KR20160062803A - 표시 장치 및 이의 제조 방법 - Google Patents

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황성용
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 표시 패널 하부에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 백라이트 유닛을 제공하는 단계는 기판 상에 상기 광을 발생하는 광원을 배치하는 단계, 상기 광원 상에 제1 개구 및 상기 제1 개구 하부에 상기 제1 개구의 크기보다 큰 제2 개구가 정의된 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 마스크의 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통해 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지를 상기 광원 상에 제공하여, 상기 광원을 커버하는 파장 변환부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 파장 변환부의 상기 기판과 수직한 방향의 단면의 폭은 상기 기판에서 멀수록 작아질 수 있다.

Description

표시 장치 및 이의 제조 방법{DISPLAY APPARATUS AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 표시 장치 및 이의 제조 방법에 관한 것으로, 보다 상세하게는 표시품질이 향상된 표시 장치 및 제조가 용이한 표시 장치의 제조 방법에 관한 것이다.
광원(LED)은 전류 인가에 따라 p-n 반도체 접합(p-n junction)에서 전자와 정공이 만나 빛을 발하는 반도체 발광 장치이다. 일반적으로 광원으로부터 발생된 소정 파장의 광만으로는 원하는 색의 광을 만들기 어렵다. 이에 따라, 서로 다른 파장의 광을 혼합하여 원하는 색의 광, 특히 백색광을 만드는 많은 기술이 개발되고 있다. 그 중, 광원을 커버하는 투광성의 파장 변환부 내에 파장 변환 물질을 포함되도록 하여, 그 파장 변환 물질을 이용하여 광의 파장을 변환하는 기술이 많이 이용되고 있다. 파장 변환부는 형광체가 혼합된 수지를 이용하여 형성될 수 있으며, 광원이 실장된 기판 상에 형성될 수 있다. 이 때, 광원을 보는 각도에 따라 색편차가 발생하여 균일한 백색광을 내지 못하는 단점이 발생할 수 있다.
본 발명의 목적은 표시품질이 향상된 표시장치를 제공하는 데 있고, 본 발명의 다른 목적은 제조가 용이한 표시 장치의 제조 방법을 제공하는데 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치 제조 방법은 표시 패널 하부에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 제공하는 단계를 포함하고, 상기 백라이트 유닛을 제공하는 단계는 기판 상에 상기 광을 발생하는 광원을 배치하는 단계, 상기 광원 상에 제1 개구 및 상기 제1 개구 하부에 상기 제1 개구의 크기보다 큰 제2 개구가 정의된 마스크를 배치하는 단계, 및 상기 마스크의 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통해 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지를 상기 광원 상에 제공하여, 상기 광원을 커버하는 파장 변환부를 형성하는 단계를 포함하고, 상기 파장 변환부의 상기 기판과 수직한 방향의 단면의 폭은 상기 기판에서 멀수록 작아질 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제2 개구를 이용하여 제1 보조 파장 변환부를 형성하는 단계, 상기 제1 개구를 이용하여 상기 제1 보조 파장 변환부 위에 제2 보조 파장 변환부를 형성하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하기 전에 상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표에 다라 상기 제2 보조 파장 변환부를 구성하는 물질을 선택하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지 및 상기 파장 변환 물질을 포함하고, 상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지를 포함할 수 있다.
상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 파장 변환 물질을 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부의 상기 색좌표에 따라 상기 제2 보조 파장 변환부에 포함되는 상기 파장 변환 물질의 양을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 보조 파장 변환부와 상기 제2 보조 파장 변환부가 혼합되어 상기 제1 보조 파장 변환부에 포함된 상기 파장 변환 물질이 상기 제2 보조 파장 변환부로 이동할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 파장 변환부를 형성한 후, 상기 제1 및 제2 보조 파장 변환부를 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부를 제1 차 경화하는 단계, 상기 제1 보조 파장 변환부를 상기 제1 차 경화한 후, 상기 제2 보조 마스크를 이용하여 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하는 단계, 및 상기 제2 보조 파장 변환부를 제2 차 경화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부를 상기 제1 차 경화한 후, 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하기 전에 상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표를 측정하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지 및 상기 파장 변환 물질을 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부를 형성하는 단계는, 상기 제1 보조 파장 변환부의 상기 색좌표에 따라 상기 제2 보조 파장 변환부의 상기 파장 변환 물질의 양을 조절하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부 위에 렌즈부를 배치하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 마스크를 배치하는 단계는, 상기 광원 상에 상기 마스크 중 제2 개구가 정의된 제1 보조 마스크를 배치하는 단계, 상기 광원 상에 상기 마스크 중 상기 제1 개구가 정의된 제2 보조 마스크를 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 파장 변환부는 스퀴즈 방식으로 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 다른 표시 장치는 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널, 상기 표시 패널로 상기 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고, 상기 백라이트 유닛은, 기판, 상기 기판 위에 실장되며 상기 광을 발생하는 광원, 및 상기 광원을 커버하고, 상기 광원으로부터 발생된 광의 파장을 변환하는 파장 변환부를 포함하고, 상기 파장 변환부는 상기 광원을 커버하는 제1 보조 파장 변환부, 및 상기 제1 보조 파장 변환부를 사이에 두고 상기 광원 위에 배치되는 제2 보조 파장 변환부를 포함하고, 평면상에서 상기 제1 보조 파장 변환부의 크기는 상기 제2 보조 파장 변환부의 크기보다 클 수 있다.
상기 표시 장치의 상기 제2 보조 파장 변환부와 상기 제1 보조 파장 변환부가 만나는 면을 접촉면이라 정의할 때, 상기 평면상에서 상기 접촉면은 상기 제1 보조 파장 변환부에 둘러 쌓일 수 있다.
상기 표시 장치는 상기 파장 변환부 위에 배치되어 상기 광을 확산시키는 렌즈부를 더 포함할 수 있다.
상기 표시 장치의 상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 제2 보조 파장 변환부는 파장 변환 물질을 포함할 수 있다.
본 발명에 따르면, 파장 변환부의 형상을 조절하여, 광원을 보는 각도에 따른 색편차를 최소화시킬 수 있고, 그 결과 균일한 백색광을 방출하는 백라이트 유닛을 제공할 수 있다.
또한, 제1 개구 및 제1 개구와 크기가 상이한 제2 개구가 정의된 마스크를 사용하여, 파장 변환부의 형상을 용이하게 형성할 수 있다.
또한, 제1 보조 파장 변환부를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부를 형성함에 따라 색좌표의 용이한 조절이 가능하고, 색좌표 불량이 발생할 확률이 감소될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해사시도이다.
도 2는 도 1의 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다.
도 4b는 도 4a의 광원 및 파장 변환부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 5는 각도에 따른 색편차를 도시한 그래프이다.
도 6은 도 1에 도시된 표시장치의 제조 방법 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 7a 및 도 7b는 도 4a에 도시된 표시장치의 제조 방법 중 일부를 나타낸 도면들이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환부 형성 방법에 대한 순서도이다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 변환부 형성 방법에 대한 순서도이다.
이하 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 살펴보기로 한다. 한 본 발명의 목적, 특징 및 효과는 도면과 관련된 실시예들을 통해서 용이하게 이해될 수 있을 것이다. 다만, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고, 다양한 형태로 응용되어 변형될 수도 있다. 오히려 후술될 본 발명의 실시예들은 본 발명에 의해 개시된 기술 사상을 보다 명확히 하고, 나아가 본 발명이 속하는 분야에서 평균적인 지식을 가진 당업자에게 본 발명의 기술 사상이 충분히 전달될 수 있도록 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명의 범위가 후술될 실시예들에 의해 한정되는 것으로 해석되어서는 안 될 것이다. 한편, 하기 실시예와 도면 상에 동일한 참조 번호들은 동일한 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 `제1`, `제2` 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 막, 영역, 구성 요소 등의 부분이 다른 부분 `위에` 또는 `상에` 있다고 할 때, 다른 부분 바로 위에 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 막, 영역, 구성 요소 등이 개재되어 있는 경우도 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시장치의 분해사시도이고, 도 2는 도 1의 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 표시장치(100)는 표시 패널(110), 및 백라이트 유닛(120)을 포함할 수 있다.
표시 패널(110)은 영상을 표시한다. 표시 패널(110)은 액정 표시 패널(liquid crystal display panel), 전기습윤 표시 패널(electro wetting display panel), 전기영동 표시 패널 (electrophoretic display panel) 및 MEMS 표시 패널(micro electro mechanical system display panel) 중 어느 하나일 수 있다. 본 실시예에서는 액정 표시 패널을 예로서 설명한다.
표시 패널(110)은 두 쌍의 변들을 가지는 사각형의 판상일 수 있다. 이 실시예에서 표시 패널(110)은 한 쌍의 장변과 한 쌍의 단변을 갖는 직사각형일 수 있다. 표시 패널(110)은 표시 기판(111), 표시 기판(111)에 대향하는 대향 기판(112), 및 표시 기판(111)과 대향 기판(112) 사이에 개재된 액정층(미도시)을 포함한다. 표시 패널(110)은 평면상에서 볼 때 영상이 표시되는 표시 영역과, 표시 영역을 둘러싸며 영상이 표시되지 않는 비표시 영역을 가질 수 있다.
백라이트 유닛(120)은 표시 패널(110)에 광을 제공하고, 백라이트 유닛(120)은 표시 패널(110)의 하부에 배치된다. 백라이트 유닛(120)은 광학시트들(121), 수납부(122), 및 광원(LD)을 포함할 수 있다.
수납부(122)는 광원(LD) 및 광학시트들(121)을 수납할 수 있다.
광원(LD)은 기판(SUB)위에 실장되어, 기판(SUB)으로부터 구동 전압을 제공받을 수 있다. 이 실시예에서, 광원(LD)은 플립칩(Flip Chip) 구조 일 수 있다. 광원(LD)은 제1 전극(E1), 제2 전극(E2), 기판(SP) 및 반도체층(SC)을 포함할 수 있다.
제1 전극(E1) 및 제2 전극(E2)은 기판(SUB)에 형성된 전극 패드(미도시)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(E1)은 애노드(anode) 전극 일 수 있고, 제2 전극(E2)은 캐소드(cathode) 전극 일 수 있다.
반도체층(SC)은 화합물 반도체를 포함할 수 있고, 반도체층(SC)은 반도체층(SC)으로 주입된 전자와 정공들이 결합되어 광을 방출하는 층일 수 있다. 광원(LD)은 청색의 광을 발광하는 청색의 광원일 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서 광원(LD)은 다른 색, 예컨대 적색, 황색 또는 녹색의 광을 발광하는 광원일 수 있다.
광은 기판(SP)을 통해 방출될 수 있다. 즉, 플립칩 구조에서는 광이 기판(SP)을 통해 진행하므로, 금속 접촉부나 결합 패드, 전극 연결부 등에서의 손실이 발생하지 않아 광 추출 효율이 증가될 수 있다. 기판(SP)은 사파이어(Al2O3), 탄화규소(SiC), 갈륨비소(GaAs) 등과 같은 투명한 물질을 포함할 수 있다.
광원(LD) 위에는 광원(LD)을 커버하며 파장을 변환하는 파장 변환부(WC)가 배치될 수 있다. 파장 변환부(WC)는 실리콘 수지나 에폭시 수지와 같은 투광성 수지에 파장 변환 물질을 분산시켜 형성할 수 있다. 파장 변환 물질은 형광체 또는 퀀텀닷(quantum dot)을 포함할 수 있다. 예를 들면, 광원(LD)이 청색의 광을 발광하는 경우, 투광성 수지에 포함된 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.
이 실시예에서 파장 변환부(WC)의 단면은 사다리꼴 형상을 가질 수 있다. 따라서 광원(LD)에서 방출되는 광의 출사각도에 따른 광원(LD)으로부터 파장 변환부(WC)의 표면까지의 거리의 차이를 최소화시킬 수 있다.
보다 구체적으로 설명하면, 반도체층(SC)의 일 지점(AP)에서 출사된 광은 다수의 방향으로 출광될 수 있다. 일 방향으로 출사된 광의 기판(SP)의 표면과 파장 변환부(WC)의 표면 사이의 거리를 제1 거리(LT1)라 정의하고, 상기 일 방향으로 출사된 광보다 기판(SUB)과 더 가까운 방향을 따라 출사된 광의 기판(SP)의 표면과 파장 변환부(WC)의 표면 사이의 거리를 제2 거리(LT2)라 정의할 수 있다.
본 발명의 실시예와 달리, 제1 거리(LT1)와 제2 거리(LT2)의 차이가 큰 경우에, 제1 거리(LT1)와 제2 거리(LT2) 중 긴 거리를 향해 출사된 광은 파장 변환부(WC)에 포함된 파장 변환 물질과 충돌될 확률이 상대적으로 짧은 거리를 향해 출사된 광보다 높을 수 있다. 예컨대, 광원(LD)이 청색광을 발광하고, 파장 변환부(WC)가 황색의 광으로 파장을 변환하는 물질을 포함하는 경우, 기판(SP)의 표면과 파장 변환부(WC) 표면 사이의 거리가 길수록 노란빛을 띄는 광이 증가할 수 있다. 하지만, 이 실시예에 따르면, 파장 변환부(WC)의 단면이 사다리꼴 형상을 가지기 때문에, 제1 거리(LT1)와 제2 거리(LT2)의 차이는 본 발명의 실시예와 달리 파장 변환부(WC)의 단면이 직사각형인 경우보다 감소될 수 있다. 그 결과, 광원(LD)을 보는 각도에 따라 색이 상이하게 나타나는 색편차가 감소될 수 있고, 그 결과 백라이트 유닛(120)은 균일한 백색광을 표시 패널(110)로 제공할 수 있다.
파장 변환부(WC)의 측면의 테이퍼진 면이 기판(SUB)과 이루는 각도(AG)는 45도 내지 85도 일 수 있고, 보다 구체적으로는 75도 내지 85도 일 수 있다. 파장 변환부(WC)의 단면이 사다리꼴 형상인 경우, 파장 변환부(WC)의 단면이 직사각형인 경우 보다 광원(LD)을 보는 각도에 따른 색편차가 감소될 수 있다.
파장 변환부(WC) 위에는 렌즈(RZ)가 배치될 수 있다. 이 실시예에서 렌즈(RZ)는 반사형 렌즈일 수 있다. 예컨대, 렌즈(RZ)의 상부면(RS)에서 광은 반사되어 렌즈(RZ)의 측면으로 방출될 수 있다. 렌즈(RZ)를 통해 광원(LD)에서 방출된 광이 확산되어 백라이트 유닛(120)의 슬림화가 가능해지며, 광원(LD)의 수를 줄일 수 있어 비용을 저감할 수 있다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다. 도 3을 설명함에 있어서, 도 2의 도면부호를 참조하여 설명된 부호에 대해서는 설명을 생략하고, 설명의 중복을 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며, 설명되지 않은 부분은 일 실시예에 따른다.
도 3을 참조하면, 파장 변환부(WC) 위에 렌즈(RZ1)가 배치될 수 있다. 이 실시예에서 렌즈(RZ1)은 굴절형 렌즈일 수 있다. 예컨대, 렌즈(RZ1)의 외면(RS1)에서 광은 굴절되어 렌즈(RZ1)의 측면으로 방출될 수 있다. 렌즈(RZ1)를 통해 광원(LD)에서 방출된 광이 확산되어 백라이트 유닛(도 1의 120)의 슬림화가 가능해지며, 광원(LD)의 수를 줄일 수 있어 비용을 저감할 수 있다.
도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 표시장치의 일부를 확대한 단면도이다. 도 4b는 도 4a의 광원 및 파장 변환부를 확대하여 도시한 사시도이다. 도 4a 및 도 4b를 설명함에 있어서, 설명의 중복을 방지하기 위해 본 발명의 일 실시예와 다른 점을 위주로 설명하며, 설명되지 않은 부분은 일 실시예에 따른다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 광원(LD) 위에는 광원(LD)을 커버하며 파장을 변환하는 파장 변환부(WC1)가 배치될 수 있다. 이 실시예에서 파장 변환부(WC1)는 제1 보조 파장 변환부(WCa) 및 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 포함할 수 있다.
제1 보조 파장 변환부(WCa)는 광원(LD)을 커버하고, 제2 보조 파장 변환부(WCb)는 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 사이에 두고 광원(LD) 위에 배치될 수 있다. 이 실시예에서, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 크기는 제2 보조 파장 변환부(WCb)의 크기보다 클 수 있다.
제1 보조 파장 변환부(WCa)와 제2 보조 파장 변환부(WCb)가 만나는 면을 접촉면(CS)이라 정의한다. 평면상에서 접촉면(CS)은 제1 보조 파장 변환부(WCa)에 둘러 쌓일 수 있다.
이 실시예에서는 제1 보조 파장 변환부(WCa) 및 제2 보조 파장 변환부(WCb) 각각은 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지에 파장 변환 물질인 형광체를 분산시켜 형성할 수 있다. 상기 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 파장 변환 물질로서 퀀텀닷(quantum dot)을 포함할 수 있다.
이 실시예에서, 제1 보조 파장 변환부(WCa)와 제2 보조 파장 변환부(WCb)는 일체의 형상을 가질 수 있고, 서로 동일한 물질을 포함할 수 있다. 이 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예에서는 제1 보조 파장 변환부(WCa)와 제2 보조 파장 변환부(WCb)는 서로 다른 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제1 보조 파장 변환부(WCa)는 투광성 수지에 형광체를 포함할 수 있고, 제2 보조 파장 변환부(WCb)는 투광성 수지만을 포함할 수도 있다.
파장 변환부(WC1)는 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성할 수 있다. 이에 대한 자세한 내용은 도 8 및 도 9에서 설명한다.
평면상에서 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 크기가 제2 보조 파장 변환부(WCb)의 크기보다 큰 경우, 광원(LD)을 바라보는 각도에 따른 색 편차가 감소될 수 있다. 이에 대한 실험 데이터는 도 5에 첨부하였다. 광원(LD)을 바라보는 각도에 따른 색 편차가 감소되는 경우, 백라이트 유닛(도 1의 120)은 균일한 백색광을 표시 패널(도 1의 110)로 제공할 수 있다. 그 결과 표시장치(도 1의 100)의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 5는 각도에 따른 색편차를 도시한 그래프이다.
도 5를 참조하면, 제1 그래프 내지 제4 그래프들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각의 x축은 기판(도 4a의 SUB)의 상면과 색좌표를 측정하는 지점(도 4a의 DT) 사이의 각도(도 4a의 DG)를 나타낸 것이고, 제1 그래프 내지 제4 그래프들(GP1, GP2, GP3, GP4) 각각의 y축은 CIE(Commission International de l'Eclarage, 국제 조명 위원회)에서 정한 색좌표상 백색광이 갖는 색좌표값 중 기준 백색광의 y좌표값과의 편차를 나타낸 것이다.
광원(도 4a의 LD)에서 방출된 청색광은 파장 변환부(도 4a의 WC1)를 거치며 일부가 황색광으로 변환되고, 상기 청색광과 상기 황색광은 서로 혼합되어 백색광을 내게 된다. 상기 y좌표값의 편차가 플러스 편차를 갖는 경우, 광은 노란빛(yellowish)을 띌 수 있고, 상기 y좌표값의 편차가 마이너스 편차를 갖는 경우 광은 푸른빛(bluish)을 띌 수 있다.
제1 그래프(GP1)는 본 발명의 실시예와 달리 파장 변환부의 단면이 직사각형일 때의 색편차를 나타낸 그래프이고, 제2 그래프(GP2)는 파장 변환부(도 2의 WC)의 단면이 사다리꼴 형상일 때의 색편차를 나타낸 그래프이고, 제3 그래프(GP3)는 도 2의 파장 변환부(도 2의 WC)와 파장 변환부(도 2의 WC) 위에 렌즈(도 2의 RZ)를 배치한 후의 색편차를 나타낸 그래프이고, 제4 그래프(GP4)는 도 4a의 파장 변환부(도 4a의 WC1)와 파장 변환부(도 4a의 WC1) 위에 렌즈(도 4a의 RZ)를 배치한 후의 색편차를 나타낸 그래프이다.
제1 그래프(GP1)를 참조하면, 0도 내지 20도 사이 및 160도에서 180도 사이에서 색편차는 +0.04로 측정되었다. 따라서, 각도(DG)가 0도 내지 20도, 및 160도 내지 180도에서의 백색광은 노란빛을 띌 수 있다.
제2 내지 제4 그래프(GP2, GP3, GP4)를 참조하면, 0도에서 20도 사이 및 160도에서 180도 사이의 색편차는 +0.01 일 수 있다. 제1 그래프(GP1)와 비교하였을 때, 제2 내지 제 4 그래프(GP2, GP3, GP4)의 색편차는 사분의 일 가량으로 감소된 것을 볼 수 있다. 따라서, 파장 변환부의 형상을 조절하여 색편차가 감소된 광을 제공하는 백라이트 유닛(도 1의 120)을 제공할 수 있고, 그에 따라 표시 장치(도 1의 100)의 표시 품질이 향상될 수 있다.
도 6은 도 1에 도시된 표시장치의 제조 방법 중 일부를 나타낸 도면이다.
도 6을 참조하면, 파장 변환부(WC)는 광원(LD)이 배치된 기판(SUB) 위에 마스크(MA)를 배치한 후, 마스크(MA)를 이용한 스퀴즈(squeeze) 방식을 통해 형성될 수 있다.
마스크(MA)에는 제1 개구(OP1) 및 제2 개구(OP2)가 정의될 수 있다. 제2 개구(OP2)는 제1 개구(OP1)의 하부에 정의되며, 제2 개구(OP2)의 크기는 제1 개구(OP1)의 크기보다 클 수 있다.
스퀴즈(SQ)는 마스크(MA)의 상면을 따라 일 방향(DR)을 따라 이동하며, 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지(WM)를 제1 개구(OP1)를 통해 밀어 넣을 수 있다. 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지(WM)는 액상의 물질로 제1 개구(OP1)를 통해 광원(LD) 위에 도포될 수 있다. 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지(WM)는 제1 개구(OP1)의 폭보다 큰 제2 개구(OP2)가 제1 개구(OP1)의 하부에 배치된 마스크(MA)를 통해 광원(LD) 위에 도포된다. 따라서, 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지(WM)는 자연스런 액상 흐름을 통해 단면이 사다리꼴 형상을 갖는 파장 변환부(WC)를 용이하게 형성할 수 있다.
이 실시예에서 제1 개구(OP1)와 인접한 돌출부의 단면이 사각형인 것을 도시하였으나, 이 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예에서 제1 개구(OP1)와 인접한 상기 돌출부의 단면은 직각 사각형 또는 직각삼각형(right-angled　triangle) 형상일 수 있다. 상기 돌출부의 단면이 직각 삼각형인 경우, 직각 삼각형의 빗변(hypotenuse)은 기판(SUB)을 향해 배치될 수 있다.
도 7a 및 도 7b는 도 4a에 도시된 표시장치의 제조 방법 중 일부를 나타낸 도면들이다.
도 7a 및 도 7b를 참조하면, 마스크(MA)는 제1 보조 마스크(MA1) 및 제2 보조 마스크(MA2)를 포함할 수 있다. 제1 보조 마스크(MA1)에는 제2 개구(OP2)가 정의되고, 제2 보조 마스크(MA2)에는 제1 개구(OP1)가 정의될 수 있다.
도 7a를 보면, 광원(LD)이 실장된 기판(SUB) 위에 제1 보조 마스크(MA1)를 배치한다. 스퀴즈(SQ)는 제1 보조 마스크(MA1)의 상면을 따라 일 방향(DR)으로 이동하며, 제1 물질(WM1)을 제2 개구(OP2)를 통해 밀어 넣을 수 있다. 제1 물질(WM1)은 액상의 물질로 제2 개구(OP2)를 통해 광원(LD)위에 도포되어 제1 보조 파장 변환부(WCa)가 형성 될 수 있다.
제1 물질(WM1)은 실리콘 수지 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지에 파장 변환 물질을 분산시켜 형성할 수 있다. 이 실시예에서 파장 변환 물질은 형광체 일 수 있다. 상기 형광체는 가넷(Garnet)계(YAG, TAG), 실리케이드(Silicate)계, 나이트라이드(Nitride)계 및 옥시나이트라이드(Oxynitride)계 중 적어도 어느 하나 이상을 포함할 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는 파장 변환 물질로서 퀀텀닷(quantum dot)을 포함할 수 있다.
도 7b를 보면, 제1 보조 파장 변환부(WCa)을 형성한 후에, 제1 보조 마스크(MA1) 위에 제2 보조 마스크(MA2)를 배치한다. 스퀴즈(SQ)는 제2 보조 마스크(MA2)의 상면을 따라 일 방향(DR)으로 이동하며, 제2 물질(WM2)을 제1 개구(OP1)를 통해 밀어 넣을 수 있다. 제2 물질(WM2)은 액상의 물질로 제1 개구(OP1)를 통해 제1 보조 파장 변환부(WCa) 위에 도포되어 제2 보조 파장 변환부(WCb)가 형성될 수 있다. 제1 개구(OP1)의 크기는 제2 개구(OP2)의 크기보다 작기 때문에, 제2 보조 파장 변환부(WCb)의 크기는 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 크기보다 작을 수 있다.
제2 물질(WM2)은 제1 물질(WM1)과 동일한 물질을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 물질(WM2)은 실리콘 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지 및 형광체를 포함할 수 있다. 이 실시예와 달리 본 발명의 다른 실시예에서는 제2 물질(WM2)은 실리콘 또는 에폭시 수지와 같은 투광성 수지를 포함할 수 있다.
제2 물질(WM2)은 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 선택될 수 있다. 예컨대, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 투광성 수지에 포함된 형광체의 농도 등이 조절될 수 있다. 즉, 파장 변환부(WC1)를 형성하는 과정에서, 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 물질(WM2)을 선택하기 때문에, 색좌표의 조절이 보다 용이할 수 있다. 그 결과 색좌표 불량에 따른 제조 수율이 감소되는 것이 방지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 파장 변환부 형성 방법에 대한 순서도이다. 도 8을 설명함에 있어서 설명의 편의를 위해 앞서 설명한 도 7a 및 도 7b의 도면부호를 병기한다.
도 7a, 도 7b 및 도 8을 참조하면, 광원(LD)이 실장된 기판(SUB) 상에 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한다(S110). 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 제1 차 경화한다(S120).
제1 보조 파장 변환부(WCa)를 제1 차 경화한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표를 측정한다(S130). 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성하는 물질을 선택한다(S140). 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성하는 제2 물질(WM2)은 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 투광성 수지에 포함되는 형광체의 농도 등을 조절하여 선택될 수 있다.
제1 보조 파장 변환부(WCa)가 경화됨에 따라 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표가 변화될 수 있다. 이 실시예에 따르면, 제1 차 경화에 따라 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 변화된 색좌표를 측정하여 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성하는 제2 물질(WM2)을 선택하기 때문에, 색좌표의 미세한 조정이 보다 용이할 수 있다.
선택된 제2 물질(WM2)을 이용하여 제1 보조 파장 변환부(WCa) 위에 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성한다(S150). 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 제2 차 경화하여 파장 변환부(WC1)를 형성한다(S160).
이 실시예에 따르면, 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성함에 따라 색좌표의 용이한 조절이 가능하고, 색좌표 불량이 발생할 확률이 감소될 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 파장 변환부 형성 방법에 대한 순서도이다. 도 9를 설명함에 있어서 설명의 편의를 위해 앞서 설명한 도 7a 및 도 7b의 도면부호를 병기한다.
도 7a, 도 7b 및 도 9를 참조하면, 광원(LD)이 실장된 기판(SUB) 상에 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한다(S210). 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표를 측정한다(S220). 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성하는 물질을 선택한다(S230). 제1 보조 파장 변환부(WCa) 위에 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성한다(S240). 제1 보조 파장 변환부(WCa) 및 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 경화하여 파장 변환부(WC1)를 형성한다(S250).
이 실시예에 따르면, 제1 보조 파장 변환부(WCa)가 경화되기 전에 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성하기 때문에, 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 구성하는 제2 물질(WM2)의 선택의 폭이 더 넓어질 수 있다.
보다 구체적으로, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표를 측정하였을 때, 변환된 광의 밀도가 높아 제1 보조 파장 변환부(WCa)에 포함된 형광체의 밀도를 낮춰주어야 하는 경우를 예를 들어 설명한다. 이 경우, 제2 물질(WM2)로 형광체를 포함하지 않는 투광성 수지로만 이루어진 물질을 선택할 수 있다. 제2 물질(WM2)을 경화되지 않은 제1 보조 파장 변환부(WCa) 위에 도포하면 경화되지 않은 제1 보조 파장 변환부(WCa)와 제2 물질(WM2)은 서로 혼합(intermixing)될 수 있다. 그 결과, 제1 보조 파장 변환부(WCa)에 포함되었던 형광체가 제2 보조 파장 변환부(WCb)로도 이동하여 파장 변환부(WC1)의 형광체의 밀도가 낮아질 수 있다.
이 실시예에 따르면, 제1 보조 파장 변환부(WCa)를 형성한 후, 제1 보조 파장 변환부(WCa)의 색좌표에 따라 제2 보조 파장 변환부(WCb)를 형성함에 따라 색좌표의 용이한 조절이 가능하고, 색좌표 불량이 발생할 확률이 감소될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.
100: 표시 장치 110: 표시 패널
120: 백라이트 유닛 LD: 광원
WC: 파장 변환부 RZ: 렌즈
SUB: 기판 WCa: 제1 보조 파장 변환부
WCb: 제2 보조 파장 변환부 MA: 마스크
MA1: 제1 보조 마스크 MA2: 제2 보조 마스크
OP1: 제1 개구 OP2: 제2 개구

Claims (20)

  1. 표시 패널 하부에 광을 제공하는 백라이트 유닛을 제공하는 단계를 포함하고,
    상기 백라이트 유닛을 제공하는 단계는
    기판 상에 상기 광을 발생하는 광원을 배치하는 단계;
    상기 광원 상에 제1 개구 및 상기 제1 개구 하부에 상기 제1 개구의 크기보다 큰 제2 개구가 정의된 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 마스크의 상기 제1 개구 및 상기 제2 개구를 통해 파장 변환 물질을 포함하는 투광성 수지를 상기 광원 상에 제공하여 상기 광원을 커버하는 파장 변환부를 형성하는 단계를 포함하고,
    상기 파장 변환부의 상기 기판과 수직한 방향의 단면의 폭은 상기 기판에서 멀수록 작아지는 표시 장치 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제2 개구를 이용하여 제1 보조 파장 변환부를 형성하는 단계;
    상기 제1 개구를 이용하여 상기 제1 보조 파장 변환부 위에 제2 보조 파장 변환부를 형성하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하기 전에 상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표를 측정하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표에 따라 상기 제2 보조 파장 변환부를 구성하는 물질을 선택하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 제1 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지 및 상기 파장 변환 물질을 포함하고,
    상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 파장 변환 물질을 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부의 상기 색좌표에 따라 상기 제2 보조 파장 변환부에 포함되는 상기 파장 변환 물질의 양을 조절하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  8. 제6항에 있어서,
    상기 제1 보조 파장 변환부와 상기 제2 보조 파장 변환부가 혼합(intermixing)되어 상기 제1 보조 파장 변환부에 포함된 상기 파장 변환 물질이 상기 제2 보조 파장 변환부로 이동하는 표시 장치 제조 방법.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성한 후, 상기 제1 및 제2 보조 파장 변환부를 경화하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  10. 제2항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부를 제1 차 경화하는 단계;
    상기 제1 보조 파장 변환부를 상기 제1 차 경화한 후, 상기 제2 보조 마스크를 이용하여 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하는 단계; 및
    상기 제2 보조 파장 변환부를 제2 차 경화하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부를 상기 제1 차 경화한 후, 상기 제2 보조 파장 변환부를 형성하기 전에 상기 제1 보조 파장 변환부의 색좌표를 측정하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 제2 보조 파장 변환부는 상기 투광성 수지 및 상기 파장 변환 물질을 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 파장 변환부를 형성하는 단계는,
    상기 제1 보조 파장 변환부의 상기 색좌표에 따라 상기 제2 보조 파장 변환부의 상기 파장 변환 물질의 양을 조절하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환부 위에 렌즈부를 배치하는 단계를 더 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 마스크를 배치하는 단계는
    상기 광원 상에 상기 마스크 중 상기 제2 개구가 정의된 제1 보조 마스크를 배치하는 단계; 및
    상기 광원 상에 상기 마스크 중 상기 제1 개구가 정의된 제2 보조 마스크를 배치하는 단계를 포함하는 표시 장치 제조 방법.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 파장 변환부는 스퀴즈 방식으로 형성되는 표시 장치 제조 방법.
  17. 광을 제공받아 영상을 표시하는 표시 패널;
    상기 표시 패널로 상기 광을 제공하는 백라이트 유닛을 포함하고,
    상기 백라이트 유닛은,
    기판;
    상기 기판 위에 실장되며 상기 광을 발생하는 광원; 및
    상기 광원을 커버하고, 상기 광원으로부터 발생된 광의 파장을 변환하는 파장 변환부를 포함하고,
    상기 파장 변환부는
    상기 광원을 커버하는 제1 보조 파장 변환부; 및
    상기 제1 보조 파장 변환부를 사이에 두고 상기 광원 위에 배치되는 제2 보조 파장 변환부를 포함하고, 평면상에서 상기 제1 보조 파장 변환부의 크기는 상기 제2 보조 파장 변환부의 크기보다 큰 표시 장치.
  18. 제17 항에 있어서,
    상기 제2 보조 파장 변환부와 상기 제1 보조 파장 변환부가 만나는 면을 접촉면이라정의할 때,
    상기 평면상에서 상기 접촉면은 상기 제1 보조 파장 변환부에 둘러 쌓인 표시 장치.
  19. 제17 항에 있어서,
    상기 파장 변환부 위에 배치되어 상기 광을 확산시키는 렌즈부를 더 포함하는 표시장치.
  20. 제17 항에 있어서,
    상기 제1 보조 파장 변환부 및 상기 제2 보조 파장 변환부는 파장 변환 물질을 포함하는 표시 장치.
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