WO2023075059A1 - 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 - Google Patents

반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치 Download PDF

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WO2023075059A1
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display device
electrode
tilt angle
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장명훈
김양현
류승호
원종화
김동현
신종곤
백기문
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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 capable of correcting 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 pair of wiring electrodes arranged in each unit pixel area on the wiring board; a pair of electrode pads respectively connected to the pair of wire electrodes; and a light emitting element electrically connected to the pair of electrode pads and installed to form a subpixel, wherein the light emitting element has a tilt angle with a side surface inclined to one side, and the pair of electrode pads have different thicknesses.
  • a display device using a light emitting element characterized in that the difference in thickness of the electrode pad is for compensating for the tilt angle.
  • the display device using a light emitting element characterized in that the tilt angle is an angle with respect to a vertical direction of a main plane of the wiring board.
  • a display device using a light emitting element characterized in that the difference in thickness of the electrode pad is set in a direction in which the tilt angle decreases.
  • the light emitting device characterized in that the electrode pad includes a first electrode pad and a second electrode pad, and at least one of the first electrode pad and the second electrode pad includes a thickness compensator. display device used.
  • the display device using a light emitting element, characterized in that for compensating the tilt angle of the thickness compensator.
  • a display device using a light emitting element characterized in that a difference in thickness between the first pad and the second pad corresponds to a tilt angle of the light emitting element.
  • the tilt angle is a display device using a light emitting element, characterized in that due to the crystallinity of the semiconductor material of the light emitting element.
  • the display device using a light emitting element characterized in that the cross section or side surface of the light emitting element is a parallelogram.
  • the display device using the light emitting element characterized in that the light emitting element has an asymmetric light distribution according to the tilt angle, and the difference in thickness of the electrode pad corrects the asymmetric light distribution.
  • the present invention provides a wiring substrate in which a plurality of unit pixel regions are defined; first wiring electrodes and second wiring electrodes arranged in each unit pixel area on the wiring board; a first electrode pad and a second electrode pad respectively connected to the first wire electrode and the second wire electrode; and a light emitting element electrically connected to and installed to the first electrode pad and the second electrode pad to form a subpixel, wherein the light emitting element has a side surface inclined to one side, and the first pad and the first electrode pad have a tilt angle.
  • the second pad may have a thickness corresponding to the tilt angle of the light emitting device.
  • a display device using a light emitting element characterized in that the thickness difference between the first pad and the second pad compensates for the tilt angle.
  • a display device using a light emitting element characterized in that a thickness difference between the first pad and the second pad is set in a direction in which the tilt angle decreases.
  • the light emitting element has an asymmetrical light distribution according to the tilt angle, and a thickness difference between the first pad and the second pad corrects the asymmetrical light distribution. display device used.
  • biased light distribution of a light emitting device caused by the crystallinity of the light emitting device can be corrected. That is, the asymmetrical light distribution of the light emitting elements can be symmetrically corrected.
  • 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 showing an example of a state in which a light emitting element is installed on an electrode pad of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of a state in which a light emitting element is installed on an electrode pad of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 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. 5 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. 6 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. 7 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. 9 is a side view showing light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 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.
  • FIG. 11 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. 12 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. 13 is a schematic diagram illustrating tilt angle compensation of a light emitting device of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 14 shows a uniform light distribution in which the skewed light distributions shown in FIG. 11 or 12 cancel each other out.
  • 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.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a state in which a light emitting element is installed on an electrode pad of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • 2(A) shows a state in which the red light emitting element 210 is electrically connected to and installed on the electrode pads 130 and 140, and FIG. 141) is electrically connected and installed.
  • 2(C) shows a state in which the blue light emitting element 230 is electrically connected and installed on the electrode pads 132 and 142 .
  • FIG. 2(A) a state in which a red light emitting device 210 is electrically connected and installed on a pair of electrode pads 130 and 140 having different thicknesses located on a TFT layer 120 is shown.
  • the two electrode pads 130 and 140 are shown as being positioned on the TFT layer 120, but the present invention is not limited thereto, and the two electrode pads 130 and 140 are positioned as subpixels on the wiring board 100. It can be located in the area defining.
  • the side of the light emitting device 210 may have a tilt angle inclined to one side.
  • the tilt angle of the light emitting device 210 may be a result of material characteristics of a material constituting the light emitting device 210 . This will be described later in detail.
  • the pair of electrode pads 130 and 140 may include a first electrode pad 130 and a second electrode pad 140 .
  • the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140 may have different thicknesses. Accordingly, the installation height of the light emitting element 210 may be different from one side and the other side.
  • the thickness (a) of the first electrode pad 130 is greater than the thickness of the second electrode pad 140.
  • the thickness difference between the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140 may be to compensate for the tilt angle of the light emitting element 310 .
  • the tilt angle may be an angle with respect to a vertical direction of the main plane of the wiring board 100 (the main plane of the TFT layer 120 in FIG. 2A).
  • the thickness difference between the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140 may be set in a direction in which the tilt angle becomes smaller.
  • the light emitting element 210 may have an inclined side angle (tilt angle), and this inclined side angle is caused by a difference in thickness between the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140.
  • tilt angle tilt angle
  • the inclined tilt angle of the light emitting element 210 may be made to be vertical due to the thickness difference between the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140 .
  • the light distribution of the light emitting element 210 may be asymmetric with respect to the light emitting surface of the light emitting element 210 due to the inclined tilt angle of the light emitting element 210, the first electrode pad 130 and the second electrode pad 140 ), such an asymmetric light distribution can be symmetrically compensated by the difference in thickness.
  • FIG. 2(B) it shows a state in which the green light emitting device 220 is electrically connected and installed on a pair of electrode pads 131 and 141 having different thicknesses located on the TFT layer 120.
  • the two electrode pads 131 and 141 are shown as being positioned on the TFT layer 120, but the present invention is not limited thereto, and the two electrode pads 131 and 141 are positioned as subpixels on the wiring board 100. It can be located in the area defining.
  • the pair of electrode pads 131 and 141 may include a first electrode pad 131 and a second electrode pad 141 .
  • the first electrode pad 131 and the second electrode pad 141 may have different thicknesses. Accordingly, the installation height of the green light emitting device 220 may be different from one side to the other side.
  • the thickness b of the first electrode pad 131 is greater than the thickness of the second electrode pad 141.
  • the thickness difference between the first electrode pad 131 and the second electrode pad 141 may be for compensating for a tilt angle of the green light emitting device 220 .
  • the light distribution of the light emitting element 220 may be asymmetric with respect to the light emitting surface of the light emitting element 220 due to the inclined tilt angle of the light emitting element 220, the first electrode pad 131 and the second electrode pad 141 ), such an asymmetric light distribution can be symmetrically compensated by the difference in thickness.
  • FIG. 2(C) it shows a state in which the blue light emitting device 230 is electrically connected and installed on a pair of electrode pads 132 and 142 having different thicknesses located on the TFT layer 120.
  • the two electrode pads 132 and 142 are shown as being positioned on the TFT layer 120, but the present invention is not limited thereto, and the two electrode pads 132 and 142 are located at subpixel positions on the wiring board 100. It can be located in the area defining.
  • the pair of electrode pads 132 and 142 may include a first electrode pad 132 and a second electrode pad 142 .
  • the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142 may have different thicknesses. Accordingly, the installation height of the blue light emitting device 230 may be different from one side and the other side.
  • the thickness c of the first electrode pad 132 is greater than that of the second electrode pad 142 .
  • the thickness difference between the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142 may be to compensate for a tilt angle of the blue light emitting element 230 .
  • the light distribution of the light emitting element 230 may be asymmetric with respect to the light emitting surface of the light emitting element 230 due to the inclined tilt angle of the light emitting element 230, the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142 ), such an asymmetric light distribution can be symmetrically compensated by the difference in thickness.
  • FIG. 3 is a schematic diagram showing another example of a state in which a light emitting element is installed on an electrode pad of a display device using a semiconductor light emitting element according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 a state in which the blue light emitting device 230 is electrically connected and installed on a pair of electrode pads 132 and 142 having different thicknesses located on the TFT layer 120 is shown.
  • the thickness of the first electrode pad 132 is thicker than the thickness of the second electrode pad 142 by D.
  • a portion that causes a thickness difference in the first electrode pad 132 may be referred to as a thickness compensating portion (D).
  • the thickness difference D between the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142, that is, the thickness compensator D may compensate for a tilt angle of the blue light emitting device 230.
  • the light distribution of the light emitting element 230 may be asymmetric with respect to the light emitting surface of the light emitting element 230 due to the inclined tilt angle of the light emitting element 230, the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142 ), such an asymmetric light distribution can be symmetrically compensated by the difference in thickness.
  • the thickness compensating part D may be formed to compensate for the tilt angle of the blue light emitting device 230 .
  • the thickness compensator D has been exemplarily described for the blue light emitting device 230 , it is needless to say that it can be equally applied to the red light emitting device 210 and the green light emitting device 220 .
  • FIG. 4 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. 4 .
  • 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 later in detail.
  • FIG. 5 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 the final product stage of the display device.
  • FIG. 6 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.
  • 7 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.
  • 6 is an enlarged picture showing a side of the blue light emitting device 230 . 6 may show a sapphire substrate forming most of the thickness of the blue light emitting device 230 . As shown in FIG. 7 , 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 tilt angle as described above for the gallium nitride-based semiconductor layer, not the substrate.
  • 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 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.
  • FIG. 9 is a side view showing light emitting devices of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • 10 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. 9(A) and 10(A) may have a tilt angle of 5 degrees or less in one direction.
  • the light emitting elements shown in FIGS. 9(B) and 10(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. 9(A) and 10(A). there is.
  • the light emitting elements shown in FIGS. 9(C) and 10(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. 9(B) and 10(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.
  • the light emitting elements 210, 220, and 230 having tilt angles are formed by electrode pads 130, 131, 132/140, 141, and 142 having different thicknesses as shown in FIGS. 2 and 3.
  • the tilt angle can be compensated for.
  • light emitting patterns of the light emitting devices 210, 220, and 230 that are biased according to the tilt angle may be compensated for.
  • 11 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.
  • 12 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.
  • 11 and 12 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. 11 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 degree.
  • FIG. 13 is a schematic diagram illustrating tilt angle compensation of a light emitting device of a display device using a semiconductor light emitting device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 13 may be substantially the same as that of FIG. 3 described with reference to the above. That is, referring to FIG. 13 , a state in which the blue light emitting device 230 is electrically connected and installed on a pair of electrode pads 132 and 142 having different thicknesses located on the TFT layer 120 is shown.
  • the thickness of the first electrode pad 132 is thicker than the thickness of the second electrode pad 142 by D.
  • a portion that causes a thickness difference in the first electrode pad 132 may be referred to as a thickness compensating portion (D).
  • the angle of the light emitting surface of the light emitting element 230 or the installation surface parallel to the light emitting surface is the main plane of the wiring board 100. (or the main plane of the TFT layer 120) may form a certain angle ⁇ .
  • this predetermined angle ⁇ may be the same as the tilt angle of the light emitting device 230 .
  • the thickness compensator D may compensate the tilt angle of the light emitting element 230 by allowing the light emitting surface of the light emitting element 230 to form a predetermined angle ⁇ with respect to the main plane of the wiring board 100 .
  • the side angle R of the light emitting element 230 with respect to the main plane of the wiring board 100 may substantially form a right angle.
  • the side angle R of the light emitting element 230 with respect to the main plane of the wiring board 100 may be an angle close to a right angle even if it is not an exact right angle.
  • the light distribution pattern of the light emitting element 230 may be symmetrically formed by compensating for the tilt angle of the light emitting element 230 .
  • the operation due to the difference in thickness between the first electrode pad 132 and the second electrode pad 142 and the operation of the thickness compensating unit D have been exemplarily described for the blue light emitting element 230, but the red light emitting element Of course, the same can be applied to 210 and the green light emitting element 220.
  • FIG. 14 shows a uniform light distribution in which the skewed light distributions shown in FIG. 11 or 12 cancel each other out. That is, referring to FIG. 14 , it can be seen that the light distribution as shown in FIG. 11 is uniformed according to the arrangement of the light emitting devices described with reference to FIGS. 2 to 4 .
  • the light emitting elements 210, 220, 230) biased light distributions (a, b) due to the crystal structure can be corrected to achieve a uniform light distribution.
  • 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 디스플레이 장치에 관한 것이다. 이러한 본 발명은, 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판; 상기 배선 기판 상에 배열되는 제1 배선 전극과 제2 배선 전극을 포함하는 배선 전극; 및 상기 각 단위 픽셀 영역에서 상기 제1 배선 전극과 상기 제2 배선 전극에 전기적으로 접속되어 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는, 제1 픽셀 영역에 위치하고 제1 배치로 설치되는 제1 발광 소자; 및 상기 제1 픽셀 영역과 이웃하는 제2 픽셀 영역에 위치하고, 상기 제1 배치와 대칭되는 제2 배치로 설치되는 제2 발광 소자를 포함하여 구성될 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 보정할 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, 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 상의 각 단위 픽셀 영역에 배열되는 한 쌍의 배선 전극; 상기 한 쌍의 배선 전극에 각각 연결되는 한 쌍의 전극 패드; 및 상기 한 쌍의 전극 패드에 전기적으로 접속되어 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고, 상기 한 쌍의 전극 패드는 두께가 서로 다를 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 틸트각은 상기 배선 기판의 주 평면의 수직 방향에 대한 각도인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 틸트각이 작아지는 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 전극 패드는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 포함하고, 상기 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드 중 적어도 어느 하나는 두께 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 두께 보상부는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 발광 소자의 틸트각에 대응된 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자는 단면 또는 측면이 평행사변형인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자는 상기 틸트각에 의하여 비대칭적인 광분포를 가지고, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 비대칭적인 광분포를 보정하 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
상기 목적을 달성하기 위한 제2관점으로서, 본 발명은, 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판; 상기 배선 기판 상의 각 단위 픽셀 영역에 배열되는 제1 배선 전극 및 제2 배선 전극; 상기 제1 배선 전극 및 제2 배선 전극에 각각 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및 상기 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드에 전기적으로 접속되어 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자를 포함하고, 상기 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 발광 소자의 틸트각에 대응되는 두께를 가질 수 있다.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 틸트각이 작아지는 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
예시적인 실시예로서, 상기 발광 소자는 상기 틸트각에 의하여 비대칭적인 광분포를 가지고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 비대칭적인 광분포를 보정하는 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 광분포를 보정할 수 있다. 즉, 발광 소자들의 비대칭적인 광분포가 대칭적으로 보정될 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, 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 전극 패드 상에 발광 소자가 설치된 상태의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 전극 패드 상에 발광 소자가 설치된 상태의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치를 나타내는 개략도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치에 의한 효과를 나타내는 개략도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자를 나타내는 측면 사진이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 8은 사파이어 결정면 및 결정방향을 도식적으로 나타내고 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들을 나타내는 측면 사진이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 일례를 나타내는 그래프이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자의 틸트각 보상을 설명하기 위한 개략도이다.
도 14는 도 11 또는 도 12에 도시된 치우쳐진 광분포가 서로 상쇄되어 균일화된 광분포를 도시하고 있다.
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.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 전극 패드 상에 발광 소자가 설치된 상태의 일례를 나타내는 개략도이다.
도 2(A)는 적색 발광 소자(210)가 전극 패드(130, 140) 상에 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있고, 도 2(B)는 녹색 발광 소자(220)가 전극 패드(131, 141) 상에 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다. 또한, 도 2(C)는 청색 발광 소자(230)가 전극 패드(132, 142) 상에 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다.
도 2(A)를 참조하면, TFT 층(120) 상에 위치하는 서로 두께가 다른 한 쌍의 전극 패드(130, 140) 상에 적색 발광 소자(210)가 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다. 여기서 두 전극 패드(130, 140)는 TFT 층(120) 상에 위치하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 전극 패드(130, 140)는 배선 기판(100) 상의 서브픽셀 위치를 정의하는 영역에 위치할 수 있다.
도 2(A)에서 도시하는 바와 같이, 발광 소자(210)는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가질 수 있다. 이러한 발광 소자(210)의 틸트각은 발광 소자(210)를 이루는 물질의 물질적 특성에 기인한 결과일 수 있다. 이에 대해서는 자세히 후술한다.
한 쌍의 전극 패드(130, 140)는 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께는 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 발광 소자(210)의 설치 높이가 일측과 타측에서 서로 달라질 수 있다.
도 2(A)를 참조하면, 제1 전극 패드(130)의 두께(a)가 제2 전극 패드(140)의 두께보다 두꺼운 것을 도시하고 있다.
이러한 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께 차이는 발광 소자(310)의 틸트각을 보상하기 위한 것일 수 있다.
여기서, 틸트각은 배선 기판(100)의 주 평면(도 2(A)에서는 TFT 층(120)의 주 평면)의 수직 방향에 대한 각도일 수 있다. 이때, 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께 차이는 틸트각이 작아지는 방향으로 설정될 수 있다.
말하자면, 발광 소자(210)는 기울어진 측면 각도(틸트각; tilt angle)를 가질 수 있으며, 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께 차이에 의하여 이러한 기울어진 측면 각도가 보상될 수 있다. 즉, 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께 차이에 의하여 발광 소자(210)의 기울어진 틸트각이 수직을 이루도록 할 수 있다.
발광 소자(210)의 기울어진 틸트각에 의하여 발광 소자(210)의 배광 분포가 발광 소자(210)의 발광면에 대하여 비대칭적일 수 있으나, 제1 전극 패드(130)와 제2 전극 패드(140)의 두께 차이에 의하여 이러한 비대칭적인 배광 분포가 대칭적으로 보상될 수 있는 것이다.
도 2(B)를 참조하면, TFT 층(120) 상에 위치하는 서로 두께가 다른 한 쌍의 전극 패드(131, 141) 상에 녹색 발광 소자(220)가 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다. 여기서 두 전극 패드(131, 141)는 TFT 층(120) 상에 위치하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 전극 패드(131, 141)는 배선 기판(100) 상의 서브픽셀 위치를 정의하는 영역에 위치할 수 있다.
한 쌍의 전극 패드(131, 141)는 제1 전극 패드(131)와 제2 전극 패드(141)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 전극 패드(131)와 제2 전극 패드(141)의 두께는 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 녹색 발광 소자(220)의 설치 높이가 일측과 타측에서 서로 달라질 수 있다.
도 2(B)를 참조하면, 제1 전극 패드(131)의 두께(b)가 제2 전극 패드(141)의 두께보다 두꺼운 것을 도시하고 있다.
이러한 제1 전극 패드(131)와 제2 전극 패드(141)의 두께 차이는 녹색 발광 소자(220)의 틸트각을 보상하기 위한 것일 수 있다.
발광 소자(220)의 기울어진 틸트각에 의하여 발광 소자(220)의 배광 분포가 발광 소자(220)의 발광면에 대하여 비대칭적일 수 있으나, 제1 전극 패드(131)와 제2 전극 패드(141)의 두께 차이에 의하여 이러한 비대칭적인 배광 분포가 대칭적으로 보상될 수 있는 것이다.
도 2(C)를 참조하면, TFT 층(120) 상에 위치하는 서로 두께가 다른 한 쌍의 전극 패드(132, 142) 상에 청색 발광 소자(230)가 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다. 여기서 두 전극 패드(132, 142)는 TFT 층(120) 상에 위치하는 것으로 도시하고 있으나, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 두 전극 패드(132, 142)는 배선 기판(100) 상의 서브픽셀 위치를 정의하는 영역에 위치할 수 있다.
한 쌍의 전극 패드(132, 142)는 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)를 포함할 수 있다. 이때, 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)의 두께는 서로 다를 수 있다. 이에 따라, 청색 발광 소자(230)의 설치 높이가 일측과 타측에서 서로 달라질 수 있다.
도 2(C)를 참조하면, 제1 전극 패드(132)의 두께(c)가 제2 전극 패드(142)의 두께보다 두꺼운 것을 도시하고 있다.
이러한 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)의 두께 차이는 청색 발광 소자(230)의 틸트각을 보상하기 위한 것일 수 있다.
발광 소자(230)의 기울어진 틸트각에 의하여 발광 소자(230)의 배광 분포가 발광 소자(230)의 발광면에 대하여 비대칭적일 수 있으나, 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)의 두께 차이에 의하여 이러한 비대칭적인 배광 분포가 대칭적으로 보상될 수 있는 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 전극 패드 상에 발광 소자가 설치된 상태의 다른 예를 나타내는 개략도이다.
도 3을 참조하면, TFT 층(120) 상에 위치하는 서로 두께가 다른 한 쌍의 전극 패드(132, 142) 상에 청색 발광 소자(230)가 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다.
도 3을 참조하면, 제1 전극 패드(132)의 두께가 제2 전극 패드(142)의 두께보다 D만큼 두꺼운 것을 도시하고 있다. 이때, 제1 전극 패드(132)에 두께 차이를 일으키는 부분을 두께 보상부(D)라고 칭할 수 있다.
이러한 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)의 두께 차이(D), 즉, 두께 보상부(D)는 청색 발광 소자(230)의 틸트각을 보상하기 위한 것일 수 있다.
발광 소자(230)의 기울어진 틸트각에 의하여 발광 소자(230)의 배광 분포가 발광 소자(230)의 발광면에 대하여 비대칭적일 수 있으나, 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)의 두께 차이에 의하여 이러한 비대칭적인 배광 분포가 대칭적으로 보상될 수 있는 것이다.
이와 같이, 제1 전극 패드(132)와 제2 전극 패드(142)를 동일한 두께로 형성한 후에 두께 보상부(D)를 구성하여 청색 발광 소자(230)의 틸트각을 보상할 수 있다.
두께 보상부(D)는 청색 발광 소자(230)에 대하여 예시적으로 설명하였으나 적색 발광 소자(210) 및 녹색 발광 소자(220)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치를 나타내는 개략도이다.
도 4를 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 4에서 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 4를 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 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 서브픽셀 배치에 의한 효과를 나타내는 개략도이다.
도 5를 참조하면, 배선 기판(100) 상에 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자(230b, 230c)가 구비될 수 있다.
이때, 하측의 도 5(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 5의 서브픽셀 배치는 도 1의 청색 발광 소자(230)의 경우에 해당할 수 있다.
여기서, 도 5(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 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자를 나타내는 측면 사진이다. 또한, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 개별 발광 소자의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 6은 청색 발광 소자(230)의 측면을 나타내는 확대 사진이다. 도 6은 이러한 청색 발광 소자(230)의 대부분의 두께를 이루는 사파이어 기판을 나타낼 수 있다. 도 7에서 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 잇다.
도 8은 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 8을 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 9는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들을 나타내는 측면 사진이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자들의 틸트각을 나타내는 개략도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 디스플레이에 이용될 수 있는 발광 소자들은 다양한 틸트 각도를 가질 수 있다. 일례로, 도 9(A) 및 도 10(A)에서 도시하는 발광 소자는 일측 방향으로 5도 이하의 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 도 9(B) 및 도 10(B)에서 도시하는 발광 소자는 도 9(A) 및 도 10(A)에서 도시하는 발광 소자의 틸트각과 반대 방향으로 12도 이하의 틸트 각도를 가질 수 있다.
또한, 도 9(C) 및 도 10(C)에서 도시하는 발광 소자는 도 9(B) 및 도 10(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.
이와 같이, 틸트각을 가지는 발광 소자(210, 220, 230)들은 도 2 및 도 3에서 도시하는 바와 같은 두께가 서로 다른 전극 패드(130, 131, 132/140, 141, 142)의 구성에 의하여 틸트각이 보상될 수 있다.
이에 따라, 틸트각에 따라 치우친 발광 소자(210, 220, 230)의 발광 패턴이 보상될 수 있다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 일례를 나타내는 그래프이다. 또한, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치에서 이용되는 발광 소자의 광분포의 다른 예를 나타내는 그래프이다.
도 11 및 도 12는 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 11은 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 11을 참조하면, 0도를 기준으로 우측 부분(A)에 더 큰 광도를 가지는 광분포를 보인다. 마찬가지로, 도 12를 참조하면 0도를 기준으로 우측 부분(B)에 더 큰 광도를 가지는 광분포를 보인다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 의한 반도체 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치의 발광 소자의 틸트각 보상을 설명하기 위한 개략도이다.
도 13은 위에서 참조하여 설명한 도 3과 실질적으로 동일할 수 있다. 즉, 도 13을 참조하면, TFT 층(120) 상에 위치하는 서로 두께가 다른 한 쌍의 전극 패드(132, 142) 상에 청색 발광 소자(230)가 전기적으로 접속되어 설치된 상태를 나타내고 있다.
도 13을 참조하면, 제1 전극 패드(132)의 두께가 제2 전극 패드(142)의 두께보다 D만큼 두꺼운 것을 도시하고 있다. 이때, 제1 전극 패드(132)에 두께 차이를 일으키는 부분을 두께 보상부(D)라고 칭할 수 있다.
이러한 두께 보상부(D)에 의하여 발광 소자(230)의 발광면 또는 이 발광면에 평행한 설치면(전극 패드(132, 142)와 접촉한 면)의 각도가 배선 기판(100)의 주 평면(또는 TFT 층(120)의 주 평면)에 대하여 일정 각도(β)를 이룰 수 있다.
다시 말하면, 이러한 일정 각도(β)는 발광 소자(230)의 틸트각과 동일할 수 있다. 두께 보상부(D)는 발광 소자(230)의 발광면이 배선 기판(100)의 주 평면에 대하여 일정 각도(β)를 이루도록 하여, 발광 소자(230)의 틸트각을 보상할 수 있다.
또한, 이러한 발광 소자(230)의 틸트각 보상에 의하여 발광 소자(230)의 배선 기판(100)의 주 평면에 대한 측면 각도(R)는 실질적으로 직각을 이룰 수 있다. 그러나 발광 소자(230)의 배선 기판(100)의 주 평면에 대한 측면 각도(R)는 정확한 직각이 아니라도 직각에 가까운 각도를 이룰 수 있다. 이로써, 발광 소자(230)의 틸트각을 보상하여 발광 소자(230)의 배광 패턴이 대칭적으로 형성될 수 있다.
이와 같은 제1 전극 패드(132) 및 제2 전극 패드(142)의 두께 차이에 의한 작용 및 두께 보상부(D)의 작용에 대하여 청색 발광 소자(230)에 대하여 예시적으로 설명하였으나 적색 발광 소자(210) 및 녹색 발광 소자(220)에도 동일하게 적용될 수 있음은 물론이다.
도 14는 도 11 또는 도 12에 도시된 치우쳐진 광분포가 서로 상쇄되어 균일화된 광분포를 도시하고 있다. 즉, 도 14를 참조하면, 도 11과 같은 광분포가 도 2 내지 도 4를 참조하여 설명한 발광 소자의 배치에 따라 균일화된 것을 알 수 있다.
이와 같이, 제1 전극 패드(130, 131, 132) 및 제2 전극 패드(140, 141, 142)의 두께 차이의 설정 또는 두께 보상부(D)의 구성에 의하여, 발광 소자(210, 220, 230)의 결정 구조에 기인하는 치우쳐진 광분포(a, b)가 보정되어 균일한 광분포를 이룰 수 있다.
이에 따라, 외부에서 디스플레이 장치를 바라볼 때 보는 방향에 따라 색상이 다르게 보이는 문제점 또한 해소될 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 상의 각 단위 픽셀 영역에 배열되는 한 쌍의 배선 전극;
    상기 한 쌍의 배선 전극에 각각 연결되는 한 쌍의 전극 패드; 및
    상기 한 쌍의 전극 패드에 전기적으로 접속되어 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고,
    상기 한 쌍의 전극 패드는 두께가 서로 다른 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  3. 제1항에 있어서, 상기 틸트각은 상기 배선 기판의 주 평면의 수직 방향에 대한 각도인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 틸트각이 작아지는 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전극 패드는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드를 포함하고, 상기 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드 중 적어도 어느 하나는 두께 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  6. 제5항에 있어서, 상기 두께 보상부는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  7. 제5항에 있어서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 발광 소자의 틸트각에 대응된 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  8. 제1항에 있어서, 상기 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  9. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 단면 또는 측면이 평행사변형인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  10. 제1항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 틸트각에 의하여 비대칭적인 광분포를 가지고, 상기 전극 패드의 두께 차이는 상기 비대칭적인 광분포를 보정하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  11. 다수의 단위 픽셀 영역이 정의된 배선 기판;
    상기 배선 기판 상의 각 단위 픽셀 영역에 배열되는 제1 배선 전극 및 제2 배선 전극;
    상기 제1 배선 전극 및 제2 배선 전극에 각각 연결되는 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드; 및
    상기 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드에 전기적으로 접속되어 설치되어 서브픽셀을 이루는 발광 소자를 포함하고,
    상기 발광 소자는 측면이 일측으로 기울어진 틸트각을 가지고,
    상기 제1 패드와 상기 제2 패드는 상기 발광 소자의 틸트각에 대응되는 두께를 가지는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 틸트각은 상기 배선 기판의 주 평면의 수직 방향에 대한 각도인 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  14. 제13항에 있어서, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 틸트각이 작아지는 방향으로 설정되는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  15. 제11항에 있어서, 상기 제1 전극 패드 및 제2 전극 패드 중 적어도 어느 하나는 두께 보상부를 포함하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  16. 제15항에 있어서, 상기 두께 보상부는 상기 틸트각을 보상하기 위한 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  17. 제11항에 있어서, 상기 틸트각은 상기 발광 소자의 반도체 물질의 결정성에 기인하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
  18. 제11항에 있어서, 상기 발광 소자는 상기 틸트각에 의하여 비대칭적인 광분포를 가지고, 상기 제1 패드와 상기 제2 패드의 두께 차이는 상기 비대칭적인 광분포를 보정하는 것을 특징으로 하는 발광 소자를 이용한 디스플레이 장치.
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