패드(122,125,127)는 연결 부재(141,14,143,144,145)로 상기 복수의 발광 칩(131,133,135)과 연결될 수 있다. 예를 들면, 상기 복수의 패드(122,124,125,127) 중 제2패드(124) 상에 제3발광 칩(135)이 배치되며, 제 1, 제3 및 제4패드(122,125,127)는 상기 복수의 발광 칩(131,133,135)과 이격된다. 상기 연결 부재(141,142,143,144,145)는 상기 복수의 발광 칩(131,133,135)과 제1,3,4패드(122,125,127)를 연결시켜 줄 있다.
상기 복수의 발광 칩(131,133,135) 중 적어도 2개(131,133)는 상기 패드(122,124,125,127)로부터 이격되고 상기 패드(122,124,125,127)들과 수직 방향으로 오버랩되지 않게 배치될 수 있다. 상기 적어도 2개의 발광 칩(131,133)는 청색 LED 칩 및 녹색 LED 칩일 수 있다. 상기 복수의 발광 칩(131,133,135) 중 센터 측 제2 발광 칩(133)은 블랙 매트릭스층(113) 상에 배치될 수 있다. 이에 따라 발광 소자의 센터측 영역의 명암 대비율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제2발광 칩(133)은 녹색 파장을 발광하는 칩이거나, 청색 또는 적색 파장을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제2발광 칩(133)이 녹색 파장을 발광하는 경우, 녹색 파장의 시감도가 다른 청색 또는 적색 파장의 시감도에 비해 높기 때문에, 발광 소자의 센터 영역의 시감도 개선효과가 있다.
상기 제1발광 칩(131)은 베이스 층(111) 상에 배치된 블랙 매트릭스층(113) 상에 배치되며, 상기 제2발광 칩(133)은 상기 베이스 층(111)상에 배치된 블랙 매트릭스층(113) 상에 배치된다. 상기 제3발광 칩(135)은 제2패드(124) 상에 배치될 수 있다. 상기 제1발광 칩(131)은 절연성 또는 전도성 접착제로 블랙 매트릭스층(113) 상에 접착될 수 있다. 상기 제1발광 칩(131)은 청색 LED칩이 배치될 수 있다.
상기 제2발광 칩(133)은 절연성 또는 전도성 접착제로 블랙 매트릭스층(113) 상에 접착될 수 있으며, 상기 제1 및 제3발광 칩(131,135) 사이에 배치될 수 있고, 녹색 LED칩이 배치될 수 있다. 상기 제2발광 칩(133)이 녹색 파장을 발광하는 경우, 녹색 파장의 시감도가 다른 청색 또는 적색 파장의 시감도에 비해 높기 때문에, 발광 소자의 센터 영역의 시감도 개선효과가 있다.
상기 제3발광 칩(135)은 적색 파장의 광을 방출하는 적색 LED 칩으로 배치될 수 있으며, 발열 문제를 해소하기 위해 제2패드(124) 상에 배치된다. 상기 제2패드(124)의 면적은 상기 제1, 제3 및 제4패드(122,125,127) 각각의 면적보다 큰 면적일 수 있다.
다른 예로서, 상기 제1내지 제3발광 칩(131,133,135)은 적색, 녹색, 청색 파장을 발광하거나, 녹색, 적색 또는 청색 파장을 발광하거나, 또는 녹색, 청색 또는 적색 파장을 발광할 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 다른 예로서, 상기 발광 칩(131,133,135)은 자외선 광을 발광할 수 있으며, 이러한 경우 별도의 컬러 필터(청색/녹색/적색 필터)를 각 발광 칩 상에 배치할 수 있다.
상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)은 예컨대, 동일 직선 상에 배열될 수 있다. 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)의 중심은 동일 직선 상에 배열되어, 서로 다른 컬러의 광들 사이의 간섭 문제를 줄여줄 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135) 중 적어도 하나의 중심은 직선을 기준으로 어긋나게 배열될 수 있다. 다른 예로서, 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)의 중심을 연결한 형상은 삼각형 형상이거나 수직한 방향의 직선이거나 다른 형상일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 제 1내지 제3발광 칩(131,133,135)를 삼각형 행태로 배열한 경우, 청색/녹색/적색 광의 혼색 성이 개선될 수 있다.
제2실시 예는 복수의 발광 칩(131,133,135) 중 적어도 2개의 발광 칩(도 2의 131, 133) 아래에 배치된 패드(도 2의 121, 123의 일부)를 제거함으로써, 블랙 매트릭스층(113)의 면적을 증가시켜 줄 수 있다. 즉, 블랙 매트릭스층(113)의 면적은 상기 패드(122,124,125,127)들의 면적 합보다 150% 이상일 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(113)의 면적을 증가시켜 줌으로써, 제1실시 예보다 명암 대비율이 더 개선될 수 있다.
도 9 내지 도 11은 제3실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 도면이다. 제3실시 예를 설명함에 있어서, 제1 및 제2실시 예와 동일한 부분은 제1 및 제2실시 예의 설명을 참조하기로 한다.
도 9 내지 도 11을 참조하면, 발광 소자는 복수의 패드(151,152,153,154) 및 블랙 매트릭스층(113)을 갖는 지지 기판(110), 상기 복수의 패드(151,152,153,154) 중 적어도 하나에 적어도 하나가 배치된 발광 칩(131,133,135), 및 상기 지지 기판(110) 상에 투광성 수지층(130)을 포함한다.
상기 복수의 패드(151,152,153,154)는 베이스층(111) 상에 배치된 제1 내지 제4패드(151,152,153,154)를 포함하며, 상기 제1 내지 제4패드(151,152,153,154)는 서로 이격될 수 있다.
상기 제1 내지 제4패드(151,152,153,154) 중 적어도 하나, 2개 이상 또는 모두는 카본 블랙 재질일 수 있다. 상기 카본 블랙은 예컨대 램프 블랙, 채널 블랙, 써말 블랙, 아세틸렌 블랙, 퍼니스 블랙 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)는 전도성 재질일 수 있으며, 상기 발광 칩(131,133,135) 또는 연결 부재(141,142,143,144,145)가 전기적으로 연결될 수 있다.
도 10과 같이, 제1발광 칩(131)은 제1패드(151) 상에 배치되며, 제2 및 제3발광 칩(133,135)은 제2패드(152) 상에 배치된다. 상기 제1발광 칩(131)은 절연성 또는 전도성 접착제로 제1패드(151) 상에 접착되며, 상기 제2 발광 칩(133)은 절연성 또는 전도성 접착제로 제2패드(152) 상에 접착될 수 있다. 상기 제3발광 칩(135)은 전도성 접착제로 제2패드(152) 상에 접착될 수 있다.
상기 제1발광 칩(131)은 제1패드(151) 및 제3패드(153)와 연결 부재(141,142)로 연결될 수 있다. 상기 제2발광 칩(133,135)은 제1패드(151) 및 제4패드(154)와 연결 부재(143,144)로 연결될 수 있다. 상기 제3발광 칩(133)은 상기 제2패드(152)와 전기적으로 연결되고 제1패드(151)와 연결 부재(145)로 연결될 수 있다. 상기 제1 내지 제4패드(151,152,153,154)는 전도성의 카본 블랙 재질로 형성되므로, 상기 지지 기판(110)의 상면 영역은 상기 제1 내지 제3발광 칩(131,133,135)을 제외한 영역이 블랙 영역으로 처리될 수 있다. 실시 예에 개시된 발광 칩은 칩 내의 두 전극이 인접한 수평형 LED 칩이거나, 서로 반대측에 배치된 수직형 LED 칩일 수 있다. 상기 수평형 LED 칩은 복수의 연결 부재를 이용할 수 있으며, 수직형 LED 칩은 하나 또는 복수의 LED 칩을 이용하여 연결될 수 있다. 이러한 발광 칩(131,133,135)의 칩 종류 및 칩 배치는 다양하게 변경될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께는 상기 발광 칩(131,133,135) 중 적어도 하나 또는 모든 칩의 두께보다 얇을 수 있다. 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께는 상기 블랙 매트릭스층(113)의 두께와 동일한 두께로 형성될 수 있다. 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께는 100㎛ 이하 예컨대, 5㎛ 내지 100㎛ 범위의 두께로 형성될 수 있으며, 상기 두께가 상기 범위 미만인 경우 흑채 복사를 할 수 없고 균일한 두께의 확보가 어려운 문제가 있다. 즉, 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 안료가 파우더(powder) 형태로 제공되기 때문에 파우더들끼리 뭉치려는 습성으로 인해 패드 두께가 상기 범위 미만인 경우 균일한 도포가 어려운 문제가 있다.
또한 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께가 상기 범위보다 두꺼운 경우 지지 기판(110)의 방열 특성이 저하되는 문제가 있으며, 발광 칩(131,133,135)의 측면을 통해 방출된 광의 광속에 영향을 줄 수 있다. 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께는 상기 패드(121,123,125,127)의 두께와 동일하거나 더 두껍게 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)의 두께가 상기 패드(121,123,125,127)의 두께보다 두꺼운 경우, 인접한 발광 칩(131,133,135)으로부터 방출된 광 간의 간섭을 줄여줄 수 있다.
상기 패드(151,152,153,154)가 블랙으로 형성되므로, 상기 패드(151,152,153,154)의 면적 합은 제1실시 예에 비해 증가되더라도 명암 대비율을 저하시키지 않을 수 있다. 상기 지지 기판(110) 상에서의 패드(151,152,153,154)의 면적 합은 지지 기판(110)의 상면 면적의 50% 내지 65% 범위일 수 있으며, 상기 블랙 매트릭스층(113)의 면적은 상기 지지 기판(110)의 상면 면적의 35% 내지 50% 범위일 수 있다. 이러한 패드(151,152,153,154)의 면적을 더 넓혀주어, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있고 명암 대비율의 저하를 방지할 수 있다.
실시 예는 상기 패드(151,152,153,154) 중에서 모든 패드를 전도성의 카본 블랙으로 설명하였으나, 적어도 하나 또는 2개 이상이 카본 블랙이고 나머지는 금속 패드일 수 있다. 예컨대, 상기 제1 및 제2패드(151,152)는 전도성의 카본 블랙으로 형성하고, 제3 및 제4패드(153,154)는 카본 블랙이 아닌 금속 패드로 형성할 수 있다. 반대로, 제1 및 제2패드(151,152)는 금속 패드로 형성하고, 제3 및 제4패드(153,154)를 전도성의 카본 블랙으로 형성할 수 있다.
상기 지지 기판(110) 내의 비아 전극(161)은 상기 카본 블랙 재질의 패드(151,152,153,154)들에 연결될 수 있으며, 도 5와 같은 리드 전극과 연결시켜 줄 수 있다.
도 9 및 도 12와 같이, 복수의 패드(151,152,153,154) 중 적어도 하나, 2개 이상 또는 모두는 상기 패드(151,152) 아래에 금속층(155,156)이 배치될 수 있다. 즉, 상기 금속층(155,156)은 제1실시 예에 개시된 금속 패드일 수 있다. 이러한 카본 블랙인 제1 및 제2패드(151,152)와 금속층(155,156)의 적층 구조 상에 상기 제 1내지 제3발광 칩(131,133,135)이 배치될 수 있어, 방열 효율을 개선시켜 줄 수 있다. 상기 제3 및 제4패드(153,154)의 아래에도 상기한 금속층이 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 복수의 패드(151,152,153,154)의 하나, 2개 이상, 또는 모든 패드가 카본 블랙의 패드/금속 패드의 적층 구조일 수 있다. 또한 상기의 금속 패드는 제1실시 예와 같이 단층 또는 다층으로 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 13은 제4실시 예에 따른 표시 장치의 발광 소자를 나타낸 평면도이다. 제4실시 예를 설명함에 있어서, 제1실시 예의 도 2 내지 도 4와 동일한 구성은 도 2 내지 도 4의 설명을 참조하기로 한다.
도 13을 참조하면, 발광 소자는 지지 기판(110) 상에 복수의 패드(121,123,125,127) 및 상기 복수의 패드(121,123,125,127)의 둘레에 블랙 매트릭스층(113)을 갖는 지지 기판(110), 상기 복수의 패드(121,123,125,127) 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치된 복수의 발광 칩(131A,133A,135A), 상기 발광 칩(131A,133A,135A) 상에 배치된 형광체층(P1,P2,P3), 또는 상기 지지 기판(110) 상에 투광성 수지층(도 3의 130)을 포함한다.
상기 발광 칩(131A,133A,135A)은 자외선 파장의 광을 발광하는 제1 내지 제3발광 칩(131A,133A,135A)을 포함하며, 상기 형광체층(P1,P2,P3)은 서로 다른 피크 파장을 발광하는 제1 내지 제3형광체층(P1,P2,P3)을 포함한다. 상기 제1발광 칩(131A) 상에 제1형광체층(P1)이 배치되며, 상기 제2발광 칩(133A) 상에 제2형광체층(P2)이 배치되며, 상기 제3발광 칩(135A) 상에 제3형광체층(P3)이 배치될 수 있다. 상기 제1형광체층(P1)은 상기 자외선 광을 청색 파장으로 변환하여 발광하며, 상기 제2형광체층(P2)은 상기 자외선 광을 녹색 파장으로 변환하여 발광하며, 상기 제3형광체층(P3)은 상기 자외선 광을 적색 파장으로 변환하여 발광하게 된다. 이에 따라 발광 소자는 다색 컬러를 발광할 수 있으며, 각 발광 칩(131A,133A,135A)는 개별 구동될 수 있다.
상기 각 형광체층(P1,P2,P3)은 상기 각 발광 칩(131A,133A,135A)의 상면 또는 상면/측면 상에 형성될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
다른 예로서, 상기 제1내지 제3발광 칩(131A,133A,135A) 중 제1 및 제2발광 칩(131A,133A)은 청색 LED 칩 및 녹색 LED 칩이고, 제3발광 칩(135A)은 자외선 LED 칩이고 그 표면에 형광체층(P3)이 될 수 있다. 이는 상기 제1내지 제3발광 칩(131A,133A,135A) 중 적어도 하나 또는 2개는 형광체층을 구비하지 않는 유색(예: 청색, 녹색, 적색) 발광의 LED 칩일 수 있고, 적어도 하나 또는 2개는 자외선 LED 칩 상에 형광체층이 배치될 수 있다.
다른 예로서, 복수의 발광 칩(131A,133A,135A)은 동일한 피크 파장 예컨대, 청색 피크 파장을 발광하며, 상기 형광체층(P1,P2,P3)은 황색 형광체를 포함할 수 있다. 이러한 발광 소자 상에 녹색, 청색, 적색 컬러 필터를 배치하여, 상기 컬러 필터를 이용하여 각 발광 소자로부터 방출된 청색-황색이 혼합된 백색 광에 대해 원하는 컬러로 발광하도록 조절할 수 있다.
도 14는 실시 예에 따른 발광 소자의 지지 기판의 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 14를 참조하면, 지지 기판(10) 상에 배치된 블랙 매트릭스층(13)은 패드(12)의 측면에 접촉되며 상기 패드(12)를 감싸게 배치된다. 상기 블랙 매트릭스층(13)의 두께는 상기 패드(12)의 두께보다 두껍게 배치될 수 있다.
상기 투광성 수지층(130)은 상기 발광 칩(21), 상기 패드(12) 및 상기 블랙 매트릭스층(13) 상에 배치될 수 있다. 상기 패드(12)는 금속 재질 또는 카본 블랙 재질일 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
상기 블랙 매트릭스층(13)의 외 측면은 상기 지지 기판(10)의 외 측면과 동일 수직 면 상에 배치될 수 있어, 상기 블랙 매트릭스층(13)과 상기 투광성 수지층(130) 사이의 계면을 통해 침투되는 습기를 방지할 수 있다.
상기 지지 기판(10)의 베이스층(11) 내부 또는 외측에는 상기 패드(12)에 연결된 비아 전극(도 4의 161)이 연결될 수 있으며, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 비아 전극(161)은 베이스층(11) 아래에 배치된 리드 전극(171,173,175,177)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 15는 실시 예에 따른 발광 소자의 지지 기판의 다른 예를 설명하기 위한 도면이다.
도 15를 참조하면, 발광 소자는 지지 기판(10) 상의 패드(15) 둘레에 블랙 매트릭스층(14)이 배치될 수 있다. 상기 패드(15)는 전도성의 카본 블랙 재질일 수 있다. 상기 패드(15)의 너비(D2)는 발광 칩(21)의 너비(D3)보다 넓게 배치되어, 상기 발광 칩(21)으로부터 발생된 열을 효과적으로 방열할 수 있다. 상기 패드(15)의 두께는 상기 블랙 매트릭스층(13)의 두께와 동일하거나 다르게 형성될 수 있다.
상기 패드(15)와 상기 블랙 매트릭스층(14)은 동일한 블랙 컬러를 가지게 되므로, 발광 소자의 표면에서의 명암 대비율을 개선시켜 줄 수 있다.
상기 지지 기판(10)의 베이스층(11) 내부 또는 외측에는 상기 패드(12)에 연결된 비아 전극(도 4의 161)이 연결될 수 있으며, 도 4 및 도 5와 같이, 상기 비아 전극(161)은 베이스층(11) 아래에 배치된 리드 전극(171,173,175,177)과 전기적으로 연결될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다.
도 16을 참조하면, 발광 소자는 도 12의 발광 소자의 다른 예이다. 도 16을 참조하면, 발광 소자의 지지 기판(110) 상에는 블랙 매트릭스층(13) 상에 요철 패턴과 같은 러프니스(R1)를 포함할 수 있다.
상기 블랙 매트릭스층(13)은 카본 입자를 갖는 수지 조성물로 형성될 수 있으며, 상기 카본 입자의 양에 따라 절연성 재질로 형성될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(13)의 상면에는 러프니스(R1)가 형성될 수 있으며, 상기 러프니스(R1)의 사이즈 예컨대, 높이 또는 너비가 10nm 이상이며, 예컨대 10nm 내지 50nm 범위이며, 예컨대 10 내지 30nm 범위일 수 있다. 상기 러프니스(R1)의 사이즈가 10nm 미만인 차광성이 저하되고 광의 확산성이 증가되는 문제가 있으며, 상기 사이즈가 50nm를 초과하면 차광성이 저하하고, 침강하기 쉬워지는 문제가 발생될 수 있다.
도 17을 참조하면, 발광 소자는 카본 블랙 재질의 패드(15)의 표면과 투광성 수지층(30)의 표면에 러프니스(R2,R3)를 형성하게 된다. 상기 패드(15)의 표면에 배치된 러프니스(R2)는 차광성을 개선하고 광의 확산성을 방지할 수 있다. 또한 상기 투광성 수지층(30)의 표면에 배치된 러프니스(R3)는 광의 난 반사를 방지할 수 있다.
도 18은 실시 예에 따른 발광 소자의 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 18을 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 18을 참조하면, 발광 소자는 베이스층(11)의 상면보다 아래에 패드(12)를 배치하고, 상기 패드(12) 상에 발광 칩(21)이 배치되며, 상기 발광 칩(21)의 둘레에 블랙 매트릭스층(13)이 배치될 수 있다. 상기 블랙 매트릭스층(13)과 상기 발광 칩(21) 상에 투광성 수지층(30)이 배치될 수 있다.
상기 발광 칩(21)으로부터 방출된 광은 투광성 수지층(30)을 통해 방출될 수 있으며, 상기 발광 칩(21)의 측면으로 방출된 광 중에서 상기 블랙 매트릭스층(13)으로 조사된 광은 흡수되고 투광성 수지층(30)으로 방출된 광은 외부로 방출될 수 있다.
상기 발광 칩(21)은 상면으로 대부분의 광이 방출된 칩 예컨대, 수직형 LED 칩 구조일 수 있다. 상기 수직형 LED 칩 구조는 반도체층 아래에 금속 재질의 반사층이 배치되어, 반도체층의 상면으로 광을 반사시켜 줄 수 있다. 이에 따라 블랙 매트릭스층(13)에 의한 광 손실을 줄여줄 수 있다.
다른 예로서, 상기 발광 칩(21)과 상기 블랙 매트릭스층(13) 사이의 영역(13B)에 수지 재질의 반사층을 더 포함할 수 있다. 상기 수지 재질의 반사층은 발광 칩(21)의 측면으로 방출된 광을 반사시켜 주어, 광 손실을 줄여줄 수 있다.
도 19는 실시 예에 따른 발광 소자의 또 다른 예를 나타낸 도면이다. 도 19를 설명함에 있어서, 상기에 개시된 실시 예와 동일한 부분은 상기에 개시된 설명을 참조하기로 한다.
도 19를 참조하면, 발광 소자는 베이스층(11) 상의 패드(15) 상부에 오목부(15A)를 배치하고, 상기 오목부(15A)에 발광 칩(21)이 배치된다. 상기 패드(15)의 둘레는 블랙 매트릭스층(14)이 배치될 수 있다. 상기 패드(15)는 카본 블랙 재질로 형성되거나, 카본 블랙층/금속층의 적층 구조이거나, 금속 패드로 형성될 수 있다.
상기 발광 칩(21)은 상기 오목부(15A) 내에 배치되므로, 상기 발광 칩(21)의 측면으로 방출된 광은 상기 오목부(15A)의 둘레 면에 의해 반사될 수 있어, 광 손실을 줄여줄 수 있고, 광의 확산을 낮추어 줄 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는 청색, 녹색 및 적색의 광이 발광됨으로써, 단위 픽셀로 정의될 수 있다. 이러한 단위 픽셀은 복수로 배열할 경우, 표시 장치의 표시 모듈로 구현될 수 있다.
도 20은 실시 예에 따른 발광 소자를 배열한 표시 모듈의 예를 나타낸 사시도이다.
도 20을 참조하면, 표시 모듈은 발광 영역을 갖는 단위 픽셀 영역(120A)이 지지 기판(110A) 상에 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 상기 픽셀 영역(120A) 각각은 실시 예에 따른 발광 소자(도 2의 120)로 구현될 수 있으며, 서로 다른 컬러를 발광할 수 있는 영역일 수 있다. 상기 서로 다른 컬러는 적색, 녹색 및 청색 컬러를 포함한다. 상기 픽셀 영역(120A)의 사이즈는 한 변의 길이가 0.8mm 이상 예컨대, 0.8mm 내지 10mm까지로 배치될 수 있으며, LED 칩에 의해 0.8mm 내지 1.6mm의 범위의 사이즈로 구현할 수 있다. 여기서, 상기 픽셀 영역(120A)은 지지 기판(110A) 상에 배열되며, 전 영역에 투광성 수지층(130A)에 의해 보호될 수 있다. 상기 투광성 수지층(130A)과 지지 기판(110A) 사이에는 블랙 매트릭스층(113A)이 배치되고, 외측으로 노출될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 픽셀 영역(120A)들 사이의 경계 부분에는 블랙 매트릭스가 배치될 수 있으며, 이에 대해 한정하지는 않는다. 상기 지지 기판(110A)의 후면에는 복수의 드라이버 IC가 배열될 수 있으며, 상기 드라이버 IC는 상기 발광 소자의 구동 및 전류를 제어할 수 있다.
상기한 표시 모듈은 단위 표시 패널로 구현될 수 있다. 실시 예는 단위 픽셀 영역(120A) 내에 LED 칩을 갖는 발광 소자로 구현됨으로써, 픽셀들 간의 피치를 최소화할 수 있다. 예를 들면, 상기 표시 모듈을 SD(Standard Definition)급 해상도(760480), HD(High definition)급 해상도(1180720), FHD(Full HD)급 해상도(19201080), UH(Ultra HD)급 해상도(34802160), 또는 UHD급 이상의 해상도(예: 4K(K=1000), 8K 등)으로 구현할 수 있다. 이러한 표시 모듈을 LED를 갖는 픽셀로 구현함으로써, 전력 소비가 낮아지며 낮은 유지 비용으로 긴 수명으로 제공될 수 있고, 고 휘도의 자발광 디스플레이로 제공될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는 복수 개가 기판 위에 어레이될 수 있으며, 상기 발광 소자의 광 경로 상에 광학 부재인 렌즈, 도광판, 프리즘 시트, 확산 시트 등이 배치될 수 있다. 이러한 발광 소자, 기판 및 광학 부재는 조명 장치 또는 라이트 유닛으로 적용될 수 있다. 상기 발광 소자는 탑뷰(top view) 또는 사이드 뷰(side view) 타입의 라이트 유닛 또는 발광 모듈로 구현되어, 휴대 단말기 및 노트북 컴퓨터 등의 표시 장치에 제공되거나, 각 종 조명 장치 또는 지시 장치 등에 다양하게 적용될 수 있다.
다른 실시 예는 상술한 실시 예들에 기재된 발광소자를 포함하는 조명 장치로 구현될 수 있다. 예를 들어, 조명 장치는 램프, 가로등, 전광판, 전조등을 포함할 수 있다. 또한, 실시 예에 따른 조명 장치는 자동차 전조등뿐만 아니라 후미등에도 적용될 수 있다.
이상에서 실시예들에 설명된 특징, 구조, 효과 등은 본 발명의 적어도 하나의 실시예에 포함되며, 반드시 하나의 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 나아가, 각 실시예에서 예시된 특징, 구조, 효과 등은 실시예들이 속하는 분야의 통상의 지식을 가지는 자에 의해 다른 실시예들에 대해서도 조합 또는 변형되어 실시 가능하다. 따라서 이러한 조합과 변형에 관계된 내용들은 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
또한, 이상에서 실시예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 본 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다. 예를 들어, 실시예에 구체적으로 나타난 각 구성 요소는 변형하여 실시할 수 있는 것이다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
실시 예는 명암 대비 율이 개선된 발광 소자를 제공할 수 있다.
실시 예는 복수의 발광 소자를 갖는 표시 장치의 명암 대비 율을 개선시켜 줄 수 있다.
실시 예는 명암 대비 율이 높은 발광 소자를 갖는 옥외 전광판용 표시장치를 제공할 수 있다.
실시 예는 발광 소자 및 이를 구비한 표시 장치의 신뢰성이 개선될 수 있다.
실시 예에 따른 발광 소자는 조명등, 지시등, 차량 램프, 백라이트 유닛과 같은 조명 장치에 적용될 수 있다.

Claims (20)

  1. 상면에 복수의 패드 및 상기 패드의 외측에 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판;
    상기 복수의 패드 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치되며, 상기 패드와 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및
    상기 지지 기판 상에 배치되며 상기 패드, 상기 블랙 매트릭스층, 및 상기 발광 칩을 덮는 투광성 수지층을 포함하는 발광 소자.
  2. 상면에 복수의 패드 및 상기 패드의 외측에 블랙 매트릭스층을 갖는 지지 기판;
    상기 복수의 패드 중 적어도 하나의 위에 적어도 하나가 배치되며 상기 패드와 전기적으로 연결된 복수의 발광 칩; 및
    상기 지지 기판 상에 배치되며 상기 패드, 상기 블랙 매트릭스층, 및 상기 발광 칩을 덮는 투광성 수지층을 포함하며,
    상기 복수의 패드 중 적어도 하나는 전도성의 카본 블랙 재질을 포함하며 상기 복수의 발광 칩 중 적어도 하나와 전기적으로 연결되는 발광 소자.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 복수의 패드 중 상기 발광 칩이 배치된 패드의 면적은 다른 패드의 면적보다 큰 발광 소자.
  4. 제1항에 있어서, 상기 복수의 패드는 금속 재질로 형성되며,
    상기 복수의 발광 칩 중 적어도 2개는 상기 블랙 매트릭스층 상에 배치되는 발광 소자.
  5. 제4항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층의 면적은 상기 복수의 패드들의 면적 합보다 150% 이상인 발광 소자.
  6. 제2항에 있어서, 상기 복수의 패드는 전도성의 카본 재질로 형성되며,
    상기 복수의 패드는 상기 복수의 발광 칩과 전기적으로 연결되는 발광 소자.
  7. 제2항 또는 제6항에 있어서, 상기 지지 기판은 상면에 금속층이 배치되며,
    상기 금속층은 상기 복수의 패드 중 상기 발광 칩이 배치된 패드 아래에 배치되는 발광 소자.
  8. 제3항에 있어서, 상기 복수의 발광 칩은 청색 광을 발광하는 제1발광 칩, 녹색 광을 발광하는 제2발광 칩 및 적색 광을 발광하는 제3발광 칩을 포함하며,
    상기 제2발광 칩은 상기 제1 및 제3발광 칩 사이에 배치되며,
    상기 제1 내지 제3발광 칩은 개별 구동되며,
    상기 복수의 패드는 상기 제1 내지 제3발광 칩에 연결된 제1패드를 포함하는 발광 소자.
  9. 제8항에 있어서, 상기 복수의 패드는 상기 제1 및 제2발광 칩이 배치된 제1패드, 상기 제3발광 칩이 배치된 제2패드, 상기 제1발광 칩에 연결 부재로 연결된 제3패드, 및 상기 제2발광 칩에 연결 부재로 연결된 제4패드를 포함하며,
    상기 제1패드는 상기 제3패드 또는 상기 제4패드의 면적의 3배 이상의 면적을 갖는 발광 소자.
  10. 제8항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층의 외측 에지는 상기 투광성 수지층의 측면 아래에 배치되는 발광 소자.
  11. 제8항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층의 면적은 상기 복수의 패드들의 면적 합보다 큰 발광 소자.
  12. 제3항에 있어서, 상기 복수의 패드는 상기 제1 내지 제3발광 칩에 연결된 제1패드를 포함하며,
    상기 복수의 발광 칩은 청색 광을 발광하는 제1발광 칩, 녹색 광을 발광하는 제2발광 칩 및 적색 광을 발광하는 제3발광 칩을 포함하며,
    상기 제1 및 제2발광 칩은 상기 블랙 매트릭스층 상에 배치되며,
    상기 제3발광 칩은 상기 복수의 패드 중 제2패드 상에 배치되는 발광 소자.
  13. 제12항에 있어서, 상기 복수의 패드는 상기 제1 및 제2발광 칩이 배치된 제1패드, 상기 제3발광 칩이 배치된 제2패드, 상기 제1발광 칩에 연결 부재로 연결된 제3패드, 및 상기 제2발광 칩에 연결 부재로 연결된 제4패드를 포함하며,
    상기 제1패드는 상기 제3패드 또는 상기 제4패드의 면적의 3배 이상의 면적을 갖는 발광 소자.
  14. 제13항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층의 외측 에지는 상기 투광성 수지층의 측면 아래에 배치되는 발광 소자.
  15. 제8항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층의 면적은 상기 복수의 패드들의 면적 합보다 작은 발광 소자.
  16. 제3항에 있어서, 상기 패드의 개수는 상기 발광 칩의 개수보다 더 많은 발광 소자.
  17. 제3항에 있어서, 상기 복수의 발광 칩의 중심은 동일 직선 상에 배열되는 발광 소자.
  18. 제3항에 있어서, 상기 복수의 발광 칩 중 적어도 하나는 자외선 광을 발광하며, 청색, 녹색 및 적색 형광체층 중 적어도 하나를 갖는 발광 소자.
  19. 제3항에 있어서, 상기 지지 기판의 아래에 복수의 리드 전극; 및 상기 지지 기판 내에 복수의 리드 전극 각각과 상기 복수의 패드 각각을 연결해 주는 복수의 비아 전극을 포함하는 발광 소자.
  20. 제3항에 있어서, 상기 블랙 매트릭스층, 상기 투광성 수지층 및 상기 패드 중 적어도 하나는 요철 형상의 러프니스를 포함하는 발광 소자.
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