KR20210108124A - 디스플레이 장치 및 이에 구비되는 디스플레이 패널 - Google Patents

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KR20210108124A
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박원순
손성호
이종성
정철용
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Abstract

본 발명의 사상에 따른 디스플레이 장치는 복수의 전극 패드들이 형성된 실장면을 갖는 박막 트랜지스터 기판과, 각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들을 포함할 수 있다. 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함할 수 있다. 디스플레이 장치는 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 실장면의 전체 영역 중에 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트를 포함하고, 메쉬 플레이트는 실장면을 마주보는 부착면과, 부착면에 반대인 반사면을 포함하고, 반사면에는 복수의 미세 돌기들을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴이 형성된다.

Description

디스플레이 장치 및 이에 구비되는 디스플레이 패널{DISPLAY APPARTUS AND DISPLAY PANEL FOR THE SAME}
본 발명은 자발광인 무기 발광 소자들을 기판 상에 실장한 디스플레이 패널들을 결합하여 영상을 표시하는 디스플레이 장치에 관한 것이다.
디스플레이 장치는 문자, 도형 등의 데이터 정보 및 영상 등을 시각적으로 표시하는 출력 장치의 일종이다. 디스플레이 장치는 텔레비전(Television), 사이니지(Signage), 모니터(Monitor), 노트북 피씨(Notebook PC), 태블릿 피씨(Tablet PC), 스마트 폰(Smart Phone) 등을 포함할 수 있다.
이러한 디스플레이 장치로 액정 패널(Liquid crystal panel)이나, 기판에 OLED(Organic Light Emitting Diode)를 증착하여 형성된 OLED 패널이 주로 사용되었다. 그러나, 액정 패널은 반응 시간이 늦고 전력 소모가 크며 자체 발광하지 못하고 백라이트가 필요로 하여 컴팩트화가 어렵다는 문제가 있다. 또한, OLED 패널은 빛과 열에 취약한 유기물을 사용하기 때문에 수명이 짧고 번인 현상이 발생하는 문제가 있다.
이에 따라 이들을 대체할 새로운 패널로서 기판에 무기 발광 소자를 실장하고 무기 발광 소자 자체를 그대로 픽셀로 사용하는 마이크로 엘이디 패널이 연구되고 있다. 이러한 마이크로 엘이디 패널은 전력 소모가 적으며, OLED에 비해 내구성이 좋아 번인 현상이 발생하지 않는다.
또한, 마이크로 엘이디 패널은 단위 패널들을 서로 조립함으로써 다양한 해상도 및 사이즈로 제작이 가능하다.
화면의 반사율을 낮게 하고 인접하는 디스플레이 패널들 간의 간극으로 입사되는 광을 차단하여 시임이 시인되는 것을 최소화한 디스플레이 패널 및 이를 갖는 디스플레이 장치를 개시한다.
실장면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;과, 각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들; 및 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고, 상기 메쉬 플레이트는 상기 실장면을 마주보는 부착면과, 상기 부착면에 반대인 반사면을 포함하고, 상기 반사면에는 복수의 미세 돌기들을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴이 형성된다.
상기 디스플레이 패널은 상기 복수의 무기 발광 소자들과 상기 박막 트랜지스터 기판을 전기적으로 연결하도록 상기 실장면 상에 마련되는 이방성 도전층을 더 포함할 수 있다.
상기 메쉬 플레이트는 상기 부착면이 상기 이방성 도전층에 접하도록 상기 이방성 도전층에 부착될 수 있다.
상기 이방성 도전층은 접착 수지와, 접착 수지 내부에 산포되고 절연막에 의해 둘러싸인 도전성 볼을 포함할 수 있다.
상기 이방성 도전층은 상기 실장면의 전체 영역에 마련될 수 있다.
상기 메쉬 플레이트는 인바(Invar) 재질로 형성될 수 있다.
상기 메쉬 플레이트의 두께는 상기 복수의 무기 발광 소자들이 상기 이방성 도전층에서 돌출된 높이 보다 작게 형성될 수 있다.
상기 메쉬 플레이트의 표면은 블랙 색상을 가질 수 있다.
상기 복수의 미세돌기들은 각각 상기 반사면에서 돌출되는 원뿔 또는 다각뿔 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 미세돌기들 각각의 길이 및 높이는 수십 나노미터(nanometer) 내지 수백 나노미터(nanometer)일 수 있다.
상기 디스플레이 패널은 상기 메쉬 플레이트를 상기 이방성 도전층 상에 부착하도록 상기 이방성 도전층과 상기 메쉬 플레이트 사이에 마련되는 광학 투명 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 무기 발광 소자들 각각은 발광하는 바디와, 상기 바디에서 상기 실장면을 향해 돌출되는 한 쌍의 소자 전극들을 포함하는 플립 칩 형태를 가질 수 있다.
상기 복수의 무기 발광 소자들의 소자 전극들과 상기 박막 트랜지스터 기판의 전극 패드들은 솔더 범프를 통해 전기적으로 연결되고, 상기 디스플레이 패널은 상기 메쉬 플레이트를 상기 박막 트랜지스터 기판에 부착하도록 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 메쉬 플레이트 사이에 마련되는 광학 투명 접착제를 더 포함할 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판은, 유리 재질의 기판; 및 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 배선층; 을 포함할 수 있다.
다른 측면에서 본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 패널은 복수의 전극 패드들이 형성된 실장면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;과, 각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들;과, 상기 복수의 무기 발광 소자들과 상기 박막 트랜지스터 기판을 전기적으로 연결하도록 상기 실장면 상에 마련되는 이방성 도전층; 및 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고, 상기 메쉬 플레이트는 상기 실장면을 마주보는 부착면과, 상기 부착면에 반대인 반사면을 포함하고, 상기 메쉬 플레이트는 상기 부착면이 상기 이방성 도전층에 접하도록 상기 이방성 도전층에 부착된다.
상기 이방성 도전층은 상기 실장면의 전체 영역에 마련될 수 있다.
상기 반사면에는 복수의 미세 돌기들을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴이 형성될 수 있다.
상기 메쉬 플레이트는 인바(Invar) 재질로 형성될 수 있다.
상기 복수의 무기 발광 소자들 각각은 발광하는 바디와, 상기 바디에서 상기 실장면을 향해 돌출되는 한 쌍의 소자 전극들을 포함하는 플립 칩 형태를 가질 수 있다.
상기 박막 트랜지스터 기판은, 유리 재질의 기판; 및 상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 배선층; 을 포함할 수 있다.
본 발명의 사상에 따르면 디스플레이 장치는 프레임; 및 상기 프레임에 M*N 행렬로 설치되는 복수의 디스플레이 패널들; 을 포함하고, 상기 복수의 디스플레이 패널들 각각은, 실장면과 측면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;과, 각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들; 및 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고, 상기 격벽은 상기 박막 트랜지스터 기판의 측면에서 상기 복수의 디스플레이 패널들 사이의 간극을 향해 연장되게 형성된 연장부를 포함한다.
본 개시의 실시예에 따르면, 디스플레이 장치는 화면의 반사율이 낮아지고 디스플레이 패널들 간의 간극으로의 광의 입사가 최소화되어 시임리스 효과를 가질 수 있다.
또한, 디스플레이 장치의 명암비가 향상될 수 있고, 이에 따라 색 표현력 및 화질이 향상될 수 있다.
또한, 부속품의 열변형이 최소화되며, 디스플레이 장치의 내구성 및 신뢰성이 향상될 수 있다.
또한, 무기 발광 소자의 실장 및 메쉬 플레이트의 부착 공정이 용이하게 수행될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면.
도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 복수의 디스플레이 패널들을 분리하여 도시한 도면.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 하나의 디스플레이 패널을 도시한 도면으로서, 박막 트랜지스터 기판과 메쉬 플레이트를 분리하여 도시한 도면.
도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 도시한 도면으로서, 박막 트랜지스터 기판에 메쉬 플레이트가 부착된 상태를 도시한 도면.
도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 플레이트의 반사면에 형성된 모스 아이 패턴을 확대하여 도시한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 디스플레이 패널들이 인접한 부분을 확대하여 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 단면도.
본 명세서에 기재된 실시예는 본 발명의 가장 바람직한 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에서 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물 또는 변형예들도 본 발명의 권리 범위에 포함되는 것으로 이해되어야 할 것이다.
설명 중 사용되는 단수의 표현은 문맥상 명백하게 뜻하지 않은 이상 복수의 표현을 포함할 수 있다. 도면에서 요소들의 형상 및 크기 등의 명확한 설명을 위해 과장된 것일 수 있다.
본 명세서에서 '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지칭하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 디스플레이 장치를 도시한 도면이다. 도 2는 도 1의 디스플레이 장치의 복수의 디스플레이 패널들을 분리하여 도시한 도면이다.
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 영상을 표시하는 복수의 디스플레이 패널들(20A -20P)과, 디스플레이 패널들(20A - 20P)이 설치되어 지지되는 프레임(11)과, 프레임(11)의 후면을 커버하는 후방 커버(10)를 포함할 수 있다.
복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 상하 좌우로 서로 인접하도록 배열될 수 있다. 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 M * N 의 행렬 형태로 배열될 수 있다. 본 실시예에서 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 16개가 마련되고, 4 * 4 의 매트릭스 형태로 배열되고 있으나, 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)의 개수 및 배열 방식에 제한은 없다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 패널들을 타일링하여 대화면을 구현할 수 있다.
복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 서로 동일한 구성을 가질 수 있으며, 이하에서 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)을 구분해서 설명할 필요가 없을 경우에 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P) 각각을 단순히 디스플레이 패널(20)이라고 지칭할 수 있다.
복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 프레임(21)에 설치될 수 있다. 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)은 자석 또는 기계적인 체결 부재 등을 이용한 공지된 다양한 방법으로 프레임(21)에 설치될 수 있다. 프레임(21)은 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)을 지지할 수 있으면 충분하고 그 형상 및 구조에 제한은 없다.
디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)에 전원을 공급하는 전원 공급 장치(미도시), 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)이 영상을 표시하도록 제어하는 메인 모드(12) 및 디스플레이 장치(1)를 바닥이나 벽에 설치하기 위한 브라켓(미도시) 등을 포함할 수 있다.
디스플레이 장치(1)는 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)을 보호하고 광학 성능을 향상시키도록 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)의 전면에 마련되는 봉지층(2)을 포함할 수 있다.
봉지층(2)은 디스플레이 장치(1)의 화면 전체에 대응되는 크기를 가질 수 있다. 봉지층(2)은 복수의 디스플레이 패널들(20A - 20P)의 전면을 일괄적으로 커버하도록 마련될 수 있다.
봉지층(2)은 광학 투명 접착 필름(OCA, Optical Cleared Adhesive) 또는 광학 투명 접착 레진(OCR, Optical Clear Resin) 등의 광학 투명 접착제로 형성될 수 있다. 광학 투명 접착 필름(OCA) 및 광학 투명 접착 레진(OCR)은 투과율이 90% 이상인 매우 투명한 재질일 수 있다.
광학 투명 접착 필름(OCA)과 광학 투명 접착 레진(OCR)은 높은 투과율을 가짐으로써 화질을 향상시킬 수 있다. 즉, 광학 투명 접착 필름(OCA)과 광학 투명 접착 레진(OCR)은 단순히 주변 구성층들을 접착시킬 뿐만 아니라 화질 개선의 측면에서 이점이 있을 수 있다.
봉지층(2)의 전면에는 전면 커버층(3)이 마련될 수 있다. 전면 커버층(3)은 유리나 필름 등으로 형성될 수 있다. 봉지층(20)은 디스플레이 패널(20)을 보호할 뿐만 아니라, 광 투과율을 조절하거나 눈부심을 방지하거나 외광의 위상을 변화시키는 다양한 기능을 수행하도록 마련될 수 있다.
도 3은 도 1의 디스플레이 장치의 하나의 디스플레이 패널을 도시한 도면으로서, 박막 트랜지스터 기판과 메쉬 플레이트를 분리하여 도시한 도면이다. 도 4는 도 1의 디스플레이 장치의 일부를 도시한 도면으로서, 박막 트랜지스터 기판에 메쉬 플레이트가 부착된 상태를 도시한 도면이다. 도 5는 도 4의 Ⅰ-Ⅰ선에 따른 단면도이다. 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 메쉬 플레이트의 반사면에 형성된 모스 아이 패턴을 확대하여 도시한 도면이다.
이하에서, 도면을 참조하여 본 발명의 실시에에 따른 디스플레이 패널(20)의 구성을 상세히 설명한다.
디스플레이 패널(20)은 복수의 무기 발광 소자들(50)이 실장된 박막 트랜지스터 기판(30)과, 개구들(81)과 격벽(82)을 갖는 메쉬 플레이트(80)를 포함할 수 있다.
박막 트랜지스터 기판(30)은 기판(31)과, 복수의 발광 소자들(50)을 구동하도록 기판(31) 상에 형성되는 박막 트랜지스터 배선층(32)을 포함할 수 있다. 박막 트랜지스터 기판(30)은 TFT 어레이, TFT 패널, TFT 백플레인 등으로 불릴 수 있다.
기판(31)은 디스플레이 패널(20)의 뼈대를 이루며, 유리(glass) 재질로 형성될 수 있다. 다만, 경우에 따라, 유리가 아닌 폴리이미드(Polyimide), PET, FR4 등에 의해 형성될 수도 있다.
박막 트랜지스터 배선층(32)은 데이터 라인과 스캔 라인에 의해 정의되는 복수의 서브 픽셀 영역이 바둑판 형태로 배열된 구조를 가질 수 있다. 복수의 서브 픽셀 영역은 R, G, B의 서브 픽셀 영역을 포함할 수 있으며, R, G, B의 서브 픽셀 영역 각각에는 R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)가 실장될 수 있다. R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)는 각각 하나의 서브 픽셀을 형성하며, R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)가 모여 각 광이 혼합됨으로써 하나의 픽셀이 형성될 수 있다. 이하에서, R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)들을 구분할 필요가 없을 경우에 단순히 무기 발광 소자(50)라고 칭할 수 있다.
하나의 서브 픽셀 영역은 적어도 하나의 박막 트랜지스터(37)와 한 쌍의 전극 패드(38, 39)를 포함할 수 있다. 트랜지스터(37)는 소스 전극(37a), 활성층(37b), 게이트 전극(37c) 및 드레인 전극(37d)를 포함할 수 있다.
게이트 전극(37c)은 활성층(37b)에 전류를 흐르거나 흐르지 않도록 조절하는 기능을 하고, 소스 전극(37a)과 드레인 전극(37d)은 활성층(37b)을 통해 전자를 공급하고 받는 기능을 수행할 수 있다. 활성층(37b)은 비정질 실리콘(a-Si, Amorphous Silicon) 또는 저온 폴리 실리콘(LTPS, Low Temperature Poly Silicon) 등의 반도체로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터 배선층(32)은 버퍼층(33)과, 절연층(34, 35, 36)을 포함하고, 버퍼층(33)은 기판(31)의 전면에 평탄면을 제공하고, 이물 또는 습기가 침투하는 것을 차단할 수 있다. 버퍼층(33) 상에 박막 트랜지스터(37)가 구비될 수 있다.
한 쌍의 전극 패드들(38, 39)은 박막 트랜지스터 기판(30)의 실장면(40)에는 형성되며, 무기 발광 소자(50)의 한 쌍의 소자 전극들(52, 53)과 전기적으로 연결될 수 있다.
무기 발광 소자(50)는 서브 픽셀을 구성하며, 가로, 세로 및 높이가 각각 수십 마이크로미터(μm) 내지 수백 마이크로미터(μm) 크기를 가질 수 있다. 무기 발광 소자(50)는 사파이어, 갈륨비소(GaAs) 또는 실리콘(Si) 계열의 모재 기판 상에서 고온 및 고압 상태로 화합물 반도체의 단결정 상태로 성장시켜 제작될 수 있으며, 각 조성에 따라 색상이 적색, 녹색, 청색 등으로 다르게 구성될 수 있다.
무기 발광 소자(50)는 모재 기판에서 픽업되어 박막 트랜지스터 기판(30) 위에 직접 전사될 수 있다. 복수의 무기 발광 소자들(50)은 정전 헤드(Electrostatic Head)를 사용하는 정전기 방식 또는 PDMS 나 실리콘 등의 탄성이 있는 고분자 물질을 헤드로 사용하는 접착 방식 등을 통해 픽업 및 이송될 수 있다.
무기 발광 소자(50)는 발광부인 바디(51)와, 바디(51)에 정공과 전자가 공급될 수 있도록 바디(51)에서 돌출되는 한 쌍의 소자 전극들(52, 53)을 포함할 수 있다.
한 쌍의 소자 전극들(52, 53)은 실장면(40)을 향하는 같은 방향으로 돌출되며, 와이어와 같은 추가적인 연결 구조 없이 박막 트랜지스터 기판(30)의 한 쌍의 전극 패드들(38, 39)에 전기적으로 연결될 수 있다. 즉, 무기 발광 소자(50)는 소위 플립 칩(flip chip) 형태일 수 있다.
이러한 플립 칩 형태는 와이어 본딩이 필요한 일반 수평형 칩(lateral) 형태 또는 사파이어 기판을 떼어내는 공정이 추가로 필요한 수직형 칩(vertical) 형태에 비해 공정 단계가 간소하고, 발광 효율이 뛰어나며, 소형화가 가능한 장점이 있다.
복수의 무기 발광 소자들이 모여 하나의 픽셀을 형성할 수 잇다. 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자들(50R, 50G, 50B)을 하나의 무기 발광 소자 그룹(60)이라고 부를 수 있다.
하나의 무기 발광 소자 그룹(60)은 R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)를 포함할 수 있고, 또는, 본 실시예와 달리 추가적으로 W의 무기 발광 소자를 더 포함할 수도 있다. R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)는 서로 소정의 간격을 두고 일렬로 배열될 수 있다. 다만, 본 실시예와 달리 R, G, B의 무기 발광 소자(50R, 50G, 50B)는 삼각형 형태 또는 기타 다른 형태로 배열될 수도 있다.
디스플레이 패널(20)은 무기 발광 소자들(50)과 박막 트랜지스터 기판(30)을 전기적으로 연결하도록 실장면(40) 상에 마련되는 이방성 도전층(70)을 더 포함할 수 있다.
이방성 도전층(70)은 접착 수지(71)에 도전성 볼(72)이 산포된 도전 접착제가 보호용 필름에 둘러싸인 구조를 가질 수 있다. 도전성 볼(71)은 얇은 절연막으로 둘러싸인 도전성 구체로서 가열 및 가압에 의해 절연막이 깨지면서 도체와 도체를 전기적으로 접속시킬 수 있다. 도전성 볼(72)은 니켈(Ni), 카본(Carbon), 솔더(Solder) 등의 재질로 형성될 수 있다.
이방성 도전층(70)은 필름 형태의 이방성 도전 필름(ACF, Anisotropic Conductive Film)과, 페이스트 형태의 이방성 도전 페이스트(ACP, Anisotropic Conductive Paste)를 포함할 수 있다. 이방성 도전층(70)은 실장면(40)의 전체 영역(41)에 마련될 수 있다.
무기 발광 소자(50)를 박막 트랜지스터 기판(30) 위에 실장할 시에 이방성 도전층(70)에 열과 압력이 가해지면 도전성 볼(72)의 절연막이 깨져서 무기 발광 소자(50)의 소자 전극들(52, 53)과, 박막 트랜지스터 기판(30)의 전극 패드들(38, 39)이 전기적으로 연결될 수 있다.
디스플레이 패널(20)은 무기 발광 소자 그룹들(60)이 각각 배치되는 복수의 개구들(81)과, 실장면(40)의 전체 영역(41) 중에 무기 발광 소자 그룹들(60) 사이의 비실장 영역(43)의 적어도 일부를 덮는 격벽(82)을 갖는 메쉬 플레이트(80)(mesh plate)를 포함할 수 있다. 실장면(40)의 비실장 영역(43)은 실장면(40)의 전체 영역(41)에서 무기 발광 소자 그룹들(60)이 차지하는 실장 영역(42)을 제외한 영역을 의미한다.
즉, 메쉬 플레이트(80)는 매트릭스 형상을 갖고, 각 개구(81)에는 하나의 픽셀을 형성하는 하나의 무기 발광 소자 그룹(60)이 배치될 수 있다.
메쉬 플레이트(80)는 실장면(40)을 마주보는 부착면(83)과, 부착면(83)의 반대인 반사면(84)을 포함할 수 있다. 부착면(83)은 편평하고 매끄럽게 형성될 수 있다. 다만, 반사면(84)은 후술하는 모스 아이 패턴(ME)을 포함하므로 거칠고 울툴 불퉁하게 형성될 수 있다.
메쉬 플레이트(80)는 이방성 도전층(70)에 부착될 수 있다. 메쉬 플레이트(80)의 부착면(83)이 이방성 도전층(70)에 접할 수 있다. 즉, 메쉬 플레이트(80)는 별도의 접착 부재가 필요 없이 이방성 도전층(70) 위에 올려진 상태에서 가열 및 가압에 의해 이방성 도전층(70)에 직접 접착될 수 있다.
즉, 본 발명의 실시예에 따르면, 무기 발광 소자들(50)과 메쉬 플레이트(80)를 모두 이방성 도전층(70)을 통해 박막 트랜지스터 기판(30)에 설치할 수 있다. 따라서, 공정이 간소해지고 용이해질 수 있다.
메쉬 플레이트(80)는 균일한 두께(T)를 가질 수 있으며, 메쉬 플레이트(80)의 두께(T)는 시야각의 확보를 위해 무기 발광 소자(50)가 이방성 도전층(70)에서 돌출된 높이(H) 보다 작게 형성될 수 있다.
또한, 시야각 확보 및 무기 발광 소자(50)의 실장 난이도를 고려하여 메쉬 플레이트(80)의 무기 발광 소자(50)를 마주 보는 측면(82a)은 무기 발광 소자(50)와 소정 간격(D) 이격되도록 형성될 수 있다.
메쉬 플레이트(80)의 개구(81)의 성형은 Wet etching, Dry etching, Laser 가공 등을 통해 형성할 수 있으며, 개구(81)의 크기는 최소 0.1 마이크로미터(μm) 이상으로 하되, 무기 발광 소자(50)의 크기, 무기 발광 소자(50)와의 간격 및 시야각 등을 고려하여 설계할 수 있다.
본 명세서에서 메쉬 플레이트(80)의 '플레이트'라는 용어는 그 제조 공정 및 두께에 의해 한정되지 아니한다. '플레이트' 라는 용어는 '필름(film)', '시트(sheet)'또는 '플레이트(plate)'등을 모두 포함한다.
즉, 통상 제조 공정에 따라 연신(延伸) 공정에 의해 제조되는 소재를 필름이라고 지칭하고, 압출(壓出) 공정에 의해 제조된 소재를 시트로 지칭하거나, 또는, 두께에 따라 수 밀리미터(millimeter) 이하 소재를 필름이라고 지칭하고, 필름 보다 두꺼운 소재를 시트라고 지칭하며, 시트 보다 더 두꺼운 소재를 플레이트라고 지칭하기도 하지만, 본 명세서에서 '플레이트'라는 용어는 이러한 '필름', '시트' 또는 '플레이트'를 모두 포함하도록 사용된다.
즉, 본 명세서의 "메쉬 플레이트"는 그물 형태의 필름, 시트 및 플레이트를 모두 포함한다.
메쉬 플레이트(80)는 온도 변화가 적은 재질로 형성될 수 있다. 박막 트랜지스터 기판(30)의 기판(31)이 열팽창 계수가 낮은 유리 재질로 형성될 경우 메쉬 플레이트(80)도 이에 대응되는 열팽창 계수가 낮은 재질로 형성하는 것이 유리할 수 있다. 예를 들어, 메쉬 플레이트(80)은 인바(Invar) 재질로 형성될 수 있다. 인바는 철에 니켈을 첨가하여 만든 합금으로 작은 열팽창 계수를 갖는다.
구체적으로, 메쉬 플레이트(80)는 인바(Invar), 초인바(Super Invar), 스테인리스 인바(Stainless Invar), 닐로 합금(NILO alloy), MEN PDS, MEN PB, DF 42N, VDF 47N, DF 52N, DF 16CN 등의 열팽창 계수가 대략
Figure pat00001
인 재질로 형성될 수 있다.
메쉬 플레이트(80)의 표면은 광흡수 효과를 갖는 블랙 색상으로 형성될 수 있다. 따라서, 메쉬 플레이트(80)는 화면의 명암비를 높일 수 있고, 디스플레이 패널 사이의 간극(G)으로 인해 시임이 인식되는 것을 최소화할 수 있다.
메쉬 플레이트(80)의 반사면(84)에는 복수의 미세 돌기들(85)을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴(ME)이 형성될 수 있다. 모스 아이 패턴(ME)은 입사된 광을 산란시킴으로써 반사면(84)에서의 반사율을 떨어뜨릴 수 있다. 메쉬 플레이트(80)의 반사면(84)의 반사율이 낮아짐으로써 블랙 감이 더욱 높아지고, 디스플레이 패널들 사이의 시임이 인식되는 것이 더욱 방지될 수 있다.
도 6을 참조하면, 모스 아이 패턴(ME)은 메쉬 플레이트(80)의 반사면(84)에서 돌출되는 복수의 미세 돌기들(85)을 포함할 수 있다.
미세 돌기들(85)은 원뿔 형태를 가질 수 있다. 다만, 본 실시예와 달리 미세 돌기들(85)은 삼각뿔 등 다각뿔 형태를 가질 수도 있다. 또한, 뿔 형태의 상단은 뾰족한 형태를 갖거나 또는 부드러운 형태를 가질 수 있다.
미세 돌기들(85)은 나노 스케일로 형성될 수 있다. 즉, 미세 돌기들(85)의 길이(PL) 및 높이(PH)는 수십 나노미터(nanometer) 내지 수백 나노미터(nanometer) 사이의 값을 가질 수 있다.
미세 돌기들(85)은 서로 연속적으로 형성될 수도 있고 또는 불연속적으로 형성될 수도 있다. 미세 돌기들(85) 사이의 간격도 수십 나노미터(nanometer) 내지 수백 나노미터(nanometer) 사이로 형성될 수 있으며, 미세 돌기들(85) 사이의 간격이 일정할 필요는 없다.
모스 아이 패턴(ME)에 의해 메쉬 플레이트의 반사면(84)에서의 반사율이 떨어질 수 있다. 모스 아이 패턴(ME)에 의한 반사 방지 원리는 다음과 같다.
광의 반사는 굴절률이 급격히 변할 때 크게 발생하는 반면, 굴절률이 완만하게 변한다면 감소할 수 있는데, 미세 구조의 크기가 회절 한계 보다 작으면 광은 구조물을 디테일하게 인지할 수 없고, 미세 구조와 공기가 이루는 복합 매질의 특성을 균일한(homogenous) 매질의 특성으로 인식할 수 있다.
즉, 메쉬 플레이트(80)의 반사면(84)의 외부에서 메쉬 플레이트(80)의 반사면(84)에 가까워질수록 미세 돌기들(85)이 차지하는 영역이 커지기 때문에 굴절률의 차이가 점차적으로 감소될 수 있다. 따라서, 이러한 광의 특성에 기인하여, 모스 아이 패턴(ME)에 의해 광의 반사가 최소화될 수 있다.
미세 돌기들(85)은 메쉬 플레이트(80)의 성형 시에 전주도금(電鑄鍍金, Electroforming) 방식으로 메쉬 플레이트(80)에 일체로 형성될 수 있다.
전주도금 방식은 박리 피막을 부여한 모형 상에 금속을 전착(電着, electro deposition)시킨 후에 그 전착 금속을 분리하여 모형의 표면과 반대의 요철 제품을 얻거나, 또는 만든 제품에 다시 박리 피막 처리를 하고 금속을 전착시킨 후에 그 전착 금속을 분리하여 다시 최초의 모형과 같은 요철을 갖는 제품을 얻는 방식이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 디스플레이 패널들이 인접한 부분을 확대하여 도시한 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따르면, 메쉬 플레이트(80)는 각 디스플레이 패널(20) 별로 마련될 수 있다. 따라서, 각 디스플레이 패널(20)에 마련된 메쉬 플레이트들(80)은 서로 이격되게 형성될 수 있다.
일례로, 도 7에 도시된 바와 같이, 인접하는 복수의 디스플레이 패널들(20A, 20B) 사이에는 간극(G)이 형성되고, 이에 따라, 디스플레이 패널(20A)에 포함된 메쉬 플레이트(80)와, 디스플레이 패널(20B)에 포함된 메쉬 플레이트(80)도 서로 이격되게 형성될 수 있다.
다만, 본 발명의 실시예에 따르면, 메쉬 플레이트(80)는 박막 트랜지스터 기판(30)의 측면(45)에서 간극(G)을 향해 연장되게 형성되는 연장부(88)를 포함할 수 있다.
메쉬 플레이트(80)의 연장부(88)에 의해 간극(G)으로 입사되는 광이 최소화될 수 있으며, 이에 따라 간극(G)에서 광이 난반사되는 것이 최소화되어 시임 인지, 화질 저하, 이질감 형성 등이 방지될 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널의 단면도이다.
도 8을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 디스플레이 패널에 대해 설명한다. 전술한 실시예와 동일한 구성에 대해서는 동일한 도면 부호를 부여하고 설명은 생략할 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따르면, 디스플레이 패널(20)에 이방성 도전층이 생략될 수 있으며, 무기 발광 소자(50)는 이방성 도전층 대신에 솔더 범프(90)를 통해 박막 트랜지스터 기판(30)의 실장면(40)에 실장될 수 있다.
솔더 범프(90)는 전도성의 녹는 물질로서, 무기 발광 소자(50)의 소자 전극들(52, 53)과, 박막 트랜지스터 기판(30)의 전극 패드들(38, 39)의 사이에 마련될 수 있다. 무기 발광 소자(50)의 소자 전극들(52, 53)이 박막 트랜지스터 기판(30)의 전극 패드들(38, 39)에 대응되도록 정렬된 후에 리플로우(reflow) 공정을 거치면 무기 발광 소자(50)를 박막 트랜지스터 기판(30)에 전기적으로 접속할 수 있다.
이때, 메쉬 플레이트(80)는 별도의 광학 투명 접착제(91)를 통해 박막 트랜지스터 기판(30)에 부착될 수 있다. 광학 투명 접착제(91)로는 광학 투명 접착 필름(OCA, Optical Cleared Adhesive) 또는 광학 투명 접착 레진(OCR, Optical Clear Resin)이 사용될 수 있다.
특정 실시예에 의하여 상기와 같은 본 발명의 기술적 사상을 설명하였으나 본 발명의 권리범위는 이러한 실시예에 한정되는 것이 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 일탈하지 아니하는 범위 안에서 당분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
1 : 디스플레이 장치 2 : 봉지층
3 : 전방 커버층 10 : 후방 커버
11 : 프레임 12 : 메인 보드
20, 20a - 20p : 디스플레이 패널 30 : 박막 트랜지스터 기판
31 : 기판 32 : 박막 트랜지스터 배선층
38, 39 : 전극 패드 40 : 실장면
41 : 전체 영역 42 : 실장 영역
43 : 비실장 영역 45 : 측면
50, 50R, 50G, 50B : 무기 발광 소자 51 : 바디
52, 53 : 소자 전극 60 : 무기 발광 소자 그룹
70 : 이방성 도전층 71 : 접착 수지
72 : 도전성 볼 80 : 메쉬 플레이트
81 : 개구 82 : 격벽
83 : 부착면 84 : 반사면
85 : 미세 돌기 88 : 연장부
90 : 솔더 범프 91: 광학 투명 접착제
ME : 모스 아이 패턴

Claims (20)

  1. 복수의 전극 패드들이 형성된 실장면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;
    각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들; 및
    상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고,
    상기 메쉬 플레이트는 상기 실장면을 마주보는 부착면과, 상기 부착면에 반대인 반사면을 포함하고,
    상기 반사면에는 복수의 미세 돌기들을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴이 형성된 디스플레이 패널.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무기 발광 소자들과 상기 박막 트랜지스터 기판을 전기적으로 연결하도록 상기 실장면 상에 마련되는 이방성 도전층을 더 포함하는 디스플레이 패널.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 메쉬 플레이트는 상기 부착면이 상기 이방성 도전층에 접하도록 상기 이방성 도전층에 부착된 디스플레이 패널.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 이방성 도전층은 접착 수지와, 접착 수지 내부에 산포되고 절연막에 의해 둘러싸인 도전성 볼을 포함하는 디스플레이 패널.
  5. 제2항에 있어서,
    상기 이방성 도전층은 상기 실장면의 전체 영역에 마련되는 디스플레이 패널.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 플레이트는 인바(Invar) 재질로 형성된 디스플레이 패널.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 메쉬 플레이트의 두께는 상기 복수의 무기 발광 소자들이 상기 이방성 도전층에서 돌출된 높이 보다 작게 형성된 디스플레이 패널.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 메쉬 플레이트의 표면은 블랙 색상을 갖는 디스플레이 패널.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 미세돌기들은 각각 상기 반사면에서 돌출되는 원뿔 또는 다각뿔 형태를 갖는 디스플레이 패널.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 미세돌기들 각각의 길이 및 높이는 수십 나노미터(nanometer) 내지 수백 나노미터(nanometer)인 디스플레이 패널.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 무기 발광 소자들 각각은 발광하는 바디와, 상기 바디에서 상기 실장면을 향해 돌출되는 한 쌍의 소자 전극들을 포함하는 플립 칩 형태를 갖는 디스플레이 패널.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 무기 발광 소자들의 소자 전극들과 상기 박막 트랜지스터 기판의 전극 패드들은 솔더 범프를 통해 전기적으로 연결되고,
    상기 메쉬 플레이트를 상기 박막 트랜지스터 기판에 부착하도록 상기 박막 트랜지스터 기판과 상기 메쉬 플레이트 사이에 마련되는 광학 투명 접착제를 더 포함하는 디스플레이 패널.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 기판은,
    유리 재질의 기판; 및
    상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 배선층; 을 포함하는 디스플레이 패널.
  14. 복수의 전극 패드들이 형성된 실장면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;
    각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들;
    상기 복수의 무기 발광 소자들과 상기 박막 트랜지스터 기판을 전기적으로 연결하도록 상기 실장면 상에 마련되는 이방성 도전층; 및
    상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고,
    상기 메쉬 플레이트는 상기 실장면을 마주보는 부착면과, 상기 부착면에 반대인 반사면을 포함하고,
    상기 메쉬 플레이트는 상기 부착면이 상기 이방성 도전층에 접하도록 상기 이방성 도전층에 부착된 디스플레이 패널.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 이방성 도전층은 상기 실장면의 전체 영역에 마련되는 디스플레이 패널.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 반사면에는 복수의 미세 돌기들을 포함하는 모스 아이(moth eye) 패턴이 형성된 디스플레이 패널.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 메쉬 플레이트는 인바(Invar) 재질로 형성된 디스플레이 패널.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 복수의 무기 발광 소자들 각각은 발광하는 바디와, 상기 바디에서 상기 실장면을 향해 돌출되는 한 쌍의 소자 전극들을 포함하는 플립 칩 형태를 갖는 디스플레이 패널.
  19. 제14항에 있어서,
    상기 박막 트랜지스터 기판은,
    유리 재질의 기판; 및
    상기 기판 상에 형성된 박막 트랜지스터 배선층; 을 포함하는 디스플레이 패널.
  20. 프레임; 및
    상기 프레임에 M * N 행렬로 설치되는 복수의 디스플레이 패널들; 을 포함하고,
    상기 복수의 디스플레이 패널들 각각은,
    실장면과 측면을 갖는 박막 트랜지스터 기판;
    각각 하나의 픽셀을 형성하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들로서, 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들은 상기 실장면에 각각 실장된 복수의 무기 발광 소자들을 포함하는 복수의 무기 발광 소자 그룹들; 및
    상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들이 각각 배치되는 복수의 개구들과, 상기 실장면의 전체 영역 중에 상기 복수의 무기 발광 소자 그룹들 사이의 비실장 영역의 적어도 일부를 덮는 격벽을 포함하는 메쉬 플레이트; 를 포함하고,
    상기 격벽은 상기 박막 트랜지스터 기판의 측면에서 상기 복수의 디스플레이 패널들 사이의 간극을 향해 연장되게 형성된 연장부를 포함하는 디스플레이 장치.
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