KR20240027175A - 표시 패널의 제조 장치 - Google Patents

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Abstract

표시 패널의 제조 장치에 관한 것으로, 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치는 표시 기판이 안착되는 로딩 플레이트, 상기 로딩 플레이트의 전면에 배치된 가압 플레이트를 표시 기판 방향으로 이동시켜서 상기 가압 플레이트로 상기 표시 기판상에 배열된 복수의 발광소자를 가압하는 플레이트 이송부, 상기 가압 플레이트의 전면에 배치되어 상기 가압 플레이트를 통해 상기 표시 기판으로 레이저 광을 조사하는 레이저 광학 부재, 및 상기 가압 플레이트의 반사 패턴으로부터 반사된 레이저 광을 흡수하는 광 흡수 부재를 포함한다.

Description

표시 패널의 제조 장치{APPRATUS FOR FABRICATING DISPLAY PANEL}
본 발명은 표시 패널의 제조 장치에 관한 것이다.
마이크로 LED(Micro LED)는 백 라이트 없이 스스로 빛을 내는 초소형 무기 발광물질이다. 구체적으로, 마이크로 LED는 유기 발광 다이오드 칩 대비 길이가 10분의 1, 면적은 100분의 1 정도로 작다. 일 예로, 마이크로 LED는 가로, 세로, 높이가 약 10㎛ ~ 100㎛ 범위인 초소형 LED를 지칭할 수 있다.
마이크로 LED는 에피 공정 등을 통해 웨이퍼 등의 성장 기판 상에서 칩 형태로 다수로 성장시켜서 제조할 수 있다. 이렇게 제조된 마이크로 LED는 통상 중계 기판으로 이송된 후, 타겟 기판으로 전사됨으로써 디스플레이 모듈이 이용될 수 있다.
마이크로 LED의 전사 공정은 중계 기판의 배면(중계 기판의 전면에는 복수의 마이크로 LED가 배열됨)에 레이저 빔을 조사하여 중계 기판의 마이크로 LED를 타겟 기판으로 전사하는 레이저 전사 방식을 이용할 수 있다.
그러나, 레이저 전사 방식은 중계 기판의 배면으로 조사되는 레이저 빔이 마이크로 LED들의 사이 영역들과 중계 기판의 외곽 영역들로도 통과함으로써, 마이크로 LED 외에도 타겟 기판에도 인가되는 문제가 있었다. 타겟 기판에 레이저 빔이 인가되면 타겟 기판의 온도가 상승하고 데미지가 가해지는 문제가 발생한다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 마이크로 LED 이외의 주변 영역으로 조사되는 레이저 빔을 반사시켜서 마이크로 LED들에만 정확하게 레이저 빔이 인가되도록 하는 표시 패널의 제조 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치는 표시 기판이 안착되는 로딩 플레이트, 상기 로딩 플레이트의 전면에 배치된 가압 플레이트를 표시 기판 방향으로 이동시켜서 상기 가압 플레이트로 상기 표시 기판상에 배열된 복수의 발광소자를 가압하는 플레이트 이송부, 상기 가압 플레이트의 전면에 배치되어 상기 가압 플레이트를 통해 상기 표시 기판으로 레이저 광을 조사하는 레이저 광학 부재, 및 상기 가압 플레이트의 반사 패턴으로부터 반사된 레이저 광을 흡수하는 광 흡수 부재를 포함한다.
상기 가압 플레이트는 상기 로딩 플레이트와 전면에 마주하는 방향으로 이격되어 상기 로딩 플레이트의 전면에 배치되며, 상기 가압 플레이트의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한 면이 측면 방향의 상기 플레이트 이송부와 결착될 수 있다.
상기 가압 플레이트는 투명 또는 반투명한 평면 플레이트 형태로 형성되어 전면이나 배면으로 인가되는 레이저 광을 그 반대 방향인 전면이나 배면으로 투과시키며, 상기 플레이트 이송부에 의해 상기 표시 기판과 가까워지는 방향 또는 상기 표시 기판과 멀어지는 반대 방향으로 이동하고, 상기 플레이트 이송부에 의해 상기 표시 기판 방향으로 이동하여 상기 표시 기판상에 배열된 복수의 발광소자를 상기 표시 기판 방향으로 가압할 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 가압 플레이트에 내장되어 상기 가압 플레이트와 일체로 형성되며, 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함한다.
상기 반사 패턴의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성되며, 상기 단면이 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각형상으로 형성되고, 상기 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성될 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 복수의 발광소자가 배열된 상기 표시 기판의 표시 영역을 제외하고, 상기 표시 기판의 외곽 영역인 비표시 영역과 대응되는 상기 가압 플레이트의 외곽 영역에 내장될 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 표시 기판의 비표시 영역과 대응되는 가압 플레이트의 외곽 영역, 및 상기 표시 기판의 표시 영역에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역들을 제외한 상기 발광소자들의 사이 영역들과 대응되는 상기 가압 플레이트의 중심부 사이 영역들에 내장될 수 있다.
상기 반사 패턴은 평면 형태로 평판형의 상기 가압 플레이트에 내장되며, 상기 반사 패턴은 상기 표시 기판에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역에 형성된 개구부들을 포함할 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 가압 플레이트와 별도로 상기 가압 플레이트의 전면이나 배면에 배치되며, 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함할 수 있다.
상기 반사 패턴의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성되며, 상기 단면이 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각형상으로 형성되고, 상기 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성될 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 복수의 발광소자가 배열된 상기 표시 기판의 표시 영역을 제외하고, 상기 표시 기판의 외곽 영역인 비표시 영역과 대응되는 상기 가압 플레이트의 외곽 영역에 부착되거나 실장될 수 있다.
상기 반사 패턴은 상기 표시 기판의 비표시 영역과 대응되는 가압 플레이트의 외곽 영역, 및 상기 표시 기판의 표시 영역에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역들을 제외한 상기 발광소자들의 사이 영역들과 대응되는 상기 가압 플레이트의 중심부 사이 영역들에 부착되거나 실장될 수 있다.
상기 반사 패턴은 평면 형태로 평판형 상기 가압 플레이트의 전면이나 배면에 배치되며, 상기 반사 패턴은 상기 표시 기판에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역에 형성된 개구부들을 포함할 수 있다.
상기 플레이트 이송부는 상기 가압 플레이트의 적어도 어느 한 측면 방향에 배치되어, 상기 가압 플레이트의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한 면과 결착되며, 적어도 하나의 이송 모듈에 의해 상기 로딩 플레이트와 가까워지는 방향 또는 상기 로딩 플레이트와 멀어지는 반대 방향으로 이동될 수 있다.
상기 플레이트 이송부는 상기 로딩 플레이트의 전면에 배치된 상기 가압 플레이트와 결착되어, 상기 가압 플레이트를 상기 표시 기판과 가까워지는 방향 또는 상기 표시 기판과 멀어지는 반대 방향으로 이동시킨다.
상기 광 흡수 부재는 상기 플레이트 이송부와 결착된 거치 부재에 의해 상기 플레이트 이송부 상에 배치되며, 상기 플레이트 이송부와 동일한 방향으로 동시에 이동된다.
상기 광 흡수 부재는 상기 거치 부재에 의해 상기 반사 패턴이 배치된 방향으로 배치되며, 상기 반사 패턴이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치될 수 있다.
상기 광 흡수 부재는 상기 가압 플레이트와 결착된 거치 부재에 의해 상기 가압 플레이트 상에 배치되며, 상기 가압 플레이트와 동일한 방향으로 동시에 이동될 수 있다.
상기 로딩 플레이트, 상기 플레이트 이송부, 상기 광 흡수 부재, 및 상기 레이저 광학 부재가 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간을 밀폐시키는 챔버를 더 포함할 수 있다.
상기 광 흡수 부재는 상기 거치 부재에 의해 상기 반사 패턴이 배치된 방향으로 배치되며, 상기 반사 패턴이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치될 수 있다.
실시예들에 따른 표시 패널의 제조 장치에 의하면, 마이크로 LED 이외의 주변 영역으로 조사되는 레이저 빔이 가압 플레이트의 반사 패턴에 의해 반사되도록 하여, 마이크로 LED들에만 정확하게 레이저 빔이 인가되도록 할 수 있다. 이에 따라, 타겟 기판이나 표시 패널의 제조 불량 발생을 방지하고, 제조 효율을 향상시킬 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 2는 일 실시예에 따른 각 화소들의 발광 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 각 화소들의 발광 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 4는 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 5는 도 4의 제1 발광 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이다.
도 6은 도 5의 발광소자를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다.
도 8은 도 7에 도시된 제조 장치의 상부면을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 I - I' 라인의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다.
도 13은 도 12의 가압 플레이트를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 14는 또 다른 일 실시예에 따른 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다.
도 15는 도 14에 도시된 C - C' 라인의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 16은 다른 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다.
도 17은 도 16에 도시된 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 18은 또 다른 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다.
도 19는 도 18에 도시된 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
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 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
소자(elements) 또는 층이 다른 소자 또는 층의 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 소자 바로 위에 또는 중간에 다른 층 또는 다른 소자를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 실시예들을 설명하기 위한 도면에 개시된 형상, 크기, 비율, 각도, 개수 등은 예시적인 것이므로 본 발명이 도시된 사항에 한정되는 것은 아니다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다.
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.
이하 첨부된 도면을 참조하여 구체적인 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 일 실시예에 따른 표시 장치의 평면도이다.
도 1을 참조하면, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 스마트폰, 휴대 전화기, 태블릿 PC, PDA(Personal Digital Assistant), PMP(Portable Multimedia Player), 텔레비전, 게임기, 손목 시계형 전자 기기, 헤드 마운트 디스플레이, 퍼스널 컴퓨터의 모니터, 노트북 컴퓨터, 자동차 내비게이션, 자동차 계기판, 디지털 카메라, 캠코더, 외부 광고판, 전광판, 의료 장치, 검사 장치, 냉장고와 세탁기 등과 같은 다양한 가전제품, 또는 사물 인터넷 장치에 적용될 수 있다. 본 명세서에서는 표시 장치의 예로 텔레비전을 설명하며, TV는 HD, UHD, 4K, 8K 등의 고해상도 내지 초고해상도를 가질 수 있다.
또한, 일 실시예들에 따른 표시 장치(10)는 표시 방식에 따라 다양하게 분류될 수 있다. 예를 들어, 표시 장치의 분류는 유기 발광 표시 장치(OLED), 무기 발광 표시 장치(inorganic EL), 퀀텀 닷 발광 표시 장치(QED), 마이크로 LED 표시 장치(micro-LED), 나노 LED 표시 장치(nano-LED), 플라즈마 표시 장치(PDP), 전계 방출 표시 장치(FED), 음극선 표시 장치(CRT), 액정 표시 장치(LCD), 전기 영동 표시 장치(EPD) 등을 포함할 수 있다. 하기에서는 표시 장치로서 마이크로 LED 표시 장치를 예로 설명하며, 특별한 구분을 요하지 않는 이상 실시예에 적용된 마이크로 LED 표시 장치를 단순히 표시 장치로 약칭할 것이다. 그러나, 실시예가 마이크로 LED 표시 장치에 제한되는 것은 아니고, 기술적 사상을 공유하는 범위 내에서 상기 열거된 또는 본 기술분야에 알려진 다른 표시 장치가 적용될 수도 있다.
또한, 하기 도면들에서 제1 방향(DR1)은 표시 장치(10)의 가로 방향을 가리키고, 제2 방향(DR2)은 표시 장치(10)의 세로 방향을 가리키며, 제3 방향(DR3)은 표시 장치(10)의 두께 방향을 가리킨다. 이 경우, "좌", "우" "상", "하"는 표시 장치(10)를 평면에서 바라보았을 때의 방향을 나타낸다. 예를 들어, "우측"은 제1 방향(DR1)의 일측, "좌측"은 제1 방향(DR1)의 타측, "상측"은 제2 방향(DR2)의 일측, "하측"은 제2 방향(DR2)의 타측을 나타낸다. 또한, "상부"나 "전면"은 제3 방향(DR3)의 일측을 가리키고, "하부"나 "배면"은 제3 방향(DR3)의 타측을 가리킨다.
일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 평면도상 원형, 타원형 형상, 또는 정방형 형상을 가질 수 있으며 예를 들어, 정사각형 형상을 가질 수도 있다. 또한, 표시 장치(10)가 텔레비전인 경우, 장변이 가로 방향에 위치하는 직사각형 형상을 가질 수도 있다. 그러나, 이에 한정되는 것은 아니고, 장변이 세로 방향에 위치할 수 있고, 회전 가능하도록 설치되어 장변이 가로 또는 세로 방향으로 가변적으로 위치할 수도 있다.
표시 장치(10)는 표시 영역(DPA)과 비표시 영역(NDA)을 포함할 수 있다. 표시 영역(DPA)은 영상의 표시가 이루어지는 활성 영역일 수 있다. 표시 영역(DPA)은 표시 장치(10)의 전반적인 형상과 유사하게 평면도상 정사각형 형상을 가질 수 있으나, 이에 한정되지 않고 원형 또는 타원 형상일 수 있다.
표시 영역(DPA)은 복수의 화소(PX)를 포함할 수 있다. 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있다. 각 화소(PX)의 형상은 평면도상 직사각형 또는 정사각형일 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니고 각 변이 표시 장치(10)의 일변 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다. 복수의 화소(PX)는 여러 색 화소(PX)를 포함할 수 있다. 예를 들어 복수의 화소(PX)는, 이에 제한되는 것은 아니지만, 적색의 제1 색 화소(PX), 녹색의 제2 색 화소(PX) 및 청색의 제3 색 화소(PX)를 포함할 수 있다. 각 색 화소(PX)는 스트라이프 타입 또는 펜타일 타입으로 교대 배열될 수 있다.
표시 영역(DPA)의 주변에는 비표시 영역(NDA)이 배치될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DPA)을 전부 또는 부분적으로 둘러쌀 수 있다. 표시 영역(DPA)은 원형 또는 정사각형 등의 다양한 형상일 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 영역(DPA)의 주변을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(10)의 베젤로 구성될 수 있다.
비표시 영역(NDA)에는 표시 영역(DPA)을 구동하는 구동 회로나 구동 소자가 배치될 수 있다. 일 실시예에서, 표시 장치(10)의 제1 변(도 1에서 하변)에 인접 배치된 비표시 영역(NDA)에는 표시 장치(10)의 표시 기판상에 패드부가 마련되고, 상기 패드부의 패드 전극 상에 외부 장치(EXD)가 실장될 수 있다. 상기 외부 장치(EXD)의 예로는 연결 필름, 인쇄회로기판, 구동칩(DIC), 커넥터, 배선 연결 필름 등을 들 수 있다. 표시 장치(10)의 제2 변(도 1에서 좌변)에 인접 배치된 비표시 영역(NDA)에는 표시 장치(10)의 표시 기판상에 직접 형성된 스캔 구동부(SDR) 등이 배치될 수 있다.
도 2는 일 실시예에 따른 각 화소들의 발광 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 2를 참조하면, 복수의 화소(PX)는 행렬 방향으로 배열될 수 있으며, 복수의 화소(PX)는 적색의 제1 색 화소(PX), 녹색의 제2 색 화소(PX) 및 청색의 제3 색 화소(PX)로 구분될 수 있다. 또한, 백색의 제4 색 화소(PX)가 더 포함될 수도 있다.
제1 색 화소(PX)의 화소 전극은 제1 발광 영역(EA1)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제2 색 화소(PX)의 화소 전극은 제2 발광 영역(EA2)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제3 색 화소(PX)의 화소 전극은 제3 발광 영역(EA3)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 각 화소(PX)들의 화소 전극은 적어도 어느 한 층의 절연층을 관통하여 각각의 화소 회로에 포함된 어느 하나씩의 스위칭 소자와 연결될 수 있다.
제1 발광 영역(EA1)의 화소 전극, 제2 발광 영역(EA2)의 화소 전극, 및 제3 발광 영역(EA3)의 화소 전극 상에는 복수의 발광소자(LE)가 배치된다. 여기서, 각각의 발광소자(LE)는 마이크로 LED로 형성될 수 있다. 발광소자(LE)들은 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2), 및 제3 발광 영역(EA3) 각각에 배치된다. 그리고, 복수의 발광소자(LE)들이 배치된 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2), 및 제3 발광 영역(EA3) 상에는 적색의 제1 컬러 필터, 녹색의 제2 컬러 필터, 및 청색의 제3 컬러 필터가 각각 배치될 수 있다. 비발광 영역(NEA)에는 제1 유기층(FOL)이 배치될 수 있다.
도 3은 다른 일 실시예에 따른 각 화소들의 발광 영역을 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3을 참조하면, 각 화소(PX)들의 형상은 평면도상 직사각형 또는 정사각형에 한정되는 것은 아니고, 펜 타일(pentile) 구조를 이루도록 각 변이 표시 장치(10)의 일변 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다. 이에, 펜 타일 구조의 각 화소(PX)들은 제1 색 화소(PX)의 제1 발광 영역(EA1), 제2 색 화소(PX)의 제2 발광 영역(EA2), 제3 색 화소(PX)의 제3 발광 영역(EA3), 제1 내지 제3색 중 어느 한 색 화소(PX)의 제4 발광 영역(EA4)이 각각 마름모 형상으로 형성될 수 있다.
각 화소(PX)의 제1 내지 제4 발광 영역(EA1 내지 EA4) 각각의 크기 또는 평면 면적은 서로 동일하거나 다르게 형성될 수 있다. 이와 마찬가지로, 제1 내지 제4 발광 영역(EA1 내지 EA4)에 각각 형성된 발광소자(LE)들의 개수는 서로 동일하거나 다르게 형성될 수 있다.
제1 발광 영역(EA1)의 면적, 제2 발광 영역(EA2)의 면적, 제3 발광 영역(EA3)의 면적, 및 제4 발광 영역(EA4)의 면적이 실질적으로 동일할 수 있으나, 이에 한정되지 않고 서로 상이할 수도 있다. 서로 이웃하는 제1 발광 영역(EA1)과 제2 발광 영역(EA2) 사이의 거리, 서로 이웃하는 제2 발광 영역(EA2)과 제3 발광 영역(EA3) 사이의 거리, 서로 이웃하는 제1 발광 영역(EA1)과 제3 발광 영역(EA3) 사이의 거리, 및 서로 이웃하는 제3 발광 영역(EA3)과 제4 발광 영역(EA4) 사이의 거리가 실질적으로 동일할 수 있으나, 서로 상이할 수도 있다. 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1 발광 영역(EA1)이 제1 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제2 광을 발광하며, 제3 발광 영역(EA3)과 제4 발광 영역(EA4)이 제3 광을 발광할 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 발광 영역(EA1)이 제2 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제1 광을 발광하고, 제3 및 제4 발광 영역(EA3, EA4)이 제3 광을 발광할 수 있다. 또는, 제1 발광 영역(EA1)이 제3 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제2 광을 발광하고, 제1 및 제4 발광 영역(EA3, EA4)이 제1 광을 발광할 수 있다. 또는, 제1 내지 제4 발광 영역(EA1 내지 EA4) 중 적어도 하나의 발광 영역이 제4 광을 발광할 수 있다. 제4 광은 노란색 파장 대역의 광일 수 있다. 즉, 제4 광의 메인 피크 파장은 대략 550㎚ 내지 600㎚에 위치할 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 4는 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 일 실시예에 따른 단면도이다. 그리고, 도 5는 도 4의 제1 발광 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이며, 도 6은 도 5의 발광소자를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 4 내지 도 6을 참조하면, 표시 장치(10)의 표시 패널은 표시 기판(20) 및 표시 기판(20) 상에 배치된 파장 변환부(30)를 포함할 수 있다.
표시 기판(20)의 제1 기판(110) 상에는 배리어막(BR)이 배치될 수 있다. 제1 기판(110)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(110)은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있다. 제1 기판(110)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
배리어막(BR)은 투습에 취약한 제1 기판(110)을 통해 침투하는 수분으로부터 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들과 발광소자부(LEP)를 보호하기 위한 막이다. 배리어막(BR)은 교번하여 적층된 복수의 무기막들로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 배리어막(BR)은 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 및 알루미늄옥사이드층 중 하나 이상의 무기막이 교번하여 적층된 다중막으로 형성될 수 있다.
배리어막(BR) 상에는 각각의 트랜지스터(T1, T2, T3)들이 배치될 수 있다. 각각의 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들은 액티브층(ACT1), 게이트 전극(G1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1)을 포함한다.
배리어막(BR) 상에는 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 액티브층(ACT1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1)이 배치될 수 있다. 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 액티브층(ACT1)은 다결정 실리콘, 단결정 실리콘, 저온 다결정 실리콘, 비정질 실리콘, 또는 산화물 반도체를 포함한다. 제1 기판(110)의 두께 방향인 제3 방향(Z축 방향)에서 게이트 전극(G1)과 중첩하는 액티브층(ACT1)은 채널 영역으로 정의될 수 있다. 소스 전극(S1)과 드레인 전극(D1)은 제3 방향(Z축 방향)에서 게이트 전극(G1)과 중첩하지 않는 영역으로, 실리콘 반도체 또는 산화물 반도체에 이온 또는 불순물이 도핑되어 도전성을 가질 수 있다.
박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 액티브층(ACT1), 소스 전극(S1), 및 드레인 전극(D1) 상에는 게이트 절연층(130)이 배치될 수 있다. 게이트 절연층(130)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연층(130) 상에는 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 게이트 전극(G1)이 배치될 수 있다. 게이트 전극(G1)은 제3 방향(Z축 방향)에서 액티브층(ACT1)과 중첩할 수 있다. 게이트 전극(G1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 게이트 전극(G1) 상에는 제1 층간 절연막(141)이 배치될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제1 층간 절연막(141)은 복수의 무기막으로 형성될 수 있다.
제1 층간 절연막(141) 상에는 커패시터 전극(CAE)이 배치될 수 있다. 커패시터 전극(CAE)은 제3 방향(Z축 방향)에서 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들의 게이트 전극(G1)과 중첩할 수 있다. 제1 층간 절연막(141)이 소정의 유전율을 가지므로, 커패시터 전극(CAE), 게이트 전극(G1), 및 그들 사이에 배치된 제1 층간 절연막(141)에 의해 커패시터가 형성될 수 있다. 커패시터 전극(CAE)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
커패시터 전극(CAE) 상에는 제2 층간 절연막(142)이 배치될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다. 제2 층간 절연막(142)은 복수의 무기막으로 형성될 수 있다.
제2 층간 절연막(142) 상에는 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)이 배치될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)은 게이트 절연층(130), 제1 층간 절연막(141), 및 제2 층간 절연막(142)을 관통하는 제1 연결 콘택홀(ANCT1)을 통해 박막 트랜지스터(ST1)의 드레인 전극(D1)에 연결될 수 있다. 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제1 애노드 연결 전극(ANDE1) 상에는 박막 트랜지스터(T1, T2, T3)들로 인한 단차를 평탄화하기 위한 제1 평탄화막(160)이 배치될 수 있다. 제1 평탄화막(160)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제1 평탄화막(160) 상에는 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)이 배치될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)은 제1 평탄화막(160)을 관통하는 제2 연결 콘택홀(ANCT2)을 통해 제1 애노드 연결 전극(ANDE1)에 연결될 수 있다. 제2 애노드 연결 전극(ANDE2)은 몰리브덴(Mo), 알루미늄(Al), 크롬(Cr), 금(Au), 티타늄(Ti), 니켈(Ni), 네오디뮴(Nd) 및 구리(Cu) 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어진 단일층 또는 다중층으로 형성될 수 있다.
제2 애노드 연결 전극(ANDE2) 상에는 제2 평탄화막(180)이 배치될 수 있다. 제2 평탄화막(180)은 아크릴 수지(acryl resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드 수지(polyamide resin), 폴리이미드 수지(polyimide resin) 등의 유기막으로 형성될 수 있다.
제2 평탄화막(180) 상에는 발광소자부(LEP)가 형성될 수 있다. 발광소자부(LEP)는 복수의 화소 전극(PE1, PE2, PE3), 복수의 발광소자(LE), 및 공통 전극(CE)을 포함할 수 있다.
복수의 화소 전극(PE1, PE2, PE3)은 제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)을 포함할 수 있다. 제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)은 발광소자(LE)의 제1 전극으로 작용할 수 있으며, 애노드 전극 또는 캐소드 전극일 수 있다. 제1 화소 전극(PE1)은 제1 발광 영역(EA1)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제2 화소 전극(PE2)은 제2 발광 영역(EA2)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제3 화소 전극(PE3)은 제3 발광 영역(EA3)에 위치하되 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제1 화소 전극(PE1)은 절연층(130)을 관통하여 제1 스위칭 소자(T1)와 연결되고 제2 화소 전극(PE2)은 절연층(130)을 관통하여 제2 스위칭 소자(T2)와 연결되고, 제3 화소 전극(PE3)은 절연층(130)을 관통하여 제3 스위칭 소자(T3)와 연결될 수 있다.
제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)은 반사형 전극일 수 있다. 제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)은 Ti(Titanium)이나 구리(Cu) 또는 Ti(Titanium)과 구리(Cu)의 합금 재질로 형성될 수도 있다. 또한. Ti(Titanium)과 구리(Cu)의 적층막 구조를 가질 수도 있다. 또한, 제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)은 TiO2(Titanium oxide), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 또는 MgO(magnesium oxide)의 일함수가 높은 물질층과 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca), Ti(Titanium), 구리(Cu) 또는 이들의 혼합물 등과 같은 반사성 물질층이 적층된 적층막 구조를 가질 수도 있다. 일함수가 높은 물질층이 반사성 물질층보다 위층에 배치되어 발광소자(LE)에 가깝게 배치될 수 있다. 제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3)은 ITO/Mg, ITO/MgF, ITO/Ag, ITO/Ag/ITO의 다층 구조를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3) 상에 뱅크(BNL)가 위치할 수 있다. 뱅크(BNL)는 제1 화소 전극(PE1)을 노출하는 개구부, 제2 화소 전극(PE2)을 노출하는 개구부 및 제3 화소 전극(PE3)을 노출하는 개구부를 포함할 수 있으며, 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2), 제3 발광 영역(EA3) 및 비발광 영역(NEA)을 정의할 수 있다. 즉, 제1 화소 전극(PE1) 중 뱅크(BNL)에 의해 커버되지 않고 노출되는 영역은 제1 발광 영역(EA1)일 수 있다. 제2 화소 전극(PE2) 중 뱅크(BNL)에 의해 커버되지 않고 노출되는 영역은 제2 발광 영역(EA2)일 수 있다. 제3 화소 전극(PE3) 중 뱅크(BNL)에 의해 커버되지 않고 노출되는 영역은 제3 발광 영역(EA3)일 수 있다. 그 외에 뱅크(BNL)가 위치하는 영역은 비발광 영역(NEA)일 수 있다.
뱅크(BNL)는 유기 절연 물질을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에서 뱅크(BNL)는 후술하는 파장 변환부(30)의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 및 차광 부재(BK)와 중첩할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 뱅크(BNL)는 차광 부재(BK)와 완전히 중첩할 수 있다. 또한 뱅크(BNL)는 제1 컬러 필터(CF1), 제2 컬러 필터(CF2) 및 제3 컬러 필터(CF3)와 중첩할 수 있다.
제1 화소 전극(PE1), 제2 화소 전극(PE2) 및 제3 화소 전극(PE3) 상에 복수의 발광소자(LE)가 배치될 수 있다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 발광소자(LE)는 제1 발광 영역(EA1), 제2 발광 영역(EA2), 및 제3 발광 영역(EA3) 각각에 배치될 수 있다. 발광소자(LE)는 제3 방향(DR3)으로 길게 연장되는 수직 발광 다이오드 소자일 수 있다. 즉, 발광소자(LE)의 제3 방향(DR3)의 길이는 수평 방향의 길이보다 길 수 있다. 수평 방향의 길이는 제1 방향(DR1)의 길이 또는 제2 방향(DR2)의 길이를 가리킨다. 예를 들어, 발광소자(LE)의 제3 방향(DR3)의 길이는 대략 1 내지 5㎛일 수 있다.
각각의 발광소자(LE)는 마이크로 LED(micro light emitting diode)일 수 있다. 발광소자(LE)는 표시 기판(20)의 두께 방향, 즉 제3 방향(DR3)에서 연결 전극(125), 제1 반도체층(SEM1), 전자 저지층(EBL), 활성층(MQW), 초격자층(SLT), 제2 반도체층(SEM2), 및 제3 반도체층(SEM3)을 포함할 수 있다. 연결 전극(125), 제1 반도체층(SEM1), 전자 저지층(EBL), 활성층(MQW), 초격자층(SLT), 제2 반도체층(SEM2), 및 제3 반도체층(SEM3)은 제3 방향(DR3)으로 순차적으로 적층될 수 있다.
발광소자(LE)는 폭이 높이보다 긴 원통형, 디스크형(disk), 브릿지형 또는 로드형(rod)의 형상을 가질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 발광소자(LE)는 로드, 와이어, 튜브 등의 형상, 정육면체, 직육면체, 육각 기둥형 등 다각기둥의 형상을 갖거나, 일 방향으로 연장되되 외면이 부분적으로 경사진 형상 등 다양한 형태를 가질 수 있다.
연결 전극(125)은 복수의 화소 전극(PE1, PE2, PE3) 각각의 상부에 배치될 수 있다. 하기에서는 제1 화소 전극(PE1) 상에 배치된 발광소자(LE)를 예로 설명한다.
연결 전극(125)은 제1 화소 전극(PE1)과 접착하여 발광소자(LE)에 발광 신호를 인가하는 역할을 할 수 있다. 연결 전극(125)은 오믹(Ohmic) 연결 전극일 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않고, 쇼트키(Schottky) 연결 전극일 수도 있다. 발광소자(LE)는 적어도 하나의 연결 전극(125)을 포함할 수 있다. 도 7 및 도 8에서는 발광소자(LE)가 하나의 연결 전극(125)을 포함하는 것을 도시하고 있으나, 이에 한정되지 않는다. 경우에 따라서 발광소자(LE)는 더 많은 수의 연결 전극(125)을 포함하거나, 생략될 수도 있다. 후술하는 발광소자(LE)에 대한 설명은 연결 전극(125)의 수가 달라지거나 다른 구조를 더 포함하더라도 동일하게 적용될 수 있다.
연결 전극(125)은 일 실시예에 따른 표시 장치(10)에서 발광소자(LE)가 제1 화소 전극(PE1)과 전기적으로 연결될 때, 발광소자(LE)와 제1 화소 전극(PE1) 사이의 저항을 감소시키고 접착성을 향상시킬 수 있다. 연결 전극(125)은 전도성이 있는 금속 산화물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 연결 전극(125)은 ITO일 수 있다. 연결 전극(125)은 하부의 제1 화소 전극(PE1)과 직접 접촉하여 연결되므로, 제1 화소 전극(PE1)과 동일한 물질로 이루어질 수 있다. 또한, 연결 전극(125)은 알루미늄(Al)과 같이 반사율이 높은 금속 재질의 반사 전극이나 니켈(Ni)을 포함하는 확산 방지층을 선택적으로 더 포함할 수 있다. 이에 따라, 연결 전극(125)과 제1 화소 전극(PE1) 간의 접착성이 향상되어 접촉 특성이 증가될 수 있다.
도 6을 참조하면, 예시적인 실시예에서, 제1 화소 전극(PE1)은 하부 전극층(P1), 반사층(P2) 및 상부 전극층(P3)을 포함할 수 있다. 하부 전극층(P1)은 제1 화소 전극(PE1)의 최하부에 배치되어 스위칭 소자로부터 전기적으로 연결될 수 있다. 하부 전극층(P1)은 금속 산화물을 포함하며, 예를 들어, TiO2(Titanium oxide), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 또는 MgO(magnesium oxide)를 포함할 수 있다.
반사층(P2)은 하부 전극층(P1) 상에 배치되어, 발광소자(LE)로부터 방출되는 광을 상부로 반사시킬 수 있다. 반사층(P2)은 반사율이 높은 금속을 포함할 수 있으며, 예를 들어, 은(Ag), 마그네슘(Mg), 알루미늄(Al), 백금(Pt), 납(Pd), 금(Au), 니켈(Ni), 네오듐(Nd), 이리듐(Ir), 크롬(Cr), 리튬(Li), 칼슘(Ca) 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
상부 전극층(P3)은 반사층(P2) 상에 배치되어, 발광소자(LE)에 직접 접촉할 수 있다. 상부 전극층(P3)은 반사층(P2)과 발광소자(LE)의 연결 전극(125) 사이에 배치되어, 연결 전극(125)과 직접 접촉할 수 있다. 상술한 바와 같이, 연결 전극(125)은 금속 산화물로 이루어지며, 상부 전극층(P3) 또한 연결 전극(125)과 동일하게 금속 산화물로 이루어질 수 있다.
상부 전극층(P3)은 Ti(Titanium)이나 구리(Cu) 또는 Ti(Titanium)과 구리(Cu)의 합금 재질로 형성될 수도 있다. 또한. Ti(Titanium)과 구리(Cu)의 적층막 구조를 가질 수도 있다. 또한, 상부 전극층(P3)은 TiO2(Titanium oxide), ITO(indium tin oxide), IZO(indium zinc oxide), ZnO(zinc oxide), ITZO(indium tin zinc oxide) 또는 MgO(magnesium oxide)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서 연결 전극(125)이 ITO로 이루어진 경우, 제1 화소 전극(PE1)은 ITO/Ag/ITO의 다층 구조로 이루어질 수 있다.
제1 반도체층(SEM1)은 연결 전극(125) 상에 배치될 수 있다. 제1 반도체층(SEM1)은 p형 반도체일 수 있으며, AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, p형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제1 반도체층(SEM1)은 p형 도펀트가 도핑될 수 있으며, p형 도펀트는 Mg, Zn, Ca, Se, Ba 등일 수 있다. 예를 들어, 제1 반도체층(SEM1)은 p형 Mg로 도핑된 p-GaN일 수 있다. 제1 반도체층(SEM1)의 두께는 30㎚ 내지 200㎚의 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
전자 저지층(EBL)은 제1 반도체층(SEM1) 상에 배치될 수 있다. 전자 저지층(EBL)은 너무 많은 전자가 활성층(MQW)으로 흐르는 것을 억제 또는 방지하기 위한 층일 수 있다. 예를 들어, 전자 저지층(EBL)은 p형 Mg로 도핑된 p-AlGaN일 수 있다. 전자 저지층(EBL)의 두께는 10㎚ 내지 50㎚의 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 또한, 전자 저지층(EBL)은 생략될 수 있다.
활성층(MQW)은 전자 저지층(EBL) 상에 배치될 수 있다. 활성층(MQW)은 제1 반도체층(SEM1)과 제2 반도체층(SEM2)을 통해 인가되는 전기 신호에 따라 전자-정공 쌍의 결합에 의해 광을 발광할 수 있다.
활성층(MQW)은 단일 또는 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함할 수 있다. 활성층(MQW)이 다중 양자 우물 구조의 물질을 포함하는 경우, 복수의 우물층(well layer)과 배리어층(barrier layer)이 서로 교번하여 적층된 구조일 수도 있다. 이때, 우물층은 InGaN으로 형성되고, 배리어층은 GaN 또는 AlGaN으로 형성될 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 우물층의 두께는 대략 1 내지 4㎚이고, 배리어층의 두께는 3㎚ 내지 10㎚일 수 있다.
또는, 활성층(MQW)은 밴드갭(Band gap) 에너지가 큰 종류의 반도체 물질과 밴드갭 에너지가 작은 반도체 물질들이 서로 교번적으로 적층된 구조일 수도 있고, 발광하는 광의 파장대에 따라 다른 3족 내지 5족 반도체 물질들을 포함할 수도 있다. 활성층(MQW)이 방출하는 광은 제1 광으로 제한되지 않고, 경우에 따라 제2 광(녹색 파장 대역의 광) 또는 제3 광(적색 파장 대역의 광)을 방출할 수도 있다.
구체적으로, 활성층(MQW)은 인듐(In)의 함량에 따라 방출하는 광의 색이 달라질 수 있다. 예를 들어, 인듐(In)의 함량이 감소할수록 활성층이 방출하는 광의 파장 대역이 적색 파장 대역으로 이동하고, 인듐(In)의 함량이 증가할수록 방출하는 광의 파장 대역이 청색 파장 대역으로 이동할 수 있다. 일 예로, 인듐(In)의 함량을 15% 이내로 하면 활성층(MQW)은 메인 피크 파장이 대략 600㎚ 내지 750㎚의 범위를 갖는 적색 파장 대역의 제1 광을 방출할 수도 있다. 이와 달리, 일 예로, 인듐(In)의 함량을 25%로 하면 활성층(MQW)은 메인 피크 파장이 대략 480㎚ 내지 560㎚의 범위를 갖는 녹색 파장 대역의 제2 광을 방출할 수 있다. 또한, 인듐(In)의 함량을 35% 이상으로 하면 활성층(MQW)은 메인 피크 파장이 대략 370㎚ 내지 460㎚의 범위를 갖는 청색 파장 대역의 제3 광을 방출할 수 있다. 도 6을 통해서는 활성층(MQW)이 메인 피크 파장이 대략 370㎚ 내지 460㎚의 범위를 갖는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 예를 설명하기로 한다.
활성층(MQW) 상에는 초격자층(SLT)이 배치될 수 있다. 초격자층(SLT)은 제2 반도체층(SEM2)과 활성층(MQW) 사이의 응력을 완화하기 위한 층일 수 있다. 예를 들어, 초격자층(SLT)은 InGaN 또는 GaN로 형성될 수 있다. 초격자층(SLT)의 두께는 대략 50 내지 200㎚일 수 있다. 초격자층(SLT)은 생략될 수 있다.
제2 반도체층(SEM2)은 초격자층(SLT) 상에 배치될 수 있다. 제2 반도체층(SEM2)은 n형 반도체일 수 있다. 제2 반도체층(SEM2)은 AlxGayIn1-x-yN(0≤x≤1,0≤y≤1, 0≤x+y≤1)의 화학식을 갖는 반도체 재료를 포함할 수 있다. 예를 들어, n형으로 도핑된 AlGaInN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중에서 어느 하나 이상일 수 있다. 제2 반도체층(SEM2)은 n형 도펀트가 도핑될 수 있으며, n형 도펀트는 Si, Ge, Sn 등일 수 있다. 예를 들어, 제2 반도체층(SEM2)은 n형 Si로 도핑된 n-GaN일 수 있다. 제2 반도체층(SEM2)의 두께는 2㎛ 내지 4㎛의 범위를 가질 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
제3 반도체층(SEM3)은 제2 반도체층(SEM2) 상에 배치될 수 있다. 제3 반도체층(SEM3)은 제2 반도체층(SEM2)과 공통 전극(CE) 사이에 배치될 수 있다. 제3 반도체층(SEM3)은 언도프드(Undoped) 반도체일 수 있다. 제3 반도체층(SEM3)은 제2 반도체(SEM2)와 동일한 물질을 포함하되, n형 또는 p형 도펀트로 도핑되지 않은 물질일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제3 반도체층(SEM3)은 도핑되지 않은 InAlGaN, GaN, AlGaN, InGaN, AlN 및 InN 중 적어도 어느 하나일 수 있으나, 이에 한정되지 않는다.
뱅크(BNL) 및 복수의 화소 전극(PE1, PE2, PE3) 상에 평탄화층(PLL)이 배치될 수 있다. 평탄화층(PLL)은 후술하는 공통 전극(CE)이 형성될 수 있도록 하부의 단차를 평탄화시킬 수 있다. 평탄화층(PLL)은 복수의 발광소자(LE)의 적어도 일부, 예를 들어 상부가 평탄화층(PLL)의 상부로 돌출될 수 있도록 소정 높이로 형성될 수 있다. 즉, 제1 화소 전극(PE1)의 상면을 기준으로 평탄화층(PLL)의 높이는 발광소자(LE)의 높이보다 작을 수 있다.
평탄화층(PLL)은 하부 단차를 평탄화시킬 수 있도록 유기물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 평탄화층(PLL)은 아크릴계 수지(polyacrylates resin), 에폭시 수지(epoxy resin), 페놀 수지(phenolic resin), 폴리아미드계 수지(polyamides resin), 폴리이미드계 수지(polyimides rein), 불포화 폴리에스테르계 수지(unsaturated polyesters resin), 폴리페닐렌계 수지(poly phenylenethers resin), 폴리페닐렌설파이드계 수지(polyphenylenesulfides resin) 또는 벤조사이클로부텐(benzocyclobutene, BCB) 등을 포함할 수 있다.
평탄화층(PLL) 및 복수의 발광소자(LE) 상에 공통 전극(CE)이 배치될 수 있다. 구체적으로, 공통 전극(CE)은 발광소자(LE)가 형성된 제1 기판(110)의 일면에 배치되며, 표시 영역(DA) 및 비표시 영역(NDA) 전체적으로 배치될 수 있다. 공통 전극(CE)은 표시 영역(DA)에서 각 발광 영역(EA1, EA2, EA3)들과 중첩하여 배치되며, 광이 출사될 수 있도록 얇은 두께로 이루어질 수 있다.
공통 전극(CE)은 복수의 발광소자(LE)의 상면 및 측면에 직접 배치될 수 있다. 공통 전극(CE)은 발광소자(LE)의 측면 중 제2 반도체층(SEM2) 및 제3 반도체층(SEM3)에 직접 접촉할 수 있다. 도 6에 도시된 바와 같이, 공통 전극(CE)은 복수의 발광소자(LE)를 덮으며, 복수의 발광소자(LE)를 공통적으로 연결하여 배치되는 공통층일 수 있다. 도전성을 가진 제2 반도체층(SEM2)은 발광소자(LE)들에서 각각 패턴된 구조이기 때문에, 각 발광소자(LE)에 공통 전압이 인가될 수 있도록 공통 전극(CE)이 각 발광소자(LE)의 제2 반도체층(SEM2)의 측면에 직접 접촉할 수 있다.
공통 전극(CE)은 제1 기판(110)에 전체적으로 배치되어 공통 전압이 인가되므로 낮은 저항을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 또한, 공통 전극(CE)은 광을 투과시키기 용이하도록 얇은 두께로 형성될 수 있다. 예를 들어, 공통 전극(CE)은 알루미늄(Al), 은(Ag), 구리(Cu) 등과 같은 낮은 저항을 갖는 물질을 포함할 수 있다. 공통 전극(CE)의 두께는 대략 10Å 내지 200Å 일 수 있으나 이에 한정되지 않는다.
상술한 발광소자(LE)들은 연결 전극(125)을 통해 화소 전극으로부터 화소 전압 또는 애노드 전압을 공급받고, 공통 전극(CE)을 통해 공통 전압을 공급받을 수 있다. 발광소자(LE)는 화소 전압과 공통 전압 간의 전압 차에 따라 소정의 휘도로 광을 발광할 수 있다.
본 실시예에서는 화소 전극(PE1, PE2, PE3)들 상에 복수의 발광소자(LE), 즉 무기발광 다이오드를 배치함으로써, 외부의 수분이나 산소에 취약한 유기발광 다이오드의 단점을 배제시키고 수명 및 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
한편, 비발광 영역(NEA)에 배치된 뱅크(BNL) 상에 제1 유기층(FOL)이 배치될 수 있다.
제1 유기층(FOL)은 비발광 영역(NEA)과 중첩하며 발광 영역(EA1, EA2, EA3)들과 비중첩하여 배치될 수 있다. 제1 유기층(FOL)은 뱅크(BNL) 상에 직접 배치되며, 인접한 복수의 화소 전극(PE1, PE2, PE3)과 이격하여 배치될 수 있다. 제1 유기층(FOL)은 제1 기판(110) 상에 전체적으로 배치되되, 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3)을 둘러싸며 배치될 수 있다. 제1 유기층(FOL)은 전체적으로 격자 형상으로 배치될 수 있다.
제1 유기층(FOL)은 후술하는 제조 공정에서 설명할 바와 같이, 비발광 영역(NEA)인 제1 유기층(FOL) 상에 접촉하는 복수의 발광소자(LE)를 탈착시키는 역할을 할 수 있다. 제1 유기층(FOL)은 레이저 광이 조사되면, 에너지를 흡수하여 순간적으로 온도가 상승하여 어블레이션(Ablation)된다. 이에 따라, 제1 유기층(FOL)의 상면에 접촉한 복수의 발광소자(LE)는 제1 유기층(FOL)의 상면으로부터 탈착될 수 있다.
제1 유기층(FOL)은 폴리이미드계 화합물을 포함할 수 있다. 제1 유기층(FOL)의 폴리이미드계 화합물은 308nm 파장의 광, 예를 들어, 레이저 광을 흡수할 수 있도록 시아노기(cyano group)를 포함할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 제1 유기층(FOL)과 뱅크(BNL)는 각각 폴리이미드계 화합물을 포함하나, 서로 다른 폴리이미드계 화합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 뱅크(BNL)는 시아노기를 포함하지 않는 폴리이미드계 화합물로 이루어지고, 제1 유기층(FOL)은 시아노기를 포함하는 폴리이미드계 화합물로 이루어질 수 있다. 308nm 파장의 레이저 광에 대해, 제1 유기층(FOL)의 투과율은 뱅크(BNL)의 투과율보다 작을 수 있으며, 뱅크(BNL)의 투과율은 약 60% 이상이고 제1 유기층(FOL)의 투과율은 0%일 수 있다. 또한, 308nm 파장의 레이저 광에 대한 제1 유기층(FOL)의 흡수율은 100%일 수 있다. 제1 유기층(FOL)은 약 2Å 내지 10㎛ 범위의 두께로 이루어질 수 있다. 제1 유기층(FOL)의 두께가 2Å 이상이면 308nm 파장의 레이저 광의 흡수율을 향상시킬 수 있다. 제1 유기층(FOL)의 두께가 10㎛ 이하이면, 제1 유기층(FOL)과 화소 전극(PE1) 사이의 단차가 커지는 것을 방지하여 후술하는 공정에서 화소 전극 상에 발광소자(LE)를 용이하게 접착할 수 있다.
발광소자부(LEP) 상에 파장 변환부(30)가 배치될 수 있다. 파장 변환부(30)는 격벽(PW), 파장 변환층(QDL), 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들, 차광 부재(BK) 및 보호층(PTL)을 포함할 수 있다.
격벽(PW)은 표시 영역(DPA)의 공통 전극(CE) 상에 배치되며, 뱅크(BNL)와 함께 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA2)을 구획할 수 있다. 격벽(PW)은 제1 방향(DR1) 및 제2 방향(DR2)으로 연장되도록 배치되며, 표시 영역(DA) 전체에서 격자 형태의 패턴으로 이루어질 수 있다. 또한, 격벽(PW)은 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3)과 비중첩하며, 비발광 영역(NEA)과 중첩할 수 있다.
격벽(PW)은 하부의 공통 전극(CE)을 노출하는 복수의 개구부(OP1, OP2, OP3)들을 포함할 수 있다. 복수의 개구부(OP1, OP2, OP3)들은 제1 발광 영역(EA1)과 중첩하는 제1 개구부(OP1), 제2 발광 영역(EA2)과 중첩하는 제2 개구부(OP2), 및 제3 발광 영역(EA3)과 중첩하는 제3 개구부(OP3)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 개구부(OP1, OP2, OP3)들은 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3)에 대응될 수 있다. 즉, 제1 개구부(OP1)가 제1 발광 영역(EA1)에 대응되고, 제2 개구부(OP2)가 제2 발광 영역(EA2)에 대응되며, 제3 개구부(OP3)가 제3 발광 영역(EA3)에 대응될 수 있다.
격벽(PW)은 제1 및 제2 파장 변환층(QDL1,QDL2)이 형성되기 위한 공간을 제공하는 역할을 할 수 있다. 이를 위해, 격벽(PW)은 소정의 두께로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 격벽(PW)의 두께는 1㎛ 내지 10㎛ 범위로 이루어질 수 있다. 격벽(PW)은 소정의 두께로 이루어질 수 있도록, 유기 절연 물질을 포함할 수 있다. 유기 절연 물질은 예를 들어, 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등을 포함할 수 있다.
제1 파장 변환층(QDL1)은 제1 개구부(OP1) 내에 각각 배치될 수 있다. 제1 파장 변환층(QDL1)은 서로 이격된 도트 형상의 섬 패턴으로 이루어질 수 있다. 제1 파장 변환층(QDL1)은 제1 베이스 수지(BRS1) 및 제1 파장 변환 입자(WCP1)를 포함할 수 있다. 제1 베이스 수지(BRS1)는 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 베이스 수지(BRS1)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등을 포함할 수 있다. 제1 파장 변환 입자(WCP1)는 양자점(QD, quantum dot), 양자 막대, 형광 물질 또는 인광 물질일 수 있다. 예를 들어 양자점은 전자가 전도대에서 가전자대로 전이하면서 특정한 색을 방출하는 입자상 물질일 수 있다.
상기 양자점은 반도체 나노 결정 물질일 수 있다. 상기 양자점은 그 조성 및 크기에 따라 특정 밴드갭을 가져 빛을 흡수한 후 고유의 파장을 갖는 광을 방출할 수 있다. 상기 양자점의 반도체 나노 결정의 예로는 IV족계 나노 결정, II-VI족계 화합물 나노 결정, III-V족계 화합물 나노 결정, IV-VI족계 나노 결정 또는 이들의 조합 등을 들 수 있다.
제1 파장 변환층(QDL1)은 제1 발광 영역(EA1)의 제1 개구부(OP1)에 형성될 수 있다. 제1 파장 변환층(QDL1)은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장의 광으로 변환 또는 시프트시켜 출사할 수 있다. 제1 파장 변환층(QDL1)은 발광소자(LE)로부터 발광된 청색의 일부를 제1 광인 적색과 유사한 광으로 변환할 수 있다. 제1 파장 변환층(QDL1)에서는 적색과 유사한 광을 출사함으로써 제1 컬러 필터(CF1)를 통해 제1 광인 적생의 광으로 변환되도록 할 수 있다.
제2 파장 변환층(QDL2)은 제2 개구부(OP2) 내에 각각 배치될 수 있다. 제2 파장 변환층(QDL2)은 서로 이격된 도트 형상의 섬 패턴으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제2 파장 변환층(QDL2)은 제2 발광 영역(EA2)에 중첩하여 배치될 수 있다. 제2 파장 변환층(QDL2)은 제2 베이스 수지(BRS2) 및 제2 파장 변환 입자(WCP2)를 포함할 수 있다. 제2 베이스 수지(BRS2)는 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 이에, 제2 파장 변환층(QDL2)은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장의 광으로 변환 또는 시프트시켜 출사할 수 있다. 제2 파장 변환층(QDL2)은 발광소자(LE)로부터 발광된 청색 광의 일부를 제2 광인 녹색과 유사한 광으로 변환할 수 있다. 제2 파장 변환층(QDL2)에서는 녹색과 유사한 광을 출사함으로써 제2 컬러 필터(CF2)를 통해 제1 광인 적생의 광으로 변환되도록 할 수 있다.
제3 발광 영역(EA3)에는 제3 개구부(OP3)에 투명한 투광성 유기 물질만 형성되어, 발광소자(LE)로부터 발광된 청색 광이 제3 컬러 필터(CF3)를 통 그대로 출사될 수 있도록 한다.
복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들은 격벽(PW), 제1 및 제2 파장 변환층(QDL1,QDL2) 상에 배치될 수 있다. 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들은 복수의 개구부(OP1, OP2, OP3) 및 제1 및 제2 파장 변환층(QDL1,QDL2)들과 중첩하여 배치될 수 있다. 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들은 제1 컬러 필터(CF1), 제2 컬러 필터(CF2), 및 제3 컬러 필터(CF3)를 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터(CF1)는 제1 발광 영역(EA1)과 중첩하여 배치될 수 있다. 또한, 제1 컬러 필터(CF1)는 격벽(PW)의 제1 개구부(OP1) 상에서 제1 개구부(OP1)와 중첩하여 배치될 수 있다. 제1 컬러 필터(CF1)는 발광소자(LE)에서 발광된 제1 광을 투과시키고, 제2 광과 제3 광을 흡수 또는 차단할 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 필터(CF1)는 청색 파장 대역의 광을 투과시키고, 그 외의 녹색, 적색 등의 파장 대역의 광을 흡수 또는 차단할 수 있다.
제2 컬러 필터(CF2)는 제2 발광 영역(EA2)과 중첩하여 배치될 수 있다. 또한, 제2 컬러 필터(CF2)는 격벽(PW)의 제2 개구부(OP2) 상에서 제2 개구부(OP2)와 중첩하여 배치될 수 있다. 제2 컬러 필터(CF2)는 제2 광을 투과시키고, 제1 광과 제3 광을 흡수 또는 차단할 수 있다. 예를 들어, 제2 컬러 필터(CF2)는 녹색 파장 대역의 광을 투과시키고, 그 외의 청색, 적색 등의 파장 대역의 광을 흡수 또는 차단할 수 있다.
제3 컬러 필터(CF3)는 제3 발광 영역(EA3)과 중첩하여 배치될 수 있다. 또한, 제3 컬러 필터(CF3)는 격벽(PW)의 제3 개구부(OP3) 상에서 제3 개구부(OP3)와 중첩하여 배치될 수 있다. 제3 컬러 필터(CF3)는 제3 광을 투과시키고, 제1 광과 제2 광을 흡수 또는 차단할 수 있다. 예를 들어, 제3 컬러 필터(CF3)는 적색 파장 대역의 광을 투과시키고, 그 외의 청색, 녹색 등의 파장 대역의 광을 흡수 또는 차단할 수 있다.
복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들 각각의 평면 면적은 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3) 각각의 평면 면적보다 클 수 있다. 예를 들어, 제1 컬러 필터(CF1)는 제1 발광 영역(EA1)의 평면 면적보다 클 수 있다. 제2 컬러 필터(CF2)는 제2 발광 영역(EA2)의 평면 면적보다 클 수 있다. 제3 컬러 필터(CF3)는 제3 발광 영역(EA3)의 평면 면적보다 클 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않으며, 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들 각각의 평면 면적은 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3) 각각의 평면 면적과 동일할 수도 있다.
도 5를 참조하면, 격벽(PW) 상에 차광 부재(BK)가 배치될 수 있다. 차광 부재(BK)는 비발광 영역(NEA)에 중첩하여 광의 투과를 차단할 수 있다. 차광 부재(BK)는 뱅크(BNL) 또는 격벽(PW)과 유사하게 평면상 대략 격자 형태로 배치될 수 있다. 차광 부재(BK)는 뱅크(BNL), 제1 유기층(FOL) 및 격벽(PW)과 중첩하여 배치될 수 있으며, 발광 영역(EA1, EA2, EA3)들과 비중첩할 수 있다.
일 실시예에서 차광 부재(BK)는 유기 차광 물질을 포함할 수 있으며, 유기 차광 물질의 코팅 및 노광 공정 등을 통해 형성될 수 있다. 차광 부재(BK)는 차광성을 갖는 염료 또는 안료를 포함할 수 있으며, 블랙 매트릭스일 수 있다. 차광 부재(BK)는 적어도 일부가 인접한 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들과 중첩할 수 있으며, 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들은 차광 부재(BK)의 적어도 일부 상에 배치될 수도 있다.
복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 및 차광 부재(BK) 상에 보호층(PTL)이 배치될 수 있다. 제1 보호층(PTL)은 표시 장치(10)의 최상부에 배치되어 하부의 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 및 차광 부재(BK)를 보호할 수 있다. 보호층(PTL)의 일면, 예를 들어 하면은 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 및 차광 부재(BK)의 상면에 각각 접촉할 수 있다.
보호층(PTL)은 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)와 차광 부재(BK)를 보호하기 위해, 무기 절연성 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제1 보호층(PTL)은 실리콘 산화물(SiOx), 실리콘 질화물(SiNx), 실리콘 산질화물(SiOxNy), 산화 알루미늄(AlxOy), 질화 알루미늄(AlN) 등을 포함할 수 있으나, 이에 한정되지 않는다. 제1 보호층(PTF1)은 소정 두께로 이루어질 수 있으며, 예를 들어, 0.01 내지 1㎛의 범위로 이루어질 수 있다. 다만, 이에 한정되지 않는다.
이하, 표시 기판(20)의 화소 전극(PE1, PE2, PE3)들 상에 배치된 복수의 발광소자(LE), 즉 마이크로 LED들을 가압 및 부착하는 표시 패널의 제조 장치에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
도 7은 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다. 그리고, 도 8은 도 7에 도시된 제조 장치의 상부면을 개략적으로 나타낸 정면도이다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 표시 패널의 제조 장치는 로딩 플레이트(210), 가압 플레이트(300), 플레이트 이송부(410), 레이저 광학 부재(600), 광 흡수 부재(500), 발열 부재, 가압 플레이트(300)의 반사 패턴(330)을 포함한다.
로딩 플레이트(210)의 전면 또는 상부면에는 복수의 발광소자(LE)가 배열된 표시 기판(20)이 안착된다. 로딩 플레이트(210)는 정사각, 직사각 등의 다각형의 평면 플레이트 형상으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 로딩 플레이트(210)는 원형, 타원형 등의 평면 플레이트 형상으로 형성될 수도 있다. 이하에서는 로딩 플레이트(210)가 정사각형의 평면 플레이트 형상으로 형성된 예를 설명하기로 한다. 로딩 플레이트(210)는 표시 기판(20)을 고정시키고, 표시 기판(20)의 배면으로 열을 인가할 수 있다. 이를 위해, 로딩 플레이트(210)는 발열 부재를 포함하거나 발열 부재와 직접적으로 연결될 수 있다.
가압 플레이트(300)는 로딩 플레이트(210)와 제3 방향(DR3)으로 이격되어 로딩 플레이트(210)의 전면에 배치되며, 가압 플레이트(300)의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한면이 측면의 플레이트 이송부(410)와 결착된다.
가압 플레이트(300)는 유리, 석영, 실리콘 등 적어도 하나의 투명성 재질을 포함하여 투명 또는 반투명한 평면 플레이트 형태로 형성된다. 가압 플레이트(300)는 전면이나 배면으로 인가되는 레이저 광이 그 반대 방향인 전면이나 배면으로 투과되도록 한다.
가압 플레이트(300)는 플레이트 이송부(410)에 의해 표시 기판(20)과 가까워지는 표시 기판(20) 방향 또는 표시 기판(20)과 멀어지는 반대 방향으로 이동될 수 있다. 가압 플레이트(300)는 플레이트 이송부(410)에 의해 표시 기판(20)과 가까워지는 표시 기판(20) 방향으로 이동하여, 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)를 표시 기판(20) 방향으로 가압할 수 있다.
가압 플레이트(300)는 레이저 광학 부재(600)로부터 인가되는 광을 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 반사시켜서, 레이저 광의 반사 경로를 변경시키는 반사 패턴(330)을 포함한다.
반사 패턴(330)은 가압 플레이트(300)에 내장되어 가압 플레이트(300)와 일체로 형성되며, 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함한다.
반사 패턴(330)의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 반사 부재의 단면은 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각 형상으로 형성될 수 있으며, 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성된다.
반사 패턴(330)은 복수의 발광소자(LE)가 배열된 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)을 제외하고, 표시 기판(20)의 외곽 영역인 비표시 영역(NDA)과 대응되는 가압 플레이트(300)의 외곽 영역에 내장될 수 있다.
또한, 반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 영역들을 제외한, 발광소자(LE)들의 사이 영역들과 대응되는 가압 플레이트(300)의 중심부 사이 영역들에 내장될 수 있다.
다시 말해, 반사 패턴(330)은 평면 형태로 평판형의 가압 플레이트(300)에 내장되며, 반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 개구부들을 포함할 수 있다.
플레이트 이송부(410)는 가압 플레이트(300)의 적어도 어느 한 측면 방향에 배치되어, 가압 플레이트(300)의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한면과 결착된다.
플레이트 이송부(410)는 적어도 하나의 이송 모듈을 포함하며, 적어도 하나의 이송 모듈에 의해 로딩 플레이트(210)와 가까워지는 로딩 플레이트(210) 방향, 또는 로딩 플레이트(210)와 멀어지는 반대 방향으로 이동될 수 있다. 이에 따라, 플레이트 이송부(410)는 로딩 플레이트(210)의 전면에 배치된 가압 플레이트(300)와 결착되어, 가압 플레이트(300)를 표시 기판(20)과 가까워지는 표시 기판(20) 방향 또는 표시 기판(20)과 멀어지는 반대 방향으로 이동시킬 수 있다. 이러한 플레이트 이송부(410)는 가압 플레이트(300)를 표시 기판(20) 방향으로 이동시켜서 가압 플레이트(300)로 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)를 표시 기판(20)으로 가압할 수 있다. 플레이트 이송부(410)의 이송 모듈은 적어도 하나의 컨베이어, 모터, 체인, 롤러, 기어 등을 포함할 수 있다.
레이저 광학 부재(600)는 가압 플레이트(300)의 전면에 배치되어 가압 플레이트(300)를 통해 표시 기판(20)으로 레이저 광을 조사한다. 레이저 광학 부재(600)는 제조 장치의 가장 상부면에 배치될 수 있다. 레이저 광학 부재(600)는 하부면의 로딩 플레이트(210) 방향으로 레이저 광을 조사하며, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 광은 반사 패턴(330)의 개구부들을 투과하여 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가된다.
반면, 가압 플레이트(300)의 반사 패턴(330)으로 인가된 레이저 광은 반사 패턴(330)의 기울기에 의해 광 흡수 부재(500) 방향으로 반사된다. 이에 따라, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 레이저 광은 반사 패턴(330)의 개구부들로 투과되어 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가될 수 있다. 즉, 반사 패턴(330)의 개구부들을 투과한 레이저 광만 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가된다.
광 흡수 부재(500)는 가압 플레이트(300)의 반사 패턴(330)으로부터 반사된 레이저 광을 흡수한다. 광 흡수 부재(500)는 플레이트 이송부(410)와 결착된 거치 부재(510)에 의해 플레이트 이송부(410) 상에 배치되며, 플레이트 이송부(410)와 동일한 방향으로 동시에 이동될 수 있다.
광 흡수 부재(500)는 거치 부재(510)에 의해 반사 패턴(330)이 배치된 방향으로 배치되며, 반사 패턴(330)이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치될 수 있다.
도 9는 도 7 및 도 8에 도시된 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다. 그리고, 도 10은 도 9에 도시된 I - I' 라인의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 반사 패턴(330)은 복수의 발광소자(LE)가 배열된 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)을 제외하고, 표시 기판(20)의 외곽 영역인 비표시 영역(NDA)과 대응되는 가압 플레이트(300)의 외곽 영역에 내장될 수 있다.
반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 영역들을 제외한, 발광소자(LE)들의 사이 영역들과 대응되는 가압 플레이트(300)의 중심부 사이 영역들에 내장될 수 있다.
다시 말해, 반사 패턴(330)은 평면 형태로 평판형의 가압 플레이트(300)에 내장되며, 반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 개구부들을 포함할 수 있다.
도 10과 같이, 반사 패턴(330)의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 반사 부재의 단면은 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각 형상으로 형성될 수 있으며, 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성된다.
도 11은 일 실시예에 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 11을 참조하면, 먼저 플레이트 이송부(410)는 로딩 플레이트(210)의 전면에 배치된 가압 플레이트(300)와 결착되어, 가압 플레이트(300)를 표시 기판(20)과 가까워지는 표시 기판(20) 방향으로 이동시킬 수 있다.
플레이트 이송부(410)는 가압 플레이트(300)를 표시 기판(20) 방향으로 이동시켜서 가압 플레이트(300)로 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)를 표시 기판(20)으로 가압할 수 있다.
이후, 플레이트 이송부(410)는 가압 플레이트(300)를 표시 기판(20)과 멀어지는 반대 방향으로 이동시킬 수 있다.
한편, 레이저 광학 부재(600)는 가압 플레이트(300)를 통해 표시 기판(20)으로 레이저 광을 조사한다. 특히, 레이저 광학 부재(600)는 AA 화살표로 도시된 바와 같이, 하부면의 로딩 플레이트(210) 방향으로 레이저 광을 조사하며, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 광은 반사 패턴(330)의 개구부들을 투과하여 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가된다.
반면, 가압 플레이트(300)의 반사 패턴(330)으로 인가된 레이저 광은 BB 화살표로 도시된 바와 같이, 반사 패턴(330)의 기울기에 의해 광 흡수 부재(500) 방향으로 반사된다. 이에 따라, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 레이저 광 중에서는 반사 패턴(330)의 개구부들로 투과된 광만 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가될 수 있다. 즉, 반사 패턴(330)의 개구부들을 투과한 레이저 광만 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가될 수 있다.
도 12는 다른 일 실시예에 따른 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다.
도 12를 참조하면, 반사 패턴(330)은 복수의 발광소자(LE)가 배열된 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)을 제외하고, 표시 기판(20)의 외곽 영역인 비표시 영역(NDA)과 대응되는 가압 플레이트(300)의 외곽 영역에 내장될 수 있다.
도 13은 도 12의 가압 플레이트를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 레이저 광학 부재(600)는 AA 화살표로 도시된 바와 같이, 하부면의 로딩 플레이트(210) 방향으로 레이저 광을 조사한다. 여기서, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 광은 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)과 대응되는 하나의 개구부를 투과하여 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가된다.
반면, 표시 기판(20)의 비표시 영역(NDA)과 대응되는 반사 패턴(330)으로 인가된 레이저 광은 BB 화살표로 도시된 바와 같이, 반사 패턴(330)의 기울기에 의해 광 흡수 부재(500) 방향으로 반사된다. 이에 따라, 레이저 광학 부재(600)로부터 조사된 레이저 광 중에서는 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)과 대응되는 하나의 개구부로 투과된 광만 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가될 수 있다. 즉, 표시 영역(DPA)과 대응되는 개구부를 투과한 레이저 광만 표시 기판(20) 상에 배열된 복수의 발광소자(LE)로 인가될 수 있다.
도 14는 또 다른 일 실시예에 따른 가압 플레이트의 반사 패턴 형상을 보여주는 정면도이다. 그리고, 도 15는 도 14에 도시된 C - C' 라인의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 반사 패턴(330)은 가압 플레이트(300)와 별도로 가압 플레이트(300)의 전면이나 배면에 배치되며, 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함한다.
반사 패턴(330)의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성될 수 있다. 여기서, 반사 부재의 단면은 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각 형상으로 형성될 수 있으며, 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 광 흡수 부재(500)가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성된다.
반사 패턴(330)은 복수의 발광소자(LE)가 배열된 표시 기판(20)의 표시 영역(DPA)을 제외하고, 표시 기판(20)의 외곽 영역인 비표시 영역(NDA)과 대응되는 가압 플레이트(300)의 외곽 영역에 부착되거나 실장될 수 있다.
또한, 반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 영역들을 제외한, 발광소자(LE)들의 사이 영역들과 대응되는 가압 플레이트(300)의 중심부 사이 영역들에 부착되거나 실장될 수 있다.
다시 말해, 반사 패턴(330)은 평면 형태로 평판형 가압 플레이트(300)의 전면이나 배면에 배치되며, 반사 패턴(330)은 표시 기판(20)에 배열된 발광소자(LE)들과 대응되는 개구부들을 포함할 수 있다.
도 16은 다른 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다. 그리고, 도 17은 도 16에 도시된 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 광 흡수 부재(500)는 가압 플레이트(300)의 반사 패턴(330)으로부터 반사된 레이저 광을 흡수한다. 이를 위해, 광 흡수 부재(500)는 가압 플레이트(300)와 결착된 거치 부재(510)에 의해 가압 플레이트(300) 상에 배치되며, 가압 플레이트(300)와 동일한 방향으로 동시에 이동될 수 있다.
광 흡수 부재(500)는 거치 부재(510)에 의해 반사 패턴(330)이 배치된 방향으로 배치되며, 반사 패턴(330)이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치될 수 있다.
도 18은 또 다른 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 일 측 단면도이다. 그리고, 도 19는 도 18에 도시된 제조 장치를 이용한 마이크로 LED 전사 방법을 보여주는 일 측 단면도이다.
도 18 및 도 19를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 제조 장치는 로딩 플레이트(210), 플레이트 이송부(410), 광 흡수 부재(500), 및 레이저 광학 부재(600)가 내부 공간에 배치되며, 내부 공간을 밀폐시키는 챔버(700)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 광 흡수 부재(500)는 가압 플레이트(300)와 결착된 거치 부재(510)에 의해 챔버(700)의 내부 벽면에 결착 및 고정될 수 있다.
광 흡수 부재(500)는 거치 부재(510)에 의해 반사 패턴(330)이 배치된 방향으로 배치되며, 반사 패턴(330)이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치될 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
10: 표시 장치
20: 표시 기판
210: 로딩 플레이트
300: 가압 플레이트
410: 플레이트 이송부
500: 광 흡수 부재
510: 거치 부재
600: 레이저 광학 부재
700: 챔버

Claims (20)

  1. 표시 기판이 안착되는 로딩 플레이트;
    상기 로딩 플레이트의 전면에 배치된 가압 플레이트를 표시 기판 방향으로 이동시켜서 상기 가압 플레이트로 상기 표시 기판상에 배열된 복수의 발광소자를 가압하는 플레이트 이송부;
    상기 가압 플레이트의 전면에 배치되어 상기 가압 플레이트를 통해 상기 표시 기판으로 레이저 광을 조사하는 레이저 광학 부재; 및
    상기 가압 플레이트의 반사 패턴으로부터 반사된 레이저 광을 흡수하는 광 흡수 부재를 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 가압 플레이트는
    상기 로딩 플레이트와 전면에 마주하는 방향으로 이격되어 상기 로딩 플레이트의 전면에 배치되며, 상기 가압 플레이트의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한 면이 측면 방향의 상기 플레이트 이송부와 결착되는 표시 패널의 제조 장치.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 가압 플레이트는
    투명 또는 반투명한 평면 플레이트 형태로 형성되어 전면이나 배면으로 인가되는 레이저 광을 그 반대 방향인 전면이나 배면으로 투과시키며,
    상기 플레이트 이송부에 의해 상기 표시 기판과 가까워지는 방향 또는 상기 표시 기판과 멀어지는 반대 방향으로 이동하고,
    상기 플레이트 이송부에 의해 상기 표시 기판 방향으로 이동하여 상기 표시 기판상에 배열된 복수의 발광소자를 상기 표시 기판 방향으로 가압하는 표시 패널의 제조 장치.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 가압 플레이트에 내장되어 상기 가압 플레이트와 일체로 형성되며, 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 반사 패턴의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성되며, 상기 단면이 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각형상으로 형성되고,
    상기 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성된 표시 패널의 제조 장치.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 복수의 발광소자가 배열된 상기 표시 기판의 표시 영역을 제외하고, 상기 표시 기판의 외곽 영역인 비표시 영역과 대응되는 상기 가압 플레이트의 외곽 영역에 내장된 표시 패널의 제조 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 표시 기판의 비표시 영역과 대응되는 가압 플레이트의 외곽 영역, 및
    상기 표시 기판의 표시 영역에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역들을 제외한 상기 발광소자들의 사이 영역들과 대응되는 상기 가압 플레이트의 중심부 사이 영역들에 내장되는 표시 패널의 제조 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    평면 형태로 평판형의 상기 가압 플레이트에 내장되며, 상기 반사 패턴은 상기 표시 기판에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역에 형성된 개구부들을 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 가압 플레이트와 별도로 상기 가압 플레이트의 전면이나 배면에 배치되며, 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기를 갖는 반사 부재를 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 반사 패턴의 반사 부재는 단면이 삼각 형상인 삼각산 형상으로 형성되며, 상기 단면이 직각 삼각형, 정삼각형, 이등변 삼각형 중 적어도 어느 한 삼각형상으로 형성되고,
    상기 반사 부재의 전면 방향 어느 한 면은 상기 광 흡수 부재가 배치된 방향으로 미리 설정된 기울기로 기울어지도록 형성된 표시 패널의 제조 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 복수의 발광소자가 배열된 상기 표시 기판의 표시 영역을 제외하고, 상기 표시 기판의 외곽 영역인 비표시 영역과 대응되는 상기 가압 플레이트의 외곽 영역에 부착되거나 실장된 표시 패널의 제조 장치.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    상기 표시 기판의 비표시 영역과 대응되는 가압 플레이트의 외곽 영역, 및
    상기 표시 기판의 표시 영역에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역들을 제외한 상기 발광소자들의 사이 영역들과 대응되는 상기 가압 플레이트의 중심부 사이 영역들에 부착되거나 실장되는 표시 패널의 제조 장치.
  13. 제11 항에 있어서,
    상기 반사 패턴은
    평면 형태로 평판형 상기 가압 플레이트의 전면이나 배면에 배치되며, 상기 반사 패턴은 상기 표시 기판에 배열된 발광소자들과 대응되는 영역에 형성된 개구부들을 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 플레이트 이송부는
    상기 가압 플레이트의 적어도 어느 한 측면 방향에 배치되어, 상기 가압 플레이트의 측면 방향 외주면, 전면 및 배면의 외곽부 중 적어도 한면과 결착되며,
    적어도 하나의 이송 모듈에 의해 상기 로딩 플레이트와 가까워지는 방향 또는 상기 로딩 플레이트와 멀어지는 반대 방향으로 이동되는 표시 패널의 제조 장치.
  15. 제14 항에 있어서,
    상기 플레이트 이송부는
    상기 로딩 플레이트의 전면에 배치된 상기 가압 플레이트와 결착되어, 상기 가압 플레이트를 상기 표시 기판과 가까워지는 방향 또는 상기 표시 기판과 멀어지는 반대 방향으로 이동시키는 표시 패널의 제조 장치.
  16. 제14 항에 있어서,
    상기 광 흡수 부재는
    상기 플레이트 이송부와 결착된 거치 부재에 의해 상기 플레이트 이송부 상에 배치되며, 상기 플레이트 이송부와 동일한 방향으로 동시에 이동되는 표시 패널의 제조 장치.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 광 흡수 부재는
    상기 거치 부재에 의해 상기 반사 패턴이 배치된 방향으로 배치되며, 상기 반사 패턴이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치된 표시 패널의 제조 장치.
  18. 제14 항에 있어서,
    상기 광 흡수 부재는
    상기 가압 플레이트와 결착된 거치 부재에 의해 상기 가압 플레이트 상에 배치되며, 상기 가압 플레이트와 동일한 방향으로 동시에 이동되는 표시 패널의 제조 장치.
  19. 제1 항에 있어서,
    상기 로딩 플레이트, 상기 플레이트 이송부, 상기 광 흡수 부재, 및 상기 레이저 광학 부재가 내부 공간에 배치되며, 상기 내부 공간을 밀폐시키는 챔버를 더 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  20. 제19 항에 있어서,
    상기 광 흡수 부재는
    거치 부재에 의해 상기 반사 패턴이 배치된 방향으로 배치되며, 상기 반사 패턴이 배치된 방향과 마주하도록 미리 설정된 기울기로 기울어져 배치된 표시 패널의 제조 장치.
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