WO2020204222A1 - 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법 - Google Patents

투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법 Download PDF

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WO2020204222A1
WO2020204222A1 PCT/KR2019/003840 KR2019003840W WO2020204222A1 WO 2020204222 A1 WO2020204222 A1 WO 2020204222A1 KR 2019003840 W KR2019003840 W KR 2019003840W WO 2020204222 A1 WO2020204222 A1 WO 2020204222A1
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WO
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transparent
flexible substrate
adhesive layer
transparent flexible
electrode pattern
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PCT/KR2019/003840
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Inventor
박진성
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주식회사 라훔나노테크
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    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09F—DISPLAYING; ADVERTISING; SIGNS; LABELS OR NAME-PLATES; SEALS
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    • G09F9/30—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements
    • G09F9/33—Indicating arrangements for variable information in which the information is built-up on a support by selection or combination of individual elements in which the desired character or characters are formed by combining individual elements being semiconductor devices, e.g. diodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L33/00—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L33/36—Semiconductor devices having potential barriers specially adapted for light emission; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof characterised by the electrodes

Definitions

  • the present invention relates to a transparent LED display device and a method of manufacturing the same, and more particularly, to a transparent LED display device capable of various installations through an adhesive method and a method of manufacturing the same.
  • TLED Transparent Light Emitting Diode
  • Patent Registration No. 10-1947113 transparent LED display panel and digital signage system using the same, registered on February 1, 2019.
  • the above registered patent includes an electrode layer disposed on a transparent substrate, an LED flip chip bonded to the electrode layer, and a resin layer sealing the electrode layer and the LED flip chip.
  • a conventional transparent LED display device having such a configuration is characterized in that, when applied to digital signage, etc., a visually unique display is possible including a display area and a transparent area excluding the display area.
  • a structure such as a frame that can be fixed to the glass window is additionally required, and thus there is a problem that installation is not easy.
  • the edge portion of the transparent LED display device becomes opaque due to components such as a frame for fixed installation, or even if it is transparent, refraction occurs due to a difference in medium, making it visually unnatural.
  • the technical problem to be solved by the present invention is to provide a transparent LED display device that does not require a separate fixed installation means and a method of manufacturing the same.
  • another technical problem to be solved by the present invention is to provide a transparent LED display device capable of performing device protection and installation by forming a single layer without forming a separate protective layer, and a method of manufacturing the same.
  • a transparent LED display device for solving the above problems relates to a method of manufacturing a transparent LED display device, comprising: a transparent flexible substrate; an electrode pattern positioned on an upper portion of the transparent flexible substrate; A plurality of LED chips selectively mounted on the electrode pattern and an adhesive layer covering the entire surface of the transparent flexible substrate on which the electrode pattern and the LED chip are located.
  • a rear electrode pattern disposed in contact with the rear surface of the transparent flexible substrate and electrically connected to the electrode pattern through a through hole of the transparent flexible substrate may be further included.
  • it may further include a rear adhesive layer covering the rear surface of the transparent flexible substrate.
  • the adhesive layer may be filled between the LED chip and the transparent flexible substrate.
  • the adhesive layer may be formed of a plurality of layers stacked up and down, and the plurality of stacked layers may have different adhesive strengths. Specifically, the adhesive force of the adhesive layer in contact with one surface of the transparent flexible substrate may be stronger than that of the uppermost adhesive layer, but is not limited thereto.
  • a method of manufacturing a transparent LED display device includes: a) forming an electrode pattern, which is a conductor, on an upper portion of a transparent flexible substrate, and b) mounting LED chips supplied with power through the electrode pattern. And, c) applying an adhesive to the transparent flexible substrate on which the LED chips and electrode patterns are formed, and curing to form an adhesive layer; d) cutting the transparent flexible substrate and the edge region of the adhesive layer, and It may include removing.
  • the length of each side of the transparent flexible substrate is 5 to 10% greater than the length of each side of the final display device, and is divided into a center used area and an unused area located around the used area, In step d), the adhesive layer on the unused area and the non-used area may be cut and removed.
  • step c after performing the step c), it may further include forming a rear adhesive layer on the rear surface of the transparent flexible substrate.
  • a rear electrode pattern is formed on the rear surface of the transparent flexible substrate, and the rear electrode pattern is electrically connected to the electrode pattern through a hole in the transparent flexible substrate. It may further include a step.
  • step c) the adhesive is introduced between the transparent flexible substrate and the LED chip, so that the adhesive layer may be formed between the transparent flexible substrate and the LED chip.
  • the adhesive layer may be formed in multiple layers by sequentially using adhesives having different adhesive strengths, and the adhesive force of the adhesive layer in contact with the transparent flexible substrate is formed on the remaining adhesive layer. May be stronger than adhesion.
  • the pressure-sensitive adhesive may be a silicone-based or acrylic-based soft transparent pressure-sensitive adhesive having insulation.
  • the transparent LED display device and its manufacturing method of the present invention have an effect that the protective layer of the transparent LED display device is composed of an adhesive layer, so that it can be easily installed without using a separate fixing and installation means.
  • the shape of the transparent panel can be maintained, and a display device that is visually completely transparent can be provided.
  • 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a manufacturing process of a transparent LED display according to an exemplary embodiment of the present invention.
  • 6 and 7 are diagrams illustrating the use of the transparent LED display device according to the present invention.
  • FIGS. 8 to 10 are cross-sectional views of a transparent LED display device according to another embodiment of the present invention, respectively.
  • first and second are used to describe various members, regions and/or parts, but it is obvious that these members, parts, regions, layers and/or parts are not limited by these terms. . These terms do not imply any particular order, top or bottom, or superiority, and are only used to distinguish one member, region, or region from another member, region, or region. Accordingly, the first member, region, or region to be described below may refer to the second member, region, or region without departing from the teachings of the present invention.
  • 1 to 5 are cross-sectional views illustrating a process of manufacturing a transparent LED display according to a preferred embodiment of the present invention.
  • a method of manufacturing a transparent LED display includes forming an electrode pattern 12 on the transparent flexible substrate 11 (FIG. 1), Mounting the LED chip 13 on the electrode pattern 12 (Fig. 2), and on the upper front surface of the transparent flexible substrate 11 on which the electrode pattern 12 and the LED chip 13 are located. Forming the adhesive layer 14 (Fig. 3), attaching a protective film 15 on the upper portion of the adhesive layer 14 (Fig. 4), the protective film 15, the adhesive layer 14 ) And cutting and removing the edge region of the transparent flexible substrate 11 (FIG. 5).
  • a transparent flexible substrate 11 is prepared.
  • the transparent flexible substrate 11 is required to have a light transmittance of 97% or more.
  • Other conditions of the transparent flexible substrate 11 should have good heat stability and workability.
  • Examples of materials that satisfy the characteristics of the substrate 11 include polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyethylene terephthalate (PET), polyphenyl sulfide (PPS), and polybutylene terephthalate (PBT). .
  • PC polycarbonate
  • PS polystyrene
  • PET polyethylene terephthalate
  • PPS polyphenyl sulfide
  • PBT polybutylene terephthalate
  • the area of the transparent flexible substrate 11 is assumed to be larger than the area of the display to be manufactured. In general, when the length of each side of the rectangular display device is 100%, the length of each side of the transparent flexible substrate 11 is set to be 105 to 110%.
  • the transparent flexible substrate 11 is divided into a use area 11a in which an element is disposed and an unused area 11b positioned around the use area 11a.
  • An electrode pattern 12 is formed on the transparent flexible substrate 11.
  • the electrode pattern 12 is for supplying power to the LED chip 13 afterwards, and may be formed by printing, depositing, or applying a conductive material and then selective etching.
  • an opaque material may be used because the line width is very fine.
  • ITO indium tin oxide
  • metallic nanowire metallic nanowire
  • carbon nanotube CNT
  • copper silver
  • silver conductive polymer, or the like
  • the electrode pattern 12 is formed only in the use area 11a of the transparent flexible substrate 11.
  • the LED chip 13 is mounted on the electrode pattern 12 through a surface mounting technique.
  • the LED chip 13 packaged with a transparent material such as PC.
  • an adhesive is applied to the surface on which the LED chips 13 are mounted on the electrode pattern 12 and cured to form the adhesive layer 14.
  • the pressure-sensitive adhesive silicone-based or acrylic-based transparent soft products can be used.
  • the adhesive layer 14 can be repeatedly attached and detached, so it is possible to install the present invention by attaching it to a specific position and then to detach it if necessary and move it to another position and reinstall it.
  • a rubber-based or hot-melt-based pressure-sensitive adhesive for forming the pressure-sensitive adhesive layer 14 may be used, since the light transmittance is low and there is a risk of discoloration and not transparent, it can be used as the back pressure-sensitive adhesive layer 18 of FIGS. 8 or 9. , It is preferable not to use the adhesive layer 14 laminated on the upper surface of the transparent flexible substrate.
  • Types of adhesives are classified according to the type of base material such as silicone and acrylic, and are classified into soft adhesives and firm adhesives according to rigidity, and in the present invention, a soft adhesive is used to provide flexible properties. To prevent deterioration.
  • the adhesive layer 14 By the adhesive layer 14, the electrode pattern 12 and the LED chip 13 are more firmly attached, and it is possible to prevent damage due to external impacts, etc. without forming a separate protective layer.
  • the adhesive layer 14 is also filled and positioned in the space between the transparent flexible substrate 11 and the LED chip 13. That is, an empty space is generated between the substrate 11 and the LED chip 13 due to the formation of the electrode pattern 12, and the adhesive is introduced and cured in the space to form the adhesive layer 14.
  • the adhesive layer 14 is positioned between the transparent flexible substrate 11 and the LED chip 13, heat generated from the LED chip 13 can be more effectively discharged, and the penetration of moisture can be minimized to increase the lifetime. There is a feature that can avoid shortening.
  • the adhesive layer 14 uses a transparent soft silicone or acrylic adhesive, it is possible to reinforce the insulation between a plurality of LED chips or between the LED chip and the transparent flexible substrate. It is attached to a transparent surface such as glass to be attached to the micro LED chip. Accordingly, when displaying information such as various texts, images, and images, it is possible to clearly see the field of view.
  • the adhesive layer 14 is applied in a liquid form having flowability and viscosity, and has a shape in which the edge portion is lower than the center portion during the curing process.
  • the adhesiveness may be relatively lowered.
  • a frame for confining the pressure-sensitive adhesive may be used when the pressure-sensitive adhesive layer 14 is formed, but there is a problem that the process becomes complicated and the process time is relatively delayed.
  • the surface uniformity of the adhesive layer 14 is secured through cutting as described in detail later.
  • a protective film 15 such as a release paper is attached to the upper portion of the adhesive layer 14.
  • the transparent flexible substrate 11 and the adhesive layer 14 and protection along the boundary between the use area 11a and the non-use area 11b of the transparent flexible substrate 11 The film 15 is cut.
  • the edge area of the adhesive layer 14 manufactured through the application and curing of the adhesive may be lowered, and in the present invention, the adhesive layer 14 having high surface uniformity by removing the edge of the adhesive layer 14 Can provide.
  • 6 and 7 are respectively an installation state diagram of a transparent LED display device according to the present invention.
  • the present invention exposes the surface of the adhesive layer 14 by removing the protective film 15 described above, and attaches the exposed adhesive layer 14 to the flat glass 16 or the curved glass 17 It can be installed easily.
  • the adhesive layer 14 can be easily installed on the installation surface without using other fixed installation means, installation is easy, and a decrease in transparency can be prevented.
  • FIG 8 is a cross-sectional view of a transparent LED display device according to another exemplary embodiment of the present invention.
  • a transparent LED display device in a transparent LED display device according to another embodiment of the present invention, power is supplied through an electrode pattern 12 disposed on a part of the upper surface of the transparent flexible substrate 11 described above, and the electrode pattern 12.
  • the electrode pattern 12 In the configuration of a display device including an LED chip 13 mounted to be supplied and an adhesive layer 14 covering the entire surface of the transparent flexible substrate 11 on which the LED chip 13 and the electrode pattern 12 are formed, the It further includes a rear adhesive layer 18 positioned in contact with the rear surface of the transparent flexible substrate 11.
  • the adhesive layer 14 covering the LED chip 13 is brought into contact with the installation surface, so that it can be easily installed.
  • an example of installation is to be attached to an indoor window so that advertisements displayed on the display can be viewed from outside the building.
  • the back adhesive layer 18 When the back adhesive layer 18 is used, it may represent a more diverse use state.
  • the transparent LED display device of the present invention having the rear adhesive layer 18 may be manufactured by coating and curing an adhesive on the rear surface of the transparent flexible substrate 11 before performing the cutting process described with reference to FIG. 5.
  • the material of the back adhesive layer 18 may be the same as that of the adhesive layer 14.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view of a transparent LED display device according to another embodiment of the present invention.
  • a rear electrode pattern 19 may be formed on the rear surface of the transparent flexible substrate 11.
  • the rear electrode pattern 19 may be electrically connected to the electrode pattern 12 formed on the opposite side through the upper and lower through holes (not shown) provided in the transparent flexible substrate 11.
  • the rear electrode pattern 19 may also be a transparent or opaque conductor, and it is preferable to use the same material as the electrode pattern 12.
  • the reason for forming the rear electrode pattern 19 is for ease of wiring.
  • FIG. 9 it is shown that the rear adhesive layer 18 is formed on the rear surface of the transparent flexible substrate 11 on which the rear electrode pattern 19 is formed, but it can be applied to a structure without the rear adhesive layer 18 as shown in FIG. have.
  • the back adhesive layer 18 When the back adhesive layer 18 is present, it is not necessary to apply an insulator film because the back adhesive layer 18 itself has insulating properties.
  • FIG. 10 is a cross-sectional view of a transparent LED display device according to another embodiment of the present invention.
  • the adhesive layer 14 may be formed of a plurality of layers.
  • it may be implemented with a lower adhesive layer 14a and an upper adhesive layer 14b.
  • the lower adhesive layer 14a is in contact with the upper portion of the electrode pattern 12 and the LED chip 13 positioned on the transparent flexible substrate 11, so that the electrode pattern 12 and the LED chip 13 are firmly maintained. You can do it.
  • the upper adhesive layer 14b is located on the lower adhesive layer 14a and adheres to the installation surface.
  • the upper adhesive layer 14b and the lower adhesive layer 14a are kgf/cm 2 It is assumed that there is a difference in adhesive strength expressed as The adhesive force of the lower adhesive layer 14a may be stronger than that of the upper adhesive layer 14b.
  • the adhesive force of the lower adhesive layer 14a is particularly easily formed in the space between the transparent flexible substrate 11 and the LED chip 13, and after a predetermined curing time has elapsed, the transparent flexible substrate 11 and the LED chip 13 ) It will be sufficient if it has adhesive strength that can be bonded to each other or between a plurality of LED chips (13).
  • the adhesive strength of the adhesive strength sufficient to be able to be attached to the external adhesive surface for example, a glass or plastic substrate, etc. will be sufficient.
  • the adhesive strength of the lower adhesive layer 14a can be manufactured using a stronger adhesive than the adhesive force of the upper adhesive layer 14b so that it can be bonded to the upper adhesive layer 14b and at the same time bind the transparent flexible substrate and the LED chips. have.
  • the adhesive force of the lower adhesive layer 14a is assumed to be 1,000 to 3,000 gf/cm 2
  • the adhesive force of the upper adhesive layer 14 b is 4 to 50 gf/cm 2
  • the adhesive force of the lower adhesive layer 14a is 2,000 to 2,800 gf/cm 2
  • the adhesive force of the upper adhesive layer 14b is 6 to 20 gf/cm 2 .
  • the upper adhesive layer 14b and the lower adhesive layer 14a further enhance the insulation between the LED chips by adding an insulating material to a transparent soft silicone or acrylic adhesive to prevent electrical short, thereby preventing electrical stability of the micro LED display. And shortening of lifespan can be prevented.
  • an insulating filler may be mixed with 60 to 80% by weight of a silicone adhesive.
  • the silicone pressure-sensitive adhesive may be obtained by reacting 40 to 70% by weight of terminal polydimethylsiloxane and 30 to 70% by weight of a silicone resin by adding an alkali catalyst.
  • the adhesive force of the lower adhesive layer 14a is stronger with respect to the upper adhesive layer 14b, but the micro LED display is in a state where the transparent flexible substrate 11 and the LED chip 13 are bonded firmly.
  • the adhesive strength of the lower adhesive layer 14a may be weaker than that of the upper adhesive layer 14b.
  • the adhesive layer has been described as two layers, but as another embodiment, it may be formed of two or more layers.
  • the present invention is characterized in that the wiring pattern including the LED can be protected by using an adhesive layer without a separate protective layer and can be easily installed adhesively on various installation surfaces such as glass. have. That is, attachment and detachment can be repeated.
  • the adhesive layer itself has a characteristic of reducing and absorbing physical impact, and because it is an insulating material, it can increase the protective effect.
  • the present invention relates to a structure of a transparent LED display that can be freely installed on an installation surface by using a natural law and has a potential for industrial use.

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Abstract

본 발명은 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법에 관한 것으로, 투명 플렉시블 기판과, 상기 투명 플렉시블 기판의 상부 일부에 위치하는 전극패턴과, 상기 전극패턴의 상부에 선택적으로 마운팅된 복수의 엘이디칩과, 상기 전극패턴과 엘이디칩이 위치하는 상기 투명 플렉시블 기판의 전면을 덮는 점착층으로 이루어진다.

Description

투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법
본 발명은 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것으로, 더 상세하게는 점착 방식으로 다양한 설치가 가능한 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
최근 투명기판과 전극을 사용하며, 광원으로 엘이디를 사용하는 TLED(Trnsparent Light Emitting Diode)에 대한 관심이 높아지고 있다.
TLED를 이용한 디스플레이 패널의 예로 등록특허 10-1947113호(투명 엘이디 디스플레이 패널 및 이를 이용한 디지털 사이니지 시스템, 2019년 2월 1일 등록)가 있다.
위의 등록특허에는 투명기판에 배치된 전극층과, 전극층에 접합된 LED 플립칩과, 상기 전극층과 LED 플립칩을 밀봉하는 수지층을 포함하는 구성이다.
이와 같은 구성의 종래 투명 엘이디 디스플레이 장치는, 디지털 사이니지 등에 응용할 때, 표시영역과 표시영역을 제외한 투명영역을 포함하여, 시각적으로 특이한 표시가 가능하다는 특징이 있다.
그러나 종래 투명 엘이디 디스플레이 장치들은 설치를 위한 부가적인 구성요소가 더 요구된다.
예를 들어 건물의 유리창에 설치하기 위해서는 유리창에 고정될 수 있는 프레임등의 구조가 추가적으로 요구되며, 따라서 설치가 용이하지 않은 문제점이 있었다.
특히 고정설치를 위한 프레임등의 구성품에 의해 투명 엘이디 디스플레이 장치의 가장자리 부분이 불투명하게 되거나, 투명하더라도 매질의 차이에 따른 굴절이 발생하여 시각적으로 부자연스럽게 되는 문제점이 있었다.
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는, 별도의 고정설치수단이 요구되지 않는 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는, 별도의 보호층의 형성 없이 단일층의 형성으로 소자 보호와 설치를 수행할 수 있는 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치는, 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법에 관한 것으로, 투명 플렉시블 기판과, 상기 투명 플렉시블 기판의 상부 일부에 위치하는 전극패턴과, 상기 전극패턴의 상부에 선택적으로 마운팅된 복수의 엘이디칩과, 상기 전극패턴과 엘이디칩이 위치하는 상기 투명 플렉시블 기판의 전면을 덮는 점착층으로 이루어진다.
본 발명의 실시예에서, 상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 접하여 배치되고, 상기 투명 플렉시블 기판의 통공을 통해 상기 전극패턴과 전기적으로 연결되는 배면 전극패턴을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 투명 플렉시블 기판의 배면을 덮는 배면 점착층을 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 점착층은, 상기 엘이디칩과 상기 투명 플렉시블 기판의 사이에 채워지는 것일 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서, 상기 점착층은, 상하 적층된 복수의 층으로 이루어지며, 적층된 복수의 층들은 각각 점착력이 서로 다른 것일 수 있다. 구체적으로 투명 플렉시블 기판의 일면에 접촉되는 점착층의 점착력이 가장 상부에 위치하는 점착층의 점착력보다 강할 수 있으나 이에 반드시 제한되는 것은 아니다.
또한, 본 발명의 다른 측면에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법은, a) 투명 플렉시블 기판의 상부에 전도체인 전극패턴을 형성하는 단계와, b) 상기 전극패턴을 통해 전원을 공급받는 엘이디칩들을 마운팅하는 단계와, c) 상기 엘이디칩들과 전극패턴이 형성된 투명 플렉시블 기판에 점착제를 도포하고, 경화하여 점착층을 형성하는 단계와, d) 상기 투명 플렉시블 기판과 상기 점착층의 가장자리 영역을 절단 및 제거하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 투명 플렉시블 기판은 각 변의 길이가 최종 디스플레이 장치의 각 변의 길이보다 5 내지 10% 더 크며, 중앙의 사용영역과 상기 사용영역의 둘레에 위치하는 미사용영역으로 구획되고, 상기 d) 단계에서 비사용영역과 비사용영역상의 점착층을 절단하여 제거할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 c) 단계를 수행한 후, 상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 배면 점착층을 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 a) 단계를 수행한 후, 상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 배면 전극패턴을 형성하되, 배면 전극패턴이 투명 플렉시블 기판의 통공을 통해 상기 전극패턴과 전기적으로 연결되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 c) 단계에서 점착제는 상기 투명 플렉시블 기판과 엘이디칩 사이로 유입되어, 상기 점착층이 투명 플렉시블 기판과 엘이디칩 사이에도 형성될 수 있다.
또한 본 발명의 실시예에서, 상기 점착층은, 점착력이 서로 다른 점착제들을 순차 사용하여 다층으로 형성될 수 있으며, 상기 투명 플렉시블 기판에 접촉하는 점착층의 점착력이 그 상부에 형성되는 나머지 점착층의 점착력보다 강할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 상기 점착제는, 실리콘계 또는 아크릴계의 연질 투명 점착제로서 절연성을 가지는 것일 수 있다.
본 발명 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법은, 투명 엘이디 디스플레이 장치의 보호층을 점착층으로 구성하여, 별도의 고정설치 수단을 사용하지 않고도 쉽게 설치할 수 있는 효과가 있다.
이처럼 본 발명은 별도의 고정설치 수단을 사용하지 않음으로써, 투명한 패널의 형상을 유지할 수 있으며, 시각적으로 완전히 투명한 디스플레이 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이의 제조공정 수순 단면도이다.
도 6과 도 7은 본 발명 투명 엘이디 디스플레이 장치의 사용상태도이다.
도 8 내지 도 10은 각각 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치의 단면도이다.
- 부호의 설명 -
11:투명 플렉시블 기판 12:전극패턴
13:엘이디 14:점착층
15:보호필름 18:배면 점착층
19:배면 전극패턴
이하, 본 발명 투명 엘이디 디스플레이 장치 및 그 제조방법에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
본 발명의 실시 예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이며, 아래에 설명되는 실시 예들은 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시 예들로 한정되는 것은 아니다. 오히려, 이들 실시 예는 본 발명을 더욱 충실하고 완전하게 하며 당업자에게 본 발명의 사상을 완전하게 전달하기 위하여 제공되는 것이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시 예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이 단수 형태는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 경우 "포함한다(comprise)" 및/또는"포함하는(comprising)"은 언급한 형상들, 숫자, 단계, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 그룹들의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 본 명세서에서 사용된 바와 같이, 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.　
본 명세서에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 부재, 영역 및/또는 부위들을 설명하기 위하여 사용되지만, 이들 부재, 부품, 영역, 층들 및/또는 부위들은 이들 용어에 의해 한정되지 않음은 자명하다. 이들 용어는 특정 순서나 상하, 또는 우열을 의미하지 않으며, 하나의 부재, 영역 또는 부위를 다른 부재, 영역 또는 부위와 구별하기 위하여만 사용된다. 따라서, 이하 상술할 제1 부재, 영역 또는 부위는 본 발명의 가르침으로부터 벗어나지 않고서도 제2 부재, 영역 또는 부위를 지칭할 수 있다.
이하, 본 발명의 실시 예들은 본 발명의 실시 예들을 개략적으로 도시하는 도면들을 참조하여 설명한다. 도면들에 있어서, 예를 들면, 제조 기술 및/또는 공차에 따라, 도시된 형상의 변형들이 예상될 수 있다. 따라서, 본 발명의 실시 예는 본 명세서에 도시된 영역의 특정 형상에 제한된 것으로 해석되어서는 아니 되며, 예를 들면 제조상 초래되는 형상의 변화를 포함하여야 한다.
도 1 내지 도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 제조공정 수순 단면도이다.
도 1 내지 도 5를 각각 참조하면, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 제조방법은, 투명 플랙시블 기판(11)의 상부에 전극패턴(12)을 형성하는 단계(도 1)와, 상기 전극패턴(12)에 엘이디칩(13)을 마운팅하는 단계(도 2)와, 상기 전극패턴(12)과 엘이디칩(13)이 상부에 위치하는 투명 플랙시블 기판(11)의 상부전면에 점착층(14)을 형성하는 단계(도 3)와, 상기 점착층(14)의 상부에 보호필름(15)를 부착하는 단계(도 4)와, 상기 보호필름(15), 점착층(14) 및 투명 플랙시블 기판(11)의 가장자리 영역을 절단하여 제거하는 단계(도 5)를 포함한다.
이하, 상기와 같이 구성되는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 제조방법의 구성과 작용에 대하여 보다 상세히 설명한다.
먼저, 도 1에 도시한 바와 같이 투명 플랙시블 기판(11)을 준비한다. 투명 플랙시블 기판(11)은 광투과도 97% 이상의 투명성이 요구된다. 상기 투명 플랙시블 기판(11)의 다른 조건으로 열에 대한 안정성과 가공성이 양호해야 한다.
이러한 기판(11)의 특성을 만족하는 소재로 폴리카보네이트(PC), 폴리스티렌(PS), 폴리에틸렌테레프탈레이트(PET), 폴리페닐설파이드(PPS), 폴리부틸렌테레프탈레이트(PBT)를 예로들 수 있다.
상기 투명 플랙시블 기판(11)의 면적은 제조할 디스플레이의 면적보다 더 큰 것으로 한다. 통상 사각형의 디스플레이 장치의 각 변의 길이를 100%라고 할 때 투명 플랙시블 기판(11)의 각 변의 길이는 105 내지 110%의 길이가 되도록 한다.
따라서 상기 투명 플랙시블 기판(11)은 소자가 배치되는 사용영역(11a)과 사용영역(11a)의 둘레에 위치하는 비사용영역(11b)으로 구분된다.
이와 같이 투명 플랙시블 기판(11)의 면적을 제조하는 디스플레이 장치에 비하여 더 큰 것을 사용하는 이유는 이후에 상세하게 설명하기로 한다.
상기 투명 플랙시블 기판(11)의 상부에 전극패턴(12)을 형성한다.
전극패턴(12)은 이후에 엘이디칩(13)에 전원을 공급하기 위한 것으로, 도전성 소재를 인쇄, 증착, 도포 후 선택적 식각 등의 방법으로 형성할 수 있다.
전극패턴(12)은 투명한 재료를 사용하는 것이 바람직하지만 선폭이 매우 미세하기 때문에 불투명한 재료를 사용할 수 있다.
전극패턴(12)의 재료로 ITO(Indium Tin Oxide), 메탈릭 나노와이어(Metallic nanowire), 카본 나노튜브(CNT), 구리, 은, 도전성 폴리머 등을 사용할 수 있다.
상기 전극패턴(12)은 투명 플랙시블 기판(11)의 사용영역(11a)에만 형성한다.
그 다음, 도 2에 도시한 바와 같이 상기 전극패턴(12)의 상부에 엘이디칩(13)을 표면실장기술을 통해 실장한다.
이때 엘이디칩(13)은 PC 등의 투명소재로 패키징된 것을 사용하는 것이 바람직하다.
그 다음, 도 3에 도시한 바와 같이 상기 전극패턴(12) 상에 엘이디칩(13)들이 마운팅된 면에 점착제를 도포하고, 경화시켜 점착층(14)을 형성한다. 점착제는 실리콘계, 아크릴계의 투명 연질 제품을 사용할 수 있다.
점착층(14)은 접착제와는 다르게 부착과 탈착을 반복할 수 있기 때문에 본 발명을 특정 위치에 점착하여 설치한 후, 필요에 따라 탈착하여 다른 위치로 옮겨 다시 설치하는 것이 가능하다.
점착층(14)을 형성하는 점착제로 고무계 또는 핫멜트계를 사용할 수 있으나, 광투과성이 낮아 투명하지 않고 변색의 우려가 있기 때문에, 도 8이나 도 9의 배면 점착층(18)으로 사용할 수는 있으나, 투명 플랙시블 기판의 상부면에 적층되는 상기 점착층(14)에는 사용하지 않는 것이 바람직하다.
점착제의 종류는 실리콘, 아크릴과 같은 베이스물질의 종류에 따른 분류이며, 강성에 따라 연질 점착제(soft adhesive), 경질 점착제(firm adhesive)로 구분하며, 본 발명에서는 연한 점착제를 사용하여 플랙시블한 특성의 저하를 방지한다.
점착층(14)에 의하여 상기 전극패턴(12)과 엘이디칩(13)은 더 견고하게 부착되며, 별도의 보호층을 형성하지 않고도 외부의 충격등에 의해 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한 점착층(14)은 투명 플랙시블 기판(11)과 엘이디칩(13) 사이의 공간에도 채워져 위치한다. 즉, 전극패턴(12)의 형성에 의해 기판(11)과 엘이디칩(13)의 사이에는 빈 공간이 발생하게 되는데, 이 공간에 점착제가 유입 및 경화되어 점착층(14)이 형성된다.
투명 플랙시블 기판(11)과 엘이디칩(13)의 사이에 점착층(14)이 위치하면, 엘이디칩(13)에서 발생하는 열을 보다 효과적으로 방출할 수 있으며, 습기의 침투를 최소화하여 수명의 단축을 피할 수 있는 특징이 있다.
점착층(14)은 투명한 연질의 실리콘계 또는 아크릴계 점착제를 사용하므로 복수 개의 엘이디칩 상호간, 또는 엘이디칩과 투명 플랙시블 기판 사이의 절연성을 강화할 수 있고, 유리 등과 같은 투명한 면에 탈부착하여 마이크로 엘이디칩에 의해 다양한 문자, 이미지, 영상 등의 정보를 표시할 때 시야를 가리지 않고 명확하게 보이도록 할 수 있다.
또한 점착층(14)은 흐름성 및 점도가 있는 액상으로 도포되며 경화과정에서 가장자리부분이 중앙부분에 비하여 더 낮아지는 형상이 된다.
이처럼 점착층(14)의 표면이 균일하지 못하면 이후에 점착층(14)의 점착성을 이용하여 본 발명을 설치할 때, 점착성이 상대적으로 저하될 수 있다.
이를 방지하기 위해서는 점착층(14)의 형성시 점착제를 가두는 틀을 이용할 수는 있으나, 공정이 복잡해지고 상대적으로 공정시간이 지연되는 문제점이 있다. 본 발명에서는 이후에 상세히 설명되는 바와 같이 절단을 통해 점착층(14)의 표면 균일성을 확보한다.
그 다음, 도 4에 도시한 바와 같이 상기 점착층(14)의 상부에 이형지 등의 보호필름(15)을 부착한다.
그 다음, 도 5에 도시한 바와 같이 상기 투명 플랙시블 기판(11)의 사용영역(11a)과 비사용영역(11b)의 경계를 따라 투명 플랙시블 기판(11)과 점착층(14) 및 보호필름(15)을 절단한다.
앞서 설명한 바와 같이 점착제의 도포 및 경화를 통해 제조되는 점착층(14)의 가장자리 영역은 높이가 낮아질 수 있으며, 본 발명에서는 점착층(14)의 가장자리를 제거하여 표면 균일도가 높은 점착층(14)을 제공할 수 있다.
도 6과 도 7은 각각 본 발명 투명 엘이디 디스플레이 장치의 설치 상태도이다.
이를 각각 참조하면, 본 발명은 앞서 설명한 보호필름(15)을 제거하여 점착층(14)의 표면을 노출시키고, 노출된 점착층(14)을 평판유리(16)나 곡면유리(17)에 부착시키는 것으로 쉽게 설치가 가능하다.
점착층(14)에 의해 설치면에 다른 고정설치 수단을 사용하지 않고도 쉽게 설치할 수 있기 때문에 설치가 용이하며, 투명성의 저하를 방지할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치의 단면 구성도이다.
도 8을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치는, 앞서 설명한 투명 플렉시블 기판(11)의 상면 일부에 배치된 전극패턴(12)과, 상기 전극패턴(12)을 통해 전원을 공급받도록 실장된 엘이디칩(13)과, 상기 엘이디칩(13)과 전극패턴(12)이 형성된 투명 플렉시블 기판(11)의 전면을 덮는 점착층(14)을 포함하는 디스플레이 장치의 구성에, 상기 투명 플렉시블 기판(11)의 배면에 접하여 위치하는 배면 점착층(18)을 더 포함한다.
앞선 실시예에서는 엘이디칩(13)을 덮는 점착층(14)이 설치면에 접하도록 하여, 쉽게 설치할 수 있는 것을 설명하였다. 이때 설치의 예는 실내의 창에 부착하여 건물 외부에서 디스플레이에 표시되는 광고 등을 시청할 수 있도록 하는 것이다.
배면 점착층(18)을 사용하는 경우 보다 다양한 사용상태를 나타낼 수 있다.
예를 들어 바닥면이나 천장에도 쉽게 부착시켜, 고정설치할 수 있다.
배면 점착층(18)을 가지는 본 발명 투명 엘이디 디스플레이 장치는 앞서 도 5를 참조하여 설명한, 절단 공정을 수행하기 전에 투명 플렉시블 기판(11)의 배면에 점착제를 도포하고, 경화시켜서 제조할 수 있다.
이후, 배면 점착층(18), 투명 플렉시블 기판(11) 및 점착층(14)을 절단한다.
배면 점착층(18)의 소재는 점착층(14)의 소재와 동일한 것을 사용할 수 있다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치의 단면 구성도이다.
도 9를 참조하면 투명 플렉시블 기판(11)의 배면에 배면 전극패턴(19)이 형성될 수 있다.
배면 전극패턴(19)은 바람직하게 투명 플렉시블 기판(11)에 마련된 상하 통공(도면 미도시)을 통해 반대편에 형성되어 있는 전극패턴(12)에 전기적으로 연결된 것일 수 있다.
배면 전극패턴(19) 또한 투명 또는 불투명의 전도체를 사용할 수 있으며, 전극패턴(12)과 동일한 재질의 것을 사용하는 것이 바람직하다.
배면 전극패턴(19)을 형성하는 이유는 배선의 용이성을 위한 것으로 이해될 수 있다.
도 9에서는 배면 전극패턴(19)이 형성된 투명 플렉시블 기판(11)의 배면에 배면 점착층(18)이 형성되어 있는 것으로 도시하였으나, 도 5와 같이 배면 점착층(18)이 없는 구조에도 적용될 수 있다.
이때 배면 전극패턴(19)이 노출되면 쇼트등의 전기적인 문제가 발생할 수 있으므로, 절연체 필름을 부착하여 배면 전극패턴(19)이 노출되는 것을 방지할 수 있다.
상기 배면 점착층(18)이 있는 경우에는 배면 점착층(18) 자체가 절연성이 있기 때문에 절연체 필름을 적용할 필요가 없다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치의 단면 구성도이다.
도 10을 참조하면 본 발명의 다른 실시예에 따른 투명 엘이디 디스플레이 장치는, 점착층(14)을 복수의 층으로 형성할 수 있다. 예를 들어 하부점착층(14a)과 상부점착층(14b)으로 구현할 수 있다.
상기 하부점착층(14a)은 상기 투명 플렉시블 기판(11)에 위치하는 전극패턴(12) 및 엘이디칩(13)의 상부에 접하여, 전극패턴(12)과 엘이디칩(13)이 견고하게 유지될 수 있도록 할 수 있다.
또한 상부점착층(14b)은 하부점착층(14a)의 상부에 위치하며, 설치면에 점착된다.
상부점착층(14b)과 하부점착층(14a)은 kgf/cm2 로 표현되는 점착력에 차이가 있는 것으로 한다. 하부점착층(14a)의 점착력은 상부점착층(14b)의 점착력보다 더 강할 수 있다. 하부점착층(14a)의 점착력은, 특히 투명 플렉시블 기판(11)과 엘이디칩(13)의 사이 공간에 용이하게 형성되어 소정의 경화 시간이 경과한 후 투명 플렉시블 기판(11)과 엘이디칩(13) 상호 간, 혹은 복수의 엘이디칩(13) 상호 간 결속될 수 있는 정도의 점착력이면 족할 것이다. 또한 상부점착층(14b)의 점착력의 경우, 하부점착층(14a)과 합지되어 결속이 유지되되, 외부의 접착면, 예를 들면 유리 또는 플라스틱 기판 등에 탈부착될 수 있는 정도의 점착력이면 충분할 것이다.
하부점착층(14a)의 점착력은 상부점착층(14b)과 합지되면서 동시에 투명 플랙시블 기판과 엘이디칩들을 결속시킬 수 있도록 상부점착층(14b)의 점착력에 비하여 더 강한 점착제를 사용하여 제조할 수 있다.
구체적으로 하부점착층(14a)의 점착력은 1,000 내지 3,000gf/cm2 인 것으로 하며, 상부점착층(14b)의 점착력은 4 내지 50gf/cm2 일 수 있다.
보다 바람직하게는 하부점착층(14a)의 점착력은 2,000 내지 2,800gf/cm2 이고, 상부점착층(14b)의 점착력은 6 내지 20gf/cm2 인 것으로 한다.
또한, 상부점착층(14b)과 하부점착층(14a)은 투명 연질의 실리콘 또는 아크릴 점착제에 절연성 물질을 더 첨가하여 엘이디칩 상호간의 절연성을 더 강화시켜 전기적 쇼트를 방지하여 마이크로 엘이디 디스플레이의 전기적 안정성과 수명 단축을 방지할 수 있다.
예를 들어 실리콘 점착제 60 내지 80중량%에 절연성 필러 20 내지 40중량%를 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 실리콘 점착제는 말단 폴리디메틸실록산 40 내지 70중량%, 실리콘 레진 30 내지 70중량%를 알칼리 촉매를 첨가하여 반응시킨 것일 수 있다.
위의 예에서는 하부점착층(14a)의 점착력이 상부점착층(14b)에 대하여 더 강한 것으로 설명하였으나, 투명 플렉시블 기판(11)과 엘이디칩(13)의 결착이 공고한 상태에서 마이크로 엘이디 디스플레이가 탈부착되는 유리 또는 플라스틱 등의 외부 기판과의 점착력을 더욱 견고하게 하기 위해서 하부점착층(14a)의 점착력이 상부점착층(14b)의 점착력에 비하여 더 약한 것을 사용할 수 있다.
위의 예에서 점착층은 두 개 층으로 설명하였으나, 다른 실시예로서 두 개 층 이상으로 형성할 수 있다.
위의 다양한 실시예를 통해 살펴본 바와 같이, 본 발명은 별도의 보호층 없이 점착층을 이용하여 엘이디를 포함한 배선패턴을 보호함과 아울러 유리 등 다양한 설치면에 점착식으로 용이하게 설치할 수 있는 특징이 있다. 즉, 부착과 탈착을 반복할 수 있다.
또한 점착층 자체가 물리적인 충격을 완화 흡수하는 특징이 있으며, 절연재이기 때문에 보호효과를 높일 수 있다.
본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고 본 발명의 기술적 요지를 벗어나지 아니하는 범위 내에서 다양하게 수정, 변형되어 실시될 수 있음은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어서 자명한 것이다.
본 발명은 자연법칙을 이용하여 점착식으로 자유롭게 설치면에 설치할 수 있는 투명한 엘이디 디스플레이의 구조와 그 제조방법에 관한 것으로 산업상 이용 가능성이 있다.

Claims (10)

  1. 투명 플렉시블 기판;
    상기 투명 플렉시블 기판의 상부 일부에 위치하는 전극패턴;
    상기 전극패턴의 상부에 선택적으로 마운팅된 복수의 엘이디칩; 및
    상기 전극패턴과 엘이디칩이 위치하는 상기 투명 플렉시블 기판의 전면을 덮는 점착층으로 이루어진 투명 엘이디 디스플레이 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 접하여 배치되고,
    상기 투명 플렉시블 기판의 통공을 통해 상기 전극패턴과 전기적으로 연결되는 배면 전극패턴을 더 포함하는 투명 엘이디 디스플레이 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 투명 플렉시블 기판의 배면을 덮는 배면 점착층을 더 포함하는 투명 엘이디 디스플레이 장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 점착층은,
    상하 적층된 복수의 층으로 이루어지며,
    적층된 복수의 층들은 각각 점착력이 서로 다른 것을 특징으로 하는 투명 엘이디 디스플레이 장치.
  5. a) 투명 플렉시블 기판의 상부에 전도체인 전극패턴을 형성하는 단계;
    b) 상기 전극패턴을 통해 전원을 공급받는 엘이디칩들을 마운팅하는 단계;
    c) 상기 엘이디칩들과 전극패턴이 형성된 투명 플렉시블 기판에 점착제를 도포하고, 경화하여 점착층을 형성하는 단계; 및
    d) 상기 투명 플렉시블 기판과 상기 점착층의 가장자리 영역을 절단 및 제거하는 단계를 포함하는 투명 엘이디 디스플레 장치 제조방법.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 투명 플렉시블 기판은 각 변의 길이가 최종 디스플레이 장치의 각 변의 길이보다 5 내지 10% 더 크며, 중앙의 사용영역과 상기 사용영역의 둘레에 위치하는 미사용영역으로 구획되고,
    상기 d) 단계에서 비사용영역과 비사용영역상의 점착층을 절단하여 제거하는 것을 특징으로 하는 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 c) 단계를 수행한 후, 상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 배면 점착층을 형성하는 단계를 더 포함하는 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법.
  8. 제6항 또는 제7항에 있어서,
    상기 a) 단계를 수행한 후,
    상기 투명 플렉시블 기판의 배면에 배면 전극패턴을 형성하되, 배면 전극패턴이 투명 플렉시블 기판의 통공을 통해 상기 전극패턴과 전기적으로 연결되도록 하는 단계를 더 포함하는 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 c) 단계에서 점착제는 상기 투명 플렉시블 기판과 엘이디칩 사이로 유입되어, 상기 점착층이 투명 플렉시블 기판과 엘이디칩 사이에도 형성되는 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 점착층은,
    점착력이 서로 다른 점착제들을 순차 사용하여 다층으로 형성되는 것을 특징으로 하는 투명 엘이디 디스플레이 장치 제조방법.
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