KR20240040493A - 자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 개시는 디스플레이 모듈 및 디스플레이 모듈의 제조 방법을 제공한다. 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈은 기판 및 기판 상에 형성된 복수의 픽셀을 포함한다. 복수의 픽셀 각각은, 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 자발광 소자, 제1 자발광 소자 상에 배치되고, 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하는 제1 색 변환 층 및 제2 자발광 소자 상에 배치되고, 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 제2 색 변환 층;을 포함하고, 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광을 산란시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함한다.

Description

자발광 소자 상에 형성된 색 변환 층을 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법{DISPLAY MODULE INCLUDING COLOR CONVERSION LAYER FORMED ON SELF LUMINESCENCE ELEMENT AND MANUFACTURING METHOD AS THE SAME}
본 개시는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다. 보다 상세하게는 자발광 소자 및 자발광 소자 상에 형성된 색 변환층를 포함하는 디스플레이 모듈 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
최근 전자 기술의 발달로, 양자점을 이용하여 영상을 표시하는 디스플레이 모듈 및 장치의 이용이 증가하고 있다. 양자점은 디스플레이 모듈에 포함된 자발광 소자가 발광하는 광을 흡수한 후 흡수된 광과 다른 파장 영역의 광을 방출한다. 이때, 양자점은 자발광 소자 상에 형성된 색 변환층에 포함될 수 있는데, 양자점 기반의 디스플레이의 경우, 양자점이 포함된 색 변환 층 내에서 복수의 산란 입자를 함께 포함한다. 복수의 산란 입자는 양자점에 흡수되지 않고 방출되는 광을 산란 시키기 위하는 역할을 수행한다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈은 기판 및 상기 기판 상에 형성된 복수의 픽셀을 포함한다. 상기 복수의 픽셀 각각은 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 자발광 소자를 포함한다. 상기 복수의 픽셀 각각은 상기 제1 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하는 제1 색 변환을 포함한다. 상기 복수의 픽셀 각각은 상기 제2 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 제2 색 변환 층을 포함한다. 상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 상기 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광을 산란시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함한다.
여기서, 상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm이다.
또한, 상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자이다.
또한, 상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 2.5% 내지 9% 이다.
또한, 상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 복수의 산란 입자를 더 포함한다.
또한, 상기 제1 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제1 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고, 상기 제2 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제2 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이다.
한편, 상기 제1, 제2 및 제3 자발광 소자는, 청색 마이크로 LED(Blue Micro Light Emitting Diode)이다.
여기서, 상기 복수의 제1 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 적색 파장의 광을 방출하고, 상기 복수의 제2 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 녹색 파장의 광을 방출한다.
한편, 본 개시의 디스플레이 모듈은 상기 제1 색 변환 층 상에 배치된 제1 컬러 필터 및 상기 제2 색 변환 층 상에 배치된 제2 컬러 필터;를 더 포함한다.
여기서, 본 개시의 디스플레이 모듈은 상기 제3 자발광 소자 상에 배치되는 제1 투명 수지층 및 상기 제1 색 변환 층 상에 배치되면, 상기 제1 및 제2 컬러 필터가 위치하는 평면 상에 배치되는 제2 투명 수지층을 더 포함한다.
이상과 같은 목적을 달성하기 위한 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법은 제1 기판 상에 복수의 서브 픽셀에 대응하는 제1 내지 제3 자발광 소자를 실장하는 단계를 포함한다. 또한 디스플레이 모듈의 제조 방법은 제2 기판 상에 형성된 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제1 및 제2 자발광 소자에 대응되는 영역에 복수의 기포 입자를 포함하는 제1 및 제2 색 변환 층을 형성하고, 상기 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제3 자발광 소자에 대응되는 영역에 투명 수지층을 형성하는 단계를 포함한다. 또한 디스플레이 모듈의 제조 방법은 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 밀착시켜, 상기 제1 및 제2 자발광 소자 상에 상기 복수의 색 변환 층을 합착시키고, 상기 제3 자발광 소자 상에 상기 투명 수지층을 합착시키는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 제1 색 변환 층은, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하고, 상기 제2 색 변환 층은, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 상기 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함한다. 여기서, 상기 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광은, 상기 제1 및 제2 색 변환 층에 포함된 복수의 기포 입자에 의해 산란된다.
여기서, 상기 형성하는 단계는, 제2 기판 상에 기 설정된 간격으로 복수의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계, 상기 제2 기판 상에 형성된 상기 복수의 블랙 매트릭스 사이에 컬러 필터를 형성하는 단계 및 복수의 서브 픽셀에 대응하는 영역으로 구획되도록 각각의 블랙 매트릭스 상에 격벽을 형성하는 단계를 포함한다.
또한, 상기 제조 방법은 상기 제1 색 변환 층이 상기 제1 자발광 소자와 대응하고, 상기 제2 색 변환 층이 상기 제2 자발광 소자에 대응하고, 상기 투명 수지층이 상기 제3 자발광 소자에 대응하도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 정렬하는 단계를 더 포함한다.
또한, 상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm이다.
또한, 상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자이다.
또한, 상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 2.5% 내지 9% 이다.
또한, 상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 복수의 산란 입자를 더 포함한다.
여기서, 상기 복수의 제1 양자점 각각의 크기는, 상기 복수의 제2 양자점 각각의 크기 보다 크고, 상기 제1 색 변환 층에 포함된 복수의 산란 입자의 수는, 상기 제2 색 변환 층에 포함된 복수의 산란 입자의 수 보다 많다.
또한, 상기 제1 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제1 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고, 상기 제2 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제2 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이다.
한편, 상기 제1, 제2 및 제3 자발광 소자는, 청색 마이크로 LED(Blue Micro Light Emitting Diode)이다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 정면도이다.
도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 블록도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 기포 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기포 입자 및 산란 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기포 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 휘도 유지율을 나타낸 도면이다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법에 관한 개략적인 순서도이다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 기포 입자를 포함하는 제1 색변환층을 제조하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
본 명세서에서 사용되는 용어에 대해 간략히 설명하고, 본 개시에 대해 구체적으로 설명하기로 한다.
본 개시의 실시 예에서 사용되는 용어는 본 개시에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 개시의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 개시에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 개시의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 명세서에서, "가진다," "가질 수 있다," "포함한다," 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
A 또는/및 B 중 적어도 하나라는 표현은 "A" 또는 "B" 또는 "A 및 B" 중 어느 하나를 나타내는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 사용된 "제1," "제2," "첫째," 또는 "둘째,"등의 표현들은 다양한 구성요소들을, 순서 및/또는 중요도에 상관없이 수식할 수 있고, 한 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위해 사용될 뿐 해당 구성요소들을 한정하지 않는다.
어떤 구성요소(예: 제1 구성요소)가 다른 구성요소(예: 제2 구성요소)에 "(기능적으로 또는 통신적으로) 연결되어((operatively or communicatively) coupled with/to)" 있다거나 "접속되어(connected to)" 있다고 언급된 때에는, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나, 다른 구성요소(예: 제3 구성요소)를 통하여 연결될 수 있다고 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 개시에서 "모듈" 혹은 "부"는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의 "모듈" 혹은 복수의 "부"는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 "모듈" 혹은 "부"를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서(미도시)로 구현될 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 영상 표시용 자발광 소자(Self-luminescence element)인 마이크로 발광 다이오드(Micro Light Emitting Diode, 이하 마이크로 LED로 지칭한다.)를 구비한 디스플레이 패널일 수 있다. 디스플레이 모듈은 평판 디스플레이 패널 중 하나로 각각 100 마이크로미터 이하인 복수의 무기 발광 다이오드(inorganic LED)로 구성되어 백 라이트가 필요한 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, 이하 LCD로 지칭한다.) 패널에 비해 더 나은 대비, 응답 시간 및 에너지 효율을 제공한다. 디스플레이 모듈은 영상 표시용으로 사용되는 마이크로 발광 다이오드가 자발광 소자이므로 별도의 백라이트를 구비할 필요가 없다.
본 개시에서, 무기 발광 소자인 마이크로 LED는 유기 발광 다이오드(Organic LED, 이하 OLED로 지칭한다.)보다 밝기, 발광 효율, 수명이 길다. 마이크로 LED는 전원이 공급되는 경우 스스로 광을 방출할 수 있는 반도체 칩일 수 있다. 마이크로 LED는 빠른 반응속도, 낮은 전력, 높은 휘도를 가지고 있다. 예를 들면, 마이크로 LED는 기존의 LCD 또는 OLED에 비해 전기를 광자로 변환시키는 효율이 더 높다. 즉, 기존 LCD 또는 OLED 디스플레이에 비해 "와트당 밝기"가 더 높다. 이에 따라 마이크로 LED는 기존의 LED(가로, 세로, 높이가 각각 100㎛를 초과한다) 또는 OLED에 비해 약 절반 정도의 에너지로도 동일한 밝기를 낼 수 있게 된다. 이외에도 마이크로 LED는 높은 해상도, 우수한 색상, 명암 및 밝기 구현이 가능하여, 넓은 범위의 색상을 정확하게 표현할 수 있으며 야외에서도 선명한 화면을 구현할 수 있다. 그리고 마이크로 LED는 번인(burn in) 현상에 강하고 발열이 적어 변형 없이 긴 수명이 보장된다. 마이크로 LED는 애노드 및 캐소드 전극이 동일한 제1 면에 형성되고 발광 면이 상기 전극들이 형성된 제1 면의 반대 측에 위치한 제2 면에 형성된 플립 칩(Flip chip) 구조를 가질 수 있다.
본 개시에서, 하나의 픽셀은 적어도 3개의 서브 픽셀을 포함할 수 있다. 하나의 서브 픽셀은 영상 표시용 자발광 소자(Self-luminescence element)로서, 예를 들면 마이크로 LED, 청색 마이크로 LED(Blue micro light emitting diode) 또는 UV 마이크로 LED(Ultraviolet micro light emitting diode)를 의미할 수 있다. 여기서, 청색 마이크로 LED는 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하는 자발광 소자이고, UV 마이크로 LED는 자외선 파장 대역(360~410 nm)의 광을 방출하는 자발광 소자일 수 있다.
본 개시에서, 하나의 서브 픽셀은 하나의 마이크로 자발광 소자와 함께 이에 대응하는 색 변환 층 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 색 변환 층은 마이크로 자발광 소자에서 발산되는 광에 의해 여기 되어 소정 파장 대역의 색상을 방출할 수 있다. 색 변환 층은 나노 형광체 또는 양자 점을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
본 개시에서, 하나의 서브 픽셀 영역은 하나의 서브 픽셀에서 방출되는 광에 의해 해당 서브 픽셀의 색상이 발현되는 영역을 의미한다. 본 개시에서는 서브 픽셀이 대응하는 색 변환 층의 일면의 면적(가로 길이 × 세로 길이)이 서브 픽셀의 발광 면의 면적보다 클 수 있다. 이 경우, 서브 픽셀 영역은 색 변환 층의 면적에 대응할 수 있다.
본 개시에서, 기판은 전면(front surface)에 TFT(Thin Film Transistor) 회로가 형성된 TFT층이 배치되고, 후면(rear surface)에 TFT 회로에 전원을 공급하는 전원 공급 회로와 데이터 구동 드라이버, 게이트 구동 드라이버 및 각 구동 드라이버를 제어하는 타이밍 컨트롤러가 배치될 수 있다. TFT층에 배열된 다수의 픽셀은 TFT 회로에 의해 구동될 수 있다.
본 개시에서, 기판은 글라스 기판, 합성수지 계열(예를 들면, PI(Polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PES(Polyethersulfone), PEN(Polyethylene Naphthalate), PC(Polycarbonate) 등)의 기판이나 세라믹 기판을 사용할 수 있다.
본 개시에서, 기판의 전면(front surface)에는 TFT 회로가 형성된 TFT층이 배치되고, 기판의 후면에는 회로가 배치되지 않을 수 있다. TFT층은 기판 상에 일체로 형성되거나 별도의 필름 형태로 제작되어 글라스 기판의 일면에 부착될 수 있다.
본 개시에서, 기판의 전면은 활성 영역과 비활성 영역으로 구분될 수 있다. 활성 영역은 기판의 전면에서 TFT층이 점유하는 영역에 해당할 수 있고, 비활성 영역은 기판의 전면에서 TFT층이 점유하는 영역을 제외한 영역일 수 있다.
본 개시에서, 기판의 에지 영역은 글라스 기판의 최 외곽 영역일 수 있다. 또한, 기판의 에지 영역은 기판의 회로가 형성된 영역을 제외한 나머지 영역일 수 있다. 또한, 기판의 에지 영역은 기판의 측면에 인접한 기판의 전면 일부와 기판의 측면에 인접한 기판의 후면 일부를 포함할 수 있다. 기판은 사각형(quadrangle type)으로 형성될 수 있다. 구체적으로, 기판은 직사각형(rectangle) 또는 정사각형(square)으로 형성될 수 있다. 기판의 에지 영역은 글라스 기판의 4변 중 적어도 하나의 변을 포함할 수 있다.
본 개시에서, TFT층(또는 백 플레인(backplane))을 구성하는 TFT는 특정 구조나 타입으로 한정되지 않는다, 예를 들면, 본 개시에서 인용된 TFT는 LTPS TFT(Low-temperature polycrystalline silicon TFT) 외 oxide TFT 및 Si TFT(poly silicon, a-silicon), 유기 TFT, 그래핀 TFT 등으로도 구현될 수 있으며, Si 웨이퍼 CMOS 공정에서 P 타입(or N 타입) MOSFET만 만들어 적용할 수도 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈의 픽셀 구동 방식은 AM(Active Matrix) 구동 방식 또는 PM(Passive Matrix) 구동 방식일 수 있다. 디스플레이 모듈은 AM 구동 방식 또는 PM 구동 방식에 따라 각 마이크로 LED가 전기적으로 접속되는 배선의 패턴을 형성할 수 있다.
본 개시에서, 하나의 픽셀 영역에는 복수의 PAM(Pulse Amplitude Modulation) 제어 회로가 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 각 서브 픽셀은 대응하는 PAM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다. 또한, 하나의 픽셀 영역에는 복수의 PWM(Pulse Width Modulation) 제어 회로가 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 각 서브 픽셀은 대응하는 PWM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다.
본 개시에서, 하나의 픽셀 영역에는 복수의 PAM 제어 회로 및 복수의 PWM 제어 회로가 함께 배치될 수 있다. 이 경우, 하나의 픽셀 영역에 배치된 서브 픽셀들 중 일부는 PAM 제어 회로에 의해 제어되고 나머지는 PWM 제어 회로를 통해 제어될 수 있다. 또한, 각 서브 픽셀은 PAM 제어 회로 및 PWM 제어 회로에 의해 제어될 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 TFT 기판의 측면을 따라 일정한 간격으로 배치되는 박막 두께의 다수의 측면 배선을 포함할 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 TFT 기판의 측면으로 드러나는 측면 배선을 대신하여 TFT 기판의 측면으로 드러나지 않도록 형성된 다수의 관통 배선 부재를 마련할 수 있다. 이에 따라 TFT 기판의 전면(front surface)에서 비활성 영역을 최소화하고 활성 영역을 최대화함으로써 베젤 리스화 할 수 있고 디스플레이 모듈에 대한 마이크로 LED의 실장 조밀도를 증가시킬 수 있다.
본 개시에서, 베젤 리스화를 구현하는 디스플레이 모듈은 다수를 연결하는 경우 활성 영역을 최대화할 수 있는 대형 사이즈의 멀티 디스플레이 장치를 제공할 수 있다. 이 경우 각 디스플레이 모듈은 비활성 영역을 최소화함에 따라 서로 인접한 디스플레이 모듈의 각 픽셀들 간의 피치를 단일 디스플레이 모듈 내의 각 픽셀들 간의 피치와 동일하게 유지하도록 형성할 수 있다. 이에 따라 각 디스플레이 모듈 사이의 연결부분에서 심(seam)이 시인 되지 않도록 하는 하나의 방법일 수 있다.
본 개시에서, 구동 회로는 픽셀 영역에 배치되어 적어도 2n개의 픽셀 구동을 제어하는 마이크로 IC에 의해 구현될 수 있다. 디스플레이 모듈에 마이크로 IC를 적용하는 경우, TFT층(또는 백 플레인)에는 TFT 대신에 마이크로 IC와 각각의 마이크로 LED을 연결하는 채널 층만 형성될 수 있다.
본 개시에서, 디스플레이 모듈은 단일 단위로 웨어러블 기기(wearable device), 포터블 기기(portable device), 핸드 헬드 기기(handheld device) 및 각종 디스플레이가 필요가 전자 제품이나 전장에 설치되어 적용될 수 있으며, 매트릭스 타입으로 복수의 조립 배치를 통해 PC(personal computer)용 모니터, 고해상도 TV 및 사이니지(signage)(또는, 디지털 사이니지(digital signage)), 전광판(electronic display) 등과 같은 디스플레이 장치에 적용될 수 있다.
이하에서는 첨부 도면을 참조하여 본 개시를 상세히 설명한다.
도 1은 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 정면도이고, 도 2는 본 개시의 제1 실시예에 따른 디스플레이 모듈을 나타낸 개략 블록도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 개시에 따른 디스플레이 모듈(10)은 다수의 픽셀 구동 회로(30)가 형성된 TFT 기판(20)과, TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 배열된 다수의 픽셀(100)과, 제어 신호를 생성하고 생성된 제어 신호를 다수의 픽셀 구동 회로(30)로 제공하는 패널 구동부(40)를 포함할 수 있다.
본 개시에서, 하나의 픽셀은 다수의 서프 픽셀을 포함할 수 있다. 하나의 서브 픽셀은 하나의 자발광 소자와 각 자발광 소자에 대응하는 색변환층 및 컬러 필터를 포함할 수 있다. 여기서 자발광 소자는 무기 자발광 다이오드(Inorganic　self-light emitting diode)로서 예를 들면, 100㎛ 이하(바람직하게는 30㎛ 이하)의 사이즈를 가지는 VCSEL 다이오드(Vertical Cavity Surface Emitting Laser diode) 또는 마이크로 LED(Micro light emitting diode)일 수 있다. VCSEL 다이오드 및 마이크로 LED는 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하거나 자외선 파장 대역(360~410 nm)의 광을 방출할 수 있다. 픽셀(100)의 구조는 도 3을 참조하여 하기에서 상세히 설명한다.
TFT 기판(20)은 글라스 기판(21)과, 글라스 기판(21)의 전면에 TFT(Thin Film Transistor) 회로가 포함된 TFT층(23)과, TFT층(23)의 TFT 회로와 글라스 기판의 후면 배치된 회로들(미도시)을 전기적으로 연결하는 다수의 측면 배선(25)을 포함할 수 있다.
본 개시에서, 글라스 기판(21)의 대안으로 플렉서블 재질을 가지는 합성수지 계열(예를 들면, PI(Polyimide), PET(Polyethylene Terephthalate), PES(Polyethersulfone), PEN(Polyethylene Naphthalate), PC(Polycarbonate) 등)의 기판이나 세라믹 기판을 사용할 수 있다.
TFT 기판(20)은 전면에 영상을 표현하는 활성 영역(active area)(20a)과 영상을 표현할 수 없는 비활성 영역(dummy area)(20b)을 포함할 수 있다.
활성 영역(20a)은 다수의 픽셀이 각각 배열되는 다수의 픽셀 영역(24)으로 구획될 수 있다. 다수의 픽셀 영역(24)은 다양한 형태로 구획될 수 있으며, 일 예로서 매트릭스 형태로 구획될 수 있다. 하나의 픽셀 영역(24)에는 하나의 픽셀(100, 도 3 참조)이 포함될 수 있다.
비활성 영역(20b)은 글라스 기판의 에지 영역(edge area)에 포함될 수 있으며, 에지 영역을 따라 일정한 간격을 두고 배치된 다수의 접속 패드(28a)가 형성될 수 있다. 다수의 접속 패드(28a)는 각각 배선(28b)을 통해 각 픽셀 구동 회로(30)와 전기적으로 연결될 수 있다.
비활성 영역(20b)에 형성되는 접속 패드(28a)의 개수는 글라스 기판에 구현되는 픽셀의 개수에 따라 달라질 수 있고, 활성 영역(20a)에 배치된 TFT 회로의 구동 방식에 따라 달라질 수 있다. 예를 들면, 활성 영역(20a)에 배치된 TFT 회로가 가로 라인 및 세로 라인으로 다수의 픽셀을 구동하는 PM(Passive Matrix) 구동 방식인 경우에 비해 각 픽셀을 개별적으로 구동하는 AM(Active Matrix) 구동 방식이 더 많은 배선과 접속 패드가 필요할 수 있다.
TFT층(23)은 다수의 픽셀(100)을 제어하기 위해 가로로 배치된 다수의 데이터 신호 라인과, 세로로 배치된 다수의 게이트 신호 라인과, 각 라인에 전기적으로 연결된 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 포함할 수 있다.
패널 구동부(40)는 COG(Chip on Class) 또는 COP(Chip on Plastic) 본딩 방식으로 직접 기판에 연결되거나, FOG(Film on Glass) 본딩 방식으로 별도의 FPCB를 통해 TFT 기판(20)에 간접적으로 연결될 수 있다. 패널 구동부(40)는 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 구동하여 다수의 픽셀 구동 회로(30) 각각에 전기적으로 연결된 다수의 마이크로 LED의 발광을 제어할 수 있다.
패널 구동부(40)는 제1 구동부(41)와 제2 구동부(42)를 통해 다수의 픽셀 구동 회로(30)를 라인 별로 제어할 수 있다. 제1 구동부(41)는 TFT 기판(20)에 형성된 다수의 가로 라인들을 영상 프레임당 하나의 라인씩 순차적으로 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 해당 라인에 각각 연결된 픽셀 구동 회로(30)에 전송할 수 있다. 제2 구동부(42)는 TFT 기판(20)에 형성된 다수의 세로라인들을 영상 프레임당 하나의 라인씩 순차적으로 제어하기 위한 제어 신호를 생성하고, 생성된 제어 신호를 해당 라인에 연결된 각각 연결된 픽셀 구동 회로(30)로 전송할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 기포 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다.
도 3을 참조하면, 하나의 픽셀(100)은 하나의 픽셀 영역(24, 도 1 참조)에 포함될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른, 복수의 픽셀(100) 각각은 동일한 색상의 광을 방출하는 복수의 자발광 소자를 포함한다. 구체적으로, 복수의 픽셀(100)은 제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 자발광 소자를 포함한다.
본 개시의 일 실시 예로, 제1, 제2 및 제3 자발광 소자는 각각 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하는 마이크로 LED(제1, 제2 및 제3 마이크로 LED)가 될 수 있다. 이때, 각각의 마이크로 LED는 픽셀(100)이 포함하는 각각의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 일 예로, 픽셀(100)의 제1 서브 픽셀은 제1 마이크로 LED와 대응하고, 제2 서브 픽셀은 제2 마이크로 LED와 대응하고, 제3 서브 픽셀은 제3 마이크로 LED와 대응할 수 있다. 이하에서는, 본 개시의 따른 제1, 제2 및 제3 자발광 소자를 청색 파장 대역의 광을 방출하는 마이크로 LED로 상정하여 설명하도록 한다. 이에 따라, 제1 자발광 소자를 제1 마이크로 LED, 제2 자발광 소자를 제2 마이크로 LED 그리고 제3 자발광 소자를 제3 마이크로 LED로 지칭하도록 한다.
제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)는 광이 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)의 후면(칩 전극이 위치하는 면) 및 측면으로 방출되지 않고 TFT 기판(20)의 표면에 수직한 방향인 발광면으로만 방출될 수 있도록 수직 공진 형 표면 발광 레이저(VCSEL: Vertical Cavity Surface Emitting Laser) 다이오드일 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 라미네이팅 처리된 이방성 도전 필름(ACF: Anisotropic Conductive Film)(50)을 통해 TFT 기판(20)에 전기적 및 물리적으로 연결될 수 있다.
한편, TFT 기판(20) 상에는 이방성 도전 필름이 형성될 수 있다. 이때, 이방성 도전 필름(50)은 열경화성 수지(에폭시 수지, 폴리우레탄 수지, 아크릴 수지 등)와 열경화성 수지 내에 미세한 지름(예를 들면, 3∼15㎛)을 가지는 다수의 도전 볼을 포함한다. 각 도전 볼은 폴리머 입자와 폴리머 입자의 표면에 코팅된 Au, Ni, Pd 등의 도전막을 포함할 수 있다. 이방성 도전 필름(50)은 압착 방향으로는 전도성을 가지며, 압착방향의 수직 방향으로는 절연성을 가진다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 애노드 및 캐소드 전극인 2개의 칩 전극(61a, 61b)이 발광 면의 반대 측에 형성된 플립 칩(Flip chip) 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 칩 전극(61a, 61b)은 Al, Ti, Cr, Ni, Pd, Ag, Ge, Au 중 어느 하나 또는 이들의 합금으로 이루어질 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)에 전사되면 TFT 기판(20)에 부착된 이방성 도전 필름(50)의 표면에 안착 된다. 이어서 열 압착 공정을 통해 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 함께 이방성 도전 필름(50) 내측으로 소정 깊이만큼 삽입된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 이방성 도전 필름(50)에 의해 TFT 기판(20)에 물리적으로 고정될 수 있다.
또한, 열 압착 공정에 의해 제1 마이크로 LED(61)가 TFT 기판(20)을 향해 가압됨에 따라 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)이 TFT 기판(20)의 전극 패드와 인접하게 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)과 기판 전극 패드 사이에 위치한 도전 볼에 의해 제1 마이크로 LED(61)의 칩 전극(61a, 61b)은 기판 전극 패드와 전기적으로 연결될 수 있다. 마찬가지로 제2 및 제3 마이크로 LED(62, 63) 역시 제1 마이크로 LED(61)와 마찬가지 방식으로 각 칩 전극에 대응하는 기판 전극 패드에 도전 볼을 통해 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 제1 자발광 소자 상에는 제1 색 변환 층이 배치된다. 이때, 제1 색 변환층은 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함한다. 그리고, 제2 자발광 소자 상에는 제2 색 변환층 배치된다. 이때, 제2 색 변환층은, 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함한다.
구체적으로, 제1 색변환층(71)은 제1 마이크로 LED (61)에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제1 양자점(71b)을 포함한다. 또한, 제2 색변환층(72)은 제2 마이크로 LED(62)에서 방출되는 제3 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 제2 양자점(72b)을 포함한다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 색변환층(71)은 청색 마이크로 LED(61)에서 방출되는 청생 대역의 광을 방출하는 적색 파장 대역의 광을 방출하는 적색 양자점(71a)(Quantum Dot)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 그리고 제2 색변환층(72)은 청색 마이크로 LED에서 방출되는 청색 파장 대역의 광을 흡수하여 녹색 파장 대역의 광을 방출하는 녹색 양자점을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
여기서, 양자점은 나노미터(nm, 1,000,000,000분의 1 미터) 크기의 작은 구 형태의 반도체 입자일 수 있으며, 대략 2nm 내 지 10nm 크기를 가지질 수 있다. 양자점은 카드뮴 셀레나이트(CdSe), 카드뮴 텔루라이드(CdTe), 또는 황화카드뮴(CdS) 등으로 구성된 중심체와 황화아연(ZnS)으로 구성된 표면으로 구성될 수 있다.
양자점은 크기에 따라 가전자 대역(valence band)와 전도 대역(conduction band) 사이의 에너지 밴드 갭(energy band gap)이 달라진다. 구체적으로, 양자점의 크기가 보어 반경보다 작아지면(일 예로, 양자점의 크기가 10nm로 작아지면), 양자 제한 효과(Quantum Confinement Effect)로 인하여 에너지 밴드 갭이 증가하게 된다. 에너지 밴드 갭이 증가할수록 양자점은 보다 짧은 파장의 광을 방출한다. 즉, 양자점은 크기에 따라 양자점으로부터 방출되는 광의 파장이 달라질 수 있다. 따라서, 제1 색변환층(71)에 포함된 적색 양자점(71a)의 직경은 약 7nm이고, 제2 색변환층(72)에 포함된 녹색 양자점(72a)의 직경은 대략 4nm일 수 있다.
이하에서는, 본 개시의 설명의 편의를 위해 제2 파장 대역의 광은 적색 광이며, 제3 파장 대역의 광은 녹색 광인 것으로 상정하여 설명하도록 한다.
한편, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)은 제1 및 제2 양자점의 대안으로 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 방출되는 광을 흡수하여 서로 다른 파장 대역의 광으로 변환하여 방출하는 나노 형광체를 포함할 수 있다. 나노 형광체는 종래의 입자의 직경이 수 ㎛인 형광체에 비하여 상이한 물리적인 특성을 나타낸다. 예를 들어 나노 형광체의 결정내 전자의 양자상태 에너지 준위 구조인 에너지 밴드의 갭(gap)이 커서 발광하는 광의 파장이 높은 에너지를 가지므로 발광 효율을 향상시킬 수 있다. 나노 형광체는 도포되는 면적이 벌크 구조를 가지는 형광체에 비하여 형광체의 입자 밀도가 증가함으로써 부딪히는 전자가 효과적으로 발광에 기여하여 디스플레이의 효율을 향상시킬 수 있다.
제1 색변환층(71)은 제1 마이크로 LED(61)에서 방출되는 청색 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 적색 나노 형광체는 SCASN(Si1-xCaxAlSiN3:Eu2+)일 수 있다. 이 경우 적색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
제2 색변환층(72)은 제2 마이크로 LED(62)에서 방출되는 청색 파장 대역의 광에 의해 여기(excitation)되어 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 나노 형광체를 포함할 수 있다. 예를 들면, 녹색 나노 형광체는 β-SiAlON(Si6-zAlzOzN8-z:Eu2+) 또는 SrGa2S4일 수 있다. 이 경우 녹색 나노 형광체는 입자 크기 분포 평균값(d50)이 0.5㎛미만(바람직하게는 0.1㎛ < d50 < 0.5㎛)일 수 있다.
이하에서는 본 개시의 설명의 편의를 위해, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)이 각각 복수의 적색 양자점과 복수의 녹색 양자점이 포함하는 것으로 설명하도록 한다.
제1 투명수지층(73)은 제3 마이크로 LED(63)에서 방출되는 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 제1 투명수지층(73)는 PC (Polycarbonate), PES (Polyether Sulfone), PMMA (Polymethyl Methacrylate), PVA (Polyvinyl alcohol), PI (Polyimide) 등 다양한 투명 수지로 구성될 수 있다. 한편, 제1 투명수지층(73)은 경우에 따라 생략될 수 있으며, 이때 제3 마이크로 LED(63)의 발광 면 측에는 공기 층이 존재하게 된다.
제1 및 제2 색변환층(71, 72) 각각은, 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 각각 방출되는 광을 산란 시키기 위한 복수의 기포 입자(71b, 72b)를 포함한다. 복수의 기포 입자(71b, 72b)는 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 내 분포되어 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 방출되는 광을 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 전체로 균일하게 분산시킬 수 있다. 구체적으로, 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 방출되는 광이 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 각각에 포함된 양자점(즉, 제1 색변환층(71)에 포함된 복수의 적색 양자점(71a) 및 제2 색변환층(72)에 포함된 복수의 녹색 양자점(72a))에 흡수되지 않고 방출되지 않도록, 복수의 기포 입자(71b, 72b)는, 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 각각 방출되는 광을 산란 시킨다. 이에 따라, 서브 픽셀 영역 내 휘도 산포를 감소시키고 서브 픽셀 영역 내에서 광이 집중되는 곳에서의 부분적인 열화를 방지할 수 있다.
복수의 기포 입자(71b, 72b)는 기 설정된 패턴에 따라 분포될 수 있으며, 제1 및 제2 마이크로 LED에서 방출되는 광을 일정한 범위 내에서 산란 시킬 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 지름은 0.74μm 내지 1.26μm일 수 있다.
그리고, 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 기포 입자(71b, 72b)는, 불활성 기체의 기포 입자일 수 있다. 일 예로, 복수의 기포 입자(71b, 72b)는 Ar, N2 등의 불활성 기체의 기포 입자일 수 있다.
또한, 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 각각에 대한 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은 2.5% 내지 9%일 수 있다. 여기서 부피 분율은 각각의 색 변환층(71, 72)의 부피 중 복수의 기포 입자가 차지하는 총 부피의 비율일 수 있다. 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은 각각의 색 변환층(제1 색변환층(71) 및 제2 색변환층(72))의 총 부피, 각각의 색 변환층(제1 색변환층(71) 및 제2 색변환층(72))에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 크기, 개수 등에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 본 개시의 실시 예에 따라서 각각의 색 변환층(71, 72)에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은 각각의 색 변환층(71, 72)에서 방출된 광의 파장에 따라 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, 제1 색변환층(71)에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율과 제2 색변환층에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은 각각 상이할 수 있다.
구체적으로 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 각각 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 포함된 양자 점의 크기 등에 기초하여 서로 다르게 결정될 수 있다. 일 예로, 상대적으로 큰 크기를 갖는 적색 양자점(71a)이 포함된 제1 색변환층(71)에서의 복수의 기포 입자(71b)의 부피 분율은, 상대적으로 작은 크기를 갖는 녹색 양자점(72a)이 포함된 제2 색변환층(72)에서의 복수의 기포 입자(72b)의 부피 분율보다 작을 수 있다. 즉, 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 각각에 대한 복수의 기포 입자(71b, 72b)의 부피 분율은 각각의 색변환층(즉, 제1 및 제2 색변환층(71, 72))에서 방출되는 광의 파장에 기초하여 다르게 설정될 수 있다.
제1 색변환층(71)은 광 경화성 수지 물질로 구성될 수 있다. 즉, 제1 색변환층(71)은 복수의 적색 양자점(71a)과 복수의 기포 입자(71b)가 포함된 광 경화성 수지 물질이 제1 마이크로 LED(61)상에 도포된 후 경화 됨에 따라 제1 마이크로 LED(61)상에서 형성될 수 있다. 제2 색변환층 또한 광 경화성 수지 물질로 구성될 수 있으며, 제1 색변환층(71)과 동일한 방법으로 제2 마이크로 LED(62)상에서 형성될 수 있다. 한편, 일 예로, 제1 및 제2 색변환층(71 및 72)의 광 경화성 수지는 에폭시(Epoxy), 아크릴레이트(Acrylate), 메타크릴레이트(Methacrylate), 우레탄(Urethane), 실레인(Silane) 수지일 수 있다.
또한, 픽셀(100)은 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 각각 대응하는 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)를 포함하고, 제1 투명수지층(73)에 대응하는 제2 투명수지층(83)을 포함할 수 있다.
제1 컬러 필터(81)는 제1 색변환층(71)에서 방출되는 적색 파장 대역의 광의 색상과 동일한 색상의 파장을 통과시키는 적색 컬러 필터일 수 있다. 제2 컬러 필터(82)는 제2 색변환층(72)에서 방출되는 녹색 파장 대역의 광의 색상과 동일한 색상의 파장을 통과시키는 녹색 컬러 필터일 수 있다.
제2 투명수지층(83)은 제1 투명수지층(73)을 통과한 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다. 또한, 제2 투명수지층(83)은 굴절 및 반사를 통해 광의 방향을 전면을 향하도록 하여 낭비되는 광을 최소화하고 휘도를 향상시킬 수 있는 광학 필름일 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 소정의 두께를 가지며 폭과 길이가 동일한 정사각형이거나, 폭과 길이가 상이한 직사각형으로 이루어질 수 있다. 이와 같은 마이크로 LED는 Real HDR(High Dynamic Range) 구현이 가능하고 OLED 대비 휘도 및 블랙 표현력 향상 및 높은 명암비를 제공할 수 있다. 마이크로 LED의 사이즈는 100㎛이하이거나 바람직하게는 30㎛ 이하일 수 있다.
다시 도 3을 참조하면, 픽셀(100)은 격벽(70)에 의해 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광 영역이 구획될 수 있다. 격벽(70)은 대략 격자 형상으로 형성될 수 있다. 격벽(70)에 의해 구획된 다수의 발광 영역은 각각 하나의 서브 픽셀 영역에 대응할 수 있다.
격벽(70)은 상단이 블랙 매트릭스(74)에 밀착되고 하단이 이방성 도전 필름(50)의 상면에 밀착될 수 있다. 격벽(70)에 의해 구획된 각 발광 영역에는 제1 색변환층(71), 제2 색변환층(72)와 제1 투명수지층(73)이 배치될 수 있다.
이에 따라, 제1 마이크로 LED(61)에 대응하는 제1 색변환층(71)의 측면으로 방출되는 광은 격벽(70)에 의해 반사되어 제1 컬러 필터(81)로 방출될 수 있다. 또한, 제2 마이크로 LED(62)에 대응하는 제2 색변환층(72)의 측면으로 방출되는 광은 격벽(70)에 의해 반사되어 제2 컬러 필터(82)로 방출될 수 있다.
격벽(70)은 반사체로 기능하기 위해 광 반사율이 뛰어난 백색 계열의 색상을 가질 수 있다. 여기서, 백색 계열 색상은 트루 화이트(true white) 및 오프 화이트(off-white)를 포함할 수 있다. 오프 화이트는 백색에 가까운 모든 색상을 의미한다.
격벽(70)은 반사체로서 기능할 수 있도록 높은 반사율을 가지는 금속 재질로 형성될 수도 있다. 또한, 격벽(70)의 측면에 높은 광 반사율을 가지는 금속막이 적층 형성될 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광 면은 TFT 기판(20)의 상면으로부터 대략 동일한 높이에 위치할 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 발광면은 격벽(70)의 하단보다 높은 위치에 위치할 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면의 일부는 격벽(70)을 마주할 수 있다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면에서 방출되는 광은 격벽(70)에 반사되어 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 및 제1 투명수지층(73)으로 방출될 수 있다.
이와 같이, 격벽(70)은 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면에서 방출되는 광, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)의 측면에서 방출되는 광, 제1 투명수지층(73)의 측면에서 방출되는 광을 각각 반사시켜 디스플레이 모듈(10)의 전면으로 방출시킴으로써 발광 효율을 극대화할 수 있다.
한편, 도면에 명확히 도시되지는 않았으나 제1 및 제2 색변환층(71, 72)과 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82) 사이에는 평탄화층이 배치될 수 있다. 또한, 제1 투명수지층(73)과 제2 투명수지층(83) 사이에도 평탄화층이 배치될 수 있다.
평탄화층은 제1 및 제2 색변환층(71, 72)과 제1 투명수지층(73)을 통과한 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않거나 최소화할 수 있는 재질로 이루어질 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)과 제2 투명수지층(83)사이에는 격자 형태로 형성된 블랙 매트릭스(74)에 의해 구획될 수 있다. 블랙 매트릭스(74)의 형상은 격벽(70)의 형상에 대응하도록 격자 형태로 형성될 수 있다. 이 경우, 블랙 매트릭스(74)의 폭은 격벽(70)의 폭과 유사하게 형성될 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)의 상측에는 투명커버층(90)이 형성될 수 있다. 투명커버층(90)은 픽셀(100)이 이물질에 오염되는 것을 방지하고 외력으로부터 픽셀(100)이 파손되는 것을 보호할 수 있다. 투명커버층(90)은 글라스 기판을 적용할 수 있다.
도 3에는 격벽(70), 블랙 매트릭스(74) 및 투명커버층(90)이 하나의 픽셀 단위에 대응하는 부분만 도시하지만, 격벽(70), 블랙 매트릭스(74) 및 투명커버층(90)은 TFT 기판(20)의 사이즈에 대략 대응하는 정도의 사이즈로 형성될 수 있다.
한편, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 사이즈는 각각 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 및 제1 투명수지층(73)의 사이즈보다 작게 형성된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)의 측면과 격벽(70) 사이에 갭이 형성될 수 있다.
도 4는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기포 입자 및 산란 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 단일 픽셀을 나타낸 단면도이다. 도 4에서 도시된 디스플레이 모듈을 설명함에 있어, 도 3을 바탕으로 전술한 디스플레이 모듈(10)과 동일한 구성에 대해서는 동일한 부재 번호를 부여하고 설명을 생략하도록 한다.
도 4를 참조하면, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)는 복수의 산란 입자를 더 포함할 수 있다. 구체적으로 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 각각 포함된 복수의 광 산란 입자(71c, 72c)는 TiO2, SiO2, ZrO 또는 글라스 비드(glass bead) 등으로 구성될 수 있다. 복수의 광 산란 입자는 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 내 분포되어 복수의 기포 입자(71b, 72b)와 함께 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 방출되는 광을 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 전체로 균일하게 분산시킬 수 있다.
이하에서는, 제1 색 변환층(71)에 포함된 복수의 산란 입자를 제1 산란 입자(71c)로 제2 색 변환층(72)에 포함된 복수의 산란 입자(72c)를 제2 산란 입자로 지칭하도록 한다.
본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 색변환층(71)에 포함된 복수의 적색 양자점(71a)과 복수의 산란 입자의 질량 비는 1: 0.04 내지 1:0.14일 수 있다. 구체적으로, 제1 색변환층(71)에 포함된 복수의 적색 양자점(71a)의 총 질량비와 제1 색변환층(71)에 포함된 복수의 산란 입자의 총 질량비는 1: 0.04 내지 1:0.14일 수 있다.
이와 마찬가지로 제2 색변환층(72)에 포함된 복수의 녹색 양자점(72a)과 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14일 수 있다. 즉, 제2 색변환층(72)에 포함된 복수의 녹색 양자점(72a)의 총 질량비와 제2 색변환층(72)에 포함된 복수의 산란 입자의 총 질량비는 1: 0.04 내지 1:0.14일 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따라 각각의 색 변환층(제1 및 제2 색 변환층(71, 72))에 포함된 복수의 양자점(제1 및 제2 양자점(71a, 72a)과 복수의 산란 입자(71c, 72c)의 질량 비는 양자점에서 방출되는 빛의 파장에 따라 다르게 설정될 수 있다. 구체적으로, 제1 색 변환층(71)에 포함된 복수의 적색 양자점(71a)과 복수의 제1 산란 입자의 질량 비는 제2 색 변화층(72)에 포함된 복수의 녹색 양자점(72a)과 복수의 제2 산란 입자의 질량 비와 상이할 수 있다. 이는, 각각의 색 변환층(제1 및 제2 색 변환층(71, 72))에 포함된 복수의 산란 입자(제1 및 제2 산란 입자(71c, 72c))의 개수는 각각의 색 변환층(제1 및 제2 색 변환층(71, 72))에 포함된 복수의 양자점(제1 및 제2 양자점(71a, 72a)의 크기, 개수 등에 기초하여 결정될 수 있기 때문이다.
도 5는 본 개시의 일 실시 예에 따른 기포 입자 기반의 색변환층을 포함하는 디스플레이 모듈의 휘도 유지율을 나타낸 도면이다.
도 5를 참조하면, 기존의 산란 입자 만을 이용하여 색변환층에 투과된 빛을 산란 시키는 기존의 디스플레이 모듈에 비하여, 복수의 기포 입자(71b, 72b)를 이용하여 색변환층에 투과된 빛을 산란 시키는 본 개시의 디스플레이 모듈의 경우, 더 오랜 시간 동안 90% 이상의 휘도 유지율을 갖는다. 이는, 기존의 산란 입자 만을 이용하여 색변환층에 투과된 빛을 산란 시키는 기존의 디스플레이 모듈의 경우, 색 변환층 내 복수의 양자점과 복수의 산란 입자의 질량비는 1:0.22였다. 이때, 기존의 디스플레이 모듈에서는 복수의 산란 입자는 발광 소자에서 방출되는 청색 광을 흡수함에 따라 청색 광의 손실이 발생하였다. 뿐만 아니라, 청색 광을 흡수한 산란 입자에서 라디칼이 생성됨에 따라, 생성된 라디칼에 의해 양자점의 표면이 손상되었다. 이로 인하여, 색 변환층 내 복수의 양자 점의 광 변환 효율 또한 시간이 지날수록 감소하였다. 그러나, 본 개시의 디스플레이 모듈은 색 변환층 내 복수의 기포 입자를 포함시키고 기존의 디스플레이 모듈보다 적은 양의 복수의 산란 입자를 포함시킴으로써, 복수의 산란 입자에 의한 청색 광 손실 율을 감소시키고, 라디칼에 의한 양자점의 표면 손상을 감소시켜 보다 오랜 시간 휘도를 유지할 수 있도록 한다.
도 6은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제조 방법에 관한 개략적인 순서도이다.
도 6을 참조하면, 먼저, 기판 상에 복수의 서브 픽셀에 대응하는 제1 내지 제3 자발광 소자를 실장 한다(S610).
제1 기판은 다수의 픽셀 구동 회로(30)가 형성된 TFT 기판(20)으로 구현될 수 있다. 제1 내지 제3 자발광 소자는 청색 파장 대역(450~490 nm)의 광을 방출하는 하는 마이크로 LED(61, 62, 63)일 수 있다. 한편, 각각의 마이크로 LED(61, 62, 63)는 픽셀(100)이 포함하는 각각의 서브 픽셀에 대응할 수 있다. 일 예로, 픽셀(100)의 제1 서브 픽셀은 제1 마이크로 LED와 대응하고, 제2 서브 픽셀은 제2 마이크로 LED와 대응하고, 제3 서브 픽셀은 제3 마이크로 LED와 대응할 수 있다.
그리고, 제2 기판 상에 형성된 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 제1 및 제2 자발광 소자에 대응되는 영역에 복수의 기포 입자(71b, 72b)를 포함하는 제1 및 제2 색변환층(71, 72)을 형성하고, 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 제3 자발광 소자에 대응되는 영역에 투명수지층을 형성한다(S620).
제2 기판은 도 3에서 도시된 투명커버층(90)일 수 있다. 예를 들어, 제2 기판은 글라스 기판으로 구현될 수 있다. 글라스 기판 상에 형성된 복수의 격벽으로 구획된 복수의 영역 중 제1 마이크로 LED(61)에 대응하는 영역에는 제1 색변환층(71)을 형성하고, 복수의 영역 중 제2 마이크로 LED(62)에 대응하는 영역에는 제2 색변환층(72)을 형성할 수 있다.
이때, 제1 색변환층(71)은 청색 파장 대역의 광을 흡수하여 적색 파장 대역의 광을 방출하는 적색 양자점(71a)(Quantum Dot)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다. 그리고, 제2 색변환층(72)은 청색 파장 대역의 광을 흡수하여 녹색 파장 대역의 광을 방출하는 녹색 양자점(72a)을 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 각각은, 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 각각 방출되는 청색 파장 대역의 광을 산란 시키기 위한 복수의 기포 입자(71b, 72b)를 포함할 수 있다. 이로 인하여, 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 청색 파장 대역의 광은, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)에 포함된 복수의 기포 입자(71b, 72b)에 의해 산란될 수 있다.
제1 색변환층(71)은 광 경화성 수지 물질로 구성될 수 있다. 복수의 적색 양자점(71a)과 복수의 기포 입자(71b)가 포함된 광 경화성 수지 물질을 복수의 격벽으로 구획된 복수의 영역 중 제1 마이크로 LED(61)에 대응하는 영역에서 도포하고, 광을 조사하여 도포된 경화성 물질을 경화시킬 수 있다. 이때, 도포된 경화성 물질이 경화됨에 따라 제1 마이크로 LED(61) 상에 제1 색변환층(71)이 형성될 수 있다. 제2 색변환층 또한 광 경화성 수지 물질로 구성될 수 있으며, 제1 색변환층(71)과 동일한 방법으로 제2 마이크로 LED(62)상에서 형성될 수 있다.
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 및 제2 색 변환층(71, 72)에는 복수의 산란 입자가 더 포함될 수 있다. 즉, 제1 색 변환층(71)에는 제1 마이크로 LED(61)에서 발광된 청색 파장 대역의 광을 산란 시키는 복수의 제1 산란 입자가, 제2 색 변환층(72)에는 제2 마이크로 LED(62)에서 발광된 청색 파장 대역의 광을 산란 시키는 복수의 제2 산란 입자가 더 포함될 수 있다.
이때, 본 개시의 일 실시 예에 따라, 제1 색 변환 층(71)에 포함된 복수의 제1 양자점(71a)과 복수의 산란 입자(71c)의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고, 제2 색 변환 층(72)에 포함된 복수의 제2 양자점(72a)과 복수의 산란 입자(72c)의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14일 수 있다.
한편, 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 및 투명수지층(73)을 형성(S620)한 후 제1 기판과 제2 기판을 밀착시켜, 제1 및 제2 자발광 소자(61, 62) 상에 복수의 색변환층(제1 및 제2 색 변환층(71, 72))을 합착시키고, 제3 자발광 소자 상에 투명수지층(73)을 합착시킨다(S630). 이때, 제2 기판을 제1 기판 측으로 가압하여 제1 및 제2 자발광 소자 상에 복수의 색변환층을 합착시키고, 제3 자발광 소자 상에 투명수지층을 합착시킬 수 있다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 8은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분의 공정도이다. 도 8에서는 디스플레이제1 모듈(10)의 제1 부분 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다.
도 7 및 도 8을 참조하면, 디스플레이 모듈(10)의 제1 부분은 하기와 같은 순서를 거쳐 제작될 수 있다. 여기서, 제1 부분은 디스플레이 모듈(10) 중 제2 기 판 상에 배치되는 블랙 매트릭스, 제1 및 제2 색변환층(71, 72), 제1 및 제2 투명수지층, 제1 내지 제3 컬러 필터, 및 격벽을 포함하는 부분으로 디스플레이 모듈의 상부 면 또는 상판을 구성하는 부분일 수 있다.
먼저, 투명커버층(90)의 일면에 격자 형태로 블랙 매트릭스(74)를 형성한다(S710).
일 예로, 투명커버층(90)은 소정 두께를 가지는 사각형 또는 직사각형 글라스 기판을 사용할 수 있다. 투명커버층(90)의 사이즈는 대략 TFT 기판(20)의 사이즈와 대략 대응할 수 있다.
블랙 매트릭스(74)는 격자 형상으로 이루어짐에 따라 다수의 셀을 형성하게 되는데, 각 셀은 서브 픽셀 영역이 될 수 있다. 이와 같이 블랙 매트릭스(74)의 다수의 셀 중에서 미리 설정된 셀에 컬러 필터를 형성한다(S720).
예를 들면, 제1 컬러 필터(81)를 형성하기 위해, 블랙 매트릭스(74)가 형성된 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 적색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크(미도시)를 이용해 적색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 적색 소재를 제거한다.
이어서, 제2 컬러 필터(82)를 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 녹색 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크(미도시)를 이용해 녹색이 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 녹색 소재를 제거한다.
마지막으로 제2 투명수지층(83)을 형성하기 위해, 투명커버층(90)의 일면에 전제적으로 투명 수지 소재를 균일하게 도포한다. 그 후에 마스크(미도시)를 이용해 투명 수지가 남아있어야 할 곳만 노광시키고 나머지 영역에서는 현상을 통해 투명수지 소재를 제거한다.
컬러 필터 소재 및 투명수지 소재를 투명커버층(90)에 도포하는 방식은 프린터 노즐을 이용해 전체 면에 고르게 입히는 슬릿(slit) 방식, 중앙에 액상을 뿌린 후 판을 회전시켜 도포하는 스핀(spin) 방식 등을 적용할 수 있다.
제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)이 형성되면, 블랙 매트릭스의 상면에 격자 형태의 격벽(70)을 형성한다(S730). 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 전술한 블랙 매트릭스(74)에 의해 형성된 각 셀에 대응하는 위치에 형성될 수 있다. 이 경우, 격벽(70)에 의해 형성되는 각 셀은 서브 픽셀 영역에 해당한다.
한편, 본 개시의 실시 예에 따라서 블랙 매트릭스 위에 격벽(70)을 적층할 수 있도록 제1 및 제2 컬러 필터(81, 82)와 제2 투명수지층(83)을 덮는 평탄화층(75)을 형성하는 과정을 수행할 수도 있다. 평탄화층(75)의 상면은 격벽(70)을 균일한 높이로 형성할 수 있을 정도의 평탄도를 가진다. 평탄화층(75)은 광의 투과율, 반사율 및 굴절률에 영향을 주지 않는 투명한 소재로 형성할 수 있다. 다만, 본 개시의 실시 예에 따라서 평탄화층(75)은 디스플레이 모듈(10)에 포함되지 않을 수 있으며, 평탄화층(75)을 형성하는 과정 또한 생략될 수 있다.
한편 격벽(70)이 형성된 후 각 셀에 색 변환 물질(양자점 물질)을 잉크젯 프린팅 방식을 통해 제1 색변환층(71) 및 제2 색변환층(72)을 순차적으로 패터닝 한다(S740).
제1 및 제2 색변환층(71, 72)을 형성하는 다른 방식으로, 전술한 컬러 필터의 제작 방식과 유사하게 양자점 물질을 포토 레지스트에 믹싱하여 도포, 노광 및 현상을 거쳐 형성할 수 있다.
제1 색변환층(71)은 적색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 적색 양자점(71a)으로 이루어질 수 있고, 제2 색변환층(72)은 녹색 파장 대역의 광을 방출할 수 있는 녹색 양자점(72a)으로 이루어질 수 있다.
한편, 제1 및 제2 색변환층(71, 72) 각각은, 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에서 각각 방출되는 청색 파장 대역의 광을 산란 시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함할 수 있다.
이때 본 개시의 일 실시 예에 따라, 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm일 수 있다.
또한, 본 개시의 일 실시 예에 따라 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자일 수 있다. 일 예로, 복수의 기포 입자는 Ar, N2 등의 기포 입자로 구형될 수 있다.
한편, 본 개시의 일 실시 예에 따라 제1 및 제2 색 변환 층(71, 72) 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 5.3% 내지 9%일 수 있다. 구체적으로, 제1 색 변환층(71)의 총 부피 내 복수의 기포 입자(71b)가 차지하는 부피는 5.3% 내지 9%일 수 있다.
한편, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)을 각 셀에 패터닝한 후, 제1 및 제2 색변환층(71, 72)이 형성되지 않은 빈 셀들에 잉크젯 프린팅 방식을 통해 투명수지 소재를 패터닝하여 제1 투명수지층(73)을 형성한다.
와 같은 과정을 거쳐 디스플레이 모듈(10)의 상판을 이루는 제1 부분을 형성할 수 있다.
도 9는 본 개시의 일 실시 예에 따른 복수의 기포 입자를 포함하는 제1 색변환층을 제조하는 방법을 나타낸 예시도이다.
도 9를 참조하면, 복수의 적색 양자점(71a)과 광 경화성 수지 물질을 비활성 기체가 포함된 챔버(Chamber)(200) 내에서 혼합 시킨다. 구체적으로, 복수의 적색 양자점(71a)을 광 경화성 수지 물질에 포함시킨 후 복수의 적색 양자점(71a)이 포함된 경황성 물질을 비활성 기체가 포함된 챔버 내 안찬 시킨 후 복수의 적색 양자점(71a)을 포함하는 경황성 물질에 대한 스터링(Stirring)하는 과정을 수행한다. 이로 인하여, 경화성 수지 물질 내에서 비활성 기체의 복수의 기포 입자(71b)가 생성될 수 있다. 한편, 비활성 기체는 Ar, N2 등의 기체일 수 있다. 한편, 제2 색변환층의 경우에도 상술한 방법이 동일하게 적용되어, 제2 색변환층을 구성하는 경화성 수지 물질 내 복수의 기포 입자(72b)를 생성할 수 있다.
도 10은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 제조 공정을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제2 부분의 공정도이다. 도 11에서는 디스플레이 모듈(10)의 제2 부분 전체를 도시하지 않고 하나의 픽셀에 대응하는 부분을 확대하여 도시한다. 여기서, 제2 부분은 디스플레이 모듈(10) 중 제1 기판 상에 복수의 자발광 소자를 포함하는 부분으로 디스플레이 모듈의 하부 면 또는 하판을 구성하는 부분일 수 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, TFT 기판(20)의 전면(front surface)에 이방성 도전 필름(50)을 라미네이팅 한다(S1010). 이 경우, TFT 기판(20)의 전면에는 다수의 기판 전극 패드(26a, 26b)가 일정한 간격을 두고 배열된다.
TFT 기판(20)에 이방성 도전 필름(50)을 부착한 후, 다수의 마이크로 LED를 TFT 기판(20)에 전사한다(S1020). 마이크로 LED 전사 공정은 레이저 전사 방식, 롤러블 전사 방식, 픽 앤 플레이스 전사 방식 등을 통해 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 각각 에피 기판에서 중계 기판(또는 인터포저(interposer))으로 이송한 후, 각 중계 기판으로부터 타겟 기판인 TFT 기판(20)으로 전사한다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)가 TFT 기판(20)에 전사되면 TFT 기판(20)에 부착된 이방성 도전 필름(50)의 표면에 안착된다. 이 상태에서 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 열 압착 공정을 통해 이방성 도전 필름(50) 내측으로 소정 깊이만큼 삽입된다. 이에 따라, 제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 TFT 기판(20)에 물리적으로 고정된다. 또한, 각 마이크로 LED(61, 62, 63)의 칩 전극은 대응하는 기판 전극 패드와 이방성 도전 필름(50) 내에 분포된 다수의 도전 볼에 의해 전기적으로 연결될 수 있다.
제1 내지 제3 마이크로 LED(61, 62, 63)는 청색 파장 대역의 광을 방출하는 청색 마이크로 LED일 수 있다.
이어서, 제1 부분 및 제2 부분을 합착하기 위한 광학 접착제(65)를 TFT 기판(20)의 전면에 도포한다(S1030).
광학 접착제(65)는 다수의 마이크로 LED(61, 62, 63)를 모두 덮을 수 있도록 TFT 기판(20)에 도포된다. 광학 접착제(65)는 UV 노광 후 일정 시간 후에 경화되는 특성을 가지는 UV 경화 실리콘 러버(화학식명: Di-methyl siloxane)일 수 있다.
이어서, 광학 접착제(65)에 미리 설정된 시간동안 UV를 조사하여 경화한다(S1040).
와 같은 과정을 거쳐 디스플레이 모듈(10)의 하판을 이루는 제2 부분을 형성할 수 있다.
이하에서는 제1 부분 및 제2 부분을 상호 합착하여 디스플레이 모듈(10)을 제작하는 공정을 설명한다.
도 12는 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈의 제1 부분과 제2 부분을 결합하는 공정도이다.
한편, 도 7에서의 S630 단계는 제1 색 변환 층이 제1 자발광 소자와 대응하고, 제2 색 변환 층이 제2 자발광 소자에 대응하고, 투명 수지층이 제3 자발광 소자에 대응하도록 제1 기판과 제2 기판을 정렬하는 단계를 더 포함할 수 있다.
구체적으로, 도 12를 참조하면, 제2 부분을 다이(미도시)에 안착시킨 후, 제2 부분의 상측에 제1 부분을 소정 간격을 두고 배치한다.
이어서, 제1 및 제2 부분(11, 12)을 상호 합착하기 위해 제1 부분을 반전시켜 제1 부분의 제1 및 제2 색변환층(71, 72)이 제2 부분의 제1 및 제2 마이크로 LED(61, 62)에 대응하고, 제1 투명수지층(73)이 제3 마이크로 LED(63)에 대응되도록 합착 위치로 정렬한다.
이 경우 제1 및 제2 부분(11, 12)은 서로 동일 평면에 대하여 평행을 유지하도록 배치하는 것이 바람직하다.
제1 및 제2 부분(11, 12)이 합착 위치로 정렬된 후, 미리 설정된 압력으로 제1 부분을 제2 부분에 밀착시켜 제1 및 제2 부분(11, 12)을 합착한다. 이 경우, 제1 및 제2 부분(11, 12)은 광학 접착제(65)의해 상호 부착된다.
제1 및 제2 부분(11, 12)을 합착한 후, 광학 접착제(65)를 경화시켜 제1 및 제2 부분(11, 12) 간 결합을 견고하게 할 수 있다.
이러한 공정을 거쳐 본 개시의 일 실시 예에 따른 디스플레이 모듈(10)을 제작할 수 있다.
이상에서는 본 개시의 다양한 실시예를 각각 개별적으로 설명하였으나, 각 실시예들은 반드시 단독으로 구현되어야 하는 것은 아니며, 각 실시 예들의 구성 및 동작은 적어도 하나의 다른 실시 예들과 조합되어 구현될 수도 있다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 본 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해해서는 안 될 것이다.
10: 디스플레이 모듈
20: TFT 기판
61, 62, 63: 청색 마이크로 LED
71: 제1 색변환층
72: 제2 색변환층
73: 제1 투명수지층
74: 블랙 매트릭스
81: 제1 컬러 필터
82: 제2 컬러 필터
83: 제2 투명수지층
90: 투명커버층

Claims (20)

  1. 기판; 및
    상기 기판 상에 형성된 복수의 픽셀;을 포함하고,
    상기 복수의 픽셀 각각은,
    제1 파장 대역의 광을 방출하는 제1, 제2 및 제3 자발광 소자;
    상기 제1 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하는 제1 색 변환 층; 및
    상기 제2 자발광 소자 상에 배치되고, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하는 제2 색 변환 층;을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 상기 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광을 산란시키기 위한 복수의 기포 입자를 포함하는, 디스플레이 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm인, 디스플레이 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자인, 디스플레이 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 5.3% 내지 9%인, 디스플레이 모듈.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 복수의 산란 입자를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제1 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고,
    상기 제2 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제2 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14인, 디스플레이 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 자발광 소자는, 청색 마이크로 LED(Blue Micro Light Emitting Diode)인, 디스플레이 모듈.
  8. 제8항에 있어서,
    상기 복수의 제1 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 적색 파장의 광을 방출하고,
    상기 복수의 제2 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 녹색 파장의 광을 방출하는, 디스플레이 모듈.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층 상에 배치된 제1 컬러 필터; 및
    상기 제2 색 변환 층 상에 배치된 제2 컬러 필터;를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제3 자발광 소자 상에 배치되는 제1 투명 수지층; 및
    상기 제1 색 변환 층 상에 배치되면, 상기 제1 및 제2 컬러 필터가 위치하는 평면 상에 배치되는 제2 투명 수지층을 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  11. 디스플레이 모듈의 제조 방법에 있어서,
    제1 기판 상에 복수의 서브 픽셀에 대응하는 제1 내지 제3 자발광 소자를 실장하는 단계;
    제2 기판 상에 형성된 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제1 및 제2 자발광 소자에 대응되는 영역에 복수의 기포 입자를 포함하는 제1 및 제2 색 변환 층을 형성하고, 상기 복수의 격벽으로 구획된 영역 중 상기 제3 자발광 소자에 대응되는 영역에 투명 수지층을 형성하는 단계; 및
    상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 밀착시켜, 상기 제1 및 제2 자발광 소자 상에 상기 복수의 색 변환 층을 합착시키고, 상기 제3 자발광 소자 상에 상기 투명 수지층을 합착시키는 단계;를 포함하고,
    상기 제1 색 변환 층은, 상기 제1 자발광 소자에서 방출되는 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제2 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제1 양자점을 포함하고,
    상기 제2 색 변환 층은, 상기 제2 자발광 소자에서 방출되는 상기 제1 파장 대역의 광을 흡수하여 제3 파장 대역의 광을 방출하는 복수의 제2 양자점을 포함하고,
    상기 제1 및 제2 자발광 소자에서 각각 방출되는 광은, 상기 제1 및 제2 색 변환 층에 포함된 복수의 기포 입자에 의해 산란되는, 제조 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 형성하는 단계는,
    제2 기판 상에 기 설정된 간격으로 복수의 블랙 매트릭스를 형성하는 단계;
    상기 제2 기판 상에 형성된 상기 복수의 블랙 매트릭스 사이에 컬러 필터를 형성하는 단계; 및
    복수의 서브 픽셀에 대응하는 영역으로 구획되도록 각각의 블랙 매트릭스 상에 격벽을 형성하는 단계;를 포함하는, 제조 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층이 상기 제1 자발광 소자와 대응하고, 상기 제2 색 변환 층이 상기 제2 자발광 소자에 대응하고, 상기 투명 수지층이 상기 제3 자발광 소자에 대응하도록 상기 제1 기판과 상기 제2 기판을 정렬하는 단계를 더 포함하는, 제조 방법.
  14. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자 중 어느 하나의 기포 입자의 지름은, 0.74μm 내지 1.26μm인, 디스플레이 모듈.
  15. 제11항에 있어서,
    상기 복수의 기포 입자는, 불활성 기체의 기포 입자인, 디스플레이 모듈.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각에 대한 상기 복수의 기포 입자의 부피 분율은 2.5% 내지 9%인, 디스플레이 모듈.
  17. 제11항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 색 변환 층 각각은, 복수의 산란 입자를 더 포함하는, 디스플레이 모듈.
  18. 제5항에 있어서,
    상기 제1 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제1 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14이고,
    상기 제2 색 변환 층에 포함된 상기 복수의 제2 양자점과 상기 복수의 산란 입자의 질량 비는 1:0.04 내지 1:0.14인, 디스플레이 모듈.
  19. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 제2 및 제3 자발광 소자는, 청색 마이크로 LED(Blue Micro Light Emitting Diode)인, 디스플레이 모듈.
  20. 제19항에 있어서,
    상기 복수의 제1 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 적색 파장의 광을 방출하고,
    상기 복수의 제2 양자점은, 청색 파장의 광을 흡수하여 녹색 파장의 광을 방출하는, 디스플레이 모듈.
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