WO2023075058A1 - 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2023075058A1
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display device
electrode
light
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장명훈
김양현
김동현
우상원
김진성
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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 invention is applicable to a display device-related technical field, and relates to, for example, a display device using a micro LED (Light Emitting Diode).
  • a micro LED Light Emitting Diode
  • LCD Liquid Crystal Display
  • OLED Organic Light Emitting Diodes
  • LED Light Emitting Diode
  • GaAsP compound semiconductors in 1962, along with GaP:N series green LEDs, It has been used as a light source for display images of electronic devices including information communication devices.
  • LEDs light emitting diodes
  • Sapphire which is used as a substrate on which a gallium nitride-based semiconductor is grown, has an inclined crystal plane.
  • the R-plane has a crystal plane tilted along the m-axis.
  • Ordinary sapphire can have an R-plane as a growth plane. Since the R-plane has an inclined surface with respect to the hexagonal prism crystal shape, the sapphire substrate and the gallium nitride-based semiconductor grown on the crystal surface of the sapphire substrate may have such an inclined tilt angle.
  • tilt angle may also be formed due to cutting in the direction of the crystal plane of the sapphire substrate after the light emitting device is formed of the gallium nitride-based semiconductor on the sapphire substrate.
  • unintended parasitic capacitance may occur due to an electric field formed by a difference in polarity between the signal electrode and the common electrode of the light emitting device.
  • the corresponding influence may be accumulated by the total number of light emitting elements used in the display device, and finally, a ghost phenomenon may appear in a unit of a display product.
  • a technical problem to be solved by the present invention is to provide a display device using a semiconductor light emitting device that can offset biased light distribution of a light emitting device due to crystallinity of the light emitting device.
  • an object of the present invention is to provide a display device using a semiconductor light emitting device that can solve the problem of different colors depending on the viewing direction when viewing the display device from the outside.
  • a display device using a semiconductor light emitting device capable of correcting a color difference between left and right sides of a display by visually reinforcing an area of weak color when viewing a display from one direction is provided.
  • the present invention provides a wiring substrate in which a plurality of unit pixel regions are defined; a wiring electrode including a first wiring electrode positioned in a first pixel area and a second wiring electrode positioned in a second pixel area on the wiring substrate; a first light emitting element electrically connected to the first wiring electrode; and a second light emitting element electrically connected to the second wire electrode, wherein the first light emitting element and the second light emitting element have side surfaces inclined to one side, and the first light emitting element and the second light emitting element have a tilt angle.
  • the two light emitting elements may be symmetrically positioned with respect to the tilt angle.
  • the first light emitting element and the second light emitting element may be positioned such that electrode positions are symmetrical to each other.
  • each of the light emitting devices may include a first type electrode and a second type electrode, and may have an asymmetrical light distribution with respect to a direction connecting the first type electrode and the second type electrode.
  • the asymmetrical light distribution may be offset by symmetrical positions of the first light emitting device and the second light emitting device.
  • the first light emitting device and the second light emitting device may be symmetrically positioned with respect to a center between the first pixel area and the second pixel area.
  • the first light emitting device and the second light emitting device may emit light of the same color.
  • the first light emitting element and the second light emitting element may be repeatedly arranged in pairs.
  • the tilt angle of the first light emitting device and the second light emitting device may be due to crystallinity of a semiconductor material of the light emitting device.
  • the first light emitting device and the second light emitting device may have a cross section or a side surface of a parallelogram.
  • the first light emitting device and the second light emitting device may have tilt angles that are farther apart or closer to each other.
  • the present invention provides a wiring substrate in which a plurality of unit pixel regions are defined; a wiring electrode including a first wiring electrode positioned in a first pixel area and a second wiring electrode positioned in a second pixel area on the wiring substrate; a first light emitting element electrically connected to the first wiring electrode; and a second light emitting element electrically connected to the second wire electrode, wherein the first light emitting element and the second light emitting element include a first type electrode and a second type electrode, respectively, and the first type electrode and has an asymmetric light distribution with respect to a direction connecting the second type electrode, and the first light emitting element and the second light emitting element are positioned symmetrically with each other to cancel the asymmetric light distribution.
  • a display device using a light emitting element is positioned symmetrically with each other to cancel the asymmetric light distribution.
  • biased light distributions of light emitting elements resulting from crystallinity of light emitting elements can be offset with each other. That is, the asymmetric light distribution of the light emitting devices can be offset.
  • parasitic capacitance generated from a difference in electrical polarity between light emitting elements can be reduced.
  • an electric field generated from a difference in electrical polarity between light emitting elements can be canceled.
  • a color difference between the left and right sides of the display may be corrected by visually reinforcing an area with weak color. Accordingly, an effect of enhancing a color viewing angle may be obtained in the final product stage of the display device.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific example of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another specific example of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a subpixel arrangement of FIGS. 2 and 4 .
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an effect of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a process of forming a subpixel arrangement according to FIG. 2 .
  • FIG. 8 is a side view showing individual light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram illustrating tilt angles of individual light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a side view showing light emitting elements of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic diagram illustrating tilt angles of light emitting elements of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 is a graph showing an example of light distribution of a light emitting device used in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 is a graph showing another example of light distribution of a light emitting device used in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 15 shows a uniform light distribution in which the biased light distributions shown in FIG. 13 or 14 cancel each other out.
  • 16 to 19 are graphs illustrating a process in which light distribution gradually becomes symmetrical according to stacking steps in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • the semiconductor light emitting device mentioned in this specification is a concept including an LED, a micro LED, and the like, and may be used interchangeably.
  • FIG. 1 is a schematic diagram of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • an individual unit pixel area 101 is partitioned on a wiring board 100, and a plurality of light emitting devices 200 (200: 210, 220, 230) are provided in the unit pixel area 101. ) can be installed and configured.
  • the individual light emitting devices 210, 220, and 230 installed in the unit pixel area 101 may substantially correspond to subpixels.
  • three sub-pixels may be gathered to form one pixel.
  • the three light emitting devices 210 , 220 , and 230 may correspond to red, green, and blue light emitting devices, respectively.
  • Each of the light emitting devices 210, 220, and 230 may be electrically connected to a pair of electrode pads 130, 140/131, 141/132, and 142.
  • the electrode pads 130, 131, and 132 (hereinafter referred to as first electrode pads) arranged in one direction in FIG. 1 may be connected to the first wiring electrodes 121, 122, and 123 (signal electrodes or data electrodes).
  • the electrode pads 140 , 141 , and 142 arranged in the other direction may be connected to the second wire electrode 124 (common electrode or scan electrode).
  • second electrode pads may be connected to the second wire electrode 124 (common electrode or scan electrode).
  • the signal electrodes 121, 122, 123 and the common electrode 124 are omitted due to the arrangement of electrodes and pads.
  • the first electrode pads 130 , 131 , and 132 may correspond to the signal electrodes 121 , 122 , and 123
  • the second electrode pads 140 , 141 , and 142 may correspond to the common electrode 124 . may correspond to
  • electrode pads and wiring electrodes are used interchangeably for description. That is, the electrode pad and the wire electrode can be described using the same reference numerals.
  • a unit subpixel may be defined at a point where the first wire electrodes 121 , 122 , and 123 and the second wire electrode 124 cross each other.
  • the first wiring electrodes 121, 122, and 123 are signal electrodes (or data electrodes)
  • the first wiring electrodes 121, 122, and 123 or the first electrode pads 130, 131, and 132) may be connected to the TFT layer 120 having a thin film transistor (TFT). Accordingly, each of the light emitting devices 210, 220, and 230 may be driven by switching driving by the TFT layer 120.
  • the TFT layer 120 is simply represented as a single layer, but the TFT layer 120 may include a plurality of TFT regions capable of performing a switching operation.
  • each TFT region may be connected to a gate electrode, a source electrode, a drain electrode, an insulating layer disposed therebetween, and a first wire electrode 121, 122, 123 or the first electrode pad 130, 131, 132. Via electrodes and the like that may be included. A detailed description of this is omitted.
  • Each of these TFT regions may be connected to each of the light emitting devices 210 , 220 , and 230 .
  • a plurality of light emitting elements may be electrically connected to each other on the wiring electrodes 121, 122, 123, and 124 to form individual subpixels.
  • the light emitting device 200 may include a red light emitting device 210, a green light emitting device 220, and a blue light emitting device 230, and these three light emitting devices 210, 220, and 230 ) may form individual subpixels and be repeatedly positioned on the wiring board 100 .
  • the light emitting devices 210, 220, and 230 may include at least one of an organic light emitting device and an inorganic light emitting device.
  • the light emitting devices 210 , 220 , and 230 may be inorganic semiconductor light emitting devices (Light Emitting Diodes; LEDs).
  • the semiconductor light emitting device (LED) 200 may have a size of a micrometer ( ⁇ m) unit.
  • the micrometer ( ⁇ m) size may mean that the width of at least one surface of the light emitting device 200 has a size of several to hundreds of micrometers ( ⁇ m).
  • the TFT layer 120 may be positioned on the substrate 110 , and the insulating layer 150 may be coated on the TFT layer 120 .
  • the insulating layer 150 covers connection portions between the wiring electrodes 121, 122, 123, and 124, the electrode pads 130, 131, 132/140, 141, and 142 and the light emitting elements 210, 220, and 230. can do.
  • the individual light emitting devices 210 , 220 , and 230 may be separated from each other by the barrier rib 160 .
  • a cover layer 170 may be positioned on the light emitting devices 210 , 220 , and 230 and the barrier rib 160 .
  • the light emitting devices 210 , 220 , and 230 may form individual subpixels and be repeatedly positioned on the wiring board 100 .
  • each pixel area 101 may be repeatedly disposed on the wiring board 100 .
  • the pixel area 101 may be repeatedly positioned along one data electrode 121 , 122 , 123 (first wire electrode) line or scan electrode 124 (second wire electrode) line in the length direction.
  • a red light emitting device 210 , a green light emitting device 220 , and a blue light emitting device 230 may be repeatedly positioned along the left and right directions.
  • a red light emitting element of a neighboring pixel area may be positioned to the right of the blue light emitting element 230 .
  • the pixel area 102 having the same arrangement of the light emitting elements 210, 220, and 230 as the pixel area 101 in the adjacent data electrode (first wire electrode) line or scan electrode (second wire electrode) line; FIG. 8) may be located.
  • light emitting elements having the same color may be located adjacent to each other in neighboring pixel areas.
  • the red light emitting element 210, the green light emitting element 220, and the blue light emitting element 230 are repeatedly disposed along the data electrode (first wire electrode) line or the scan electrode (second wire electrode) line.
  • light emitting elements having the same color may be repeatedly positioned in a direction perpendicular to the data electrode (first wire electrode) line or the scan electrode (second wire electrode) line.
  • two adjacent light emitting devices may have different arrangements.
  • a red light emitting device 210 and a green light emitting device 220 adjacent to the red light emitting device 210 may have different arrangements.
  • a first type electrode for example, an N electrode
  • the green light emitting device 220 may be positioned on the first wiring electrode 131.
  • a second type electrode for example a P electrode, may be located.
  • Such different arrangements may also be made between the green light emitting device 220 and the blue light emitting device 230 .
  • the red light emitting element 210 and the green light emitting element 220 adjacent to the red light emitting element 210 may have a symmetrical arrangement with respect to electrode positions of the respective light emitting elements 210 and 220 .
  • a light emitting element eg, red light emitting element 210 located in one pixel region 101 and a light emitting element (eg, red light emitting element 210) located in an adjacent pixel region 102 ) may have arrangements symmetrical to each other with respect to electrode positions.
  • the first light emitting elements 210 located in the first pixel area 101 and installed in a first arrangement, and the second pixel area 102 adjacent to the first pixel area 101 Located in, the second light emitting element 210 installed in a second arrangement symmetrical to the first arrangement may be located.
  • parasitic capacitance generated from a difference in electrical polarity between the first light emitting element and the second light emitting element may be reduced.
  • an electric field generated from a difference in electrical polarity between the first light emitting element and the second light emitting element may be offset.
  • the light emitting elements 210 having different arrangements and their effects will be described later in detail.
  • FIG. 2 is a schematic diagram illustrating a specific example of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 a state in which light emitting elements 230a, 230b, 230c, and 230d are installed in a symmetrical arrangement on a wiring board 100 is illustrated. This may correspond to a state in which the arrangement of the light emitting elements is parallel in one direction.
  • the light emitting elements 230a, 230b, 230c, and 230d have an asymmetric light distribution (a, b; FIG. 5 and see FIG. 6). Also, each of the light emitting devices 230a, 230b, 230c, and 230d may have an asymmetric light distribution with respect to a direction connecting the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142.
  • the first light emitting device 230a and the third light emitting device 230c may have a light distribution (a) skewed to the left. This may correspond to the first arrangement.
  • the second light emitting element 230b located between the first light emitting element 230a and the third light emitting element 230c and the fourth light emitting element 230d located on the right side of the third light emitting element 230c are on the right side. may have a light distribution (b) skewed to . This may correspond to the second arrangement.
  • This may be a result of a material property of at least one of the substrate 231 and the semiconductor layer 232 .
  • this phenomenon may occur because the crystal structure of at least one of the substrate 231 and the semiconductor layer 232 has an inclined shape.
  • each of the light emitting devices 230a, 230b, 230c, and 230d has an inclined crystal structure.
  • the first light emitting element 230a of one pixel and the second light emitting element 230b of the other pixel have a tilt symmetrical to each other can have an angle.
  • the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b may form an inclined angle in a direction away from each other.
  • the third light emitting element 230c and the fourth light emitting element 230d of the other pixel may have tilt angles symmetrical to each other.
  • FIG. 3 is a schematic diagram illustrating another specific example of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 a state in which light emitting elements 230e, 230f, 230g, and 230h are installed in a symmetrical arrangement on the wiring board 100 is shown. This may correspond to a state in which the arrangement of the light emitting elements shown in FIG. 6 is connected in parallel.
  • the light emitting elements 230e, 230f, 230g, and 230h have asymmetric light distributions (a, b) with respect to the direction connecting the first type electrode 235 and the second type electrode 237.
  • each of the light emitting elements 230e, 230f, 230g, and 230h has an asymmetric light distribution (a, b) with respect to the direction connecting the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142; FIG. 5 and FIG. 6).
  • each of the light emitting devices 230e, 230f, 230g, and 230h has an inclined crystal structure.
  • the fifth light emitting element 230e of one pixel and the sixth light emitting element 230f of the other pixel have symmetrical tilts can have an angle.
  • the fifth light emitting element 230e and the sixth light emitting element 230f may form an inclined angle in a direction closer to each other.
  • the seventh light emitting element 230g and the eighth light emitting element 230h of the other pixel may have tilt angles symmetrical to each other.
  • FIG. 4 is a diagram schematically illustrating a subpixel arrangement of FIGS. 2 and 3 .
  • FIG. 4(a) schematically illustrates a state in which a pair (pari) of the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b in the first region 230 of FIG. 2 forms an inclined angle in a direction away from each other. indicates That is, the distance between the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b may gradually increase from the lower surface of the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b to the upper surface.
  • FIG. 4(b) shows a state in which a pair (pari) of the fifth light emitting element 230e and the sixth light emitting element 230f in the third region 232 of FIG. 10 forms an inclined angle in a direction in which they approach each other. is schematically represented. That is, the distance between the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b may gradually decrease from the lower surface of the first light emitting element 230a and the second light emitting element 230b to the upper surface.
  • FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • a first light emitting element 230a and a second light emitting element 230b adjacent to each other are positioned in different arrangements, i.e., a first arrangement and a second arrangement.
  • the second light emitting element 230b and the third light emitting element 230c may also be positioned with different arrangements.
  • first light emitting device 230a and the third light emitting device 230c may be positioned in a first arrangement, and the first light emitting device 230a and the third light emitting device 230c may be positioned.
  • the two light emitting elements 230b may be positioned in a second arrangement.
  • the first light emitting device 230a, the second light emitting device 230b, and the third light emitting device 230c may all be light emitting devices emitting the same color.
  • the first light emitting device 230a, the second light emitting device 230b, and the third light emitting device 230c may all be blue light emitting devices.
  • the first arrangement may be an arrangement in which the N electrode 235 is positioned on the left side and the P electrode 237 is positioned on the right side in FIG. 5 .
  • a semiconductor layer 232 is positioned on a substrate 231, and a first-type electrode contacting the semiconductor layer 232, for example, an N-type electrode 235 and A second type electrode, for example, a P type electrode 237 may be positioned.
  • each of the light emitting devices 230a, 230b, and 230c may include a substrate 231, a semiconductor layer 232, a first type electrode 235, and a second type electrode 237.
  • each of the light emitting devices 230a, 230b, and 230c may have a different arrangement with respect to a direction in which the first type electrode 235 and the second type electrode 237 are connected.
  • each of the light emitting elements 230a, 230b, and 230c may have an asymmetric light distribution (a, b) with respect to a direction in which the first type electrode 235 and the second type electrode 237 are connected.
  • the first light emitting device 230a and the third light emitting device 230c may have a light distribution (a) skewed to the left. This may correspond to the first arrangement.
  • the second light emitting device 230b positioned between the first light emitting device 230a and the third light emitting device 230c may have a light distribution b biased to the right. This may correspond to the second arrangement.
  • This may be a result of a material property of at least one of the substrate 231 and the semiconductor layer 232 .
  • this phenomenon may occur because the crystal structure of at least one of the substrate 231 and the semiconductor layer 232 has an inclined shape. This will be described in detail below.
  • FIG. 6 is a schematic diagram showing an effect of subpixel arrangement of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • light emitting devices 230b and 230c may be installed on the wiring board 100 to form subpixels.
  • the wiring board 100 includes a first wiring electrode 123 and a second wiring electrode arranged on the wiring board 100 as described above with reference to FIG. 1 .
  • the light emitting elements 230b and 230c are located in the first pixel area and are adjacent to the first light emitting element 230b installed in a first arrangement and the first pixel area. It may be configured to include a second light emitting element 230c located in a second pixel area, and installed in a second arrangement symmetrical to the first arrangement.
  • the first light emitting device 230b and the second light emitting device 230c may include a substrate 231 , a semiconductor layer 232 , a first type electrode 235 and a second type electrode 237 .
  • the first light emitting element 230b and the second light emitting element 230c may have different arrangements in a direction in which the first type electrode 235 and the second type electrode 237 are connected.
  • the light distribution (a) biased to one side by the first arrangement and the light distribution (b) biased to the other side by the second arrangement may be combined together to form a light distribution (c) not biased towards the center. That is, the asymmetrical light distribution can be offset by the first arrangement of the first light emitting elements 230b and the second arrangement of the second light emitting elements 230c.
  • the first light emitting device 230b and the second light emitting device 230c may be light emitting devices emitting the same color, eg, blue light emitting devices, located in adjacent pixel areas.
  • the first arrangement of the first light emitting elements 230b and the second arrangement of the second light emitting elements 230c are configured symmetrically, when viewing the display from one direction, an area with weak color can be visually displayed. It is possible to compensate for the color difference of the display felt from the left/right side by reinforcing it. Accordingly, an effect of enhancing a color viewing angle may be obtained in a final product stage of a display device.
  • FIG. 7 is a schematic diagram illustrating a process of forming a subpixel arrangement according to FIG. 2 .
  • the light emitting elements 230a and 230c are first transferred to the electrode pads (#1, #3, etc.) of the odd rows of the wiring board, and then the position of the light emitting elements is rotated by 180 degrees, and then the even number of the light emitting elements on the wiring board.
  • the light emitting elements 230b and 230d may be transferred to the electrode pads (#2, #4, etc.) of the columns.
  • the light emitting devices 230a to 230d may be transferred to the transfer substrate 410 while being positioned on the wafer 500 and then transferred to the wiring substrate.
  • the transfer substrate 410 may be, for example, a blue tape.
  • the light emitting elements 230a and 230c may be transferred to the transfer substrate 410 in the same arrangement as in 1 above (a state in which the reference point M of the wafer 500 is located on the left side).
  • the light emitting elements 230a and 230c transferred to the transfer substrate 410 may be transferred to electrode pads (#1, #3, etc.) of odd rows of the wiring substrate.
  • the light emitting elements 230b and 230d are transferred to the transfer substrate 410 in a state in which the wafer 500 is rotated 180 degrees as shown in 2 below (a state in which the reference point M of the wafer 500 is located on the right side).
  • the light emitting devices 230b and 230d transferred to the transfer substrate 410 may be transferred to electrode pads (#2, #4, etc.) of even rows of the wiring substrate.
  • the light emitting devices 230a to 230h having arrangements as shown in FIGS. 2 to 4 may be transferred onto the wiring board.
  • FIG. 8 is a side view showing individual light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 9 is a schematic diagram showing tilt angles of individual light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 8 is an enlarged picture showing a side of the blue light emitting device 230 . 8 may show a sapphire substrate forming most of the thickness of the blue light emitting device 230 . As shown in FIG. 9 , the tilt angle ⁇ of the blue light emitting device 230 may be approximately 10 degrees. Also, as an example, the thickness t of the blue light emitting device 230 may be 80 ⁇ m.
  • the gallium nitride semiconductor layer positioned on the sapphire substrate may also have the same or similar tilt angle.
  • the sapphire substrate may be removed after the light emitting device is fabricated.
  • the light emitting device may have a gallium nitride-based semiconductor layer, not the substrate, having the above tilt angle.
  • the light emitting elements 210, 220, and 230 may have a cross section or side surface formed in a parallelogram shape.
  • Sapphire can be used as a growth substrate for a light emitting device made of a gallium nitride-based semiconductor.
  • sapphire has an inclined crystal plane.
  • the R-plane has a crystal plane tilted along the m-axis.
  • Ordinary sapphire can have an R-plane as a growth plane.
  • the sapphire substrate and the gallium nitride-based semiconductor grown on the crystal plane of the sapphire substrate may have such an inclined tilt angle. .
  • tilt angle may also be formed due to cutting in the direction of the crystal plane of the sapphire substrate after the light emitting device is formed of the gallium nitride-based semiconductor on the sapphire substrate.
  • 11 is a side view showing light emitting elements of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • 12 is a schematic diagram showing tilt angles of light emitting elements of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • light emitting devices that may be used in displays may have various tilt angles.
  • the light emitting device shown in FIGS. 11(A) and 12(A) may have a tilt angle of 5 degrees or less in one direction.
  • the light emitting elements shown in FIGS. 11(B) and 12(B) may have a tilt angle of 12 degrees or less in a direction opposite to the tilt angle of the light emitting elements shown in FIGS. 11(A) and 12(A). there is.
  • the light emitting elements shown in FIGS. 11(C) and 12(C) may have a tilt angle of 10 degrees or less in the same direction as the tilt angle of the light emitting elements shown in FIGS. 11(B) and 12(B). there is.
  • the light emitting element has a parallelogram structure with a side section inclined to one side, and as described above, the light emitting device may have a light emitting pattern that is uneven and skewed to one side with respect to a direction perpendicular to the plane.
  • 13 is a graph showing an example of light distribution of a light emitting device used in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 14 is a graph showing another example of light distribution of a light emitting device used in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 13 and 14 both show intensity measured along the long axis (x-axis) of the light emitting device. That is, the center of the long axis corresponds to 0 degree, and the luminous intensity is expressed on the left and right sides.
  • FIG. 13 shows light distributions for red, green, and blue light emitting devices, respectively. As shown, it can be seen that an asymmetrical light distribution is shown to the left and right of the center.
  • a light distribution having a greater luminous intensity is shown in the right portion A with respect to 0 degrees.
  • a light distribution having a greater luminous intensity is shown in the right portion B with respect to 0 degrees.
  • FIG. 15 shows a uniform light distribution in which the biased light distributions shown in FIG. 13 or 14 cancel each other out. That is, referring to FIG. 15 , it can be seen that the light distribution as shown in FIG. 13 is uniformed according to the arrangement of the light emitting devices described with reference to FIGS. 2 to 4 .
  • FIGS. 16 to 19 are graphs illustrating a process in which light distribution gradually becomes symmetrical according to stacking steps in a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • red, green, and blue lights, and spectrum division of white light mixed with these lights can be confirmed by FIG. 19 .
  • FIG. 16 is a graph showing the light distribution (light distribution) of the light emitting device itself.
  • the light distribution of the light emitting device may be substantially the same as the state of FIGS. 13 and 14 above.
  • FIG. 16 shows light distributions for red, green, and blue light emitting devices, respectively. As shown, it can be seen that an asymmetrical light distribution is shown to the left and right of the center.
  • FIG. 17 is a graph showing a state in which light emitting elements are transferred to a wiring board in a state in which they are arranged as described above. That is, in a state in which the light emitting elements are transferred to the wiring board 100 by the disposition as shown in FIGS. 2 and 3 , the light distribution of each light emitting element may show a state as shown in FIG. 17 .
  • FIG. 18 shows a state in which a cover layer is coated on the installation surface of the wiring board on which the light emitting element is installed after the light emitting element is transferred onto the wiring board by the disposition shown in FIGS. 2 and 3 . That is, light distribution is shown in a state in which the cover layer 170 as shown in FIG. 1 is formed on the light emitting elements 210, 220, and 230.
  • the intensity of red light is different from that of blue light or green light.
  • the luminous intensity of the red light, green light, and blue light is substantially uniform after the cover layer is formed.
  • a display device using a semiconductor light emitting device such as a micro LED.

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Abstract

본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 마이크로 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 면광원 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판; 상기 배선 기판 상에서 제1 픽셀 영역에 위치하는 제1 배선 전극과 제2 픽셀 영역에 위치하는 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극; 상기 제1 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자; 및 상기 제2 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제2 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 틸트각에 대하여 대칭적으로 위치할 수 있다.

Description

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치
본 발명은 디스플레이 장치 관련 기술 분야에 적용 가능하며, 예를 들어 마이크로 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 디스플레이 장치에 관한 것이다.
최근에는 디스플레이 기술 분야에서 박형, 플렉서블 등의 우수한 특성을 가지는 디스플레이 장치가 개발되고 있다. 현재 상용화된 주요 디스플레이는 LCD(Liquid Crystal Display)와 OLED(Organic Light Emitting Diodes)로 대표되고 있다.
한편, 발광 다이오드(Light Emitting Diode: LED)는 전류를 빛으로 변환시키는 것으로 잘 알려진 반도체 발광 소자로서, 1962년 GaAsP 화합물 반도체를 이용한 적색 LED가 상품화된 것을 시작으로 GaP:N 계열의 녹색 LED와 함께 정보 통신기기를 비롯한 전자장치의 표시 화상용 광원으로 이용되어 왔다.
최근, 이러한 발광 다이오드(LED)는 점차 소형화되어 마이크로미터 크기의 LED로 제작되어 디스플레이 장치의 화소나 평면 조명으로 이용되고 있다.
질화갈륨 계열 반도체가 성장되는 기판으로 사용되는 사파이어는 기울어진 결정면을 가진다. 일례로, R-면 (R-plane)은 m-축(m-axis)으로 기울어진 결정면을 가진다. 보통 사파이어는 R-면을 성장면으로 가질 수 있다. R-면은 육각기둥 결정 형상에 대하여 기울어진 면을 가지므로, 사파이어 기판 및 이 사파이어 기판의 결정면 상에서 성장되는 질화갈륨 계열의 반도체는 이와 같이 기울어진 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 사파이어 기판 상에서 질화갈륨 계열 반도체로 발광 소자가 형성된 이후에 사파이어 기판의 결정면 방향으로 절단됨에 기인하여도 이와 같은 틸트 각도가 형성될 수 있다.
이에 따라, 발광 소자가 일반적인 배치에 의하여 배선 기판 상에 장착되어 발광할 경우, 하나의 발광 소자에 대하여 두 전극 패드를 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가지는 상태로 개별 서브픽셀을 이루어 디스플레이 장치가 이루어질 수 있다.
이와 같이, 비대칭적인 광분포를 가지는 상태로 개별 서브픽셀을 이루어 디스플레이 장치가 이루어지면 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점이 발생할 수 있다.
또한, 발광 소자의 신호전극/공통전극 사이의 극성 차이에 의하여 형성되는 전기장으로 인해 의도하지 않은 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)가 발생할 수 있다.
이로 인해, 전기장이 소멸되어도, 기생 캐패시턴스의 방전(discharge)이 정상적으로 이루어지지 않아서, 이웃 발광 소자가 의도하지 않게 켜지는 상황이 발생할 수 있다.
해당 영향은 디스플레이 장치에 사용되는 발광 소자 전체 개수만큼 누적될 수 있어, 최종적으로 디스플레이 제품 단위에 고스트(ghost) 현상이 나타날 수 있다.
따라서, 이러한 문제점을 해결할 수 있는 방안이 요구되고 있다.
본 발명의 해결하고자 하는 기술적 과제는, 발광 소자의 결정성에서 기인하는 발광 소자의 치우쳐진 광분포를 상쇄시킬 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점이 해소될 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 발광 소자들의 전기적 극성 차이에서 발생하는 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 발광 소자들의 전기적 극성 차이에서 발생하는 전기장을 상쇄시킬 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 일측 방향에서 디스플레이를 볼 때 색감이 약한 영역을 시각적으로 보강하여 좌/우측에서 느끼는 디스플레이의 색감 차이를 보정할 수 있는 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공하고자 한다.
상기 목적을 달성하기 위한 제1관점으로서, 본 발명은, 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판; 상기 배선 기판 상에서 제1 픽셀 영역에 위치하는 제1 배선 전극과 제2 픽셀 영역에 위치하는 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극; 상기 제1 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자; 및 상기 제2 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제2 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 틸트각에 대하여 대칭적으로 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 전극의 위치가 서로 대칭되도록 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 각 발광 소자는 제1형 전극 및 제2형 전극을 포함하고, 상기 제1형 전극과 상기 제2형 전극을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자의 대칭적인 위치에 의하여 상기 비대칭적인 광분포를 상쇄시킬 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 사이의 중심에 대하여 대칭적으로 위치할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 동일 색상의 광을 발광할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 쌍을 이루어 반복적으로 배치될 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자의 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인할 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 단면 또는 측면이 평행사변형일 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 멀어지는 틸트각 또는 서로 가까워지는 틸트각을 가질 수 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판; 상기 배선 기판 상에서 제1 픽셀 영역에 위치하는 제1 배선 전극과 제2 픽셀 영역에 위치하는 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극; 상기 제1 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자; 및 상기 제2 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제2 발광 소자를 포함하고, 상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자는 각각 제1형 전극 및 제2형 전극을 포함하고, 상기 제1형 전극과 상기 제2형 전극을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가지고, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 비대칭적인 광분포를 상쇄시키도록 서로 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 다음과 같은 효과가 있다.
먼저, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 발광 소자의 결정성에서 기인하는 발광 소자의 치우쳐진 광분포가 서로 상쇄될 수 있다. 즉, 발광 소자들의 비대칭적인 광분포를 상쇄시킬 수 있다.
이에 따라, 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점이 해소될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 발광 소자들의 전기적 극성 차이에서 발생하는 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다.
또한, 이러한 기생 캐패시턴스에 의하여 발생할 수 있는 고스트(ghost) 현상을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 발광 소자들의 전기적 극성 차이에서 발생하는 전기장을 상쇄시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 일측 방향에서 디스플레이를 볼 때 색감이 약한 영역을 시각적으로 보강하여 좌/우측에서 느끼는 디스플레이의 색감 차이를 보정할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 최종 제품단에서 색시야각이 증진되는 효과를 얻을 수 있다.
나아가, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 여기에서 언급하지 않은 추가적인 기술적 효과들도 있다. 당업자는 명세서 및 도면의 전 취지를 통해 이해할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치의 구체적인 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치의 구체적인 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 4은 도 2 및 도 4의 서브픽셀 배치를 도식적으로 나타내는 도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치에 의한 효과를 나타내는 개략도이다.
도 7은 도 2에 따른 서브픽셀 배치를 형성하는 과정을 나타내는 개략도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자를 나타내는 측면 사진이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 10은 사파이어 결정면 및 결정방향을 도식적으로 나타내고 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들을 나타내는 측면 사진이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 15는 도 13 또는 도 14에 도시된 치우쳐진 광분포가 서로 상쇄되어 균일화된 광분포를 도시하고 있다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 적층 단계에 따라 광분포가 점차 좌우대칭이 이루어지는 과정을 나타내는 그래프이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 됨을 유의해야 한다.
나아가, 설명의 편의를 위해 각각의 도면에 대해 설명하고 있으나, 당업자가 적어도 2개 이상의 도면을 결합하여 다른 실시예를 구현하는 것도 본 발명의 권리범위에 속한다.
또한, 층, 영역 또는 기판과 같은 요소가 다른 구성요소 "상(on)"에 존재하는 것으로 언급될 때, 이것은 직접적으로 다른 요소 상에 존재하거나 또는 그 사이에 중간 요소가 존재할 수도 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
당해 명세서에서 언급된 반도체 발광 소자는 LED, 마이크로 LED 등을 포함하는 개념이며, 혼용되어 사용될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개략도이다.
도 1을 참조하면, 디스플레이 장치(10)는 배선 기판(100) 상에 개별 단위 픽셀 영역(101)이 구획되고, 이 단위 픽셀 영역(101) 내에 다수의 발광 소자(200: 210, 220, 230)가 설치되어 구성될 수 있다.
여기서, 단위 픽셀 영역(101)에 설치되는 개별 발광 소자(210, 220, 230)는 실질적으로 서브픽셀(subpixel)에 해당할 수 있다. 일례로, 세 개의 서브픽셀들이 모여서 하나의 픽셀(pixel)을 이룰 수 있다. 도 1에서 세 개의 발광 소자(210, 220, 230)는 각각 적색, 녹색 및 청색 발광 소자에 해당할 수 있다.
각 발광 소자(210, 220, 230)는 한 쌍의 전극 패드(130, 140/131, 141/132, 142)와 전기적으로 접속될 수 있다. 이 경우, 일례로, 도 1에서 일측 방향으로 배열된 전극 패드(130, 131, 132: 이하, 제1 전극 패드)는 제1 배선 전극(121, 122, 123; 신호 전극 또는 데이터 전극)과 연결될 수 있다.
또한, 타측 방향으로 배열된 전극 패드(140, 141, 142: 이하, 제2 전극 패드)는 제2 배선 전극(124; 공통 전극 또는 스캔 전극)과 연결될 수 있다. 그러나 그 반대의 경우도 가능함은 물론이다. 도 1에서, 전극 및 패드의 배치상, 신호 전극(121, 122, 123) 및 공통 전극(124)은 생략되어 있다.
한편, 경우에 따라, 제1 전극 패드(130, 131, 132)가 신호 전극(121, 122, 123)에 해당할 수 있고, 제2 전극 패드(140, 141, 142)가 공통 전극(124)에 해당할 수도 있다.
이하, 전극 패드와 배선 전극의 도면 부호는 혼용하여 설명한다. 즉, 전극 패드와 배선 전극은 동일한 도면 부호를 이용하여 설명할 수 있다.
이와 같이, 제1 배선 전극(121, 122, 123)과 제2 배선 전극(124)이 서로 교차하는 지점에서 단위 서브픽셀이 정의될 수 있다.
한편, 제1 배선 전극(121, 122, 123)이 신호 전극(또는 데이터 전극)일 경우에, 이러한 제1 배선 전극(121, 122, 123, 또는 제1 전극 패드(130, 131, 132))은 박막 트랜지스터(Thin Film Transistor(TFT))가 구비된 TFT 층(120)과 연결될 수 있다. 따라서, 이러한 TFT 층(120)에 의한 스위칭 구동에 의하여 각각의 발광 소자(210, 220, 230)가 구동될 수 있다.
도 1에서, TFT 층(120)은 간략하게 하나의 층으로 표시되어 있으나, TFT 층(120)은 스위칭 동작을 할 수 있는 다수의 TFT 영역을 포함할 수 있다. 일례로, 각 TFT 영역은 게이트 전극, 소스 전극, 드레인 전극, 이들 사이에 위치하는 절연층, 제1 배선 전극(121, 122, 123, 또는 제1 전극 패드(130, 131, 132))과 연결될 수 있는 비아 전극 등을 포함할 수 있다. 이에 대한 자세한 설명은 생략한다. 이러한 각각의 TFT 영역은 각각의 발광 소자(210, 220, 230)와 연결될 수 있다.
이러한 배선 전극(121, 122, 123, 124) 상에 다수의 발광 소자(200; 210, 220, 230)가 전기적으로 연결되어 개별 서브픽셀을 이루어서 설치될 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 이러한 발광 소자(200)는 적색 발광 소자(210), 녹색 발광 소자(220) 및 청색 발광 소자(230)를 포함할 수 있고, 이들 세 개의 발광 소자(210, 220, 230)가 개별 서브픽셀(subpixel)을 이루어 배선 기판(100) 상에 반복되어 위치할 수 있다. 이러한 발광 소자(210, 220, 230)는 유기 발광 소자 및 무기 발광 소자 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 일례로, 발광 소자(210, 220, 230)는 무기 반도체 발광 소자(Light Emmitting Diode; LED)일 수 있다.
이러한 반도체 발광 소자(LED; 200)는 마이크로미터(㎛) 단위의 크기를 가질 수 있다. 마이크로미터(㎛) 크기란 발광 소자(200)의 적어도 일면의 폭이 수 내지 수백 마이크로미터(㎛) 크기를 가짐을 의미할 수 있다.
TFT 층(120)은 기판(110) 상에 위치할 수 있고, TFT 층(120) 상에는 절연층(150)이 피복될 수 있다. 이러한 절연층(150)은 배선 전극(121, 122, 123, 124), 전극 패드(130, 131, 132/140, 141, 142)와 발광 소자(210, 220, 230) 사이의 연결 부분을 피복할 수 있다.
일례로, 개별 발광 소자(210, 220, 230)들은 격벽(160)에 의하여 서로 분리될 수 있다. 또한, 발광 소자(210, 220, 230) 및 격벽(160) 상에는 커버층(170)이 위치할 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광 소자(210, 220, 230)는 개별 서브픽셀(subpixel)을 이루어 배선 기판(100) 상에 반복되어 위치할 수 있다. 일례로, 각 픽셀 영역(101)은 배선 기판(100) 상에 반복적으로 배치될 수 있다.
이때, 픽셀 영역(101)은 길이 방향으로 하나의 데이터 전극(121, 122, 123; 제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(124; 제2 배선 전극) 라인을 따라 반복적으로 위치할 수 있다. 예를 들어, 도 1에서 좌우 방향을 따라 적색 발광 소자(210), 녹색 발광 소자(220), 및 청색 발광 소자(230)가 반복적으로 위치할 수 있다. 일례로, 청색 발광 소자(230)의 우측에는 이웃하는 픽셀 영역의 적색 발광 소자가 위치할 수 있다.
한편, 하나의 데이터 전극(제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(제2 배선 전극) 라인과 평행하게 이웃하는 다른 데이터 전극(제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(제2 배선 전극) 라인이 위치할 수 있다(도 8 참조). 이때, 이웃하는 데이터 전극(제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(제2 배선 전극) 라인에는 픽셀 영역(101)과 동일한 발광 소자(210, 220, 230)의 배치를 가지는 픽셀 영역(102; 도 8 참조)이 위치할 수 있다.
이러한 경우, 이웃하는 픽셀 영역에서 동일한 색상을 가지는 발광 소자가 이웃하여 위치할 수 있다. 예를 들어, 데이터 전극(제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(제2 배선 전극) 라인을 따라서는 적색 발광 소자(210), 녹색 발광 소자(220), 및 청색 발광 소자(230)가 반복적으로 위치할 수 있으나, 이 데이터 전극(제1 배선 전극) 라인 또는 스캔 전극(제2 배선 전극) 라인에 수직한 방향으로는 동일한 색상을 가지는 발광 소자가 반복되어 위치할 수 있다.
이때, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 두 이웃하는 발광 소자는 서로 다른 배치를 가질 수 있다. 일례로, 도 1을 참조하면, 적색 발광 소자(210), 그리고 이 적색 발광 소자(210)와 이웃하는 녹색 발광 소자(220)는 서로 다른 배치를 가질 수 있다.
일례로, 적색 발광 소자(210)는 제1 배선 전극(130)에 제1형 전극, 예를 들어, N 전극이 위치할 수 있고, 녹색 발광 소자(220)는 제1 배선 전극(131)에 제2형 전극, 예를 들어, P 전극이 위치할 수 있다. 이러한 서로 다른 배치는 녹색 발광 소자(220)와 청색 발광 소자(230) 사이에도 이루어질 수 있다.
즉, 적색 발광 소자(210)와, 이 적색 발광 소자(210)와 이웃하는 녹색 발광 소자(220)는 각 발광 소자(210, 220)의 전극 위치에 대하여 서로 대칭되는 배치를 가질 수 있다.
한편, 하나의 픽셀 영역(101)에 위치하는 발광 소자(예를 들어, 적색 발광 소자(210))와 이웃하는 픽셀 영역(102)에 위치하는 발광 소자(예를 들어, 적색 발광 소자(210))는 이와 같이 전극 위치에 대하여 서로 대칭되는 배치를 가질 수 있다.
말하자면, 배선 기판(100) 상에는 제1 픽셀 영역(101)에 위치하고 제1 배치로 설치되는 제1 발광 소자(210)와, 이 제1 픽셀 영역(101)과 이웃하는 제2 픽셀 영역(102)에 위치하고, 제1 배치와 대칭되는 제2 배치로 설치되는 제2 발광 소자(210)가 위치할 수 있다.
이와 같은 발광 소자(210)들의 제1 배치 및 제2 배치에 의하여, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자의 전기적 극성 차이에서 발생하는 기생 캐패시턴스를 감소시킬 수 있다.
또한, 이러한 발광 소자(210)들의 제1 배치 및 제2 배치에 의하여, 제1 발광 소자와 제2 발광 소자의 전기적 극성 차이에서 발생하는 전기장을 상쇄시킬 수 있다.
이러한 서로 다른 배치를 가지는 발광 소자(210)들 및 그 효과에 대해서는 자세히 후술한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치의 구체적인 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2를 참조하면, 배선 기판(100) 상에 발광 소자들(230a, 230b, 230c, 230d)이 서로 대칭적인 배치를 이루어 설치된 상태를 도시하고 있다. 이는 발광 소자의 배치가 일 방향으로 병렬적으로 이어진 상태에 해당할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 발광 소자들(230a, 230b, 230c, 230d)은 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포(a, b; 도 5 및 도 6 참조)를 가질 수 있다. 또한, 각 발광 소자들(230a, 230b, 230c, 230d)은 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)를 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가질 수 있다.
예를 들면, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c)는 좌측으로 치우친 광분포(a)를 가질 수 있다. 이는 제1 배치에 대응할 수 있다. 또한, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c) 사이에 위치하는 제2 발광 소자(230b)와 제3 발광 소자(230c)의 우측에 위치하는 제4 발광 소자(230d)는 우측으로 치우친 광분포(b)를 가질 수 있다. 이는 제2 배치에 대응할 수 있다.
이는 기판(231)과 반도체층(232) 중 적어도 어느 하나가 가지는 물질적 특성에 기인한 결과일 수 있다. 예를 들어, 기판(231)과 반도체층(232) 중 적어도 어느 하나의 결정 구조가 기울어진 형상을 가지기 때문에 이와 같은 현상이 발생할 수 있다.
도 2에서는 이와 같이 각 발광 소자(230a, 230b, 230c, 230d)가 기울어진 결정 구조를 가지는 상태를 나타내고 있다. 특히, 이웃하는 두 픽셀이 쌍을 이루는 영역(이하, 제1 영역; 230)을 고려하면, 일측 픽셀의 제1 발광 소자(230a) 및 타측 픽셀의 제2 발광 소자(230b)는 서로 대칭되는 틸트각을 가질 수 있다. 일례로, 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b)는 서로 멀어지는 방향으로 경사진 각도를 이룰 수 있다. 또한, 제1 영역(230)에 이웃하는 제2 영역(231)에서도 제3 발광 소자(230c) 및 타측 픽셀의 제4 발광 소자(230d)는 서로 대칭되는 틸트각을 가질 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치의 구체적인 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, 배선 기판(100) 상에 발광 소자들(230e, 230f, 230g, 230h)이 서로 대칭적인 배치를 이루어 설치된 상태를 도시하고 있다. 이는 도 6에서 도시하는 발광 소자의 배치가 병렬적으로 이어진 상태에 해당할 수 있다.
위에서 언급한 바와 같이, 발광 소자들(230e, 230f, 230g, 230h)은 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포(a, b)를 가질 수 있다. 또한, 각 발광 소자들(230e, 230f, 230g, 230h)은 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)를 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포(a, b; 도 5 및 도 6 참조)를 가질 수 있다.
도 3에서는 이와 같이 각 발광 소자(230e, 230f, 230g, 230h)가 기울어진 결정 구조를 가지는 상태를 나타내고 있다. 특히, 이웃하는 두 픽셀이 쌍을 이루는 영역(이하, 제3 영역; 232)을 고려하면, 일측 픽셀의 제5 발광 소자(230e) 및 타측 픽셀의 제6 발광 소자(230f)는 서로 대칭되는 틸트각을 가질 수 있다. 일례로, 제5 발광 소자(230e)와 제6 발광 소자(230f)는 서로 가까워지는 방향으로 경사진 각도를 이룰 수 있다. 또한, 제3 영역(232)에 이웃하는 제4 영역(233)에서도 제7 발광 소자(230g) 및 타측 픽셀의 제8 발광 소자(230h)는 서로 대칭되는 틸트각을 가질 수 있다.
도 4는 도 2 및 도 3의 서브픽셀 배치를 도식적으로 나타내는 도이다.
도 4(a)는 도 2의 제1 영역(230)에서 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b)의 쌍(pari)이 서로 멀어지는 방향으로 경사진 각도를 이루는 상태를 도식적으로 나타내고 있다. 즉, 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b)의 하면에서 상면으로 갈수록 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b) 사이의 거리는 점점 멀어질 수 있다.
또한, 도 4(b)는 도 10의 제3 영역(232)에서 제5 발광 소자(230e)와 제6 발광 소자(230f)의 쌍(pari)이 서로 가까워지는 방향으로 경사진 각도를 이루는 상태를 도식적으로 나타내고 있다. 즉, 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b)의 하면에서 상면으로 갈수록 제1 발광 소자(230a)와 제2 발광 소자(230b) 사이의 거리는 점점 가까워질 수 있다.
위에서 설명한 바와 같이, 발광 소자들이 이웃하는 픽셀과 쌍을 이루어 대칭적으로 위치하면 발광 소자의 결정 구조에 기인하는 치우쳐진 광분포(a, b)가 서로 상쇄될 수 있다. 즉, 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점이 해소될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치를 나타내는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 서로 이웃하는 제1 발광 소자(230a) 및 제2 발광 소자(230b)가 서로 다른 배치인 제1 배치 및 제2 배치를 가지고 위치하는 상태를 도시하고 있다. 또한, 제2 발광 소자(230b) 및 제3 발광 소자(230c)도 서로 다른 배치를 가지고 위치할 수 있다.
예를 들어, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c)는 제1 배치를 가지고 위치할 수 있고, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c) 사이에 위치하는 제2 발광 소자(230b)는 제2 배치를 가지고 위치할 수 있다.
이때, 제1 발광 소자(230a), 제2 발광 소자(230b) 및 제3 발광 소자(230c)는 모두 동일한 색상을 발광하는 발광 소자들일 수 있다. 일례로, 제1 발광 소자(230a), 제2 발광 소자(230b) 및 제3 발광 소자(230c)는 모두 청색 발광 소자들일 수 있다.
여기서 제1 배치는 도 5에서 좌측에 N 전극(235)이 위치하고 우측에 P 전극(237)이 위치하는 배치일 수 있다. 각 발광 소자(230a, 230b, 230c)에서 기판(231) 상에 반도체층(232)이 위치하고, 이 반도체층(232)과 접촉하는 제1형 전극, 예를 들어, N형 전극(235) 및 제2형 전극, 예를 들어, P형 전극(237)이 위치할 수 있다.
즉, 각 발광 소자(230a, 230b, 230c)는 기판(231), 반도체층(232), 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 포함할 수 있다. 이때, 각 발광 소자(230a, 230b, 230c)는 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 연결하는 방향에 대하여 서로 다른 배치를 가질 수 있다.
도 5를 참조하면, 각 발광 소자(230a, 230b, 230c)는 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포(a, b)를 가질 수 있다. 예를 들면, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c)는 좌측으로 치우친 광분포(a)를 가질 수 있다. 이는 제1 배치에 대응할 수 있다. 또한, 제1 발광 소자(230a) 및 제3 발광 소자(230c) 사이에 위치하는 제2 발광 소자(230b)는 우측으로 치우친 광분포(b)를 가질 수 있다. 이는 제2 배치에 대응할 수 있다.
이는 기판(231)과 반도체층(232) 중 적어도 어느 하나가 가지는 물질적 특성에 기인한 결과일 수 있다. 예를 들어, 기판(231)과 반도체층(232) 중 적어도 어느 하나의 결정 구조가 기울어진 형상을 가지기 때문에 이와 같은 현상이 발생할 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치에 의한 효과를 나타내는 개략도이다.
도 6을 참조하면, 배선 기판(100) 상에 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자(230b, 230c)가 구비될 수 있다.
이때, 하측의 도 6(B)를 참조하면, 배선 기판(100)은 위에서 도 1을 참조하여 설명한 바와 같이, 배선 기판(100) 상에 배열되는 제1 배선 전극(123)과 제2 배선 전극(124)을 포함하는 배선 전극(123, 124)을 포함하고, 각 단위 픽셀 영역에서 발광 소자(230b, 230c)는 제1 배선 전극(123)과 제2 배선 전극(124)에 전기적으로 접속되어 설치될 수 있다. 즉, 도 6의 서브픽셀 배치는 도 1의 청색 발광 소자(230)의 경우에 해당할 수 있다.
여기서, 도 6(A) 및 (B)를 함께 참조하면, 발광 소자(230b, 230c)는 제1 픽셀 영역에 위치하고 제1 배치로 설치되는 제1 발광 소자(230b) 및 제1 픽셀 영역과 이웃하는 제2 픽셀 영역에 위치하고, 제1 배치와 대칭되는 제2 배치로 설치되는 제2 발광 소자(230c)를 포함하여 구성될 수 있다.
제1 발광 소자(230b)와 제2 발광 소자(230c)는 기판(231), 반도체층(232), 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 발광 소자(230b)와 제2 발광 소자(230c)는 제1형 전극(235) 및 제2형 전극(237)을 연결하는 방향에 대하여 서로 다른 배치를 가질 수 있다.
이에 따라, 제1 배치에 의하여 일측으로 치우친 광분포(a)와 제2 배치에 의하여 타측으로 치우친 광분포(b)는 서로 합쳐져서 중앙측을 향한 치우치지 않은 광분포(c)를 가질 수 있다. 즉, 이러한 제1 발광 소자(230b)의 제1 배치와 제2 발광 소자(230c)의 제2 배치에 의하여 비대칭적인 광분포를 상쇄시킬 수 있다.
이때, 위에서 설명한 바와 같이, 제1 발광 소자(230b)와 제2 발광 소자(230c)는 서로 이웃하는 픽셀 영역에 위치하는 동일한 색상을 발광하는 발광 소자, 예를 들면, 청색 발광 소자일 수 있다.
PN 접합(junction) 구조로 되어있는 발광 다이오드(LED)에 정전압을 인가할 때 전하와 정공이 P-영역과 N-영역이 맞닿은 부근 영역에서 재결합하여 빛을 방출하게 된다. 이때, 가장 많은 빛이 발광하는 부분은 P-영역과 N-영역이 맞닿는 영역 한가운데가 아닌 다른 영역에 치우쳐 있다. 따라서, 이러한 LED로 디스플레이를 제작하면 디스플레이의 보는 방향에 따라 색감이 다르게 보일 수 있다.
그러나, 위에서 설명한 바와 같이, 제1 발광 소자(230b)의 제1 배치와 제2 발광 소자(230c)의 제2 배치를 대칭적으로 구성하면, 일측 방향에서 디스플레이를 볼 때 색감이 약한 영역을 시각적으로 보강하여 좌/우측에서 느끼는 디스플레이의 색감 차이를 보정할 수 있다. 따라서, 디스플레이 장치의 최종 제품단에서 색시야각이 증진되는 효과를 얻을 수 있다.
또한, 제1 발광 소자(230b)와 제2 발광 소자(230c)의 대칭적 배치에 의하여 발광 소자(230b, 230c)의 극성 차이에 의해 형성되는 전기장을 제거할 수 있어, 기생 캐패시턴스(parasitic capacitance)의 발생을 방지할 수 있다. 또한, 이러한 기생 캐패시턴스에 의하여 발생할 수 있는 고스트(ghost) 현상을 개선할 수 있다.
도 7은 도 2에 따른 서브픽셀 배치를 형성하는 과정을 나타내는 개략도이다.
이와 같이 발광 소자들이 서로 다른 배치를 가지도록 전사하는 방법의 일례를 도 7을 참조하여 간략히 설명한다.
예를 들면, 배선 기판의 홀수 열의 전극 패드(#1, #3, 등)에 발광 소자들(230a, 230c)을 먼저 전사하고, 이후, 발광 소자들의 위치를 180도 회전시킨 후 배선 기판의 짝수 열의 전극 패드(#2, #4, 등)에 발광 소자(230b, 230d)를 전사할 수 있다.
발광 소자들(230a 내지 230d)은 웨이퍼(500) 상에 위치하는 상태에서 전사 기판(410)으로 전사된 후에 배선 기판에 전사될 수 있다. 여기서 전사 기판(410)은 일례로 블루 테이프일 수 있다.
먼저, 상측의 ①과 같은 배치의 상태(웨이퍼(500)의 기준점 M이 좌측에 위치하는 상태)에서 발광 소자들(230a, 230c)이 전사 기판(410)에 전사될 수 있다.
이어서, 전사 기판(410)에 전사된 발광 소자들(230a, 230c)은 배선 기판의 홀수 열의 전극 패드(#1, #3, 등)에 전사될 수 있다.
이후, 하측의 ②과 같이 웨이퍼(500)를 180도 회전시킨 상태(웨이퍼(500)의 기준점 M이 우측에 위치하는 상태)에서 발광 소자들(230b, 230d)이 전사 기판(410)에 전사될 수 있다.
이어서, 전사 기판(410)에 전사된 발광 소자들(230b, 230d)은 배선 기판의 짝수 열의 전극 패드(#2, #4, 등)에 전사될 수 있다.
이와 같은 과정에 의하여, 도 2 내지 도 4에서 도시하는 바와 같은 배치를 가지는 발광 소자들(230a 내지 230h)을 배선 기판 상에 전사할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자를 나타내는 측면 사진이다. 또한, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 8은 청색 발광 소자(230)의 측면을 나타내는 확대 사진이다. 도 8은 이러한 청색 발광 소자(230)의 대부분의 두께를 이루는 사파이어 기판을 나타낼 수 있다. 도 9에서 나타내는 바와 같이, 청색 발광 소자(230)의 틸트 각도(α)는 대략 10도일 수 있다. 또한, 일례로, 청색 발광 소자(230)의 두께(t)는 80 ㎛일 수 있다.
그러나 사파이어 기판 상에 위치하는 질화갈륨 반도체층도 동일 또는 유사한 틸트 각도를 가질 수 있다. 경우에 따라, 발광 소자가 제작된 이후에 사파이어 기판이 제거되는 경우도 있으며, 이때, 발광 소자는 기판이 아닌 질화갈륨 계열 반도체층이 위와 같은 틸트 각도를 가질 수 있다.
이와 같이, 발광 소자(210, 220, 230)는 단면 또는 측면이 평행사변형으로 형성될 수 있다.
도 10은 사파이어 결정면 및 결정방향을 도식적으로 나타내고 있다. 사파이어는 질화갈륨 계열의 반도체로 이루어지는 발광 소자의 성장 기판으로 이용될 수 있다.
도시하는 바와 같이, 사파이어는 기울어진 결정면을 가진다. 일례로, R-면 (R-plane)은 m-축(m-axis)으로 기울어진 결정면을 가진다. 보통 사파이어는 R-면을 성장면으로 가질 수 있다. 도 10을 참조하면, R-면은 육각기둥 결정 형상에 대하여 기울어진 면을 가지므로, 사파이어 기판 및 이 사파이어 기판의 결정면 상에서 성장되는 질화갈륨 계열의 반도체는 이와 같이 기울어진 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 사파이어 기판 상에서 질화갈륨 계열 반도체로 발광 소자가 형성된 이후에 사파이어 기판의 결정면 방향으로 절단됨에 기인하여도 이와 같은 틸트 각도가 형성될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들을 나타내는 측면 사진이다. 또한, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 디스플레이에 이용될 수 있는 발광 소자들은 다양한 틸트 각도를 가질 수 있다. 일례로, 도 11(A) 및 도 12(A)에서 도시하는 발광 소자는 일측 방향으로 5도 이하의 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 도 11(B) 및 도 12(B)에서 도시하는 발광 소자는 도 11(A) 및 도 12(A)에서 도시하는 발광 소자의 틸트각과 반대 방향으로 12도 이하의 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 도 11(C) 및 도 12(C)에서 도시하는 발광 소자는 도 11(B) 및 도 12(B)에서 도시하는 발광 소자의 틸트각과 동일한 방향으로 10도 이하의 틸트 각도를 가질 수 있다.
이와 같이, 발광 소자는 측단면이 한쪽으로 기울어진 평행사변형체 구조를 가지게 되어, 위에서 설명한 바와 같이, 발광 방향이 면에 수직인 방향에 대하여 고르지 않고 한쪽으로 치우친 발광 패턴을 가질 수 있다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 13 및 도 14는 모두 발광 소자의 장축(x-axis)에 따라 측정된 광도(Intensity)를 나타내고 있다. 즉, 장축의 중심부가 0도에 해당하고, 그 좌우측에 광도가 표현되어 있다.
도 13은 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광 소자에 대하여 각각 광분포를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 중심부의 좌우측으로 비대칭적인 광분포를 보이는 것을 알 수 있다.
도 13을 참조하면, 0도를 기준으로 우측 부분(A)에 더 큰 광도를 가지는 광분포를 보인다. 마찬가지로, 도 14를 참조하면 0도를 기준으로 우측 부분(B)에 더 큰 광도를 가지는 광분포를 보인다.
도 15는 도 13 또는 도 14에 도시된 치우쳐진 광분포가 서로 상쇄되어 균일화된 광분포를 도시하고 있다. 즉, 도 15를 참조하면, 도 13과 같은 광분포가 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 소자의 배치에 따라 균일화된 것을 알 수 있다.
이와 같이, 발광 소자들이 이웃하는 픽셀과 쌍을 이루어 대칭적으로 위치하면 발광 소자의 결정 구조에 기인하는 치우쳐진 광분포(a, b)가 서로 상쇄되어 균일한 광분포를 이룰 수 있다.
이에 따라, 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점 또한 해소될 수 있다.
도 16 내지 도 19는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 적층 단계에 따라 광분포가 점차 좌우대칭이 이루어지는 과정을 나타내는 그래프이다. 도 16 내지 도 18에서 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 광, 그리고 이들 광이 혼합된 백색 광의 스펙트럼의 구분은 도 19에 의하여 확인할 수 있다.
일례로, 도 16은 발광 소자 자체의 광분포(배광 분포)를 나타내는 그래프이다. 이러한 발광 소자의 배광 분포는 위에서 도 13 및 도 14의 상태와 실질적으로 동일할 수 있다.
즉, 도 16은 적색(Red), 녹색(Green) 및 청색(Blue) 발광 소자에 대하여 각각 광분포를 나타내고 있다. 도시하는 바와 같이, 중심부의 좌우측으로 비대칭적인 광분포를 보이는 것을 알 수 있다.
도 17은 발광 소자가 위에서 설명한 바와 같이 배치된 상태로 배선 기판에 전사된 상태를 나타내는 그래프이다. 즉, 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같은 배치에 의하여 발광 소자들이 배선 기판(100)에 전사된 상태에서 각 발광 소자의 배광 분포는 도 17과 같은 상태를 보일 수 있다.
이와 같이, 발광 소자의 대칭적인 배치에 따라 발광 소자의 비대칭적인 광분포가 대부분 해결된 것을 볼 수 있다. 즉, 도 16에서 나타나는 중심부(0도)의 좌우측으로 비대칭적인 광분포가 대칭적으로 변화한 것을 알 수 있다.
도 18은 발광 소자가 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같은 배치에 의하여 배선 기판 상에 전사된 후, 발광 소자가 설치된 배선 기판의 설치면에 커버층을 코팅한 상태를 나타내고 있다. 즉, 도 1에서 도시하는 바와 같은 커버층(170)이 발광 소자들(210, 220, 230) 상에 형성된 상태에서 배광 분포를 나타내고 있다.
도 17의 상태에서는 적색 광의 광도(intensity)는 청색 광이나 녹색 광에 비하여 차이가 존재함을 알 수 있다. 그러나 커버층이 형성된 후에 이들 적색 광, 녹색 광 및 청색 광의 광도는 실질적으로 균일화되는 것을 확인할 수 있다.
도 19는 커버층 상에 커버 필름을 위치시킨 상태의 스펙트럼을 나타낸다. 이러한 커버 필름을 위치시킨 후 적색 광, 녹색 광 및 청색 광 사이에 미세하게 존재하던 광도의 차이가 더 줄어들어 균일한 광이 방출됨을 알 수 있다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다.
따라서, 본 발명에 개시된 실시 예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
본 발명에 의하면 마이크로 LED와 같은 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.

Claims (18)

  1. 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판;
    상기 배선 기판 상에서 제1 픽셀 영역에 위치하는 제1 배선 전극과 제2 픽셀 영역에 위치하는 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극;
    상기 제1 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자; 및
    상기 제2 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제2 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고,
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 틸트각에 대하여 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 전극의 위치가 서로 대칭되도록 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제2항에 있어서, 상기 각 발광 소자는 제1형 전극 및 제2형 전극을 포함하고, 상기 제1형 전극과 상기 제2형 전극을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제3항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자의 대칭적인 위치에 의하여 상기 비대칭적인 광분포를 상쇄시키는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 사이의 중심에 대하여 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 동일 색상의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  7. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 쌍을 이루어 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자의 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 단면 또는 측면이 평행사변형인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 멀어지는 틸트각 또는 서로 가까워지는 틸트각을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  11. 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판;
    상기 배선 기판 상에서 제1 픽셀 영역에 위치하는 제1 배선 전극과 제2 픽셀 영역에 위치하는 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극;
    상기 제1 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제1 발광 소자; 및
    상기 제2 배선 전극에 전기적으로 연결되는 제2 발광 소자를 포함하고,
    상기 제1 발광 소자 및 상기 제2 발광 소자는 각각 제1형 전극 및 제2형 전극을 포함하고, 상기 제1형 전극과 상기 제2형 전극을 연결하는 방향에 대하여 비대칭적인 광분포를 가지고,
    상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 비대칭적인 광분포를 상쇄시키도록 서로 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 틸트각에 대하여 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  14. 제12항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자의 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  15. 제12항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 멀어지는 틸트각 또는 서로 가까워지는 틸트각을 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  16. 제11항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 상기 제1 픽셀 영역과 상기 제2 픽셀 영역 사이의 중심에 대하여 대칭적으로 위치하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 동일 색상의 광을 발광하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 제1 발광 소자와 상기 제2 발광 소자는 서로 쌍을 이루어 반복적으로 배치되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
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