WO2023172007A1 - 발광소자 및 디스플레이 장치 - Google Patents

발광소자 및 디스플레이 장치 Download PDF

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light
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emitting diodes
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박재현
고미소
최은미
홍승식
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Definitions

  • the present invention relates to light emitting devices and display devices.
  • a light emitting diode is a semiconductor light-emitting device that emits light when electrons and holes meet when an electric current is applied. These light emitting diodes can emit light and are used as backlight light sources in display devices, display elements, lighting devices, etc.
  • the present invention provides a light emitting module and a display device having an improved structure to alleviate color difference depending on the viewing angle of the display module and minimize luminance loss.
  • the present invention provides a light emitting module and a display device having an improved structure to minimize dark and bright lines of the display module.
  • the present invention provides a light emitting module and a display device that can precisely emit red, green, and blue light from a display module at a desired luminance ratio.
  • a plurality of light emitting diodes 100 capable of emitting light
  • a substrate 300 electrically connected to the plurality of light emitting diodes 100
  • a molding part 200 covering at least one side of the plurality of light emitting diodes.
  • the light-emitting device can be implemented as a part of a display device, and it is obvious that configurations applied to the light-emitting device can also be applied to the display device according to an embodiment. For convenience, this disclosure mainly describes light-emitting devices.
  • the plurality of light emitting diodes 100 may include a first light emitting diode 101 that emits red light, a second light emitting diode 102 that emits green light, and a third light emitting diode 103 that emits blue light.
  • the molding part 200 may include one or more of a plurality of different color pigments and a plurality of different color dyes. That is, one or more of a plurality of different color pigments and a plurality of dyes of opposite colors are mixed and included in the molding part, so that the molding part can have various colors depending on the type of pigment or dye mixed in the molding part. . Additionally, depending on the combination of colors of the pigment or dye (D) included in the molding portion 200, the brightness or saturation of the color displayed by the molding portion 200 may be adjusted. For example, when the molding part 200 is black, the brightness and saturation of black can be adjusted. That is, the black color displayed by the molding portion 200 may become darker or less dark.
  • the transparency of the molding part 200 can be adjusted depending on the concentration of the pigment or dye (D) mixed in the molding part 200.
  • the molding part 200 may be a colored molding with a transparency of 20% or more. Accordingly, the molding part 200 can implement a color that matches the user's sensibility.
  • the molding part 200 containing pigment or dye (D) can improve the color difference of the light emitted from the plurality of light emitting devices 1 and achieve uniform color expression of the display.
  • the color displayed by the molding part 200 in which at least one type of dye or pigment is mixed may satisfy any one of the three ranges below in the LAB color coordinate system.
  • the molding part 200 may further include at least one of a polymer resin and a curing initiator in addition to the pigment or dye described above.
  • the polymer resin may include, for example, one or more of silicone, epoxy, and acrylate.
  • the curing initiator may be, for example, a thermal curing initiator or an ultraviolet curing initiator.
  • the molding part 200 may further include a binder.
  • the light emitting device may include an upper molding 204 disposed on the upper surface of the molding part.
  • the top molding may be molding or film.
  • the upper molding 204 may be formed of multiple layers. According to one embodiment, at least one of the upper moldings 204 formed of a plurality of layers may be an anti-glare layer, that is, an anti-glare layer. According to one embodiment, at least one of the plurality of upper moldings 204 may be a transparent layer.
  • At least one surface of the upper molding 204 may have roughness.
  • the light emitting device may include a lower molding disposed on the lower surface of the molding part.
  • the molding part 200 may further include a diffusion agent 203.
  • the dispersant may include one or more of PMMA (polymethylmethacrylate), silica (SiO 2 ), and zirconium dioxide.
  • the horizontal direction and vertical direction can be defined as follows.
  • the vertical direction may be defined as the direction in which the first light emitting diode 101 that emits red light, the second light emitting diode 102 that emits green light, and the third light emitting diode 103 that emits blue light are arranged, and the horizontal direction can be defined as a direction perpendicular to this vertical direction.
  • the light transmitted through the molding part 200 containing the diffusion agent has a color difference of 0.01 when the light-emitting device is viewed from a 45-degree angle with respect to when the light-emitting device is viewed from the front. It could be within.
  • the 45-degree angle may be defined as both sides in the horizontal or vertical direction from the virtual center line viewed from the front of the light emitting device.
  • the light transmitted through the molding part 200 containing the diffusion agent has a color difference of 0.03 when the light-emitting device is viewed from an 80-degree angle with respect to when the light-emitting device is viewed from the front. It could be within.
  • the 80-degree angle may be defined as both sides in the horizontal or vertical direction from the virtual center line viewed from the front of the light-emitting device.
  • the light transmitted through the molding part 200 containing the diffusion agent has a color difference of 0.05 when the light-emitting device is viewed from a 90-degree angle with respect to when the light-emitting device is viewed from the front. It could be within.
  • the 90-degree angle may be defined as both sides in the horizontal or vertical direction from the virtual center line viewed from the front of the light-emitting device.
  • the amount of light transmitted through the molding portion 200 containing the diffusion agent increases.
  • Color difference may increase linearly. Accordingly, not only can the color difference depending on the viewing angle of the light emitting device be significantly reduced, but even if the user perceives the color difference, visual discomfort can be prevented due to the linear color change.
  • the color difference may vary linearly within a range of -80 degrees to +80 degrees in the horizontal or vertical direction when the light emitting device is viewed from the front.
  • the dispersing agent may be injected into the molding part 200 in an amount of 5% to 20% of the weight of the molding part 200.
  • the molding part 200 may further include a matting agent.
  • the matting agent mixed in the molding part 200 may form irregularities on the surface of the molding part 200.
  • the thickness of the molding part 200 may be two to three times the thickness of the light emitting diode.
  • the luminance ratio of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 is a:b:c, and the luminance ratio is a.
  • a light emitting device (1) satisfying the conditions of greater than 2.5 but less than 3.5, b greater than 5.5 less than 6.5, and c greater than 0.5 less than 1.5 can be provided.
  • each of the plurality of light emitting diodes 100 includes a first terminal (E1) and a second terminal (E2) having different poles, and any one of the plurality of light emitting diodes (100) includes a first terminal (E1) and a second terminal (E2) having different poles.
  • the substrate A light emitting device 1 that can be disposed on 300) may be provided.
  • a light emitting device 1 may be provided in which one of the light emitting diodes 100 emits light with a longer peak wavelength than the other light emitting diodes 100.
  • the substrate 300 includes a base 310 supporting the plurality of light emitting diodes 100; and a substrate electrode (320, 330, 340, 350) electrically connected to the first terminal (E1) and the second terminal (E2), wherein the substrate electrodes (320, 330, 340, 350) are connected to the plurality of
  • a light emitting device 1 may be provided extending from one side of the base 310 on which the two light emitting diodes 100 are placed to surround the outer surface of the base 310.
  • first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 are placed on one surface of the base 310 to be spaced apart from each other, and the substrate electrode 320, 330, 340, and 350 are first substrate electrodes that electrically connect the first terminals (E1) of each of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103.
  • a light emitting element (1) extending through and extending may be provided.
  • the light emitting device 1 may be provided, wherein the first substrate electrode 320 includes a bent shape at one point and a bent shape at another point P2 that is different from the one point P1. You can.
  • the plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are provided, and the plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are electrically insulated from each other and extend from the one surface through the outer surface.
  • a light emitting device 1 may be provided that extends to the other side of the base 310, which is the opposite side of the one side, and is disposed on the other side.
  • the light emitting device 1 is provided in which the area connected to the first terminal E1 among the plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 has a different area from the area connected to the second terminal E2. It can be.
  • the plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are point symmetrical with respect to the center of the base 310 when the base 310 is viewed from the side where the other surface of the base 310 is located.
  • a light emitting device 1 arranged to have point symmetry may be provided.
  • the light emitting device 1 may be provided so that the width (W) of any one of the plurality of substrate electrodes (320, 330, 340, 350) is greater than the separation distance (D) between adjacent portions of the plurality of substrate electrodes (320, 330, 340, 350). .
  • the molding part 200 further includes a molding part 200 that encapsulates the light emitting diode 100, and the molding part 200 includes at least one of the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 covering the outer surface and the other surface.
  • a light emitting element 1 extending to partially surround the light emitting element 1 may be provided.
  • a plurality of light emitting diodes 100 capable of emitting light; and a substrate 300 electrically connected to the plurality of light emitting diodes 100, wherein the plurality of light emitting diodes 100 include a first light emitting diode 101 that emits red light and a second light emitting diode that emits green light.
  • a light emitting device (1) may be provided, including (102) and a third light emitting diode (103) that emits blue light, and each of the plurality of light emitting diodes (100) has different beam angles.
  • the light emitting diode 100 has an intensity of light emitted from the center of the light emitting diode 100 to one side of the x-axis, which is greater than the intensity of light emitted to the other side of the x-axis, and A light emitting device 1 may be provided that emits light such that the intensity of light emitted to one side is greater than the intensity of light emitted to the other side of the y-axis.
  • the light-emitting device 1 may be provided so that the beam angle of one of the plurality of light-emitting diodes 100 that emits light with the longest wavelength is smaller than the beam angle of another one of the plurality of light-emitting diodes 100. You can.
  • the x-axis beam angle and the y-axis beam angle of the light-emitting diode 100 are different from each other. It can be.
  • the light emitting device 1 may be provided in which the difference between the x-axis beam angle and the y-axis beam angle of the light-emitting diode 100 is 10° or less.
  • the difference between the x-axis beam angle of one of the plurality of light-emitting diodes 100 and the A light emitting device 1 may be provided in which the difference between the angle and the other y-axis beam angle is 30° or less.
  • a plurality of light emitting diodes 100 capable of emitting light; and a substrate 300 electrically connected to the plurality of light emitting diodes 100, wherein the plurality of light emitting diodes 100 include a first light emitting diode 101 that emits red light and a second light emitting diode that emits green light. (102) and a third light emitting diode 103 that emits blue light, and the plurality of light emitting diodes 100 have different driving voltages (Vf) when the same current flows through each of the plurality of light emitting diodes 100. ), a light emitting device 1 may be provided.
  • one of the plurality of light emitting diodes 100 that emits light with the longest wavelength may be provided with a light emitting device 1 having a smaller driving voltage (Vf) than the other one of the plurality of light emitting diodes 100.
  • Vf driving voltage
  • the driving voltage of any one of the plurality of light emitting diodes 100 that emits light with the longest wavelength and the longest wavelength of the plurality of light emitting diodes 100 A light emitting device 1 may be provided in which the difference between the driving voltage of one emitting light with a short wavelength is less than 1V.
  • One embodiment of the present invention has the effect of accurately emitting red light, green light, and blue light at a desired luminance ratio.
  • FIG. 1 is a plan view schematically showing a light emitting device according to the present invention.
  • Figure 2 is a plan view showing the light emitting device of Figure 1 with the molding part omitted.
  • Figure 3 is a cross-sectional view taken along line A-A' of Figure 1.
  • FIG. 4 is a graph showing the x-axis beam angle of the first to third light emitting diodes of FIG. 1.
  • Figure 5 is a graph showing the y-axis beam angle of the first to third light emitting diodes of Figure 1.
  • FIG. 6 is a graph showing the intensity of light relative to the angle from the x-axis of the first to third light emitting diodes of FIG. 1.
  • FIG. 7 is a graph showing the intensity of light relative to the angle from the y-axis of the first to third light emitting diodes of FIG. 1.
  • Figure 8 is an enlarged cross-sectional view of the light emitting diode of Figure 3.
  • Figure 9 is a view showing the upper surface of the molding part of Figure 3 being roughened.
  • Figure 10 is a plan view schematically showing the substrate of Figure 1.
  • FIG. 11 is a view showing irregularities formed on the side of the base of FIG. 3.
  • FIG. 12 is a cross-sectional view taken along line B-B' of FIG. 1.
  • FIG. 13 is a diagram showing the second pattern connection portion of FIG. 10 having a linear shape.
  • FIG. 14 is a diagram showing that a portion of the third pattern connection portion of FIG. 12 that is connected to the first side pattern protrudes upward.
  • Figure 15 is a rear view schematically showing the substrate of Figure 1.
  • Figure 16 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to a second embodiment of the present invention.
  • Figure 17 is a plan view schematically showing the substrate of Figure 16.
  • FIG. 18 is a cross-sectional view of another part of the light emitting device of FIG. 16 cut in the longitudinal direction.
  • Figure 19 is a rear view schematically showing a substrate according to a third embodiment of the present invention.
  • Figure 20 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to a fourth embodiment of the present invention.
  • Figure 21 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to a fifth embodiment of the present invention.
  • Figure 22 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to a sixth embodiment of the present invention.
  • Figure 23 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to a seventh embodiment of the present invention.
  • Figure 24 is a longitudinal cross-sectional view of a light emitting device according to the eighth embodiment of the present invention.
  • Figures 25 and 26 are longitudinal cross-sectional views of the light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention, showing enlarged portions of the light emitting diode and the molding portion.
  • Figure 27 is a diagram showing the coordinate range in the LAB color coordinate system that the molding part of the light emitting device according to the ninth embodiment of the present invention can have.
  • Figures 28 and 29 are longitudinal cross-sectional views of the light emitting device according to the tenth embodiment of the present invention, showing enlarged portions of the light emitting diode and the molding portion.
  • Figure 30 is a graph showing the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle of the molding part of the light emitting device when the diffusion agent is included and when the diffusion agent is not included.
  • Figure 31 is a graph showing the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle according to the amount of diffusion agent included in the molding part of the light emitting device according to the tenth embodiment of the present invention.
  • Figure 32 is a diagram showing the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle according to the thickness of the molding part of the light emitting device according to the 11th embodiment of the present invention.
  • Figure 33 is a diagram showing the thickness of the molding portion of the light emitting device according to the 11th embodiment of the present invention.
  • the light emitting device 1 can receive power from the outside and radiate light.
  • This light emitting device 1 may include a light emitting diode 100, a molding part 200, a substrate 300, and a conductive material 400.
  • the light emitting diode 100 can generate light.
  • the light emitting diode 100 may emit light with peak wavelengths in the ultraviolet ray wavelength band, visible ray wavelength band, and infrared ray wavelength band.
  • the light emitting diode 100 may have a square shape with four corners when viewed from the top. Alternatively, it may include a long rectangular shape having a major axis and a minor axis, where the minor axis may have a relatively small horizontal cross-sectional area compared to the major axis.
  • the length of the major axis of the light emitting diode 100 may be less than twice the length of the minor axis.
  • the light emitting diode 100 is not limited to this and may have various forms.
  • the light emitting diode 100 may have a long axis of 100 um to 300 um, a minor axis of 50 um to 150 um, and a height of 100 um to 300 um.
  • the size of the light emitting diode 100 is not necessarily limited to this, and the length of the major and minor axes may be 50 um or less.
  • a plurality of such light emitting diodes 100 may be provided, and the plurality of light emitting diodes 100 may include a first light emitting diode 101, a second light emitting diode 102, and a third light emitting diode 103. .
  • the plurality of light emitting diodes 100 may emit light in the same color range.
  • Light in the same color range emitted from a plurality of light emitting diodes 100 may have different center wavelengths. At least one of the plurality of light emitting diodes 100 may emit light with different color gamuts.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may emit light of different colors.
  • the plurality of light emitting diodes 100 may have substantially the same cross-sectional area when viewed from the top. Additionally, at least one of the plurality of light emitting diodes 100 may have a different cross-sectional area when viewed from the top. In particular, the area of the light emitting diode 100 that emits long wavelengths may be different. Through this, the luminous intensity ratio of the lights emitted from the plurality of light emitting diodes 100 can be easily adjusted.
  • the first light emitting diode 101 may emit red light, for example, light in a wavelength range of 600 nm to 780 nm. Additionally, the second light emitting diode 102 may emit green light, for example, light in the 492nm to 577nm wavelength band. Additionally, the third light emitting diode 103 may emit blue light and, for example, may irradiate light in a wavelength range of 430 nm to 492 nm. The first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may emit light in different wavelength ranges and may emit light simultaneously or individually. Preferably, the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may emit light of different peak wavelengths and may emit light simultaneously or individually.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may emit light having different luminance or light emission intensity. Additionally, the luminance ratio of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 can be adjusted. The luminance ratio of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may be 2 to 4:5 to 7:1. For example, the luminance ratio can be expressed as a:b:c, where a is greater than 2.5 but less than 3.5, b is greater than 5.5 but less than 6.5, and c is greater than 0.5 but less than 1.5.
  • the luminance ratio of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may be about 3:6:1, but this is only an example, and thus the present invention This is not limited.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may emit light having different color coordinate values (Cx, Cy).
  • color coordinate values (Cx, Cy) refer to standard coordinate values according to 'CIE 1391'.
  • the first light emitting diode 101 may emit light having an x color coordinate (Cx) in the range of 0.5 to 0.75 and a y color coordinate (Cy) in the range of 0.15 to 0.35.
  • the second light emitting diode 102 may emit light having an x-color coordinate (Cx) within the range of 0.01 to 0.34 and a y-color coordinate (Cy) within the range of 0.4 to 0.83.
  • the third light emitting diode 103 may emit light having an x color coordinate (Cx) within the range of 0.05 to 0.25 and a y color coordinate (Cy) within the range of 0.01 to 0.5.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may have different driving voltages (Vf) when the same current flows.
  • the driving voltage (Vf) refers to the voltage for driving the light emitting diode 100, and may be a value measured when a current of 1 mA flows.
  • the driving voltage (Vf) can be higher.
  • the driving voltage (Vf) of the first light emitting diode 101 may be 1.8V to 2.1V
  • the driving voltage (Vf) of the second light emitting diode 102 may be 2.1V to 2.6V
  • the driving voltage (Vf) of the third light emitting diode 103 may be 2.6V to 2.9V.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 have a driving voltage (Vf) of the diode that emits light with the longest wavelength and a driving voltage (Vf) of the diode that emits light with the shortest wavelength.
  • the difference in driving voltage (Vf) of the diode may be less than 1V.
  • the difference between the driving voltage (Vf) of the first light-emitting diode 101, which emits light with the longest wavelength, and the driving voltage (Vf) of the third light-emitting diode 103, which emits light with the shortest wavelength, is 1V. It may be less than
  • the difference in driving voltage (Vf) between the plurality of light emitting diodes 100 is less than 1V, the effect of preventing electrical and heat concentration from occurring in a specific light emitting diode when the same current is supplied, thereby ensuring stable driving. There is.
  • the light-emitting device 1 includes a first surface parallel to the long axis of at least one light-emitting diode 101, 102, and 103, and a second surface perpendicular to the first surface, and the first surface of the light-emitting device 1
  • the length may be between 2 times and 7 times the length of the long axis of the light emitting diodes 101, 102, and 103.
  • the length of the first side of the light emitting element 1 is greater than the sum of the lengths of the minor axis of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103, and is the sum of the lengths of the minor axis of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103.
  • the length of the second side of the light emitting device 1 may be at least 2 times and at most 7 times the length of the long axis of the light emitting diodes 101, 102, and 103.
  • the length of the second side of the light emitting element 1 is greater than the sum of the lengths of the minor axes of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103, and the sum of the lengths of the minor axes of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103 is 5. It may be twice or less.
  • the length of the light emitting device 1 has at least one of the above length relationships based on the light emitting diode, when a plurality of light emitting devices 1 are arrayed in rows and columns on a circuit board, the center of each light emitting device 1 Since the minimum distance between modules can be arranged regularly based on the length of the first or second side, it is possible to implement a module with minimized color deviation.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may have different beam angles or patterns.
  • the beam angle refers to a light emission angle that shows a luminous intensity of 50% or more of the maximum luminous intensity in the light emitted from the light emitting diode 100.
  • the beam angle means an angle that is twice the angle between a first point where the luminous intensity of light emitted from the light emitting diode 100 is the highest and a second point where the luminous intensity is 50% of the first point.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may have an x-axis beam angle smaller than the y-axis beam angle.
  • the x-axis beam angle is a value when the angle is measured based on the x-axis
  • the y-axis beam angle is a value when the angle is measured based on the y-axis.
  • the x-axis beam angle of the first light emitting diode 101 may be within the range of 105 to 115°
  • the y-axis beam angle may be within the range of 110 to 120°.
  • the x-axis beam angle of the second light emitting diode 102 may be within the range of 120 to 140°, and the y-axis beam angle may be within the range of 135 to 145°.
  • the x-axis beam angle of the third light emitting diode 103 may be 120 to 140°, and the y-axis beam angle may be within the range of 135 to 145°. This is to enable effective color implementation by considering the luminous efficiency of each light emitting diode (101, 102, and 103).
  • the difference between the x-axis beam angle and the y-axis beam angle of each light-emitting diode within the first light-emitting diode 101, the second light-emitting diode 102, and the third light-emitting diode 103 may be 10° or less.
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may have different orientation patterns.
  • the orientation patterns of each light emitting diode (101, 102, and 103) based on the x-axis may include some areas that do not overlap.
  • the orientation patterns of each light emitting diode 101, 102, and 103 based on the y-axis may include some areas that do not overlap. This is to enable effective color implementation by considering the luminous efficiency of each light emitting diode (101, 102, and 103).
  • the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may have the smallest beam angle, with the diode emitting light having the longest peak wavelength.
  • the beam angle of at least one light emitting diode that emits light with the longest peak wavelength among the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 is greater than that of the other light emitting diodes. It may be smaller than the beam angle it has.
  • the first light emitting diode 101 which emits light with the longest peak wavelength, may have a smaller beam angle than the third light emitting diode 103, which emits light with the shortest peak wavelength.
  • the difference between the largest x-axis beam angle and the smallest x-axis beam angle may be 30° or less.
  • the difference between the x-axis beam angle of the third light-emitting diode 103 and the x-axis beam angle of the first light-emitting diode 101 is 30° or less.
  • the difference between the largest y-axis beam angle and the smallest y-axis beam angle among the y-axis beam angles of the first light-emitting diode 101, the second light-emitting diode 102, and the third light-emitting diode 103 is 30° or less. You can.
  • the difference between the y-axis beam angle of the third light emitting diode 103 and the y-axis beam angle of the first light emitting diode 101 is 30° or less.
  • the difference in the x-axis beam angle or the y-axis beam angle of the plurality of light emitting diodes (101, 102, 103) is set to 30° or less, the light becomes uniform no matter what angle it is viewed from, thereby improving visibility deterioration depending on the viewing angle. there is.
  • FIGS. 6 and 7 show beam angles and beam patterns expressed with the x-axis being the beam angle and the y-axis being the emission luminance.
  • the light emitting diode 100 may emit light asymmetrically with respect to the center of the light emitting diode 100.
  • the intensity of light emitted from the center of at least one light emitting diode 101, 102, and 103 in one direction of the x-axis may be greater than the intensity of light emitted in the other direction of the x-axis, and the beam angle graph is It may be biased to one side.
  • the intensity of light emitted from the center of at least one light emitting diode 101, 102, and 103 in one direction of the y-axis may be greater than the intensity of light emitted in the other direction of the y-axis, and the beam angle graph may be shown in one direction of the y-axis. It can be biased.
  • At least one light emitting diode may have greater light emission intensity at a beam angle of 20° than at a beam angle of 0°.
  • the light emitting diode 100 includes a light transmitting portion 110, a light emitting structure 120, an ohmic layer 130, a contact electrode 140, a bump electrode 150, and an insulating layer 160. It can be included.
  • the light transmitting portion 110 may be an insulating or conductive substrate.
  • the light transmitting portion 110 may be a growth substrate for growing the light emitting structure 120, and may include, for example, one of a sapphire substrate, a silicon carbide substrate, a silicon substrate, a gallium nitride substrate, and an aluminum nitride substrate. Additionally, the light transmitting portion 110 may include a light transmitting material having a light transmittance of at least 70% or more. Additionally, the light transmitting portion 110 may include one or more of silicone molding, resin, and polymer as other examples. Additionally, the light transmitting portion 110 may include a conductive material in some areas, and the areas containing the conductive material may be patterned and divided into arbitrary shapes.
  • the light transmitting portion 110 may have irregularities formed on at least a portion of its surface.
  • the unevenness formed on the light transmitting portion 110 may include a plurality of protrusions, and the plurality of protrusions may be formed in a regular or irregular pattern.
  • some of the plurality of protrusions on the surface of the light transmitting portion 110 may be located between the light emitting structure 120 and the light transmitting portion 110. These plurality of protrusions can improve the extraction efficiency of light emitted from the light emitting structure 120.
  • the light transmitting portion 110 has a plurality of side surfaces extending from one side of the light transmitting portion 110 to the back surface, and the side surfaces of the light transmitting portion 110 have arbitrary angles. At least one side among the plurality of sides of the light transmitting portion 110 may extend at different angles from one side or the rear surface of the light transmitting portion 110. Additionally, at least one side of the light transmitting portion 110 may include a region where the upper and lower inclination angles are different, and the light transmitting portion 110 may include a roughened surface on the side. By forming an inclined surface or a rough surface on one surface of the light transmitting portion 110, the luminous efficiency of light emitted from the light emitting structure 120 can be improved.
  • the side surface of the light transmitting portion 110 may be extended to be inclined with respect to the upper surface of the base 310. However, this is only an example, and the side surface of the light transmitting portion 110 may be extended to be perpendicular to the upper surface of the base 310.
  • the light emitting structure 120 is disposed on one side of the light transmitting portion 110.
  • This light emitting structure 120 may be provided in a long rectangular shape having a major axis and a minor axis similar to the light transmitting portion 110 when viewed from the top, but is not limited to this and may have various shapes.
  • the area of the light-emitting structure 120 is smaller than the area of the light-transmitting part 110, and a portion of one surface of the light-transmitting part 110 may be exposed along the circumference of the light-emitting structure 120.
  • one side of the light transmitting portion 110 with the same width may be exposed on both sides of the light emitting structure 120, but this is not necessarily limited, and the exposed side of the substrate on both sides may have different widths.
  • the width of the lower surface of the light transmitting portion 110 exposed in one direction may be in the range of 6:1 to 10:1 with respect to the length of the light transmitting portion 110 in one direction.
  • the ratio of the width of the light-transmitting portion 110 exposed in the longitudinal direction to the longitudinal length of the light-transmitting portion 110 may be about 1/10 to about 1/6.
  • the ratio of the width of the light-transmitting portion 110 exposed in the horizontal direction to the horizontal length of the light-transmitting portion 110 may be about 1/10 to about 1/6.
  • the light emitting structure 120 can generate light.
  • the total thickness of this light emitting structure 120 may be in the range of 1um to 10um.
  • the light emitting structure 120 of the first light emitting diode 101 is made of aluminum gallium arsenide (AlGaAs), aluminum gallium phosphide (AlGaP), and indium gallium arsenide (InGaAs).
  • indium gallium phosphide InGaP, indium gallium phosphide
  • indium phosphide InP, indium phosphide
  • aluminum indium phosphide AlInp, aluminum indium phosphide
  • indium aluminum gallium phosphide InAlGaP, indium aluminum gallium phosphide
  • gallium arsenic phosphide GaAsP
  • GaAsP gallium arsenide phosphide
  • AlGaInP aluminum gallium indium phosphide
  • GaP gallium phosphide
  • the light emitting structure 120 of the second light emitting diode 102 is made of indium gallium nitride (InGaN, indium gallium nitride), gallium nitride (GaN, gallium nitride), gallium phosphide (GaP), and aluminum gallium indium phosphide ( It may include one or more of aluminum gallium indium phosphide (AlGaInP), aluminum gallium nitride (AlGaN), indium aluminum gallium nitride (InAlGaN), and aluminum gallium phosphide (AlGaP). .
  • AlGaInP aluminum gallium indium phosphide
  • AlGaN aluminum gallium nitride
  • AlGaN aluminum gallium nitride
  • InAlGaN indium aluminum gallium nitride
  • AlGaP aluminum gallium phosphide
  • the light emitting structure 120 of the third light emitting diode 103 is made of gallium nitride (GaN, gallium nitride), indium gallium nitride (InGaN, indium gallium nitride), aluminum gallium nitride (AlGaN, aluminum gallium nitride), and indium aluminum gallium. It may contain one or more of nitride (InAlGaN, indium aluminum gallium nitride) and zinc selenide (ZnSe, zinc selenide).
  • This light emitting structure 120 includes a first conductive semiconductor layer 121, a second conductive semiconductor layer 122, and an active layer 123.
  • the first conductive semiconductor layer 121 may have an inclined side surface.
  • the inclination angle of the inclined side of the first conductive semiconductor layer 121 may be about 60 degrees or less with respect to one side or the back side of the light transmitting portion 110.
  • the second conductive semiconductor layer 122 may be disposed on the first conductive semiconductor layer 121.
  • the first conductive semiconductor layer 121 may include n-type impurities (e.g., Si, Ge, Sn, Te), and the second conductive semiconductor layer 122 may include p-type impurities (e.g., For example, it may include Mg, Sr, Ba).
  • the first conductive semiconductor layer 121 may be an n-type semiconductor layer, and the second conductive semiconductor layer 122 may be a p-type semiconductor layer.
  • the first conductive semiconductor layer 121 may contain p-type impurities, and the second conductive semiconductor layer 122 may contain n-type impurities.
  • the first conductive semiconductor layer 121 is shown as a single layer in the drawing, but this is only an example and may be made of multiple layers, and may also include a superlattice layer.
  • the active layer 123 may include a multiple quantum well structure (MQW), and may be implemented by adjusting the bandgap energy by adjusting the composition ratio of the Group III material of the nitride-based semiconductor to emit a desired wavelength. This active layer 123 may be located between the first conductive semiconductor layer 121 and the second conductive semiconductor layer 122.
  • MQW multiple quantum well structure
  • the first conductive semiconductor layer 121, the second conductive semiconductor layer 122, and the active layer 123 may include a III-V series nitride-based semiconductor, for example, (Al, Ga, In) and It may include the same nitride-based semiconductor.
  • the light emitting structure 120 may include a mesa (M) including a second conductive semiconductor layer 122 and an active layer 123.
  • the second conductive semiconductor layer 122 and the active layer 123 included in the light emitting structure 120 may form a mesa (M).
  • the mesa (M) may be located on a partial area of the first conductive semiconductor layer 121, and the mesa (M) may have a thickness in the range of approximately 1 to 2 um.
  • a portion of the first conductivity type semiconductor layer 121 may be exposed outside the mesa (M).
  • the inclined surface of the mesa (M) is parallel to the inclined surface of the first conductive semiconductor layer 121, and accordingly, the exposed surface of the lower surface of the first conductive semiconductor layer 121 is the mesa (M).
  • the mesa (M) may be limited to one side. However, this embodiment is not limited to this, and the lower surface of the first conductive semiconductor layer 121 may be exposed along the perimeter of the mesa (M). Additionally, in another embodiment, a through hole (not shown) or a groove (not shown) may be formed inside the mesa M to expose the first conductivity type semiconductor layer 121.
  • the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) can be divided into an area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) overlap each other and an area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) do not overlap. You can. In this case, light may be emitted through an area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) do not overlap. For example, the area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) overlap may be larger than the area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) do not overlap.
  • the area where the first conductive semiconductor layer 121 and the mesa (M) overlap may be biased to one side from the x-axis center of the light emitting diode 100 and may be biased to one side from the y-axis center.
  • the light emitting diode 100 may emit light so that the light is biased toward one side of the x-axis or y-axis.
  • the intensity of light emitted from the light emitting diode 100 may be formed asymmetrically rather than symmetrically with respect to each of the x-axis and y-axis.
  • the ohmic layer 130 may be in ohmic contact with the first conductivity type semiconductor layer 121 or the second conductivity type semiconductor layer 122, and the ohmic layer 130 may be disposed on the light emitting structure 120.
  • This ohmic layer 130 may be formed as a transparent electrode.
  • the transparent electrode of the ohmic layer 130 is ITO (Indium Tin Oxide), ZnO (Zinc Oxide), ZITO (Zinc Indium Tin Oxide), ZIO (Zinc Indium Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), GITO ( It may include a light-transmitting conductive oxide layer such as Gallium Indium Tin Oxide (GIO), Gallium Indium Oxide (GIO), Gallium Zinc Oxide (GZO), Aluminum doped Zinc Oxide (AZO), and Fluorine Tin Oxide (FTO).
  • the conductive oxide layer may include various dopants. This ohmic layer 130 has excellent ohmic contact characteristics with the second conductive semiconductor layer 122.
  • a conductive oxide such as ITO or ZnO has a relatively lower contact resistance with the second conductive semiconductor layer 122 than a metallic electrode, so that the light emitting diode 100 can be improved by applying a transparent electrode containing a conductive oxide.
  • Luminous efficiency can be improved by reducing the forward driving voltage (Vf).
  • Vf forward driving voltage
  • the conductive oxide has a lower probability of peeling from the nitride-based semiconductor layer compared to the metallic electrode, and is stable even when used for a long time. The reliability of the light emitting diode 100 can be improved by using a transparent electrode containing such a conductive oxide.
  • the thickness of the transparent electrode is not limited, but may have a thickness within the range of about 400 ⁇ to 3000 ⁇ . If the thickness of the transparent electrode is excessively thick, light passing through the transparent electrode may be absorbed and loss may occur, and the thickness of the transparent electrode is limited to 3000 ⁇ or less.
  • the transparent electrode is formed to entirely cover the lower surface of the second conductive semiconductor layer 122, thereby improving current dispersion efficiency when driving the light emitting diode 100.
  • the sides of the transparent electrode may be formed along the sides of the mesa (M).
  • the transparent electrode of the ohmic layer 130 may be formed on the second conductive semiconductor layer 122 after forming the light emitting structure 120, or the second conductive semiconductor layer may be formed in advance before mesa (M) etching. It may also be formed on (122).
  • the contact electrode 140 may be electrically connected to the light emitting structure 120 and the bump electrode 150. These contact electrodes 140 may include a first contact electrode 141 and a second contact electrode 142.
  • the first contact electrode 141 may be electrically connected to the first conductive semiconductor layer 121 and the first bump electrode 151, which will be described later. This first contact electrode 141 may make ohmic contact to the area exposed by the mesa (M) in the first conductive semiconductor layer 121. Additionally, the first contact electrode 141 may include an ohmic metal layer that makes ohmic contact with the first conductive semiconductor layer 121. This first contact electrode 141 may be arranged so as not to overlap the second conductive semiconductor layer 122 and the active layer 123. In this case, the insulating layer disposed at the bottom of the first contact electrode 141 to insulate the first contact electrode 141 from the second conductive semiconductor layer 122 may be omitted.
  • the first contact electrode 141 may be formed on the light emitting structure 120 to which the ohmic layer 130 is connected using, for example, a lift-off process. Meanwhile, the first contact electrode 141 may be separated from the mesa M by a sufficient distance, and the separation distance may be greater than the thickness of the insulating layer 160. However, if the separation distance of the first contact electrode 141 is excessively large, the light emitting area decreases, so the separation distance may be smaller than the diameter of the first contact electrode 141.
  • the second contact electrode 142 may be electrically connected to the ohmic layer 130 and the second bump electrode 152, which will be described later. This second contact electrode 142 may be electrically connected to the ohmic layer 130. Additionally, the second contact electrode 142 may be spaced apart from the first contact electrode 141.
  • the bump electrode 150 may be electrically connected to the contact electrode 140 and the conductive material 400. These bump electrodes 150 may include a first bump electrode 151 and a second bump electrode 152.
  • the first bump electrode 151 may be electrically connected to the first contact electrode 141 and the conductive material 400. This first bump electrode 151 is laminated on the insulating layer 160 and can be connected to the first contact electrode 141 through an opening formed in the insulating layer 160.
  • the second bump electrode 152 may be electrically connected to the second contact electrode 142 and the conductive material 400.
  • This second bump electrode 152 is laminated on the insulating layer 160 and can be connected to the second contact electrode 142 through an opening formed in the insulating layer 160.
  • the insulating layer 160 may cover the light transmitting portion 110, the light emitting structure 120, and the contact electrode 140.
  • This insulating layer 160 covers the upper area and side of the mesa (M), and the first conductive semiconductor layer 121 and the side surfaces of the first conductive semiconductor layer 121 exposed around the mesa (M). Cover. Additionally, the insulating layer 160 covers one surface of the light transmitting portion 110 exposed around the first conductive semiconductor layer 121 and covers the area between the contact electrode 140 and the mesa (M). Meanwhile, the insulating layer 160 has a plurality of openings exposing the contact electrode 140. These plurality of openings each have a size smaller than the area of the contact electrode 140 and are limitedly located on the contact electrode 140.
  • This insulating layer 160 may be a single layer made of a single material, or, in a different form, may be an insulating reflective layer formed of a plurality of layers.
  • the insulating layer 160 When formed as an insulating reflective layer, the insulating layer 160 includes a distributed Bragg reflector.
  • the distributed Bragg reflector may be formed by repeatedly stacking a plurality of dielectric layers with different refractive indices, and the plurality of dielectric layers may include one or more of TiO 2 , SiO 2 , HfO 2 , ZrO 2 , Nb 2 O 5 and MgF 2 there is.
  • the insulating layer 160 may have a structure of alternately stacked TiO 2 layers/SiO 2 layers.
  • the distributed Bragg reflector is manufactured to reflect light generated in the active layer 123 and is formed in a plurality of pairs to improve reflectivity. In this embodiment, the distributed Bragg reflector may include 10 to 25 pairs.
  • the insulating layer 160 may include an additional insulating layer 160 along with the distributed Bragg reflector, for example, an additional insulating layer 160 located below the distributed Bragg reflector to improve the adhesion of the distributed Bragg reflector and its underlying layer. It may include an interfacial layer or a protective layer covering the distributed Bragg reflector. This interface layer may be formed of, for example, a SiO 2 layer, and the protective layer may be formed of SiO 2 or SiNx.
  • the insulating layer 160 may have a thickness of approximately 2 ⁇ m to 5 ⁇ m.
  • the distributed Bragg reflector may have a reflectance of 90% or more for the light generated in the active layer 123, and a reflectance close to 100% can be provided by controlling the type, thickness, and stacking cycle of the plurality of dielectric layers forming the distributed Bragg reflector. You can.
  • the distributed Bragg reflector may have a high reflectivity for visible light other than the light generated in the active layer 123.
  • the light emitting diode 100 may include a first terminal (E1) and a second terminal (E2).
  • This first terminal (E1) may be formed by the first conductive semiconductor layer 121, the first contact electrode 141, and the first bump electrode 151.
  • the first terminal E1 may be a portion electrically connected to the first conductive semiconductor layer 121, the first contact electrode 141, and the first bump electrode 151.
  • the second terminal E2 may be formed by being electrically connected to the second conductive semiconductor layer 122, the second contact electrode 142, and the second bump electrode 152.
  • the first terminal (E1) and the second terminal (E2) may have different polarities.
  • the first terminal (E1) may be an n-pole
  • the second conductivity type semiconductor layer 122 is a p-type semiconductor layer
  • the second terminal (E1) may be an n-pole
  • (E2) may be a p pole.
  • the first terminal (E1) may be a p-pole and the second terminal (E2) may be an n-pole.
  • each of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103 may be arranged such that the first terminal E1 and the second terminal E2 are spaced apart from each other along the x-axis.
  • an imaginary line connecting the center of the first terminal (E1) of one of the plurality of light emitting diodes (101, 102, 103) and the center of the second terminal (E2) is connected to the center of the second terminal (E2) of the other first terminal (E1). It may be parallel to an imaginary line connecting the center of and the center of the second terminal (E2).
  • an imaginary line connecting the centers of the first terminal E1 and the second terminal E2 of the first light emitting diode 101 is connected to the first terminal E1 and the second terminal E2 of the second light emitting diode 102. It may be parallel to an imaginary line connecting the centers of each of the second terminals E2. In this case, an imaginary line connecting the centers of each of the first terminal (E1) and the second terminal (E2) may be parallel to the x-axis. Additionally, the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103 may be arranged to be spaced apart from each other along the y-axis.
  • the arrangement of the first terminal (E1) and the second terminal (E2) of any one of the plurality of light emitting diodes (101, 102, 103) is similar to the first terminal (E1) of the other part of the plurality of light emitting diodes (101, 102, 103)
  • the arrangement of the second terminal (E1) and the second terminal (E2) may be opposite.
  • the first terminal (E1) of the first light emitting diode 101 that emits light with the longest wavelength among the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103. and the arrangement of the second terminal E2 may be reversed.
  • the first light emitting diode 101 is arranged so that the first terminal (E1) faces one side of the x-axis, and the second light emitting diode 102 and the third light emitting diode 103 are each connected to the first terminal (E1). can be arranged to face the other side of the x-axis.
  • the first light emitting diode 101 is disposed on the substrate 300 so that the poles of the second terminal E2 and the third step 213 are arranged opposite to each other.
  • the molding part 200 can protect the light emitting diode 100 and improve the light extraction efficiency of the light emitting diode 100.
  • the molding part 200 can cover the light emitting diode 100 and has a different refractive index from the light emitting diode 100, so it can effectively refract light emitted from the light emitting diode 100.
  • the molding part 200 has a predetermined thickness. For example, the thickness of the molding part 200 from the top surface of the substrate 300 to the top of the molding part 200 may be greater than the thickness from the top surface of the substrate 300 to the top of the light emitting diode 100.
  • the thickness of the light emitting diode 100 may be the thickness from the top surface of the light transmitting portion 110 to the first conductivity type semiconductor layer 121.
  • This molding part 200 may be formed of a material containing one or more of silicone series, epoxy series, PMMA (polymethyl methacrylate) series, PE (polyethylene) series, and PS (polystyrene) series.
  • the molding part 200 may include a black-based material.
  • the molding part 200 may include transparent epoxy or transparent silicone resin.
  • a diffusion agent 210 may be provided inside the molding part 200. This diffusion agent 210 can control the transparency of the molding part 200. For example, if the diffusion agent 210 is distributed in the molding part 200 at a high ratio, the transparency of the molding part 200 may be lowered, and if the diffusion agent 210 is distributed in a low ratio, the transparency of the molding part 200 may be lowered. ) can increase its transparency.
  • This diffusion agent 210 may include one or more of titanium dioxide (TiO 2 ) and silicon dioxide (SiO 2 ), which have high light reflectance. Additionally, the diffusion agent 210 may be provided in plural pieces and may be uniformly or non-uniformly distributed within the molding portion 200. Therefore, clearer contrast is possible.
  • the upper surface of the molding part 200 may be roughened to have a predetermined roughness.
  • the height difference (d) of roughness may be 10um or less. If the difference in roughness becomes too large, the uniformity of light may deteriorate, so it is preferably 10 um or less.
  • the substrate 300 may support the light emitting diode 100 and the molding part 200.
  • This substrate 300 may include wiring so that the light emitting diode 100 can be electrically connected.
  • the substrate 300 may be a printed circuit board (PCB) or a thin film transistor (TFT).
  • This substrate 300 may include a base 310 and substrate electrodes 320, 330, 340, and 350.
  • the base 310 may support the first substrate electrode 320, the second substrate electrode 330, the third substrate electrode 340, and the fourth substrate electrode 350.
  • This base 310 may be provided in a rectangular shape with a major axis and a minor axis. Alternatively, it may be provided in a square shape with all four sides having the same length.
  • the base 310 has at least a portion of each of the top, side, and bottom surfaces connected to the first substrate electrode 320, the second substrate electrode 330, the third substrate electrode 340, and the fourth substrate electrode 350. You can be surrounded.
  • This base 310 may have a predetermined thickness and may be connected to an external power source.
  • the base 310 may include, for example, one or more of Cu, Zn, Au, Ni, Al, Mg, Cd, Be, W, Mo, Si, and Fe, or an alloy consisting of some of them.
  • the base 310 may be extended so that its side surfaces are parallel to the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350, and irregularities may be formed non-uniformly.
  • at least a portion of the side surface of the base 310 is formed with irregularities, and the irregularities formed on the side surfaces of the base 310 may contact the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350.
  • the bonding force between the side of the base 310 and the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may increase.
  • the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are disposed between the light emitting diode 100 and an external substrate (not shown) to electrically connect the light emitting diode 100 and the external substrate. These substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may extend to cover at least a portion of the top, side, and bottom surfaces of the base 310.
  • the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are connected to the base 310 from one surface (e.g., the top surface of FIG. 3) of the base 310 on which the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103 are placed. It may extend to surround the outer surface (eg, the left or right surface of FIG. 3).
  • the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 are formed from one side to cover a portion of the other side (e.g., the lower side of FIG. 3), which is the opposite side of the one side of the base 310 on which the light emitting diode 100 is placed. It may extend through the outer surface to the other surface. Additionally, a plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may be provided, and the plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may be insulated from each other. These plurality of substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may include a first substrate electrode 320, a second substrate electrode 330, a third substrate electrode 340, and a fourth substrate electrode 350. there is.
  • the first substrate electrode 320 is connected to the first terminal (E1) of the first light emitting diode 101, the first terminal (E1) of the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode (E1). It may be connected to the first terminal (E1) of the diode 103.
  • This first substrate electrode 320 may include a first upper pattern 321, a first side pattern 322, and a first lower pattern 323.
  • the first upper pattern 321 is connected to the first terminal E1 of the first light emitting diode 101, the first terminal E1 of the second light emitting diode 102, and the first terminal of the third light emitting diode 103 ( E1) can be electrically connected.
  • This first upper pattern 321 may be placed on the top of the base 310.
  • at least a portion of the first upper pattern 321 may extend between adjacent portions of the plurality of light emitting diodes 101, 102, and 103.
  • the first upper pattern 321 may include at least a portion that is bent, and the bent portion may be bent at two or more points.
  • the first upper pattern 321 may be bent at one point (P1) and may be bent at another point (P2) that is different from the first point.
  • This first upper pattern 321 may include a first pattern connection part 321a, a second pattern connection part 321b, and a third pattern connection part 321c.
  • first pattern connecting portion 321a may be connected to the first terminal E1 of the first light emitting diode 101, and the other side may be connected to the second pattern connecting portion 321b.
  • This first pattern connection portion 321a may extend to be inclined with respect to the x-axis and y-axis. In other words, the first pattern connection portion 321a may extend in a direction that is different from the orientation of the light emitting diode 100. Additionally, the first pattern connection portion 321a may be disposed between the first light emitting diode 101 and the second light emitting diode 102.
  • One side of the second pattern connecting portion 321b may be connected to the first terminal E1 of the second light emitting diode 102, and the other side may be connected to the third pattern connecting portion 321c.
  • the first terminal E1 of the second light emitting diode 102 and the first pattern connecting portion 321a may be connected together.
  • at least a portion of the second pattern connection portion 321b may be bent, but is not limited to this.
  • the first terminal E1 of the second light emitting diode 102 and the third light emitting diode 321b are connected to each other.
  • the first terminal (E1) of the diode 103 may be connected in a linear form.
  • One side of the third pattern connection portion 321c may be connected to the first terminal E1 of the third light emitting diode 103, and the other side may be connected to the first side pattern 322. At least a portion of the third pattern connection portion 321c may be bent, or may include areas with different widths. This third pattern connection portion 321c may extend parallel to the upper surface of the base 310 and be connected to the first side pattern 322. However, this is only an example, and the third pattern connecting portion 321c may be connected to the first side pattern 322 so that the portion connected to the first side pattern 322 protrudes upward.
  • At least one of the plurality of side patterns (322, 332, 342, and 352) is a first region (R1) that is a portion higher in height than the upper patterns (321, 331, 341, and 351). ) may include.
  • the first region R1 may have a shape whose width gradually narrows toward the top.
  • the first region R1 is disposed higher than the upper patterns 321, 331, 341, and 351, thereby blocking the light generated from the light emitting device 1 from affecting the adjacent light emitting device 1. This can be effective in improving contrast.
  • At least one of the plurality of side patterns 322, 332, 342, and 352 may further include a second region R2 that is lower in height than the upper patterns 321, 331, 341, and 351. there is.
  • the first side pattern 322 may electrically connect the first upper pattern 321 and the first lower pattern 323. This first side pattern 322 may extend to cover the side surface of the base 310.
  • the first lower pattern 323 can electrically connect the light emitting device 1 to an external substrate.
  • This first lower pattern 323 has a second lower pattern 333, a third lower pattern 343, and a fourth lower pattern (to be described later) when looking at the base 310 from the side where the lower surface of the base 310 is located. 353) may have an area smaller than that.
  • the lower area of the substrate electrode 320 connected to the first terminal (E1) of the plurality of light emitting diodes 100 is the substrate electrodes 330 and 340 connected to the second terminal (E2) of the plurality of light emitting diodes 100. , 350) may be smaller than the lower area.
  • the first lower pattern 323 may have a vertical surface 323a extending in a direction perpendicular to the imaginary line G extending diagonally of the base 310.
  • the second substrate electrode 330 may be connected to the second terminal (E2) of the first light emitting diode 101.
  • This second substrate electrode 330 may include a second upper pattern 331, a second side pattern 332, and a second lower pattern 333.
  • One side of the second upper pattern 331 may be connected to the second terminal (E2) of the first light emitting diode 101, and the other side may be connected to the second side pattern 332.
  • This second upper pattern 331 may be disposed on the upper part of the base 310. Additionally, at least a portion of the second upper pattern 331 may be bent.
  • the second side pattern 332 may electrically connect the second upper pattern 331 and the second lower pattern 333. This second side pattern 332 may extend to cover the side surface of the base 310.
  • the second lower pattern 333 may electrically connect the light emitting device 1 to an external substrate. This second lower pattern 333 may be disposed on the lower part of the base 310.
  • the third substrate electrode 340 may be connected to the second terminal (E2) of the second light emitting diode 102.
  • This third substrate electrode 340 may include a third upper pattern 341, a third side pattern 342, and a third lower pattern 343.
  • One side of the third upper pattern 341 may be connected to the second terminal (E2) of the second light emitting diode 102, and the other side may be connected to the third side pattern 342.
  • This third upper pattern 341 may be placed on the top of the base 310. Additionally, at least a portion of the third upper pattern 341 may be bent. Meanwhile, the third upper pattern 341 may be arranged to be point symmetrical with respect to the second pattern connection portion 321b of the first upper pattern 321 and the center of the second light emitting diode 102. In other words, when the third upper pattern 341 is rotated around the center of the second light emitting diode 102, it can correspond to the second pattern connection portion 321b.
  • the third side pattern 342 may electrically connect the third upper pattern 341 and the third lower pattern 343. This third side pattern 342 may extend to cover the side surface of the base 310.
  • the third lower pattern 343 may electrically connect the light emitting device 1 to an external substrate.
  • This third lower pattern 343 may be disposed on the lower part of the base 310. Additionally, the third lower pattern 343 may be arranged to be point symmetrical with respect to the centers of the first lower pattern 323 and the base 310.
  • the fourth substrate electrode 350 may be connected to the second terminal (E2) of the third light emitting diode 103.
  • This fourth substrate electrode 350 may include a fourth upper pattern 351, a fourth side pattern 352, and a fourth lower pattern 353.
  • One side of the fourth upper pattern 351 may be connected to the second terminal (E2) of the third light emitting diode 103, and the other side may be connected to the fourth side pattern 352.
  • This fourth upper pattern 351 may be disposed on the upper part of the base 310. Additionally, at least a portion of the fourth upper pattern 351 may be bent.
  • the fourth side pattern 352 may electrically connect the fourth upper pattern 351 and the fourth lower pattern 353. This fourth side pattern 352 may extend to cover the side surface of the base 310.
  • the fourth lower pattern 353 can electrically connect the light emitting device 1 to an external substrate.
  • This fourth lower pattern 353 may be disposed on the lower part of the base 310. Additionally, the fourth lower pattern 353 may be arranged to be point symmetrical with respect to the center of the second lower pattern 333 and the base 310.
  • the first lower pattern 323, the second lower pattern 333, the third lower pattern 343, and the fourth lower pattern 353 may be provided so that each width is greater than the separation distance between them.
  • the width (W) of the fourth lower pattern 353 may be greater than the separation distance (D) between the second lower pattern 333 and the third lower pattern 343 (see FIG. 15). Therefore, an electrically stable connection with the external board is possible, and the lower patterns maintain insulation between each other and provide a sufficient heat dissipation pass.
  • the conductive material 400 can fix the light emitting diode 100 to the substrate 300.
  • One side of this conductive material 400 is connected to the light emitting diode 100, and the other side is connected to the substrate 300.
  • the conductive material 400 may electrically connect the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 of the substrate 300 and the bump electrode 150 of the light emitting diode 100.
  • a plurality of such conductive materials 400 may be provided, and the plurality of conductive materials 400 may connect each of the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 and the plurality of light emitting diodes 100.
  • the portion where the conductive material 400 is in contact with the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 may be roughened to have a predetermined roughness.
  • the molding part 200 may be extended to cover the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350.
  • a second embodiment of the present invention will be described with further reference to FIGS. 16 and 17.
  • the differences compared to the above-described embodiment will be mainly explained, and the same description and reference numerals will be used as reference to the above-described embodiment.
  • the molding part 200 may include a first molding part 201 and a second molding part 202.
  • the first molding part 201 may cover the light emitting diode 100 to protect the light emitting diode 100.
  • This first molding part 201 may be placed on the upper surface of the base 310 and may extend upward from the upper surface of the base 310 to have a predetermined thickness. Additionally, the first molding part 201 may cover the first upper pattern 321, the second upper pattern 331, the third upper pattern 341, and the fourth upper pattern 351.
  • the second molding part 202 may extend from the first molding part 201 to cover at least a portion of the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350.
  • This second molding part 202 is a first molding part 201 to cover the first side pattern 322, the second side pattern 332, the third side pattern 342, and the fourth side pattern 352. It can extend downward from.
  • the second molding part 202 may cover the area where at least one of the first to fourth side patterns 322, 332, 342, and 352 is exposed.
  • the second molding part 202 may cover at least one pair of side patterns facing each other so that no exposed areas are left.
  • the second molding part 202 covers all of the pair of side patterns facing each other, the plurality of light emitting elements 1 arranged adjacently can be arranged in a row without being tilted up and down or left and right. That is, the facing The second molding part 202, which covers a pair of side patterns, serves as a support that can minimize the coupling step between the plurality of light-emitting devices 1 adjacent to each other, thereby allowing the plurality of light-emitting devices 1 to be coupled to the external substrate.
  • the plurality of light emitting elements 1 are coupled to the external substrate without a coupling step, the light emitting surfaces of the plurality of light emitting elements 1 are arranged on substantially the same line, and accordingly, It is possible to alleviate the color difference and minimize luminance loss of the light emitted from the plurality of light-emitting devices 1.
  • the light emission surfaces of the plurality of light-emitting devices 1 are arranged on substantially the same line, measurement is performed at various angles. It is possible to alleviate the color difference in the light and minimize the loss of luminance.
  • At least a portion of the second molding portion 202 includes the first lower pattern 323, the second lower pattern 333, the third lower pattern 343, and the fourth lower pattern 353.
  • the first side pattern 322, the second side pattern 332, the third side pattern 342, and the fourth side pattern 352 are exposed to the outside by being covered by the second molding part 202. This prevents stable operation of the device.
  • the second molding part 202 includes the first lower pattern 323, the second lower pattern 333, the third lower pattern 343, and the fourth lower pattern 353. It can cover at least part of it.
  • the second molding part 202 may cover a portion of the first lower pattern 323 adjacent to the vertex of the lower surface of the base 310.
  • the outer surface of the second molding part 202 and the outer surface of the lower patterns 323, 333, 343, and 353 or the outer surfaces of the side patterns 322, 332, 342, and 352 may be formed to be parallel. .
  • a portion of the side patterns 322, 332, 342, and 352 is covered by the second molding portion 202, and another portion of the side patterns 322, 332, 342, and 352 is covered by the second molding portion ( 202) can be formed to be exposed.
  • the molding portion 200 By covering the corners of the side patterns 322, 332, 342, and 352 with the molding portion 200, when the light emitting device 1 is arrayed as a module, light reflection at the corners is blocked to prevent light scattering according to the viewing angle. It can be resolved.
  • a substrate void 111 may be formed inside the light transmitting portion 110.
  • the substrate void 111 may refract light passing through the light transmitting portion 110.
  • the beam angle of the light emitting structure 120 may increase.
  • the beam angle deviation of the first light emitting diode 101, the second light emitting diode 102, and the third light emitting diode 103 may be reduced by the substrate void 111 formed in the light transmitting portion 110.
  • the substrate voids 111 may be provided on the side of the light transmitting portion 110 and may be provided in plural numbers. Additionally, the substrate voids 111 may be spaced apart in the vertical direction along the side of the light transmitting portion 110.
  • a molding void 220 may be formed between the molding part 200 and the light emitting diode 100.
  • the molding void 220 may be provided in an area where the upper surface of the light emitting diode 100 and the molding part 200 contact, and may be provided in plural pieces. Additionally, the plurality of molding voids 220 may refract light emitted from the light emitting diode 100. In this case, the beam angle of light emitted from the light emitting diode 100 may become larger.
  • the molding part 200 may be filled between the first terminal E1 and the second terminal E2.
  • the conductive material 400 connected to the first terminal (E1) may be spaced apart from the conductive material 400 connected to the second terminal (E2), and the first terminal (E1) and the second terminal (E2) may be separated from each other.
  • An empty space may be formed between the two terminals E2.
  • the molding part 200 may fill the empty space between the first terminal E1 and the second terminal E2.
  • a molding void 220 may be formed in the molding portion 200 filled between the first terminal E1 and the second terminal E2. This molding void 220 may refract light emitted into the space between the first terminal E1 and the second terminal E2.
  • a conductive void 410 may be formed in the conductive material 400.
  • a conductive void 410 may be formed in the conductive material 400, and this conductive void 410 can easily volatilize the flux contained in the conductive material 400 to the outside. You can. In this case, defects caused by the flux remaining in the conductive material 400 can be improved. For example, the flux remaining in the conductive material 400 has the effect of preventing the conductive material 400 from spreading.
  • the conductive material 400 may include a first conductive material portion 401 and a second conductive material portion 402.
  • the first conductive material portion 401 may fix the light emitting diode 100 to the substrate 300.
  • the first conductive material portion 401 may electrically connect the substrate electrodes 320, 330, 340, and 350 and the bump electrode 150 of the light emitting diode 100.
  • the first conductive material portion 401 may reflect light emitted from the light emitting diode 100 downward.
  • the second conductive material portion 402 may extend upward from the first conductive material portion 401 and may reflect light emitted from the light emitting diode 100 toward the side.
  • the second conductive material portion 402 has one end connected to the first conductive material portion 401, and the other end extends upward from the first conductive material portion 401 so as to face the side of the light emitting diode 100. It may be extended. In this case, the second conductive material portion 402 can improve light efficiency by reflecting light emitted from the light emitting diode 100.
  • the molding part 200 includes at least one of a plurality of different color pigments and a plurality of different color dyes. can do.
  • One or more of a plurality of different color pigments and a plurality of different color dyes may be mixed and included in the molding part 200.
  • the color of the pigment or dye included in the molding part 200 may be white, yellow, green, black, magenta, blue, or purple.
  • the molding part 200 may have various colors.
  • the molding part 200 may be black.
  • the brightness or saturation of the color displayed by the molding portion 200 may be adjusted.
  • the transparency of the molding part 200 can be adjusted depending on the concentration of the pigment or dye (D) mixed in the molding part 200.
  • the molding part 200 may be a colored molding with a transparency of 20% or more. Accordingly, the molding part 200 can implement a color that matches the user's sensibility. In addition, the molding part 200 containing pigment or dye (D) can improve the color difference of the light emitted from the plurality of light emitting devices 1 and implement uniform color expression of the display device.
  • the molding part 200 containing pigment or dye (D) can improve the color difference of the light emitted from the plurality of light emitting devices 1 and implement uniform color expression of the display device.
  • the color displayed by the molding part 200 in which at least one type of dye or pigment is mixed may satisfy any one of the three ranges below in the LAB color coordinate system.
  • a display device including a plurality of light-emitting modules in which a plurality of light-emitting elements 1 are arrayed can clearly implement various colors. there is. Additionally, color interference between adjacent light emitting devices 1 can be minimized. In addition, discoloration of the molding portion 200 due to light incident from outside the light emitting device 1 or heat generated inside or outside the light emitting device 1 can be minimized, and even if the molding portion 200 is discolored, Color change of the molding portion 200 can be minimized. Additionally, when a plurality of light emitting devices 1 are arrayed, the occurrence of dark lines and bright lines can be minimized.
  • the molding part 200 may further include not only the pigment or dye described above, but also a polymer resin and a curing initiator.
  • the polymer resin may include one or more of silicone, epoxy, and acrylate.
  • the curing initiator may be a thermal curing initiator or an ultraviolet curing initiator.
  • the molding part 200 may further include a binder.
  • an upper molding 204 may be disposed on the upper surface of the molding part 200.
  • Top molding 204 may be molding or film.
  • the film includes a pressure sensitive adhesive (PSA) layer, a polyethylene terephthalate (PET) or polyimide layer, an anti-glare layer, It may include one or more low-reflection layers.
  • PSA pressure sensitive adhesive
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyimide layer may include one or more of black pigment and dye.
  • the film may further include a polarizing layer.
  • the upper molding 204 may be formed of multiple layers.
  • At least one of the upper moldings 204 formed of a plurality of layers may be an anti-glare layer, that is, an anti-glare layer. Additionally, at least one of the plurality of upper moldings 204 may be a transparent layer. Additionally, at least one surface of the upper molding 204 may have roughness.
  • the molding part 200 may further include a diffusion agent 203.
  • the dispersant may include one or more of PMMA (polymethylmethacrylate), silica (SiO 2 ), and zirconium dioxide.
  • the molding part 200 may further include one or more pigments or dyes (D).
  • the horizontal and vertical directions shown in FIGS. 30 and 31 can be defined as follows.
  • the vertical direction may be defined as the direction in which the first light emitting diode 101 that emits red light, the second light emitting diode 102 that emits green light, and the third light emitting diode 103 that emits blue light are arranged, and the horizontal direction can be defined as a direction perpendicular to this vertical direction.
  • the horizontal color difference ( ⁇ u'v') is the color of the molding part 200 when viewed from the front at different angles from one side of the horizontal direction to the other side of the horizontal direction.
  • the difference ( ⁇ u'v') is measured, and in Figures 30 and 31, the vertical color difference ( ⁇ u'v') is the angle viewed from one side of the vertical direction or the other side of the vertical direction centered on when viewed from the front.
  • the color difference ( ⁇ u'v') of the molding part 200 when varied was measured.
  • the color difference ( ⁇ u'v') according to viewing angle is based on the CIE1976 chromaticity diagram and applied the formula below.
  • x, y in the formula below are coordinate (x, y) values of the CIE1931 color coordinate system. You can measure the color change rate ⁇ u'v' compared to a viewing angle of 0 degrees using the measurement results using the formula below.
  • the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle of the molding part 200 is improved.
  • the diffusion agent is included in the molding unit 200, compared to when the diffusion agent is not included, the viewing angle of the molding unit 200 when viewed from the front is changed to one side or the other in the horizontal direction.
  • the color difference ( ⁇ u'v') was reduced.
  • the diffusion agent is included in the molding part 200, compared to when the diffusion agent is not included, the molding part 200 changes when viewed from the front at a different angle when viewed from one side or the other in the horizontal direction. Color difference ( ⁇ u'v') according to viewing angle was reduced.
  • the color difference ( ⁇ u'v') of the molding part 200 may be 0.01 or less in both the horizontal and vertical directions when viewed from the front and when viewed from 45 degrees to one side or the other.
  • the color difference ( ⁇ u'v') of the molding part 200 may be 0.03 or less in both the horizontal and vertical directions when viewed from the front and when viewed from 80 degrees to one side or the other.
  • the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle of the molding part 200 may be 0.005 or less between one side and the other when viewed from the front in both the horizontal and vertical directions.
  • the graph of the molding unit 200 forms a nearly linear waveform in an angle range between -80 degrees and +80 degrees, and the average color difference ( ⁇ u'v') in adjacent angle regions can be formed to be 0.003 or less.
  • the color difference ( ⁇ u'v') graph according to the viewing angle of the molding part 200 shows that the height difference between the waveforms of adjacent areas in the area between -80 degrees and +80 degrees is 0.005 or less, and the waveforms of adjacent areas are 0.005 or less.
  • the peak between may be 0.003 or less.
  • the molding part 200 may further include a matting agent.
  • the matting agent mixed in the molding part 200 may form irregularities on the surface of the molding part 200.
  • the position of the matting agent particles added to the molding part 200 may be distinct from that of the diffusion agent 203.
  • the matting agent may be located on the upper surface of the molding portion 200 to form irregularities on the upper surface of the molding portion 200, and the diffusing agent 203 may be located close to the light emitting diode.
  • the matting agent may be a material such as silica, wax, or filler.
  • the irregularities formed on the surface of the molding part 200 by the matting agent can improve the light extraction efficiency of the light-emitting device 1, and can minimize the occurrence of dark or bright lines when a plurality of light-emitting devices 1 are arrayed. there is. Additionally, glare on the user can be prevented by lowering the reflectivity of the surface of the display device due to external light.
  • the dispersing agent may be included in the molding part 200 in an amount of 5% to 20% by weight of the molding part 200. If the dispersant is included in the molding part 200 in an amount of less than 5% by weight of the molding part 200, the color difference may not be improved. In addition, if the dispersant is included in the molding part 200 in an amount exceeding 20% by weight of the molding part 200, the molding part 200 becomes cloudy and affects the color expressed by the molding part 200, thereby affecting the color of the molding part 200. ) may not display the color properly. For example, when the molding part 200 is black, the molding part 200 may not properly display black, which may deteriorate the clarity of the display device.
  • the more the diffusion agent is included in the molding part 200 the more the color difference ( ⁇ u'v) according to the viewing angle of the molding part 200. ') can be reduced.
  • the color difference ( ⁇ u'v') of the molding part 200 may be 0.01 or less in both the horizontal and vertical directions when viewed from the front and when viewed from 45 degrees to one side or the other.
  • the color difference ( ⁇ u'v') of the molding part 200 may be 0.03 or less in both the horizontal and vertical directions when viewed from the front and when viewed from 80 degrees to one side or the other.
  • the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle of the molding part 200 may be 0.005 or less between one side and the other when viewed from the front in both the horizontal and vertical directions.
  • the graph of the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle of the molding part 200 forms a nearly linear waveform in the area between -80 degrees and +80 degrees, and the average color difference in adjacent angle areas is 0.003 or less. It can be formed as
  • the color difference ( ⁇ u'v') graph according to the viewing angle of the molding part 200 shows that the height difference between the waveforms of adjacent areas in the area between -80 degrees and +80 degrees is 0.005 or less, and the waveforms of adjacent areas are 0.005 or less. The peak between may be 0.003 or less. When these conditions are met, the viewing angle can be relatively uniform. Additionally, light loss can be reduced and light extraction efficiency can be improved. Additionally, the color can be perceived as substantially the same no matter which angle the user looks at.
  • the molding part 200 may further include a polymer resin and a curing initiator as well as the above-described pigment or dye and dispersant.
  • the polymer resin may include one or more of silicone, epoxy, and acrylate.
  • the curing initiator may be a thermal curing initiator or an ultraviolet curing initiator.
  • the molding part 200 may further include a binder.
  • an upper molding 204 may be disposed on the upper surface of the molding portion 200.
  • Top molding 204 may be molding or film.
  • the film includes a pressure sensitive adhesive (PSA) layer, a polyethylene terephthalate (PET) or polyimide layer, an anti-glare layer, It may include one or more low-reflection layers.
  • PSA pressure sensitive adhesive
  • PET polyethylene terephthalate
  • polyimide layer may include one or more of black pigment and dye.
  • the film may further include a polarizing layer.
  • the upper molding 204 may be formed of multiple layers.
  • At least one of the upper moldings 204 formed of a plurality of layers may be an anti-glare layer, that is, an anti-glare layer. Additionally, at least one of the plurality of upper moldings 204 may be a transparent layer. Additionally, at least one surface of the upper molding 204 may have roughness.
  • the thickness of the molding portion 200 is equal to that of the light emitting diode 100. It may be between two and three times the thickness. Additionally, the pitch may be 2 times or more and 4 times or less the thickness of the molding portion 200.
  • the pitch is the distance between the centers of neighboring light emitting devices 1, and the thickness T of the molding part 200 is the distance from the substrate 300 to the upper surface of the molding part 200, referring to FIG. 33. .
  • a display device including a plurality of light-emitting modules in which a plurality of light-emitting elements 1 are arrayed can have uniform variation in all colors. Additionally, as the amount of overlapping light between light emitting modules decreases, dark lines or bright lines may not be generated at the boundaries of light emitting modules.
  • the color difference ( ⁇ u'v') according to the viewing angle increases as the thickness of the molding portion 200 increases. is reduced.
  • the thickness of the molding part is 400 um or more and 500 um or less
  • the color difference ( ⁇ u'v') depending on the viewing angle can be more alleviated than when the thickness of the molding part is 350 um or more and 400 um or less.
  • the color difference ( ⁇ u'v') depending on the viewing angle can be reduced by increasing the thickness of the molding part 200.
  • the color difference ( ⁇ u'v') can be less than 0.01 when viewed from 45 degrees to one side or the other.
  • the color difference ( ⁇ u'v') can be 0.01 or less when viewed from 80 degrees to one side or the other.

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Abstract

본 발명은 발광소자 및 디스플레이 장치에 관한 것이다. 구체적으로 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광을 방출할 수 있는 복수의 발광다이오드; 상기 복수의 발광다이오드와 전기적으로 연결된 기판; 및 상기 복수의 발광다이오드의 적어도 일면을 덮는 몰딩을 포함하고, 상기 복수의 발광다이오드는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드, 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드를 포함하고, 상기 몰딩은 복수개의 서로 다른 색의 안료 및 복수개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 포함하는 발광소자가 제공될 수 있다.

Description

발광소자 및 디스플레이 장치
본 발명은 발광소자 및 디스플레이 장치에 대한 발명이다.
일반적으로 발광다이오드(Light Emitting Diode, LED)는 전류 인가에 의해 전자와 정공이 만나 광을 발하는 반도체 발광 장치이다. 이러한 발광다이오드는 광을 방출할 수 있으며, 디스플레이 장치의 백라이트 광원, 표시소자, 조명장치 등에 사용되고 있다.
본 발명은 디스플레이 모듈의 시야각에 따른 색감차를 완화하고 휘도 손실을 최소화힐 수 있도록 개선된 구조를 갖는 발광 모듈 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 디스플레이 모듈의 암선 및 휘선을 최소화 할 수 있도록 개선된 구조를 갖는 발광 모듈 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명은 디스플레이 모듈의 적색광, 녹색광 및 청색광을 원하는 휘도비로 정밀하게 방출할 수 있는 발광 모듈 및 디스플레이 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 광을 방출할 수 있는 복수 개의 발광다이오드(100); 상기 복수 개의 발광다이오드(100)와 전기적으로 연결된 기판(300); 및 상기 복수의 발광 다이오드들의 적어도 일 측면을 덮는 몰딩부(200)를 포함하는 발광 소자 또는 디스플레이 장치가 제공된다. 본 개시에서, 발광 소자는 디스플레이 장치의 일부로서 구현될 수 있으며, 발광 소자에 적용되는 구성들이 일 실시 예에 따른 디스플레이 장치에도 적용 가능함은 자명하다. 본 개시에서는 편의상 주로 발광 소자에 대해 기술한다. 상기 복수 개의 발광다이오드(100)는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드(101), 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드(102) 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)를 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 몰딩부(200)는 복수 개의 서로 다른 색의 안료 및 복수 개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 즉, 복수 개의 서로 다른 색의 안료 및 복수 개의 서로 대른 색의 염료 중 하나 이상이 혼합되어 몰딩부에 포함됨으로써, 몰딩부에 혼함된 안료 또는 염료의 종류에 따라, 몰딩부는 다양한 색을 가질 수 있다. 또한, 몰딩부(200)에 포함되는 안료 또는 염료(D)의 색의 조합에 따라, 몰딩부(200)가 나타내는 색의 명도 또는 채도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)가 검정색일 경우, 검정색의 명도 및 채도가 조절될 수 있다. 즉, 몰딩부(200)가 나타내는 검정색이 더 진하게 되거나 덜 진하게 될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)에 혼합된 안료 또는 염료(D)의 농도에 따라 몰딩부(200)의 투명도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 20% 이상의 투명도를 갖는 유색의 몰딩일 수 있다. 따라서, 몰딩부(200)는 사용자의 감성에 맞는 색을 구현할 수 있다. 또한, 안료 또는 염료(D)를 포함한 몰딩부(200)는 복수의 발광소자(1)로부터 출사되는 광의 색감차를 개선하여 디스플레이의 균일한 색표현을 구현할 수 있다.
적어도 한 종류 이상의 염료 또는 안료가 혼합된 몰딩부(200)가 나타내는 색은 LAB 색좌표계에서 아래의 3개의 범위 중 어느 한 범위를 만족할 수 있다.
제1 범위 : -3 ≤ a’≤ 3, -10 ≤ b’≤ 0
제2 범위 : -5 ≤ a’≤ 5, -8 ≤ b’≤ 2
제3 범위 : -4 ≤ a’≤ 4, -4 ≤ b’≤ 4
몰딩부(200)는 전술한 안료 또는 염료 뿐만 아니라, 고분자 수지 및 경화 개시제 중 적어도 어느 하나를 더 포함할 수 있다. 고분자 수지는 예를 들어, 실리콘, 에폭시, 및 아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 경화 개시제는 예를 들어, 열경화 개시제 또는 자외선경화 개시제일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)는 바인더를 더 포함할 수도 있다.
일 실시 예에 따르면, 발광 소자는 몰딩부의 상면에 배치되는 상부 몰딩(204)을 포함할 수 있다. 상부 몰딩은 몰딩 또는 필름일 수 있다.
상부 몰딩(204)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 층으로 형성된 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 글래어 방지층, 다시 말해 방현층일 수 있다. 일 실시 예에 따르면, 복수의 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 투명층일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상부 몰딩(204)의 적어도 일면은 거칠기를 가질 수 있다.
한편, 발광 소자는 몰딩부의 하면에 배치되는 하부 몰딩을 포함할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 몰딩부(200)는 확산제(203)를 더 포함할 수 있다. 확산제는 PMMA(폴리메틸 메타크릴산, polymethylmethacrylate), 실리카(silica, SiO2, 이산화규소), 및 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide, 이산화 지르코늄) 중 하나 이상을 포함할 수 있다.
확산제를 몰딩부에 주입함으로써, 상기 발광 소자를 바라본 각도에 따른 빛의 색감차(Δu'v')를 현저하게 줄임으로써 휘도 손실을 최소화할 수 있다. 다시 말해, 상기 발광 소자를 바라본 각도에 따라 상기 몰딩부를 투과한 광의 색감이 다르게 인식되는 현상을 최소화할 수 있다. 본 개시에서 수평방향과 수직방향은 아래와 같이 정의될 수 있다. 수직방향은 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드(101), 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드(102) 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)가 배열되는 방향으로 정의될 수 있고, 수평방향은 이러한 수직방향과 직각을 이루는 방향으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 확산제를 포함하는 몰딩부(200)를 투과한 광은, 상기 발광 소자를 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 상기 발광 소자를 45도 각도에서 바라보았을 때의 색감차가 0.01 이내일 수 있다. 이때, 45도 각도는, 발광 소자를 정면에서 바라본 가상의 중심선으로부터 수평방향 또는 수직방향 상의 양측으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 확산제를 포함하는 몰딩부(200)를 투과한 광은, 상기 발광 소자를 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 상기 발광 소자를 80도 각도에서 바라보았을 때의 색감차가 0.03 이내일 수 있다. 이때, 80도 각도는, 발광 소자를 정면에서 바라본 가상의 중심선으로부터 수평방향 또는 수직방향 상의 양측으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 확산제를 포함하는 몰딩부(200)를 투과한 광은, 상기 발광 소자를 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 상기 발광 소자를 90도 각도에서 바라보았을 때의 색감차가 0.05 이내일 수 있다. 이때, 90도 각도는, 발광 소자를 정면에서 바라본 가상의 중심선으로부터 수평방향 또는 수직방향 상의 양측으로 정의될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 발광 소자를 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 수직 방향 또는 수평 방향으로 상기 발광 소자를 바라본 각도가 커짐에 따라 상기 확산제를 포함하는 몰딩부(200)를 투과한 광의 색감차가 선형적으로 증가할 수 있다. 이에 따라, 발광 소자를 바라보는 각도에 따른 색감차를 현저하게 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 사용자가 색감차를 인식하더라도, 선형적인 색감 변화로 인해 시각적 불편함을 예방할 수 있다. 예를 들어, 색감차는 발광 소자를 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 수평 방향 또는 수직 방향으로 -80도 내지 +80도 이내의 범위에서 선형적으로 변화할 수 있다.
상기 확산제는 상기 몰딩부(200)의 중량 대비 5% 내지 20%의 중량으로 상기 몰딩부(200)에 주입될 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 몰딩부(200)는 소광제를 더 포함할 수 있다. 몰딩부(200)에 혼합된 소광제는 몰딩부(200) 표면에 요철을 형성할 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 몰딩부(200)의 두께는 상기 발광 다이오드의 두께의 2배 이상 3배 이하일 수 있다.
일 실시 예에 따르면, 상기 제1 발광다이오드(101), 상기 제2 발광다이오드(102) 및 상기 제3 발광다이오드(103)의 휘도비는 a:b:c 이고, 상기 휘도비는 상기 a가 2.5 초과 3.5 미만, 상기 b가 5.5 초과 6.5 미만, 상기 c가 0.5 초과 1.5 미만을 만족하는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 각각은 서로 다른 극을 가지는 제1 단자(E1) 및 제2 단자(E2)를 포함하고, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 어느 하나의 상기 제1 단자(E1) 및 상기 제2 단자(E2)의 배열이 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 다른 일부의 상기 제1 단자(E1) 및 상기 제2 단자(E2)의 배열과 반대가 되도록 상기 기판(300) 상에 배치될 수 있는 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 어느 하나의 발광다이오드(100)는 상기 다른 일부의 발광다이오드(100) 보다 긴 피크 파장의 광을 방출하는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기판(300)은, 상기 복수 개의 발광다이오드(100)를 지지하는 베이스(310); 및 상기 제1 단자(E1) 및 상기 제2 단자(E2)와 전기적으로 연결된 기판전극(320, 330, 340, 350)을 포함하고, 상기 기판전극(320, 330, 340, 350)은 상기 복수 개의 발광다이오드(100)가 놓인 상기 베이스(310)의 일면으로부터 상기 베이스(310)의 외측면을 둘러싸도록 연장된, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 발광다이오드(101), 상기 제2 발광다이오드(102) 및 상기 제3 발광다이오드(103)는 서로 간에 이격되도록 상기 베이스(310)의 일면에 놓이며, 상기 기판전극(320, 330, 340, 350)은 상기 제1 발광다이오드(101), 상기 제2 발광다이오드(102) 및 상기 제3 발광다이오드(103) 각각의 제1 단자(E1)를 전기적으로 연결하는 제1 기판전극(320)을 포함하고, 상기 제1 기판전극(320)은 일부가 상기 제1 발광다이오드(101), 상기 제2 발광다이오드(102) 및 상기 제3 발광다이오드(103) 중 적어도 두 개의 사이 영역을 통과하며 연장되는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 제1 기판전극(320)은 일 지점에서 절곡된 형상을 포함하고, 상기 일 지점(P1)과 상이한 타 지점(P2)에서 절곡된 형상을 포함하는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 기판전극(320, 330, 340, 350)은 복수 개로 제공되며, 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350)은 서로 간에 전기적으로 절연되며, 상기 일면으로부터 상기 외측면을 거쳐 상기 일면의 반대면인 상기 베이스(310)의 타면으로 연장되어 상기 타면에 배치되는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350) 중 상기 제1 단자(E1)와 연결된 영역은 상기 제2 단자(E2)와 연결된 영역과 면적이 다른, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350)은 상기 베이스(310)의 타면이 위치한 측에서 상기 베이스(310)를 보았을 때, 상기 베이스(310)의 중심을 기준으로 점 대칭(point symmetry)되도록 배치된, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350)은 상기 베이스(310)의 타면이 위치한 측에서 상기 베이스(310)를 보았을 때, 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350) 중 어느 하나의 폭(W)이 상기 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350) 중 인접한 일부 사이의 이격 거리(D)보다 크도록 배치된, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드(100)를 봉지하는 몰딩부(200)를 더 포함하고, 상기 몰딩부(200)는 상기 외측면 및 상기 타면을 커버하는 기판전극(320, 330, 340, 350)의 적어도 일부를 둘러싸도록 연장되는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 광을 방출할 수 있는 복수 개의 발광다이오드(100); 및 상기 복수 개의 발광다이오드(100)와 전기적으로 연결된 기판(300)을 포함하고, 상기 복수 개의 발광다이오드(100)는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드(101), 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드(102) 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)를 포함하고, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 각각은 서로 다른 지향각을 가지는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드(100)는, 상기 발광다이오드(100)의 중심으로부터 x축 일측으로 방출되는 광의 세기가 x축 타측으로 방출되는 광의 세기보다 크고, 상기 발광다이오드(100)의 중심으로부터 y축 일측으로 방출되는 광의 세기가 y축 타측으로 방출되는 광의 세기보다 크도록 상기 광을 방출하는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 가장 파장이 긴 광을 방출하는 어느 하나의 지향각은 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 다른 하나의 지향각보다 작은, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드(100)가 x축 및 y축 중 적어도 하나와 나란하도록 배열되었을 때, 상기 발광다이오드(100)의 x축 지향각과 y축 지향각은 서로 상이한, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 발광다이오드(100)의 상기 x축 지향각과 상기 y축 지향각의 차이는 10°이하인, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 어느 하나의 x축 지향각과 상기 복수 개의 발광다이오드(100)는 중 다른 하나의 x축 지향각 간의 차이는 30°이하이고, 상기 어느 하나의 y축 지향각과 상기 다른 하나의 y축 지향각 간의 차이는 30°이하인, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 광을 방출할 수 있는 복수 개의 발광다이오드(100); 및 상기 복수 개의 발광다이오드(100)와 전기적으로 연결된 기판(300)을 포함하고, 상기 복수 개의 발광다이오드(100)는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드(101), 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드(102) 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)를 포함하고, 상기 복수 개의 발광다이오드(100)는 동일한 전류가 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 각각에 흐를 때, 서로 다른 구동전압(Vf)을 가지는, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 가장 파장이 긴 광을 방출하는 어느 하나는 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 다른 하나보다 구동전압(Vf)이 작은, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 각각에 1mA가 흐를 때, 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 가장 파장이 긴 광을 방출하는 어느 하나의 구동전압과 상기 복수 개의 발광다이오드(100) 중 가장 파장이 짧은 광을 방출하는 다른 하나의 구동전압 간의 차이는 1V 미만인, 발광소자(1)가 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예는, 적색광, 녹생광 및 청색광을 원하는 휘도비로 정밀하게 방출할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 발광소자를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2는 도 1의 발광소자에서 몰딩부가 생략된 모습을 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 A-A'를 따라 절단한 단면도이다.
도 4는 도 1의 제1 내지 제3 발광다이오드의 x축 지향각을 나타낸 그래프이다.
도 5는 도 1의 제1 내지 제3 발광다이오드의 y축 지향각을 나타낸 그래프이다.
도 6은 도 1의 제1 내지 제3 발광다이오드의 x축으로부터 각도에 대한 광도의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 7은 도 1의 제1 내지 제3 발광다이오드의 y축으로부터 각도에 대한 광도의 세기를 나타낸 그래프이다.
도 8은 도 3의 발광다이오드의 단면을 확대한 확대도이다.
도 9는 도 3의 몰딩부 상면이 러프닝 처리된 모습을 나타낸 도면이다.
도 10은 도 1의 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 11은 도 3의 베이스의 측면에 요철이 형성된 모습을 나타낸 도면이다.
도 12는 도 1의 B-B'를 따라 절단한 단면도이다.
도 13은 도 10의 제2 패턴 연결부가 선형의 형태를 가지는 모습을 나타낸 도면이다.
도 14는 도 12의 제3 패턴 연결부 중 제1 측부 패턴과 연결되는 부분이 상방으로 돌출된 것을 나타낸 도면이다.
도 15는 도 1의 기판을 개략적으로 나타낸 배면도이다.
도 16은 본 발명의 제2 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 17은 도 16의 기판을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 18은 도 16의 발광소자의 다른 부분을 종방향으로 절단한 단면도이다.
도 19는 본 발명의 제3 실시예에 따른 기판을 개략적으로 나타낸 배면도이다.
도 20은 본 발명의 제4 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 21은 본 발명의 제5 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 22는 본 발명의 제6 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 23은 본 발명의 제7 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 24는 본 발명의 제8 실시예에 따른 발광소자의 종단면도이다.
도 25와 도 26은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광소자의 종단면도로서, 발광다이오드와 몰딩부의 부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 27은 본 발명의 제9 실시예에 따른 발광소자의 몰딩부가 가질 수 있는 LAB 색좌표계에서의 좌표범위를 나타내는 도면이다.
도 28과 도 29는 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광소자의 종단면도로서, 발광다이오드와 몰딩부의 부분을 확대하여 나타낸 것이다.
도 30은 발광소자의 몰딩부에 확산제가 포함되는 경우와 포함되지 않는 경우의 몰딩부의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')를 나타내는 그래프이다.
도 31은 본 발명의 제10 실시예에 따른 발광소자의 몰딩부에 포함되는 확산제의 양에 따른 시야각에 따른 색감차 (Δu'v')를 나타내는 그래프이다.
도 32는 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광소자의 몰딩부의 두께에 따른 시야각에 따른 색감차(Δu'v') 를 나타내는 도면이다.
도 33은 본 발명의 제11 실시예에 따른 발광소자의 몰딩부의 두께를 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 기술적 사상을 구현하기 위한 구체적인 실시예에 대하여 도면을 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
아울러 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 '연결', '지지' 된다고 언급된 때에는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결, 지지될 수도 있지만 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로 본 발명을 한정하려는 의도로 사용된 것은 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 해당 구성요소들은 이와 같은 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 이 용어들은 하나의 구성요소들을 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
명세서에서 사용되는 "포함하는"의 의미는 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소 및/또는 성분을 구체화하며, 다른 특정 특성, 영역, 정수, 단계, 동작, 요소, 성분 및/또는 군의 존재나 부가를 제외시키는 것은 아니다.
또한, 본 명세서에서 상하 등의 방향에 대한 표현은 도면에 도시를 기준으로 설명한 것이며 해당 대상의 방향이 변경되면 다르게 표현될 수 있음을 미리 밝혀둔다. 한편, 본 명세서의 x축, y축은 도 1 및 도 2의 좌표축일 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명에 따른 발광소자(1)의 구체적인 구성에 대하여 설명한다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 발광소자(1)는 외부로부터 전력을 공급받아 광을 조사할 수 있다. 이러한 발광소자(1)는 발광다이오드(100), 몰딩부(200), 기판(300) 및 전도성 물질(400)을 포함할 수 있다.
발광다이오드(100)는 광을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드(100)는 자외선 파장 대역, 가시광선 파장 대역 및 적외선 파장 대역에서 피크 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 또한, 발광다이오드(100)는 상면에서 볼 때 4개의 모서리를 갖는 사각형 형태를 포함할 수 있다. 또는 다른 형태로 장축 및 단축을 가지는 긴 직사각형 형태를 포함할 수도 있으며, 이때 단축은 장축에 비하여 비교적 작은 수평 단면적을 가질 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드(100)가 직사각형일 경우, 발광다이오드(100)는 장축의 길이가 단축의 길이의 2배 미만일 수 있다. 다만, 발광다이오드(100)는 이에 한정되지 않고, 다양한 형태를 가질 수 있다. 발광다이오드(100)는 장축의 길이가 100um 내지 300um 일 수 있으며, 단축의 길이가 50um 내지 150um 일 수 있고, 높이가 100um 내지 300um일 수 있다. 발광다이오드(100)의 크기는 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 장축 및 단축의 길이가 50um 이하 일 수도 있다. 이러한 발광다이오드(100)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 발광다이오드(100)는 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)를 포함할 수 있다. 복수의 발광다이오드(100)는 동일한 색역대의 광을 출사할 수 있다. 복수의 발광다이오드(100)로부터 출사 된 동일한 색역대의 광은 중심 파장이 서로 다를 수 있다. 복수의 발광다이오드(100) 중 적어도 하나는 색역대가 다른 광을 출사할 수 있다. 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 색의 광을 출사할 수 있다.
복수의 발광다이오드(100)는 상면에서 볼 때 단면적이 실질적으로 같을 수 있다. 또한, 복수의 발광다이오드(100) 중 적어도 하나는 상면에서 볼 때 단면적이 다를 수 있다. 특히 장파장을 방출하는 발광다이오드(100)의 면적이 다를 수 있다. 이를 통하여 복수의 발광다이오드(100)에서 방출되는 광들의 발광 강도 비율을 쉽게 조절할 수 있다.
제1 발광다이오드(101)는 적색광을 방출할 수 있으며, 일 예로 600nm 내지 780nm 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 또한, 제2 발광다이오드(102)는 녹색광을 방출할 수 있으며, 일 예로 492nm 내지 577nm 파장 대역의 광을 방출할 수 있다. 또한, 제3 발광다이오드(103)는 청색광을 방출할 수 있으며, 일 예로 430nm 내지 492nm 파장 대역의 광을 조사할 수 있다. 이러한 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 파장 범위의 광을 방출할 수 있으며, 동시에 또는 개별적으로 광을 방출할 수 있다. 바람직하게는 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 피크 파장의 광을 방출할 수 있으며, 동시에 또는 개별적으로 광을 방출할 수 있다.
제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 휘도 또는 발광 강도를 갖는 광을 방출할 수 있다. 또한, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)의 휘도비는 조절될 수 있다. 이러한 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)의 휘도비는 2~4:5~7:1 일 수 있다. 예를 들어, 휘도비는 a:b:c로 표현될 수 있으며, 휘도비는 a가 2.5 초과 3.5 미만, b가 5.5 초과 6.5 미만, c가 0.5 초과 1.5 미만을 만족할 수 있다. 이러한 휘도비 또는 발광 강도 비를 통하여 복수 파장의 광이 방출되더라도 각 파장들이 서로 영향을 주어 시감도를 저해하는 것을 방지하고 선명해 보이도록 하는 효과가 있다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)의 휘도비는 약 3:6:1일 수 있으나 이는 예시에 불과하고, 이로 인해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.
또한, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 색좌표 값(Cx, Cy)을 가지는 광을 방출할 수 있다. 본 명세서에서 색좌표 값(Cx, Cy)은 'CIE 1391'에 따른 표준 좌표값을 의미한다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101)는 0.5 내지 0.75 범위 내의 x색좌표(Cx)와 0.15 내지 0.35 범위 내의 y색좌표(Cy)를 가지는 광을 방출할 수 있다. 또한, 제2 발광다이오드(102)는 0.01 내지 0.34 범위 내의 x색좌표(Cx)와 0.4 내지 0.83 범위 내의 y색좌표(Cy)를 가지는 광을 방출할 수 있다. 또한, 제3 발광다이오드(103)는 0.05 내지 0.25 범위 내의 x색좌표(Cx)와 0.01 내지 0.5 범위 내의 y색좌표(Cy)를 가지는 광을 방출할 수 있다.
제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 동일한 전류가 흐를 때, 서로 다른 구동전압(Vf)을 가질 수 있다. 본 명세서에서 구동전압(Vf)은 발광다이오드(100)를 구동하기 위한 전압을 의미하며, 1mA의 전류가 흐를 때 측정된 값일 수 있다. 이러한 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 방출하는 광의 파장이 짧을수록 구동전압(Vf)이 높아질 수 있다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101)의 구동전압(Vf)은 1.8V 내지 2.1V 일 수 있고, 제2 발광다이오드(102)의 구동전압(Vf)은 2.1V 내지 2.6V 일 수 있으며, 제3 발광다이오드(103)의 구동전압(Vf)은 2.6V 내지 2.9V 일 수 있다. 또한, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 가장 파장이 긴 광을 방출하는 다이오드의 구동전압(Vf)과 가장 파장이 짧은 광을 방출하는 다이오드의 구동전압(Vf) 차이는 1V 미만일 수 있다. 예를 들어, 가장 파장이 긴 광을 방출하는 제1 발광다이오드(101) 구동전압(Vf)과 가장 파장이 짧은 광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)의 구동전압(Vf)의 차이는 1V 미만이 될 수 있다. 복수의 발광다이오드(100)들 간의 구동전압(Vf)의 차이가 1V 미만이 되도록 설계함으로써 동일한 전류를 공급하였을 때 특정 발광 다이오드로 전기적 및 발열 집중이 발생하는 것을 방지하여 안정적인 구동이 이루어지도록 하는 효과가 있다.
발광소자(1)는 적어도 하나의 발광다이오드(101, 102, 103)의 장축과 나란한 제1 면과, 제1 면에 수직한 제2 면을 포함하며, 발광소자(1)의 제1 면의 길이는 발광다이오드(101, 102, 103)의 장축의 길이의 2배 이상 7배 이하의 길이를 가질 수 있다. 또는 발광소자(1)의 제1 면의 길이는 복수의 발광다이오드(101, 102, 103)의 단축의 길이들의 합보다 크며, 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103)의 단축의 길이들의 합의 5배 이하일 수 있다. 또는 발광소자(1)의 제2 면의 길이는 발광다이오드(101, 102, 103)의 장축의 길이의 2배 이상 7배 이하의 길이를 가질 수 있다. 발광소자(1)의 제2 면의 길이는 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103)의 단축의 길이들의 합보다 크며, 복수 개의 발광 다이오드(101, 102, 103)의 단축의 길이들의 합의 5배 이하일 수 있다. 발광소자(1)의 길이가 발광 다이오드를 기준으로 위와 같은 길이 관계 중 적어도 하나를 가짐으로써, 복수의 발광소자(1)들이 회로 기판에 행과 열에 따라 어레이 될 때 각 발광소자(1)의 중심부간의 최소 거리를 제1 면 또는 제2 면의 길이를 기준으로 하여 규칙적으로 어레이 할 수 있으므로, 색 편차가 최소화 된 모듈 구현이 가능해진다.
도 4 및 도 5를 참조하면, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 지향각 또는 지향 패턴을 가질 수 있다. 본 명세서에서 지향각은 발광다이오드(100)에서 방출되는 광에서 최대 광도의 50% 이상의 광도를 보이는 광 방출각도를 의미한다. 예를 들어, 지향각은 발광다이오드(100)에서 방출된 광의 광도가 최고인 제1 지점과 제1 지점에서 광도의 50%가 되는 제2 지점 사이의 각도의 2배의 각도를 의미한다. 이러한 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 x축 지향각이 y축 지향각보다 작을 수 있다. 본 명세서에서 x축 지향각은 x축을 기준으로 각도를 측정했을 때의 값이고, y축 지향각은 y축을 기준으로 각도를 측정했을 때의 값이다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101)의 x축 지향각은 105~115°, y축 지향각은 110~120°범위 내에서 형성될 수 있다. 또한, 제2 발광다이오드(102)의 x축 지향각은 120~140°, y축 지향각은 135~145°범위 내에서 형성될 수 있다. 또한, 제3 발광다이오드(103)의 x축 지향각은 120~140°일 수 있으며, y축 지향각은 135~145°범위 내에서 형성될 수 있다. 이는 각 발광 다이오드(101, 102, 103) 의 발광 효율을 고려하여 효과적인 색 구현을 할 수 있도록 하기 위함이다.
다른 실시예로 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103) 내에서 각 발광 다이오드의 x축 지향각과 y축 지향각의 차이는 10°이하일 수 있다. x축 지향각과 y축 지향각의 차이를 10°이하로 하여 어느 각도에서 보더라도 광이 균일하게 되어 시야각에 따른 시감도 저하를 개선할 수 있다.
다른 실시예로, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 서로 다른 지향패턴을 가질 수 있다. 예를 들어 x축을 기준으로 각 발광다이오드(101, 102, 103)의 지향패턴은 중첩되지 않는 일부 영역을 포함할 수 있다. 또는 y축을 기준으로 각 발광다이오드(101, 102, 103)의 지향패턴은 중첩되지 않는 일부 영역을 포함할 수 있다. 이는 각 발광다이오드(101, 102, 103)의 발광 효율을 고려하여 효과적인 색 구현을 할 수 있도록 하기 위함이다.
다른 실시예로, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 가장 긴 피크 파장의 광을 방출하는 다이오드가 가장 작은 지향각을 가질 수 있다. 다시 말해, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103) 중 가장 긴 피크 파장의 광을 방출하는 적어도 하나의 발광 다이오드가 갖는 지향각은 다른 발광 다이오드가 갖는 지향각보다 작을 수 있다. 예를 들어, 가장 긴 피크 파장의 광을 방출하는 제1 발광다이오드(101)는 가장 짧은 피크 파장의 광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)보다 작은 지향각을 가질 수 있다. 이러한 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)가 갖는 x축 지향각 중 가장 큰 x축 지향각과 가장 작은 x축 지향각 간의 차이는 30°이하일 수 있다. 예를 들어, 제3 발광다이오드(103)의 x축 지향각과 제1 발광다이오드(101)의 x축 지향각 간의 차이는 30° 이하이다. 또한, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)가 갖는 y축 지향각 중 가장 큰 y축 지향각과 가장 작은 y축 지향각 간의 차이는 30°이하일 수 있다. 예를 들어, 제3 발광다이오드(103)의 y축 지향각과 제1 발광다이오드(101)의 y축 지향각 간의 차이는 30° 이하이다. 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103)들이 갖는 x축 지향각의 차이 또는 y축 지향각의 차이를 30°이하로 하여 어느 각도에서 보더라도 광이 균일하게 되어 시야각에 따른 시감도 저하를 개선할 수 있다.
도 6 및 도 7을 참조하면, 도 6 및 도 7은 x축을 지향각, y축을 발광 광도로 하여 표현한 지향각 및 지향 패턴이다. 발광다이오드(100)는 발광다이오드(100)의 중심을 기준으로 비대칭으로 광을 방출할 수 있다. 예를 들어, 적어도 하나의 발광다이오드(101, 102, 103)는 그 중심으로부터 x축 일측 방향으로 방출되는 광의 세기가 x축 타측 방향으로 방출되는 광의 강도보다 클 수 있고, 지향각 그래프는 x축 일측으로 치우칠 수 있다. 또한, 적어도 하나의 발광다이오드(101, 102, 103)는 그 중심으로부터 y축 일측 방향으로 방출되는 광의 강도가 y축 타측 방향으로 방출되는 광의 강도보다 클 수 있고, 지향각 그래프는 y축 일측으로 치우칠 수 있다.
다른 형태의 실시예로 적어도 하나의 발광다이오드(101, 102, 103)는 지향각 0°의 지점보다 지향각 20° 지점에서의 발광 강도가 더 클 수 있다. 이를 통하여 발광다이오드의 면적이 작아지더라도 지향각에 따른 발광 강도를 조절하여 발광 영역을 최대화 할 수 있고 발광다이오드(101, 102, 103)간의 발광 비율을 조절할 수 있다.
한편, 도 8을 참조하면, 발광다이오드(100)는 광투과부(110), 발광구조체(120), 오믹층(130), 콘택전극(140), 범프전극(150) 및 절연층(160)을 포함할 수 있다.
광투과부(110)는 절연성 또는 도전성 기판일 수 있다. 광투과부(110)는 발광구조체(120)를 성장시키기 위한 성장 기판일 수 있으며, 일 예로 사파이어 기판, 실리콘 카바이드 기판, 실리콘 기판, 질화갈륨 기판, 질화알루미늄 기판 중 하나를 포함할 수 있다. 또한, 광투과부(110)는 적어도 70% 이상의 광투과율을 갖는 광투과 물질을 포함할 수 있다. 또한, 광투과부(110)는 다른 예로 실리콘 몰딩, 레진 및 폴리머 중 하나 이상을 포함할 수도 있다. 또한, 광투과부(110)는 일부 영역에 도전성 물질을 포함할 수 있으며, 도전성 물질이 포함된 영역은 임의의 형상으로 패턴화 되어 구분될 수 있다. 또한, 광투과부(110)는 그 표면의 적어도 일부 영역에 요철이 형성될 수 있다. 예를 들어, 광투과부(110)에 형성된 요철은 복수 개의 돌기를 포함할 수 있으며, 복수 개의 돌기는 규칙적이거나 불규칙적인 패턴으로 형성될 수 있다. 또한, 광투과부(110) 표면의 복수 개의 돌기 중 일부는 발광구조체(120)와 광투과부(110) 사이에 위치할 수 있다. 이러한 복수 개의 돌기는 발광구조체(120)로부터 출사 되는 광의 추출 효율을 향상시킬 수 있다.
광투과부(110)는 광투과부(110)의 일면에서 배면으로 연장되는 복수 개의 측면을 가지며, 광투과부(110)의 측면은 임의의 각도를 가진다. 이러한 광투과부(110)의 복수 개의 측면 중 적어도 하나의 측면은 광투과부(110)의 일면 또는 배면으로부터 서로 다른 각도로 연장될 수 있다. 또한, 광투과부(110)의 적어도 하나의 측면은 상부와 하부의 경사각이 다른 영역을 포함할 수 있으며, 광투과부(110)는 측면에 거칠어진 표면을 포함할 수 있다. 이러한 광투과부(110)의 일면에 경사면 또는 거칠어진 표면을 형성함으로써, 발광구조체(120)로부터 출사되는 광의 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 광투과부(110)의 측면은 베이스(310)의 상면에 대하여 기울어지도록 연장될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 광투과부(110)의 측면은 베이스(310)의 상면에 대하여 수직이 되도록 연장될 수도 있다.
발광구조체(120)는 광투과부(110)의 일면에 배치된다. 이러한 발광구조체(120)는 상면에서 볼 때 광투과부(110)와 유사하게 장축 및 단축을 가지는 긴 직사각형 형태로 제공될 수 있으나, 이에 한정되지 않고 다양한 형태를 가질 수 있다. 또한, 발광구조체(120)의 면적은 광투과부(110)의 면적보다 작으며, 발광구조체(120)의 둘레를 따라 광투과부(110)의 일면의 일부가 노출될 수 있다. 예를 들어, 발광구조체(120)의 양측에서 동일한 폭의 광투과부(110) 일면이 노출될 수 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 노출된 양측의 기판 일면의 폭이 다르게 형성될 수도 있다.
한편, 일측 방향에서 노출되는 광투과부(110) 하면의 폭은 일측 방향의 광투과부(110) 길이에 대해 6:1 내지 10:1 범위 내일 수 있다. 다시 말해, 광투과부(110)의 종 방향 길이에 대하여 종 방향으로 노출되는 광투과부(110)의 폭의 비율은 약 1/10 내지 약 1/6일 수 있다. 또한, 광투과부(110)의 횡 방향 길이에 대해 횡 방향으로 노출되는 광투과부(110)의 폭의 비율도 약 1/10 내지 약 1/6일 수 있다.
발광구조체(120)는 광을 발생시킬 수 있다. 이러한 발광구조체(120)의 전체 두께는 1um 내지 10um 범위 내일 수 있다. 또한, 제1 발광다이오드(101)의 발광구조체(120)는 알루미늄 갈륨 비화물(AlGaAs, aluminum gallium arsenide), 알루미늄 갈륨 인화물(AlGaP, aluminium gallium phosphide), 인듐 갈륨 비화물(InGaAs, indium gallium arsenide), 인듐 갈륨 인화물(InGaP, indium gallium phosphide), 인듐 인화물(InP, indium phosphide), 알루미늄 인듐 인화물(AlInp, aluminum indium phosphide), 인듐 알류미늄 갈륨 인화물(InAlGaP, indium aluminum gallium phosphide), 갈륨 비소 인화물(GaAsP, gallium arsenide phosphide), 알루미늄 갈륨 인듐 인화물(AlGaInP, aluminum gallium indium phosphide), 및 갈륨 인화물(GaP, gallium phosphide) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 제2 발광다이오드(102)의 발광구조체(120)는 인듐 갈륨 질화물(InGaN, indium gallium nitride), 갈륨 질화물(GaN, gallium nitride), 갈륨 인화물(GaP, gallium phosphide), 알루미늄 갈륨 인듐 인화물(AlGaInP, aluminum gallium indium phosphide), 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN, aluminum gallium nitride), 인듐 알루미늄 갈륨 질화물(InAlGaN, indium aluminum gallium nitride) 및 알루미늄 갈륨 인화물(AlGaP, aluminum gallium phosphide) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 제3 발광다이오드(103)의 발광구조체(120)는 갈륨 질화물(GaN, gallium nitride), 인듐 갈륨 질화물(InGaN, indium gallium nitride), 알루미늄 갈륨 질화물(AlGaN, aluminum gallium nitride), 인듐 알루미늄 갈륨 질화물(InAlGaN, indium aluminum gallium nitride) 및 아연 셀렌화물(ZnSe, zinc selenide) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 이러한 발광구조체(120)는 제1 도전형 반도체층(121), 제2 도전형 반도체층(122), 및 활성층(123)을 포함한다.
제1 도전형 반도체층(121)은 경사진 측면을 가질 수 있다. 이러한 제1 도전형 반도체층(121)의 경사진 측면의 경사각은 광투과부(110)의 일면 또는 배면에 대해 약 60도 이하일 수 있다. 또한, 제2 도전형 반도체층(122)은 제1 도전형 반도체층(121) 상에 배치될 수 있다. 한편, 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 불순물 (예를 들어, Si, Ge. Sn, Te)을 포함할 수 있고, 제2 도전형 반도체층(122)은 p형 불순물 (예를 들어, Mg, Sr, Ba)을 포함할 수 있다. 이 경우 본 실시예에 있어서, 제1 도전형 반도체층(121)은 n형 반도체 층이고, 제2 도전형 반도체층(122)은 p형 반도체층일 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 제1 도전형 반도체층(121)이 p형 불순물을 포함할 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(122)이 n형 불순물을 포함할 수도 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(121)은 도면에서 단일층인 것으로 도시하였지만, 이는 예시에 불과하고 다중층으로 이루어질 수 있으며, 초격자층을 포함할 수도 있다.
활성층(123)은 다중양자우물 구조(MQW)를 포함할 수 있고, 원하는 파장을 방출하도록 질화물계 반도체의 3족 물질의 조성비를 조절하여 밴드갭 에너지를 조절함으로써 구현할 수 있다. 이러한 활성층(123)은 제1 도전형 반도체층(121)과 제2 도전형 반도체층(122) 사이에 위치할 수 있다.
이러한 제1 도전형 반도체층(121), 제2 도전형 반도체층(122) 및 활성층(123)은 Ⅲ-Ⅴ 계열 질화물계 반도체를 포함할 수 있으며, 일 예로, (Al, Ga, In)과 같은 질화물계 반도체를 포함할 수 있다.
한편, 발광구조체(120)는 제2 도전형 반도체층(122) 및 활성층(123)을 포함하는 메사(M)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 발광구조체(120)가 포함하는 제2 도전형 반도체층(122) 및 활성층(123)은 메사(M)를 형성할 수 있다. 메사(M)는 제1 도전형 반도체층(121)의 일부 영역 상에 위치할 수 있으며, 메사(M)는 대략 1 내지 2um 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 본 실시예에 있어서, 메사(M)의 외측에 제1 도전형 반도체층(121)의 일부가 노출될 수 있다. 또한, 일부 영역에서 메사(M)의 경사면은 제1 도전형 반도체층(121)의 경사면에 나란하며, 이에 따라, 제1 도전형 반도체층(121)의 하면 중 노출되는 면은 메사(M)의 일측에 제한될 수 있다. 다만, 본 실시예가 이에 한정되는 것은 아니며, 메사(M)의 둘레를 따라 제1 도전형 반도체층(121)의 하면이 노출될 수도 있다. 또한, 다른 실시예에서, 메사(M)의 내부에 관통홀(미도시) 또는 그루브(미도시)가 형성되어 제1 도전형 반도체층(121)이 노출될 수도 있다.
한편, 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)는 상하방향에서 보았을 때, 서로 중첩되는 영역과 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)가 중첩되지 않는 영역으로 구분될 수 있다. 이 경우 광은 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)가 중첩되지 않는 영역을 통하여 방출될 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)가 중첩되는 영역은 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)가 중첩되지 않는 영역보다 클 수 있다. 또한, 제1 도전형 반도체층(121)과 메사(M)가 중첩되는 영역은 발광다이오드(100)의 x축 중심으로부터 일측으로 치우칠 수 있으며, y축 중심으로부터 일측으로 치우칠 수 있다. 이 경우 발광다이오드(100)는 x축 또는 y축 일측으로 광이 치우치도록 광을 방출할 수 있다. 다시 말해, 발광다이오드(100)에서 방출되는 광의 세기는 x축 및 y축 각각에 대하여 대칭되지 않고 비대칭으로 형성될 수 있다.
오믹층(130)은 제1 도전형 반도체층(121) 또는 제2 도전형 반도체층(122)과 오믹 컨택할 수 있고, 오믹층(130)은 발광구조체(120) 상에 배치될 수 있다. 이러한 오믹층(130)은 투명전극으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 오믹층(130)의 투명전극은 ITO(Indium Tin Oxide), ZnO(Zinc Oxide), ZITO (Zinc Indium Tin Oxide), ZIO (Zinc Indium Oxide), ZTO (Zinc Tin Oxide), GITO (Gallium Indium Tin Oxide), GIO (Gallium Indium Oxide), GZO (Gallium Zinc Oxide), AZO(Aluminum doped Zinc Oxide), FTO(Fluorine Tin Oxide) 등과 같은 광 투과성 도전성 산화물층을 포함할 수 있다. 선택적으로, 도전성 산화물층은 다양한 도펀트를 포함할 수도 있다. 이러한 오믹층(130)은 제2 도전형 반도체층(122)과의 오믹 컨택 특성이 우수하다. 다시 말해, ITO 또는 ZnO 등과 같은 도전성 산화물은 금속성 전극에 비해 제2 도전형 반도체층(122)과의 접촉 저항이 상대적으로 더 낮아, 도전성 산화물을 포함하는 투명 전극을 적용함으로써 발광다이오드(100)의 순방향 구동전압(Vf)을 감소시켜 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드(100)의 사이즈가 소형화되면, 전류 밀도가 상대적으로 낮기 때문에 오믹 특성에 크게 영향을 받는다. 이 경우 투명 전극을 사용하여 오믹 특성을 향상시킴으로써 발광 효율을 더욱 효과적으로 향상시킬 수 있다. 또한, 도전성 산화물은 금속성 전극에 비해 질화물계 반도체층으로부터 박리(peeling)될 확률이 적으며, 장시간 사용에도 안정하다. 이러한 도전성 산화물을 포함하는 투명 전극을 사용함으로써 발광다이오드(100)의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 투명 전극의 두께는 제한되지 않으나, 약 400Å 내지 3000Å 범위 내의 두께를 가질 수 있다. 투명 전극의 두께가 과도하게 두꺼우면 투명 전극을 통과하는 광을 흡수하여 손실이 발생될 수 있으며, 투명 전극의 두께는 3000Å 이하로 제한된다. 투명 전극은 제2 도전형 반도체층(122)의 하면을 전체적으로 커버하도록 형성됨으로써, 발광다이오드(100) 구동 시 전류 분산 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 투명 전극의 측면들은 메사(M)의 측면들을 따라 형성될 수 있다. 이러한 오믹층(130)의 투명 전극은 발광구조체(120)를 형성한 후에 제2 도전형 반도체층(122) 상에 형성될 수도 있고, 메사(M) 식각을 하기 전에 미리 제2 도전형 반도체층(122) 상에 형성될 수도 있다.
콘택전극(140)은 발광구조체(120) 및 범프전극(150)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 콘택전극(140)은 제1 콘택전극(141) 및 제2 콘택전극(142)을 포함할 수 있다.
제1 콘택전극(141)은 제1 도전형 반도체층(121) 및 후술할 제1 범프전극(151)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제1 콘택전극(141)은 제1 도전형 반도체층(121)에서 메사(M)에 의해 노출된 영역에 오믹 콘택할 수 있다. 또한, 제1 콘택전극(141)은 제1 도전형 반도체층(121)에 오믹 콘택하는 오믹 금속층을 포함할 수 있다. 이러한 제1 콘택전극(141)은 제2 도전형 반도체층(122) 및 활성층(123)과 중첩되지 않도록 배치될 수 있다. 이 경우 제1 콘택전극(141)을 제2 도전형 반도체층(122)으로부터 절연시키기 위한 제1 콘택전극(141) 하단에 배치되는 절연층은 생략될 수 있다. 또한, 제1 콘택전극(141)은 오믹층(130)이 연결된 발광구조체(120)에 일 예로, 리프트 오프 공정을 이용하여 형성될 수 있다. 한편, 제1 콘택전극(141)은 메사(M)로부터 충분한 거리만큼 이격될 수 있으며, 이격 거리는 절연층(160)의 두께보다 클 수 있다. 다만, 제1 콘택전극(141)의 이격 거리가 과도하게 크면 발광 면적이 감소하므로, 이격 거리는 제1 콘택전극(141)의 직경보다 작을 수 있다.
제2 콘택전극(142)은 오믹층(130)과 후술할 제2 범프전극(152)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제2 콘택전극(142)은 오믹층(130)에 전기적으로 연결될 수 있다. 또한, 제2 콘택전극(142)은 제1 콘택전극(141)과 이격될 수 있다.
범프전극(150)은 콘택전극(140) 및 전도성 물질(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 범프전극(150)은 제1 범프전극(151) 및 제2 범프전극(152)을 포함할 수 있다.
제1 범프전극(151)은 제1 콘택전극(141) 및 전도성 물질(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제1 범프전극(151)은 절연층(160)에 적층되며, 절연층(160)에 형성된 개구부를 통하여 제1 콘택전극(141)과 연결될 수 있다.
제2 범프전극(152)은 제2 콘택전극(142) 및 전도성 물질(400)과 전기적으로 연결될 수 있다. 이러한 제2 범프전극(152)은 절연층(160)에 적층되며, 절연층(160)에 형성된 개구부를 통하여 제2 콘택전극(142)과 연결될 수 있다.
절연층(160)은 광투과부(110), 발광구조체(120), 콘택전극(140)을 커버할 수 있다. 이러한 절연층(160)은 메사(M)의 상부 영역 및 측면을 커버하고, 메사(M) 주변에 노출된 제1 도전형 반도체층(121) 및 제1 도전형 반도체층(121)의 측면을 커버한다. 또한, 절연층(160)은 제1 도전형 반도체층(121) 주위에 노출된 광투과부(110)의 일면을 커버하며, 콘택전극(140)과 메사(M) 사이의 영역을 커버한다. 한편, 절연층(160)은 콘택전극(140)을 노출시키는 복수 개의 개구부를 가진다. 이러한 복수 개의 개구부는 각각 콘택전극(140) 면적 보다 작은 크기를 가지며, 콘택전극(140) 상에 한정되어 위치한다. 이러한 절연층(160)은 단일 물질로 구성된 단일층 일 수 있고, 이와 다른 형태로 복수의 층으로 형성된 절연 반사층일 수 있다.
절연 반사층으로 형성되는 경우, 절연층(160)은 분포 브래그 반사기를 포함한다. 분포 브래그 반사기는 굴절률이 서로 다른 복수 개의 유전체층이 반복 적층되어 형성될 수 있으며, 복수 개의 유전체층은 TiO2, SiO2, HfO2, ZrO2, Nb2O5 및 MgF2 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예를 들어, 절연층(160)은 교대로 적층된 TiO2층/SiO2층의 구조를 가질 수 있다. 분포 브래그 반사기는 활성층(123)에서 생성된 광을 반사하도록 제작되며, 반사율을 향상시키기 위해 복수의 페어로 형성된다. 본 실시예에서, 분포 브래그 반사기는 10 내지 25 페어(pairs)를 포함할 수 있다. 또한, 절연층(160)은 분포 브래그 반사기와 함께 추가의 절연층(160)을 포함할 수 있으며, 일 예로, 분포 브래그 반사기와 그 하지층의 접착력을 개선하기 위해 분포 브래그 반사기의 하부에 위치하는 계면층 또는 분포 브래그 반사기를 덮는 보호층을 포함할 수 있다. 이러한 계면층은 예를 들어 SiO2층으로 형성될 수 있으며, 보호층은 SiO2 또는 SiNx로 형성될 수 있다.
한편, 절연층(160)은 약 2um 내지 5um 두께를 가질 수 있다. 분포 브래그 반사기는 활성층(123)에서 생성되는 광에 대한 반사율이 90% 이상일 수 있으며, 분포 브래그 반사기를 형성하는 복수 개의 유전체층의 종류, 두께, 적층 주기등을 제어함으로써 100%에 가까운 반사율이 제공될 수 있다. 더욱이, 상기 분포 브래그 반사기는 활성층(123)에서 생성된 광 이외의 다른 가시광에 대해서도 높은 반사율을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 발광다이오드(100)는 제1 단자(E1) 및 제2 단자(E2)를 포함할 수 있다. 이러한 제1 단자(E1)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 콘택전극(141) 및 제1 범프전극(151)에 의해 형성될 수 있다. 다시 말해, 제1 단자(E1)는 제1 도전형 반도체층(121), 제1 콘택전극(141) 및 제1 범프전극(151)과 전기적으로 연결된 부분일 수 있다. 또한, 제2 단자(E2)는 제2 도전형 반도체층(122), 제2 콘택전극(142) 및 제2 범프전극(152)과가 전기적으로 연결되어 형성될 수 있다. 이러한 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2)는 서로 다른 극을 가질 수 있다. 예를 들어, 제1 도전형 반도체층(121)이 n형 반도체 층인 경우 제1 단자(E1)는 n극일 수 있으며, 제2 도전형 반도체층(122)이 p형 반도체층인 경우 제2 단자(E2)는 p극일 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 제1 단자(E1)가 p극이고, 제2 단자(E2)가 n극일 수도 있다.
도 1 및 도 2를 다시 참조하면, 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103) 각각은 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2)가 x축을 따라 서로 이격되도록 배열될 수 있다. 또한, 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103) 중 어느 하나의 제1 단자(E1)의 중심과 제2 단자(E2)의 중심을 연결한 가상의 선은 다른 하나의 제1 단자(E1)의 중심과 제2 단자(E2)의 중심을 연결한 가상의 선과 평행할 수 있다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101)의 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 각각의 중심을 연결한 가상의 선은 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 각각의 중심을 연결한 가상의 선과 평행할 수 있다. 이 경우 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 각각의 중심을 연결한 가상의 선은 x축과 평행할 수 있다. 또한, 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103)은 서로 간에 y축을 따라 이격되도록 배열될 수 있다. 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103) 중 어느 하나의 제1 단자(E1) 및 제2 단자(E2)의 배열은 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103) 중 다른 일부의 제1 단자(E1) 및 제2 단자(E2)의 배열과 반대일 수 있다. 예를 들어, 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103) 중 가장 파장이 긴 광을 방출하는 제1 발광다이오드(101)의 제1 단자(E1) 및 제2 단자(E2)의 배열이 반대일 수 있다. 다시 말해, 제1 발광다이오드(101)는 제1 단자(E1)가 x축 일측을 향하도록 배열되고, 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)는 각각 제1 단자(E1)가 x축 타측을 향하도록 배열될 수 있다. 이 경우 제1 발광다이오드(101)는 제2 단자(E2) 및 제3 단차(213)와 극이 서로 반대로 배열되도록 기판(300) 상에 배치된다. 이를 통하여, 복수의 제1 단자(E1) 또는 복수의 제2 단자(E2)들 중 어느 하나를 공통 전극으로 형성하는 경우에 전극의 배선 길이를 짧게 구성할 수 있고, 회로 배선이 교차되는 것을 방지할 수 있으므로 전기적 쇼트를 방지할 수 있다.
도 3을 다시 참조하면, 몰딩부(200)는 발광다이오드(100)를 보호할 수 있으며, 발광다이오드(100)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 발광다이오드(100)를 커버할 수 있으며, 발광다이오드(100)와 다른 굴절률을 가지고 있으므로, 발광다이오드(100)로부터 방출된 광을 효과적으로 굴절시킬 수 있다. 또한, 몰딩부(200)는 소정의 두께를 가진다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 기판(300)의 상면으로부터 발광다이오드(100) 상단까지의 두께보다 기판(300)의 상면으로부터 몰딩부(200) 상단까지의 두께가 더 클 수 있다. 바람직하게는 발광다이오드(100)의 두께를 (a), 발광다이오드(100)의 상면에서 몰딩부(200) 상면까지의 두께를 (b)라고 할 때, a:b = 1:1~1:3 일 수 있다. 예를 들어, 발광다이오드(100)의 두께는 광투과부(110)의 상면으로부터 제1 도전형 반도체층(121)까지의 두께일 수 있다. 이러한 몰딩부(200)는 실리콘(silicone) 계열, 에폭시(epoxy) 계열, PMMA(polymethyl methacrylate) 계열, PE(polyethylene) 계열 및 PS(polystyrene) 계열 중 하나 이상을 포함하는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 검정색 계열의 물질을 포함할 수 있다. 다만, 이로 인해 본 발명이 한정되는 것은 아니고 몰딩부(200)는 투명 에폭시 또는 투명 실리콘 수지 등을 포함할 수도 있다. 또한, 몰딩부(200) 내부에는 확산제(210)가 제공될 수 있다. 이러한 확산제(210)는 몰딩부(200)의 투명도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)에 확산제(210)가 높은 비율로 분포하는 경우 몰딩부(200)의 투명도가 낮아질 수 있으며, 확산제(210)가 낮은 비율로 분포하는 경우 몰딩부(200)의 투명도가 높아질 수 있다. 이러한 확산제(210)는 광 반사율이 높은 이산화티타늄(TiO2) 및 이산화규소(SiO2) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 확산제(210)는 복수 개로 제공될 수 있으며, 몰딩부(200) 내부에 균일 또는 불균일하게 분포될 수 있다. 따라서 좀더 선명한 콘트라스트 구현이 가능하다.
도 9를 참조하면, 몰딩부(200)는 상면은 러프닝 처리되어 소정의 거칠기를 가질 수 있다. 이 경우 외부에서 발광다이오드(100)를 보았을 때, 빛이 반사되어 보이는 것이 방지될 수 있다. 거칠기의 높이 차이(d)는 10um 이하일 수 있다. 거칠기의 차이가 너무 커지는 경우 광의 균일도가 저하될 수 있으므로, 10um 이하가 되는 것이 바람직하다.
도 3 및 도 10을 참조하면, 기판(300)은 발광다이오드(100) 및 몰딩부(200)를 지지할 수 있다. 이러한 기판(300)은 발광다이오드(100)가 전기적으로 연결될 수 있도록 배선을 포함할 수 있다. 예를 들어, 기판(300)은 인쇄회로기판(Printed Circuit Board, PCB), 박막트랜지스터(Thin Film Transistor, TFT)일 수 있다. 이러한 기판(300)은 베이스(310) 및 기판전극(320, 330, 340, 350)을 포함할 수 있다.
베이스(310)는 제1 기판전극(320), 제2 기판전극(330), 제3 기판전극(340) 및 제4 기판전극(350)을 지지할 수 있다. 이러한 베이스(310)는 장축 및 단축을 가지는 직사각형 형상으로 제공될 수 있다. 또는 4개의 변이 모두 동일한 길이를 갖는 정사각형 형상으로 제공될 수도 있다. 또한, 베이스(310)는 상면, 측면 및 하면의 각각의 적어도 일부가 제1 기판전극(320), 제2 기판전극(330), 제3 기판전극(340) 및 제4 기판전극(350)에 둘러싸일 수 있다. 이러한 베이스(310)는 소정의 두께를 가질 수 있으며, 외부 전원과 연결될 수 있다. 또한, 베이스(310)는 일 예로, Cu, Zn, Au, Ni, Al, Mg, Cd, Be, W, Mo, Si 및 Fe 중 하나 이상의 또는 이들 중 일부로 구성된 합금을 포함할 수 있다. 이러한 베이스(310)는 측면이 기판전극(320, 330, 340, 350)과 나란하도록 연장될 수 있으며, 요철이 불균일하게 형성될 수 있다. 다시 말해, 도 11을 참조하면, 베이스(310)의 측면의 적어도 일부는 요철이 형성되며, 베이스(310)의 측면에 형성된 요철은 기판전극(320, 330, 340, 350)과 접촉할 수 있다. 이 경우 베이스(310)의 측면과 기판전극(320, 330, 340, 350) 간의 결합력은 증가할 수 있다.
기판전극(320, 330, 340, 350)은 발광다이오드(100)와 외부기판(미도시)의 사이에 배치되어 발광다이오드(100)와 외부기판을 전기적으로 연결할 수 있다. 이러한 기판전극(320, 330, 340, 350)은 베이스(310)의 상면, 측면, 하면의 적어도 일부분을 커버하도록 연장될 수 있다. 예를 들어, 기판전극(320, 330, 340, 350)은 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103)가 놓인 베이스(310)의 일면(예를 들어, 도 3의 상면)으로부터 베이스(310)의 외측면(예를 들어, 도 3의 좌측면 또는 우측면)을 둘러싸도록 연장될 수 있다. 또한, 기판전극(320, 330, 340, 350)은 발광다이오드(100)가 놓인 베이스(310)의 일면의 반대면인 타면(예를 들어, 도 3의 하면)의 일부분을 커버하기 위하여 일면으로부터 외측면을 거쳐 타면으로 연장될 수 있다. 또한, 기판전극(320, 330, 340, 350)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350)은 서로 간에 절연될 수 있다. 이러한 복수 개의 기판전극(320, 330, 340, 350)은 제1 기판전극(320), 제2 기판전극(330), 제3 기판전극(340) 및 제4 기판전극(350)을 포함할 수 있다.
도 10 및 도 12를 참조하면, 제1 기판전극(320)은 제1 발광다이오드(101)의 제1 단자(E1), 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1) 및 제3 발광다이오드(103)의 제1 단자(E1)와 연결될 수 있다. 이러한 제1 기판전극(320)은 제1 상부 패턴(321), 제1 측부 패턴(322) 및 제1 하부 패턴(323)을 포함할 수 있다.
제1 상부 패턴(321)은 제1 발광다이오드(101)의 제1 단자(E1), 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1) 및 제3 발광다이오드(103)의 제1 단자(E1)를 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제1 상부 패턴(321)은 베이스(310)의 상부에 배치될 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 패턴(321)은 적어도 일부가 복수 개의 발광다이오드(101, 102, 103) 중 인접한 일부 사이에서 연장될 수 있다. 또한, 제1 상부 패턴(321)은 적어도 일부가 절곡된 부분을 포함할 수 있으며, 절곡된 부분이 2지점 이상일 수 있다. 예를 들어, 제1 상부 패턴(321)은 일 지점(P1)에서 절곡 형성되고, 일 지점과 상이한 타 지점(P2)에서 절곡 형성될 수 있다. 이러한 제1 상부 패턴(321)은 제1 패턴 연결부(321a), 제2 패턴 연결부(321b) 및 제3 패턴 연결부(321c)를 포함할 수 있다.
제1 패턴 연결부(321a)는 일측이 제1 발광다이오드(101)의 제1 단자(E1)와 연결되고, 타측이 제2 패턴 연결부(321b)와 연결될 수 있다. 이러한 제1 패턴 연결부(321a)는 x축 및 y축에 대하여 기울어지도록 연장될 수 있다. 다시 말해, 제1 패턴 연결부(321a)는 발광다이오드(100)의 배향과 어긋나는 방향으로 연장될 수 있다. 또한, 제1 패턴 연결부(321a)는 제1 발광다이오드(101)와 제2 발광다이오드(102) 사이에 배치될 수 있다.
제2 패턴 연결부(321b)는 일측이 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1)와 연결되고, 타측이 제3 패턴 연결부(321c)와 연결될 수 있다. 이러한 제2 패턴 연결부(321b)의 일측은 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1)와 제1 패턴 연결부(321a)가 함께 연결될 수 있다. 또한, 제2 패턴 연결부(321b)는 적어도 일부가 절곡 형성될 수 있지만 반드시 이에 한정되는 것은 아니며, 도 13에 나타난 바와 같이, 제2 발광다이오드(102)의 제1 단자(E1)와 제 3 발광다이오드(103)의 제1 단자(E1)를 선형의 형태로 연결할 수도 있다.
제3 패턴 연결부(321c)는 일측이 제3 발광다이오드(103)의 제1 단자(E1)와 연결되고, 타측이 제1 측부 패턴(322)과 연결될 수 있다. 제3 패턴 연결부(321c)는 적어도 일부가 절곡 형성될 수 있거나, 폭이 다른 영역을 포함 할 수 있다. 이러한 제3 패턴 연결부(321c)는 베이스(310)의 상면과 나란하게 연장되어 제1 측부 패턴(322)과 연결될 수 있다. 다만, 이는 예시에 불과하고, 제3 패턴 연결부(321c)는 제1 측부 패턴(322)과 연결되는 부분이 상방으로 돌출되도록 제1 측부 패턴(322)과 연결될 수도 있다.
즉, 도 14를 참조하면, 복수의 측부 패턴들(322, 332, 342, 352) 중 적어도 하나는 상부 패턴들(321, 331, 341, 351)보다 높이가 높은 일부 영역인 제1 영역(R1)을 포함할 수 있다. 제1 영역(R1)은 상부로 갈수록 폭이 점차 좁아지는 형상일 수 있다. 상부 패턴들(321, 331, 341, 351)보다 높이가 높은 제1 영역(R1)이 배치됨으로써, 발광소자(1)에서 발생된 광이 인접한 발광소자(1)에 영향을 미치지 않도록 차단하는 역할을 하여 콘트라스트 개선에 효과적일 수 있다.
또한, 복수의 측부 패턴들(322, 332, 342, 352) 중 적어도 하나는 상부 패턴들(321, 331, 341, 351)보다 높이가 낮은 일부 영역인 제2 영역(R2)을 더 포함할 수도 있다.
제1 측부 패턴(322)은 제1 상부 패턴(321)과 제1 하부 패턴(323)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제1 측부 패턴(322)은 베이스(310)의 측면을 커버하도록 연장될 수 있다.
도 15를 참조하면, 제1 하부 패턴(323)은 발광소자(1)를 외부기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제1 하부 패턴(323)은 베이스(310)의 하면이 위치한 측에서 베이스(310)를 보았을 때, 후술할 제2 하부 패턴(333), 제3 하부 패턴(343) 및 제4 하부 패턴(353)보다 작은 면적을 가질 수 있다. 다시 말해, 복수 개의 발광다이오드(100)의 제1 단자(E1)와 연결된 기판전극(320)의 하부 면적은 복수 개의 발광다이오드(100)의 제2 단자(E2)와 연결된 기판전극(330, 340, 350)의 하부 면적보다 작을 수 있다. 또한, 제1 하부 패턴(323)은 베이스(310)의 대각선을 따라 연장되는 가상의 선(G)에 대하여 수직인 방향으로 연장되는 수직면(323a)을 가질 수 있다. 이를 통하여, 외부 기판과 연결되기 위한 전도성 물질(400)이 하부 패턴들(323, 333, 343, 353)과 외부 기판 사이에 배치되더라도, 적어도 하나의 하부 패턴의 면적을 작게 함으로써 전도성 물질(400)이 인접한 하부 패턴들(323, 333, 343, 353)로 연장되어 쇼트가 발생하는 것을 방지할 수 있다.
도 3, 도 10 및 도 15를 참조하면, 제2 기판전극(330)은 제1 발광다이오드(101)의 제2 단자(E2)와 연결될 수 있다. 이러한 제2 기판전극(330)은 제2 상부 패턴(331), 제2 측부 패턴(332) 및 제2 하부 패턴(333)을 포함할 수 있다.
제2 상부 패턴(331)은 일측이 제1 발광다이오드(101)의 제2 단자(E2)와 연결되며, 타측이 제2 측부 패턴(332)과 연결될 수 있다. 이러한 제2 상부 패턴(331)은 베이스(310)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 제2 상부 패턴(331)은 적어도 일부가 절곡 형성될 수 있다.
제2 측부 패턴(332)은 제2 상부 패턴(331)과 제2 하부 패턴(333)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제2 측부 패턴(332)은 베이스(310)의 측면을 커버하도록 연장될 수 있다.
제2 하부 패턴(333)은 발광소자(1)를 외부기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제2 하부 패턴(333)은 베이스(310)의 하부에 배치될 수 있다.
도 3, 도 10 및 도 15를 참조하면, 제3 기판전극(340)은 제2 발광다이오드(102)의 제2 단자(E2)와 연결될 수 있다. 이러한 제3 기판전극(340)은 제3 상부 패턴(341), 제3 측부 패턴(342) 및 제3 하부 패턴(343)을 포함할 수 있다.
제3 상부 패턴(341)은 일측이 제2 발광다이오드(102)의 제2 단자(E2)와 연결되며, 타측이 제3 측부 패턴(342)과 연결될 수 있다. 이러한 제3 상부 패턴(341)은 베이스(310)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 제3 상부 패턴(341)은 적어도 일부가 절곡 형성될 수 있다. 한편, 제3 상부 패턴(341)은 제1 상부 패턴(321)의 제2 패턴 연결부(321b)와 제2 발광다이오드(102)의 중심을 기준으로 점 대칭(point symmetry)되도록 배치될 수 있다. 다시 말해, 제3 상부 패턴(341)을 제2 발광다이오드(102)의 중심으로 회전시키면 제2 패턴 연결부(321b)와 대응될 수 있다.
제3 측부 패턴(342)은 제3 상부 패턴(341)과 제3 하부 패턴(343)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제3 측부 패턴(342)은 베이스(310)의 측면을 커버하도록 연장될 수 있다.
제3 하부 패턴(343)은 발광소자(1)를 외부기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제3 하부 패턴(343)은 베이스(310)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 제3 하부 패턴(343)은 제1 하부 패턴(323)과 베이스(310)의 중심을 기준으로 점 대칭되도록 배치될 수 있다.
도 10, 도 12 및 도 15를 참조하면, 제4 기판전극(350)은 제3 발광다이오드(103)의 제2 단자(E2)와 연결될 수 있다. 이러한 제4 기판전극(350)은 제4 상부 패턴(351), 제4 측부 패턴(352) 및 제4 하부 패턴(353)을 포함할 수 있다.
제4 상부 패턴(351)은 일측이 제3 발광다이오드(103)의 제2 단자(E2)와 연결되며, 타측이 제4 측부 패턴(352)과 연결될 수 있다. 이러한 제4 상부 패턴(351)은 베이스(310)의 상부에 배치될 수 있다. 또한, 제4 상부 패턴(351)은 적어도 일부가 절곡 형성될 수 있다.
제4 측부 패턴(352)은 제4 상부 패턴(351)과 제4 하부 패턴(353)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제4 측부 패턴(352)은 베이스(310)의 측면을 커버하도록 연장될 수 있다.
제4 하부 패턴(353)은 발광소자(1)를 외부기판과 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 제4 하부 패턴(353)은 베이스(310)의 하부에 배치될 수 있다. 또한, 제4 하부 패턴(353)은 제2 하부 패턴(333)과 베이스(310)의 중심을 기준으로 점 대칭되도록 배치될 수 있다.
한편, 제1 하부 패턴(323), 제2 하부 패턴(333), 제3 하부 패턴(343) 및 제4 하부 패턴(353)은 각각의 폭이 서로 간의 이격 거리보다 크도록 제공될 수 있다. 예를 들어, 제4 하부 패턴(353)의 폭(W)은 제2 하부 패턴(333)과 제3 하부 패턴(343) 사이의 이격 거리(D)보다 클 수 있다(도 15 참조). 따라서 외부 기판과는 전기적으로 안정적인 연결이 가능하고 하부 패턴끼리는 절연을 유지하면서 충분한 방열 패스가 되도록 하는 효과가 있다.
전도성 물질(400)은 발광다이오드(100)를 기판(300)에 고정시킬 수 있다. 이러한 전도성 물질(400)은 일측이 발광다이오드(100)와 연결되고, 타측이 기판(300)과 연결된다. 또한, 전도성 물질(400)은 기판(300)의 기판전극(320, 330, 340, 350)과 발광다이오드(100)의 범프전극(150)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 이러한 전도성 물질(400)은 복수 개로 제공될 수 있으며, 복수 개의 전도성 물질(400)은 각각의 기판전극(320, 330, 340, 350)과 복수 개의 발광다이오드(100) 각각을 연결시킬 수 있다. 또한, 전도성 물질(400)이 기판전극(320, 330, 340, 350)에 접하는 부분은 러프닝 처리되어 소정의 거칠기를 가질 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제2 실시예에 따르면, 몰딩부(200)는 기판전극(320, 330, 340, 350)을 커버하도록 연장될 수 있다. 이하, 도 16 및 도 17을 더 참조하여, 본 발명의 제2 실시예를 설명한다. 제2 실시예를 설명함에 있어서, 상술한 실시예와 비교하였을 때의 차이점을 위주로 설명하며 동일한 설명 및 도면부호는 상술한 실시예를 원용한다.
몰딩부(200)는 제1 몰딩부(201) 및 제2 몰딩부(202)를 포함할 수 있다. 제1 몰딩부(201)는 발광다이오드(100)를 보호하기 위하여 발광다이오드(100)를 커버할 수 있다. 이러한 제1 몰딩부(201)는 베이스(310) 상면에 배치될 수 있으며, 베이스(310)의 상면으로부터 상방으로 소정의 두께를 가지도록 연장될 수 있다. 또한, 제1 몰딩부(201)는 제1 상부 패턴(321), 제2 상부 패턴(331), 제3 상부 패턴(341) 및 제4 상부 패턴(351)을 커버할 수 있다.
제2 몰딩부(202)는 제1 몰딩부(201)로부터 연장되어 기판전극(320, 330, 340, 350)의 적어도 일부분을 커버할 수 있다. 이러한 제2 몰딩부(202)는 제1 측부 패턴(322), 제2 측부 패턴(332), 제3 측부 패턴(342) 및 제4 측부 패턴(352)을 커버하도록 제1 몰딩부(201)로부터 하방으로 연장될 수 있다. 이 때, 제2 몰딩부(202)는 제1 내지 제4 측부 패턴(322, 332, 342, 352) 중 적어도 하나의 측부 패턴이 노출되는 영역이 없도록 커버할 수 있다. 더 나아가 제2 몰딩부(202)는 서로 마주보는 적어도 한쌍의 측부 패턴들을 노출 영역이 없도록 커버할 수 있다. 제2 몰딩부(202가 서로 마주보는 한 쌍의 측부 패턴을 모두 커버함으로써, 인접하게 배치되는 복수의 발광소자(1)들이 상하 또는 좌우로 틸트되지 않고 일렬로 배치될 수 있다. 즉, 마주보는 한쌍의 측부 패턴을 커버하는 제2 몰딩부(202)가 서로 인접한 복수의 발광소자(1) 사이의 결합 단차를 최소화 시킬 수 있는 지지체 역할을 함으로써, 복수의 발광소자(1)가 외부 기판에 결합하는 결합력을 향상 시킬 수 있다. 또한 복수의 발광소자(1)가 결합 단차가 없이 외부 기판에 결합됨으로써, 복수의 발광소자(1)의 광 방출면이 실질적으로 동일한 선상에 배치되며, 이에 따라, 복수의 발광소자(1)로부터 방출되는 광의 색감차를 완화하고 휘도 손실을 최소화 할 수 있다. 또한, 복수의 발광소자(1)의 광 방출면이 실질적으로 동일한 선상에 배치됨으로써, 다양한 각도에서 측정된 광의 색감차를 완화 시킬 수 있고, 휘도 손실을 최소화 할 수 있다.
또한, 도 18을 더 참조하면, 제2 몰딩부(202)의 적어도 일부는 제1 하부 패턴(323), 제2 하부 패턴(333), 제3 하부 패턴(343) 및 제4 하부 패턴(353)의 적어도 일부분을 커버할 수 있다. 이 경우 제1 측부 패턴(322), 제2 측부 패턴(332), 제3 측부 패턴(342) 및 제4 측부 패턴(352)이 제2 몰딩부(202)에 의해 커버됨으로써 외부로 노출되는 것이 방지하여 소자의 안정적인 구동이 가능해진다.
본 발명의 제3 실시예에 따르면, 제2 몰딩부(202)는 제1 하부 패턴(323), 제2 하부 패턴(333), 제3 하부 패턴(343) 및 제4 하부 패턴(353)의 적어도 일부분을 커버할 수 있다. 예를 들어, 도 19를 참조하면, 제2 몰딩부(202)는 베이스(310) 하면의 꼭지점 부분과 인접한 위치에 놓인 제1 하부 패턴(323)의 일부를 커버할 수 있다. 이때 제2 몰딩부(202)의 외측면과 하부 패턴들(323, 333, 343, 353)의 외측면 또는 측부 패턴들(322, 332, 342, 352)의 외측면은 나란하도록 형성될 수 있다. 또한, 측부 패턴들(322, 332, 342, 352)의 일부분은 제2 몰딩부(202)에 의해 커버되고, 측부 패턴들(322, 332, 342, 352)의 다른 일부분은 제2 몰딩부(202)에 의하여 노출되도록 형성될 수 있다. 측부 패턴들(322, 332, 342, 352)의 모서리를 몰딩부(200)로 커버함에 따라 발광소자(1)를 모듈로 어레이 하였을 때 모서리 부분에서의 광 반사를 차단하여 시야각에 따른 광 산란을 해소할 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제4 실시예에 따르면, 광투과부(110) 내부에는 기판보이드(111)가 형성될 수 있다. 도 20을 참조하면, 기판보이드(111)는 광투과부(110)를 통과하는 광을 굴절시킬 수 있다. 이 경우 발광구조체(120)의 지향각이 커질 수 있다. 또한, 광투과부(110)에 형성된 기판보이드(111)에 의해 제1 발광다이오드(101), 제2 발광다이오드(102) 및 제3 발광다이오드(103)의 지향각 편차가 줄어들 수 있다. 예를 들어, 기판보이드(111)는 광투과부(110)의 측면에 제공될 수 있으며, 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 기판보이드(111)는 광투과부(110)의 측면을 따라서 상하 방향으로 이격될 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제5 실시예에 따르면, 몰딩부(200)와 발광다이오드(100) 사이에는 몰딩보이드(220)가 형성될 수 있다. 도 21을 참조하면, 몰딩보이드(220)는 발광다이오드(100)의 상면과 몰딩부(200)가 접촉하는 영역에 제공될 수 있으며, 복수 개로 제공될 수 있다. 또한, 복수 개의 몰딩보이드(220)는 발광다이오드(100)에서 방출된 광을 굴절시킬 수 있다. 이 경우 발광다이오드(100)에서 방출된 광의 지향각이 더 커질 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제6 실시예에 따르면, 몰딩부(200)는 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 사이에 채워질 수 있다. 도 22를 참조하면, 제1 단자(E1)와 연결되는 전도성 물질(400)은 제2 단자(E2)와 연결되는 전도성 물질(400)과 이격될 수 있으며, 이러한 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 사이에는 빈 공간이 형성될 수 있다. 이 경우 몰딩부(200)는 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 사이의 빈 공간에 채워질 수 있다.
또한, 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 사이에 채워진 몰딩부(200)에는 몰딩보이드(220)가 형성될 수 있다. 이러한 몰딩보이드(220)는 제1 단자(E1)와 제2 단자(E2) 사이 공간으로 방출된 광을 굴절시킬 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제7 실시예에 따르면, 전도성 물질(400) 내에는 전도성보이드(410)가 형성될 수 있다. 도 23을 참조하면, 전도성 물질(400) 내에는 전도성보이드(410)가 형성될 수 있으며, 이러한 전도성보이드(410)는 전도성 물질(400) 내에 포함된 플럭스(flux)를 외부로 용이하게 휘발시킬 수 있다. 이 경우 전도성 물질(400) 내 플럭스가 잔류함을써 발생되는 불량이 개선될 수 있으며, 일 예로 전도성 물질(400) 내 플럭스가 잔류함으로써 전도성 물질(400)이 퍼지게 되는 것이 방지되는 효과가 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제8 실시예에 따르면, 전도성 물질(400)은 제1 전도성 물질부(401) 및 제2 전도성 물질부(402)를 포함할 수 있다. 도 24를 참조하면, 제1 전도성 물질부(401)는 발광다이오드(100)를 기판(300)에 대하여 고정시킬 수 있다. 예를 들어, 제1 전도성 물질부(401)는 기판전극(320, 330, 340, 350)과 발광다이오드(100)의 범프전극(150)을 전기적으로 연결시킬 수 있다. 또한, 제1 전도성 물질부(401)는 발광다이오드(100)으로부터 하방을 향하여 방출된 광을 반사시킬 수 있다.
제2 전도성 물질부(402)는 제1 전도성 물질부(401)로부터 상방으로 연장될 수 있으며, 발광다이오드(100)으로부터 측방을 향하여 방출된 광을 반사시킬 수 있다. 예를 들어, 제2 전도성 물질부(402)는 일단이 제1 전도성 물질부(401)와 연결되며, 타단이 발광다이오드(100)의 측면과 마주하도록 제1 전도성 물질부(401)로부터 상방으로 연장될 수 있다. 이 경우 제2 전도성 물질부(402)는 발광다이오드(100)으로부터 방출된 광을 반사시켜 광 효율을 향상시킬 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 도 25 내지 27을 참조하면, 본 발명의 제9 실시예에 따르면, 몰딩부(200)는 복수 개의 서로 다른 색의 안료 및 복수 개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 복수 개의 서로 다른 색의 안료 및 복수 개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상은 혼합되어 몰딩부(200)에 포함될 수 있다. 몰딩부(200)에 포함되는 안료 또는 염료의 색은, 흰색, 노란색, 초록색, 검정색, 자홍색(magenta), 청색, 보라색 등일 수 있다.
도 25를 참조하면, 복수 개의 서로 다른 색의 안료 및 복수 개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상이 혼합되어 몰딩부(200)에 포함되면, 몰딩부(200)에 혼합된 안료 또는 염료(D)의 종류에 따라, 몰딩부(200)는 다양한 색을 가질 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 검정색이 될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)에 포함되는 안료 또는 염료(D)의 색의 조합에 따라, 몰딩부(200)가 나타내는 색의 명도 또는 채도가 조절될 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)가 검정색일 경우, 검정색의 명도 및 채도가 조절될 수 있다. 즉, 몰딩부(200)가 나타내는 검정색이 더 진하게 되거나 덜 진하게 될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)에 혼합된 안료 또는 염료(D)의 농도에 따라 몰딩부(200)의 투명도를 조절할 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)는 20% 이상의 투명도를 갖는 유색의 몰딩일 수 있다. 따라서, 몰딩부(200)는 사용자의 감성에 맞는 색을 구현할 수 있다. 또한, 안료 또는 염료(D)를 포함한 몰딩부(200)는 복수의 발광소자(1)로부터 출사되는 광의 색감차를 개선하여 디스플레이 장치의 균일한 색표현을 구현할 수 있다.
도 27을 참조하면, 적어도 한 종류 이상의 염료 또는 안료가 혼합된 몰딩부(200)가 나타내는 색은 LAB 색좌표계에서 아래의 3개의 범위 중 어느 한 범위를 만족할 수 있다.
제1 범위 : -3 ≤ a’≤ 3, -10 ≤ b’≤ 0
제2 범위 : -5 ≤ a’≤ 5, -8 ≤ b’≤ 2
제3 범위 : -4 ≤ a’≤ 4, -4 ≤ b’≤ 4
몰딩부(200)가 나타내는 색이 제1 범위 내지 제3 범위 중 어느 하나를 만족하면, 복수 개의 발광소자(1)가 어레이된 복수 개의 발광 모듈을 포함하는 디스플레이 장치가 다양한 색깔을 선명하게 구현할 수 있다. 또한, 인접한 발광소자(1)간의 색간섭이 최소화될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)가 발광소자(1) 외부로부터의 입사되는 광, 또는 발광소자(1) 내, 외부에서 발생되는 열에 의해서 변색되는 것이 최소화될 수 있고, 몰딩부(200)가 변색되더라도 몰딩부(200)의 색상변화가 최소화될 수 있다. 또한, 복수 개의 발광소자(1)가 어레이 되었을 때 암선과 휘선의 발생을 최소화 할 수 있다.
몰딩부(200)는 전술한 안료 또는 염료 뿐만 아니라, 고분자 수지, 및 경화 개시제를 더 포함할 수 있다. 고분자 수지는 실리콘, 에폭시, 및 아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 경화 개시제는 열경화 개시제 또는 자외선경화 개시제일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)는 바인더를 더 포함할 수도 있다.
도 26을 참조하면, 몰딩부(200) 상면에는 상부 몰딩(204)이 배치될 수 있다. 상부 몰딩(204)은 몰딩 또는 필름일 수 있다. 상부 몰딩(204)이 필름일 경우, 필름은, 감압 접착(PSA, pressure sensitive adhesive)층, 페트(PET, polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(polyimide)층, 방현(防眩, anti-glare)층, 저반사층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 감압 접착(PSA, pressure sensitive adhesive)층이나 페트(PET, polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(polyimide)층은 검정색 안료 및 염료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 필름은 평광층을 더 포함할 수 있다. 상부 몰딩(204)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 복수의 층으로 형성된 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 글래어 방지층, 다시 말해 방현층일 수 있다. 또한, 복수의 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 투명층일 수 있다. 또한, 상부 몰딩(204)의 적어도 일면은 거칠기를 가질 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 도 28 내지 31을 참조하면, 본 발명의 제10 실시예에 따르면, 몰딩부(200)는 확산제(203)를 더 포함할 수 있다. 확산제는 PMMA(폴리메틸 메타크릴산, polymethylmethacrylate), 실리카(silica, SiO2, 이산화규소), 및 지르코늄 디옥사이드(zirconium dioxide, 이산화 지르코늄) 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 몰딩부(200)는 하나 이상의 안료 또는 염료(D)를 더 포함할 수 있다.
도 30 및 도 31에 기재된 수평방향과 수직방향은 아래와 같이 정의될 수 있다. 수직방향은 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드(101), 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드(102) 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드(103)가 배열되는 방향으로 정의될 수 있고, 수평방향은 이러한 수직방향과 직각을 이루는 방향으로 정의될 수 있다. 도 30 및 도 31에서 수평방향 색감차(Δu'v')는 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 수평방향의 일측 또는 수평방향의 타측으로 바라보는 각도를 달리하였을 때의 몰딩부(200)의 색감차(Δu'v')를 측정한 것이고, 도 30 및 도 31에서 수직방향 색감차(Δu'v')는 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 수직방향의 일측 또는 수직방향의 타측으로 바라보는 각도를 달리하였을 때의 몰딩부(200)의 색감차(Δu'v')를 측정한 것이다.
시야각에 따른 색감차(Δu'v')는 CIE1976 색도도를 기반으로 하여 아래 수식을 적용한 것이다. 아래 수식의 x, y는 CIE1931 색좌표계의 좌표(x, y)값이다. 아래 수식으로 측정한 결과를 가지고 시야각 0도 대비 색변화율 Δu'v'를 측정할 수 있다.
Figure PCTKR2023003048-appb-img-000001
Figure PCTKR2023003048-appb-img-000002
도 30을 참조하면, 몰딩부(200)에 확산제가 포함되는 경우, 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 개선되는 것을 알 수 있다. 다시 말해, 몰딩부(200)에 확산제가 포함되면, 포함되지 않았을 때와 대비하여, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 수평방향 일측 또는 타측으로 바라보는 각도를 달리하였을 때 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 감소되었다. 또한, 몰딩부(200)에 확산제가 포함되면, 확산제가 포함되지 않았을 때와 대비하여, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로 수평방향 일측 또는 타측으로 바라보는 각도를 달리하였을 때 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 감소되었다.
몰딩부(200)의 색감차(Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 45도에서 바라보았을 때, 0.01 이하일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 색감차(Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 80도에서 바라보았을 때, 0.03 이하일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측과 타측의 색감차 차이가 0.005 이하일 수 있다. 몰딩부(200)의 그래프는 -80도 내지 +80 도 각도 사이의 영역에서 선형에 가까운 파형을 형성하며 서로 인접한 각도 영역에서의 평균 색감차(Δu'v')는 0.003 이하로 형성될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v') 그래프는 -80도 내지 +80도 각도 사이의 영역에서 서로 인접한 영역의 파형의 높이 차가 0.005 이하이며, 서로 인접한 영역의 파형 사이의 피크는 0.003 이하일 수 있다. 이러한 조건들을 만족하는 경우, 시야각이 비교적 균일해질 수 있다. 또한, 광손실이 저하되어, 광추출효율이 향상될 수 있다. 또한, 사용자가 어느 각도에서 바라보던 실질적으로 동일한 색감으로 인지될 수 있다.
몰딩부(200)는 소광제를 더 포함할 수 있다. 몰딩부(200)에 혼합된 소광제는 몰딩부(200) 표면에 요철을 형성할 수 있다. 몰딩부(200)내 첨가된 소광제 입자는 확산제(203)와 위치가 구별될 수 있다. 이 경우, 소광제는 몰딩부(200) 상면에 위치하여 몰딩부(200) 상부 표면에 요철을 형성할 수 있으며, 확산제(203)는 발광다이오드에 가깝게 위치할 수 있다. 소광제로는 실리카(silica), 왁스(wax), 충전제(filler)등의 물질일 수 있다. 소광제에 의해 몰딩부(200) 표면에 형성된 요철은 발광소자(1)의 광 추출 효율을 향상시킬 수 있으며, 복수의 발광소자(1)가 어레이 되었을 때, 암선 또는 휘선의 발생을 최소화할 수 있다. 또한, 외부 광에 의한 디스플레이 장치 표면의 반사도를 낮춤으로써 사용자의 눈부심을 방지할 수 있다.
확산제는 몰딩부(200)의 5중량% 내지 20중량%의 양으로 몰딩부(200)에 포함될 수 있다. 확산제가 몰딩부(200)의 5중량% 미만으로 몰딩부(200)에 포함되면, 색감차가 개선되지 않을 수 있다. 또한, 확산제가 몰딩부(200)의 20중량%을 초과하여 몰딩부(200)에 포함되면, 몰딩부(200)가 뿌옇게 되어 몰딩부(200)가 나타내는 색감에 영향을 주어, 몰딩부(200)가 색을 제대로 나타나지 않을 수 있다. 예를 들어, 몰딩부(200)가 검정색일 경우, 몰딩부(200)가 검정색을 제대로 나타내지 못함으로써, 디스플레이 장치의 선명도가 저하될 수 있다.
도 31을 참조하면, 몰딩부(200)의 5중량% 내지 20중량% 범위 내에서, 확산제가 많이 몰딩부(200)에 포함되면 될수록 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 감소될 수 있다. 몰딩부(200)의 색감차 (Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 45도에서 바라보았을 때, 0.01 이하일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 색감차 (Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 80도에서 바라보았을 때, 0.03 이하일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')는 수평방향과 수직방향에서 모두, 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측과 타측의 색감차 차이가 0.005 이하일 수 있다. 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v')의 그래프는 -80도 내지 +80 도 각도 사이의 영역에서 선형에 가까운 파형을 형성하며 서로 인접한 각도 영역에서의 평균 색감차는 0.003 이하로 형성될 수 있다. 또한, 몰딩부(200)의 시야각에 따른 색감차(Δu'v') 그래프는 -80도 내지 +80도 각도 사이의 영역에서 서로 인접한 영역의 파형의 높이 차가 0.005 이하이며, 서로 인접한 영역의 파형 사이의 피크는 0.003 이하일 수 있다. 이러한 조건들을 만족하는 경우, 시야각이 비교적 균일해질 수 있다. 또한, 광손실이 저하되어, 광추출효율이 향상될 수 있다. 또한, 사용자가 어느 각도에서 바라보던 실질적으로 동일한 색감으로 인지될 수 있다.
몰딩부(200)는 전술한 안료 또는 염료 및 확산제 뿐만 아니라 고분자 수지, 및 경화 개시제를 더 포함할 수 있다. 고분자 수지는 실리콘, 에폭시, 및 아크릴레이트 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 경화 개시제는 열경화 개시제 또는 자외선경화 개시제일 수 있다. 또한, 몰딩부(200)는 바인더를 더 포함할 수도 있다.
도 29를 참조하면, 몰딩부(200) 상면에는 상부 몰딩 (204)이 배치될 수 있다. 상부 몰딩(204)은 몰딩 또는 필름일 수 있다. 상부 몰딩(204)이 필름일 경우, 필름은, 감압 접착(PSA, pressure sensitive adhesive)층, 페트(PET, polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(polyimide)층, 방현(防眩, anti-glare)층, 저반사층 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 감압 접착(PSA, pressure sensitive adhesive)층이나 페트(PET, polyethylene terephthalate) 또는 폴리이미드(polyimide)층은 검정색 안료 및 염료 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 또한, 필름은 평광층을 더 포함할 수 있다. 상부 몰딩(204)은 복수의 층으로 형성될 수 있다. 복수의 층으로 형성된 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 글래어 방지층, 다시 말해 방현층일 수 있다. 또한, 복수의 상부 몰딩(204) 중 적어도 하나는 투명층일 수 있다. 또한, 상부 몰딩(204)의 적어도 일면은 거칠기를 가질 수 있다.
한편, 이러한 구성 이외에도, 본 발명의 제11 실시예에 따르면, 몰딩부(200)가 안료, 염료 및 확산제 중 하나 이상을 포함하는 경우, 몰딩부(200)의 두께는 발광다이오드(100)의 두께의 2배 이상 3배 이하일 수 있다. 또한, 피치는 몰딩부(200)의 두께의 2배 이상 4배 이하일 수 있다. 여기에서, 피치는 이웃하는 발광소자(1)의 중심간의 거리이고, 몰딩부(200)의 두께(T)는 도 33을 참조하면, 기판(300)으로부터 몰딩부(200) 상면까지의 거리이다.
이러한 조건들을 만족하면, 복수 개의 발광소자(1)가 어레이된 복수 개의 발광 모듈을 포함하는 디스플레이 장치는 전 색상의 균일한 편차를 가질 수 있다. 또한, 발광 모듈 간 중첩되는 광량이 저하됨으로써 발광 모듈의 경계에 암선 또는 휘선이 생성되지 않을 수 있다.
도 32를 참조하면, 확산제가 몰딩부(200)의 7중량%로 몰딩부(200)에 포함되는 경우, 몰딩부(200)의 두께가 두꺼워질수록 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 감소된다. 예를 들어, 몰딩부의 두께가 350um 이상 400um이하일 때보다 400um 이상 500um 이하일 때 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 더 완화될 수 있다. 다시 말해 몰딩부(200)가 상대적으로 적은 농도의 확산제를 포함해도, 몰딩부(200)의 두께가 두꺼워짐으로써 시야각에 따른 색감차(Δu'v')가 감소될 수 있다.
이와 같이, 몰딩부(200)의 특성을 조절함으로써, 다양한 종류의 디스플레이 장치에 적용될 수 있다. 예를 들어, 외벽에 설치되는 사이니지 디스플레이 장치의 경우에 일측 또는 타측으로 45도에서 바라보았을 때 색감차 (Δu'v')가 0.01이하가 되도록 구현될 수 있다. 또한, 실내 디스플레이 장치의 경우에 일측 또는 타측으로 80도에서 바라보았을 때 색감차 (Δu'v')가 0.01 이하가 되도록 구현될 수 있다.
이상 본 발명의 실시예들을 구체적인 실시 형태로서 설명하였으나, 이는 예시에 불과한 것으로서, 본 발명은 이에 한정되지 않는 것이며, 본 명세서에 개시된 기술적 사상에 따르는 최광의 범위를 갖는 것으로 해석되어야 한다. 당업자는 개시된 실시형태들을 조합/치환하여 적시되지 않은 형상의 패턴을 실시할 수 있으나, 이 역시 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것이다. 이외에도 당업자는 본 명세서에 기초하여 개시된 실시형태를 용이하게 변경 또는 변형할 수 있으며, 이러한 변경 또는 변형도 본 발명의 권리범위에 속함은 명백하다.

Claims (20)

  1. 광을 방출할 수 있는 복수의 발광다이오드;
    상기 복수의 발광다이오드와 전기적으로 연결된 기판; 및
    상기 복수의 발광다이오드의 적어도 일면을 덮는 몰딩을 포함하고,
    상기 복수의 발광다이오드는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드, 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드를 포함하고,
    상기 몰딩은 복수개의 서로 다른 색의 안료 및 복수개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 포함하는 발광소자.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩은 LAB 색좌표계에서 아래의 3개의 범위 중 어느 한 범위를 만족하는 발광소자.
    제1 범위 : -3 ≤ a'≤ 3, -10 ≤ b'≤ 0
    제2 범위 : -5 ≤ a'≤ 5, -8 ≤ b'≤ 2
    제3 범위 : -4 ≤ a'≤ 4, -4 ≤ b'≤ 4
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩은 고분자 수지 및 경화 개시제를 더 포함하는 발광소자.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩은 상부 몰딩 및 하부 몰딩을 포함하는 발광소자.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 상부 몰딩은 복수의 층으로 형성되며, 상기 상부 몰딩 중 적어도 하나는 투명층인 발광소자.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 몰딩은 확산제를 더 포함하는 발광소자.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사 되어 상기 몰딩을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 45도 각도에서 색감차이가 0.01 이하인 발광소자.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사 되어 상기 몰딩을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 80도 각도에서 색감차이가 0.03 이하인 발광소자.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사되어 상기 몰딩층을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, -80도 내지 +80도 각도의 영역에서 서로 인접한 각도 영역에서의 평균 색감차는 0.003 이하이며, 서로 인접한 영역의 파형의 높이차는 0.005이하인 발광소자.
  10. 광을 방출할 수 있는 복수의 발광다이오드;
    상기 복수의 발광다이오드와 전기적으로 연결된 기판; 및
    상기 복수의 발광다이오드의 적어도 일면을 덮는 몰딩을 포함하고,
    상기 복수의 발광다이오드는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드, 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드를 포함하고,
    상기 몰딩은 적어도 하나의 확산제를 포함하는 발광소자.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사 되어 상기 몰딩을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 45도 각도에서 색감차이가 0.01 이하인 발광소자.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사 되어 상기 몰딩을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 80도 각도에서 색감차이가 0.03 이하인 발광소자.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사되어 상기 몰딩층을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, -80도 내지 +80도 각도의 영역에서 서로 인접한 각도 영역에서의 평균 색감차는 0.003 이하이며, 서로 인접한 영역의 파형의 높이차는 0.005이하인 발광소자.
  14. 제 10 항에 있어서,
    상기 확산제는 상기 몰딩의 5 중량% 내지 20 중량%의 양으로 몰딩부에 포함되는 발광소자.
  15. 제 10 항에 있어서,
    상기 몰딩의 두께는 상기 발광다이오드의 두께의 2배 이상 3배 이하인 발광소자.
  16. 제 10 항에 있어서,
    상기 몰딩은 복수개의 서로 다른 색의 안료 및 복수개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 더 포함하고,
    상기 몰딩은 LAB 색좌표계에서 아래의 3개의 범위 중 어느 한 범위를 만족하는 발광소자.
    제1 범위 : -3 ≤ a'≤ 3, -10 ≤ b'≤ 0
    제2 범위 : -5 ≤ a'≤ 5, -8 ≤ b'≤ 2
    제3 범위 : -4 ≤ a'≤ 4, -4 ≤ b'≤ 4
  17. 광을 방출할 수 있는 복수의 발광다이오드;
    상기 복수의 발광다이오드와 전기적으로 연결된 기판; 및
    상기 복수의 발광다이오드의 적어도 일면을 덮는 몰딩을 포함하고,
    상기 복수의 발광다이오드는 적색광을 방출하는 제1 발광다이오드, 녹색광을 방출하는 제2 발광다이오드 및 청색광을 방출하는 제3 발광다이오드를 포함하고,
    상기 몰딩은 복수개의 서로 다른 색의 안료 및 복수개의 서로 다른 색의 염료 중 하나 이상을 포함하는 디스플레이 장치.
  18. 제 17 항에 있어서,
    상기 몰딩은 LAB 색좌표계에서 아래의 3개의 범위 중 어느 한 범위를 만족하는 디스플레이 장치.
    제1 범위 : -3 ≤ a'≤ 3, -10 ≤ b'≤ 0
    제2 범위 : -5 ≤ a'≤ 5, -8 ≤ b'≤ 2
    제3 범위 : -4 ≤ a'≤ 4, -4 ≤ b'≤ 4
  19. 제 17 항에 있어서,
    상기 몰딩은 적어도 하나의 확산제를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 복수의 발광 다이오드 중 적어도 하나로부터 출사 되어 상기 몰딩을 투과한 광은 수평방향 또는 수직방향에서 정면에서 바라보았을 때를 중심으로, 일측 또는 타측으로 80도 각도에서 색감차이가 0.03 이하인 디스플레이 장치.
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