KR20230102354A - 표시 장치 - Google Patents

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KR20230102354A
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이대흥
김주혁
김병후
이수민
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엘지디스플레이 주식회사
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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 제1 기판; 제1 기판 상에서 복수의 화소에 배치되는 복수의 LED; 복수의 LED를 둘러싸도록 배치되는 평탄화층; 평탄화층 상에 배치되고, 흑색 물질을 포함하는 뱅크; 뱅크 상에 배치되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 반사 저감층; 및 반사 저감층 상에 배치되는 방열층을 포함할 수 있다.

Description

표시 장치{DISPLAY DEVICE}
본 발명은 표시 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 LED(Light Emitting Diode)를 이용한 표시 장치에 관한 것이다.
액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 고해상도의 화면을 제공할 수 있고 경량 박형이 가능하다는 장점으로 인해 일상적인 전자기기, 예를 들어, 핸드폰, 노트북 등의 화면에 많이 적용되고 있고, 그 범위도 점차 확대되고 있다. 다만, 액정 표시 장치와 유기 발광 표시 장치는 표시 장치에서 영상이 표시되지 않는 영역으로 사용자에게 시인되는 베젤(bezel) 영역의 크기를 감소시키는데 한계가 있다. 특히, 하나의 패널로서 초대형 화면을 구현하는 것은 불가능하므로, 복수 개의 액정 표시 패널 또는 복수 개의 유기 발광 표시 패널을 일종의 타일(tile) 형태로 배치하여 초대형 화면을 구현하는 경우, 서로 인접하는 패널 간의 베젤 영역이 사용자에게 시인되는 문제가 발생할 수 있다.
이에 대한 대안으로, LED를 포함하는 표시 장치가 제안되었다. LED는 유기 물질이 아닌 무기 물질로 이루어지므로, 신뢰성이 우수하여 액정 표시 장치나 유기 발광 표시 장치에 비해 수명이 길다. 또한, LED는 점등 속도가 빠를 뿐만 아니라, 소비 전력이 적고, 내충격성이 강해 안정성이 뛰어나며, 고휘도의 영상을 표시할 수 있기 때문에 초대형 화면에 적용되기에 적합한 소자이다.
이에, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 뱅크에서의 색빠짐 불량이 발생하는 문제가 해결된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 방열층을 이용하여 고열에 의한 크랙 및 색빠짐 현상을 개선하고, LED에서 발생하는 열을 용이하게 방열할 수 있는 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 외광 반사가 저감된 표시 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 제1 기판; 제1 기판 상에서 복수의 화소에 배치되는 복수의 LED; 복수의 LED를 둘러싸도록 배치되는 평탄화층; 평탄화층 상에 배치되고, 흑색 물질을 포함하는 뱅크; 뱅크 상에 배치되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 반사 저감층; 및 반사 저감층 상에 배치되는 방열층을 포함할 수 있다.
기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명은 뱅크에서의 색빠짐 불량이 발생하는 문제를 해결할 수 있다.
본 발명은 고열에 의한 크랙 및 색빠짐 현상을 개선하고, LED에서 발생하는 열을 용이하게 방열할 수 있다.
본 발명은 외광 반사를 저감시킬 수 있다.
본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 발명 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 비표시 영역에 대한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역에 대한 단면도이다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 외광 반사율에 대한 그래프이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 제한되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예를 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 제한되는 것은 아니다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 본 발명 상에서 언급된 '포함한다', '가진다', '이루어진다' 등이 사용되는 경우 '~만'이 사용되지 않는 이상 다른 부분이 추가될 수 있다. 구성 요소를 단수로 표현한 경우에 특별히 명시적인 기재 사항이 없는 한 복수를 포함하는 경우를 포함한다.
구성 요소를 해석함에 있어서, 별도의 명시적 기재가 없더라도 오차 범위를 포함하는 것으로 해석한다.
위치 관계에 대한 설명일 경우, 예를 들어, '~상에', '~상부에', '~하부에', '~옆에' 등으로 두 부분의 위치 관계가 설명되는 경우, '바로' 또는 '직접'이 사용되지 않는 이상 두 부분 사이에 하나 이상의 다른 부분이 위치할 수도 있다.
소자 또는 층이 다른 소자 또는 층 "위 (on)"로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다.
또한 제1, 제2 등이 다양한 구성 요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성 요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않는다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성 요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성 요소일 수도 있다.
명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 도시된 것이며, 본 발명이 도시된 구성의 크기 및 두께에 반드시 한정되는 것은 아니다.
본 발명의 여러 실시예들의 각각 특징들이 부분적으로 또는 전체적으로 서로 결합 또는 조합 가능하고, 기술적으로 다양한 연동 및 구동이 가능하며, 각 실시예들이 서로에 대하여 독립적으로 실시 가능할 수도 있고 연관 관계로 함께 실시할 수도 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명에 대해 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 개략적인 평면도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 비표시 영역에 대한 단면도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 표시 영역에 대한 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 표시 장치(100)는 기판(110), 박막 트랜지스터(120), LED(130), 공통 배선(CL), 반사층(143), 게이트 배선(GL), 게이트 링크 배선, 데이터 배선(DL), 데이터 링크 배선(DLL), 사이드 배선(150), 절연층(151), 제1 평탄화층(116), 제2 평탄화층(117), 뱅크(170), 반사 저감층(180) 및 방열층(190)을 포함한다.
도 1을 참조하면, 기판(110)에는 표시 영역(AA) 및 표시 영역(AA)을 둘러싸는 비표시 영역(NA)이 정의될 수 있다. 표시 영역(AA)은 표시 장치(100)에서 실제로 영상이 표시되는 영역으로, 표시 영역(AA)에는 후술한 LED(130) 및 LED(130)를 구동하기 위한 박막 트랜지스터(120) 등이 배치될 수 있다.
비표시 영역(NA)은 영상이 표시되지 않는 영역으로, 표시 영역(AA)을 둘러싸는 영역으로 정의될 수 있다. 비표시 영역(NA)에는 표시 영역(AA)에 배치된 LED(130) 및 박막 트랜지스터(120)와 연결된 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL) 등과 같은 다양한 배선이 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 제1 기판(111)에 표시 영역(AA) 및 비표시 영역(NA)이 정의되는 것으로 설명되었으나, 비표시 영역(NA)이 없는 것으로 정의될 수도 있으며, 이에 제한되지 않는다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)를 사용하여 타일링 디스플레이를 구현하는 경우, 하나의 패널의 최외곽 LED(130)와 이에 인접하는 다른 하나의 패널의 최외곽 LED(130) 사이의 간격을 하나의 패널 내에서의 LED(130) 사이의 간격과 동일하게 구현할 수 있으므로, 실질적으로 베젤 영역이 존재하지 않는 제로 베젤 구현이 가능하다. 따라서, 기판(110)에는 표시 영역(AA)만이 정의되고, 비표시 영역(NA)은 기판(110)에 정의되지 않는 것으로 설명될 수도 있다.
기판(111)의 표시 영역(AA)에는 복수의 화소(PX)가 정의된다. 복수의 화소(PX) 각각은 빛을 발광하는 개별 단위로, 복수의 화소(PX)는 적색 화소, 녹색 화소 및 청색 화소를 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 복수의 화소(PX) 각각에는 LED(130) 및 박막 트랜지스터(120)가 배치된다. LED(130) 및 박막 트랜지스터(120)에 대한 보다 상세한 설명은 도 3을 참조하여 후술하기로 한다.
기판(110)은 제1 기판(111) 및 제2 기판(112)을 포함한다.
제1 기판(111)은 표시 장치(100) 상부에 배치되는 구성요소들을 지지하는 기판으로, 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(111)은 유리 또는 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 제1 기판(111)은 고분자 또는 플라스틱을 포함하여 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제1 기판(111)은 플렉서빌리티(flexibility)를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수도 있다.
제2 기판(112)은 표시 장치(100) 하부에 배치되는 구성요소들을 지지하는 기판으로, 절연 기판일 수 있다. 예를 들어, 제2 기판(112)은 유리 또는 수지 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 기판(112)은 고분자 또는 플라스틱을 포함하여 이루어질 수도 있다. 예를 들어, 제2 기판(112)은 플렉서빌리티를 갖는 플라스틱 물질로 이루어질 수도 있다.
제1 기판(111)과 제2 기판(112)은 본딩층(118)을 통해 본딩된다. 본딩층(118)은 다양한 경화 방식을 통해 경화되어 제1 기판(111)과 제2 기판(112)을 합착시킬 수 있는 물질로 이루어질 수 있다. 본딩층(118)은 제1 기판(111)과 제2 기판(112) 사이에서 전체 영역에 배치될 수도 있고, 일부 영역에만 배치될 수도 있다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 제1 기판(111) 상에서 비표시 영역(NA)에는 표시 영역(AA)에 배치된 LED(130) 및 박막 트랜지스터(120)와 연결된 게이트 배선(GL) 및 데이터 배선(DL) 등과 같은 다양한 신호 배선이 배치될 수 있다.
제2 기판(112) 아래에서 비표시 영역(NA)에는 복수의 게이트 링크 배선 및 복수의 데이터 링크 배선(DLL)과 같은 다양한 신호 링크 배선이 배치될 수 있다. 복수의 게이트 링크 배선은 제1 기판(111)의 상면에 형성된 복수의 게이트 배선(GL)과 게이트 구동부를 연결시키기 위한 배선일 수 있다. 복수의 데이터 링크 배선(DLL)은 제1 기판(111)의 상면에 형성된 복수의 데이터 배선(DL)과 데이터 구동부를 연결시키기 위한 배선일 수 있다.
복수의 데이터 링크 배선(DLL)의 일단에 플렉서블 필름(161)이 배치된다. 복수의 데이터 링크 배선(DLL)의 일단에 플렉서블 필름(161)이 전기적으로 연결된다. 플렉서블 필름(161)은 연성을 가진 베이스 필름에 각종 부품이 배치되어 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX)로 신호를 공급하기 위한 필름이다. 플렉서블 필름(161)은 제2 기판(112)의 비표시 영역(NA)에 배치되어 데이터 전압 등을 표시 영역(AA)의 복수의 화소(PX)로 공급할 수 있다.
플렉서블 필름(161)에는 게이트 드라이버 IC, 데이터 드라이버 IC와 같은 구동 IC가 배치될 수 있다. 구동 IC는 영상을 표시하기 위한 데이터와 이를 처리하기 위한 구동 신호를 처리하는 부품이다. 구동 IC는 실장되는 방식에 따라 칩 온 글래스(ChipOnGlass; COG), 칩 온 필름(ChipOnFilm; COF), 테이프 캐리어 패키지(Tape Carrier Package; TCP) 등의 방식으로 배치될 수 있다. 본 명세서에서는 설명의 편의를 위해 구동 IC가 플렉서블 필름(161) 상에 실장된 칩 온 필름 방식인 것으로 설명하였으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
인쇄 회로 기판(162)은 플렉서블 필름(161)과 연결된다. 인쇄 회로 기판(162)은 구동 IC에 신호를 공급하는 부품이다. 인쇄 회로 기판(162)에는 구동 신호, 데이터 전압 등과 같은 다양한 구동 신호를 구동 IC로 공급하기 위한 각종 부품이 배치될 수 있다.
제1 기판(111) 및 제2 기판(112)의 측면에 사이드 배선(150)이 배치된다. 사이드 배선(150)은 신호 배선과 신호 링크 배선을 연결하도록 배치된다. 예를 들어, 사이드 배선(150)은 게이트 배선(GL)과 게이트 링크 배선을 전기적으로 연결할 수 있고, 데이터 배선(DL)과 데이터 링크 배선(DLL)을 전기적으로 연결할 수 있다. 사이드 배선(150)은 패드에 도전성 페이스트를 묻힌 상태에서 패드를 기판(110)에 프린팅하는 방식으로 형성될 수 있다. 이때, 도전성 페이스트는 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 전기 전도도가 높은 물질이 페이스트 형태로 제조된 상태일 수 있고, 사이드 배선(150)은 도전성 페이스트가 경화된 배선일 수 있다.
사이드 배선(150)을 덮도록 흑색 물질을 포함하는 절연층(151)이 형성된다. 제1 기판(111)의 상면, 제1 기판(111) 및 제2 기판(112)의 측면 및 제2 기판(112)의 하면 상에서 사이드 배선(150)을 덮도록 흑색 물질을 포함하는 절연층(151)이 형성될 수 있다. 사이드 배선(150)이 금속 물질로 이루어진 경우, 외광이 사이드 배선(150)에서 반사되거나, LED(130)에서 발광된 광이 복수의 사이드 배선(150)에서 반사되어 사용자에게 시인되는 문제점이 발생할 수 있다. 이에, 흑색 물질로 이루어지는 절연층(151)이 사이드 배선(150)을 덮도록 배치되어, 상술한 문제점이 해결될 수 있다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 제1 기판(111) 상에는 박막 트랜지스터(120)가 형성된다. 구체적으로, 기판(111) 상에 게이트 전극(121)이 배치되고, 게이트 전극(121) 상에 액티브층(122)이 배치된다. 게이트 전극(121)과 액티브층(122) 사이에는 게이트 전극(121)과 액티브층(122)을 절연시키기 위한 게이트 절연층(113)이 배치된다. 액티브층(122) 상에는 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)이 배치되고, 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124) 상에는 박막 트랜지스터(120)를 보호하기 위한 패시베이션층(114)이 배치된다. 패시베이션층(114)에는 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)의 일부를 노출시키는 홀이 형성될 수 있다. 다만, 패시베이션층(114)은 실시예에 따라 생략될 수도 있다.
게이트 절연층(113) 상에 공통 배선(CL)이 배치된다. 공통 배선(CL)은 LED(130)에 공통 전압을 인가하기 위한 배선으로, 게이트 배선(GL) 또는 데이터 배선(DL)과 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 공통 배선(CL)은 게이트 배선(GL) 또는 데이터 배선(DL)과 동일한 방향으로 연장될 수 있다. 공통 배선(CL)은 소스 전극(123) 및 드레인 전극(124)과 동일한 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되지 않고 게이트 전극(121)과 동일한 물질로 이루어질 수도 있다. 공통 배선(CL) 상에는 패시베이션층(114)이 형성되나, 패시베이션층(114)에는 공통 배선(CL)의 일부를 노출시키는 홀이 형성될 수 있다.
반사층(143)이 패시베이션층(114) 상에 배치된다. 반사층(143)은 LED(130)에서 발광된 광 중 제1 기판(111) 측을 향해 발광된 광을 표시 장치(100) 상부로 반사시켜 표시 장치(100) 외부로 출광시키기 위한 층이다. 반사층(143)은 높은 반사율을 갖는 금속 물질로 이루어질 수 있다.
접착층(115)이 반사층(143) 상에 배치된다. 접착층(115)은 반사층(143) 상에 LED(130)를 접착시키기 위한 접착층(115)으로, 금속 물질로 이루어지는 반사층(143)과 LED(130)를 절연시킬 수도 있다. 접착층(115)은 열 경화 물질 또는 광 경화 물질로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
LED(130)가 접착층(115) 상에 반사층(143)과 중첩하도록 배치된다. LED(130)는 n형층(131), 활성층(132), p형층(133), n전극(135) 및 p전극(134)을 포함한다. 이하에서는, LED(130)로 레터럴(lateral) 구조의 LED(130)가 사용되는 것으로 설명하나, LED(130)의 구조가 이에 제한되는 것은 아니고 버티컬(vertical) 또는 플립(flip) 형태도 가능하다. LED(130)는 마이크로 사이즈(칩 크기가 100 μm 이하) 혹은 미니 사이즈(칩 크기가 수백 μm)일 수 있다.
LED(130)의 예시적 적층 구조는 다음과 같다. n형층(131)은 질화갈륨(GaN)에 n형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. n형층(131) 상에는 활성층(132)이 배치된다. 활성층(132)은 LED(130)에서 빛을 발하는 발광층으로, 질화물 반도체, 예를 들어, 인듐질화갈륨(InGaN)으로 이루어질 수 있다. 활성층(132) 상에는 p형층(133)이 배치된다. p형층(133)은 질화갈륨에 p형 불순물을 주입하여 형성될 수 있다. 다만, n형층(131), 활성층(132) 및 p형층(133)의 구성 물질은 이에 제한되는 것은 아니다.
LED(130)는, 이상에서 설명한 바와 같이 n형층(131), 활성층(132) 및 p형층(133)을 차례대로 적층한 후, 소정 부분을 식각하여 n전극(135)과 p전극(134)을 형성하는 방식으로 제조될 수 있다. 이때, 소정 부분은 n전극(135)과 p전극(134)을 이격시키기 위한 공간으로, n형층(131)의 일부가 노출되도록 소정 부분이 식각될 수 있다. 다시 말해, n전극(135)과 p전극(134)이 배치될 LED(130)의 면은 평탄화된 면이 아닌 서로 다른 높이 레벨을 가질 수 있다.
이와 같이, 노출된 n형층(131) 상에는 n전극(135)이 배치될 수 있다. n전극(135)은 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 한편, 식각되지 않은 영역, 다시 말해, p형층(133) 상에는 p전극(134)이 배치될 수 있다. p전극(134)도 도전성 물질로 이루어질 수 있고, 예를 들어, 투명 도전성 산화물로 이루어질 수 있다. 또한, p전극(134)은 n전극(135)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다.
상술한 바와 같이, n형층(131), 활성층(132), p형층(133), n전극(135) 및 p전극(134)이 형성된 상태에서, n형층(131)이 n전극(135) 및 p전극(134)보다 반사층(143)에 인접하게 LED(130)가 배치될 수 있다.
제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)이 제1 기판(111)의 상면에 위치한다. 상기 제1 평탄화층(116)은 박막 트랜지스터(120) 상을 평탄화한다. 제1 평탄화층(116)은 LED(130)가 배치된 영역 및 컨택홀을 제외한 영역에서 박막 트랜지스터(120) 상부를 평탄화할 수 있다. 제1 평탄화층(116) 상에는 제2 평탄화층(117)이 배치될 수 있다. 제2 평탄화층(117)은 컨택홀을 제외한 영역에서 박막 트랜지스터(120) 및 LED(130) 상부에 배치될 수 있다. 이때, 제2 평탄화층(117)은 LED(130)의 p전극(134) 및 n전극(135)의 일부 영역이 오픈되도록 형성될 수 있다. 도 2 및 도 3에서는 표시 장치(100) 제조 시 2개의 평탄화층이 사용되는 것으로 도시하였으나, 평탄화층(116, 117)은 반드시 복수로 이루어져야 하는 것은 아니고, 단일의 평탄화층으로 이루어질 수 있다. 또한, 평탄화층(116, 117)은 3개 이상의 층으로 구성될 수도 있다.
제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)은 LED(130)의 위치를 고정하는 역할을 할 수 있다. 즉, 제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)은 LED(130)를 위치시킨 다음에 형성되면서, LED(130)를 둘러싸도록 배치되어, LED(130)와 완전히 밀착할 수 있다. 평탄화층에 컵(cup) 또는 홀(hole)과 같은 수용 공간을 마련한 후에 그 곳에 LED를 전사하던 종래 방식과는 달리, LED가 놓인 후에 평탄화층을 적층하는 구조는 더 안정적으로 LED가 제자리에 고정된다.
또한 제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)은, 소스 전극(123)과 p전극(134) 사이의 연결을 원활하게 할 수 있다. 도 3에 도시된 것처럼, 소스 전극(123)과 p전극(134) 사이의 평탄화층들(116, 117)을 통해 완만한 경사로 제1 연결 전극(141)이 이어질 수 있다. 만약, 평탄화층(116, 117)의 완만한 경사가 없다면, 제1 연결 전극(141)은, 소스 전극(123)과 p전극(134) 사이가 LED(130) 측벽의 급경사를 통해 이어짐으로 인해 단선 가능성이 높아진다. 따라서, 평탄화층(116, 117)을 통하여, 소스 전극(123)과 p전극(134)의 연결 안정성이 높아진다.
이러한 평탄화층(116, 117)의 존재 가치는 공통 배선(CL)과 n전극(135) 사이의 연결에도 동일하게 적용된다. 제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)은, 한 번에 또는 두 번에 나누어 형성될 수 있다.
제1 연결 전극(141)은 박막 트랜지스터(120)와 LED(130)의 p전극(134)을 연결한다. 상기 제1 연결 전극(141)은 제1 평탄화층(116), 제2 평탄화층(117), 패시베이션층(114) 및 접착층(115)에 형성된 컨택홀을 통해 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123)과 접하고, 제2 평탄화층(117)에 형성된 컨택홀을 통해 LED(130)의 p전극(134)과 접할 수 있다. 다만, 이에 제한되지 않고, 박막 트랜지스터(120)의 타입에 따라 제1 연결 전극(141)은 박막 트랜지스터(120)의 드레인 전극(124)과 접하는 것으로 정의될 수도 있다. 또한, 제1 연결 전극(141)은 애노드(anode) 전극으로 정의될 수 있다.
제2 연결 전극(142)은 공통 배선(CL)과 LED(130)의 n전극(135)을 연결한다. 상기 제2 연결 전극(142)은 제1 평탄화층(116), 제2 평탄화층(117), 패시베이션층(114) 및 접착층(115)에 형성된 컨택홀을 통해 공통 배선(CL)과 접하고, 제2 평탄화층(117)에 형성된 컨택홀을 통해 LED(130)의 n전극(135)과 접한다. 또한, 제2 연결 전극(142)은 캐소드(cathode) 전극으로 정의될 수 있다.
이에 따라, 표시 장치(100)가 턴온되면 박막 트랜지스터(120)의 소스 전극(123) 및 공통 배선(CL) 각각에 인가되는 서로 상이한 전압 레벨이 상기 제1 전극(141) 및 제2 연결 전극(142)을 통해 p전극(134)과 n전극(135)으로 전달되어 LED(130)가 발광할 수 있다. 도 3에서는 박막 트랜지스터(120)가 p전극(134)과 전기적으로 연결되고 공통 배선(CL)이 n전극(135)과 전기적으로 연결되는 것으로 설명되었으나, 이에 제한되지 않고, 박막 트랜지스터(120)가 n전극(135)과 전기적으로 연결되고 공통 배선(CL)이 p전극(134)과 전기적으로 연결될 수도 있다.
뱅크(170)는 발광 영역을 정의하는 절연층으로 제2 평탄화층(117) 상에 형성된다. 이때, 뱅크(170)는 제1 연결 전극(141)과 제2 연결 전극(142)의 연결을 위해 형성된 제1 평탄화층(116) 및 제2 평탄화층(117)의 컨택홀을 충진하도록 배치될 수 있다. 뱅크(170)는 유기 절연 물질로 이루어질 수 있으며, 제1 평탄화층(116) 또는 제2 평탄화층(117)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 뱅크(170)는 LED(130)에서 발광된 광이 인접 화소(PX)로 전달되어 혼색 현상이 발생하는 것을 방지하고, 외광 반사를 저감하기 위해, 흑색 물질을 더 포함하여 광을 흡수하도록 구성될 수도 있다.
한편, 상술한 바와 같은 사이드 배선 제조 과정에서는 도전성 페이스트를 건조시키기 위해 레이저가 사용된다. 예를 들어, 도전성 페이스트를 패드 프린팅하는 방식으로 사이드 배선을 형성하는 경우, 표시 장치의 측면 방향에서 레이저를 사용하여 도전성 페이스트를 건조시켜 사이드 배선을 형성할 수 있다. 이러한 레이저 경화 공정에서 흑색 물질을 포함하는 뱅크에 레이저가 조사됨에 따라 뱅크의 온도가 300℃ 이상으로 상승하여, 뱅크에서 흑색의 색빠짐 불량이 발생할 수 있다. 뱅크에서 색빠짐 불량이 발생하는 경우, 혼색 현상이 발생할 수 있고, 외광 반사가 심해질 수 있으며, 뱅크에서의 흑색에 대한 색감차가 발생할 있다. 특히, 레이저 경화 공정에서 고출력의 레이저를 사용할수록 사이드 배선의 저항이 감소된다는 점에서 사이드 배선을 낮출수록 뱅크의 색빠짐 불량이 심해질 수 있다.
이에, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 뱅크(170) 상에 방열층이 배치된다. 방열층(190)은 수직 배향된 탄소 나노 튜브(CNT)층 및 탄소 나노 튜브층에 도핑된 금속 산화물 입자를 포함할 수 있다.
방열층(190)의 탄소 나노 튜브층은 단층 또는 이중층일 수 있다. 이때, 탄소 나노 튜브층은 수직 배향 또는 수직 성장된 단층 또는 이중층의 탄소 나노 튜브층(Vertically Aligned Single Wall or Double Wall CarbonNanotube Arrays; VA-SW (DW) CNT Arrays) 일 수 있다.
방열층(190)의 금속 산화물 입자는 금속 산화물 계열의 나노 흑색 입자일 수 있다. 금속 산화물 입자는 탄소 나노 튜브층에 도핑될 수 있다. 흑색의 금속 산화물 입자는, 예를 들어, 흑색 티타늄 산화물(black titanium oxide) 입자 또는 흑색 철 산화물(black ironoxide) 입자일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
추가적으로, 방열층(190)은 카본 블랙(carbonblack) 입자, 바인더(binder) 및 광감제를 더 포함할 수 있다. 바인더는 알칼리(alkali) 현상성 바인더 또는 실리콘계 바인더를 포함할 수 있고, 광감제는 옥심(oxime) 계열 화합물 또는 벤조페논(benzophenone)계 화함물을 포함할 수 있다.
방열층(190)의 금속 산화물은 카본 블랙 입자와 함께 사용될 수 있다. 카본 블랙 입자는 블랙 매트릭스의 재료로 널리 사용되는 범용 재료임과 동시에, 광학 밀도(OD)가 약 4.5/㎛로 높다. 다만, 카본 블랙 입자는 사이즈는 마이크로 미터 단위로 입자 크기가 크다. 이에, 분산 안정성을 확보하기 위해 흑색의 금속 산화물 입자를 함께 사용할 수 있다. 흑색의 금속 산화물 입자의 경우 나노 미터 단위로 입자 크기가 매우 작으므로, 탄소 나노 튜브층에 도핑되기에 적합하고, 레이저 조사 과정에서 저하되는 흑색에 대한 보조적인 역할을 할 수 있다. 또한, 흑색의 금속 산화물 입자의 경우 열처리에 따른 특성 변화가 거의 없다. 또한, 흑색의 금속 산화물 입자가 탄소 나노 튜브층에 도핑되는 경우 분산 안정성이 구현될 수 있다.
이에, 방열층(190)은 수직 배향 또는 수직 성장된 단층 또는 이중층의 탄소 나노 튜브층에 금속 산화물이 도핑되어, 고열에 의한 뱅크(170)의 크랙 및 뱅크(170)에서의 색빠짐 현상에 대한 버퍼 역할을 할 수 있다. 즉, 방열층(190)을 통해 뱅크(170)의 색빠짐 불량을 개선하고, 신뢰성이 향상될 수 있다. 또한, 즉, 방열층(190)의 탄소 나노 튜브층의 방열 특성을 이용하여 LED(130)에서 발생하는 열을 외부로 용이하게 방열할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 뱅크(170)와 방열층(190) 사이에 반사 저감층(180)을 배치하여, 방열층(190)에 포함되는 금속 산화물에 의해 외광 반사가 증가하는 것을 저감시킬 수 있다.
반사 저감층(180)은 온도에 따라 반사율이 변화하는 층일 수 있다. 반사 저감층(180)은 베이스 레진 및 베이스 레진에 분산되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 고분자를 포함할 수 있다.
반사 저감층(180)의 베이스 레진은 내열성이 우수한 유기 절연막이 사용될 수 있다. 예를 들어, 베이스 레진은 폴리이미드(polyimide) 레진, 아크릴(acryl) 레진, 카르도(cardo) 레진, 노볼락(novolac) 레진, 실록산(siloxane resin) 중 하나를 포함할 수 있다.
반사 저감층(180)의 고분자는 외부 온도 자극을 감지하고, 이에 따라 스스로 모양을 바꾸는 고분자인 PNIPAM(Poly(N-isopropylacrylamide))을 포함할 수 있다. 온도 가변형 물질인 PNIPAM의 경우, 표시 장치(100)의 구동 온도에서 헤이즈(haze)층으로 기능할 수 있다. 즉, 반사 저감층(180)의 고분자는 상온에서보다 표시 장치(100)의 구동 온도에서 뿌옇게 변하여 반사 저감층(180)의 반사율이 감소하므로, 표시 장치(100)의 구동 시점에서 외광 반사를 저감시킬 수 있다.
한편, 도 2를 참조하면, 상술한 평탄화층(116, 117), 뱅크(170), 반사 저감층(180) 및 방열층(190)은 비표시 영역(NA)에도 배치될 수 있다. 즉, 비표시 영역(NA)에서 평탄화층(116, 117), 뱅크(170), 반사 저감층(180) 및 방열층(190)은 순차적으로 적층될 수 있다.
이하에서는 반사 저감층(180)에 의한 외광 반사 저감 효과를 확인하기 위해 도 4를 함께 참조한다.
도 4는 비교예 및 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치의 외광 반사율에 대한 그래프이다. 실시예는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 표시 장치(100)고, 비교예는 도 1 내지 도 3을 참조하여 설명한 표시 장치(100)에서 반사 저감층(180)이 생략된 경우이다.
도 4를 참조하면, 비교예에서는 반사 저감층(180)이 사용되지 않음에 따라 모든 파장 대에서 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)보다 반사율이 크다. 그러나, 본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치(100)에서는 반사 저감층(180)이 추가됨에 따라 상대적으로 외광 반사를 저감시킬 수 있다.
본 발명의 실시예들에 표시 장치는 다음과 같이 설명될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 표시 장치는 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 제1 기판; 제1 기판 상에서 복수의 화소에 배치되는 복수의 LED; 복수의 LED를 둘러싸도록 배치되고, 컨택홀을 포함하는 평탄화층; 평탄화층 상에서 컨택홀을 충진하도록 배치되고, 흑색 물질을 포함하는 뱅크; 뱅크 상에 배치되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 반사 저감층; 및 반사 저감층 상에 배치되는 방열층을 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 특징에 따르면, 반사 저감층은 상온에서보다 표시 장치의 구동 온도에서 반사율이 감소할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반사 저감층은 표시 장치의 구동 온도에서 헤이즈(haze)층으로 기능할 수 있다
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 반사 저감층은 베이스 레진 및 베이스 레진에 분산되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 고분자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 베이스 레진은 폴리이미드 레진, 아크릴(acryl) 레진, 카르도(cardo) 레진, 노볼락(novolac) 레진, 실록산(siloxane resin) 중 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 고분자는 PNIPAM(Poly(N-isopropylacrylamide))를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 방열층은 수직 배향된 탄소 나노 튜브(CNT)층 및 탄소 나노 튜브층에 도핑된 금속 산화물 입자를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 방열층은 카본 블랙(carbonblack) 입자, 바인더(binder) 및 광감제를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 바인더는 알칼리(alkali) 현상성 바인더 또는 실리콘계 바인더를 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 광감제는 옥심(oxime) 계열 화합물 또는 벤조페논(benzophenone)계 화함물을 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 평탄화층은 비표시 영역으로 연장하고, 뱅크, 반사 저감층 및 방열층은 비표시 영역에서 평탄화층 상에 순차적으로 적층될 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 표시 장치는 제1 기판 상에 배치되는 신호 배선; 제1 기판 아래에 배치되는 제2 기판; 제2 기판 아래에 배치되는 신호 링크 배선; 및 신호 배선과 신호 링크 배선을 연결하도록 제1 기판 및 제2 기판의 측면에 배치되는 사이드 배선을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 특징에 따르면, 사이드 배선은 전도성 페이스트가 경화된 배선일 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 제한하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 제한되는 것은 아니다. 그러므로, 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 제한적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
100: 표시 장치
110: 기판
111: 제1 기판
112: 제2 기판
113: 게이트 절연층
114: 패시베이션층
115: 접착층
116: 제1 평탄화층
117: 제2 평탄화층
118: 본딩층
120: 박막 트랜지스터
121: 게이트 전극
122: 액티브층
123: 소스 전극
124: 드레인 전극
130: LED
131: n형층
132: 활성층
133: p형층
134: p전극
135: n전극
141: 제1 전극
142: 제2 전극
143: 반사층
150: 사이드 배선
151: 절연층
161: 플렉서블 필름
162: 인쇄 회로 기판
170: 뱅크
180: 반사 저감층
190: 방열층
GL: 게이트 배선
DL: 데이터 배선
DLL: 데이터 링크 배선
CL: 공통 배선
AA: 표시 영역
NA: 비표시 영역

Claims (13)

  1. 복수의 화소를 포함하는 표시 영역 및 표시 영역을 둘러싸는 비표시 영역을 포함하는 제1 기판;
    상기 제1 기판 상에서 상기 복수의 화소에 배치되는 복수의 LED;
    상기 복수의 LED를 둘러싸도록 배치되는 평탄화층;
    상기 평탄화층 상에 배치되고, 흑색 물질을 포함하는 뱅크;
    상기 뱅크 상에 배치되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 반사 저감층; 및
    상기 반사 저감층 상에 배치되는 방열층을 포함하는, 표시 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 반사 저감층은 상온에서보다 상기 표시 장치의 구동 온도에서 반사율이 감소하는, 표시 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 반사 저감층은 상기 표시 장치의 구동 온도에서 헤이즈(haze)층으로 기능하는, 표시 장치.
  4. 제2항에 있어서,
    상기 반사 저감층은 베이스 레진 및 상기 베이스 레진에 분산되고, 온도에 따라 반사율이 변화하는 고분자를 포함하는, 표시 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 베이스 레진은 폴리이미드 레진, 아크릴(acryl) 레진, 카르도(cardo) 레진, 노볼락(novolac) 레진, 실록산(siloxane resin) 중 하나를 포함하는, 표시 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 고분자는 PNIPAM(Poly(N-isopropylacrylamide))를 포함하는, 표시 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 방열층은 수직 배향된 탄소 나노 튜브(CNT)층 및 상기 탄소 나노 튜브층에 도핑된 금속 산화물 입자를 포함하는, 표시 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 방열층은 카본 블랙(carbonblack) 입자, 바인더(binder) 및 광감제를 더 포함하는, 표시 장치.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 바인더는 알칼리(alkali) 현상성 바인더 또는 실리콘계 바인더를 포함하는, 표시 장치.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광감제는 옥심(oxime) 계열 화합물 또는 벤조페논(benzophenone)계 화함물을 포함하는, 표시 장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 평탄화층은 상기 비표시 영역으로 연장하고,
    상기 뱅크, 상기 반사 저감층 및 상기 방열층은 상기 비표시 영역에서 상기 평탄화층 상에 순차적으로 적층되는, 표시 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 제1 기판 상에 배치되는 신호 배선;
    상기 제1 기판 아래에 배치되는 제2 기판;
    상기 제2 기판 아래에 배치되는 신호 링크 배선; 및
    상기 신호 배선과 상기 신호 링크 배선을 연결하도록 상기 제1 기판 및 상기 제2 기판의 측면에 배치되는 사이드 배선을 더 포함하는, 표시 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 사이드 배선은 전도성 페이스트가 경화된 배선인, 표시 장치.
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