KR102676868B1 - 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법 - Google Patents

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법 Download PDF

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Abstract

자발광인 발광 소자를 기판 상에 직접 실장한 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 개시한다. 디스플레이 모듈은, 복수의 기판과, 상기 기판은 상기 기판 상에 실장되는 복수의 발광 소자 및 상기 복수의 발광 소자를 감싸는 복수의 투명 수지로 이루어지고, 상기 복수의 기판 상에서 상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮는 불투명 몰딩층을 포함할 수 있다.

Description

디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법{DISPLAY MODULE, DISPLAY APPARATUS AND MANUFACTURING METHOD OF DISPLAY APPARATUS}
본 발명은 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것으로, 상세하게는 자발광인 발광 소자를 기판 상에 직접 실장한 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 문자, 도형 등의 데이터 정보 및 영상 등을 시각적으로 표시하는 출력 장치의 일종으로서, 디스플레이 장치의 고휘도, 고해상도, 대형화, 고효율, 저전력 등의 요구는 지속적으로 커지고 있다. 이에 따라, LCD(Liquid Crystal Display) 패널을 대체할 새로운 디스플레이 장치로서 OLED(Organic Light Emitting Diode) 패널이 각광받고 있으나, 낮은 양산 수율에 따른 높은 가격과, 대형화에 따른 신뢰성 확보, 수분 등의 외부 환경에 따른 내구성 확보 등의 해결해야 할 과제가 남아 있다.
이러한 LCD 패널 및 OLED 패널을 대체 또는 보완할 새로운 제품으로서 R(red), G(green), B(blue)의 색을 발광하는 발광 소자를 기판 상에 직접 실장하여 패널로 만드는 기술에 대한 연구가 시도되고 있다. 이와 같은 기술은 웨이퍼(wafer)에서 가져온 수 ㎛ ~ 수백 ㎛ 크기의 발광 소자를 기판에 전사하는 과정에서 많은 난제를 가지고 있다. 또한, 발광 소자를 기판에 실장한 후에도 발광 소자를 광학적 왜곡이나 손실 없이 물리적으로 보호하는 기술도 큰 난제를 가지고 있다. 또한, 발광 소자를 단순히 보호하는 기술 외에 디스플레이 장치의 화질을 향상시킬 수 있는 기술 역시 필요하다.
본 발명은 복수의 기판을 매트릭스 형태로 배열하여 대형 화면을 구현할 때, 인접하는 기판 간의 경계선 또는 간극(seam)이 보이는 것을 방지할 수 있도록 개선된 구조를 가지는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
또한, 본 발명은 기판에 실장되는 발광 소자들을 물리적으로 보호하고, 발광 소자로부터 방출되는 광의 투과율을 향상시켜 화질을 개선할 수 있는 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법을 제공한다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은, 복수의 기판과, 상기 기판은 상기 기판에 실장되는 복수의 발광 소자와, 상기 복수의 발광 소자를 감싸는 복수의 투명 수지로 이루어지고, 상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮는 불투명 몰딩층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면에 대응하는 상기 복수의 투명 수지 각각의 측면을 덮을 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층은, 상기 기판의 실장면으로부터 상기 불투명 몰딩층의 높이가 제1 높이 이상 제2 높이 이하로 마련될 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈은 상기 불투명 몰딩층을 덮는 투명층을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 상기 복수의 발광 소자 각각을 감싸고, 일정 간격으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 상기 복수의 발광 소자 중 단위 픽셀을 구성하는 발광 소자들을 함께 감쌀 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치는, 복수의 기판과, 상기 기판은 상기 기판에 실장되는 복수의 발광 소자 및 상기 복수의 발광 소자를 감싸는 복수의 투명 수지로 이루어지고, 상기 복수의 기판을 지지하는 프레임, 상기 복수의 기판 상에서 상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮는 불투명 몰딩층 및 상기 불투명 몰딩층을 덮는 투명층을 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층은, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면에 대응하는 상기 복수의 투명 수지 각각의 측면을 감쌀 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층은, 상기 기판의 실장면으로부터 상기 불투명 몰딩층의 높이가 제1 높이 이상 제2 높이 이하로 마련될 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 상기 복수의 발광 소자 각각을 감싸고, 일정 간격으로 이격될 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 상기 복수의 발광 소자로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산제를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지는 상기 불투명 몰딩층에 의해 덮여지지 않은 상기 투명 수지의 표면에 마련되는 미세 돌기를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법은, 복수의 발광 소자가 실장된 복수의 기판을 서로 인접하게 배치하는 단계, 상기 복수의 발광 소자를 감싸는 복수의 투명 수지를 도포하는 단계 및 상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮는 불투명 몰딩층을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계는, 상기 복수의 발광 소자 각각의 측면에 대응하는 상기 복수의 투명 수지 각각의 측면을 감싸도록 상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계는, 상기 기판의 실장면으로부터 상기 불투명 몰딩층의 높이가 제1 높이 이상 제2 높이 이하가 되도록 상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계는, 상기 복수의 기판의 전체 면적에 대응하는 투명층의 표면에 불투명 수지를 도포하는 단계 및 상기 불투명 수지가 도포된 상기 투명층과 상기 복수의 투명 수지가 도포된 복수의 기판을 부착하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층을 마련하는 단계는, 상기 투명층을 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 불투명 몰딩층을 마련하는 단계는, 상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮도록 불투명 수지를 도포하는 단계 및 상기 불투명 몰딩층의 전면이 평탄화되도록 상기 불투명 수지를 커팅하는 단계를 포함할 수 있다.
또한, 상기 투명 수지를 마련하는 단계는, 상기 불투명 몰딩층에 의해 덮여지지 않은 상기 투명 수지의 표면에 미세 돌기를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 복수의 기판 위에 실장된 복수의 발광 소자들을 물리적으로 안전하게 보호될 수 있고, 광학적 성능이 개선됨에 따라 디스플레이 장치의 화질이 향상될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 복수의 기판을 타일링하여 대형 화면을 구현할 때, 인접하는 기판 간의 경계선 또는 간극(seam)이 보이는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 많은 개수의 기판을 매끄럽게 조립하여 소비자의 요구에 부응하는 대형 화면 사이즈를 갖는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 사시도다.
도 2는 일 실시예에 따른 복수의 디스플레이 모듈이 매트릭스 형태로 배열된 상태를 도시한 정면도이다.
도 3은 일 실시예에 따른 하나의 디스플레이 모듈을 도시한 정면도이다.
도 4는 다른 실시예에 따른 하나의 디스플레이 모듈을 도시한 사시도이다.
도 5 내지 도 8은 각각 별개의 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 9는 투명 수지의 표면에 미세 돌기가 형성되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 방법을 간략히 도시한다.
도 11은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제1 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제2 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제3 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다. 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것이고, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.
본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 또한, '제1' 이나 '제2' 등의 용어는 하나의 부분을 다른 부분으로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 특별한 기재가 없는 이상 이들이 순차적인 표현을 의미하는 것은 아니다.
또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 표현하고자 하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 추가적인 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는다.
한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 '전면', '후면', '상부', '하부' 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 사시도이다. 참고로, 도 1에서, "X"는 전후방향, "Y"는 좌우방향, "Z"는 상하방향을 지칭한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 디스플레이 장치(1)는 정보, 자료, 데이터 등을 문자, 도형, 그래프, 영상 등으로 표시하여 주는 장치로서, TV, PC, 모바일, 디지털 사이니지(signage) 등이 디스플레이 장치(1)로 구현될 수 있다. 디스플레이 장치(1)는 스탠드(미도시)에 의해 그라운드에 설치되거나, 벽에 설치될 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 캐비닛(10)과, 캐비닛(10)에 설치되는 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)과, 캐비닛(10)과 복수의 기판(40) 및 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)을 지지하는 프레임(21,22)을 포함할 수 있다. 캐비닛(10)은 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)을 지지하고, 디스플레이 장치(1)의 외관 일부를 형성할 수 있다.
복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)은 서로 인접하도록 상하 좌우로 M * N 매트릭스 형태로 배열될 수 있다. 도 1에서 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)은 12개가 3 * 4 매트릭스 형태로 캐비닛(10)에 결합되어 있으나, 복수의 디스플레이 모듈의 개수나 배열 방식에 한정은 없으며 다양하게 정해질 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)을 타일링하여 대화면을 구현할 수 있다.
또한, 프레임(21,22)의 개수에도 한정은 없다. 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L) 중 일부(30A-30F)는 프레임(21)을 매개로 하여 캐비닛(10)에 설치되고, 나머지 일부(30G-30L)는 다른 프레임(22)을 매개로 하여 캐비닛(10)에 설치될 수 있다. 또한, 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L) 각각은 복수의 기판(40)을 포함할 수 있고, 복수의 기판(40)이 프레임(21, 22)에 의해 개별적으로 지지될 수 있다.
캐비닛(10)과 프레임(21,22)에는 각각 디스플레이 모듈(30A-30L)을 캐비닛(10)에 설치할 수 있도록 캐비닛 결합부(11)와 프레임 결합부(23)가 형성될 수 있다. 캐비닛 결합부(11)와 프레임 결합부(23)는 마그넷을 이용한 자력이나, 기계적인 끼움 구조 등 공지된 다양한 방법을 통해 서로 결합될 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)을 구동하는 제어 보드(미도시)와, 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(미도시)를 더 포함할 수 있다.
복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)은 평면 형태이거나 곡면(curved) 형태일 수 있다. 나아가 곡률이 가변되도록 마련될 수도 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈이 매트릭스 형태로 배열된 상태를 도시한 정면도이고, 도 3은 일 실시예에 따른 하나의 디스플레이 모듈을 도시한 정면도이다. 도 4는 다른 실시예에 따른 하나의 디스플레이 모듈을 도시한 사시도이다.
도 1 및 도 2에는 디스플레이 모듈(30A-30L) 각각이 하나의 기판(40)을 포함하는 것으로 도시되어 있으나, 디스플레이 모듈(30A-30L) 각각은 복수의 기판(40)으로 형성될 수도 있다. 또한, 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)이 연결되어 전체적으로 하나의 디스플레이 모듈을 형성하는 것으로 정의될 수도 있다. 다르게 말하면, 디스플레이 장치(1)는 복수의 발광 소자(50)가 실장된 복수의 기판(40)을 포함할 수 있다. 다만, 도 3 내지 도 8은, 설명의 편의를 위해 하나의 기판(40)을 도시한다.
도 2 내지 도 4를 참조하면, 디스플레이 모듈(30A-30L)은 기판(40)과, 기판(40)의 실장면(41) 위에 실장된 복수의 발광 소자(50; 51, 52, 53)를 포함할 수 있다.
기판(40)은 PI(polyimide), FR4, 유리(glass) 등의 재질로 형성될 수 있으며, 기판(40)의 실장면(41)에는 구동 회로를 형성하는 패턴과, 복수의 발광 소자(50)와 전기적으로 연결되는 전극들이 형성될 수 있다. 기판(40)은 박막트랜지스터(TFT, thin film transistor)를 포함할 수 있고, 기판(40)의 상면에는 발광 소자들(50)이 전기적으로 연결되는 제1, 제2패드 전극(미도시)이 형성될 수 있다. 기판(40)은 인쇄회로기판(PCB, Printed Circuit Board), 메탈 코어 PCB(MCPCB, Metal Core PCB), 연성 PCB(FPCB, Flexible PCB) 등을 포함할 수도 있다.
복수의 발광 소자들(50)은 n형 반도체, 활성층, p형 반도체, 제1 컨택 전극, 제2 컨택 전극을 포함하는 발광 구조물일 수 있으며, 제1 컨택 전극 및 제2 컨택 전극이 같은 방향을 향해 배치되는 플립칩(Flip chip) 형태일 수 있다. 또한, 복수의 발광 소자(50)의 제1 컨택 전극과 제2 컨택 전극은 각각 기판(40)에 형성된 전극들에 솔더링될 수 있다. 또한, 발광 소자(50)는 에폭시, 실리콘, 우레탄 등의 수지, 이방성 도전 필름(ACF) 등으로 형성된 접합 물질을 통해 기판(40)에 접합될 수 있다.
발광 소자(50)는 무기물 소재로 제조될 수 있다. 따라서, 유기물 기반인 유기 발광 소자(OLED)에 비해 내구성이 높아 수명이 길고, 전력 효율도 유기 발광 소자 대비 수 배 이상 높을 수 있다. 바람직하게는, 발광 소자(50)는 발광 다이오드(Light-Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다.
복수의 발광 소자(50)는 적색(Red) 발광 소자(51)와, 녹색(Green) 발광 소자(52)와, 청색(Blue) 발광 소자(53)를 포함할 수 있다. 복수의 발광 소자(50)는 일련의 적색 발광 소자(51)와, 녹색 발광 소자(52)와, 청색 발광 소자(53)를 하나의 단위로 하여 기판(40) 상에 실장될 수 있다.
일련의 적색 발광 소자(51)와, 녹색 발광 소자(52)와, 청색 발광 소자(53)는 하나의 픽셀(pixel)을 형성할 수 있다. 적색(Red) 발광 소자(51)와, 녹색(Green) 발광 소자(52)와, 청색(Blue) 발광 소자(53)는 각각 서브 픽셀(sub pixel)을 형성할 수 있다. 디스플레이 모듈(30A-30L) 각각은 복수의 픽셀을 형성하는 서브 픽셀의 선택적인 온/오프에 따라 화상을 표시할 수 있다. 즉, 디스플레이 모듈(30A-30L)은 멀티 픽셀 모듈 또는 멀티 픽셀 패키지로 정의될 수도 있다.
도 2와 도 3에 도시된 바와 같이, 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53)는 일렬로 소정 간격 이격되게 배치될 수 있다. 또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53)는 가로 방향 및 세로 방향으로 배열되어 'ㄱ'자 형태로 배치될 수도 있다. 발광 소자(50)의 배열은 이에 한정되지 않고, 다른 형태도 가능하다.
복수의 발광 소자(50)는 웨이퍼(wafer)에서 픽업되어 기판(40) 상에 직접 전사될 수 있다. 복수의 발광 소자(50)는 정전 헤드(Electrostatic Head)를 사용하는 정전기 방식 또는 PDMS나 실리콘 등의 탄성이 있는 고분자 물질을 헤드로 사용하는 접착 방식 등을 통해 픽업 및 이송될 수 있다. 복수의 발광 소자(50)의 가로, 세로 및 높이는 각각 수 ㎛ ~ 수백 ㎛의 크기일 수 있다.
도 5 내지 도 8은 각각 별개의 실시예에 따른 디스플레이 모듈의 단면을 도시한 단면도이다.
도 5 내지 도 8을 참조하면, 디스플레이 모듈(30A)은 복수의 발광 소자(50)를 감싸는 투명 수지(120), 투명 수지(120)를 감싸고 기판(40)의 전면(front surface)을 덮는 불투명 몰딩층(130)을 포함할 수 있다. 디스플레이 모듈(30A)이 복수의 기판(40)을 포함하는 경우, 복수의 기판(40)은 서로 인접하게 배치되고, 각각의 기판(40) 상에 복수의 발광 소자(50)가 실장될 수 있다. 이 때, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 기판(40) 상에서 복수의 투명 수지(120) 각각의 일부 표면 및 복수의 투명 수지(120) 사이를 덮을 수 있다.
불투명 몰딩층(130)의 전면에는 불투명 몰딩층(130)에 의해 덮어진 복수의 기판(40)과 복수의 발광 소자(50)를 보호하기 위한 투명층(140)이 더 마련될 수 있다. 한편, 투명층(140)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(30A)에 포함되지 않을 수도 있다.
상술한 바와 같이, 복수의 발광 소자(50)는 기판(40) 상에 다양한 형태로 배열될 수 있다. 즉, 하나의 픽셀을 구성하는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53)가 일렬로 배열되거나 'ㄱ'자 형태로 배열될 수 있다.
도 5 내지 도 8은, 도 4에 도시된 바와 같이 하나의 픽셀을 구성하는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53)가 'ㄱ'자 형태로 기판(40) 상에 배열된 디스플레이 모듈(30A)의 단면(I-I')을 보여준다.
도 5를 참조하면, 기판(40)에 실장된 복수의 발광 소자(50) 각각에 투명 수지(120)가 마련될 수 있다. 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 각각을 감싸고, 일정 간격으로 이격되도록 도포될 수 있다. 즉, 투명 수지(120)는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53) 각각을 개별적으로 감쌀 수 있다.
투명 수지(120)가 복수의 발광 소자(50)를 감싼다는 것은 복수의 발광 소자(50)의 하면을 제외한 발광 소자(50)의 상면(50a)과 측면을 감싸는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 소자(50)가 기판(40)에 실장되므로, 기판(40)의 실장면(41) 직접적 또는 간접적으로 접하는 발광 소자(50)의 하면은 투명 수지(120)에 의해 덮여지지 않을 수 있다.
또한, 도 6을 참조하면, 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 중 단위 픽셀을 구성하는 발광 소자들을 함께 감싸도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 중 하나의 픽셀을 구성하는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52) 및 청색 발광 소자(53)를 함께 감싸도록 마련될 수 있다. 즉, 투명 수지(120)는 단위 픽셀마다 도포될 수 있다. 이 경우에도 투명 수지(120)는 단위 픽셀을 구성하는 발광 소자들(50)이 기판(40)과 접하는 하면을 제외한 나머지 면을 덮을 수 있다. 이 때, 투명 수지(120)는 디스플레이 모듈(30A-30L)의 전방(X)을 향하는 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)으로부터 미리 정해진 높이까지 형성될 수 있다.
한편, 투명 수지(120)는 투명 수지 공급 장치(160)를 이용하여 복수의 발광 소자(50)를 감싸도록 도포되거나 코팅되거나 제팅(jetting)될 수 있다. 투명 수지(120)가 공급되는 방식은 이에 한정되지 않는다. 투명 수지(120)는 아크릴 우레탄(acrylic urethane), 에폭시(epoxy), 실리콘(silicon) 또는 폴리에스테르(polyester) 등의 재료로 형성될 수 있으며, 이에 한정되지 않는다.
불투명 몰딩층(130)은 복수의 투명 수지(120)를 감싸고, 기판(40)의 전면을 덮도록 형성될 수 있다. 구체적으로, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 투명 수지(120) 각각의 일부 표면 및 복수의 투명 수지(120) 사이를 덮을 수 있다. 다시 말해, 불투명 몰딩층(130)은 디스플레이 모듈(30A-30L)의 전방(X)을 향하는 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)을 통해 광이 방출되도록 상기 복수의 투명 수지(120)를 덮을 수 있다. 불투명 몰딩층(130)은 복수의 발광 소자(50) 각각의 측면(50b)에 대응하는 복수의 투명 수지(120)의 측면을 덮을 수 있다. 디스플레이 모듈(30A)이 복수의 기판(40)을 포함하는 경우, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 기판(40) 전면을 덮어 복수의 기판(40) 사이에 존재하는 경계선 또는 간극(G)을 덮을 수 있다.
예를 들면, 불투명 몰딩층(130)은, 기판(40)의 표면으로부터 불투명 몰딩층(130)의 높이가 제1 높이 이상 제2 높이 이하가 되도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 불투명 몰딩층(130)은, 그 높이가 기판(40)의 실장면(41)으로부터 복수의 발광 소자(50)의 높이에 해당하는 제1 높이(h1) 이상이 되도록 마련될 수 있고, 기판(40)의 표면으로부터 복수의 투명 수지(120)의 높이에 해당하는 제2 높이(h2) 이하가 되도록 마련될 수 있다.
한편, 제1 높이(h1)와 제2 높이(h2)는 설계에 따라 변경될 수 있다. 또한, 제2 높이(h2)는 기판(40)의 실장면(41)으로부터 투명 수지(120)의 높이보다 낮은 값으로 설정될 수 있다. 발광 소자(50)의 발광면(50a)을 통해 광이 방출될 수 있어야 하므로, 발광 소자(50)의 발광면(50a)에 대응하는 투명 수지(120)의 영역은 불투명 몰딩층(130)에 의해 가려지지 않도록 마련될 수 있다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 발광 소자(50)는 에폭시, 실리콘, 우레탄 등의 수지, 이방성 도전 필름(ACF) 등으로 형성된 접합 물질(150)을 통해 기판(40)에 접합될 수 있다. 접합 물질(150)은 일정한 두께를 가질 수 있다. 예를 들면, 기판(40) 상에 접합 물질(150)이 도포되고, 발광 소자(50)가 접합 물질(150) 위에 실장되는데, 발광 소자(50)가 실장될 때 접합 물질(150)에 압력이 가해질 수 있다. 그에 따라, 발광 소자(50)는 접합 물질(150)에 박혀있는 형태로 실장될 수 있다. 이 경우, 투명 수지(120)는 접합 물질(150) 위에서 발광 소자(50)를 감싸도록 도포된다. 따라서, 투명 수지(120)가 발광 소자(50)의 측면(50b) 전체를 감싸는 것이 아니라, 발광 소자(50)의 발광면(50a)과 발광 소자(50) 측면(50b)의 일부만 감싸게 될 수 있다. 또한, 불투명 몰딩층(130)은 접합 물질(150) 위에서 투명 수지(120)의 측면을 감싸고 기판(40)의 전면을 덮도록 마련될 수 있다.
이와 같이, 투명 수지(120)로 복수의 발광 소자(50)를 감쌀 경우, 복수의 발광 소자(50)를 보호할 수 있고, 발광 소자(50)로부터 방출되는 광의 손실을 줄일 수 있다. 또한, 불투명 몰딩층(130)로 발광 소자(50)와 투명 수지(120)의 측면을 감쌀 경우, 복수의 발광 소자(50)의 발광 영역이 디스플레이 모듈의 전방을 향하도록 마련될 수 있다. 즉, 복수의 발광 소자(50)의 측면(50b)으로 방출되는 광은 불투명 몰딩층(130)에 의해 차단되거나 흡수될 수 있다. 따라서 복수의 발광 소자(50)가 실장된 복수의 기판(40) 또는 복수의 디스플레이 모듈(30A-30L)을 타일링할 경우, 인접하는 기판 또는 디스플레이 모듈 간의 경계선 또는 간극(seam)(G)이 보이는 것을 방지할 수 있다.
한편, 투명층(140)은 복수의 발광 소자(50)를 광학적 왜곡 없이 보호하도록 불투명 몰딩층(130) 상에 마련될 수 있다. 또한, 투명층(140)은 불투명 몰딩층(130)을 평탄화시킬 수 있다. 투명층(140)과 불투명 몰딩층(130) 사이에는 이형제(parting agent)가 마련될 수 있고, 불투명 몰딩층(130)이 경화된 후 투명층(140)이 제거될 수도 있다. 투명층(140)은 글라스(glass), 투명 플라스틱 또는 광학용 필름(film) 등과 같은 투명한 재료로 형성될 수 있다.
한편, 투명층(140)은, 도 8에 도시된 바와 같이, 디스플레이 모듈(30A)에 포함되지 않을 수도 있다.
도 9는 투명 수지의 표면에 미세 돌기가 형성되는 것을 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 투명 수지(120)의 표면에는 미세 돌기(121)가 형성될 수 있다. 예를 들면, 발광 소자(50)의 발광면(50a)에 대응하는 투명 수지(120)의 영역의 표면에 요철 패턴을 형성하는 미세 돌기(121)가 형성될 수 있다. 투명 수지(120)의 표면에 마련되는 미세 돌기(121)는 발광 소자(50)로부터 방출되는 광을 굴절시킬 수 있고, 그에 따라 디스플레이 모듈의 시야각 특성이 향상될 수 있다.
또한, 투명 수지(120)는 발광 소자(50)로부터 방출되는 광을 확산시키는 확산제(미도시)나 산란재를 포함할 수 있다. 투명 수지(120)에 포함되는 확산제나 산란재는 발광 소자(50)에서 방출되는 광을 확산시킴에 따라 광의 손실을 줄일 수 있고, 디스플레이 모듈의 시야각 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 투명 수지(120)는 광흡수 색소(미도시)를 포함할 수 있다. 투명 수지(120)에 광흡수 색소가 포함될 경우, 발광 소자(500에서 방출되는 광의 파장을 짧게 할 수 있고, 그에 따라 색 순도가 향상될 수 있다.
또한, 투명 수지(120)는 형광체(미도시)를 포함할 수도 있다. 형광체는 발광 소자(50)에서 방출되는 광의 색상을 변형할 수 있다. 예를 들면, 청색 발광 소자가 기판(40)에 실장되는 경우, 청색 발광 소자를 감싸는 투명 수지(120)에 형광체를 혼합함으로써 적색 또는 녹색의 광이 방출되도록 할 수 있다.
이하에서는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 제조하는 방법에 대해 설명한다.
도 10은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제조 공정을 간략히 도시한다.
도 10을 참조하면, 디스플레이 장치(1)의 제조 방법은, 복수의 기판(40) 상에 복수의 발광 소자(50)를 실장하고, 복수의 기판(40)을 서로 인접하도록 배치하는 것을 포함할 수 있다(601).
다음으로, 복수의 발광 소자(50)를 감싸도록 투명 수지(120)를 도포할 수 있다(602). 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 각각을 감싸고, 일정 간격으로 이격되도록 도포될 수 있다. 즉, 투명 수지(120)는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52), 청색 발광 소자(53) 각각을 개별적으로 감쌀 수 있다.
또한, 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 중 단위 픽셀을 구성하는 발광 소자들을 함께 감싸도록 마련될 수 있다. 구체적으로, 투명 수지(120)는 복수의 발광 소자(50) 중 하나의 픽셀을 구성하는 적색 발광 소자(51), 녹색 발광 소자(52) 및 청색 발광 소자(53)를 함께 감싸도록 마련될 수 있다. 즉, 투명 수지(120)는 단위 픽셀마다 도포될 수 있다. 이 때, 투명 수지(120)는 디스플레이 모듈(30A-30D)의 전방(X)을 향하는 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)으로부터 미리 정해진 높이까지 형성될 수 있다.
한편, 투명 수지(120)는 투명 수지 공급 장치(160)를 이용하여 복수의 발광 소자(50)를 감싸도록 도포되거나 코팅되거나 제팅(jetting)될 수 있다. 투명 수지(120)가 공급되는 방식은 이에 한정되지 않는다.
또한, 상술한 바와 같이, 투명 수지(120)가 복수의 발광 소자(50)를 감싼다는 것은 복수의 발광 소자(50)의 하면을 제외한 발광 소자(50)의 상면(50a)과 측면을 감싸는 것을 의미할 수 있다. 구체적으로, 복수의 발광 소자(50)가 기판(40)에 실장되므로, 기판(40)의 실장면(41)과 직접적 또는 간접적으로 접하는 발광 소자(50)의 하면은 투명 수지(120)에 의해 덮여지지 않을 수 있다.
다음으로, 복수의 투명 수지(120) 각각의 일부 표면 및 복수의 투명 수지(120) 사이를 덮도록 불투명 몰딩층(130)을 도포할 수 있다. 즉, 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)을 통해 광이 방출되도록 복수의 투명 수지(120)를 감싸고, 복수의 기판(40)의 전면을 덮도록 불투명 몰딩층(130)을 도포할 수 있다(603). 따라서 복수의 기판(40) 사이에 존재하는 경계선 또는 간극(G)이 불투명 몰딩층(130)에 의해 덮여질 수 있다.
불투명 몰딩층(130)은 액상 또는 고상의 재료에 의해 구현될 수 있다. 또한, 블랙 몰딩층(100)은 필름 형태의 재료에 의해 구현될 수도 있다. 예를 들면, 불투명 몰딩층(130)을 형성하기 위해 불투명 수지가 공급될 수 있다. 불투명 수지는 별도의 불투명 수지 공급 장치(미도시)에 의해 투명층(140) 또는 기판(40) 상에 도포되거나 코팅되거나 제팅(jetting)될 수 있다. 불투명 몰딩층(130)이 형성되는 방식은 이에 한정되지 않는다.
불투명 몰딩층(130)은 베이스 재료 및 블랙 색소를 포함할 수 있다. 베이스 재료는 열경화성 재료 및 감광성 재료 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들면, 열경화성 재료는 실리콘, 에폭시, EVA(ethylene-vinyl acetate copolymer), PVB(polyvinyl butyral) 및 우레탄 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 감광성 재료는 포토리소그래피(photolithography) 공정을 활용할 수 있는 감광성 재료를 포함할 수 있다.
불투명 몰딩층(130)은 광흡수 효과를 최대화하기 위해 블랙 색상의 무기물, 유기물, 금속 등을 포함할 수 있다. 예를 들면, 불투명 몰딩층(130)은 카본 블랙(carbon black), 폴리엔(polyene)계 안료, 아조(azo)계 안료, 아조메틴(azomethine)계 안료, 디이모늄(diimmonium)계 안료, 프탈로시아닌(phthalocyanine)계 안료, 퀴논(quinone)계 안료, 인디고(indigo)계 안료, 티오인디고(thioindigo)계 안료, 디옥사딘(dioxadin)계 안료, 퀴나크리돈(quinacridone)계 안료, 이소인도리논(isoindolinone)계 안료, 금속 산화물, 금속 착물, 그 밖에 방향족 탄화수소(aromatic hydrocarbos) 등의 재료로 형성될 수 있다.
불투명 몰딩층(130)이 블랙 색상을 가지도록 구현될 경우, 디스플레이 장치(1)의 오프(off) 상태에서는 블랙감을 유지할 수 있고, 디스플레이 장치(1)의 온(on) 상태에서는 화질 명암비 개선 효과를 기대할 수 있다.
이와 같이, 투명 수지(120)로 복수의 발광 소자(50)를 감쌀 경우, 복수의 발광 소자(50)를 보호할 수 있고, 발광 소자(50)로부터 방출되는 광의 손실을 줄일 수 있다. 또한, 불투명 몰딩층(130)로 발광 소자(50)와 투명 수지(120)의 측면을 감싸고, 복수의 기판(40)의 전면을 덮는 경우, 인접하는 디스플레이 모듈 간의 경계선 또는 간극(seam)(G)이 보이는 것을 방지할 수 있다.
도 11 은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제1 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제2 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 11 및 도 12를 참조하면, 디스플레이 장치(1)의 제조 방법은, 복수의 기판(40) 상에 복수의 발광 소자(50)를 실장하고, 복수의 기판(40)을 서로 인접하도록 배치하는 것을 포함할 수 있다(701, 801).
다음으로, 복수의 발광 소자(50)를 감싸도록 투명 수지(120)를 도포할 수 있다(702, 802). 투명 수지(120)로 복수의 발광 소자(50)를 감싸는 방법은 상술한 바와 같다. 한편, 도시되어 있지는 않으나, 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)에 대응하는 투명 수지(120)의 표면에 미세 돌기(121)가 형성될 수 있다.
다음으로, 투명층(140)의 후면에 불투명 수지를 도포하여 불투명 몰딩층(130)을 형성할 수 있다(703, 803). 투명층(140)은 복수의 기판(40)의 전체 면적에 대응하는 크기로 마련될 수 있다. 투명층(140)은 글라스(glass), 투명 플라스틱 또는 광학용 필름(film) 등과 같은 투명한 재료로 형성될 수 있다.
다음으로, 후면에 불투명 몰딩층(130)이 도포된 투명층(140)과, 투명 수지(120)에 의해 감싸진 복수의 발광 소자(50)가 실장된 복수의 기판(40)의 전면을 부착할 수 있다(704, 804). 따라서 불투명 몰딩층(130)은 복수의 투명 수지(120) 각각의 일부 표면 및 복수의 투명 수지(120) 사이를 덮을 수 있다.
투명층(140)은 불투명 몰딩층(130)을 평탄화시킬 수 있다. 즉, 투명층(140)의 후면과 복수의 기판(40)이 부착될 때, 불투명 몰딩층(130)에 압력이 가해질 수 있고, 그에 따라 불투명 몰딩층(130)은 평탄화될 수 있다.
불투명 몰딩층(130)은 복수의 발광 소자(50) 각각의 측면에 대응하는 복수의 투명 수지(120)의 측면을 감싸게 된다. 또한, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 기판(40) 사이의 간극 또는 경계선(seam)(G)을 덮게 된다. 이 때, 기판(40)의 실장면(41)으로부터 불투명 몰딩층(130)의 높이는 제1 높이 이상 제2 높이 이하가 될 수 있다.
또한, 투명층(140)과 불투명 몰딩층(130) 사이에는 이형제(parting agent)가 마련될 수 있고, 불투명 몰딩층(130)이 경화된 후 투명층(140)이 제거될 수 있다(805). 투명층(140)이 제거될 경우, 디스플레이 장치(1)의 두께가 얇아질 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 디스플레이 장치의 제3 제조 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 13을 참조하면, 디스플레이 장치(1)의 제조 방법은, 복수의 기판(40) 상에 복수의 발광 소자(50)를 실장하고, 복수의 기판(40)을 서로 인접하도록 배치하는 것을 포함할 수 있다(901).
다음으로, 복수의 발광 소자(50)를 감싸도록 투명 수지(120)를 도포할 수 있다(902). 투명 수지(120)로 복수의 발광 소자(50)를 감싸는 방법은 상술한 바와 같다. 한편, 도시되어 있지는 않으나, 복수의 발광 소자(50)의 발광면(50a)에 대응하는 투명 수지(120)의 표면에 미세 돌기(121)가 형성될 수 있다.
다음으로, 복수의 기판(40)의 전면에 직접 불투명 수지를 도포하여 불투명 몰딩층(130)을 형성할 수 있다(903). 그에 따라, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 투명 수지(120) 각각의 일부 표면 및 복수의 투명 수지(120) 사이를 덮을 수 있다. 불투명 수지는 별도의 불투명 수지 공급 장치(미도시)에 의해 기판(40) 상에 도포되거나 코팅되거나 제팅(jetting)될 수 있다. 불투명 몰딩층(130)이 복수의 기판(40)의 전면에 형성되는 방식은 이에 한정되지 않는다.
다음으로, 불투명 몰딩층(130)의 전면이 평탄화되도록 불투명 수지가 커팅(cutting)될 수 있다(904). 도 11 및 도 12에 도시된 것과는 다르게, 불투명 몰딩층(130)의 평탄화를 위해 블레이드(blade)가 이용될 수 있다. 도 13에 의한 방법은 투명층(140)의 후면에 불투명 수지를 도포하고, 투명층(140)과 복수의 기판(40)을 부착하는 과정을 포함하지 않으므로, 디스플레이 장치(1)의 제조 과정이 간소화될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 발광 소자(50) 각각의 측면에 대응하는 복수의 투명 수지(120)의 측면을 감싸게 된다. 또한, 불투명 몰딩층(130)은 복수의 기판(40) 사이의 간극 또는 경계선(seam)(G)을 덮게 된다. 이 때, 기판(40)의 실장면(41)으로부터 불투명 몰딩층(130)의 높이는 제1 높이 이상 제2 높이 이하가 될 수 있다.
상술한 바와 같이, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 기판 위에 실장된 복수의 발광 소자들을 물리적으로 안전하게 보호될 수 있고, 광학적 성능이 개선됨에 따라 디스플레이 장치의 화질이 향상될 수 있다.
또한, 일 실시예에 따른 디스플레이 모듈, 디스플레이 장치 및 디스플레이 장치의 제조 방법에 의하면, 복수의 기판을 타일링하여 대형 화면을 구현할 때, 인접하는 기판 간의 경계선 또는 간극(seam)이 보이는 것을 방지할 수 있다.
따라서, 많은 개수의 기판을 매끄럽게 조립하여 소비자의 요구에 부응하는 대형 화면 사이즈를 갖는 디스플레이 장치를 제공할 수 있다.
이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.
1: 디스플레이 장치 10: 캐비닛
11: 캐비닛 결합부 12: 손잡이
21,22: 프레임 23: 프레임 결합부
30A-30L: 디스플레이 모듈 40: 기판
41: 실장면 50: 무기 발광 소자
50a: 발광면
50b: 발광 소자 측면 51: 적색 발광 소자
52: 녹색 발광 소자 53: 청색 발광 소자
120: 투명 수지 130: 불투명 몰딩층
140: 투명층 150: 접착 물질
160: 투명 수지 공급 장치

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  13. 복수의 발광 소자가 실장된 복수의 기판을 서로 인접하게 배치하는 단계;
    상기 복수의 발광 소자를 감싸는 복수의 투명 수지를 도포하는 단계; 및
    상기 복수의 투명 수지 각각의 일부 표면 및 상기 복수의 투명 수지 사이를 덮는 불투명 몰딩층을 도포하는 단계;를 포함하고,
    상기 불투명 몰딩층을 도포하는 단계는,
    상기 복수의 기판의 전체 면적에 대응하는 투명층의 표면에 불투명 수지를 도포하는 단계; 및
    상기 불투명 수지가 도포된 상기 투명층과 상기 복수의 투명 수지가 도포된 복수의 기판을 부착하는 단계;를 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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  17. 제13항에 있어서,
    상기 불투명 몰딩층을 마련하는 단계는,
    상기 투명층을 제거하는 단계;를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
  18. 삭제
  19. 제13항에 있어서,
    상기 투명 수지를 마련하는 단계는,
    상기 불투명 몰딩층에 의해 덮여지지 않은 상기 투명 수지의 표면에 미세 돌기를 형성하는 단계;를 더 포함하는 디스플레이 장치의 제조 방법.
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