KR102394349B1 - 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 장치 및 이의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기판 상에 마련된 화소를 포함하고, 상기 기판에 정의된 발광 영역 상에 마련된 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 마련된 발광 다이오드 칩과 상기 발광 다이오드 칩에 연결된 제 2 전극을 포함한다.

Description

디스플레이 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY DEVICE AND METHOD FOR MANUFACTURING THEREOF}
본 발명은 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것이다.
플렉서블 디스플레이 장치(flexible display device)는 플라스틱 등과 같은 얇은 플렉서블 기판(flexible substrate) 상에 화소셀이 구현되어 종이처럼 접거나 말아도 원하는 화상을 표시할 수 있는 장점을 가지고 있기 때문에, 차세대 디스플레이 장치로 주목받고 있으며, 이에 대한 연구 개발이 진행되고 있다.
상기 디스플레이 장치에는, 플렉서블 액정 표시 장치(flexible liquid crystal display device), 플렉서블 유기 발광 디스플레이 장치(flexible organic light emitting display device), 플렉서블 전기 영동 디스플레이 장치(flexible electrophoretic display device), 또는 플렉서블 전자습윤 디스플레이 장치(flexible electro-wetting display device) 등이 포함될 수 있다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 디스플레이 장치는 기판(10), 박막 트랜지스터(TFT), 패시베이션층(30), 평탄화층(31), 제1 전극(32), 뱅크층(33), 유기 발광층(34), 및 제2 전극(35)을 포함한다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 기판(10) 상에 배치되며, 차례로 액티브층(20), 게이트 절연층(21), 게이트 전극(22), 층간 절연층(23), 소스 전극(24), 및 드레인 전극(25)을 포함한다.
상기 패시베이션층(30)과 상기 평탄화층(31)은 상기 박막 트랜지스터(TFT) 상에 배치되며, 제1 전극(32)과 드레인 전극(25)을 연결시키기 위한 콘택홀이 마련된다.
상기 제1 전극(32)은 상기 콘택홀로부터 드레인 전극(25)과 연결된다.
상기 뱅크층(33)은 상기 제1 전극(32)과 중첩되도록 평탄화층(31) 상에 배치된다.
상기 유기 발광층(34)은 제1 전극(32) 상에 배치된다. 이러한 유기 발광층(34)은 제1 및 제2 전극(32, 35) 사이에 흐르는 전류에 의해 발광한다.
상기 제2 전극(35)은 제1 전극(32)을 덮도록 유기 발광층(34) 상에 배치된다.
이와 같은 종래의 디스플레이 장치는 유기 발광층(34)을 이용하여 발광하게 되는데, 이때 유기 발광층(34)은 유기 재료의 특성상 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등이 발생할 수 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하고자 안출된 것으로, 유기 재료 대신 무기 재료를 사용하는 마이크로 발광 다이오드 칩을 이용한 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법을 제공하는 것을 기술적 과제로 한다.
위에서 언급된 본 발명의 기술적 과제 외에도, 본 발명의 다른 특징 및 이점들이 이하에서 기술되거나, 그러한 기술 및 설명으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상술한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 디스플레이 장치 및 이의 제조 방법은 유기 발광층 대신에 발광 다이오드 칩을 적용하여, 유기 재료의 문제점을 방지한다.
기판 상에 마련된 화소를 포함하고, 상기 기판에 정의된 발광 영역 상에 마련된 박막 트랜지스터와 상기 박막 트랜지스터에 연결된 제 1 전극과 상기 제 1 전극 상에 마련된 발광 다이오드 칩과 상기 발광 다이오드 칩에 연결된 제 2 전극을 포함하는 디스플레이 장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 유기 재료인 유기 발광층 대신에 무기 재료인 발광 다이오드 칩을 적용함으로써, 유기 재료 사용에 의한 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 제1 뱅크층에 마련된 관통홀의 경사면 구조에 의해서 공정 얼라인(align) 마진이 확보된다.
또한, 본 발명에 따르면, 발광 다이오드 칩 상에 레진이 포함된 형광체를 배치할 경우 볼록 렌즈 역할을 하는 레진으로 인해서 빛이 더 잘 퍼져나갈 수 있다.
본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 종래의 디스플레이 장치를 설명하기 위한 단면도이다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 평면도로서, 하나의 단위 화소를 확대한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다.
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도이다.
본 명세서에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 정의하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "제 1", "제 2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. "적어도 하나"의 용어는 하나 이상의 관련 항목으로부터 제시 가능한 모든 조합을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, "제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 적어도 하나"의 의미는 제 1 항목, 제 2 항목 또는 제 3 항목 각각 뿐만 아니라 제 1 항목, 제 2 항목 및 제 3 항목 중에서 2개 이상으로부터 제시될 수 있는 모든 항목의 조합을 의미한다. "상에"라는 용어는 어떤 구성이 다른 구성의 바로 상면에 형성되는 경우뿐만 아니라 이들 구성들 사이에 제3의 구성이 개재되는 경우까지 포함하는 것을 의미한다.
이하에서는 본 발명에 따른 광원 모듈 및 이를 포함하는 백라이트 유닛과 액정 표시장치의 바람직한 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가질 수 있다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 평면도로서, 하나의 단위 화소를 확대한 것이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 복수의 게이트 라인(GL)과 복수의 데이터 라인(DL)이 교차에 의해 정의되는 화소 영역마다 복수의 화소(Pr, Pg, Pb)를 포함한다. 여기서, 인접한 3개의 화소(Pr, Pg, Pb)는 하나의 단위 화소를 구성한다.
상기 복수의 화소(Pr, Pg, Pb) 각각은 투과 영역(TA) 및 발광 영역(EA)을 포함한다.
상기 투과 영역(TA)은 화소의 일측부에 마련되어 외부로부터 입사되는 광을 투과시킨다. 즉, 투과 영역(TA)은 입사되는 광을 투과시키기 위해 투명한 재질로 이루어진다. 따라서, 투과 영역(TA)은 배면(背面) 또는 전면(前面)에 위치한 사물 또는 배경이 시인될 수 있도록 한다.
상기 발광 영역(EA)은 상기 투과 영역(TA)을 제외한 화소의 나머지 부분으로서, 화상을 표시하는 영역으로 정의될 수 있다. 이러한 발광 영역(EA)은 화상을 표시한다.
이때, 발광 영역(EA)은 적색 발광부(RE), 녹색 발광부(GE), 및 청색 발광부(BE)를 포함한다.
이와 같은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 발광 영역(EA)을 통해 화상을 표시하거나, 투과 영역(TA)의 광 투과에 따라 투명 디스플레이의 역할을 한다.
도 3은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 하부 기판(100), 차광층(Light shield; 130), 버퍼층(150), 박막 트랜지스터(TFT), 패시베이션층(300), 제1 뱅크층(310), 제1 전극(320), 발광 다이오드 칩(330), 평탄화층(340), 제2 전극(350), 제2 뱅크층(360), 및 상부 기판(400)을 포함한다.
상기 하부 기판(100)은 플렉서블 기판으로서 얇은 플라스틱 재질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 하부 기판(100)은 폴리에테르술폰(Polyethersulphone; PES), 폴리아크릴레이트(Polyacrylate; PAR), 폴리에테르 이미드(Polyetherimide; PEI), 폴리에틸렌 나플탈레이트(Polyethyelenen Napthalate; PEN), 폴리에틸렌 테레프탈레이드(Polyethyelene Terepthalte; PET), 폴리페닐렌 설파이드(Polyphenylene Sulfide; PPS), 폴리아릴레이트(Polyallylate), 폴리이미드(Polyimide), 폴리카보네이트(PC), 셀룰로오스 트리 아세테이트(TAC) 및 셀룰로오스 아세테이트 프로피오네이트(Cellulose Acetate Propionate; CAP) 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 차광층(130)은 하부 기판(100) 상에 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 배치된다. 이러한 차광층(130)은 하부로부터 박막 트랜지스터(TFT)로 입사되는 광을 차단하여, 광으로부터 상기 박막 트랜지스터(TFT)의 변형을 방지한다.
한편, 차광층(130)은 반드시 있어야 하는 것은 아니고, 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 차광층(130)이 생략될 수 있다.
상기 버퍼층(150)은 하부 기판(100) 상에 배치된다. 이러한 버퍼층(150)은 박막 트랜지스터(TFT)의 제조 공정 중 고온 공정시 하부 기판(100) 상에 함유된 물질이 박막 트랜지스터(TFT)로 확산되는 것을 차단하는 역할을 한다. 또한, 버퍼층(150)은 외부의 수분이나 습기가 내부로 침투하는 것을 방지할 수 있다. 이러한 버퍼층(150)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물 등으로 이루어질 수 있다. 이때, 버퍼층(150)은 하나 이상의 층으로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서 생략될 수도 있다.
상기 박막 트랜지스터(TFT)는 상기 버퍼층(150) 상에 배치되며, 차례로 액티브층(200), 게이트 절연층(210), 게이트 전극(220), 층간 절연층(230), 소스 전극(240), 드레인 전극(250), 및 반사 방지층(260)을 포함한다.
상기 액티브층(200)은 버퍼층(150) 상에 차광층(130)과 중첩되도록 배치된다. 이러한 액티브층(200)은 In-Ga-Zn-O(IGZO)와 같은 산화물 반도체로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 실리콘계 반도체로 이루어질 수도 있다.
상기 게이트 절연층(210)은 상기 액티브층(200) 상에 배치된다. 즉, 게이트 절연층(210)은 액티브층(200)과 게이트 전극(220) 사이에 배치되어, 상기 게이트 전극(220)을 액티브층(200)으로부터 절연시킨다. 이러한 게이트 절연층(210)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수도 있다.
상기 게이트 전극(220)은 상기 게이트 절연층(210) 상에 액티브층(200)과 중첩되도록 배치된다. 이러한 게이트 전극(220)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 층간 절연층(230)은 버퍼층(150), 액티브층(200), 및 게이트 전극(220) 상에 배치된다. 이러한 층간 절연층(230)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수도 있다.
상기 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250)은 서로 마주하면서 상기 층간 절연층(230) 상에 구비되어 있다. 이때, 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250) 각각은 층간 절연층(230)에 형성된 콘택홀을 통해 액티브층(200)과 연결된다. 이러한 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 구리(Cu), 또는 그들의 합금으로 이루어질 수 있으며, 상기 금속 또는 합금의 단일층 또는 2층 이상의 다중층으로 이루어질 수 있다.
상기 반사 방지층(260)은 상기 차광층(130), 소스 전극(240), 드레인 전극(250), 및 게이트 전극(220)의 하부면을 둘러싼다. 이러한 반사 방지층(260)은 하부면으로 입사되는 광을 저 반사하여 하부 기판(100)의 하부 방향으로 보여지는 색감을 어둡게 한다. 이때, 반사 방지층(260)은 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐 틴 옥사이드), IZO(Indium Zinc Oxide; 인듐 징크 옥사이드) 등과 같은 투명 전도성 물질과 광을 반사하는 일반적인 금속(두께 1~25nm)의 조합으로 이루어질 수 있으며, 경우에 따라서는 생략될 수도 있다.
상기 패시베이션층(300)은 층간 절연층(230), 소스 전극(240), 및 드레인 전극(250) 상에 전체적으로 배치된다. 이러한 패시베이션층(300)은 실리콘 산화물 또는 실리콘 질화물과 같은 무기계 절연물질로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니고, 포토아크릴(Photo acryl) 또는 벤조사이클로부텐(BCB) 등과 같은 유기계 절연물질로 이루어질 수도 있다.
상기 제1 뱅크층(310)은 박막 트랜지스터(TFT)와 중첩되도록 상기 패시베이션층(300) 상에 배치된다. 이때, 제1 뱅크층(310)은 패시베이션층(300)까지 관통하여 드레인 전극(250)의 일부가 노출되는 관통홀이 마련된다. 상기 관통홀은 제1 뱅크층(310)을 두 개로 분리하며, 상기 제1 뱅크층(310)이 분리되면서 생긴 제1 뱅크층(310)의 두면은 하부 쪽으로 갈수록 관통홀이 좁아지는 경사면을 형성한다. 이러한 제1 뱅크층(310)은 이웃하는 화소 간에 발생되는 색 혼합(Color washout) 불량을 방지할 수 있으며, 패널의 신뢰성을 향상시킬 수 있다. 이때, 제1 뱅크층(310)은 유기절연물질, 예를 들면 폴리이미드(polyimide), 포토아크릴(Photo acryl), 또는 벤조사이클로부텐(BCB)으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 제1 전극(320)은 상기 제1 뱅크층(310)의 관통홀에 의해 마련된 공간에 배치된다. 즉, 제1 전극(320)은 드레인 전극(250) 상에 배치되어 박막 트랜지스터(TFT)와 전기적으로 연결된다. 이러한 제1 전극(320)은 애노드 전극의 역할을 할 수 있으며, 발광 다이오드 칩(330)을 고정시키는 역할도 할 수 있다. 일 예에 따른 제1 전극(320)은 도전성 에폭시(Conductive Epoxy)로 이루어질 수 있다.
상기 발광 다이오드 칩(330)은 제1 뱅크층(310)에 마련된 관통홀에 배치된다. 즉, 발광 다이오드 칩(330)은 두 개로 분리된 제1 뱅크층(310) 사이에 배치된다. 이때, 발광 다이오드 칩(330)의 일면은 상기 제1 전극(320)과 접촉되며 발광 다이오드 칩(330)의 타면은 제1 뱅크층(310)의 외부로 노출된다. 이때, 발광 다이오드 칩(330)은 폭이 위에서 아래로 갈수록 좁아지는 형태로, 양쪽의 측면이 하부 쪽으로 갈수록 좁아지는 경사면을 이룬다. 따라서, 발광 다이오드 칩(330)은 상기 제1 뱅크층(310)의 관통홀에 형성된 경사면을 타고 미끄러지듯이 실장되며, 이러한 발광 다이오드 칩(330)은 제1 뱅크층(310)에 마련된 관통홀의 구조에 의해서 공정 얼라인(align) 마진이 확보된다. 이러한 발광 다이오드 칩(330)은 적색(Red) 발광 다이오드 칩, 녹색(Green) 발광 다이오드 칩, 청색(Blue) 발광 다이오드 칩 중 하나일 수 있다. 이와 같이 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 무기 재료로 구성된 발광 다이오드 칩(330)을 사용함으로써, 유기 재료로 구성된 유기 발광층과 달리 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등을 방지할 수 있다.
상기 평탄화층(340)은 제1 뱅크층(310) 및 발광 다이오드 칩(330) 상에 배치된다. 이러한 평탄화층(340)은 제1 뱅크층(310) 상으로 발광 다이오드 칩(330)에 의해 발생한 단차를 균일하게 보상하여 표면을 평탄하게 한다. 또한 평탄화층(340)은 발광 다이오드 칩(330) 상면에 배치되는 제2 전극(350)과 제1 전극(320)의 컨택을 방지한다. 즉, 평탄화층(340)은 직진성이 강한 물질인 제2 전극(350)이 발광 다이오드 칩(330)과 제1 뱅크층(310) 사이를 파고들어 제1 전극(320)과 컨택되는 불량을 방지한다. 이러한 평탄화층(340)은 아크릴계 수지 또는 폴리이미드 수지, 실리콘 산화막(SiOx), 실리콘 질화막(SiNx) 또는 이들의 다중층일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상기 제2 전극(350)은 제1 뱅크층(310) 상에 배치되며, 상기 제1 뱅크층(310)에 형성된 콘택홀을 통해 발광 다이오드 칩(330)과 연결된다. 이러한 제2 전극(350)은 캐소드 전극의 역할을 할 수 있다. 이때, 제2 전극(350)은 투명성 도전 물질, 예를 들어 ITO(Indium Tin Oxide; 인듐 틴 옥사이드)나 IZO(Indium Zinc Oxide; 인듐 징크 옥사이드)로 구성될 수 있다.
상기 제2 뱅크층(360)은 상기 제2 전극(350) 상에 배치된다. 이러한 제2 뱅크층(360)은 유기절연물질, 예를 들면 폴리이미드(polyimide), 포토아크릴(Photo acryl), 또는 벤조사이클로부텐(BCB)으로 이루어질 수 있지만, 반드시 그에 한정되는 것은 아니다.
상기 상부 기판(400)은 상기 제2 뱅크층(360) 상에 배치된다. 이러한 상부 기판(400)은 하부 기판(100)과 동일하게 투명한 플렉서블 재질로 이루어 진다.
이와 같은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치는 무기 재료로 구성된 발광 다이오드 칩(330)을 사용함으로써, 유기 재료로 구성된 유기 발광층과 달리 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등을 방지할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다. 이러한 도 4에 따른 디스플레이 장치는 도 3에 따른 디스플레이 장치에 형광체(370) 및 컬러 필터(380)가 추가된 것을 제외하고 동일하다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 형광체(370) 및 컬러 필터(380)에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
상기 형광체(370)는 제2 뱅크층(360)에 형성된 관통홀에 배치된다. 즉, 형광체(370)는 발광 다이오드 칩(330)과 중첩되도록 제2 전극(350) 상에 배치된다. 이러한 형광체(370)는 발광 다이오드 칩(330)에서 방출되는 컬러 광에 따라 백색 광을 생성하기 위한 하나 이상의 컬러 형광 물질일 수 있다. 이때, 형광체(370)는 발광 다이오드 칩(330)이 청색 광을 방출하는 경우, 청색 광을 일부 흡수하여 백색 광을 생성할 수 있다. 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 형광체(370)는 이트륨 알루미늄 가넷(yttrium aluminum garnet, YAG)에 세륨(Ce)을 도핑한 YAG 형광체(YAG:Ce)를 사용할 수 있다. 상기 YAG 형광체를 적용하는 경우, 발광 다이오드 칩(330)은 청색 발광 다이오드 칩(330) 일때, 백색 광을 생성할 수 있다. 이때, 형광체(370)는 레진(Resin)을 추가로 포함하여 이루어질 수 있다. 상기 레진은 점성이 있는 물질로, 렌즈 형태로 볼록하게 형성하는 것이 가능하다. 따라서, 발광 다이오드 칩(330) 상에 레진이 포함된 형광체(370)를 배치할 경우 볼록 렌즈 역할을 하는 레진으로 인해서 빛이 더 잘 퍼져나갈 수 있다.
상기 컬러 필터(380)는 상기 형광체(370) 및 발광 다이오드 칩(330)과 중첩되도록 제2 뱅크층(360) 상에 배치된다. 이러한 컬러 필터(380)는 각각의 화소 영역에 대응되는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터로 이루어질 수 있다.
이와 같은 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 무기 재료로 구성된 발광 다이오드 칩(330)을 사용함으로써, 유기 재료로 구성된 유기 발광층과 달리 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등을 방지할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 개략적인 단면도로서, 도 2의 I-I’단면도이다. 이러한 도 5에 따른 디스플레이 장치는 도 3에 따른 디스플레이 장치에 컬러 필터(380)가 추가된 것을 제외하고 동일하다. 이에 따라, 이하의 설명에서는 컬러 필터(380)에 대해서만 설명하기로 하고, 동일한 구성에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
본 발명의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 발광 다이오드 칩(330)은 백색(White) 광을 내는 백색 발광 다이오드 칩이다.
상기 컬러 필터(380)는 상기 형광체(370) 및 발광 다이오드 칩(330)과 중첩되도록 제2 뱅크층(360) 상에 배치된다. 이러한 컬러 필터(380)는 각각의 화소 영역에 대응되는 적색(Red), 녹색(Green), 청색(Blue)의 컬러필터로 이루어질 수 있다. 따라서, 컬러 필터(380)는 백색 광을 내는 발광 다이오드 칩(330)을 각각의 화소 영역마다 적색, 녹색, 및 청색 광을 발광할 수 있도록 한다.
이와 같은 본 발명의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 무기 재료로 구성된 발광 다이오드 칩(330)을 사용함으로써, 유기 재료로 구성된 유기 발광층과 달리 열화, 휘도 저하, 및 투습에 의한 신뢰성 저하 등을 방지할 수 있다.
도 6a 내지 도 6d는 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 3에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 이하에서는, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 6a에 도시된 바와 같이, 하부 기판(100)을 형성한다. 상기 하부 기판(100)은 얇은 재질의 플렉서블 기판이다. 따라서, 하부 기판(100)의 하면을 지탱할 수 있도록 단단한 재질의 베이스 기판(50)을 하면에 부착한다.
그런 다음, 하부 기판(100) 상에 차광층(130), 버퍼층(150), 및 박막 트랜지스터(TFT)를 형성한다.
보다 구체적으로 박막 트랜지스터(TFT)의 제조 방법을 설명하면 다음과 같다.
먼저, 하부 기판(100) 상에 액티브층(200), 게이트 절연층(210), 게이트 전극(220)을 차례로 형성한다. 경우에 따라서, 상기 게이트 절연층(210)과 게이트 전극(220) 사이에 반사 방지층(260)을 형성한다. 그런 다음, 버퍼층(150), 액티브층(200), 및 게이트 전극(220) 상에 층간 절연층(230)을 전체적으로 형성한다. 그런 다음, 상기 층간 절연층(230)에 콘택홀 두 개를 형성하여, 층간 절연층(230) 상에 형성되는 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250)이 액티브층(200)과 각각 연결되도록 한다. 경우에 따라서, 차광층(130), 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250)의 하부에 반사 방지층(260)을 형성한다.
그런 다음, 도 6b에 도시된 바와 같이, 층간 절연층(230) 상에 소스 전극(240) 및 드레인 전극(250)을 덮도록 전체적으로 패시베이션층(300)을 형성한다. 그런 다음, 상기 패시베이션층(300) 상에 제1 뱅크층(310)을 형성하고, 드레인 전극(250)의 일부가 노출되도록 관통홀을 형성한다. 이때, 상기 관통홀은 제1 뱅크층(310)을 두 개로 분리하며, 상기 제1 뱅크층(310)이 분리되면서 생긴 제1 뱅크층(310)의 두면은 하부 쪽으로 갈수록 관통홀이 좁아지는 경사면을 형성한다. 그런 다음, 상기 관통홀에 제1 전극(320)을 형성한다.
그런 다음, 도 6c에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 칩(330)을 제1 뱅크층(310)의 관통홀에 실장한다. 발광 다이오드 칩(330)은 제1 뱅크층(310)의 관통홀에 형성된 경사면을 따라서 미끄러지듯이 실장된다. 그런 다음, 열경화(Curing) 공정을 하여 제1 전극(320)을 경화한다. 상기 제1 전극(320)이 경화되면서, 발광 다이오드 칩(330)이 관통홀에 고정된다.
그런 다음, 도 6d에 도시된 바와 같이, 발광 다이오드 칩(330)을 덮도록 제1 뱅크층(310) 상에 평탄화층(340)을 형성한다. 그런 다음, 상기 평탄화층(340)에 관통홀을 형성하여 발광 다이오드 칩(330)의 일부가 노출되도록 한다. 그런 다음, 제2 전극(350)이 상기 관통홀을 통해 발광 다이오드 칩(330)과 연결되도록 평탄화층(340) 상에 형성한다.
그런 다음, 제2 전극(350) 상에 제2 뱅크층(360)과 상부 기판(400)을 차례로 형성한다. 그런 다음, 하부 기판(100)의 하면에 부착된 베이스 기판(50)을 레이저 공정으로 제거한다.
이와 같은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 공정은 제1 뱅크층(310)에 마련된 관통홀의 경사면 구조에 의해서 발광 다이오드 칩(330) 실장 공정 시에 얼라인(align) 마진이 확보된다.
도 7a 내지 도 7c는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 설명하기 위한 공정 단면도로서, 이는 전술한 도 4에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다. 이하에서는, 각각의 구성의 재료 및 구조 등에 있어서 반복되는 부분에 대한 중복 설명은 생략하기로 한다.
우선, 도 7a에 도시된 바와 같이, 하부 기판(100), 차광층(130), 버퍼층(150), 박막 트랜지스터(TFT), 패시베이션층(300), 제1 뱅크층(310), 제1 전극(320), 및 발광 다이오드 칩(330)을 차례로 형성한다. 이와 같은 공정은 전술한 도 5a 내지 도 5c와 동일하므로 중복 설명은 생략하기로 한다.
그런 다음, 도 7b에 도시된 바와 같이, 제2 전극(350) 상에 제2 뱅크층(360) 형성한다. 그런 다음, 발광 다이오드 칩(330)과 중첩되는 상기 제2 뱅크층(360)에 관통홀을 형성하여 제2 전극(350)의 일부를 노출시킨다. 그런 다음, 상기 관통홀에 형광체(370)를 투여한다. 상기 형광체(370)에 레진을 포함하는 경우에는 상기 레진을 볼록 렌즈 형태로 형성하고, 열 경화 공정을 통해서 레진을 경화시킨다.
그런 다음, 도 7c에 도시된 바와 같이, 컬러 필터(380)가 형광체(370)와 중첩되도록 제2 뱅크층(360) 상에 형성한다. 그런 다음, 상기 제2 뱅크층(360) 상에 컬러 필터(380)를 덮도록 상부 기판(400)을 형성한다. 그런 다음, 하부 기판(100)의 하면에 부착된 베이스 기판(50)을 레이저 공정으로 제거한다.
한편, 본 발명의 또 다른 예에 따른 디스플레이 장치는 본 발명의 다른 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법에서 형광체(370)를 형성하는 공정을 제외하면 형성할 수 있다.
이와 같은 본 발명의 일 예에 따른 디스플레이 장치의 제조 공정은 제1 뱅크층(310)에 마련된 관통홀의 경사면 구조에 의해서 발광 다이오드 칩(330) 실장 공정 시에 얼라인(align) 마진이 확보된다. 또한, 발광 다이오드 칩(330) 상에 레진이 포함된 형광체(370)를 배치할 경우 볼록 렌즈 역할을 하는 레진으로 인해서 빛이 더 잘 퍼져나갈 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 더욱 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 반드시 이러한 실시예로 국한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 변형 실시될 수 있다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 청구 범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 하부 기판 TFT: 박막 트랜지스터
300: 패시베이션층 310: 제1 뱅크층
320: 제1 전극 330: 발광 다이오드 칩
340: 평탄화층 350: 제2 전극
360: 제2 뱅크층 370: 형광체
380: 컬러 필터 400: 상부 기판

Claims (14)

  1. 기판 상에 마련된 화소를 포함하고,
    상기 기판에 정의된 발광 영역 상에 마련된 박막 트랜지스터;
    상기 박막 트랜지스터에 연결된 제 1 전극;
    상기 제 1 전극 상에 마련된 발광 다이오드 칩;
    상기 발광 다이오드 칩에 연결된 제 2 전극을 포함하고,
    상기 화소는 상기 발광 영역에 인접한 투과 영역을 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 발광 영역과 상기 투과 영역에 배치된 디스플레이 장치.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 도전성 에폭시를 포함하는 디스플레이 장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 중 어느 하나를 방출하는 디스플레이 장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩에 중첩되도록 상기 제 2 전극 상에 마련된 컬러필터를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드 칩은 백색 광을 방출하는 디스플레이 장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩에 중첩되도록 상기 제 2 전극 상에 마련된 형광체; 및
    상기 형광체 상에 마련된 컬러필터를 더 포함하는 디스플레이 장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 청색 광을 방출하고,
    상기 형광체는 상기 청색 광을 백색 광으로 변환하여 방출하는 디스플레이 장치.
  8. 제 1 항, 및 제 3 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터는,
    상기 기판 상에 마련된 액티브층;
    상기 액티브층 상에 마련된 게이트 전극;
    상기 액티브층과 게이트 전극을 덮는 층간 절연층;
    상기 층간 절연층 상에 마련되어 상기 액티브층의 일측에 연결된 소스 전극; 및
    상기 층간 절연층 상에 마련되어 상기 액티브층의 타측에 연결되면서 상기 제 1 전극에 연결된 드레인 전극을 포함하는 디스플레이 장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 소스 전극과 드레인 전극 각각과 상기 층간 절연층 사이에 마련된 반사 방지층을 더 포함하는 디스플레이 장치.
  10. 발광 영역을 갖는 화소를 포함하는 기판 상에 박막 트랜지스터를 형성하는 단계(A);
    상기 박막 트랜지스터에 연결되는 제 1 전극을 형성하는 단계(B);
    상기 제 1 전극 상에 발광 다이오드 칩을 배치하는 단계(C); 및
    상기 발광 다이오드 칩에 연결되는 제 2 전극을 형성하는 단계(D)를 포함하고,
    상기 화소는 상기 발광 영역에 인접한 투과 영역을 포함하며,
    상기 제2 전극은 상기 발광 영역과 상기 투과 영역에 배치된 디스플레이 장치의 제조 방법.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 적색 광, 녹색 광, 및 청색 광 중 어느 하나를 방출하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  12. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩에 중첩되는 상기 제 2 전극 상에 컬러필터를 형성하는 단계(E)를 더 포함하고,
    상기 발광 다이오드 칩은 백색 광을 방출하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  13. 제 10 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩에 중첩되는 상기 제 2 전극 상에 형광체를 형성하는 단계(E); 및
    상기 형광체 상에 컬러필터를 형성하는 단계(F)를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 발광 다이오드 칩은 청색 광을 방출하고,
    상기 형광체는 상기 청색 광을 백색 광으로 변환하여 방출하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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