WO2022050530A1 - 약발광 영역을 포함하는 디스플레이 장치 - Google Patents

약발광 영역을 포함하는 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2022050530A1
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light emitting
led
led element
layer
emitting layer
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윤정훈
이원용
이호철
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삼성전자주식회사
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    • H01L33/62—Arrangements for conducting electric current to or from the semiconductor body, e.g. lead-frames, wire-bonds or solder balls

Definitions

  • the present disclosure relates to a display device, and more particularly, to a display device including a plurality of LED elements having a weak light emitting region.
  • the display device has been developed to have high luminance, high efficiency, and low power performance along with the demand for large size and high resolution according to technological development. Accordingly, there is an LED display to replace the LCD display, but in order to overcome the problems of the high price and large screen according to the mass production yield of the LED display, the micro LED is in the spotlight.
  • Micro LED is a small inorganic light emitting material that emits light by itself without a color filter or backlight.
  • the micro LED may refer to an ultra-small LED having a size of a micrometer ( ⁇ m) unit smaller than a general light emitting diode (LED) chip.
  • Micro LED is manufactured by growing a number of chips in the form of a chip on a wafer (growth substrate) through an epitaxial process or the like.
  • the micro LED manufactured in this way may be transferred onto a target substrate to constitute a display module.
  • the present disclosure has been devised to solve the above-described problems, and an object of the present disclosure is to change the arrangement of the weak light emitting region of the LED element and the structure of the crystal layer to improve luminance and color balance, thereby preventing image quality deterioration. is to provide.
  • a display device for achieving the above object includes a substrate and a plurality of LED elements arranged in a matrix form on the substrate, wherein the plurality of LED elements include a first light emitting layer , a first LED element for emitting light of a first color through the first light emitting layer, including a second light emitting layer, a second LED element for emitting light of a second color through the second light emitting layer, and a third light emitting layer Including, including a third LED element that emits light of a third color through the third light emitting layer, the first LED element, the second LED element, and the third LED element is a column of the plurality of LED elements direction to constitute one pixel, wherein the first light emitting layer includes a first weak light emitting region, the second light emitting layer includes a second weak light emitting region, and the third light emitting layer includes a third weak light emitting region wherein the first weakly emitting region, the second weakly emitting region and the third weakly emitting region are
  • the first LED device further includes a terminal layer disposed under the first light emitting layer and connected to the substrate and a sapphire layer disposed on the first light emitting layer, wherein the sapphire layer has two sides facing each other. may extend in a direction perpendicular to the first light emitting layer, and the two tilted side surfaces may extend in a direction inclined at a predetermined angle from the first light emitting layer.
  • the two tilted side surfaces of the sapphire layer may extend while being inclined in an opposite direction in which the first weak light emitting region is formed.
  • the distance from the first weak light emitting region to two side surfaces parallel to the row direction of the first light emitting layer is the same, and the first side surface of the sapphire layer parallel to the row direction is at right angles and a second side surface of the sapphire layer parallel to the column direction may extend at an angle.
  • the terminal layer includes a positive terminal and a negative terminal
  • the substrate includes a positive terminal coupling portion and a negative terminal coupling portion, the anode terminal coupling of the substrate coupled to at least one LED device among the plurality of LED devices
  • the arrangement of the negative and negative terminal coupling parts may be opposite to the arrangement of the positive terminal coupling part and the negative terminal coupling part coupled with other LED elements.
  • the first LED element, the second LED element, and the third LED element may be disposed to be spaced apart from each other at a predetermined interval.
  • a side molding disposed in a gap between the plurality of LED elements on the substrate may be further included.
  • the side molding may be made of a light-transmitting material having light-transmitting properties.
  • a bonding layer disposed on the substrate to adhere the plurality of LED elements and the side molding to the substrate may be further included.
  • the bonding layer may be made of a light-absorbing bonding material that absorbs light passing through the light-transmitting material.
  • it may further include a transparent molding layer disposed on the plurality of LED elements and the upper surface of the side molding.
  • the transparent molding layer may be made of a light-transmitting material that transmits light.
  • an optical film disposed on the transparent molding layer may be further included, and the optical film may be a neutral density film (ND) having neutral properties with respect to color.
  • ND neutral density film
  • the second LED element is a G (Green) LED element
  • the first LED element is either an R (Red) LED element or a B (Blue) LED element
  • the third LED element is the R It may be a different one from the first LED element among the (Red) LED element or the B (Blue) LED element.
  • the display device may improve luminance and color balance and prevent image quality deterioration through the arrangement of the weak light emitting region of the LED element and the structural features of the crystal layer.
  • FIG. 1 is a view for explaining a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a view for explaining a display module of a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating a display apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a display device including a plurality of display modules in a 4 ⁇ 3 arrangement according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG 5 is a view for explaining a display device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 6 is a perspective view of an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of a plurality of LED devices according to an embodiment of the present disclosure.
  • 8A to 8B are diagrams illustrating luminance according to a viewing angle of each of a plurality of LED devices according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of an LED device according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a diagram illustrating luminance according to viewing angles of a plurality of LED devices according to various embodiments of the present disclosure
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a cross section of the display device of FIG. 7 in a direction A-A'.
  • Embodiments of the present disclosure may be subjected to various transformations and may have various embodiments, and specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the detailed description. However, this is not intended to limit the scope of the specific embodiments, and it should be understood to include all transformations, equivalents and substitutions included in the spirit and scope of the disclosure. In describing the embodiments, if it is determined that a detailed description of a related known technology may obscure the subject matter, the detailed description thereof will be omitted.
  • a “module” or “unit” performs at least one function or operation, and may be implemented as hardware or software, or a combination of hardware and software.
  • a plurality of “modules” or a plurality of “units” are integrated into at least one module and implemented with at least one processor (not shown) except for “modules” or “units” that need to be implemented with specific hardware.
  • an expression such as 'at least one' modifies the list of the entire component, but does not modify individual elements in the list.
  • the expression 'at least one of a, b and c' may be understood to include only a, only b, only c, both a and b, both a and c, and both b and c.
  • a, b, and c and the above-described examples may be variously modified.
  • FIG. 1 is a view for explaining a display apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display apparatus 100 may include one or a plurality of display modules 110 .
  • FIG. 2 is a view for explaining a display module according to an embodiment of the present disclosure.
  • each of the plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 may be implemented as an LED display module including an inorganic light emitting diode (LED). .
  • LED inorganic light emitting diode
  • Each LED display module may include a plurality of pixels including an R (Red) LED element, a G (Green) LED element, and a B (Blue) LED element.
  • a plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 may be implemented in a form combined in a 4x3 array.
  • the 4x3 array of LED display modules is only an example, and the arrangement and number of LED display modules may be variously changed.
  • the number of pixels included in the display module 110 may be variously changed according to the purpose and manufacturing process of the manufacturer, and the arrangement and number of the display modules 110 constituting the display device 100 are also Of course, it may be variously changed according to the purpose of the manufacturer, the manufacturing process, etc.
  • the display device 100 is a large display device in which a plurality of display modules 110 are combined, for example, a digital signage installed in a public place or a commercial space, a wall display, and a video wall. Of course, it can also be implemented as a video wall.
  • the display apparatus 100 including the plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 may be collectively referred to as a cabinet or a sub-screen.
  • the number of display modules 110 constituting the cabinet or sub-screen is not fixed and may be variously changed.
  • FIG. 3 is a block diagram illustrating the display apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display apparatus 100 may include a display module 110 and a processor 120 .
  • the display apparatus 100 may be implemented as a TV, but is not limited thereto.
  • the display device 100 is a device having a display function such as a video wall, a large format display (LFD), a digital signage, a digital information display (DID), a projector display, etc. can be applied without
  • the display device 100 is a liquid crystal display (LCD), organic light-emitting diode (OLED), liquid crystal on silicon (LCoS), digital light processing (DLP), QD (quantum dot) display panel, QLED (quantum) dot light-emitting diodes) can be implemented in various types of displays, such as micro light-emitting diodes ( ⁇ LEDs) and mini LEDs.
  • the display device 100 is a touch screen combined with a touch sensor, a flexible display (flexible display), a rollable display (rollable display), a three-dimensional display (3D display), a display in which a plurality of display modules are physically connected. may be implemented.
  • the display apparatus 100 may be one of a plurality of display apparatuses constituting the modular display apparatus, and may include a plurality of display modules 110 .
  • the display module 110 may display various images.
  • the image is a concept including a still image and a moving image
  • the display module 110 may display various images such as broadcast content and multimedia content.
  • the display module 110 may display a user interface (UI) and an icon.
  • UI user interface
  • the display module 110 includes an IC chip, and the IC chip may display an image based on an image signal received from the processor 120 .
  • the IC chip generates an LED driving signal based on an image signal received from the processor 120 and controls the emission of a plurality of pixels included in the display module 110 based on the LED driving signal to display an image.
  • the IC chip may be an LED driver IC chip.
  • the display module 110 may be implemented as a display including a self-luminous device.
  • LCD Liquid Crystal Display
  • OLED Organic Light Emitting Diodes
  • LED Light Emitting Diodes
  • micro LED micro LED
  • Mini LED PDP (Plasma Display Panel)
  • QD Quantum dot light-emitting diodes
  • QLEDs Quantum dot light-emitting diodes
  • the display module 110 may include a driving circuit, a backlight unit, and the like, which may be implemented in the form of an a-si TFT, a low temperature poly silicon (LTPS) TFT, or an organic TFT (OTFT).
  • LTPS low temperature poly silicon
  • OFT organic TFT
  • the display module 110 is a touch screen combined with a touch sensor, a flexible display (flexible display), a rollable display (rollable display), a three-dimensional display (3D display), a plurality of display modules (110-1 to 110-) 12) may be implemented as a physically connected display or the like.
  • the processor 120 controls the overall operation of the display apparatus 100 .
  • the processor 120 may be composed of one or a plurality of processors.
  • the processor 120 may perform the operation of the display apparatus 100 according to various embodiments of the present disclosure by executing at least one instruction stored in the memory.
  • the processor 120 includes a digital signal processor (DSP), a microprocessor (microprocessor), a graphics processing unit (GPU), an artificial intelligence (AI) processor, a neural network (NPU) for processing a digital image signal.
  • DSP digital signal processor
  • microprocessor microprocessor
  • GPU graphics processing unit
  • AI artificial intelligence
  • NPU neural network
  • Processing Unit TCON (Time controller), but is not limited thereto, Central processing unit (CPU), MCU (Micro Controller Unit), MPU (micro processing unit), controller (controller), application processor (application processor (AP)), communication processor (communication processor (CP)), may include one or more of an ARM processor, or may be defined by the term.
  • SoC system on chip
  • LSI large scale integration
  • ASIC application specific integrated circuit
  • FPGA field programmable gate array
  • the processor 120 may control hardware or software components connected to the processor 120 by driving an operating system or an application program, and may perform various data processing and operations.
  • the processor 120 may load and process commands or data received from at least one of other components into the volatile memory, and store various data in the non-volatile memory.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a display device including a plurality of display modules in a 4 ⁇ 3 arrangement according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display apparatus 100 may include a plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 .
  • the plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 may be arranged in a matrix form (eg, M x N, where M and N are natural numbers).
  • the LED of the LED display module may be implemented as a micro LED.
  • the micro LED is an LED having a size of about 5 to 100 micrometers, and refers to a micro light emitting device that emits light by itself without a color filter.
  • the display module is a flat panel display panel, such as a liquid crystal panel (LCD), an organic LED (OLED), an active-matrix OLED (AMOLED) panel, a plasma display panel (PDP), etc.
  • LCD liquid crystal panel
  • OLED organic LED
  • AMOLED active-matrix OLED
  • PDP plasma display panel
  • the display apparatus 100 may include a plurality of display modules 110 - 1 to 110 - 12 arranged in a 4 x 3 shape.
  • this is of course not limited thereto as an example.
  • the display module 110 may include a plurality of pixels arranged in a matrix form. Referring to FIG. 4 , for convenience of explanation, the display module 110 has been described assuming that it includes 21,600 pixels arranged in the form of 120 x 180, but this is only an example and is not limited thereto. .
  • the display module 110 may include 43,200 pixels arranged in the form of 240 x 180.
  • the size and ratio of the display module 110 may be variously changed according to the number of pixels included in the display module 110 and the distance between pixels (eg, pixel pitch). .
  • FIG 5 is a view for explaining the display apparatus 100 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display device 100 ′ may be implemented as a modular display device 100 ′ in which a plurality of display modules 110 or a plurality of cabinets are combined.
  • FIG. 5 shows the 12 display modules 110 as sub cabinets for convenience of explanation, and assumes a modular display device 100 ′ including an FHD screen implemented as four sub cabinets.
  • the display device 100 includes a plurality of display modules 110, cabinets, or sub-screens, and the modular display device 100' having various resolutions such as 4K (eg, 3840 x 2160) and 8K.
  • 4K eg, 3840 x 2160
  • 8K 8K
  • FIG. 6 is a perspective view of the LED device 130 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the display device 100 may include a substrate and an LED device 130 .
  • the board 15 may be a printed circuit board, and may supply power to a plurality of LED devices 130 mounted on one surface of the board 15 .
  • the LED device 130 is a light emitting device that emits light by itself, and as an embodiment, the micro LED device 130 has a width, a length, and a height of 10 ⁇ m to 100 ⁇ m or less, and is made of an inorganic light emitting material, and the power supply is When supplied, it may be a semiconductor chip capable of emitting light by itself.
  • the size and structure of the LED element 130 is not limited thereto, and may be implemented in various ways.
  • Each of the plurality of LED devices 130 may include a light emitting layer 132 , a terminal layer 134 , and a sapphire layer 137 .
  • the plurality of LED elements 130 emit light of a first color light, a first LED element 130-1 emitting light of a first color, a second LED element 130-2 emitting light of a second color, and light of a third color. It may include a third LED element 130-3 that emits light, wherein the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 are mutually preset.
  • One pixel 10 - 1 may be configured by being spaced apart from each other at intervals.
  • the light emitting layer 132 may emit light in the direction of the light emitting surface, which is the upper surface, and the weak light emitting region 133 may be formed.
  • the weak light emitting region 133 may refer to a region having a brightness lower than the average brightness of the light emitting layer 132 by a preset value.
  • the weak light emitting region 133 may also be referred to as a 'low luminance region 133'.
  • the light emitting layer 132 in which the weak light emitting region 133 is not generated may be ideal, but the current flow is generated by the cathode terminal 134-2 and the anode terminal 134-1 and the LED device 130 that emits light. Due to characteristics, a portion of the light emitting layer 132 may not emit light or weakly emit light. As a cause of the formation of the weak light emitting region 133 , a via hole passing through a partial region of the light emitting layer 132 may be formed in order to connect a terminal to the upper side of the light emitting layer 132 in the manufacturing process of the micro LED device 130 . In addition, current can be supplied to the upper side of the light emitting layer 132 through the via hole, but the region in which the via hole is formed has lower light emitting performance than other regions. ) may be difficult to completely remove.
  • the weak light emitting region 133 is formed in at least a partial region of the light emitting layer 132 , and at least a portion of the weak light emitting region 133 may include a non-emissive region, and may consist of only the non-emissive region.
  • the weak light emitting region 133 is illustrated as a black dot for convenience of understanding, but in reality, the boundary of the weak light emitting region 133 may be deformed to be larger or smaller than the black dot.
  • the weak light emitting region 133 may be defined as a region having a relatively lower luminance than other adjacent regions, or includes a region having a brightness lower than the average brightness of the light emitting layer 132 by a preset value.
  • the position at which the weak light emitting region 133 is formed may vary, and referring to FIG. 6 , it may be formed at a position adjacent to the left (L) or right (R) surface of the LED element 13 from the center.
  • the LED device 130 in which the weak light emitting region 133 is formed including the side molding 135 that blocks light transmission luminance deviation may occur depending on the viewing angle, and as a result, one pixel 10 - 1 is White balance may be deteriorated depending on the viewing angle.
  • the weak light emitting region 133 is viewed from the viewer's gaze on the left (L).
  • the weak light emitting region 133 is viewed from the viewer's gaze on the left (L).
  • the side molding 135 in the light emitting layer 132 except for the weak light emitting area 133 and mainly the light emitting layer 132 of the weak light emitting area 133 .
  • the luminance of the LED element 130 may decrease in the viewer's gaze on the right (R), and the luminance deviation may occur as the viewing angle changes according to the position of the viewer.
  • one LED element 130 has a weak light emitting region 133 formed on the left
  • the other LED element 130 has a weak light emitting region.
  • the luminance of a specific color may be lowered by the weak light emitting region 133 in the gaze of the left or right viewer. Therefore, as the positions of the weak light emitting regions 133 of each of the LED elements 130 constituting one pixel 10 - 1 are different, the color balance may be deteriorated when the viewing angles are changed.
  • the side molding 135 is disposed in the gap between the plurality of LED elements 130 on the substrate 15 , and may block light emitted from the LED elements 130 from being transmitted.
  • the side molding 135 may improve bonding reliability in the process of bonding the plurality of LED elements 130 to the substrate 15, block light reflection to improve contrast ratio, and improve the image quality of the display device 100, , it is possible to minimize the deviation between the plurality of display modules 110 .
  • FIG. 7 is a diagram illustrating an arrangement of a plurality of LED devices 130 according to an embodiment of the present disclosure.
  • one pixel 10-1 of the display module 110 includes a first LED device 130-1, a second LED device 130-2, and a third LED device 130-3.
  • the second LED element 130 - 2 may be a G (Green) LED element 130
  • the first LED element 130 - 1 is an R (Red) LED element 130 or B (Blue) LED element 130 .
  • the third LED element 130-3 is the first LED element 130-1 of the R (Red) LED element 130 or the B (Blue) LED element 130 and can be implemented as another one.
  • the plurality of LED devices 130 may be disposed in a matrix form on the substrate 15 , and the first to third LED devices 130 constituting one pixel 10 - 1 . -1, 130-2, and 130-3) may be arranged in a row in the Y-axis direction, which is the column direction.
  • the X-axis direction is referred to as a row direction
  • the Y-axis direction is referred to as a column direction.
  • the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 constituting one pixel 10-1 each have a weak light emitting region 133 in a column. It may be arranged in a line in the direction and disposed on the substrate 15 .
  • the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 constituting the other pixel 10-2 also have a weak light emitting region 133
  • One pixel 10 - 1 may be arranged in a row in the same column direction.
  • FIG. 8A is a view illustrating a change in luminance according to a viewing angle of each of a plurality of LED elements 130 according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 8B is a plurality of LED elements 130 according to an embodiment of the present disclosure. It is a diagram illustrating a change in luminance according to each viewing angle.
  • FIG. 8A illustrates luminance according to viewing angles of the first to third LED devices 130-1, 130-2, and 130-3 in another embodiment in which the weak light emitting region 133 is not aligned in a line.
  • 8B is a view showing luminance according to viewing angles of the first to third LED devices 130-1, 130-2, and 130-3 in an embodiment in which the weak light emitting region 133 is arranged in a line. .
  • the luminance of the left viewing angle at a position of about 50 degrees is maintained to be the same as or higher than that of the center at the 0 degree position, but the luminance of the right viewing angle gradually decreases as it moves away from the center.
  • the luminance of the right viewing angle at the position of about 50 degrees is maintained to be the same as or similar to that of the center of the 0 degree position, but the luminance of the left viewing angle is maintained. It can be seen that it gradually decreases as it moves away from the center.
  • the weak light emitting region 133 of the first LED element 130 - 1 is formed on the left and the second LED element 130 - 2
  • the weak light emitting region 133 and the weak light emitting region 133 of the third LED element 130 - 3 may be formed on the right side.
  • the luminance deviation of the LED element emitting one of R, G, and B occurs depending on the viewing angle, so that when the viewing angle is increased, the color balance is reduced. can be lowered
  • the luminance of the right viewing angle within 50 degrees is the same as that of the center, or Although maintained at a high level, it can be seen that the luminance of the left viewing angle gradually decreases as it moves away from the center.
  • each LED element 130 decreases according to the viewing angle, all of the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 are similar. Since the luminance is reduced to an extent, it is possible to prevent the color balance from being deteriorated according to the viewing angle.
  • each of the weak light emitting regions 133 is aligned in a row in the column direction to change the viewing angle. Accordingly, it is possible to prevent a decrease in color balance and improve the image quality of the display apparatus 100 .
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of the LED device 130 according to an embodiment of the present disclosure.
  • the LED device 130 may include a sapphire layer 137 .
  • the sapphire layer 137 may be disposed on the emission layer 132 .
  • the sapphire layer 137 may have a shape inclined in the cutting direction during the cutting process of the manufacturing process. That is, in the four side surfaces extending above the rectangular light-emitting layer 132, the two opposite side surfaces 137a extend at right angles to the light-emitting layer 132, that is, in the Z-axis direction of FIG. 9, and the other two side surfaces ( Alternatively, the two tilted side surfaces 137b may be inclined at a predetermined angle ⁇ with the light emitting layer 132 in the cutting direction.
  • the two tilted side surfaces 137b may be parallel to each other. An acute angle may be formed between one of the two tilted side surfaces 137b and the emission layer 132 , and an obtuse angle may be formed between the other one of the two tilted side surfaces 137b and the emission layer 132 .
  • the two tilted side surfaces 137b of the sapphire layer 137 are inclined, light emitted from the light emitting layer 132 may be transmitted at a wider angle toward the inclined direction of the sapphire layer 137 .
  • the sapphire layer 137 is inclined from the vertical direction of the emission layer 132 to the right direction, and light spreads more widely in the right direction than in the left direction.
  • the two tilted side surfaces 137b may extend in opposite directions in which the weak light emitting region 133 is formed. For example, when the weak light emitting region 133 is formed on the left side of the light emitting layer 132 , the two tilted side surfaces 137b are inclined to the right (based on the Z direction). Alternatively, the two tilted side surfaces 137b may be inclined to the left (based on the Z direction) when the weak light emitting region 133 is formed on the right side of the light emitting layer 132 . The results of the example in this case will be described later with reference to FIG. 10 .
  • the terminal layer 134 may be disposed under the light emitting layer 132 to connect the LED device 130 and the substrate 15 .
  • the terminal layer 134 may include a positive terminal 134 - 1 and a negative terminal 134 - 2
  • the substrate 15 includes a positive terminal coupling part 19 - 1 and a negative terminal coupling part 19 - 2 .
  • the positive terminal coupling part 19 - 1 is connected to the positive terminal 134 - 1 of the terminal layer 134
  • the negative terminal coupling part 19 - 2 is the negative terminal 134 - 2 of the terminal layer 134 .
  • the substrate 15 may supply power to the LED device 130 .
  • the weak light emitting region 133 of one of the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 is the cathode terminal 134- 2) formed adjacent to the side, the weak light emitting region of the other LED element 130 among the first LED element 130-1, the second LED element 130-2, and the third LED element 130-3 ( 133 may be formed adjacent to the positive electrode terminal 134 - 1 .
  • the positive terminal coupling portion 19-1 and the negative terminal coupling portion 19-2 of the substrate 15 have the same arrangement, it is difficult to align the weak light emitting region 133 in a line. This can be.
  • the substrate 15 is a positive terminal coupling portion ( 19-1) and the arrangement of the negative terminal coupling portion 19-2, the positive terminal coupling portion 19-1 for coupling with the plurality of LED elements 130 of the second type (eg, G-LED) And it may be in the opposite direction to the arrangement of the negative terminal coupling portion 19-2, as a result, in the process of disposing the LED device 130 on the substrate 15, the weak light emitting region 133 of the LED device 130 is You can set the placement direction.
  • the second type eg, G-LED
  • the substrate 15 includes a positive terminal coupling part 19-1 and a negative terminal coupling part 19 for mounting a plurality of LED devices 130 on the board 15 .
  • the arrangement direction of -2) may have a unified direction.
  • the position where the weak light emitting region 133 is formed in the LED element 130 may be adjacent to the anode terminal 134-1 or may be adjacent to the cathode terminal 134-2, so that the first LED element At 130-1, a weak light emitting region 133 is formed in the direction of the anode terminal 134-1, and the other LED elements 130-2 and 130-3 have a weak light emitting region in the direction of the cathode terminal 134-2. can be formed.
  • each of the weak light-emitting regions 133 is aligned in a column direction.
  • the arrangement of the positive terminal coupling part 19-1 and the negative terminal coupling part 19-2 coupled to the first LED device 130-1 is another LED device 130-2, 130-3 coupling.
  • Each of the weak light emitting regions 133 may be aligned by having a direction opposite to the arrangement of the positive terminal coupling part 19-1 and the negative terminal coupling part 19-2.
  • the arrangement of the positive terminal coupling part 19-1 and the negative terminal coupling part 19-2 on the substrate 15 is at least one LED device among the plurality of LED devices 130. It may be formed in a direction opposite to the arrangement direction of one positive terminal coupling part 19-1 and the negative terminal coupling part 19-2 of another LED device. As a result, the weak light emitting regions 133 of the plurality of LED elements 130 can be arranged in a line without being limited to the formation position of the weak light emitting regions 133 of the plurality of LED elements 130 .
  • FIG. 10 is a diagram illustrating luminance according to viewing angles of a plurality of LED devices 130 according to various embodiments of the present disclosure.
  • line I is the luminance according to the ideal viewing angle of the plurality of LED elements 130
  • line E 1 includes the weak light emitting region 133 in a state where the cutting direction of the sapphire layer 137 is not adjusted.
  • the line E 2 includes the light emitting layer 132 in which the weak light emitting region 133 is formed, and the plurality of states in which the cutting direction of the sapphire layer 137 is adjusted. is the luminance according to the viewing angle of the LED element 130 of .
  • Line I is the luminance according to the ideal viewing angle of the plurality of LED elements 130, in detail, the luminance value according to the viewing angle of the plurality of LED elements 130 including the light emitting layer 132 in which the weak light emitting region 133 is not formed. am. Referring to line I, it can be seen that a stable luminance is provided at a viewing angle of 50 degrees or more, and a luminance value is decreased due to the side molding 135 at a viewing angle of 50 degrees or more.
  • line E 1 according to the viewing angle of the embodiment in which the cutting direction of the sapphire layer 137 is not adjusted in the plurality of LED devices 130 including the light emitting layer 132 in which the weak light emitting region 133 is formed.
  • the luminance it can be seen that the luminance is gradually decreased as the viewing angle is widened in the right direction, and has a luminance of about 70% or less at a position of 50 degrees to the right.
  • the luminance is gradually increased in the left direction as the viewing angle is widened, and the luminance is about 110% at the 50 degree left position.
  • the display may look dark to some viewers and bright to some viewers depending on the viewer's position.
  • the E 2 line indicates a direction in which two side surfaces of the sapphire layer 137 are inclined. It can be seen that the luminance according to the viewing angle of the embodiment, which is opposite to the direction in which it was formed, has a luminance of about 90% at a position of 50 degrees to the right in the right direction, and a luminance of about 90% at a position of 50 degrees to the left.
  • the E 1 line provides a luminance distribution closer to the ideal line I than the E 1 line.
  • the inclined direction of the two sides along the half direction of the sapphire layer 137 is opposite to the direction in which the weak light emitting region 133 is formed, It is possible to provide stable luminance even when the viewing angle is widened.
  • the drawing shows an embodiment in which the weak light emitting region 133 is formed at a central position in the vertical direction of the light emitting layer 132
  • the light emitting layer 132 extends from the weak light emitting area 133 to the upper side or the lower side. may be different from each other.
  • the sapphire layer 137 has a side parallel to the row direction extending in the normal direction (ie, Z direction) of the light emitting layer 132 , and parallel to the column direction One side can be tilted and extended.
  • the sapphire layer 137 has a side parallel to the column direction extending in the normal direction (ie, Z direction), and a side parallel to the row direction being inclined. can be extended A side of the sapphire layer 137 parallel to the row direction may have an inclination in a direction opposite to the direction in which the weak light emitting region 133 is formed, thereby minimizing a change in luminance according to the height of the viewer's gaze.
  • FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a cross section of the display device 100 of FIG. 7 in a direction A-A'.
  • the display device 100 may further include a bonding layer 138 , a clear molding layer 17 , and an optical film 18 .
  • the bonding layer 138 may be disposed on the substrate 15 to adhere the plurality of LED elements 130 and the side moldings 135 to the substrate 15, and may be formed of an anisotropic conductive film. Alternatively, the bonding layer 138 may be formed through a soldering process.
  • the clear molding layer 17 is disposed on the upper surfaces of the plurality of LED elements 130 and the side moldings 135 , and may transmit light.
  • the clear molding layer 17 may be made of a transparent material such as epoxy, silicone, or UV, and may be a transparent molding layer.
  • the optical film 18 is disposed on the upper surface of the clear molding layer 17 and may be a neutral density (ND) film having neutral properties with respect to color.
  • the side moldings 135 disposed in the gaps of the plurality of LED elements 130 are spaced apart from each other to block the light emitted from the LED elements 130 from being transmitted, thereby increasing the contrast ratio.
  • the viewing angle of the device 130 could be limited.
  • the side molding 135 may have light transmittance.
  • the bonding layer 138 may be formed of a light-absorbing bonding material that absorbs transmitted light.
  • the side molding 135 may have a transmittance of light from 10% to 100%, and does not block light emitted from the LED device 130 on the side, thereby effectively improving the viewing angle.
  • the bonding layer 138 is made of a light-absorbing bonding material, the bonding layer 138 disposed under the side molding 135 can absorb the light passing through the side molding 135 without reflecting, as a result. Similar to the embodiment in which the side molding 135 blocks light, it may have an effect of increasing the contrast ratio.
  • the bonding layer 138 covers the entire substrate 15 and completely blocks light, an error may occur in the process of arranging the electrode on the substrate 15 , so the bonding layer 138 is set at a predetermined level. It may be made of a bonding material having a light absorptivity of .
  • the bonding layer 138 may absorb the transmitted light to maintain the contrast ratio, and the side molding 135 may transmit the light to reduce variations in luminance depending on the viewing angle and improve color balance.

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Abstract

디스플레이 장치가 개시된다. 디스플레이 장치는, 기판 및 매트릭스 형태로 기판 상에 배치 된 복수의 LED 소자를 포함하고, 복수의 LED 소자는 제1 발광층을 포함하는 제1 LED 소자, 제2 발광층을 포함하는 제2 LED 소자, 및 제3 발광층을 포함하는 제3 LED 소자를 포함하고, 상기 제 1 LED 소자, 제 2 LED 소자 및 제 3 LED 소자는 복수의 LED 소자의 열 방향으로 배치되며 하나의 픽셀을 구성하고, 제1 발광층, 제2 발광층, 및 제3 발광층은 각각 일렬로 정렬 된 제1 약발광 영역, 제2 약발광 영역 및 제3 약발광 영역을 포함한다.

Description

약발광 영역을 포함하는 디스플레이 장치
본 개시는 디스플레이 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 약발광 영역을 갖는 복수의 LED 소자를 포함하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 기술 발전에 따라 대형화 및 고해상도의 요구와 더불어 고휘도, 고효율, 저전력 성능을 갖도록 개발되어 왔다. 이에 따라 LCD 디스플레이를 대체하기 위한 LED 디스플레이가 존재하나, LED 디스플레이의 양산 수율에 따른 높은 가격과 대형 스크린의 문제점을 극복하기 위하여, 마이크로 LED 가 각광받고 있다.
마이크로 LED는 컬러 필터 및 백 라이트 없이 스스로 빛을 내는 초소형 무기 발광물질이다. 구체적으로, 마이크로 LED는 일반 발광 다이오드(LED) 칩보다 작은 마이크로미터(㎛) 단위의 크기를 가지는 초소형 LED를 지칭할 수 있다.
마이크로 LED는 에피 공정 등을 통해 웨이퍼(성장기판) 상에서 칩 형태로 다수로 성장하여 제조된다. 이렇게 제조된 마이크로 LED는 타겟 기판 상에 전사됨으로써 디스플레이 모듈을 구성할 수 있다.
이러한 기술 배경에 있어서, 마이크로 LED를 타겟 기판에 전사하면, 마이크로 LED 소자 각각의 구조와, 명암비를 높이기 위한 사이드 몰딩 구조가에 의하여 특정 각도에서 휘도가 감소하거나, 색균형이 유지되지 못하는 문제점이 존재하였으며, 이는 디스플레이 모듈의 화질에 영향을 줄 수 있었다.
본 개시는 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 개시의 목적은 LED 소자의 약발광 영역의 배열 및 크리스탈 층의 구조를 변경하여, 휘도와 색균형을 개선하여 화질 저하를 방지하는 디스플레이 장치를 제공함에 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치는, 기판 및 상기 기판 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 LED 소자를 포함하고, 상기 복수의 LED 소자는, 제1 발광층을 포함하여, 제1 색의 빛을 상기 제1 발광층을 통하여 발광하는 제1 LED 소자, 제2 발광층을 포함하여, 제2 색의 빛을 상기 제2 발광층을 통하여 발광하는 제2 LED 소자 및 제3 발광층을 포함하여, 제3 색의 빛을 상기 제3 발광층을 통하여 발광하는 제3 LED 소자를 포함하여, 상기 제1 LED 소자, 상기 제2 LED 소자 및 상기 제3 LED 소자는 상기 복수의 LED 소자의 열 방향으로 배치되어 하나의 화소를 구성하고, 상기 제1 발광층은 제1 약발광 영역을 포함하고, 상기 제2 발광층은 제2 약발광 영역을 포함하고, 상기 제3 발광층은 제3 약발광 영역을 포함하고, 상기 제1 약발광 영역, 제2 약발광 영역 및 제3 약발광 영역은 상기 열 방향으로 일렬로 정렬되고, 상기 제1 약발광 영역, 제2 약발광 영역 및 제3 약발광 영역 각각은 상기 제1 LED 소자, 제2 LED 소자 및 제3 LED 소자 각각의 평균 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 영역일 수 있다.
이 경우, 상기 제1 LED 소자는, 상기 제1 발광층 하부에 배치되어 상기 기판에 연결되는 단자층 및 상기 제1 발광층 상부에 배치되는 사파이어층을 더 포함하고, 상기 사파이어층은, 마주보는 두 측면은 상기 제1 발광층에 직각 방향으로 연장되고, 틸트된 두 측면은 상기 제1 발광층으로부터 기설정된 각도로 기울어진 방향으로 연장될 수 있다.
한편, 상기 사파이어층은, 상기 틸트된 두 측면은, 상기 제1 약발광 영역이 형성된 반대 방향으로 기울어지며 연장될 수 있다.
한편, 상기 제1 LED 소자는, 상기 제1 약발광 영역으로부터 상기 제1 발광층의 행 방향에 평행한 두 측면까지의 거리가 동일하고, 상기 행 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제1 측면이 직각으로 연장되고, 상기 열 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제2 측면이 기울어지며 연장될 수 있다.
한편, 상기 단자층은 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며, 상기 기판은 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부를 포함하고, 상기 복수의 LED 소자 중 적어도 하나 이상의 LED 소자와 결합하는 상기 기판의 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부의 배열은, 다른 LED 소자와 결합하는 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부의 배열과 반대 방향일 수 있다.
한편, 상기 제1 LED 소자, 상기 제2 LED 소자 및 상기 제3 LED 소자는 상호 기설정된 간격으로 상호 이격 배치될 수 있다.
한편, 상기 기판 상의 상기 복수의 LED 소자 사이의 간극에 배치되는 사이드 몰딩을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 사이드 몰딩은, 빛에 대한 투과성을 갖는 광투과성 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 기판 상부에 배치되어 상기 복수의 LED 소자 및 상기 사이드 몰딩을 상기 기판에 접착하는 접합층을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 접합층은, 상기 광투과성 재질을 투과하는 빛을 흡수하는 광흡수성 접합재로 이루어질수 있다.
한편, 상기 복수의 LED 소자 및 상기 사이드 몰딩 상면에 배치되는 투명 몰딩층을 더 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 투명 몰딩층은, 빛을 투과시키는 광투과성 재질로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 투명 몰딩층 상에 배치되는 광학 필름을 더 포함하고, 상기 광학 필름은 색상에 관하여 중립적인 성질을 갖는 ND(neutral density 필름일 수 있다.
한편, 상기 제2 LED 소자는 G(Green) LED 소자이며, 상기 제1 LED 소자는, R(Red) LED 소자 또는 B(Blue) LED 소자 중 어느 하나이고, 상기 제3 LED 소자는, 상기 R(Red) LED 소자 또는 상기 B(Blue) LED 소자 중 상기 제1 LED 소자와 다른 하나일 수 있다.
본 개시의 다양한 실시예의 디스플레이 장치는, LED 소자의 약발광 영역의 배열과 크리스탈 층의 구조적인 특징을 통하여 휘도와 색균형을 개선하고, 화질 저하를 방지할 수 있다.
본 개시의 특정 실시예들의 다양한 측면, 특징 및 효과에 관하여는 후술할 도면 및 설명으로부터 상세하게 이해될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치의 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 블록도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 4 x 3 배열인 복수의 디스플레이 모듈을 포함하는 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 사시도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자의 배열을 도시한 도면이다.
도 8a 내지 8b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자 각각의 시야각에 따른 휘도를 도시한 도면이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자의 단면도이다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 복수의 LED 소자의 시야각에 따른 휘도를 도시한 도면이다.
도 11은 도 7의 디스플레이 장치의 A-A' 방향의 단면을 나타낸 단면도이다.
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이하에서는, 첨부된 도면을 참고하여 다양한 실시예를 보다 상세히 설면한다.
이하의 설명에서, 동일한 도면 부호는 다른 도면에서도 동일한 요소에 사용된다. 상세한 구성 및 구성 요소의 설명에서 정의된 사항은 예시적인 실시예의 포괄적인 이해를 돕기 위해 사용될 수 있다.. 그러나, 예시적인 실시예는 특별히 정의된 사항 외에도 다양하게 실시 될 수 있음은 자명하다. 자명한 기능이나 구조에 대한 불필요한 세부 사항은 자세히 설명하지 않으며, 당업자의 통상의 지식을 통하여 자명하게 이해될 수 있다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 개시의 실시 예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시 예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 개시된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시 예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다.　그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
'적어도 하나'와 같은 표현은 복수의 구성 요소들의 앞에 올 때, 전체 구성 요소의 목록을 수정하며, 목록 내의 개별 요소를 수정하지 않는다. 예를 들어, 'a, b 및 c 중 적어도 하나'라는 표현은 a 만, b 만, c 만, a와 b 모두, a와 c 모두, b와 c 모두를 포함하는 것으로 이해할 수 있다. 또한, a, b 및 c와 상술한 예시는 다양하게 변형될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 하나 또는 복수의 디스플레이 모듈(110)을 포함할 수 있다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈을 설명하기 위한 도면이다.
도 2를 참조하면 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12) 각각은 무기 발광 소자(Inorganic Light emitting diode, LED)를 포함하는 LED 디스플레이 모듈로 구현될 수 있다.
각각의 LED 디스플레이 모듈은 R(Red) LED 소자, G(Green) LED 소자, B(Blue) LED 소자를 포함하는 화소를 복수 개 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)이 4x3의 배열로 결합된 형태로 구현될 수 있다. 한편, 4x3 배열의 LED 디스플레이 모듈은 일 실시 예일 뿐, LED 디스플레이 모듈의 배열 형태 및 개수는 다양하게 변경될 수 있다. 예를 들어, 디스플레이 모듈(110)에 포함된 화소의 개수는 제조사의 목적, 제조 과정 등에 따라 다양하게 변경될 수 있으며, 디스플레이 장치(100)를 구성하는 디스플레이 모듈(110)의 배열 형태 및 개수 또한 제조사의 목적, 제조 과정 등에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
일 예로, 디스플레이 장치(100)는 복수의 디스플레이 모듈(110)이 결합된 대형 디스플레이 장치 예를 들어, 공공장소나 상업공간에 설치되는 Digital Signage(디지털 간판), 월 디스플레이(Wall Display), 비디오 월(Video Wall)로 구현될 수도 있음은 물론이다.
한편, 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)을 포함하는 디스플레이 장치(100)를 캐비닛(Cabinet), 서브 스크린(Sub-screen)으로 통칭할 수도 있다. 한편, 캐비닛 또는 서브 스크린을 구성하는 디스플레이 모듈(110)의 개수는 고정된 것이 아니며, 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 설명하기 위한 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 모듈(110) 및 프로세서(120)를 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(100)는 TV로 구현될 수 있으나, 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 비디오 월(video wall), LFD(large format display), Digital Signage(디지털 간판), DID(Digital Information Display), 프로젝터 디스플레이 등과 같이 디스플레이 기능을 갖춘 장치라면 한정되지 않고 적용 가능하다. 또한, 디스플레이 장치(100)는 LCD(liquid crystal display), OLED(organic light-emitting diode), LCoS(Liquid Crystal on Silicon), DLP(Digital Light Processing), QD(quantum dot) 디스플레이 패널, QLED(quantum dot light-emitting diodes) μLED(Micro light-emitting diodes), Mini LED 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 한편, 디스플레이 장치(100)는 터치 센서와 결합된 터치 스크린, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 롤러블 디스플레이(rollable display), 3차원 디스플레이(3D display), 복수의 디스플레이 모듈이 물리적으로 연결된 디스플레이 등으로 구현될 수도 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 모듈러 디스플레이 장치를 구성하는 복수의 디스플레이 장치 중 하나가 될 수 있고, 복수 개의 디스플레이 모듈(110)을 포함할 수 있다.
디스플레이 모듈(110)은 다양한 영상을 표시할 수 있다. 여기에서, 영상은 정지 영상 및 동영상을 포함하는 개념으로써, 디스플레이 모듈(110)는 방송 컨텐츠, 멀티 미디어 컨텐츠 등과 같은 다양한 영상을 표시할 수 있다. 또한, 디스플레이 모듈(110)은 유저 인터페이스(UI) 및 아이콘을 표시할 수도 있다.
구체적으로, 디스플레이 모듈(110)은 IC 칩을 포함하고, IC 칩은 프로세서(120)로부터 수신된 영상 신호에 기초하여 영상을 표시할 수 있다. 일 예로, IC 칩은 프로세서(120)로부터 수신된 영상 신호에 기초하여 LED 구동 신호를 생성하고, LED 구동 신호에 기초하여, 디스플레이 모듈(110)에 포함된 복수의 화소들의 발광을 제어함으로써 영상을 표시할 수 있다. 일 실시 예에 의하면, IC 칩은 LED 드라이버 IC 칩이 될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)은 자발광 소자를 포함하는 디스플레이로 구현될 수 있다. 예를 들어, LCD(Liquid Crystal Display), OLED(Organic Light Emitting Diodes) 디스플레이, LED(Light Emitting Diodes), 마이크로 LED(micro LED), Mini LED, PDP(Plasma Display Panel), QD(Quantum dot) 디스플레이, QLED(Quantum dot light-emitting diodes) 등과 같은 다양한 형태의 디스플레이로 구현될 수 있다. 디스플레이 모듈(110) 내에는 a-si TFT, LTPS(low temperature poly silicon) TFT, OTFT(organic TFT) 등과 같은 형태로 구현될 수 있는 구동 회로, 백라이트 유닛 등도 함께 포함될 수 있다. 한편, 디스플레이 모듈(110)은 터치 센서와 결합된 터치 스크린, 플렉시블 디스플레이(flexible display), 롤러블 디스플레이(rollable display), 3차원 디스플레이(3D display), 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)이 물리적으로 연결된 디스플레이 등으로 구현될 수 있다.
프로세서(120)는 디스플레이 장치(100)의 전반적인 동작을 제어한다. 여기서, 프로세서(120)는 하나 또는 복수의 프로세서로 구성될 수 있다. 구체적으로, 프로세서(120)는 메모리에 저장된 적어도 하나의 인스트럭션(instruction)을 실행함으로써, 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)의 동작을 수행할 수 있다.
일 실시 예에 따라 프로세서(120)는 디지털 영상 신호를 처리하는 디지털 시그널 프로세서(digital signal processor(DSP), 마이크로 프로세서(microprocessor), GPU(Graphics Processing Unit), AI(Artificial Intelligence) 프로세서, NPU (Neural Processing Unit), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 프로세서(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 프로세서(communication processor(CP)), ARM 프로세서 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, ASIC(application specific integrated circuit), FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
프로세서(120)는 운영 체제 또는 응용 프로그램을 구동하여 프로세서(120)에 연결된 하드웨어 또는 소프트웨어 구성요소들을 제어할 수 있고, 각종 데이터 처리 및 연산을 수행할 수 있다. 또한, 프로세서(120)는 다른 구성요소들 중 적어도 하나로부터 수신된 명령 또는 데이터를 휘발성 메모리에 로드하여 처리하고, 다양한 데이터를 비휘발성 메모리에 저장할 수 있다.
이하에서는, 도 4 및 도 5를 참조하여, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100) 및 디스플레이 모듈(110)에 대해 설명하도록 한다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 4 x 3 배열인 복수의 디스플레이 모듈을 포함하는 디스플레이 장치를 도시한 도면이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)을 포함할 수 있다. 일 예로, 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)은 매트릭스 형태 (예를 들어, M x N, 여기서 M, N은 자연수)로 배열 될 수 있다. 구체적으로, 매트릭스는 사각 배열(예를 들어, M = N, 여기서 M, N은 자연수, 16 x 16 배열, 24 x 24 배열 등)형태가 될 수 있음은 물론, 이와는 상이한 배열(예를 들어, M≠N, 여기서 M, N은 자연수)형태가 될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 디스플레이 모듈의 LED는 마이크로 LED로 구현될 수 있다. 여기에서, 마이크로 LED는 약 5 ~ 100 마이크로미터 크기의 LED로써, 컬러 필터 없이 스스로 빛을 내는 초소형 발광 소자를 의미한다.
한편, 이와 같은 LED 디스플레이 모듈은 일 실시 예일 뿐, 디스플레이 모듈은 평판형 디스플레이 패널인 LCD(liquid crystal panel), OLED(organic LED), AMOLED(active-matrix OLED) 패널, PDP(Plasma Display Panel) 등으로 구현될 수도 있다. 이하에서는, 설명의 편의를 위해 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈은 LED 디스플레이 모듈인 것으로 상정하여 설명한다.
도 4를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 4 x 3 형태로 배열된 복수의 디스플레이 모듈(110-1 내지 110-12)을 포함할 수 있다. 다만, 이는 일 예시로 이에 한정되지 않음은 물론이다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(110)는 매트릭스 형태로 배열된 복수 개의 화소를 포함할 수 있다. 도 4를 참조하면, 설명의 편의를 위해 디스플레이 모듈(110)이 120 x 180 형태로 배치된 21,600 개의 화소를 포함하는 것으로 상정하여 설명하였으나, 이는 일 실시 예에 불과하며 이에 한정되지 않음은 물론이다.
예를 들어, 디스플레이 모듈(110)은 240 x 180 형태로 배치된 43,200 개의 화소를 포함할 수도 있다. 또한, 디스플레이 모듈(110)의 크기, 비율은 디스플레이 모듈(110)에 포함된 화소의 개수, 화소 간 거리(예를 들어, 화소 피치(pixel pitch))에 따라 다양하게 변경될 수 있음은 물론이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)를 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100')는 복수의 디스플레이 모듈(110) 또는 복수의 캐비닛이 결합된 모듈러 디스플레이 장치(100')로 구현될 수 있다.
도 5는 설명의 편의를 위해 12개의 디스플레이 모듈(110)을 서브 캐비닛(sub cabinet)으로 명명하고, 4개의 서브 캐비닛으로 구현된 FHD 스크린을 포함하는 모듈러 디스플레이 장치(100')를 상정하여 도시하였으나 이는 일 예시에 불과하며 이에 한정되지 않음은 물론이다. 예를 들어, 디스플레이 장치(100)는 디스플레이 모듈(110), 캐비닛 또는 서브 스크린 등을 복수 개 구비하여 4K(예를 들어, 3840 x 2160), 8K 등 다양한 해상도를 가지는 모듈러 디스플레이 장치(100')로 구현될 수 있음은 물론이다.
이하에서는, 도 6 내지 도 11을 참조하여 디스플레이 모듈(110)에 포함된 복수의 LED 소자의 배열과 LED 소자의 구조 대해 설명하도록 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자(130)의 사시도이다.
도 6을 참고하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치(100)는 기판 및 LED 소자(130)를 포함할 수 있다,
기판(15)은 인쇄 회로 기판(Printed Circuit Board)일 수 있으며, 기판(15)의 일 면에 실장된 복수의 LED 소자(130)에 전원을 공급할 수 있다.
LED 소자(130)는 스스로 빛을 발광하는 발광 소자이며, 일 실시예로서 마이크로 LED 소자(130)는 가로, 세로, 높이가 각각 10㎛~100㎛ 이하이며, 무기 발광물질로 이루어지고, 전원이 공급되는 경우 스스로 광을 발산할 수 있는 반도체 칩일 수 있다. 다만, LED 소자(130)의 크기 및 구조는 이에 한정되지 아니하고, 다양하게 구현될 수 있다.
복수의 LED 소자(130) 각각은 발광층(132), 단자층(134), 사파이어층(137)으로 구성될 수 있다.
복수의 LED 소자(130)는 제1 색의 빛을 발광하는 제1 LED 소자(130-1), 제2 색의 빛을 발광하는 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 색의 빛을 발광하는 제3 LED 소자(130-3)를 포함할 수 있으며, 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)가 상호 기설정된 간격으로 상호 이격 배치되어 하나의 화소(10-1)를 구성할 수 있다.
발광층(132)은 상면인 발광면 방향으로 빛을 발산할 수 있고 약발광 영역(133)이 형성될 수 있다. 약발광 영역(133)은 발광층(132)의 평균 밝기보다 미리 설정된 값만큼 낮은 밝기를 갖는 영역을 지칭할 수있다. 약발광 영역 (133)은 '저휘도 영역(133)'이라고도 할 수있다.
약발광 영역(133)이 발생하지 않는 발광층(132)이 이상적일 수 있으나, 음극 단자(134-2)와 양극 단자(134-1)에 의하여 전류 흐름이 발생하여 발광하는 LED 소자(130)의 특성 상, 발광층(132)의 일부 영역이 미발광 또는 약발광될 수 있다. 약발광 영역(133)의 형성 원인으로는, 마이크로 LED 소자(130)의 제조 공정에서 발광층(132) 상측에 단자가 연결되기 위하여, 발광층(132)의 일부 영역을 관통하는 비아 홀이 형성될 수 있고, 비아 홀을 통하여 발광층(132)의 상측까지 전류를 공급할 수 있으나, 비아 홀이 형성된 영역은 다른 영역보다 발광 성능이 떨어지게 되며, 특히 초소형의 마이크로 LED 소자(130)에 있어서는 약발광 영역(133)을 완전히 제거하기에는 어려움이 있을 수 있다.
약발광 영역(133)은 발광층(132)의 적어도 일부 영역에 형성되며, 약발광 영역(133)의 적어도 일부는 미발광 영역을 포함할 수 있으며, 미발광 영역만으로 구성될 수 있다. 도면에 있어서는 이해의 편의를 위하여 약발광 영역(133)을 검은색의 점으로 도시하였으나, 실제로는 약발광 영역(133)의 경계는 검은색 점보다 크거나 작게 변형될 수 있다. 약발광 영역(133)은 인접한 다른 영역보다 휘도가 상대적으로 낮은 영역으로 정의될 수 있으며, 또는 발광층(132)의 평균 밝기보다 미리 설정된 값만큼 낮은 밝기를 갖는 영역을 포함한다.
약발광 영역(133)이 형성되는 위치는 다양할 수 있으며, 도 6을 참고하면, 중심부로부터 LED 소자(13)의 좌측(L)면 또는 우측(R)면으로 인접한 위치에 형성될 수 있다.
빛 투과를 차단하는 사이드 몰딩(135)을 포함하여 약발광 영역(133)이 형성된 LED 소자(130)는, 시야각에 따라 휘도 편차가 발생할 수 있으며, 그 결과로 하나의 화소(10-1)는 시야각에 따라 색균형(White balance)이 저하될 수 있다.
상세히는, 도 6을 참고하면, 좌측(L) 방향의 단자층(134) 상부로 약발광 영역(133)이 형성된 실시예에 있어서, 좌측(L)에서의 시청자의 시선에는 약발광 영역(133)이 문제되지 않을 수 있다. 그러나, 우측(R)에서의 시청자의 시선에서는, 약발광 영역(133)을 제외한 발광층(132)이 사이드 몰딩(135)에 의하여 빛 투과가 차단되어, 주로 약발광 영역(133)의 발광층(132)을 볼 수 있다. 이에 따라 우측(R)의 시청자의 시선에서는 LED 소자(130)의 휘도가 감소할 수 있으며, 시청자의 위치에 따라 시야각에 바뀌며 휘도 편차가 발생할 수 있다.
제1 색의 빛을 발광하는 제1 LED 소자(130-1), 제2 색의 빛을 발광하는 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 색의 빛을 발광하는 제3 LED 소자(130-3)가 모여 하나의 화소(10-1)를 구현하는 구조에 있어서, 하나의 LED 소자(130)는 약발광 영역(133)이 좌측에 형성되고, 다른 LED 소자(130)는 약발광 영역(133)이 우측에 형성되면, 좌측 또는 우측의 시청자의 시선에서는 특정 색은 약발광 영역(133)에 의하여 휘도가 낮아질 수 있다. 그러므로, 하나의 화소(10-1)를 이루는 LED 소자(130) 각각의 약발광 영역(133)의 위치가 상이함에 따라, 시야각이 달라지면 색균형이 저하될 수 있다.
사이드 몰딩(135)은 기판(15) 상에 복수의 LED 소자(130)의 사이 간극에 배치되며, LED 소자(130)에서 발광되는 빛이 투과하는 것을 차단할 수 있다.
사이드 몰딩(135)은 복수의 LED 소자(130)를 기판(15)에 결합하는 과정에서 접합 신뢰성을 향상시키고, 빛 반사를 차단하여 명암비를 향상시키며 디스플레이 장치(100)의 화질을 개선할 수 있으며, 복수의 디스플레이 모듈(110) 간의 편차를 최소화할 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자(130)의 배열을 도시한 도면이다.
도 7을 참조하면, 디스플레이 모듈(110)의 하나의 화소(10-1)는 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 제2 LED 소자(130-2)는 G(Green) LED 소자(130)일 수 있고, 제1 LED 소자(130-1)는 R(Red) LED 소자(130) 또는 B(Blue) LED 소자(130) 중 어느 하나이고, 제3 LED 소자(130-3)는 R(Red) LED 소자(130) 또는 B(Blue) LED 소자(130) 중 제1 LED 소자(130-1)와 다른 하나로 구현될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자(130)는 기판(15) 상에 매트릭스 형태로 배치될 수 있으며, 하나의 화소(10-1)를 구성하는 제1 내지 제3 LED 소자(130-1, 130-2, 130-3)는 열 방향인 Y축 방향으로 일렬 배치될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 매트릭스 형태에 있어 X축 방향을 행 방향, Y축 방향을 열 방향으로 지칭한다.
하나의 화소(10-1)을 이루는 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)는 각각의 약발광 영역(133)이 열 방향으로 일렬로 정렬되며 기판(15) 상에 배치될 수 있다. 또한, 다른 하나의 화소(10-2)를 이루는 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)도 약발광 영역(133)은 하나의 화소(10-1)과 동일한 열 방향으로 일렬로 정렬될 수 있다.
도 8a는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자(130) 각각의 시야각에 따른 휘도의 변화를 도시한 도면이고, 도 8b는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 LED 소자(130) 각각의 시야각에 따른 휘도의 변화를 도시한 도면이다.
상세히는, 도 8a는 약발광 영역(133)을 일렬로 정렬하지 않은 다른 실시예에서의 제1 내지 제3 LED 소자(130-1, 130-2, 130-3)의 시야각에 따른 휘도를 나타낸 도면이며, 도 8b는 약발광 영역(133)을 일렬로 정렬한 실시예에서의 제1 내지 제3 LED 소자(130-1, 130-2, 130-3)의 시야각에 따른 휘도를 나타낸 도면이다.
도 8a를 참고하면, 제1 LED 소자(130-1)는 약 50도 위치의 좌측 시야각의 휘도는 0도 위치의 중심부와 동일하거나 높은 정도로 유지되나, 우측 시야각의 휘도는 중심부로부터 멀어지며 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이에 반하여, 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)는 약 50도 위치의 우측 시야각의 휘도는 0도 위치의 중심부와 동일하거나 비슷한 정도로 유지되나, 좌측 시야각의 휘도는 중심부로부터 멀어지며 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 8a에 도시된 밝기를 갖는 하나의 화소(10-1)에 있어서, 제1 LED 소자(130-1)의 약발광 영역(133)은 좌측에 형성되고 제2 LED 소자(130-2)의 약발광 영역(133)과 제3 LED 소자(130-3)의 약발광 영역(133)은 우측에 형성된 상태일 수 있다. 약발광 영역(133)이 동일한 방향으로 일렬로 정렬되지 않은 다른 실시예에서는, 시야각에 따라 R, G, B 중 하나의 색을 발광하는 LED 소자의 휘도 편차가 발생하여 시야각이 높아지면 색균형이 저하될 수 있다.
도 8b를 참고하면, 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)는 50도 내외에서의 우측 시야각의 휘도는 중심부와 동일하거나 높은 정도로 유지되나, 좌측 시야각의 휘도는 중심부로부터 멀어지며 점점 감소하는 것을 확인할 수 있다.
다만, 각각의 LED 소자(130)는 시야각에 따라 휘도가 감소하더라도, 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3) 모두가 유사한 정도로 휘도가 감소하기에, 시야각에 따라 색균형이 저하되는 것은 방지할 수 있다.
그러므로, 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3)는 각각의 약발광 영역(133)이 열 방향으로 일렬로 정렬되어 시야각에 따른 색균형 저하를 방지할 수 있으며, 디스플레이 장치(100)의 화질을 개선할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자(130)의 단면도이다.
도 9를 참고하면, 본 개시의 일 실시 예에 따른 LED 소자(130)는 사파이어층(137)을 포함할 수 있다.
사파이어층(137)은 발광층(132) 상부에 배치될 수 있다. 사파이어층(137)은 제조 공정의 절단 과정에서, 절단 방향으로 기울어지는 형상을 가질 수 있다. 즉, 사각형의 발광층(132) 상부로 연장되는 4개의 측면에 있어서, 마주보는 두 측면(137a)은 발광층(132)과 직각으로, 즉 도 9의 Z 축 방향으로, 연장되고, 다른 두 측면(또는, 틸트된 두 측면)(137b)은 절단 방향으로 발광층(132)과 기설정된 각도(θ)로 기울어질 수 있다. 틸트된 두 측면(137b)은 서로 평행 할 수 있다. 틸트된 두 측면(137b) 중 하나와 발광층(132) 사이에는 예각이 형성되고, 틸트된 두 측면(137b) 중 다른 하나와 발광층 (132) 사이에는 둔각이 형성될 수있다.
사파이어층(137)은 틸트된 두 측면(137b)이 기울어짐으로써, 발광층(132)으로부터 발광하는 빛은, 사파이어층(137)이 기울어진 방향을 향하여 더 넓은 각도로 투과될 수 있다. 도 9에 있어서는 발광층(132)의 수직 방향으로부터 우측 방향으로 사파이어층(137)이 기울어지며, 좌측 방향보다 우측 방향으로 빛이 더 넓게 퍼져 나가는 것을 알 수 있다.
사파이어층(137)은 틸트된 두 측면(137b)이 약발광 영역(133)이 형성된 반대 방향으로 연장될 수 있다. 예를 들어, 약발광 영역(133)이 발광층(132)의 좌측에 형성 될 때, 틸트된 두 측면(137b)은 오른쪽(Z 방향을 기준)으로 기울어진다. 또는, 틸트된 두 측면(137b)은 약한 발광 영역 (133)이 발광층 (132)의 우측에 형성 될 때 좌측(Z 방향을 기준)으로 기울어질 수 있다. 이 경우의 실시예의 결과는 도 10을 참고하여 후술한다.
단자층(134)은 발광층(132)의 하부에 배치되어 LED 소자(130)와 기판(15)을 연결할 수 있다. 단자층(134)은 양극 단자(134-1)및 음극 단자(134-2)를 포함할 수 있으며, 기판(15)은 양극 단자 결합부(19-1) 및 음극 단자 결합부(19-2)를 포함할 수 있다. 양극 단자 결합부(19-1)는 단자층(134)의 양극 단자(134-1)와 연결되고, 음극 단자 결합부(19-2)는 단자층(134)의 음극 단자(134-2)와 연결되어, 기판(15)은 LED 소자(130)로 전원을 공급할 수 있다.
제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3) 중 하나의 LED 소자(130)의 약발광 영역(133)은 음극 단자(134-2) 측에 인접하여 형성되고, 제1 LED 소자(130-1), 제2 LED 소자(130-2) 및 제3 LED 소자(130-3) 중 다른 LED 소자(130)의 약발광 영역(133)은 양극 단자(134-1) 측에 인접하여 형성될 수 있다. 이러한 다른 실시예에서는, 기판(15)의 양극 단자 결합부(19-1)와 음극 단자 결합부(19-2)가 동일한 배열을 갖는 경우에는 약발광 영역(133)을 일렬로 정렬하기에 어려움이 있을 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따르면, 기판(15)은 복수의 LED 소자(130) 중 제1 유형(예를 들면, R-LED)의 복수의 LED 소자(130)와 결합하는 양극 단자 결합부(19-1) 및 음극 단자 결합부(19-2)의 배열이, 제2 유형(예를 들면, G-LED)의 복수의 LED 소자(130)와 결합하는 양극 단자 결합부(19-1) 및 음극 단자 결합부(19-2)의 배열과 반대 방향일 수 있으며, 그 결과로 기판(15)에 LED 소자(130)를 배치하는 공정에서 LED 소자(130)의 약발광 영역(133)이 배치되는 방향을 설정할 수 있다.
예를 들면, 본 개시의 일 실시예에 따른 기판(15)은, 기판(15)에 복수의 LED 소자(130)가 실장되기 위한 양극 단자 결합부(19-1)와 음극 단자 결합부(19-2)의 배열 방향은 통일된 방향을 가질 수 있다.
그러나, LED 소자(130)에 약발광 영역(133)이 형성되는 위치는 양극 단자(134-1)에 인접할 수도 있고, 또는 음극 단자(134-2)에 인접할 수도 있기에, 제1 LED소자(130-1)는 양극 단자(134-1) 방향으로 약발광 영역(133)이 형성되고, 다른 LED 소자(130-2, 130-3)는 음극 단자(134-2) 방향으로 약발광 영역이 형성될 수 있다.
이 경우, 제1 LED 소자(130-1), 상기 제2 LED 소자(130-2) 및 상기 제3 LED 소자(130-3)는 각각의 약발광 영역(133)이 열 방향으로 일렬로 정렬하기 위하여, 제1 LED 소자(130-1)와 결합하는 양극 단자 결합부(19-1)와 음극 단자 결합부(19-2)의 배열은 다른 LED 소자(130-2, 130-3) 결합하는 양극 단자 결합부(19-1)와 음극 단자 결합부(19-2)의 배열과 반대 방향을 가짐으로써 각각의 약발광 영역(133)을 정렬할 수 있다.
본 개시의 일 실시예에 따른 기판(15) 상의 양극 단자 결합부(19-1)와 음극 단자 결합부(19-2)의 배열은, 복수의 LED 소자(130) 중 적어도 하나의 LED 소자는 다른 LED 소자의 하나의 양극 단자 결합 부 (19-1) 및 음극 단자 결합 부 (19-2)의 배열 방향과 반대 방향으로 형성될 수 있다. 그 결과, 복수의 LED 소자(130)의 약발광 영역(133)의 형성 위치에 제한되지 않고 복수의 LED 소자(130)의 약발광 영역(133)을 일렬로 배열할 수 있다.
도 10은 본 개시의 다양한 실시 예에 따른 복수의 LED 소자(130)의 시야각에 따른 휘도를 도시한 도면이다.
도 10을 참고하면, I선은 복수의 LED 소자(130)의 이상적인 시야각에 따른 휘도이며, E1선은 사파이어층(137)의 절단 방향을 조정하지 않은 상태에서 약발광 영역(133)을 포함하는 복수의 LED 소자(130)의 시야각에 따른 휘도이며, E2선은 약발광 영역(133)이 형성되는 발광층(132)을 포함하며, 사파이어층(137)의 절단 방향을 조정한 상태의 복수의 LED 소자(130)의 시야각에 따른 휘도이다.
I선은 복수의 LED 소자(130)의 이상적인 시야각에 따른 휘도로서, 상세히는 약발광 영역(133)이 형성되지 않는 발광층(132)을 포함하는 복수의 LED 소자(130)의 시야각에 따른 휘도 값이다. I선을 참고하면, 50도 내의 시야각에서는 안정적인 휘도를 제공하며, 50도 이상의 시야각에서는 측면의 사이드 몰딩(135)에 의하여 휘도값이 감소하는 것을 확인할 수 있다.
이에 반하여, E1선은 약발광 영역(133)이 형성되는 발광층(132)을 포함하는 복수의 LED 소자(130)에 있어서, 사파이어층(137)의 절단 방향을 조정하지 않은 실시예의 시야각에 따른 휘도로서, 우측 방향으로는 시야각이 넓어짐에 따라 휘도가 점차 감소하며, 우측 50도 위치에서는 약 70% 이하의 휘도를 가지는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 좌측 방향으로는 시야각이 넓어짐에 따라 휘도가 점차 증가하며, 좌측 50도 위치에서는 약 110%의 휘도를 가지는 것을 확인할 수 있다.
E1선의 실시예에서는 좌측 방향과 우측 방향의 시야각에 따른 휘도값의 차이가 크게 존재하기에, 시청자의 위치에 따라 일부 시청자에게는 디스플레이가 어둡게 보이며, 일부 시청자에게는 디스플레이가 밝게 보일 수 있다.
E2선은 약발광 영역(133)이 형성되는 발광층(132)을 포함하는 복수의 LED 소자(130)에 있어서, 사파이어층(137)의 두 측면이 기울어진 방향을 약발광 영역(133)이 형성된 방향과 반대 방향인 실시예의 시야각에 따른 휘도로서, 우측 방향으로는 우측 50도 위치에서는 약 90%의 휘도를 가지며, 좌측 50도 위치에서도 약 90%의 휘도를 가지는 것을 확인할 수 있다.
E2선의 실시예에서는 좌우측 방향으로 시야각이 넓어짐에 따라 휘도의 변화는 있으나 E1선과 비교하면, E1선보다 이상적인 I선에 가까운 휘도 분포를 제공하는 것을 확인할 수 있다.
그러므로, 본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는, 사파이어층(137)의 절반 방향에 따른 두 측면의 기울어진 방향이 약발광 영역(133)의 형성되는 방향과 반대 방향을 가지며, 시야각이 넓어지는 경우에도 안정적인 휘도를 제공할 수 있다.
도면 상으로는 약발광 영역(133)이 발광층(132)의 상하 방향으로 중심 위치에 형성되는 실시예를 도시하였으나, 다른 실시예에서는 발광층(132)은 약발광 영역(133)으로부터 상측 측면 또는 하측 측면까지의 거리가 상이할 수 있다.
그러므로, 복수의 LED 소자(130) 중, 약발광 영역(133)으로부터 발광층(132)의 행 방향에 평행한 두 측면까지의 거리가 동일한 LED 소자(130)의 경우, 예를 들어, 약발광 영역(133)이 발광층(132)의 중심 위치에 있는 경우에는, 사파이어층(137)은 행 방향에 평행한 측면이 발광층(132)의 법선 방향(즉, Z 방향)으로 연장되고, 열 방향에 평행한 측면이 기울어지며 연장될 수 있다.
그리고, 복수의 LED 소자(130) 중, 약발광 영역(133)으로부터 발광층(132)의 행 방향에 평행한 두 측면까지의 거리가 상이한 LED 소자(130)의 경우, 예를 들어, 약발광 영역(133)이 발광층(132)의 중심 위치에 있지 않은 경우, 사파이어층(137)은 열 방향에 평행한 측면이 법선 방향(즉, Z 방향)으로 연장되고, 행 방향에 평행한 측면이 기울어지며 연장될 수 있다. 사파이어층(137)이 행 방향에 평행한 측면이 약발광 영역(133)이 형성된 방향과 반대 방향으로 경사를 가지고 시청자의 시선 높이에 따른 휘도의 변화를 최소화하는 효과를 가질 수 있다.
도 11은 도 7의 디스플레이 장치(100)의 A-A' 방향의 단면을 나타낸 단면도이다.
도 11을 참고하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치(100)는 접합층(138), 클리어 몰딩층(17) 및 광학 필름(18)을 더 포함할 수 있다.
접합층(138)은 기판(15) 상부에 배치되어, 복수의 LED 소자(130) 및 사이드 몰딩(135)을 기판(15)에 접착시킬 수 있으며, 이방성 전도 필름(Anisotropic Conductive Film)으로 이루어질 수 있으며, 혹은 솔더링 공정을 통하여 형성되는 접합층(138)일 수 있다.
클리어 몰딩층(17)은 복수의 LED 소자(130) 및 사이드 몰딩(135) 상면에 배치되며, 빛을 투과시킬 수 있다. 클리어 몰딩층(17)은 에폭시, 실리콘, UV 등의 투과성 재질로 이루어질 수 있으며, 투명 몰딩층일 수 있다. 광학 필름(18)은 클리어 몰딩층(17)의 상면에 배치되며, 색상에 관하여 중립적인 성질을 갖는 ND(neutral density) 필름일 수 있다.
상술한 실시예에서는 복수의 LED 소자(130)의 이격 배치된 간극에 배치되는 사이드 몰딩(135)은, LED 소자(130)에서 발광되는 빛이 투과하는 것을 차단하여, 명암비를 높이는 효과가 있었으나 LED 소자(130)의 시야각을 제한할 수 있었다.
이에 반하여, 본 개시의 또 다른 실시예에서는 사이드 몰딩(135)은 빛에 대한 투과성을 가질 수 있다. 이 경우, 접합층(138)은 투과되는 빛을 흡수하는 광흡수성 접합재로 이루어질 수 있다.
사이드 몰딩(135)은 빛에 대한 투과성을 10%부터 100%까지 가질 수 있으며, 측면의 LED 소자(130)로부터 발광하는 빛을 차단하지 않아, 시야각을 효과적으로 개선할 수 있다.
접합층(138)은 광흡수성 접합재로 이루어짐으로써, 사이드 몰딩(135)의 하부에 배치되는 접합층(138)은 사이드 몰딩(135)을 관통한 빛을 반사하지 않고 흡수할 수 있으며, 그 결과로 사이드 몰딩(135)이 빛을 차단하는 실시예와 마찬가지로 명암비를 높이는 효과를 가질 수 있다.
이 경우, 접합층(138)이 기판(15) 전체를 덮으며 빛을 완전히 차단하는 경우 기판(15)에 전극을 배치하는 공정에서 오차가 발생할 수 있기에, 접합층(138)은 기설정된 일정 수준의 광흡수율을 가지는 접합재로 이루어질 수 있다.
그러므로, 접합층(138)은 투과되는 빛을 흡수하여 명암비를 유지할 수 있으며, 사이드 몰딩(135)은 빛을 투과하여 시야각에 따른 휘도의 편차를 줄이며 색균형을 개선할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 매트릭스 형태로 배열되는 복수의 LED 소자;를 포함하고,
    상기 복수의 LED 소자는,
    제1 발광층을 포함하여, 제1 색의 빛을 상기 제1 발광층을 통하여 발광하는 제1 LED 소자,
    제2 발광층을 포함하여, 제2 색의 빛을 상기 제2 발광층을 통하여 발광하는 제2 LED 소자 및
    제3 발광층을 포함하여, 제3 색의 빛을 상기 제3 발광층을 통하여 발광하는 제3 LED 소자를 포함하여,
    상기 제1 LED 소자, 상기 제2 LED 소자 및 상기 제3 LED 소자는 상기 복수의 LED 소자의 열 방향으로 배치되어 하나의 화소를 구성하고,
    상기 제1 발광층은 제1 약발광 영역을 포함하고, 상기 제2 발광층은 제2 약발광 영역을 포함하고, 상기 제3 발광층은 제3 약발광 영역을 포함하고,
    상기 제1 약발광 영역, 제2 약발광 영역 및 제3 약발광 영역은 상기 열 방향으로 일렬로 정렬되고,
    상기 제1 약발광 영역, 제2 약발광 영역 및 제3 약발광 영역 각각은 상기 제1 LED 소자, 제2 LED 소자 및 제3 LED 소자 각각의 평균 휘도보다 낮은 휘도를 갖는 영역인, 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 LED 소자는,
    상기 제1 발광층 하부에 배치되어 상기 기판에 연결되는 단자층; 및
    상기 제1 발광층 상부에 배치되는 사파이어층;을 더 포함하고,
    상기 사파이어층은, 마주보는 두 측면은 상기 제1 발광층에 직각 방향으로 연장되고, 틸트된 두 측면은 상기 제1 발광층으로부터 기설정된 각도로 기울어진 방향으로 연장되는, 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 사파이어층은,
    상기 틸트된 두 측면은, 상기 제1 약발광 영역이 형성된 반대 방향으로 기울어지며 연장되는, 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 제1 LED 소자는,
    상기 제1 약발광 영역으로부터 상기 제1 발광층의 행 방향에 평행한 두 측면까지의 거리가 동일하고,
    상기 행 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제1 측면이 직각으로 연장되고,
    상기 열 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제2 측면이 기울어지며 연장되는, 디스플레이 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 제1 LED 소자는,
    상기 제1 약발광 영역으로부터 상기 제1 발광층의 행 방향에 평행한 두 측면까지의 거리가 상이하고,
    상기 열 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제1 측면이 직각으로 연장되고,
    상기 행 방향으로 평행한 상기 사파이어층의 제2 측면이 기울어지며 연장되는, 디스플레이 장치.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 단자층은 양극 단자 및 음극 단자를 포함하며,
    상기 기판은 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부를 포함하고,
    상기 복수의 LED 소자 중 적어도 하나 이상의 LED 소자와 결합하는 상기 기판의 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부의 배열은, 다른 LED 소자와 결합하는 양극 단자 결합부 및 음극 단자 결합부의 배열과 반대 방향인, 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1 LED 소자, 상기 제2 LED 소자 및 상기 제3 LED 소자는 상호 기설정된 간격으로 상호 이격 배치되는, 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 기판 상의 상기 복수의 LED 소자 사이의 간극에 배치되는 사이드 몰딩;을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 사이드 몰딩은, 빛에 대한 투과성을 갖는 광투과성 재질로 이루어진, 디스플레이 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 기판 상부에 배치되어
    상기 복수의 LED 소자 및 상기 사이드 몰딩을 상기 기판에 접착하는 접합층;을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 접합층은, 상기 광투과성 재질을 투과하는 빛을 흡수하는 광흡수성 접합재로 이루어지는, 디스플레이 장치.
  12. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 LED 소자 및 상기 사이드 몰딩 상면에 배치되는 투명 몰딩층;을 더 포함하는, 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 투명 몰딩층은, 빛을 투과시키는 광투과성 재질로 이루어진, 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서,
    상기 투명 몰딩층 상에 배치되는 광학 필름;을 더 포함하고,
    상기 광학 필름은 색상에 관하여 중립적인 성질을 갖는 ND(neutral density) 필름인, 디스플레이 장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 제2 LED 소자는 G(Green) LED 소자이며,
    상기 제1 LED 소자는, R(Red) LED 소자 또는 B(Blue) LED 소자 중 어느 하나이고,
    상기 제3 LED 소자는, 상기 R(Red) LED 소자 또는 상기 B(Blue) LED 소자 중 상기 제1 LED 소자와 다른 하나인, 디스플레이 장치.
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