KR20240049081A - 표시 패널의 제조 장치 및 그 제조 방법 - Google Patents

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김경호
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조주완
최병화
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Abstract

표시 패널의 제조 장치 및 그 제조 방법에 대해 개시하며, 본 발명의 일실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치는 복수의 발광소자가 배열된 연신 필름을 고정하는 필름 고정 모듈, 상기 연신 필름을 가압하는 필름 가압 모듈, 상기 필름 가압 모듈에 의해 가압 및 연신되는 상기 연신 필름의 두께 변화와 탄성 계수를 가압 단계별로 검출하는 제1 두께 검출모듈, 상기 연신 필름의 전면 반향에 도포된 접착제의 두께 변화를 상기 가압 단계별로 검출하는 제2 두께 검출모듈, 상기 가압 단계별로 상기 연신 필름에 배열된 상기 복수의 발광소자를 촬영하고 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 영상 검출 모듈, 및 상기 가압 단계별 가압력 변화에 따라 상기 연신 필름의 두께, 상기 탄성 계수, 상기 접착제의 두께, 상기 발광 소자들의 배열 정보 중 적어도 하나의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 메인 프로세서를 포함한다.

Description

표시 패널의 제조 장치 및 그 제조 방법{APPRATUS FOR FABRICATING DISPLAY PANEL AND FABRICATING METHOD THEREOF}
본 발명은 표시 패널의 제조 장치 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
표시 장치는 멀티미디어의 발달과 함께 그 중요성이 증대되고 있다. 이에 부응하여 유기발광 표시 장치(Organic Light Emitting Display, OLED), 액정 표시 장치(Liquid Crystal Display, LCD) 등과 같은 여러 종류의 표시 장치가 사용되고 있다.
표시 장치의 화상을 표시하는 장치로서 발광 표시 패널이나 액정 표시 패널 등과 같은 표시 패널을 포함한다. 그 중, 발광 표시 패널은 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)을 포함할 수 있는데, 발광 다이오드로는 유기물을 형광 물질로 이용하는 유기 발광 다이오드, 또는 무기물을 형광 물질로 이용하는 무기 발광 다이오드 등을 포함한다.
무기 발광 다이오드를 발광소자로 이용하는 표시 패널의 제조시에는 마이크로 엘이디(Micro LED) 등의 발광 다이오드들을 표시 패널의 기판상에 정밀하게 배치하고 이착시키기 위한 제조 장치들이 필요하다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 표시 패널별 화소들의 구조적 특징에 대응되도록 발광 다이오드들이 배열된 연신 필름의 연신 특성들을 미리 표준화할 수 있는 표시 패널의 제조 장치 및 그의 제조 방법을 제공하고자 하는 것이다.
또한, 표시 패널별 화소들의 구조적 특징 대비 연신 필름의 가압력, 탄성계수, 발과 다이오드들의 밀도 변화, 접착제의 두께 변화, 전사율 등의 연신 특성들을 비교 분석할 수 있는 표시 패널의 제조 장치 및 그의 제조 방법을 제공하고자 하는 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 복수의 발광소자가 배열된 연신 필름을 고정하는 필름 고정 모듈, 상기 연신 필름을 가압하는 필름 가압 모듈, 상기 필름 가압 모듈에 의해 가압 및 연신되는 상기 연신 필름의 두께 변화와 탄성 계수를 가압 단계별로 검출하는 제1 두께 검출모듈, 상기 연신 필름의 전면 반향에 도포된 접착제의 두께 변화를 상기 가압 단계별로 검출하는 제2 두께 검출모듈, 상기 가압 단계별로 상기 연신 필름에 배열된 상기 복수의 발광소자를 촬영하고 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 영상 검출 모듈, 및 상기 가압 단계별 가압력 변화에 따라 상기 연신 필름의 두께, 상기 탄성 계수, 상기 접착제의 두께, 상기 발광소자들의 배열 정보 중 적어도 하나의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 메인 프로세서를 포함한다.
상기 필름 가압 모듈은 미리 설정된 n 단계의 상기 가압 단계별로 가압력을 점진적으로 증가시켜서 상기 연신 필름의 어느 한 방향 면을 가압하며, 상기 n은 양의 정수일 수 있다.
상기 제1 두께 검출모듈은 상기 연신 필름의 연신 방향이나 상기 연신 필름이 연신되는 일 측면 방향에 배치되어, 상기 연신 필름의 두께 변화 및 상기 두께 변화에 따라 가변되는 탄성 계수를 상기 가압 단계별로 검출하고, 상기 연신 필름의 두께 변화에 따른 제1 두께 검출 데이터와 탄성 계수 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송할 수 있다.
상기 제2 두께 검출모듈은 미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 수광소자와 발광 소자 및 센서를 이용해서 상기 연신 필름의 접착제 두께 변화와 대응되는 광량 검출 신호를 검출하고, 상기 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환해서 상기 연신 필름의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송할 수 있다.
상기 영상 검출 모듈은 상기 연신 필름의 가압 단계별 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 검출하고, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 상기 메인 프로세서로 전송할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 상기 필름 가압 모듈로부터 상기 가압 단계별 가압력 크기 정보를 수신하고, 상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 상기 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광 소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하고, 상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광 소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성 및 출력할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키고, 상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 상기 제1 두께 검출모듈로부터의 제1 두께 검출 데이터를 통해 상기 필름 가압 모듈에 의해 단계별로 가압 및 연신되는 연신 필름의 두께 변화 수치 및 두께 변화에 따른 탄성 계수 값을 추출하는 탄성계수 검출부, 상기 영상 검출 모듈로부터 입력된 상기 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출하는 영상 분석부, 상기 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 가압 단계별로 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 검출하는 밀도 검출부, 상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 정보가 포함된 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터를 정렬하여 데이터베이스화하는 데이터 분석 처리부, 및 상기 데이터베이스화된 결과 데이터들을 모니터나 별도의 서버로 출력하는 결과 출력부를 포함할 수 있다.
상기 데이터 분석 처리부는 상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 상기 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하고, 상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성하는 시뮬레이션 처리부를 더 포함할 수 있다.
상기 메인 프로세서는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키고, 상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력하는 시뮬레이션 처리부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 방법은 필름 고정 모듈에 복수의 발광소자가 배열된 연신 필름을 고정하는 단계, 필름 가압 모듈을 이용해서 상기 연신 필름을 가압하는 단계, 상기 필름 가압 모듈에 의해 가압 및 연신되는 상기 연신 필름의 두께 변화와 탄성 계수를 가압 단계별로 제1 두께 검출모듈을 이용해서 검출하는 단계, 상기 연신 필름의 전면 반향에 도포된 접착제의 두께 변화를 상기 가압 단계별로 제2 두께 검출모듈을 이용해서 검출하는 단계, 상기 가압 단계별로 상기 연신 필름에 배열된 상기 복수의 발광소자를 영상 검출 모듈로 촬영하고 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 단계, 및 상기 가압 단계별 가압력 변화에 따라 상기 연신 필름의 두께, 상기 탄성 계수, 상기 접착제의 두께, 상기 발광소자들의 배열 정보 중 적어도 하나의 특징 변화 정보를 메인 프로세서를 이용해 데이터베이스화하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 연신 필름을 가압하는 단계는 상기 필름 가압 모듈을 이용해서 미리 설정된 n 단계의 상기 가압 단계별로 가압력을 점진적으로 증가시켜서 상기 연신 필름의 어느 한 면을 가압하며, 상기 n은 양의 정수일 수 있다.
상기 연신 필름의 탄성 계수를 가압 단계별로 검출하는 단계는 상기 연신 필름의 두께 변화 및 상기 두께 변화에 따라 가변되는 탄성 계수를 상기 가압 단계별로 검출하는 단계, 및 상기 연신 필름의 두께 변화에 따른 제1 두께 검출 데이터와 탄성 계수 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 접착제의 두께 변화를 검출하는 단계는 미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 수광소자와 발광 소자 및 센서를 이용해서 상기 연신 필름의 접착제 두께 변화와 대응되는 광량 검출 신호를 검출하는 단계, 및 상기 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환해서 상기 연신 필름의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 단계는 상기 연신 필름의 가압 단계별 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 검출하는 단계, 및 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는 상기 필름 가압 모듈로부터 상기 가압 단계별 가압력 크기 정보를 수신하는 단계, 상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광 소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하는 단계, 및 상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광 소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성 및 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는 미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키는 단계, 및 상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시예들에 따른 표시 장치의 제조 장치에 의하면, 표시 패널별 화소들의 구조적 특징 대비 발광 다이오드들이 배열된 연신 필름의 연신 특성들을 표준화하여 발광 다이오드들의 이착 및 접착 효율을 높이고, 이착 공정의 신뢰성을 향상시킬 수 있다.
또한, 발광 다이오드들의 전사 및 접착 결과를 예측하고 시뮬레이션 결과를 도출함으로 발광 다이오드들의 이착 불량률을 최소화하고 표시 패널의 제조 효율을 높일 수 있다.
실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.
도 1은 본 발명의 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 일 실시예에 따른 각 화소들의 각 화소의 등가 회로도이다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 각 화소들의 각 화소의 등가 회로도이다.
도 6은 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 일 실시예에 따른 단면도이다.
도 7은 도 6의 제1 발광 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이다.
도 8은 도 7의 발광소자를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 9는 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 10은 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 12는 도 11에 도시된 필름 고정 모듈, 필름 가압 모듈, 메인 프로세서 등의 단면 구조를 보여주는 단면도이다.
도 13은 도 12에 도시된 필름 가압 모듈의 연신 필름 가압 및 연신 과정을 보여주는 단면도이다.
도 14는 도 11 및 도 12의 메인 프로세서를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 15는 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제1 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다.
도 16은 도 15의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
도 17은 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제2 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다.
도 18은 도 17의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
도 19는 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제3 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다.
도 20은 도 19의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
도 21은 일 실시예에 따른 메인 프로세서의 시뮬레이션 결과 이미지를 보여주는 레이아웃도이다.
도 22는 다른 일 실시예에 따른 메인 프로세서의 시뮬레이션 결과 이미지를 보여주는 레이아웃도이다.
도 23은 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 자동차 계기판과 센터페시아를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 안경형 가상 현실 장치를 보여주는 예시 도면이다.
도 25는 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 워치형 스마트 기기를 보여주는 예시 도면이다.
도 26은 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 투명표시장치를 보여주는 일 예시 도면이다.
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 한정되지 않는다.
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 본 발명의 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, 손목시계형 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 장치(10)로서 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"는 제3 방향(DR3)의 일측을 가리키고, "하부"는 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 적색의 제1 색 화소(PX), 녹색의 제2 색 화소(PX) 및 청색의 제3 색 화소(PX)를 포함할 수 있다. 이에 제한되지 않으며, 복수의 화소(PX)는 백색의 제4 색 화소(PX)를 더 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 형상에 따라 표시 영역(DPA)의 주변을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 비표시 영역(NDA)은 표시 장치(10)의 베젤 부분이될 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, 패드부의 패드 전극 상에 외부 장치(EXD)가 실장될 수 있다. 외부 장치(EXD)의 예로는 연결 필름, 인쇄회로기판, 구동 칩(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 방향의 스트라이프 타입으로 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)를 더 포함해서 구분될 수도 있다.
제1 색 화소(PX)의 화소 전극은 제1 색 화소(PX)의 제1 발광 영역(EA1)에 위치하며, 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제2 색 화소(PX)의 화소 전극은 제2 색 화소(PX)의 제2 발광 영역(EA2)에 위치하며, 적어도 일부는 비발광 영역(NEA)까지 확장될 수 있다. 제3 색 화소(PX)의 화소 전극은 제3 색 화소(PX)의 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 절연막을 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. 즉, 발광소자(LE)는 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) 매트릭스 구조를 이루도록 각 변이 표시 장치(10)의 일변 방향에 대해 기울어진 마름모 형상일 수도 있다. 이에, 펜타일 매트릭스 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 색과 동일한 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 동일하게 형성되거나, 다르게 형성될 수도 있다. 이와 마찬가지로, 제1 내지 제4 발광 영역(EA1 내지 EA4)에 각각 배치된 발광소자(LE)들의 개수는 서로 동일하거나 다르게 배치될 수 있다.
구체적으로, 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 거리는 실질적으로 동일할 수 있으나, 서로 상이할 수도 있다. 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
또한, 제1 발광 영역(EA1)이 제1 색 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제2 색 광을 발광하며, 제3 발광 영역(EA3)과 제4 발광 영역(EA4)이 제3 색 광을 발광할 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다. 예를 들어, 제1 발광 영역(EA1)이 제2 색 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제1 색 광을 발광하고, 제3 및 제4 발광 영역(EA3, EA4)이 제3 색 광을 발광할 수 있다. 또는, 제1 발광 영역(EA1)이 제3 색 광을 발광하고, 제2 발광 영역(EA2)이 제2 색 광을 발광하고, 제1 및 제4 발광 영역(EA3, EA4)이 제1 색 광을 발광할 수도 있다. 또는, 제1 내지 제4 발광 영역(EA1 내지 EA4) 중 적어도 하나의 발광 영역이 제4 색 광을 발광할 수 있다. 제4 색 광은 백색 또는 노란색 파장 대역의 광일 수 있다. 일 예로, 제4 색 광의 메인 피크 파장은 대략 550㎚ 내지 600㎚에 위치할 수 있으나, 본 명세서의 실시예는 이에 한정되지 않는다.
도 4는 일 실시예에 따른 각 화소들의 각 화소의 등가 회로도이다.
도 4를 참조하면, 각각의 화소(PX)는 발광소자(LE)들을 발광시키기 위한 3개의 트랜지스터(DTR, STR1, STR2)와 1개의 스토리지용 커패시터(CST)를 포함할 수 있다. 구동 트랜지스터(DTR)는 게이트 전극과 소스 전극의 전압 차에 따라 제1 전원 전압이 공급되는 제1 전원 라인(ELVDL)으로부터 어느 하나의 발광소자(LE)로 흐르는 전류를 조정한다. 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전극은 제1 트랜지스터(ST1)의 제1 전극에 연결되고, 소스 전극은 어느 하나의 발광소자(LE)의 제1 전극에 연결되며, 드레인 전극은 제1 전원 전압이 인가되는 제1 전원 라인(ELVDL)에 연결될 수 있다.
제1 트랜지스터(STR1)는 스캔 라인(SCL)의 스캔 신호에 의해 턴-온되어 데이터 라인(DTL)을 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전극에 연결시킨다. 제1 트랜지스터(STR1)의 게이트 전극은 스캔 라인(SL)에 연결되고, 제1 전극은 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전극에 연결되며, 제2 전극은 데이터 라인(DTL)에 연결될 수 있다.
제2 트랜지스터(STR2)는 센싱 신호 라인(SSL)의 센싱 신호에 의해 턴-온되어 초기화 전압 라인(VIL)을 구동 트랜지스터(DTR)의 소스 전극에 연결시킨다. 제2 트랜지스터(ST2)의 게이트 전극은 센싱 신호 라인(SSL)에 연결되고, 제1 전극은 초기화 전압 라인(VIL)에 연결되며, 제2 전극은 구동 트랜지스터(DTR)의 소스 전극에 연결될 수 있다.
일 실시예에서, 제1 및 제2 트랜지스터들(STR1, STR2) 각각의 제1 전극은 소스 전극이고, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있으나, 이에 한정되지 않고, 그 반대의 경우일 수도 있다.
커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전극과 소스 전극 사이에 형성된다. 스토리지 커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DTR)의 게이트 전압과 소스 전압의 차전압을 저장한다.
구동 트랜지스터(DTR)와 제1 및 제2 트랜지스터들(STR1, STR2)은 박막 트랜지스터(thin film transistor)로 형성될 수 있다. 또한, 도 4에서는 구동 트랜지스터(DTR)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(STR1, STR2)이 N 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)인 것을 중심으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 구동 트랜지스터(DTR)와 제1 및 제2 스위칭 트랜지스터들(STR1, STR2)이 P 타입 MOSFET이거나, 일부는 N 타입 MOSFET으로, 다른 일부는 P 타입 MOSFET일 수도 있다.
도 5는 다른 일 실시예에 따른 각 화소들의 각 화소의 등가 회로도이다.
도 5를 참조하면, 각각의 화소(PX)는 발광소자(LE)들을 발광시키기 위한 복수의 스위치 소자와 구동 트랜지스터(DTR), 및 커패시터(CST)를 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 스위치 소자로는 제1 내지 제6 트랜지스터들(STR1, STR2, STR3, STR4, STR5, STR6)을 포함할 수 있다.
구동 트랜지스터(DTR)는 게이트 전극, 제1 전극, 및 제2 전극을 포함한다. 구동 트랜지스터(DTR)는 게이트 전극에 인가되는 데이터 전압에 따라 제1 전극과 제2 전극 사이에 흐르는 드레인-소스간 전류(Ids, 이하 "구동 전류"라 칭함)를 제어한다.
커패시터(CST)는 구동 트랜지스터(DTR)의 제2 전극과 제2 전원 라인(ELVSL) 사이에 형성된다. 커패시터(CST)의 일 전극은 구동 트랜지스터(DTR)의 제2 전극에 접속되고, 타 전극은 제2 전원 라인(ELVSL)에 접속될 수 있다.
제1 내지 제6 트랜지스터들(STR1, STR2, STR3, STR4, STR5, STR6), 및 구동 트랜지스터(DTR) 각각의 제1 전극이 소스 전극인 경우, 제2 전극은 드레인 전극일 수 있다. 또는, 제1 내지 제6 트랜지스터들(STR1, STR2, STR3, STR4, STR5, STR6), 및 구동 트랜지스터(DTR) 각각의 제1 전극이 드레인 전극인 경우, 제2 전극은 소스 전극일 수 있다.
구동 트랜지스터(DTR), 제2 트랜지스터(STR2), 제4 트랜지스터(STR4), 제5 트랜지스터(STR5), 및 제6 트랜지스터(STR6)가 P 타입 MOSFET으로 형성되고, 제1 트랜지스터(STR1)와 제3 트랜지스터(STR3)가 N 타입 MOSFET으로 형성될 수 있다. 이와 달리, 제1 내지 제6 트랜지스터들(STR1, STR2, STR3, STR4, STR5, STR6), 및 구동 트랜지스터(DTR)가 P 타입 MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor)으로 형성될 수도 있다.
전술한 본 명세서의 실시예에 따른 화소의 등가 회로도는 도 4 및 도 5에 도시된 바에 한정되지 않음에 주의하여야 한다. 본 명세서의 실시예에 따른 화소의 등가 회로도는 도 4 및 도 5에 도시된 실시예 이외에 당업자가 채용 가능한 공지된 다른 회로 구조로 형성될 수 있다.
도 6은 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 일 실시예에 따른 단면도이다. 그리고, 도 7은 도 6의 제1 발광 영역을 개략적으로 나타낸 확대도이며, 도 8은 도 7의 발광소자를 구체적으로 나타낸 단면도이다.
도 6 내지 도 8을 참조하면, 표시 장치(10)의 표시 패널은 표시 기판(101) 및 표시 기판(101) 상에 배치된 파장 변환부(201)를 포함할 수 있다.
표시 기판(101)의 제1 기판(111) 상에는 배리어막(BR)이 배치될 수 있다. 제1 기판(111)은 고분자 수지 등의 절연 물질로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제1 기판(111)은 폴리이미드(polyimide)로 이루어질 수 있다. 제1 기판(111)은 벤딩(bending), 폴딩(folding), 롤링(rolling) 등이 가능한 플렉서블(flexible) 기판일 수 있다.
배리어막(BR)은 투습에 취약한 제1 기판(111)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(111)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 절연막(131)이 배치될 수 있다. 게이트 절연막(131)은 무기막, 예를 들어 실리콘 나이트라이드층, 실리콘 옥시 나이트라이드층, 실리콘 옥사이드층, 티타늄옥사이드층, 또는 알루미늄옥사이드층으로 형성될 수 있다.
게이트 절연막(131) 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 절연막(131), 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 절연막(131)을 관통하여 제1 스위칭 소자(T1)와 연결되고 제2 화소 전극(PE2)은 절연막(131)을 관통하여 제2 스위칭 소자(T2)와 연결되고, 제3 화소 전극(PE3)은 절연막(131)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), 네오디뮴(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 개구홀, 제2 화소 전극(PE2)을 노출하는 개구홀 및 제3 화소 전극(PE3)을 노출하는 개구홀을 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(201)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 7 및 도 8에 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.
발광소자(LE)는 마이크로 발광 다이오드(micro light emitting diode) 소자일 수 있다. 발광소자(LE)는 표시 기판(101)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) 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 8을 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), 네오디뮴(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 많거나 높을수록 활성층이 방출하는 광의 파장 대역이 적색 파장 대역으로 이동하고, 인듐(In)의 함량이 적거나 낮을수록 방출하는 광의 파장 대역이 청색 파장 대역으로 이동할 수 있다. 일 예로,
인듐(In)의 함량을 35% 이상으로 하면 활성층(MQW)은 메인 피크 파장이 대략 600㎚ 내지 750㎚의 범위를 갖는 적색 파장 대역의 제1 광을 방출할 수 있다. 이와 달리, 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. 이와 달리, 인듐(In)의 함량을 15% 이내로 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(111)의 일면에 배치되며, 표시 영역(DPA) 및 비표시 영역(NDA) 전체적으로 배치될 수 있다. 공통 전극(CE)은 표시 영역(DPA)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(111)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(111) 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(201)가 배치될 수 있다. 파장 변환부(201)는 격벽(PW), 파장 변환층(QDL), 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들, 차광 부재(BK) 및 제1 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(DPA) 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 개구홀(OP1, OP2, OP3)들을 포함할 수 있다. 복수의 개구홀(OP1, OP2, OP3)들은 제1 발광 영역(EA1)과 중첩하는 제1 개구홀(OP1), 제2 발광 영역(EA2)과 중첩하는 제2 개구홀(OP2), 및 제3 발광 영역(EA3)과 중첩하는 제3 개구홀(OP3)을 포함할 수 있다. 여기서, 복수의 개구홀(OP1, OP2, OP3)들은 복수의 발광 영역(EA1, EA2, EA3)에 대응될 수 있다. 즉, 제1 개구홀(OP1)이 제1 발광 영역(EA1)에 대응되고, 제2 개구홀(OP2)이 제2 발광 영역(EA2)에 대응되며, 제3 개구홀(OP3)은 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 개구홀(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 개구홀(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 적색의 광으로 변환되도록 할 수 있다.
제2 파장 변환층(QDL2)은 제2 개구홀(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 개구홀(OP3)에 투명한 투광성 유기 물질만 형성되어, 발광소자(LE)로부터 발광된 청색 광이 제3 컬러 필터(CF3)를 통해 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 개구홀(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 개구홀(OP1) 상에서 제1 개구홀(OP1)과 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 개구홀(OP2) 상에서 제2 개구홀(OP2)과 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 개구홀(OP3) 상에서 제3 개구홀(OP3)과 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 6을 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 제1 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. 제1 보호층(PTL)의 일면, 예를 들어 하면은 복수의 컬러 필터(CF1, CF2, CF3) 및 차광 부재(BK)의 상면에 각각 접촉할 수 있다.
제1 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.
도 9는 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 다른 실시예에 따른 단면도이다.
도 9를 참조하면, 제3 파장 변환층(QDL3)이 제1 및 제2 개구홀(OP1, OP2)에 각각 배치될 수 있다.
제3 파장 변환층(QDL3)은 입사광의 피크 파장을 다른 특정 피크 파장의 광으로 변환 또는 시프트시켜 출사할 수 있다. 제3 파장 변환층(QDL3)은 발광소자(LE)로부터 발광된 청색의 제1 광의 일부를 황색의 제4 광으로 변환할 수 있다. 제3 파장 변환층(QDL3)에서는 제1 광과 제4 광이 혼합되어 백색의 제5 광을 출사할 수 있다. 제5 광은 제1 컬러 필터(CF1)를 통해 제1 광으로 변환되고, 제2 컬러 필터(CF2)를 통해 제2 광으로 변환된다.
제3 파장 변환층(QDL3)은 제1 및 제2 개구홀(OP1, OP2)에 각각 배치될 수 있으며, 서로 이격하여 배치될 수 있다. 즉, 제3 파장 변환층(QDL3)은 서로 이격된 도트 형상의 섬 패턴으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 제3 파장 변환층(QDL3)은 제1 개구홀(OP1), 제2 개구홀(OP2)에만 각각 배치되며, 이들과 일대일 대응할 수 있다. 또한, 제3 파장 변환층(QDL3)은 제1 발광 영역(EA1), 및 제2 발광 영역(EA2)에 각각 중첩하여 배치될 수 있다. 예시적인 실시예에서 제3 파장 변환층(QDL3) 각각은 제1 발광 영역(EA1), 및 제2 발광 영역(EA2)과 완전히 중첩될 수 있다.
제3 파장 변환층(QDL3)은 제3 베이스 수지(BRS3) 및 제3 파장 변환 입자(WCP3)를 포함할 수 있다. 제3 베이스 수지(BRS3)는 투광성 유기 물질을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제3 베이스 수지(BRS3)는 에폭시계 수지, 아크릴계 수지, 카도계 수지 또는 이미드계 수지 등을 포함할 수 있다.
제3 파장 변환 입자(WCP3)는 발광소자(LE)로부터 입사된 제1 광을 제4 광으로 변환할 수 있다. 예를 들어, 제3 파장 변환 입자(WCP3)는 청색 파장 대역의 광을 황색(yellow) 파장 대역의 광으로 변환할 수 있다. 제3 파장 변환 입자(WCP3)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.
제3 파장 변환층(QDL3)은 제3 방향(DR3)으로의 두께가 클수록 파장 변환층(QDL)에 포함된 제3 파장 변환 입자(WCP3)의 함량이 높아지므로, 제3 파장 변환층(QDL3)의 광 변환 효율이 증가할 수 있다. 그러므로, 제3 파장 변환층(QDL3)의 두께는 제3 파장 변환층(QDL3)의 광 변환 효율을 고려하여 설정되는 것이 바람직하다.
상술한 제3 파장 변환층(QDL3)에서는 발광소자(LE)에서 발광된 제1 광 중 일부가 제3 파장 변환층(QDL3)에서 제4 광으로 변환될 수 있다. 제3 파장 변환층(QDL3)은 제1 광과 제4 광이 혼색되어 백색의 제5 광을 출사할 수 있다. 제3 파장 변환층(QDL3)에서 출사되는 제5 광은 후술하는 제1 컬러 필터(CF1)에서 제1 광만을 투과시키고 제2 컬러 필터(CF2)에서 제2 광만을 투과시킬 수 있다. 이에 따라, 파장 변환부(201)에서 출사되는 광은 제1 광, 및 제2 광의 적색 및 녹색 광일 수 있다. 제3 발광 영역(EA3)에는 제3 개구홀(OP3)에 투명한 투광성 유기 물질만 형성되어, 발광소자(LE)로부터 발광된 청색 광이 제3 컬러 필터(CF3)를 통 그대로 출사될 수 있도록 한다. 이에, 풀컬러를 구현할 수 있다.
도 10은 도 2의 A - A' 절단면을 개략적으로 나타낸 또 다른 실시예에 따른 단면도이다.
전술한 바와 같이, 각 발광소자(LE)의 활성층(MQW)은 인듐(In)의 함량에 따라 방출하는 광의 색이 달라질 수 있다. 인듐(In)의 함량이 많거나 높을수록 활성층이 방출하는 광의 파장 대역이 적색 파장 대역으로 이동하고, 인듐(In)의 함량이 적거나 낮을수록 방출하는 광의 파장 대역이 청색 파장 대역으로 이동할 수 있다. 이에, 제1 발광 영역(EA1)에 형성된 각 발광소자(LE)의 활성층(MQW)은 인듐(In)의 함량을 25% 이상으로 하면 메인 피크 파장이 대략 600㎚ 내지 750㎚의 범위를 갖는 적색 파장 대역의 제1 광을 방출할 수 있다.
제2 발광 영역(EA2)에 형성된 각 발광소자(LE)의 활성층(MQW)은 인듐(In)의 함량을 25%로 하면 메인 피크 파장이 대략 480㎚ 내지 560㎚의 범위를 갖는 녹색 파장 대역의 제2 광을 방출할 수 있다.
제3 발광 영역(EA3)에 형성된 각 발광소자(LE)의 활성층(MQW)은 인듐(In)의 함량을 15% 미만으로 하면 활성층(MQW)은 메인 피크 파장이 대략 370㎚ 내지 460㎚의 범위를 갖는 청색 파장 대역의 제3 광을 방출할 수 있다.
제1 발광 영역(EA1)에 형성된 각 발광소자(LE)는 적색 파장 대역의 제1 광을 방출하고, 제2 발광 영역(EA2)에 형성된 각 발광소자(LE)는 녹색 파장 대역의 제2 광을 방출하고, 제3 발광 영역(EA3)에 형성된 각 발광소자(LE)는 청색 파장 대역의 제3 광을 방출하도록 할 수 있다. 이 경우에는 컬러 필터(CF1, CF2, CF3)들이 형성되지 않아도 무방하다.
도 11은 일 실시예에 따른 표시 패널의 제조 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 11을 참조하면, 표시 패널의 제조 장치는 필름 고정 모듈(600), 필름 가압 모듈(LBD), 메인 프로세서(500), 제1 두께 검출모듈(700), 제2 두께 검출모듈(800), 조명 모듈(750), 및 영상 검출 모듈(900)을 포함한다.
필름 고정 모듈(600)은 복수의 발광소자(LE)가 배열된 연신 필름(LFL)의 외곽 둘레면을 전면 및 배면 방향으로 가압하여 연신 필름(LFL)을 고정시킨다. 필름 고정 모듈(600)은 복수의 발광소자(LE)가 연신 필름(LFL)의 연신 방향, 예를 들어 필름 고정 모듈(600)의 하부 방향으로 배치되도록 연신 필름(LFL)의 외곽 둘레면을 고정시킬 수 있다.
필름 고정 모듈(600)은 필름 가압 모듈(LBD)의 가압 방향. 예를 들어 필름 고정 모듈(600)과 마주하는 연신 필름(LFL)의 가압 및 연신 방향에 조립 및 고정될 수 있다. 여기서, 연신 필름(LFL)의 배면 방향인 연신 필름(LFL)의 연신 방향에 복수의 발광소자(LE)가 배치될 수 있다.
필름 가압 모듈(LBD)은 필름 고정 모듈(600)에 고정된 연신 필름(LFL)을 전면 방향에서 배면 방향으로 가압한다. 필름 가압 모듈(LBD)은 가압 단계별로 미리 설정된 가압력으로 연신 필름(LFL)을 전면 방향에서 배면 방향으로 가압할 수 있다. 예를 들면, 필름 가압 모듈(LBD)은 미리 설정된 제1 가압력으로 연신 필름(LFL)의 전면을 1차 가압하고, 제1 가압력보다 더 큰 제2 가압력으로 연신 필름(LFL)의 전면을 2차 가압할 수 있다. 그리고, 필름 가압 모듈(LBD)은 제2 가압력보다 더 큰 제3 가압력으로 연신 필름(LFL)의 전면을 3차 가압하는 방식으로 가압력을 높여서 가압할 수 있다. 여기서, 필름 가압 모듈(LBD)은 n단계의 미리 설정된 가압 단계별로 가압력을 점진적으로 높여서 연신 필름(LFL)을 가압할 수 있다. 여기서, n은 1 이상의 자연수 또는 양의 정수일 수 있다.
제1 두께 검출모듈(700)은 연신 필름(LFL)이 연신되는 연신 필름(LFL)의 연신 방향이나 연신 필름(LFL)이 연신되는 일 측면 방향에 배치될 수 있다. 제1 두께 검출모듈(700)은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 가압 단계별로 가압 및 연신되는 연신 필름(LFL)의 두께 변화 및 두께 변화에 따라 가변되는 탄성 계수를 가압 단계별로 검출한다. 그리고, 연신 필름(LFL)의 두께 및 탄성 계수와 대응되는 제1 두께 검출 데이터를 메인 프로세서(500)로 전송한다.
제1 두께 검출모듈(700)은 적어도 하나의 초음파 센서, 적외선 발광 소자, 적외선 반사 광량 검출 센서, 이미지 센서 중 적어도 하나의 센서와 발광 소자 등을 이용해서 연신 필름(LFL)의 두께 변화를 검출할 수 있다. 또한, 제1 두께 검출모듈(700)은 적어도 하나의 AD 변환 회로와 마이크로프로세서, 및 근거리 통신 회로를 더 포함할 수 있다.
제1 두께 검출모듈(700)은 미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 센서와 발광 소자 등을 이용해서 연신 필름(LFL)의 두께 변화와 대응되는 제1 광량 검출 신호를 검출한다. 그리고, 제1 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환함으로써, 연신 필름(LFL)의 두께 변화와 대응되는 제1 두께 검출 데이터를 메인 프로세서(500)로 전송할 수 있다.
제2 두께 검출모듈(800)은 연신 필름(LFL)이 연신되는 연신 필름(LFL)의 연신 방향이나 연신 필름(LFL)이 연신되는 타 측면 방향에 배치될 수 있다. 제2 두께 검출모듈(800)은 제1 두께 검출모듈(700)과 나란하게 서로 인접한 측면에 배치되거나, 서로 다른 측면 방향에 각각 따로 배치될 수 있다.
제2 두께 검출모듈(800)은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 가압 단계별로 가압 및 연신되는 연신 필름(LFL)의 전면 방향 접착제 두께 변화를 각각의 가압 단계별로 검출한다. 그리고, 연신 필름(LFL)의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 메인 프로세서(500)로 전송한다. 이를 위해, 제2 두께 검출모듈(800)은 적어도 하나의 초음파 센서, 발광 소자, 수광 소자, 반사 광량 검출 센서, 이미지 센서 중 적어도 하나의 센서와 발광 소자 등을 포함할 수 있다. 또한, 제2 두께 검출모듈(800)은 적어도 하나의 AD 변환 회로와 마이크로프로세서, 및 근거리 통신 회로를 더 포함할 수 있다.
제2 두께 검출모듈(800)은 미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 수광소자와 발광 소자 및 센서 등을 이용해서 연신 필름(LFL)의 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 광량 검출 신호를 검출한다. 그리고, 제2 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환함으로써, 연신 필름(LFL)의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 메인 프로세서(500)로 전송할 수 있다.
영상 검출 모듈(900)은 연신 필름(LFL)의 연신 방향과 마주보도록 배치되어, 연신 필름(LFL)의 연신 및 가압 단계별로 연신 필름(LFL)에 배치된 복수의 발광소자(LE)를 촬영한다. 영상 검출 모듈(900)은 연신 필름(LFL)의 가압 단계별로 획득된 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 비교 분석하여, 발광소자(LE)들의 배열 정보 변화를 검출한다. 구체적으로, 영상 검출 모듈(900)은 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출한다. 또한, 영상 검출 모듈(900)은 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 가압 단계별로 발광소자(LE)들의 밀도 변화 정보를 검출할 수 있다. 가압 단계별 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보는 메인 프로세서(500)로 전송한다.
조명 모듈(750)은 영상 검출 모듈(900)과 인접하게 연신 필름(LFL)의 연신 방향과 마주보도록 배치되어, 연신 필름(LFL)에 조명 광을 출사시킨다.
메인 프로세서(500)는 연신 필름(LFL)을 가압 단계별로 가압하는 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 정보를 수신한다. 그리고, 메인 프로세서(500)는 제1 두께 검출모듈(700)로부터는 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 단계별로 가압 및 연신되는 연신 필름(LFL)의 두께 또는 탄성 계수 변화와 대응되는 제1 두께 검출 데이터를 수신한다. 그리고, 제2 두께 검출모듈(800)로부터는 연신 필름(LFL)의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 수신한다. 또한, 메인 프로세서(500)는 영상 검출 모듈(900)을 통해 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터, 및 발광소자(LE)들의 밀도 변화 정보를 수신한다.
한편, 메인 프로세서(500)는 영상 검출 모듈(900)로부터 연신 필름(LFL)의 가압 단계별로 획득된 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 수신할 수도 있다. 이에 따라, 메인 프로세서(500)는 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출할 수도 있다. 또한, 메인 프로세서(500)는 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 가압 단계별로 발광소자(LE)들의 밀도 변화 정보를 검출할 수도 있다.
메인 프로세서(500)는 필름 가압 모듈(LBD)의 가압 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 연신 필름(LFL)의 종류, 모델명, 면적 등을 포함하는 스펙, 연신 필름(LFL)의 제1 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터 및 접착제 두께 검출 데이터인 제2 두께 검출 데이터를 정렬하여 데이터베이스화한다. 또한, 메인 프로세서(500)는 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터, 및 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화 한다.
메인 프로세서(500)는 연신 필름(LFL)의 종류, 모델명, 면적 등을 포함하는 스펙, 가압 단계별 가압력에 따라 데이터베이스화된 제1 및 제2 두께 검출 데이터, 발광소자(LE)들의 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 밀도 변화 정보를 별도의 모니터나 서버 등으로 공유 및 출력할 수 있다.
한편, 메인 프로세서(500)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조 등의 구조적 특징이 포함된 레이아웃 형상 데이터를 저장하고, 표시 패널별 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터를 읽어들일 수 있다.
메인 프로세서(500)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터 대비 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 가압력 크기 정보에 따른 발광소자(LE)들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 비교 및 매칭시킨다. 이에 따라, 메인 프로세서(500)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 각 화소들에 전사되는 발광소자(LE)들의 전사율 및 배치 정보를 시뮬레이션할 수 있다.
메인 프로세서(500)는 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터와 발광소자(LE)들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 레이아웃 도면으로 형상화하는 시뮬레이션을 수행할 수 있다. 이에 따라, 메인 프로세서(500)는 표시 기판(101)의 화소 형상들에 연신 필름(LFL)의 발광소자(LE)들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 별도의 모니터나 서버 등으로 공유 및 출력할 수 있다.
도 12는 도 11에 도시된 필름 고정 모듈, 필름 가압 모듈, 메인 프로세서 등의 단면 구조를 보여주는 단면도이다. 그리고 도 13은 도 12에 도시된 필름 가압 모듈의 연신 필름 가압 및 연신 과정을 보여주는 단면도이다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 필름 가압 모듈(LBD)은 가압 부재(100), 고정 프레임(130), 가압 구동부재(300), 및 복수의 압력 조절기(310)를 포함한다.
필름 가압 모듈(LBD)의 가압 부재(100)는 사각형 등의 다각 형상이나 원 형상의 개구부(110)가 형성된 다각 통형으로 형성된다. 이와 달리, 가압 부재(100)는 원통 형상으로 형성될 수도 있다. 이하에서는, 가압 부재(100)가 사각 형상의 개구부(110)가 형성된 사각 통형으로 형성된 예를 설명하기로 한다. 또한, 지면으로부터 수직 방향으로 가압 부재(100)가 배치될 수 있으며, 지면을 향하는 하부 방향이 가압 부재(100)의 가압 방향(예를 들어, AA 화살표 방향)이 될 수 있다. 이와 달리, 지면과 반대의 상부 방향은 가압 부재(100)의 탈착 방향이 될 수 있다.
가압 부재(100)는 가압 구동부재(300)의 제어에 따라 복수의 압력 조절기(310)에 의해 가압 방향(예를 들어, AA 화살표 방향)으로 이동하면서 필름 고정 모듈(600)에 고정된 연신 필름(LFL)을 가압한다.
고정 프레임(130)은 가압 부재(100)의 외측면에 부착 또는 조립된 형태로 형성된다. 고정 프레임(130)은 가압 부재(100)와 일체로 형성될 수도 있다. 고정 프레임(130)은 가압 부재(100)의 외측면으로 돌출되도록 형성된다. 고정 프레임(130)은 가압 부재(100)의 외측면을 둘러싸서 사각 형상이나 반구 형상 등으로 돌출될 수 있다. 고정 프레임(130)의 배면이나 외측면은 가압 구동부재(300)의 압력 조절기(310)들과 결착된다. 가압 구동부재(300) 및 압력 조절기(310)들의 구동 제어에 의해 고정 프레임(130)을 비롯한 가압 부재(100)가 하부의 가압 방향(예를 들어, AA 화살표 방향)이나 상부의 탈착 방향으로 이동된다.
가압 구동부재(300)는 평판형 지지 프레임 및 평판형 지지 프레임에 결착된 복수의 압력 조절기(310)를 포함한다. 각각의 압력 조절기(310)들은 기압식 또는 유압식으로 압력이 조절되어 그 길이가 조절될 수 있다. 가압 구동부재(300)는 복수의 압력 조절기(310)를 이용해서 고정 프레임(130)을 비롯한 가압 부재(100)를 이동시킨다. 구체적으로, 가압 구동부재(300)의 압력 조절기(310)들은 평판형 지지 프레임의 하부 방향에 배치된다. 압력 조절기(310)들은 내부 기압량 또는 유압량 변화에 따라 자체 길이가 조절된다. 가압 구동부재(300)는 압력 조절기(310)들 각각의 길이를 변화시켜서 고정 프레임(130)을 비롯한 가압 부재(100)를 하부의 가압 방향(예를 들어, AA 화살표 방향)으로 이동시키거나 그 반대 방향인 상부 방향으로 이동시킬 수 있다.
도 14는 도 11 및 도 12의 메인 프로세서를 구체적으로 보여주는 구성 블록도이다.
도 14를 참조하면, 메인 프로세서(500)는 탄성계수 검출부(501), 영상 분석부(502), 밀도 검출부(503), 시뮬레이션 처리부(504), 데이터 분석 처리부(506), 및 결과 출력부(507)를 포함한다.
탄성계수 검출부(501)는 제1 두께 검출모듈(700)로부터 입력된 제1 두께 검출 데이터를 통해 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 가압 및 연신되는 연신 필름(LFL)의 두께 변화 수치를 가압 단계별로 추출한다. 또한, 탄성계수 검출부(501)는 제1 두께 검출 데이터를 통해 연신 필름(LFL)의 두께 변화에 따른 탄성 계수 값을 추출한다. 연신 필름(LFL)의 탄성 계수는 연신 필름(LFL)의 두께 변화와 반비례하게 변화될 수 있다.
영상 분석부(502)는 영상 검출 모듈(900)로부터 입력된 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출한다.
영상 분석부(502)는 발광소자(LE)들의 배치 이미지들 중 적어도 하나의 이미지를 분석하여 각각의 발광소자(LE)와 배경을 분할 구분한다. 일 예로, 영상 분석부(502)는 발광소자(LE)들의 배치 이미지 데이터에 포함된 유사 계조 값이나 유사 휘도 값들을 분할하고 구분하여 각각의 발광소자(LE)들을 구분할 수 있다. 여기서, 유사 계조 값이나 유사 휘도 값 범위는 미리 설정될 수 있다. 이에 따라, 영상 분석부(502)는 구분된 발광소자(LE)들의 유사 계조 분포 면적이나 크기를 비교해서 정상적으로 배치된 발광소자(LE)들의 이미지, 파손된 발광소자(LE)들의 이미지 및 비정상적으로 배치된 발광소자(LE)들의 이미지 등을 분류할 수 있다. 영상 분석부(502)는 정상적으로 배치된 발광소자(LE)들의 개수 대비 파손되거나 비정상적으로 배치된 발광소자(LE)들의 개수에 따라 가압 단계별로 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출할 수 있다.
밀도 검출부(503)는 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 분석하여 연신 필름(LFL)의 가압 단계별로 발광소자(LE)들의 밀도 변화 정보를 검출한다. 밀도 검출부(503)는 발광소자(LE)들의 배치 이미지들 중 적어도 하나의 배치 이미지에 대한 전체 면적 대비 발광소자(LE)들의 배치 면적에 따라 발광소자(LE)들이 배치된 밀도를 검출할 수 있다. 또한, 밀도 검출부(503)는 발광소자(LE)들이 배치된 이미지의 전체 면적에 대비해서 서로 인접하게 배치된 발광소자(LE)들의 간격을 검출할 수도 있다.
데이터 분석 처리부(506)는 연신 필름(LFL)의 종류, 모델명, 면적 등을 포함한 스펙을 구분한다. 그리고, 각각의 스펙 별로 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 변화에 따른 연신 필름(LFL)의 제1 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터, 연신 필름(LFL)의 잡착제 두께 검출 데이터를 정렬하고 데이터베이스화 한다.
일 예로, 데이터 분석 처리부(506)는 연신 필름(LFL)의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 스펙 별로 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 정보를 데이터 목록으로 설정한다. 그리고, 각각 설정된 데이터 목록별로 연신 필름(LFL)의 제1 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터, 연신 필름(LFL)의 접착제 두께 검출 데이터를 정렬하여 데이터베이스화할 수 있다.
또한, 데이터 분석 처리부(506)는 각각 설정된 데이터 목록별로 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터, 및 발광소자(LE)들의 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화할 수 있다.
결과 출력부(507)는 데이터 분석 처리부(506)로부터 데이터베이스화된 결과 데이터들을 별도의 모니터나 서버로 출력한다. 다시 말해, 결과 출력부(507)는 연신 필름(LFL)의 스펙과 가압 단계별 가압력 크기 정보에 따라 데이터베이스화된 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터, 접착제 두께 검출 데이터, 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 밀도 변화 정보를 별도의 모니터나 서버 등으로 출력할 수 있다.
시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조 등의 구조적 특징이 포함된 레이아웃 형상 데이터와 발광소자(LE)들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교한다. 그리고, 표시 기판(101)의 화소 형상들에 연신 필름(LFL)의 발광소자(LE)들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성한다. 이를 위해, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조 등의 구조적 특징이 포함된 레이아웃 형상 데이터를 저장하고, 표시 패널별 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터를 읽어들일 수 있다.
일 예로, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터 대비 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 가압력 크기 정보에 따른 발광소자(LE)들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 비교 및 매칭시킬 수 있다. 이에 따라, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 각 화소들에 전사되는 발광소자(LE)들의 전사율 및 배치 정보를 추가로 시뮬레이션할 수도 있다. 구체적으로, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터와 발광소자(LE)들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 레이아웃 도면으로 형상화하고, 표시 기판(101)의 화소 형상들에 연신 필름(LFL)의 발광소자(LE)들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 출력할 수 있다.
도 15는 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제1 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 16은 도 15의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
구체적으로, 도 15 및 도 16은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 필름 고정 모듈(600)의 연신 필름(LFL)이 제1 가압력으로 가압되고 연신되는 초기 제1 단계의 발광 소자들의 배치 이미지, 및 연신 필름(LFL)의 절단면을 나타낸다.
연신 필름(LFL)이 제1 가압력으로 가압되는 제1 단계에서 연신 필름(LFL)의 접착제(TSL) 상에 배치된 복수의 발광소자(LE)는 제1 간격(d1)으로 배치된 상태일 수 있다. 복수의 발광소자(LE) 간의 제1 간격(d1)은 복수의 발광소자(LE) 형성 및 제조시 형성된 간격일 수 있다.
가압 초기의 제1 단계에서, 연신 필름(LFL)은 연신 필름(LFL)의 기본 제작 두께인 제1 필름 두께(Fw1)로 유지되고, 연신 필름(LFL)의 전면 방향에 도포된 접착제(TSL)는 초기 도포 두께인 제1 접착 두께(Tw1)로 유지될 수 있다.
가압 초기 제1 단계에서 연신 필름(LFL)은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 가압되기 이전 상태이거나 가압이 시작되는 상태일 수 있다. 이에 따라, 발광소자(LE)들 간의 제1 간격(d1), 연신 필름(LFL)의 제1 필름 두께(Fw1), 접착제(TSL)의 제1 접착 두께(Tw1)는 모두 초기 형성 과정에서 유지된 상태일 수 있다.
도 17은 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제2 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다. 그리고, 도 18은 도 17의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 도 17 및 도 18은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 필름 고정 모듈(600)의 연신 필름(LFL)이 제2 가압력으로 가압되고 연신되는 가압 제2 단계의 발광 소자들의 배치 이미지, 및 연신 필름(LFL)의 절단면을 나타낸다.
연신 필름(LFL)이 제2 가압력으로 가압되는 제2 단계에서 연신 필름(LFL)의 접착제(TSL) 상에 배치된 복수의 발광소자(LE)는 제1 간격(d1)보다 더 넓은 제2 간격(d2)으로 배치된 상태일 수 있다. 복수의 발광소자(LE) 간의 제2 간격(d2)은 연신 필름(LFL)이 제2 가압력에 의해 연신됨에 따라 제1 간격(d1)보다 더 넓은 폭으로 변형된 간격일 수 있다.
필름 가압 모듈(LBD)에 의해 연신 필름(LFL)이 제2 가압력으로 가압되는 제2 단계에서, 연신 필름(LFL)은 기본 제작 두께인 제1 필름 두께(Fw1)보다 더 얇은 제2 필름 두께(Fw2)로 변형될 수 있다. 그리고, 연신 필름(LFL)의 전면 방향에 도포된 접착제(TSL)의 도포 두께 또한 제1 접착 두께(Tw1)보다 더 얇은 제2 접착 두께(Tw2)로 변형될 수 있다.
[표 1]
Figure pat00001
상기의 표 1을 참조하면, 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 연신 필름(LFL)이 제1 및 제2 가압력으로 가압되는 제1 및 제2 단계에서, 제1 두께 검출모듈(700)은 연신 필름(LFL)의 두께 변화 및 두께 변화에 따른 탄성 계수를 각각의 단계별로 검출한다. 그리고, 제2 두께 검출모듈(800)은 연신 필름(LFL)의 전면 방향 접착제 두께 변화를 각각의 단계별로 검출한다. 한편, 영상 검출 모듈(900)은 발광소자(LE)들의 파손률 데이터와 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 순차적으로 검출한다.
이와 더불어, 표 1로 도시된 바와 같이, 메인 프로세서(500)는 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 연신 필름(LFL)의 두께나 탄성계수, 접착제 두께, 발광소자(LE)들의 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화 한다.
도 19는 도 11에 도시된 필름 가압 모듈의 제3 단계 연신 필름 가압 과정에서 영상 검출 모듈을 통해 검출된 발광 소자들의 배치 이미지를 보여주는 도면이다. 그리고 도 20은 도 19의 I - I' 절단면을 보여주는 단면도이다.
좀 더 구체적으로 설명하면, 도 19 및 도 20은 필름 가압 모듈(LBD)에 의해 필름 고정 모듈(600)의 연신 필름(LFL)이 제3 가압력으로 가압되고 연신되는 가압 제3 단계의 발광 소자들의 배치 이미지, 및 연신 필름(LFL)의 절단면을 나타낸다.
연신 필름(LFL)이 제3 가압력으로 가압되는 제3 단계에서 연신 필름(LFL)의 접착제(TSL) 상에 배치된 복수의 발광소자(LE)는 제2 간격(d2)보다 더 넓은 제3 간격(d3)으로 배치된 상태일 수 있다. 복수의 발광소자(LE) 간의 제3 간격(d3)은 연신 필름(LFL)이 제3 가압력에 의해 연신됨에 따라 제2 간격(d2)보다 더 넓은 폭으로 변형된 간격일 수 있다.
필름 가압 모듈(LBD)에 의해 연신 필름(LFL)이 제3 가압력으로 가압되는 제3 단계에서, 연신 필름(LFL)은 제2 단계의 제2 필름 두께(Fw2)보다 더 얇은 제3 필름 두께(Fw3)로 변형될 수 있다. 그리고, 연신 필름(LFL)의 전면 방향에 도포된 접착제(TSL)의 도포 두께 또한 제2 접착 두께(Tw2)보다 더 얇은 제3 접착 두께(Tw3)로 변형될 수 있다.
필름 가압 모듈(LBD)에 의해 연신 필름(LFL)이 제3 가압력으로 가압되는 제3 단계에서, 제1 두께 검출모듈(700)은 연신 필름(LFL)의 두께 변화 및 두께 변화에 따른 탄성 계수를 검출한다. 마찬가지로, 제2 두께 검출모듈(800)은 연신 필름(LFL)의 접착제 두께 변화를 검출한다. 한편, 영상 검출 모듈(900)은 발광소자(LE)들의 파손율 데이터와 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 순차적으로 검출한다.
이에 따라, 메인 프로세서(500)는 필름 가압 모듈(LBD)의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 연신 필름(LFL)의 두께나 탄성계수, 접착제 두께, 발광소자(LE)들의 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화할 수 있다.
도 21은 일 실시예에 따른 메인 프로세서의 시뮬레이션 결과 이미지를 보여주는 레이아웃도이다.
도 21을 참조하면, 일 실시예에 따른 메인 프로세서(500)의 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 화소 크기, 화소 형상(PXA), 화소 배치 구조 등의 구조적 특징이 포함된 레이아웃 형상 데이터(100A)와 발광소자(LE)들의 배치 이미지(LEA)들을 매칭시켜서 비교한다.
일 예로, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터(100A)와 발광소자(LE)들의 배치 이미지(LEA)들을 매칭시켜서 레이아웃 도면으로 형상화하고, 표시 기판(101)의 화소 형상(PXA)들에 연신 필름(LFL)의 발광소자(LE)들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 출력할 수 있다.
도 21의 시뮬레이션 결과 이미지를 참조하면, 표시 기판(101)의 화소 형상(PXA)들에는 약 3개 내지 6개의 발광소자(LE)들이 불규칙적으로 배치됨을 미리 확인할 수 있다.
한편으로, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터(100A) 대비 연신 필름(LFL)의 가압 단계별 가압력 크기 정보에 따른 발광소자(LE)들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 비교 및 매칭시킬 수 있다. 이에 따라, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 각 화소들에 전사되는 발광소자(LE)들의 전사율 및 배치 정보를 추가로 시뮬레이션할 수도 있다.
도 22는 다른 일 실시예에 따른 메인 프로세서의 시뮬레이션 결과 이미지를 보여주는 레이아웃도이다.
도 22를 참조하면, 다른 일 실시예에 따른 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 패널별 표시 기판(101)의 화소 형상(PXA)들이 포함된 레이아웃 형상 데이터(100A)와 발광소자(LE)들의 배치 이미지(LEA)들을 매칭시켜서 비교한다. 일 예로, 시뮬레이션 처리부(504)는 표시 기판(101)의 레이아웃 형상 데이터(100A)와 발광소자(LE)들의 배치 이미지(LEA)들을 매칭시켜서 레이아웃 도면으로 형상화하고, 표시 기판(101)의 화소 형상(PXA)들에 연신 필름(LFL)의 발광소자(LE)들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 출력할 수 있다.
도 22의 시뮬레이션 결과 이미지를 참조하면, 표시 기판(101)의 화소 형상(PXA)들에는 10개 이상의 발광소자(LE)들이 규칙적으로 배치됨을 미리 확인할 수 있다.
도 23은 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 자동차 계기판과 센터페시아를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 23을 참조하면, 본 발명의 표시 장치에 포함된 표시 패널이나 마이크로 표시 기판(101)들은 자동차 대쉬 보드의 표시 기기나 표시 장치(10)로 적용될 수 있다. 일 예로, 마이크로 LED 등의 발광소자(LE)가 적용된 표시 장치(10)들은 자동차의 계기판(10_a)에 적용되거나, 자동차의 센터페시아(center fascia, 10_b)에 적용되거나, 자동차의 대쉬보드에 배치된 CID(Center Information Display, 10_c)에 적용될 수 있다. 또한, 일 실시예에 따른 표시 장치(10)는 자동차의 사이드미러를 대신하는 룸미러 디스플레이(room mirror display, 10_d, 10_e)), 내비게이션 기기 등에 적용될 수도 있다.
도 24는 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 안경형 가상 현실 장치를 보여주는 예시 도면이다. 그리고 도 25는 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 워치형 스마트 기기를 보여주는 예시 도면이다.
도 24에서는 안경테 다리들(30a, 30b)을 포함하는 안경형 가상 현실 장치(1)를 예시하였다. 일 실시예에 따른 안경형 가상 현실 장치(1)는 가상 영상 표시 장치(10_1), 좌안 렌즈(10a), 우안 렌즈(10b), 지지 프레임(20), 안경테 다리들(30a, 30b), 반사 부재(40), 및 표시 장치 수납부(50)를 구비할 수 있다. 가상 영상 표시 장치(10_1)는 본 발명의 실시예로 도시된 마이크로 표시 기판(101)들을 이용해서 가상 영상을 표시할 수 있다.
일 실시예에 따른 안경형 가상 현실 장치(1)는 안경테 다리들(30a, 30b) 대신에 머리에 장착할 수 있는 머리 장착 밴드를 포함하는 헤드 장착형 디스플레이(head mounted display)에 적용될 수도 있다. 즉, 일 실시예에 따른 안경형 가상 현실 장치(1)는 도 27에 도시된 것에 한정되지 않으며, 그 밖에 다양한 전자 장치에서 다양한 형태로 적용 가능하다.
또한, 도 25로 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예로 도시된 마이크로 표시 기판(101)들은 스마트 기기 중 하나인 워치형 스마트 기기(2)의 위치 표시 장치(10_2)로 적용될 수 있다.
도 26은 일 실시예에 따른 표시 장치를 포함하는 투명표시장치를 보여주는 일 예시 도면이다.
도 26을 참조하면, 본 발명의 실시예로 도시된 메인 마이크로 표시 기판(101)들은 투명 표시 장치에 적용될 수 있다. 투명 표시 장치는 영상(IM)을 표시하는 동시에, 광을 투과시킬 수 있다. 그러므로, 투명 표시 장치의 전면(前面)에 위치한 사용자는 마이크로 표시 패널에 표시된 영상(IM)을 시청할 수 있을 뿐만 아니라, 투명 표시 장치의 배면(背面)에 위치한 사물(RS) 또는 배경을 볼 수 있다. 마이크로 표시 기판(101)이 투명 표시 장치에 적용되는 경우, 도 26에 도시된 마이크로 표시 기판(101)은 광을 투과시킬 수 있는 광 투과부를 포함하거나 광을 투과시킬 수 있는 재료로 형성될 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 100: 가압 부재
101: 표시 기판 111: 제1 기판
201: 파장 변환부 300: 가압 구동부재
310: 압력 조절기 500: 메인 프로세서
501: 탄성 계수 검출부 502: 영상 분석부
503: 밀도 검출부 506: 시뮬레이션 처리부
507: 결과 출력부 600: 필름 고정 모듈
700: 제1 두께 검출모듈 800: 제2 두께 검출 모듈

Claims (20)

  1. 복수의 발광소자가 배열된 연신 필름을 고정하는 필름 고정 모듈;
    상기 연신 필름을 가압하는 필름 가압 모듈;
    상기 필름 가압 모듈에 의해 가압 및 연신되는 상기 연신 필름의 두께 변화와 탄성 계수를 가압 단계별로 검출하는 제1 두께 검출모듈;
    상기 연신 필름의 전면 반향에 도포된 접착제의 두께 변화를 상기 가압 단계별로 검출하는 제2 두께 검출모듈;
    상기 가압 단계별로 상기 연신 필름에 배열된 상기 복수의 발광소자를 촬영하고 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 영상 검출 모듈; 및
    상기 가압 단계별 가압력 변화에 따라 상기 연신 필름의 두께, 상기 탄성 계수, 상기 접착제의 두께, 상기 발광소자들의 배열 정보 중 적어도 하나의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 메인 프로세서를 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 필름 가압 모듈은
    미리 설정된 n 단계의 상기 가압 단계별로 가압력을 점진적으로 증가시켜서 상기 연신 필름의 어느 한 방향 면을 가압하며, 상기 n은 양의 정수인 표시 패널의 제조 장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 제1 두께 검출모듈은
    상기 연신 필름의 연신 방향이나 상기 연신 필름이 연신되는 일 측면 방향에 배치되어, 상기 연신 필름의 두께 변화 및 상기 두께 변화에 따라 가변되는 탄성 계수를 상기 가압 단계별로 검출하고,
    상기 연신 필름의 두께 변화에 따른 제1 두께 검출 데이터와 탄성 계수 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 표시 패널의 제조 장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 제2 두께 검출모듈은
    미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 수광소자와 발광 소자 및 센서를 이용해서 상기 연신 필름의 접착제 두께 변화와 대응되는 광량 검출 신호를 검출하고,
    상기 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환해서 상기 연신 필름의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 표시 패널의 제조 장치.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 영상 검출 모듈은
    상기 연신 필름의 가압 단계별 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 검출하고,
    상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 상기 메인 프로세서로 전송하는 표시 패널의 제조 장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    상기 필름 가압 모듈로부터 상기 가압 단계별 가압력 크기 정보를 수신하고,
    상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 상기 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화 하는 표시 패널의 제조 장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광 소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하고, 상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광 소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성 및 출력하는 표시 패널의 제조 장치.
  8. 제6 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키고, 상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력하는 표시 패널의 제조 장치.
  9. 제5 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    상기 제1 두께 검출모듈로부터의 제1 두께 검출 데이터를 통해 상기 필름 가압 모듈에 의해 단계별로 가압 및 연신되는 연신 필름의 두께 변화 수치 및 두께 변화에 따른 탄성 계수 값을 추출하는 탄성계수 검출부;
    상기 영상 검출 모듈로부터 입력된 상기 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터와 전사율 데이터를 각각 검출하는 영상 분석부;
    상기 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 가압 단계별로 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 검출하는 밀도 검출부;
    상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 정보가 포함된 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터를 정렬하여 데이터베이스화하는 데이터 분석 처리부; 및
    상기 데이터베이스화된 결과 데이터들을 모니터나 별도의 서버로 출력하는 결과 출력부를 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 데이터 분석 처리부는
    상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 상기 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 상기 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 상기 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하여 데이터베이스화 하는 표시 패널의 제조 장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하고, 상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성하는 시뮬레이션 처리부를 더 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  12. 제9 항에 있어서,
    상기 메인 프로세서는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키고, 상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력하는 시뮬레이션 처리부를 더 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  13. 필름 고정 모듈에 복수의 발광소자가 배열된 연신 필름을 고정하는 단계;
    필름 가압 모듈을 이용해서 상기 연신 필름을 가압하는 단계;
    상기 필름 가압 모듈에 의해 가압 및 연신되는 상기 연신 필름의 두께 변화와 탄성 계수를 가압 단계별로 제1 두께 검출모듈을 이용해서 검출하는 단계;
    상기 연신 필름의 전면 반향에 도포된 접착제의 두께 변화를 상기 가압 단계별로 제2 두께 검출모듈을 이용해서 검출하는 단계;
    상기 가압 단계별로 상기 연신 필름에 배열된 상기 복수의 발광소자를 영상 검출 모듈로 촬영하고 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 단계; 및
    상기 가압 단계별 가압력 변화에 따라 상기 연신 필름의 두께, 상기 탄성 계수, 상기 접착제의 두께, 상기 발광소자들의 배열 정보 중 적어도 하나의 특징 변화 정보를 메인 프로세서를 이용해 데이터베이스화하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  14. 제13 항에 있어서,
    상기 연신 필름을 가압하는 단계는
    상기 필름 가압 모듈을 이용해서 미리 설정된 n 단계의 상기 가압 단계별로 가압력을 점진적으로 증가시켜서 상기 연신 필름의 어느 한 면을 가압하며, 상기 n은 양의 정수인 표시 패널의 제조 방법.
  15. 제13 항에 있어서,
    상기 연신 필름의 탄성 계수를 가압 단계별로 검출하는 단계는
    상기 연신 필름의 두께 변화 및 상기 두께 변화에 따라 가변되는 탄성 계수를 상기 가압 단계별로 검출하는 단계; 및
    상기 연신 필름의 두께 변화에 따른 제1 두께 검출 데이터와 탄성 계수 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  16. 제13 항에 있어서,
    상기 접착제의 두께 변화를 검출하는 단계는
    미리 프로그래밍된 마이크로프로세서의 제어에 따라 적어도 하나의 수광소자와 발광 소자 및 센서를 이용해서 상기 연신 필름의 접착제 두께 변화와 대응되는 광량 검출 신호를 검출하는 단계; 및
    상기 광량 검출 신호를 디지털 데이터 신호로 변환해서 상기 연신 필름의 전면 방향 접착제 두께 변화와 대응되는 제2 두께 검출 데이터를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  17. 제16 항에 있어서,
    상기 발광소자들의 배열 정보 변화를 검출하는 단계는
    상기 연신 필름의 가압 단계별 발광소자들의 배치 이미지들을 분석하여 상기 연신 필름의 가압 단계별 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 검출하는 단계; 및
    상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 상기 메인 프로세서로 전송하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  18. 제16 항에 있어서,
    상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는
    상기 필름 가압 모듈로부터 상기 가압 단계별 가압력 크기 정보를 수신하는 단계;
    상기 필름 가압 모듈의 단계별 가압력 크기 정보를 기준으로 상기 연신 필름의 종류, 모델명, 면적 중 적어도 하나의 특징을 포함하는 스펙, 제1 두께 검출 데이터, 상기 탄성 계수 검출 데이터, 제2 두께 검출 데이터, 상기 발광소자들의 파손율 데이터, 전사율 데이터, 및 상기 발광소자들의 밀도 변화 정보를 정렬하는 단계를 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
  19. 제18 항에 있어서,
    상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광 소자들의 배치 이미지들을 매칭시켜서 비교하는 단계; 및
    상기 표시 기판의 화소 형상들에 상기 연신 필름의 발광 소자들이 전사된 형태의 시뮬레이션 결과 이미지를 생성 및 출력하는 단계를 더 포함하는 표시 패널의 제조 장치.
  20. 제18 항에 있어서,
    상기 발광 소자들의 특징 변화 정보를 데이터베이스화하는 단계는
    미리 설정된 표시 패널별 표시 기판의 화소 크기, 화소 형상, 화소 배치 구조가 포함된 레이아웃 형상 데이터 대비 상기 가압 단계별 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보를 매칭시키는 단계; 및
    상기 표시 기판의 레이아웃 형상 데이터와 상기 발광소자들의 전사율 데이터 및 밀도 변화 정보가 매칭된 레이아웃 도면을 시뮬레이션 결과로 출력하는 단계를 더 포함하는 표시 패널의 제조 방법.
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